函数的单调性教案
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数学必修一
§1.3.1函数的单调性
姓名:吴志强
班级:统计08-2班
院系:数学与统计学院
学号:08071601021
§1.3.1函数的单调性
一、教学目标
1)通过已学过的函数,学会运用函数图象理解和研究函数性质
2)理解函数单调性的定义及单调函数的图像特征
3)能够熟练的应用定义判断函数在某一区间的单调性
4)通过本节知识的学习,培养学生严密的逻辑思维能力、用运动变化、数形结
合、分类讨论的思想方法去分析和处理问题,以提高学生的思维品质
二、教学重点
函数单调性的定义及单调函数的图像特征
三、教学难点
利用函数的单调性的定义判断或证明函数的单调性
四、教学与学法
启发式教学,充分发挥学生的主体作用
五、教学过程
(一)引入
如图为某地区2012年元旦这一天24小时内的气温变化图,
教师提问:在0点到4点,气温随着时间的推移是怎么变化的?在4点到14点,气温随着时间的推移又是怎么变化的?
教师指出:上面两种现象都是单调性现象。
那么,在数学上我们如何定义函数的单调性呢?
(二)作出下列函数的图像
● 图像1 21y x =+在R 上,y 随x 的增大而增大,若任意12x x <,则
12()()
f x f x <(左到右为上升)称为增函数
● 图像2 21y x =-+在R 上,y 随x 的增大而减小,若任意12x x <,
则12()()f x f x >(左到右为下降)称为减函数 ● 图像3
2
y x
=以对称轴,左侧下降,右侧上升
在(,0]-∞上,y 随x 的增大而减小,得出函数在此区间为减函数 在(0,]+∞上,y 随x 的增大而增大,得出函数在此区间为增函数
问:如何用数学语言来描述增函数与减函数呢? 以
2
y x
=为例,在(0,]+∞上任取1x 、
2
x ,则
2
11
()f x x =,
2
22
()f x x =,对任意的
12
0x x <<,都有
2
2
12
x x <,所以在区间(0,]+∞上,对任意的12
x x <都有
12()()
f x f x <,即2
y x =在(0,]+∞上,当x 增大时,函数值()f x 相应随之增大,
得出
2
y x
=在(0,]+∞上为增函数
在区间(,0]-∞上同理推得2
y x =为减函数
(三)定义
一般的设函数()f x 的定义域为I
a) 如果对于定义域I 内某一区间D 上任意两个自变量的值1x 、2x
,当
12
x x <时,
都有
12()()
f x f x <,那么说函数()f x 在区间D 上为增函数
b) 如果对于定义域I 内某一区间D 上任意两个自变量的值1x
、2x
,当
12
x x <时,
都有12()()
f x f x >,那么说函数()f x 在区间D 上为减函数
(四)单调性、单调区间定义:
如果函数()y f x =在这一区间D 上是增函数或减函数,那么就说函数()y f x =在这区间具有(严格的)单调性,区间D 为()y f x =的单调区间
(五)举例
例1、如图,()y f x =在定义在[5,5]-的函数,根据图像说出函数的单调区间,以及每一单调区间上它为增函数还是减函数。
解:单调区间[5,2],[2,1],[1,3],[3,5]---
[5,2],[1,3]--为减函数,[2,1],[3,5]-为增函数
注意:
a) 书写时,区间与区间用逗号隔开,不能用“ ”链接
b) 对于孤立点,没有单调性,所以区间端点处如有定义,写开闭均可 c) 函数为增函数、减函数是对定义域内某一区间而言的
例2、证明()23f x x =-+在R 上为单调减函数 证明:
12121212121212121212()-()=(-2+3)-(-2+3)=-2(x -)0)0()()0()()()23x x x x f x f x x x x x x x x x x f x f x f x f x f x x R <<∴-<∴->∴->>∴=-+ 设,是R 上任意两个值,且,则 -2( 即函数在上为单调减函数
小结:证明函数单调性的步骤 a) 设值,设任意的1x
、2
x ,且
12
x x <
b) 作差变形,
12()-()
f x f x 变形常用的方法有:因式分解、配方、有理化等
c) 判断差符号,确定
12()-()
f x f x 的正负
d) 下结论,由定义得出函数的单调性
(六)课堂练习
1212
12
1212
1212
()[0,+]
,x[0,+),
-
()-(
1
0<00
()-()0()-()
()[,+)
f x
x x
x x
f x f x
x x x x
f x f x f x f x
f x
=∞
∈∞<
==
≤∴-<>
∴<
=∞
证明是增函数
证明:设x且
则 (对分子有理化详细讲解)又
即
由定义知0上为增函数
给学生时间做324
P 练习
1212
121212
121212
1212
()-()=(-2)-(-2)=-2(x-)
0)0
()()0()()
()21
x x x x
f x f x x x x
x x x x x x
f x f x f x f x
f x x R
<
<∴-<∴->
∴->>
∴=-+
解:
设,是R上任意两个值,且,
则+1+1
-2(
即
函数在上为单调减函数
(七)课堂小结
a)增函数、减函数的定义
b)图像法判断函数的单调性
(由左到右上升,为增函数,由左到右下降,为减函数)
c)证明单调函数的步骤
(设值…………作差变形………….判断差符号………..下结论………..)
(八)作业
39
1312
A
P 习题、 组、题
判断函数f(x)=-x3+1在(-∞,0)上是增函数还是减函数,并证明你的结论;如果x∈(0,+
∞),函数f(x)是增函数还是减函数?。