2.1.3函数的单调性(第1课时)
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2.1.3 函数的单调性【学习要求】1.理解增函数、减函数、单调区间、单调性等概念.2.掌握增(减)函数的证明和判别,学会运用函数图象理解和研究函数的性质,能利用函数图象划分函数的单调区间.【学法指导】考察函数的单调性,可以从函数的图象、函数值的变化情况,增(减)函数的定义等多方面进行,但函数单调性的证明必须根据增(减)函数的定义加以证明.填一填:知识要点、记下疑难点1.增函数与减函数的概念:一般地,设函数f(x)的定义域为A,区间M⊆A.如果取区间M中的任意两个值x1,x2,改变量Δx=x2-x1>0,则当Δy=f(x2)-f(x1)>0时,就称函数y=f(x)在区间M上是增函数,当Δy=f(x2)-f(x1)<0时,就称函数y=f(x)在区间M上是减函数.2.如果一个函数在某个区间M上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间M上具有单调性. (区间M称为单调区间).研一研:问题探究、课堂更高效[问题情境] 函数是描述事物运动变化规律的数学模型.如果了解了函数的变化规律,那么也就把握了相应事物的变化规律.因此研究函数的性质是非常重要的.日常生活中,我们有过这样的体验:从阶梯教室前向后走,逐步上升,从阶梯教室后向前走,逐步下降.很多函数也具有类似性质,这就是我们要研究的函数的重要性质——函数的单调性.探究点一函数单调性的有关概念问题1 观察下列函数的图象,回答当自变量x的值增大时,函数值f(x)是如何变化的?答:当自变量在实数集内由小变大时,函数y=2x的值也随着逐渐增大,函数y=-2x的值反而减小;而函数y=x2+1,在区间(-∞,0]上,函数值逐渐减小,在区间[0,+∞)上又逐渐增大.问题2 如何用x与f(x)来描述当x在给定区间从小到大取值时,函数值依次增大?答:在给定区间上任取x1,x2,x1<x2,f(x1)<f(x2).问题3在函数y=f(x)的图象上任取两点A(x1,y1),B(x2,y2),记Δx=x2-x1,Δy=f(x2)-f(x1)=y2-y1,如何用Δx与Δy来描述:“当x在给定区间从小到大取值时,函数值依次增大”?“当x在给定区间从小到大取值时,函数值依次减小”?答:分别表示为:当Δx>0时,Δy>0;当Δx>0时,Δy<0.问题4 对于函数f(x),当Δx>0时,有Δy>0,我们说f(x)是增函数;当Δx>0时,有Δy<0. 我们说f(x)是减函数.如果给出函数y=f(x),x∈A,你能给增函数和减函数下个定义吗?答:一般地,设函数f(x)的定义域为A,区间M⊆A.如果取区间M中的任意两个值x1,x2,改变量Δx=x2-x1>0,则当Δy=f(x2)-f(x1)>0时,就称函数y=f(x)在区间M上是增函数,如下图(1);当Δy=f(x2)-f(x1)<0时,就称函数y=f(x)在区间M上是减函数,如下图(2).如果一个函数在某个区间M上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间上具有单调性.(区间M称为单调区间)例1 如图是定义在区间[-5,5]上的函数y =f(x),根据图象说出函数的单调区间,以及在每一单调区间上,它是增函数还是减函数?解:y =f(x)的单调区间有[-5,-2),[-2,1),[1,3),[3,5].其中y =f(x)在区间[-5,-2),[1,3)上是减函数,在区间[-2,1),[3,5]上是增函数.小结: 函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,单调区间是定义域的子集;当函数出现两个以上单调区间时,单调区间之间可用“,”分开,不能用“∪”,可以用“和”来表示;在单调区间D 上函数要么是增函数,要么是减函数,不能二者兼有.跟踪训练1 根据下图说出函数在每一个单调区间上,是增函数还是减函数.解: 函数在[-1,0]上是减函数,在[0,2]上是增函数,在[2,4]上是减函数,在[4,5]上是增函数.探究点二 增函数、减函数的证明或判断问题1 判断函数单调性的方法有哪些?答: 定义法,图象法.问题2 证明函数单调性的方法有哪些?答: 只有定义法.问题3 根据增函数或减函数的定义,你认为证明函数f(x)在区间D 上单调性的一般步骤有哪些?答: (1)取值:任取x 1,x 2∈D,且x 1<x 2;(2)作差:f(x 1)-f(x 2);(3)变形:通常通过因式分解、配方与通分等途径将结果化为积或商的形式;(4)定号:判断差f(x 1)-f(x 2)的正负;(5)小结:指出函数f(x)在给定区间D 上的单调性.例2 证明函数f(x)=2x +1在(-∞,+∞)上是增函数.证明: 设x 1,x 2是任意两个不相等的实数,且x 1<x 2,则Δx =x 2-x 1>0,Δy =f(x 2)-f(x 1)=2x 2+1-(2x 1+1)=2(x 2-x 1)=2Δx>0.所以函数f(x)=2x +1在(-∞,+∞)上是增函数.小结: 运用定义判断或证明函数的单调性时,要注意x 1、x 2的三大特征:①属于同一区间;②任意性;③有大小:通常规定x 1<x 2.要牢记证明函数单调性的五大步骤:取值→作差→变形→定号→小结.跟踪训练2 证明函数f(x)=1x在区间(0,+∞)上是减函数. 证明: 设x 1,x 2是(0,+∞)上的任意两个实数,且x 1<x 2,则Δx =x 1-x 2<0,Δy =f(x 1)-f(x 2)=1x 1-1x 2=x 2-x 1x 1x 2. 由x 1,x 2∈(0,+∞),得x 1x 2>0,且x 2-x 1=-Δx>0,于是Δy>0.所以,f(x)=1x在(0,+∞)上是减函数.探究点三 函数单调性的应用问题1 如何利用函数的单调性比较两个函数值的大小?答: 先判断函数f(x)在区间D 上的单调性,如果函数f(x)在D 上是增函数,则当x 1<x 2时,f(x 1)<f(x 2),如果f(x)在D 上是减函数,结论则相反.问题2 已知函数的单调性,能利用函数值的大小关系得出对应自变量的大小关系吗?答: 能.利用函数单调性,将函数值的大小关系转化为自变量的大小关系,即脱去f 符号,转化为自变量的大小关系.例3 已知函数y =f(x)的定义域为R ,且对任意的正数d ,都有f(x +d)<f(x),求满足f(1-a)<f(2a -1)的a 的取值范围.解: 令x 1=x +d ,x 2=x ,∵d>0,∴x 1>x 2,由f(x +d)<f(x)知,f(x 1)<f(x 2).∴y=f(x)在定义域R 上是减函数.∵f(1-a)<f(2a -1),∴1-a>2a -1,即a<23. ∴a 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,23. 小结: 如果由函数y =f(x)在区间M 上的任意两个数x 1<x 2推出f(x 1)<f(x 2),则函数y =f(x)是增函数;反之,如果已知函数y =f(x)在区间M 上是增函数,若f(x 1)<f(x 2)成立,则x 1<x 2也成立.已知函数的单调性求参数的取值范围,要注意数形结合,采用逆向思维.跟踪训练3 已知函数f(x)是区间(0,+∞)上的减函数,判断f(a 2-a +1)与f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34的大小关系. 解: 由于a 2-a +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+34≥34, 又因函数f(x)是区间(0,+∞)上的减函数,所以f(a 2-a +1)≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34. 练一练:课堂检测、目标达成落实处1.若函数f(x)=4x 2-mx +5-m 在[-2,+∞)上是增函数,在(-∞,-2]上是减函数,则实数m 的值为________.解析: 由题意,函数f(x)的图象的对称轴方程为x =m 8=-2, 2.函数f(x)是定义域上的单调递减函数,且过点(-3,2)和(1,-2),则|f(x)|<2的自变量x 的取值范围是_______. 解析: 由题意可知:当x∈(-3,1)时,-2<f(x)<2, 即|f(x)|<2.3.物理学中的玻意耳定律p =k V(k 为正常数)告诉我们,对于一定量的气体,当其体积V 减小时,压强p 将增大.试用函数的单调性证明之.证明: 根据单调性的定义,设V 1,V 2是定义域(0,+∞)上的任意两个实数,且V 1<V 2,则p(V 1)-p(V 2)=k V 1-k V 2=k V 2-V 1V 1V 2. 由V 1,V 2∈(0,+∞),得V 1V 2>0.由V 1<V 2,得V 2-V 1>0.又k>0,于是p(V 1)-p(V 2)>0,即p(V 1)>p(V 2).所以,函数p =k V在(0,+∞)上是减函数,也就是说,当体积V 减小时,压强p 将增大. 课堂小结:1.若f(x)的定义域为D ,A ⊆D ,B ⊆D ,f(x)在A 和B 上都单调递减,未必有f(x)在A ∪B 上单调递减.2.对增函数的判断,当x 1<x 2时,都有f(x 1)<f(x 2),也可以用一个不等式来替代:(x 1-x 2)[f(x 1)-f(x 2)]>0或f x 1-f x 2x 1-x 2>0.对减函数的判断,当x 1<x 2时,都有f(x 1)>f(x 2),相应地也可用一个不等式来替代:(x 1-x 2)·[f(x 1)-f(x 2)]<0或f x 1-f x 2x 1-x 2<0. 3.若f(x),g(x)都是增函数,h(x)是减函数,则:①在定义域的交集(非空)上,f(x)+g(x)单调递增,f(x)-h(x)单调递增,②-f(x)单调递减,③1f x 单调递减(f(x)≠0). 4.对于函数值恒正(或恒负)的函数f(x),证明单调性时,也可以作商f x 1f x 2与1比较.。
2.1.3 函数的单调性【学习要求】1.理解增函数、减函数、单调区间、单调性等概念.2.掌握增(减)函数的证明和判别,学会运用函数图象理解和研究函数的性质,能利用函数图象划分函数的单调区间.【学法指导】考察函数的单调性,可以从函数的图象、函数值的变化情况,增(减)函数的定义等多方面进行,但函数单调性的证明必须根据增(减)函数的定义加以证明.填一填:知识要点、记下疑难点1.增函数与减函数的概念:一般地,设函数f(x)的定义域为A,区间M⊆A.如果取区间M中的任意两个值x1,x2,改变量Δx=x2-x1>0,则当Δy=f(x2)-f(x1)>0时,就称函数y=f(x)在区间M上是增函数,当Δy=f(x2)-f(x1)<0时,就称函数y=f(x)在区间M上是减函数.2.如果一个函数在某个区间M上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间M上具有单调性. (区间M称为单调区间).研一研:问题探究、课堂更高效[问题情境] 函数是描述事物运动变化规律的数学模型.如果了解了函数的变化规律,那么也就把握了相应事物的变化规律.因此研究函数的性质是非常重要的.日常生活中,我们有过这样的体验:从阶梯教室前向后走,逐步上升,从阶梯教室后向前走,逐步下降.很多函数也具有类似性质,这就是我们要研究的函数的重要性质——函数的单调性.探究点一函数单调性的有关概念问题1 观察下列函数的图象,回答当自变量x的值增大时,函数值f(x)是如何变化的?问题2 如何用x与f(x)来描述当x在给定区间从小到大取值时,函数值依次增大?问题3在函数y=f(x)的图象上任取两点A(x1,y1),B(x2,y2),记Δx=x2-x1,Δy=f(x2)-f(x1)=y2-y1,如何用Δx与Δy来描述:“当x在给定区间从小到大取值时,函数值依次增大”?“当x在给定区间从小到大取值时,函数值依次减小”?问题4 对于函数f(x),当Δx>0时,有Δy>0,我们说f(x)是增函数;当Δx>0时,有Δy<0. 我们说f(x)是减函数.如果给出函数y=f(x),x∈A,你能给增函数和减函数下个定义吗?例1 如图是定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x),根据图象说出函数的单调区间,以及在每一单调区间上,它是增函数还是减函数?跟踪训练1 根据下图说出函数在每一个单调区间上,是增函数还是减函数.探究点二增函数、减函数的证明或判断问题1 判断函数单调性的方法有哪些?问题2证明函数单调性的方法有哪些?问题3根据增函数或减函数的定义,你认为证明函数f(x)在区间D上单调性的一般步骤有哪些?例2 证明函数f(x)=2x+1在(-∞,+∞)上是增函数.跟踪训练2 证明函数f(x)=1x在区间(0,+∞)上是减函数.探究点三函数单调性的应用问题1 如何利用函数的单调性比较两个函数值的大小?问题2已知函数的单调性,能利用函数值的大小关系得出对应自变量的大小关系吗?例3 已知函数y=f(x)的定义域为R,且对任意的正数d,都有f(x+d)<f(x),求满足f(1-a)<f(2a-1)的a的取值范围.跟踪训练3 已知函数f(x)是区间(0,+∞)上的减函数,判断f(a 2-a +1)与f ⎝ ⎛⎭⎪⎫34的大小关系.练一练:课堂检测、目标达成落实处1.若函数f(x)=4x 2-mx +5-m 在[-2,+∞)上是增函数,在(-∞,-2]上是减函数,则实数m 的值为________.2.函数f(x)是定义域上的单调递减函数,且过点(-3,2)和(1,-2),则|f(x)|<2的自变量x 的取值范围是_______.3.物理学中的玻意耳定律p =k V(k 为正常数)告诉我们,对于一定量的气体,当其体积V 减小时,压强p 将增大.试用函数的单调性证明之.课堂小结:1.若f(x)的定义域为D ,A ⊆D ,B ⊆D ,f(x)在A 和B 上都单调递减,未必有f(x)在A ∪B 上单调递减.2.对增函数的判断,当x 1<x 2时,都有f(x 1)<f(x 2),也可以用一个不等式来替代:(x 1-x 2)[f(x 1)-f(x 2)]>0或1-2x 1-x 2>0. 对减函数的判断,当x 1<x 2时,都有f(x 1)>f(x 2),相应地也可用一个不等式来替代:(x 1-x 2)·[f(x 1)-f(x 2)]<0或1-2x 1-x 2<0. 3.若f(x),g(x)都是增函数,h(x)是减函数,则:①在定义域的交集(非空)上,f(x)+g(x)单调递增,f(x)-h(x)单调递增,②-f(x)单调递减,③1单调递减(f(x)≠0).4.对于函数值恒正(或恒负)的函数f(x),证明单调性时,也可以作商12与1比较.。
课题:函数的单调性(一)一、教材分析1、教材内容本节课是苏教版第二章《函数概念和基本初等函数Ⅰ》§2.1.3函数简单性质的第一课时,该课时主要学习增函数、减函数的定义,以及应用定义解决一些简单问题.2、教材所处地位、作用函数的性质是研究函数的基石,函数的单调性是首先研究的一个性质.通过对本节课的学习,让学生领会函数单调性的概念、掌握证明函数单调性的步骤,并能运用单调性知识解决一些简单的实际问题.通过上述活动,加深对函数本质的认识.函数的单调性既是学生学过的函数概念的延续和拓展,又是后续研究指数函数、对数函数、三角函数的单调性的基础.此外在比较数的大小、函数的定性分析以及相关的数学综合问题中也有广泛的应用,它是整个高中数学中起着承上启下作用的核心知识之一.从方法论的角度分析,本节教学过程中还渗透了探索发现、数形结合、归纳转化等数学思想方法.3、教学目标(1)知识与技能:使学生理解函数单调性的概念,掌握判别函数单调性的方法;(2)过程与方法:从实际生活问题出发,引导学生自主探索函数单调性的概念,应用图象和单调性的定义解决函数单调性问题,让学生领会数形结合的数学思想方法,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力.(3)情感态度价值观:让学生体验数学的科学功能、符号功能和工具功能,培养学生直觉观察、探索发现、科学论证的良好的数学思维品质.4、重点与难点教学重点(1)函数单调性的概念;(2)运用函数单调性的定义判断一些函数的单调性.教学难点(1)函数单调性的知识形成;(2)利用函数图象、单调性的定义判断和证明函数的单调性.二、教法分析与学法指导本节课是一节较为抽象的数学概念课,因此,教法上要注意:1、通过学生熟悉的实际生活问题引入课题,为概念学习创设情境,拉近数学与现实的距离,激发了学生求知欲,调动了学生主体参与的积极性.2、在运用定义解题的过程中,紧扣定义中的关键语句,通过学生的主体参与,逐个完成对各个难点的突破,以获得各类问题的解决.3、在鼓励学生主体参与的同时,不可忽视教师的主导作用.具体体现在设问、讲评和规范书写等方面,要教会学生清晰的思维、严谨的推理,并成功地完成书面表达.4、采用投影仪、多媒体等现代教学手段,增大教学容量和直观性.在学法上:1、让学生从问题中质疑、尝试、归纳、总结、运用,培养学生发现问题、研究问题和解决问题的能力.2、让学生利用图形直观启迪思维,并通过正、反例的构造,来完成从感性认识到理性思维的一个飞跃.教学环节教学过程设计意图问题情境(播放中央电视台天气预报的音乐)如图为宿迁市2006年元旦这一天24小时内的气温变化图,观察这张气温变化图:问题1 怎样描述气温随时间增大的变化情况?问题 2 怎样用数学语言来刻画上述时段内“随着时间的增大气温逐渐升高”这一特征?问题3 在区间[4,16]上,气温是否随时间增大而增大?连续提出三个相关联的问题,包括问题3这样让人警觉的反例,使学生在解决问题的过程中,形成对函数单调性的认识.从学生熟悉的生活情境引入,让学生对函数单调性产生感性认识,为引出单调性的定义打好基础,有利于定义的自然生成,也揭示了单调性最本质的东西.定义形成通过对以上问题的分析,从正、反两方面领会函数单调性.师生共同总结出单调增函数的定义,并解读定义中的关键词,如:区间内,任意,当1x<2x时,都有)(1xf<)(2xf.仿照单调增函数定义,由学生说出单调减函数的定义.教师介绍单调性和单调区间的定义.函数单调性定义产生是本节课的难点,难在:如何使学生从描述性语言过渡到严谨的数学语言.通过问题的分解,引导学生步步深入,直至找到最准确的数学语言来描述定义.这里体现以学生为主体,师生互动合作的教学新理念.教学设计说明本节课是一节概念课.函数单调性的本质是利用解析的方法来研究函数图象的性质,如何将图形特征用严谨的数学语言来刻画是本节课的难点之一.另一难点是学生在高中阶段第一次接触代数证明,如何进行严格的推理论证并完成规范的书面表达.围绕以上两个难点,在本节课的处理上,我着重注意了以下几个问题:1、重视学生的亲身体验.具体体现在两个方面:①将新知识与学生的已有知识建立了联系.如:学生对一次函数、二次函数和反比例函数的认识,学生对“y 随x 的增大而增大”的理解;②运用新知识尝试解决新问题.如:对函数1)(+=x xx f 在定义域上的单调性的讨论.2、重视学生发现的过程.如:充分暴露学生将函数图象(形)的特征转化为函数值(数)的特征的思维过程;充分暴露在正、反两个方面探讨活动中,学生认知结构升华、发现的过程.3、重视学生的动手实践过程.通过对定义的解读、巩固,让学生动手去实践运用定义.4、重视课堂问题的设计.通过对问题的设计,引导学生解决问题.《函数的单调性》说课稿(二)各位专家:您好!我叫,今天我说课的课题是“”,下面我从教材分析、教法设计、学法设计、学情分析、教学程序、板书设计和评价设计等七个方面向各位阐述我对本节课的构思与设计。
函数的单调性【第1课时】【教学目标】【核心素养】1.理解函数的单调性及其几何意义,能运用函数图像理解和研究函数的单调性.(重点)2.会用函数单调性的定义判断(或证明)一些函数的单调性,会求一些具体函数的单调区间.(重点、难点)3.理解函数的最大值和最小值的概念,能借助函数的图像和单调性,求一些简单函数的最值.(重点、难点)1.借助单调性判断与证明,培养数学抽象、逻辑推理、直观想象素养.2.利用求单调区间、最值、培养数学运算素养.3.利用函数的最值解决实际问题,培养数学建模素养.【教学过程】一、新知初探条件一般地,设函数y=f(x)的定义域为A,且M⊆A:如果对任意x1,x2∈M,当x1>x2时都有f(x1)>f(x2)都有f(x1)<f(x2)结论y=f(x)在M上是增函数(也称在M上单调递增)y=f(x)在M上是减函数(也称在M上单调递减)图示思考1:增(减)函数定义中的x1,x2有什么特征?提示:定义中的x1,x2有以下3个特征(1)任意性,即“任意取x1,x2”中“任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特殊代替一般;(2)有大小,通常规定x1>x2;(3)属于同一个单调区间.2.函数的单调性与单调区间如果函数y=f(x)在M上单调递增或单调递减,那么就说函数y=f(x)在M上具有单调性(当M为区间时,称M为函数的单调区间,也可分别称为单调递增区间或单调递减区间).思考2:函数y=1x在定义域上是减函数吗?提示:不是.y=1x在(-∞,0)上递减,在(0,+∞)上也递减,但不能说y=1x在(-∞,0)∪(0,+∞)上递减.最大值最小值条件一般地,设函数f(x)的定义域为D:且x0∈D,如果对任意x∈D 都有f(x)≤f(x0)都有f(x)≥f(x0)结论称f(x)的最大值为f(x0),记作f max =f(x0),而x0称为f(x)的最大值点称f(x)的最小值为f(x0),记作f min=f(x0),而x0称为f(x)的最小值点统称最大值和最小值统称为最值最大值点和最小值点统称为最值点二、初试身手1.函数y=f(x)的图像如图所示,其增区间是()A.[-4,4]B.[-4,-3]∪[1,4]C.[-3,1]D.[-3,4]答案:C解析:由题图可知,函数y=f(x)的单调递增区间为[-3,1],选C.2.下列函数中,在区间(0,+∞)上是减函数的是()A.y=-1x B.y=xC.y=x2D.y=1-x答案:D解析:函数y =1-x 在区间(0,+∞)上是减函数,其余函数在(0,+∞)上均为增函数,故选D .3.函数y =f (x )在[-2,2]上的图像如图所示,则此函数的最小值、最大值分别是( )A .-1,0B .0,2C .-1,2D .12,2答案:C解析:由题图可知,f (x )的最大值为f (1)=2,f (x )的最小值为f (-2)=-1.4.函数f (x )=x 2-2x +3的单调减区间是________. 答案:(-∞,1]解析:因为f (x )=x 2-2x +3是图像开口向上的二次函数,其对称轴为x =1,所以函数f (x )的单调减区间是(-∞,1]. 三、合作探究类型1:定义法证明(判断)函数的单调性例1:证明:函数f (x )=x +1x 在(0,1)上是减函数. 思路点拨:设元任取x 1,x 2∈0,1且x 1>x 2―→作差:fx 1-fx 2――→变形判号:fx 2>fx 1――→结论减函数证明:设x 1,x 2是区间(0,1)上的任意两个实数,且x 1>x 2,则f (x 1)-f (x 2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+1x 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 2=(x 1-x 2)+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 1-1x 2=(x 1-x 2)+x 2-x 1x 1x 2=(x 1-x 2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x 1x 2=x 1-x 2-1+x 1x 2x 1x 2,∵0<x 2<x 1<1,∴x 1-x 2>0,0<x 1x 2<1,则-1+x 1x 2<0,∴x1-x2-1+x1x2x1x2<0,即f(x1)<f(x2),∴f(x)=x+1x在(0,1)上是减函数.规律方法利用定义证明函数单调性的步骤1.取值:设x1,x2是该区间内的任意两个值,且x1>x2.2.作差变形:作差f(x1)-f(x2),并通过因式分解、通分、配方、有理化等手段,转化为易判断正负的式子.3.定号:确定f(x1)-f(x2)的符号.4.结论:根据f(x1)-f(x2)的符号及定义判断单调性.提醒:作差变形是证明单调性的关键,且变形的结果是几个因式乘积的形式.跟踪训练1.证明:函数y=xx+1在(-1,+∞)上是增函数.证明:设x1>x2>-1,则y1-y2=x1x1+1-x2x2+1=x1-x2x1+1x2+1.∵x1>x2>-1,∴x1-x2>0,x1+1>0,x2+1>0,∴x1-x2x1+1x2+1>0,即y1-y2>0,y1>y2,∴y=xx+1在(-1,+∞)上是增函数.类型2:求函数的单调区间例2:求下列函数的单调区间,并指出该函数在其单调区间上是增函数还是减函数.(1)f(x)=-1x;(2)f(x)=⎩⎨⎧2x+1,x≥1,5-x,x<1;(3)f(x)=-x2+2|x|+3.解:(1)函数f(x)=-1x的单调区间为(-∞,0),(0,+∞),其在(-∞,0),(0,+∞)上都是增函数.(2)当x≥1时,f(x)是增函数,当x<1时,f(x)是减函数,所以f(x)的单调区间为(-∞,1),[1,+∞),并且函数f(x)在(-∞,1)上是减函数,在[1,+∞)上是增函数.(3)因为f (x )=-x 2+2|x |+3=⎩⎨⎧-x 2+2x +3,x ≥0,-x 2-2x +3,x <0.根据解析式可作出函数的图像如图所示,由图像可知,函数f (x )的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞).f (x )在(-∞,-1],[0,1)上是增函数,在(-1,0),[1,+∞)上是减函数.(3)因为f (x )=-x 2+2|x |+3=⎩⎨⎧-x 2+2x +3,x ≥0,-x 2-2x +3,x <0.根据解析式可作出函数的图像如图所示,由图像可知,函数f (x )的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞).f (x )在(-∞,-1],[0,1)上是增函数,在(-1,0),[1,+∞)上是减函数.规律方法求函数单调区间的方法1.利用已知函数的单调性求函数的单调区间. 2.利用函数图像求函数的单调区间.提醒:1.若所求出函数的单调增区间或单调减区间不唯一,函数的单调区间之间要用“,”隔开.2.理清“单调区间”和“在区间上单调”的区别与联系. 跟踪训练2.根据如图所示,写出函数在每一单调区间上是增函数还是减函数.解:函数在[-1,0],[2,4]上是减函数,在[0,2],[4,5]上是增函数. 3.写出y =|x 2-2x -3|的单调区间. 解:先画出f (x )=⎩⎨⎧x 2-2x -3,x <-1或x >3,-(x 2-2x -3),-1≤x ≤3的图像,如图.所以y =|x 2-2x -3|的单调减区间为(-∞,-1],[1,3];单调增区间为[-1,1],[3,+∞).类型3:函数单调性的应用 探究问题1.若函数f (x )是其定义域上的增函数,且f (a )>f (b ),则a ,b 满足什么关系.如果函数f (x )是减函数呢?提示:若函数f (x )是其定义域上的增函数,那么当f (a )>f (b )时,a >b ;若函数f (x )是其定义域上的减函数,那么当f (a )>f (b )时,a <b .2.决定二次函数f (x )=ax 2+bx +c 单调性的因素有哪些?提示:开口方向和对称轴的位置,即字母a 的符号及-b2a 的大小.例3:(1)若函数f (x )=-x 2-2(a +1)x +3在区间(-∞,3]上是增函数,则实数a 的取值范围是________.(2)已知函数y =f (x )是(-∞,+∞)上的增函数,且f (2x -3)>f (5x -6),则实数x 的取值范围为________.思路点拨:(1)分析fx 的对称轴与区间的关系数形结合,建立关于a 的不等式――→求a 的范围(2)f2x -3>f5x -6f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,建立关于x 的不等式――→求x 的范围答案:(1)(-∞,-4] (2)(-∞,1)解析:(1)∵f (x )=-x 2-2(a +1)x +3的图像开口向下,要使f (x )在(-∞,3]上是增函数,只需-(a +1)≥3,即a ≤-4.∴实数a 的取值范围为(-∞,-4].(2)∵f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,且f (2x -3)>f (5x -6),∴2x -3>5x -6,即x <1.∴实数x 的取值范围为(-∞,1).]母题探究1.(变条件)若本例(1)的函数f (x )在(1,2)上是单调函数,求a 的取值范围.解:由题意可知-(a +1)≤1或-(a +1)≥2,即a ≤-3或a ≥-2. 所以a 的取值范围为(-∞,-3]∪[-2,+∞).2.(变条件)若本例(2)的函数f (x )是定义在(0,+∞)上的减函数,求x 的取值范围.解:由题意可知,⎩⎨⎧2x -3>0,5x -6>0,2x -3<5x -6,解得x >32.∴x 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞.规律方法函数单调性的应用1.函数单调性定义的“双向性”:利用定义可以判断、证明函数的单调性,反过来,若已知函数的单调性可以确定函数中参数的取值范围.2.若一个函数在区间[a ,b ]上是单调的,则此函数在这一单调区间内的任意子集上也是单调的.类型4:求函数的最值(值域)例4:已知函数f (x )=2x +1x +1.(1)判断函数在区间(-1,+∞)上的单调性,并用定义证明你的结论; (2)求该函数在区间[2,4]上的最大值和最小值.解:(1)f (x )在(-1,+∞)上为增函数,证明如下:任取-1<x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=2x 1+1x 1+1-2x 2+1x 2+1=x 1-x 2(x 1+1)(x 2+1),因为-1<x 1<x 2⇒x 1+1>0,x 2+1>0,x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0⇒f (x 1)<f (x 2), 所以f (x )在(-1,+∞)上为增函数. (2)由(1)知f (x )在[2,4]上单调递增,所以f (x )的最小值为f (2)=2×2+12+1=53, 最大值为f (4)=2×4+14+1=95. 规律方法1.利用单调性求函数的最大(小)值的一般步骤 (1)判断函数的单调性.(2)利用单调性求出最大(小)值. 2.函数的最大(小)值与单调性的关系(1)若函数f (x )在区间[a ,b ]上是增(减)函数,则f (x )在区间[a ,b ]上的最小(大)值是f (a ),最大(小)值是f (b ).(2)若函数f (x )在区间[a ,b ]上是增(减)函数,在区间[b ,c ]上是减(增)函数,则f (x )在区间[a ,c ]上的最大(小)值是f (b ),最小(大)值是f (a )与f (c )中较小(大)的一个.提醒:(1)求最值勿忘求定义域.(2)闭区间上的最值,不判断单调性而直接将两端点值代入是最容易出现的错误,求解时一定注意.跟踪训练4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,-1<x ≤1,1x ,x >1,求(1)f (x )的最大值、最小值;(2)f (x )的最值点.解:(1)作出函数f (x )的图像(如图).由图像可知,当x =1时,f (x )取最大值为f (1)=1.当x =0时,f (x )取最小值f (0)=0,故f (x )的最大值为1,最小值为0.(2)f (x )的最大值点为x 0=1,最小值点为x 0=0. 四、课堂小结1.定义单调性时应强调x 1,x 2在其定义域内的任意性,其本质是把区间上无限多个函数值的大小比较转化为两个任意值的大小比较.2.证明函数的单调性(利用定义)一定要严格遵循设元、作差、变形、定号、结论的步骤,特别在变形上,一定要注意因式分解、配方等技巧的运用,直到符号判定水到渠成才可.3.求函数的最值与求函数的值域类似,常用的方法是:(1)图像法,即画出函数的图像,根据图像的最高点或最低点写出最值; (2)单调性法,一般需要先确定函数的单调性,然后根据单调性的意义求出最值;4.通过函数最值的学习,渗透数形结合思想,树立以形识数的解题意识. 五、当堂达标1.思考辨析(1)若函数y =f (x )在定义域上有f (1)<f (2),则函数y =f (x )是增函数.( )(2)若函数y =f (x )在区间[1,3]上是减函数,则函数y =f (x )的单调递减区间是[1,3].( )(3)任何函数都有最大(小)值.( )(4)函数f (x )在[a ,b ]上的最值一定是f (a )(或f (b )).( ) 答案:(1)×(2)×(3)×(4)×2.下列函数中,在(0,2)上是增函数的是( )A .y =1x B .y =2x -1 C .y =1-2x D .y =(2x -1)2答案:B解析:对于A ,y =1x 在(-∞,0),(0,+∞)上单调递减;对于B ,y =2x -1在R 上单调递增;对于C ,y =1-2x 在R 上单调递减;对于D ,y =(2x -1)2在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,12上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞上单调递增.故选B .3.函数y =x 2-2x ,x ∈[0,3]的值域为________. 答案:[-1,3]解析:∵函数y =x 2-2x =(x -1)2-1,x ∈[0,3],∴当x =1时,函数y 取得最小值为-1,当x =3时,函数取得最大值为3,故函数的值域为[-1,3].4.试用函数单调性的定义证明:f (x )=2xx -1在(1,+∞)上是减函数.证明:f (x )=2+2x -1,设x 1>x 2>1,则f (x 1)-f (x 2)=2x 1-1-2x 2-1=2(x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1).因为x 1>x 2>1,所以x 2-x 1<0,x 1-1>0,x 2-1>0, 所以f (x 1)<f (x 2),所以f (x )在(1,+∞)上是减函数.【第2课时】【教学目标】【核心素养】1.理解斜率的含义及平均变化率的概念.(重点) 2.掌握判断函数单调性的充要条件.(重点、难点)通过利用函数f (x )的平均变化证明f (x )在I 上的单调性,提升数学运算和培养逻辑推理素养.【教学过程】一、新知初探 1.直线的斜率(1)定义:给定平面直角坐标系中的任意两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),当x 1≠x 2时,称y 2-y 1x 2-x 1为直线AB 的斜率;(若记Δx =x 2-x 1,Δy =y 2-y 1,当Δx ≠0时,斜率记为ΔyΔx ),当x 1=x 2时,称直线AB 的斜率不存在.(2)作用:直线AB 的斜率反映了直线相对于x 轴的倾斜程度. 2.平均变化率与函数单调性若I 是函数y =f (x )的定义域的子集,对任意x 1,x 2∈I 且x 1≠x 2,记y 1=f(x 1),y 2=f (x 2),Δy Δx =y 2-y 1x 2-x 1⎝ ⎛⎭⎪⎫即Δf Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1,则 (1)y =f (x )在I 上是增函数的充要条件是ΔyΔx >0在I 上恒成立;(2)y =f (x )在I 上是减函数的充要条件是ΔyΔx <0在I 上恒成立.当x 1≠x 2时,称Δf Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1为函数y =f (x )在区间[x 1,x 2](x 1<x 2时)或[x 2,x 1](x 1>x 2时)上的平均变化率.通常称Δx 为自变量的改变量,Δy 为因变量的改变量.3.平均变化率的物理意义(1)把位移s 看成时间t 的函数s =s (t ),则平均变化率的物理意义是物体在时间段[t 1,t 2]上的平均速度,即v =s (t 2)-s (t 1)t 2-t 1.(2)把速度v 看成时间t 的函数v =v (t ),则平均变化率的物理意义是物体在时间段[t 1,t 2]上的平均加速度,即a =v (t 2)-v (t 1)t 2-t 1.二、初试身手1.已知点A (1,0),B (-1,1),则直线AB 的斜率为( )A .-12B .12C .-2D .2 答案:A解析:直线AB 的斜率1-0-1-1=-12.2.如图,函数y =f (x )在[1,3]上的平均变化率为( )A .1B .-1C .2D .-2答案:B解析:Δy Δx =f (3)-f (1)3-1=1-33-1=-1.3.一次函数y =-2x +3在R 上是________函数.(填“增”或“减”) 答案:减解析:任取x 1,x 2∈R 且x 1≠x 2.∴y 1=-2x 1+3,y 2=-2x 2+3,∴Δy Δx =y 1-y 2x 1-x 2=-2<0,故y =-2x +3在R 上是减函数.4.已知函数f (x )=2x 2+3x -5,当x 1=4,且Δx =1时,求Δy 的平均变化率Δy Δx .解:∵f(x)=2x2+3x-5,x1=4,x2=x1+Δx,∴Δy=f(x2)-f(x1)=2(x1+Δx)2+3(x1+Δx)-5-(2x21+3x1-5)=2(Δx)2+(4x1+3)Δx.当x1=4,Δx=1时,Δy=2×12+(4×4+3)×1=21.则ΔyΔx=211=21.三、合作探究类型1:平均变化率的计算例1:一正方形铁板在0℃时边长为10cm,加热后会膨胀,当温度为t℃时,边长变为10(1+at)cm,a为常数.试求铁板面积对温度的平均膨胀率.思路点拨:由正方形的边长与面积关系列出函数表达式,再求面积的平均变化率.解:设温度的增量为Δt,则铁板面积S的增量ΔS=102[1+a(t+Δt)]2-102(1+at)2=200(a+a2t)Δt+100a2(Δt)2,所以平均膨胀率ΔSΔt=200(a+a2t)+100a2Δt.规律方法1.关于平均变化率的问题在生活中随处可见,常见的有求某段时间内的平均速度、平均加速度、平均膨胀率等.找准自变量的改变量和因变量的改变量是解题的关键.2.求平均变化率只需要三个步骤:(1)求出或者设出自变量的改变量;(2)根据自变量的改变量求出函数值的改变量;(3)求出函数值的改变量与自变量的改变量的比值.跟踪训练1.路灯距地面8m,一个身高为1.6m的人以84m/min的速度在地面上从路灯在地面上的射影点C处沿直线匀速离开路灯.(1)求身影的长度y与人距路灯的距离x之间的关系式;(2)求人离开路灯10s内身影长度y关于时间t的平均变化率.解:(1)如图所示,设此人从C点运动到B点的位移为x m,AB为身影长度,AB的长度为y m,由于CD∥BE,则ABAC=BECD,即yy+x=1.68,所以y=0.25x.(2)84m/min=1.4m/s,则y关于t的函数关系式为y=0.25×1.4t=0.35t,所以10 s内平均变化率ΔyΔt=3.510=0.35(m/s),即此人离开灯10s内身影长度y关于时间t的平均变化率为0.35m/s.类型2:利用平均变化率证明函数的单调性例2:若函数y=f(x)是其定义域的子集I上的增函数且f(x)>0,求证:g=1f(x)在I上为减函数.思路点拨:由y=f(x)在I上为增函数的充要条件可得ΔyΔx>0,再证ΔgΔx<0即可.证明:任取x1,x2∈I且x2>x1,则Δx=x2-x1>0,Δy=f(x2)-f(x1),∵函数y=f(x)是其定义域的子集I上的增函数,∴Δy>0,ΔyΔx>0,∴Δg=g(x2)-g(x2)=1f(x2)-1f(x1)=f(x1)-f(x2)f(x1)f(x2).又∵f(x)>0,∴f(x1)f(x2)>0且f(x1)-f(x2)<0,∴Δg<0,∴ΔgΔx<0,故g=1f(x)在I上为减函数.规律方法单调函数的运算性质若函数f(x),g(x)在区间I上具有单调性,则:1.f(x)与f(x)+C (C为常数)具有相同的单调性.2.f(x)与a·f(x),当a>0时具有相同的单调性;当a<0时具有相反的单调性.3.当f(x)恒为正值或恒为负值时,f(x)与1f(x)具有相反的单调性.(4f(x)g(x)f(x)+g(x)f(x)-g(x)增函数增函数增函数不能确定单调性增函数减函数不能确定单调性增函数减函数减函数减函数不能确定单调性减函数增函数不能确定单调性减函数跟踪训练2.已知函数f(x)=1-3x+2,x∈[3,5],判断函数f(x)的单调性,并证明.解:由于y=x+2在[3,5]上是增函数,且恒大于零,因此,由性质知f(x)=1-3x+2为增函数.证明过程如下:任取x1,x2∈[3,5]且x1<x2,即Δx=x2-x1>0,则Δy=f(x2)-f(x1)=1-3x2+2-⎝⎛⎭⎪⎫1-3x1+2=3x1+2-3x2+2=3(x2-x1)(x1+2)(x2+2).∵(x1+2)(x2+2)>0,∴Δy>0,∴ΔyΔx>0,故函数f(x)在[3,5]上是增函数.类型3:二次函数的单调性最值问题探究问题1.二次函数f(x)=ax2+bx+c(a>0)的对称轴与区间[m,n]可能存在几种位置关系,试画草图给予说明?提示:2.求二次函数f(x)=ax2+bx+c在[m,n]上的最值,应考虑哪些因素?提示:若求二次函数f(x)在[m,n]上的最值,应考虑其开口方向及对称轴x =-b2a 与区间[m ,n ]的关系.例3:已知函数f (x )=x 2-ax +1,求f (x )在[0,1]上的最大值. 思路点拨:解:因为函数f (x )=x 2-ax +1的图像开口向上,其对称轴为x =a2, 当a 2≤12,即a ≤1时,f (x )的最大值为f (1)=2-a ; 当a 2>12,即a >1时,f (x )的最大值为f (0)=1. 母题探究1.在题设条件不变的情况下,求f (x )在[0,1]上的最小值.解:(1)当a2≤0,即a ≤0时,f (x )在[0,1]上单调递增,∴f (x )min =f (0)=1.(2)当a2≥1,即a ≥2时,f (x )在[0,1]上单调递减,∴f (x )min =f (1)=2-a .(3)当0<a 2<1,即0<a <2时,f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,a 2上单调递减,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 2,1上单调递增,故f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=1-a 24.2.在本例条件不变的情况下,若a =1,求f (x )在[t ,t +1](t ∈R )上的最小值.解:当a =1时,f (x )=x 2-x +1,其图像的对称轴为x =12, ①当t ≥12时,f (x )在其上是增函数,∴f (x )min =f (t )=t 2-t +1; ②当t +1≤12,即t ≤-12时,f (x )在其上是减函数,∴f (x )min =f (t +1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122+34=t 2+t +1;③当t <12<t +1,即-12<t <12时,函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤t ,12上单调递减,在⎝ ⎛⎦⎥⎤12,t +1上单调递增,所以f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=34.规律方法二次函数在闭区间上的最值设f(x)=ax2+bx+c(a>0),则二次函数f(x)在闭区间[m,n]上的最大对称轴与区间的关系-b2a<m<n,即-b2a∈(-∞,m)m<-b2a<n,即-b2a∈(m,n)m<n<-b2a,即-b2a∈(n,+∞)图像最值f(x)max=f(n),f(x)min=f(m)f(x)max=max{f(n),f(m)},f(x)min=f⎝⎛⎭⎪⎫-b2af(x)max=f(m),f(x)min=f(n)四、课堂小结1.平均变化率中Δx,Δy,ΔyΔx的理解(1)函数f(x)应在x1,x2处有定义;(2)x2在x1附近,即Δx=x2-x1≠0,但Δx可正可负;(3)注意变量的对应,若Δx=x2-x1,则Δy=f(x2)-f(x1),而不是Δy =f(x1)-f(x2);(4)平均变化率可正可负,也可为零.但是,若函数在某区间上的平均变化率为0,并不能说明该函数在此区间上的函数值都相等.2.判断函数y=f(x)在I上单调性的充要条件(1)y=f(x)在I上单调递增的充要条件是ΔyΔx>0恒成立;(2)y=f(x)在I上单调递减的充要条件是ΔyΔx<0恒成立.五、当堂达标1.思考辨析(1)一次函数y=ax+b(a≠0)从x1到x2的平均变化率为a.()(2)函数y=f(x)的平均变化率ΔyΔx=f(x2)-f(x1)x2-x1的几何意义是过函数y=f(x)图像上两点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))所在直线的斜率.()(3)在[a,b]上,y=ax2+bx+c(a≠0)任意两点的平均变化率都相等.()答案:(1)√(2)√(3)×2.函数f(x)=x从1到4的平均变化率为()A.13B.12C.1 D.3 答案:A解析:Δy=4-1=1,Δx=4-1=3,则平均变化率为ΔyΔx=13.3.李华在参加一次同学聚会时,他用如图所示的圆口杯喝饮料,李华认为:如果向杯子中倒饮料的速度一定(即单位时间内倒入的饮料量相同),那么杯子中饮料的高度h是关于时间t的函数h(t),则函数h(t)的图像可能是()答案:B解析:由于圆口杯的形状是“下细上粗”,则开始阶段饮料的高度增加较快,往后高度增加得越来越慢,仅有B中的图像符合题意.4.一质点的运动方程为s=8-3t2,其中s表示位移(单位:m),t表示时间(单位:s).求该质点在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度.解:该质点在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度为ΔsΔt=8-3(1+Δt)2-8+3×12Δt=(-6-3Δt)(m/s).。
《函数的单调性》说课稿各位领导、老师你们好!我说课的内容是人教A版(必修一)第二章2.1.3第一节《函数的单调性》。
我将根据新课标的理念和高一学生的认知特点设计本节课的教学。
我从下面四个方面阐述我对这节课的理解和教学设计。
一、教材分析(一) 教材内容本节课内容教材共分两课时进行,这是第一课时,该课时主要学习函数的单调性的的概念,依据函数图象判断函数的单调性和依据定义证明函数的单调性。
(二) 教材的地位和作用函数是本章的核心概念,也是中学数学中的基本概念,函数贯穿整个高中数学课程。
在历年的考题中常考,函数思想也是我们学习数学中的重要思想。
在这一节中的利用函数图像研究函数性质的数形结合思想将贯穿于整个高中数学教学。
函数的单调性是代数方法研究函数图像变化的局部变化趋势。
函数的单调性是学生初中学习了一次函数、二次函数、反比例函数图像的基础上对增减性有了一个初步的感性认识,是函数概念的延伸和扩展,又是后续研究指数函数、对数函数等内容的基础,对进一步探索、研究函数的其他性质有着示范的作用,它是整个高中数学中起着承上启下作用的核心知识之一。
二、教学目标根据上述教学内容的地位和作用,结合教学大纲和学生的实际,确定了以下教学重点和难点:知识与技能:理解函数单调性和和单调函数的意义;会判断并证明简单函数的单调性。
过程与方法:培养从概念出发,进一步研究其性质的能力;体会感悟数形结合、分类讨论的数学思想。
情感态度与价值观;领会用运动的观点去观察分析事物的方法,培养学生细心观察、认真分析、严谨论证的良好思维习惯;由合适的例子引发学生探求知识的欲望,突出学生的主观能动性,激发学生学习的兴趣。
教学的重点和难点教学重点:函数单调性的概念,判断并证明函数的单调性;教学难点:根据定义证明函数的单调性和利用函数图像证明单调性教具:多媒体三、教学方法新课程标准认为课堂教学不仅仅是教师的教,更是学生主动参与、对知识自主建构的过程。
本节课是函数单调性的起始课,根据教学内容、教学目标和学生的认知水平,本节课主要采用“创设情境、问题探究、合作交流、归纳总结、练习巩固”的教学方式,这样既增加了教师与学生、学生与学生之间的交流,又能激发学生的求知欲,调动学生的积极性,使他们思路更加开阔,思维更加敏捷。
§2.1.3 函数的简单性质 (第1课时)
教学目标
1.了解单调函数、单调区间的概念:能说出单调函数、单调区间这两个概念的大致意思。
2.理解函数单调性的概念:能用自已的语言表述概念;并能根据函数的图象指出单调性、写出单调区间。
3.
教学重点:函数的单调性的概念; 教学难点:函数的单调性概念的理解
教学过程:
一、情境导入
1.一天天气的变化
2.观察函数y=x 2,y=x 3的图象
引入:从函数2x y =的图象(图1)看到:
图象在y 轴的右侧部分是上升的,也就是说,当x 在区间[0,+∞)上取值时,随着x 的增大,相应的y 值也随着增大,即如果取21,x x ∈[0,+∞),得到1y =)(1x f ,2y =)(2x f ,那么当1x <2x 时,有1y <2y .
这时我们就说函数y =)(x f =2
x 在[0,+ ∞)上是增函数. 当x 在区间(-∞,0)上取值时,随着x 的增大,
相应的y 值反而随着减小,即如果取21,x x ∈(-∞,0)1y =)(1x f ,2y =)(2x f ,那么当1x <2x 时,有1y >2y .
这时我们就说函数y =)(x f =2
x 在(-∞,0)上是减函数. 函数的这两个性质,就是今天我们要学习讨论的. 二、
⒈ 增函数与减函数
定义:对于函数)(x f 的定义域I 内某个区间上的任意两个自变量的值21,x x ,⑴若当
1x <2x 时,都有)(1x f <)(2x f ,则说)(x f 在这个区间上是增函数(如图3);⑵若当1x <2
x
时,都有)(1x f >)(2x f ,则说)(x f 在这个区间上是减函数(如图4).
说明:函数是增函数还是减函数,是对定义域内某个区间而言的.有的函数在一些区间上是增函数,而在另一些区间上不是增函数.例如函数2x y =(图1),当x ∈[0,+∞)时是增函数,当x ∈(-∞,0)时是减函数. ⒉ 单调性与单调区间
若函数y=f(x)在某个区间是增函数或减函数,则就说函数)(x f 在这一区间具有(严格的)单调性,这一区间叫做函数)(x f 的单调区间.此时也说函数是这一区间上的单调函数.
在单调区间上,增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的. 说明:⑴函数的单调区间是其定义域的子集;
⑵应是该区间内任意的两个实数,就
不能保证函数是增函数(或减函数),例如,图5中,在21,x x 样
的特定位置上,虽然使得)(1x f >)(2x f ,但显然此图象表示的函数不是一个单调函数;
⑶除了严格单调函数外,还有不严格单调函数,它的定义类似上述的定义,只要将上述定义中的“)(1x f <)(2x f 或)(1x f >)(2x f , ”改为“)(1x f ≤)(2x f 或
)(1x f ≥)(2x f ,”即可;
⑷定义的内涵与外延:
内涵是用自变量的大小变化来刻划函数值的变化情况;
外延①一般规律:自变量的变化与函数值的变化一致时是单调递增,自变量的变化与函数值的变化相对时是单调递减.
②几何特征:在自变量取值区间上,若单调函数的图象上升,则为增函数,图象
下降则为减函数.
三、课堂练习
1.设(a ,b ),(c ,d )都是函数f (x )的单调增区间,且x 1∈(a ,b ),x 2∈(c ,d ),x 1<x 2,则f (x 1)与f (x 2)的大小关系是 ( )
A.f (x 1)<f (x 2)
B.f (x 1)>f (x 2)
C.f (x 1)=f (x 2)
D.不能确定
2.若一次函数y =kx +b 在(-∞,+∞)上是减函数,则点(k ,b )在直角坐标平面的 ( )
A.上半平面
B.下半平面
C.左半平面
D.右半平面 3.函数y =
x
1
的单调递减区间是 ( ) A.[0,+∞)
B.(-∞,0)
C.(-∞,0),(0,+∞)
D.(-∞,0)∪(0,+∞)
4.下列四个函数在(-∞,0)上为增函数的有 ( )
①y =|x |,②y =x
x |
|,③y =-||2x x ,④y =x +||x x
A.①和②
B.②和③
C.③和④
D.④和①
5.函数y =-|x |在[a ,+∞)上是减函数,则a 的取值范围是______.
6.函数y =3x 2+6x -12在区间______上为增函数,在区间______上为减函数. 四、课后作业:
1.下列函数中,在区间(0,2)上为增函数的是 ( )
A.y =3-x
B.y =x 2+1
C.y =
x
1 D.y =-|x |
2.设函数f (x )=(2a -1)x +b 是R 上的减函数,则有 ( )
A.a ≥
2
1 B.a ≤
21 C.a >-2
1 D.a <
2
1
3.如果二次函数y =3x 2+2(a -1)x +b 在区间(-∞,1]上是减函数,那么a 的取值范围是( ) A.a =-2 B.a =2 C.a ≤-2 D.a ≥2
4.函数f (x )在(-∞,+∞)上是增函数,a 为实数,则有 ( )
A.f (a )<f (2a )
B.f (a 2)<f (a )
C.f (a 2+a )<f (a )
D.f (a 2+1)>f (a ) 5.函数y =|x +1|+|2-x |的递增区间是______.
6.已知函数f (x )=4x 2-mx +1,在(-∞,-2]上递减,在[-2,+∞)上递增,则f (1)=______. 7.画出函数y =|x 2-x -6|的图象,并求此函数的单调区间.
8.定义在(-1,1)上的函数f (x )是减函数,且满足f (1-a )<f (a 2-1),求实数a 的取值范围.
9..根据函数图象讨论函数f(x)=ax2+bx+c(a、b、c∈R为常数)的单调性.。