高一数学函数的单调性1
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高中数学必修一函数——单调性考纲解读: 了解单调函数及单调区间的意义,掌握判断函数单调性的方法;掌握增,减函数的意义,理解函数单调函数的性质。
能力解读:函数单调性的判断和函数单调性的应用。
利用函数单调性判断方法来判断函数的单调性,利用函数的单调性求解函数的最值问题。
掌握并熟悉抽象函数以及符合函数的单调性判断方法。
知识要点:1.函数单调性的定义, 2.证明函数单调性; 3.求函数的单调区间4.利用函数单调性解决一些问题; 5.抽象函数与函数单调性结合运用一、单调性的定义(1)设函数)(x f y =的定义域为A ,区间A I ⊆如果对于区间I 内的任意两个值1x ,2x ,当21x x <时,都有)()(21x f x f <,那么就说)(x f y =在区间I 上是单调增函数,I 称为)(x f y =的单调增区间如果对于区间I 内的任意两个值1x ,2x ,当21x x <时,都有)()(21x f x f >,那么就说)(x f y =在区间I 上是单调减函数,I 称为)(x f y =的单调减区间(2)设函数)(x f y =的定义域为A如果存在定值A x ∈0,使得对于任意A x ∈,有)()(0x f x f ≤恒成立,那么称)(0x f 为)(x f y =的最大值;如果存在定值A x ∈0,使得对于任意A x ∈,有)()(0x f x f ≥恒成立,那么称)(0x f 为)(x f y =的最小值。
二、函数单调性的证明重点:函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论,所以求函数的单调区间,必须 先求函数的定义域; (1)定义法求单调性函数单调性定义中的1x ,2x 有三个特征:一是任意性;二是大小,即)(2121x x x x <<;三是同属于一个单调区间,三者缺一不可;定义法判断单调性:如果用定义证明)(x f y =在某区间I 上的单调性,那么就要用严格的四个步骤,即①取值;②作差;③判号(关键化成因式的乘积);④下结论。
,(1,0-,()0,1,1,+∞⎡⎣b a ⎤⎥⎦,,0b a ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,0,b a ⎛- ⎝,⎡-⎢⎣上单调递增(减),则数()f x 在区间[],b --上单调递增(减); 上单调递增(减),则数)在区间[]-上单调递减(增)。
【注意】书写函数的单调区间时,区间端点的开或闭没有严格规定,习惯上,若函数在区间端点处有定义,则写成闭【典型例题分析】例1、判断函数()21xf x x =-在区间()1,1-上的单调性。
【解析】利用函数的单调性的定义判读即可。
【答案】()21xf x x =-在区间()1,1-上单调递减。
变式练习1:已知()3f x x x =+,判断()f x 在(),-∞+∞上的单调性,并证明。
【解析】直接利用函数单调性的定义判断。
【答案】()f x 在(),-∞+∞是增函数【点拨】用定义研究函数的单调性时,所取12,x x 应是指定区间上的任意两值,对差()()12f x f x -的变形主要有因式分解或配方、通分、分子有理化等方法,确定差的符号时要注意12,x x 的所在范围,另外,有字母系数(即参数)的要注意字母对单调性的影响(如y kx b =+)变式练习2:证明:函数()1f x x x=+在()0,1上是减函数。
证明略例2、求下列函数的单调区间 (1)()210y x x x =+< (2)221x y x -=+ (3)223y x x =-++ 【解析】 利用常见函数的单调性及函数图像求解 【答案】(1)单调减区间(),0-∞ (2)单调增区间()()1,,,1-+∞-∞- (3)单调增区间为]([],1,0,1-∞- 单调减区间为[])1,0,1,-+∞⎡⎣例3、已知()f x 为偶函数,且当x ∈)0,+∞⎡⎣时单调递减,求()22f x x -()1x ≤的单调区间。
【解析】根据外层函数的单调区间,对内层函数的单调区间进行相应分段。
《函数的单调性》教学设计一、教学内容解析1. 教材内容及地位本节课是人教版版《数学》(必修1)第二章第3节函数单调性的第一课时,主要学习用符号语言(不等式)刻画函数的变化趋势(上升或下降)及简单应用.它是学习函数概念后研究的第一个、也是最基本的一个性质,为后继学习奠定了理性思维基础.如研究幂函数、指数函数、对数函数和三角函数的性质,包括导函数内容等;在对函数定性分析、求最值和极值、比较大小、解不等式、函数零点的判定以及与其他知识的综合问题上都有重要的应用.因此,它是高中数学核心知识之一,是函数教学的战略要地.2. 教学重点函数单调性的概念,判断和证明简单函数的单调性.3. 教学难点函数单调性概念的生成,证明单调性的代数推理论证.二、学生学情分析1. 教学有利因素学生在初中阶段,通过学习一次函数、二次函数和反比例函数,已经对函数的单调性有了“形”的直观认识,了解用“V随X的增大而增大(减小)”描述函数图象的上升(下降)的趋势.亳州一中实验班的学生基础较好,数学思维活跃,具备一定的观察、辨析、抽象概括和归纳类比等学习能力.2. 教学不利因素本节课的最大障碍是如何用数学符号刻画一种运动变化的现象,从直观到抽象、从有限到无限是个很大的跨度.而高一学生的思维正处在从经验型向理论型跨越的阶段,逻辑思维水平不高,抽象概括能力不强.另外,他们的代数推理论证能力非常薄弱.这些都容易产生思维障碍.三、课堂教学目标1.理解函数单调性的相关概念.掌握证明简单函数单调性的方法.2.通过实例让学生亲历函数单调性从直观感受、定性描述到定量刻画的自然跨越,体会数形结合、分类讨论和类比等思想方法.3.通过探究函数单调性,让学生感悟从具体到抽象、从特殊到一般、从局部到整体、从有限到无限、从感性到理性的认知过程,体验数学的理性精神和力量.4.引导学生参与课堂学习,进一步养成思辨和严谨的思维习惯,锻炼探究、概括和交流的学习能力.四、教学策略分析在学生认识函数单调性的过程中会存在两方面的困难:一是如何把“随x 的增大而增大(减小)”这一描述性语言“翻译”为严格的数学符号化语言,尤其抽象概括出用“任意”刻画“无限”现象;二是用定义证明单调性的代数推理论证.对高一学生而言,作差后的变形和因式符号的判断也有一定的难度.为达成课堂教学目标,突出重点,突破难点,我们主要采取以下形式组织学习材料:1. 指导思想.充分发挥多媒体形象、动态的优势,借助函数图象、表格和几何画板直观演示.在学生已有认知基础上,通过师生对话自然生成.2.在“创设情境”阶段.观察并分析沙漠某天气温变化的趋势,结合初中已学函数的图象,让学生直观感受函数单调性,明确相关概念.3.在“引导探索”阶段.首先创设认知冲突,让学生意识到继续学习的必要性;然后设置递进式“问题串”,借助多媒体引导学生对“随x 的增大而增大”进行探究、辨析、尝试、归纳和总结,并回顾已有知识经验,实现函数单调性从“直观性”到“描述性”再到“严谨性”的跨越.4. 在“学以致用”阶段.首先通过3个判断题帮助学生从正、反两方面辨析,逐步形成对概念正确、全面而深刻的认识.然后教师示范用定义证明函数单调性的方法,一起提炼基本步骤,强化变形的方向和符号判定方法.接着请学生板演实践.五、教学过程(一)通过问题,引入课题分别作出函数y=x+1,y=-x+1,y=x²的图像,并且观察自变量变化时,函数图像有什么变化趋势?y=-x+10 1X1y=x²1问题一问题二如何描述函数图像的上升或下降?图像上升,y 随着x的增大而增大图像上升,y随着x的增大而减小向题三如何用符号化的数学语言来描述y 随着x 的增大而增大呢?(二)引导探究,生成概念探究在函数y=f(x)的给定区间上任取x₁,x₂,当x₁<x₂时,有f(x)<f(x₂),这时我们就说函数y=f(x)在给定区间上是增函数.单调性的定义一般的,设函数f(x) 的定义域为I:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x₁,x₂,当x₁<x₂时,都有_f(x)<f(x₂),那么就说函数f(x) 在区间D上是增函数;如果对于定义域I内某个区间D 上的任意两个自变量的值x₁,x₂,当x₁<x₂时,都有f(x)>f(x),那么就说函数f(x) 在区间D上是减函数;如果函数y=f(x) 在区间D上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间上具有(严格的)单调性;区间D 叫做函数y=f(x)的单调区间(三)学以致用,理解感悟概念理解( 1 ) 已知,因为f(-1)<f(2), 所以函数f(x)是增函数.(2)能不能说y= (x≠0)定义域(-∝,0)∪(0,+∝)上是单调减函数?(3)对于函数f(x),x∈D,若x,x₂∈D,(x₂-x) [f(x₂)-f(x₁)]>0 ,则函数f(x)在D上是增函数.(4)y=f(x) 在区间D上是减函数,若x,x₂∈D,且x₁<x₂,则f(x)>f(x₂).- 用于比较函数值的大小(5)y=f(x) 在区间D上是减函数,若x,x₂∈D,且f(x₁)>f(x₂),则x₁<x₂…用于比较自变量值的大小概念升华:(1)x,x₂具有任意性;(2)单调性是相对区间而言的,在一点处不具有单调性,单调区间之间用“,”隔开(不可用“U”符号连接)(3)定义的等价变形;(4)“知二推一”的应用典型例题—根据图像,指出函数的单调区间,并指明函数在这些区间上的增减性。