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1、2022年高中數(shù)學(xué) 函數(shù)的單調(diào)性教案 蘇教版必修1
教學(xué)目標(biāo):
使學(xué)生理解增函數(shù)、減函數(shù)的概念,掌握判斷某些函數(shù)增減性的方法,培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)概念進(jìn)行判斷推理的能力和數(shù)形結(jié)合,辯證思維的能力;通過本節(jié)課的教學(xué),啟示學(xué)生養(yǎng)成細(xì)心觀察,認(rèn)真分析,嚴(yán)謹(jǐn)論證的良好思維習(xí)慣.
教學(xué)重點(diǎn):
函數(shù)單調(diào)性的概念
教學(xué)難點(diǎn):
函數(shù)單調(diào)性的判斷和證明.
教學(xué)過程:
Ⅰ.復(fù)習(xí)回顧
[師]前面我們學(xué)習(xí)了函數(shù)的概念、表示方法以及區(qū)間的概念,討論了函數(shù)的定義域、值域的求法.今天我們再進(jìn)一步來研究一下函數(shù)的性質(zhì)(板書課題).
Ⅱ.講授新課
[師]在初中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了函數(shù)圖象的畫法,為了研究函數(shù)的性質(zhì),
2、按照取值、列表、描點(diǎn)、作圖等步驟分別畫出y=x2和y=x3的圖象如圖.
我們先著重來觀察一下y=x2的圖象,圖象在y軸右側(cè)的部分是上升的,也就是說在y軸右側(cè)越往右,圖象上的點(diǎn)越高,這說明什么問題呢?
[生]隨著x的增加,y的值在增加
[師]怎樣用數(shù)學(xué)語言來表示呢?
[生]設(shè)x1、x2∈[0,+∞)得y1=f(x1),y2=f(x2)
當(dāng)x1<x2時(shí),f(x1)<f(x2)
(學(xué)生經(jīng)過預(yù)習(xí)可能答得很準(zhǔn)確,但為什么也許還囫圇吞棗;或許答得不一定完整,或許怎樣用數(shù)學(xué)語言來表示還感到困惑,教師應(yīng)抓住時(shí)機(jī)予以啟發(fā))
[師]好,××同學(xué)的回答很好,設(shè)x1、x2∈[0,+∞),體現(xiàn)了在y軸右側(cè)
3、,按照函數(shù)關(guān)系式得到了y1=f(x1),y2=f(x2),即有了兩個(gè)點(diǎn)(x1,y1)、(x2,y2)而當(dāng)x1<x2時(shí),f(x1)<f(x2),則體現(xiàn)了越往右圖象上的點(diǎn)越高,即體現(xiàn)了圖象是上升的,這時(shí)我們說y=x2在[0,+∞)上是增函數(shù).
下面大家來看圖象在y軸左側(cè)的部分情形是怎樣的?
[生甲]圖象在y軸的左側(cè)也是上升的(或許生甲是別出心裁).
[師]何以見得?
[生甲]越往左,圖象上的點(diǎn)越高.
[師]生甲所談對不對呢?
[生]對(部分同學(xué)這樣說,還有部分同學(xué)不吭氣,感到和預(yù)習(xí)時(shí)的情況不一樣,但又不清楚究竟該怎樣,有無所適從之感).
[師]生甲同學(xué)所述是完全有道理的!不過請同學(xué)們
4、注意:他觀察的視線是從右向左看的,為了與在y軸右側(cè)部分觀察的視線方向一致.我們對y軸的左側(cè)部分也從左向右看,圖象的情形是怎樣的呢?
[生甲]從左向右看,圖象是下降的,也就是在y軸的左側(cè),越往右,圖象上的點(diǎn)越低.
[師]我們研究任何問題都要遵循一定的程序,都要在一定的條件下,否則將一塌糊涂,搞不出任何名堂.
(或者在研究y軸右側(cè)部分、研究y軸左側(cè)部分圖象的變化趨勢時(shí),就直載了當(dāng)?shù)刂赋鲭S著x的增加,圖象的變化趨勢是怎樣的,這樣給學(xué)生指定觀察方向,會減少不應(yīng)有的麻煩)
那么同學(xué)們考慮一下,在y軸的左側(cè),越往右,圖象上的點(diǎn)越低,說明什么問題呢?怎樣用數(shù)學(xué)語言表示呢?
[生]在y軸右側(cè),越往右
5、圖象上的點(diǎn)越低,說明隨著x的增加,y的值在減小,用數(shù)學(xué)語言表示是:
設(shè)x1、x2∈(-∞,0)得y1=f(x1),y2=f(x2)
當(dāng)x1<x2時(shí),f(x1)>f(x2)
[師]好,這時(shí)我們說y=x2在(-∞,0)上是減函數(shù).
一般地,設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)棰瘢?
如果對于屬于Ⅰ內(nèi)某個(gè)區(qū)間上的任意兩個(gè)自變量的值x1、x2當(dāng)x1<x2時(shí),都有f(x1)<f(x2),那么就說f(x)在這個(gè)區(qū)間上是增函數(shù).(打出幻燈片§2.3.1 C)
如果對于屬于Ⅰ內(nèi)某個(gè)區(qū)間上的任意兩個(gè)自變量的值x1、x2,當(dāng)x1<x2時(shí),都有f(x1)>f(x2),那么就說f(x)在這個(gè)區(qū)間上是減函數(shù).
如果函數(shù)
6、y=f(x)在某個(gè)區(qū)間是增函數(shù)或減函數(shù),那么就說函數(shù)y=f(x)在這一區(qū)間具有嚴(yán)格的單調(diào)性,這一區(qū)間叫做y=f(x)的單調(diào)區(qū)間,在單調(diào)區(qū)間上,增函數(shù)的圖象是上升的,減函數(shù)的圖象是下降的.
注意:①函數(shù)的單調(diào)性也叫函數(shù)的增減性.
②函數(shù)的單調(diào)性是對某個(gè)區(qū)間而言的,它是一個(gè)局部概念.
③判定函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上的單調(diào)性的方法步驟:
a.設(shè)x1、x2∈給定區(qū)間,且x1<x2
b.計(jì)算f(x1)-f(x2)至最簡
b.判斷上述差的符號
d.下結(jié)論(若差<0,則為增函數(shù);若差>0,則為減函數(shù))
Ⅲ.例題分析
[例1](課本P34例1,與學(xué)生一塊看,一起分析作答)
[師]要了解函數(shù)在某一區(qū)
7、間上是否具有單調(diào)性,從圖象上進(jìn)行觀察是一種常用而又粗略的方法,嚴(yán)格地說,它需要根據(jù)單調(diào)函數(shù)的定義進(jìn)行證明.下面舉例說明
[例2]證明函數(shù)f(x)=3x+2在R上是增函數(shù).
證明:設(shè)任意x1、x2∈R,且x1<x2
則f(x1)-f(x2)=(3x1+2)-(3x2+2)=3(x1-x2)
由x1<x2得x1-x2<0
∴f(x1)-f(x2)<0 即f(x1)<f(x2)
∴f(x)=3x+2在R上是增函數(shù)
[例3]證明函數(shù)f(x)=在(0,+∞)上是減函數(shù).
證明:設(shè)任意x1、x2∈(0,+∞)且x1<x2
則f(x1)-f(x2)=-=
由x1,x2∈(0,+∞)得x
8、1x2>0
又x1<x2 得x2-x1>0
∴f(x1)-f(x2)>0 即f(x1)>f(x2)
∴f(x)=在(0,+∞)上是減函數(shù)
注意:通過觀察圖象、對函數(shù)是否具有某種性質(zhì)作出一種猜想,然后通過推理的辦法.證明這種猜想的正確性,是發(fā)現(xiàn)和解決問題的一種常用數(shù)學(xué)方法.
Ⅳ.課堂練習(xí)
課本P37練習(xí)1,2,5,6,7
Ⅴ.課時(shí)小結(jié)
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了函數(shù)單調(diào)性的知識,同學(xué)們要切記:單調(diào)性是對某個(gè)區(qū)間而言的,同時(shí)在理解定義的基礎(chǔ)上,要掌握證明函數(shù)單調(diào)性的方法步驟,正確進(jìn)行判斷和證明.
Ⅵ.課后作業(yè)
課本P43習(xí)題 1~4
函數(shù)的單調(diào)性(二)
教學(xué)目標(biāo):
9、
使學(xué)生理解增函數(shù)、減函數(shù)的概念,掌握判斷某些函數(shù)增減性的方法,培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)概念進(jìn)行判斷推理的能力和數(shù)形結(jié)合,辯證思維的能力;通過本節(jié)課的教學(xué),啟示學(xué)生養(yǎng)成細(xì)心觀察,認(rèn)真分析,嚴(yán)謹(jǐn)論證的良好思維習(xí)慣.
教學(xué)重點(diǎn):
函數(shù)單調(diào)性的判斷和證明.
教學(xué)難點(diǎn):
函數(shù)單調(diào)性的判斷和證明.
教學(xué)過程:
[例1]已知函數(shù)f(x)在其定義域M內(nèi)為減函數(shù),且f(x)>0,則g(x)=1+在M內(nèi)為增函數(shù)。
證明:在定義域M內(nèi)任取x 1、x 2,且x 1<x 2,則:
g(x 1)-g(x 2)=1+-1-
=-=
∵對于任意x∈M,有f(x)>0 ∴ f(x1
10、)f(x2)>0
∵f(x)在其定義域M內(nèi)為減函數(shù), ∴f(x1)>f(x2)
∴g(x 1)-g(x 2)<0 即g(x 1)<g(x 2)
∴g(x)在M內(nèi)為增函數(shù)
[例2]函數(shù)f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),求f(a2-a+1)與f()的大小關(guān)系?
解:∵f(x)在(0,+∞)上是減函數(shù)
∵a2-a+1=(a-)2+≥>0
∴f(a2-a+1)≤f()
評述:體會“等價(jià)轉(zhuǎn)化”思想的運(yùn)用,注意解題時(shí)的層次分明和思路清晰.
[例3]已知函數(shù)f(x)=在區(qū)間(-2,+∞)上單調(diào)遞增,求a的取值范圍。
解:在區(qū)間(-2,
11、+∞)內(nèi)任取x 1、x 2,使-2<x 1<x 2,則:
f(x 1)-f(x 2)=-=
∵ f(x 1)<f(x 2) ∴(2a-1)(x1-x2)<0 而x 1<x 2
∴必須2a-1>0 即a>
[例4]已知函數(shù)f(x)=x2-2ax+a2+1在區(qū)間(-∞,1)上是減函數(shù),求a的取值范圍。
解:∵頂點(diǎn)橫坐標(biāo)為a,且開口向上 ∴a≥1
[例5]寫出函數(shù)f(x)=的單調(diào)區(qū)間。
解:∵t=x2-2x-3≥0 ∴x≤-1或x≥3
當(dāng)x∈(-∞,-1]時(shí):x遞增,t遞減,f(x)遞減
當(dāng)x∈[3,+∞)時(shí):x遞增
12、,t遞增,f(x)遞增
∴當(dāng)x∈(-∞,-1]時(shí),f(x)是減函數(shù);
當(dāng)x∈[3,+∞)時(shí),f(x)是增函數(shù).
[例6]判斷函數(shù)f(x)=的增減情況。
解:設(shè)t=x2-4x,則t≥-4且t≠0 y=
當(dāng)t∈[-4,0]時(shí),y=遞減;當(dāng)t∈[0,+∞)時(shí),y=遞減.
又當(dāng)x∈[0,4]時(shí),t∈[-4,0]
當(dāng)x∈(-∞,0)或x∈(4,+∞)時(shí),t∈[0,+∞)
∴當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),x遞增,t遞減,y遞增
當(dāng)x∈[0,2]時(shí),x遞增,t遞減,y遞增
當(dāng)x∈(2,4]時(shí),x遞增,t遞增,y遞減
當(dāng)x∈(4,+∞)時(shí),x遞增,t遞增,y遞減
∴當(dāng)x∈(-∞
13、,0)∪[0,2]時(shí),f(x)是增函數(shù)
當(dāng)x∈(2,4]∪(4,+∞)時(shí),f(x)是減函數(shù)
[例7]已知f(x)的定義域?yàn)椋?,+∞),且在其定義域內(nèi)為增函數(shù),滿足f(xy)=f(x)+
f(y),f(2)=1,試解不等式f(x)-f(x-2)>3.
解:由f(2)=1及f(xy)=f(x)+f(y)可得
3f(2)=3=f(2)+f(2)+f(2)=f(4)+f(2)=f(8)
∴f(x)-f(x-2)>3 ∴f(x)>f(x-2)+3=f(x-2)+f(8)=f [8(x-2)]
又函數(shù)f(x)在定義域(0,+∞)上是增函數(shù)
∴ 即2<x<
評述:(1)例7是利用函數(shù)
14、的單調(diào)性解不等式的重要應(yīng)用,這類問題解決時(shí)要特別注意必須首先考慮定義域,進(jìn)而結(jié)合函數(shù)單調(diào)性去求不等式的解集.(2)建議在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生樹立“定義域優(yōu)先”的原則,即:在解題時(shí)必須時(shí)時(shí)考慮到.
[例8]設(shè)f(x)定義在R+上,對于任意a、b∈R+,有f(ab)=f(a)+f(b)
求證:(1)f(1)=0;(2)f( )=-f(x);
(3)若x∈(1,+∞)時(shí),f(x)<0,則f(x)在(1,+∞)上是減函數(shù).
證明:(1)令a=b=1,則:
f(1)=f(1)+f(1) ∴ f(1)=0
(2)令a=x,b=,則:
f(1)=f(x)+ f( ) ∴ f( )=-f(x)
(3)令1<x 1<x 2,則:
-f(x1)+f(x2)=f(x2)+f( )=f( )
∵1<x 1<x 2 ∴>1 ∴f( )<0
即f(x1)>f(x2)
∴ f(x)在(1,+∞)上是減函數(shù).