课题:3.4-2-函数的基本性质-函数的单调性。
教学目标:掌握函数单调性的概念,会判断一些函数的单调性;掌握单调函数图像的性质;能够初步应用函数单调性。
通过函数单调性概念的形成过程,培养用运动变化的观点和数形结合思想进行观察、归纳,提高抽象能力。
培养学生理论联系实际的辩证唯物主义思想。
教学重点:函数单调性概念和函数单调性的判断。
教学难点:函数单调性概念。
第1课时:[重点:函数单调性概念及其判断;难点:函数单调性概念的形成]
教学过程:一、设置问题情境:
引例] 学校准备建造一个长方形的花坛,面积设计为16平方米。考虑到花坛的实用性和周围环境的限制,其中一边的长度长不能超过10米,短不能少于3米,求花坛长与宽两边之和的最小值和最大值。
思考:1.如何把实际问题归结为数学问题?
经过思考、讨论,估计学生可以把问题归结为:设受限制一边长为x米, 则3≤x≤10,另一边为米,求两边之和f(x)=x+(3≤x≤10)的最小值和最大值。
2.如何求最小值?——运用不等式基本性质。
x+≥8,当且仅当x=4时,x+有最小值8。
3.如何求最大值?——研究f(x)随x的变化而变化的规律。
研究实际生活中的数据曲线和一次函数、反比例函数、二次函数的图像,寻找函数f(x)随x的变化而变化的规律。(有ppt课件)
课题:如何用x与f(x)来描述上升的函数图像?
如何用数量关系来刻画“x变大时,f(x)也随之变大”呢?
提示:研究偶函数时,由p1(x1,f(x1))与点p2(x2,f(x2))关于y轴对称,得到x2=-x1,f(x2)=f(x1),即f(-x1)=f(x1) —用数量关系表示图形性质。
研究:在函数图像上找两点q1(x1,f(x1))与点q2(x2,f(x2)),两点的位置关系如何?能否用数量关系来表示呢?
容易发现:x1<x2,f(x1)<f(x2)
即:若点p1(x1,f(x1))与p2(-x1,f(-x1))在上升的函数图像上,则x1<x2,f(x1)<f(x2)或者x1>x2,f(x1)>f(x2)。
显然逆命题也成立:若点p1(x1,f(x1))与p2(-x1,f(-x1))满足x1<x2,f(x1)<f(x2)或者x1>x2,f(x1)>f(x2),则点p1与p2在上升的函数图像上。
重要发现:x1<x2,f(x1)<f(x2)或者x1>x2,f(x1)>f(x2)是点p1(x1,f(x1))与点p2(-x1,f(-x1))在上升的函数图像上的充要条件!
推断:只要证明函数图像上的任意两点p1(x1,f(x1))与p2(-x1,f(-x1))均满足x1<x2,f(x1)<f(x2)或者x1>x2,f(x1)>f(x2),则函数图像必定是上升的。
研究结论:图像上升的函数具有以下特征:对于函数f(x)定义域d内给定的区间i上的任意两个值x1、x2,当x1<x2,都有f(x1)<f(x2) 。
称函数y=f(x)在区间i上是增函数。
类比:图像下降的函数具有以下特征:对于函数f(x)定义域d内给定的区间i上的任意两个值x1、x2,当x1<x2,都有f(x1)>f(x2) 。
称函数y=f(x)在区间i上是减函数。
—函数的这两种性质都叫做函数的单调性。
研读定义:1) 函数的单调性是在函数定义域d内的某个区间上的性质,这个区间叫做单调区间。
2) 判断一个函数在某个区间上的单调性时,用任意性进行证明;判断一个函数在某个区间上不具有单调性时,只需要举出一个反例即可。
练习:教材p.69练习3.4(2)-1:指出单调递增区间和单调递减区间。
例1] 证明函数f(x)=3x+2在区间(-∞上是增函数。 教材p.68-例4
证明:设x1、x2∈r,且x1<x2
f(x2)-f(x1)=(3x2+2)-(3x1+2)=3(x2-x1)
x1<x2 即x2-x1>0 ∴f(x2)-f(x1)>0即f(x1)<f(x2)
则f(x)=3x+2在区间(-∞上是增函数。
反思:严格按照定义运用作差比较法进行证明。
例2] 证明函数f(x)=在区间(0,+∞上的单调性。 教材p.68-例5
证明:设0<x1<x2
f(x2)-f(x1)=-
0<x1<x2 即x2+x1>0,x1-x2<0,x22x12>0 ∴f(x2)-f(x1)<0即f(x1)>f(x2)
则f(x)=在区间(0,+∞上是减函数。
反思:证明要有依据。
例3] 判断函数f(x)=x2-2x的单调性,指出它的单调区间,并加以证明。
解:∵f(x)=x2-2x=(x-1)2-1 ——数形结合即可判断。
f(x)的单调递减区间为(-∞1),单调递增区间为(1,+∞
证明略。反思:1.你是如何判断函数的单调区间的? 2.证明过程中用到了哪些知识?
引例]的继续:判断函数f(x)=x+(x>0)的单调区间,并进行证明。
分析:至少有四个途径可以研究此函数的单调性。
途径1:数值分析:取若干特殊值x等,研究f(x)的变化规律。
途径2:作图像:列表描点连线作图法或者利用和函数作图法(比较准确)。
途径3:证明过程中的判断。
途径4:由取到最小值的x值来划分区间。
结论:f(x)的单调递减区间为(0,4),单调递增区间为(4,+∞
证明略。—如何用函数的单调性求函数的最值,作为思考题,待下一节课解决。
课堂小结:数学知识:函数单调性的概念;判断函数单调区间的常用方法。
数学思想:运用数学知识解决实际问题的思想方法。
第1课时作业:《练习册》p.33-习题3.4-a组
一课一练》p.74-6~10,p.76-7 (做在作业本上)
选做:p.74-11
第2课时:[重点:函数单调性的应用;难点:函数单调性的应用]
教学过程:复习函数单调性的概念、判断方法。
证明:(1) f(x)=x2-4x在区间(2,+∞上是增函数;
2) f(x)=在区间(0,+∞上是减函数。——学生板书,规范表达能力。
研究:分析f(x)=的单调性:在(-∞0)上是减函数,在(0,+∞上也是减函数。
反思:能否说f(x)=在定义域上是减函数?——对定义的重新认识。
练习:《一课一练》p.74-1~4
例1] 已知函数f(x)在区间(0,+∞上是增函数,判断下列各值的大小:
1) f(1)与f(2);(2) f(a2+a+2)与f(1);(3) f(a2+1)与f(2)
解:(1) ∵f(x)在区间(0,+∞上是增函数,0<1<2 ∴f(1)<f(2)
2) ∵f(x)在区间(0,+∞上是增函数, a2+a+2=(a+)2+>1
f(a2+a+2)>f(1)
3) ∵f(x)在区间(0,+∞上是增函数,
① 当a2+1>2即a<-1或a>1时,f(a2+1)>f(2)
当a2+1=2即a=-1或a=1时,f(a2+1)=f(2)
当a2+1<2即-1<a<1时,f(a2+1)<f(2)
研究:如果把函数的奇偶性和函数的单调性放在一起研究,会得到一些怎样的结论呢?
课题1:研究偶函数的单调性。
研究结论:偶函数定义域上对称的两个区间上的单调性相反。
课题2:研究奇函数的单调性。
研究结论:奇函数定义域上对称的两个区间上的单调性一致。
例2]已知偶函数f(x)定义域为r,且f(x)在区间(0,+∞上是减函数,判断f(2)与f(-3)的大小。
解:∵f(x)为偶函数 ∴f(-3)=f(3)
f(x)在区间(0,+∞上是减函数,且0<2<3 ∴f(2)<f(3) 即f(2)<f(-3)
练习:已知奇函数f(x)定义域为r,且f(x)在区间(-∞0)上是增函数,判断f(4)与f(2)的大小。
解1:∵f(x)为奇函数 ∴f(2)=-f(-2),f(4)=-f(-4)
f(x)在区间(-∞0)上是增函数,且-4<-2<0 ∴f(-4)<f(-2)
即-f(-4)>-f(-2) 则f(4)>f(2)
解2:∵f(x)为奇函数,f(x)在区间(-∞0)上是增函数。
f(x)在区间(0,+∞上也是增函数。
4>2>0 ∴f(4)>f(2)
例3] 已知奇函数f(x)在r上是增函数,且f(a2+a)+f(3a-5)>0,求实数a的取值范围。
解:∵f(a2+a)+f(3a-5)>0 ∴f(a2+a)>-f(3a-5)
f(x)为奇函数 ∴f(5-3a)=-f(3a-5) 得f(a2+a)>f(5-3a)
f(x)在r上是增函数 ∴a2+a>5-3a
解得:a<-5或a>1
反思:利用函数单调性由函数值的大小关系转化为自变量的大小关系。
例4]《一课一练》p.76-8。——详见书本。
引例]的继续:求函数f(x)=x+(3≤x≤10)的最大值。
f (x)在[3,4]上单调递减 ∴ 当3≤x≤4时,f(x)≤f(3)=3+=
f (x)在[4,10]上单调递增 ∴ 当4≤x≤10时,f(x)≤f(10)=10+=
则f(x)=x+(3≤x≤10)的最大值为。
课堂小结:数学知识:函数单调性的概念;判断函数单调区间的常用方法。
数学思想方法:化归思想、分类讨论思想。
第2课时作业:
1、已知奇函数f(x)在[a,b](0<a<b)上单调递减,判断f(x)在[-b,-a]上的单调性并证明。
2、已知函数f(x)在区间(0,+∞上是减函数,判断下列各对值的大小:
(1) f(3)与f(2);(2) f(a2-2a+3)与f(1);(3) f(a2+1)与f(2)
3、已知奇函数f(x)定义域为r,且f(x)在区间(-∞0)上是增函数,判断f(4)与f(2)的大小。
4、《一课一练》p.76-8
5、已知奇函数f(x)在r上是增函数,且f(a2+a)+f(3a-5)>0,求实数a的取值范围。
函数的基本性质单调性
课题 3.4 2 函数的基本性质 函数的单调性。教学目标 1.掌握函数单调性的概念,会判断一些函数的单调性 掌握单调函数图像的性质 能够初步应用函数单调性。2.通过函数单调性概念的形成过程,培养用运动变化的观点和数形结合思想进行观察 归纳,提高抽象能力。3.培养学生理论联系实际的辩证唯物主义思想。教...
函数的基本性质单调性
课题 3.4 2 函数的基本性质 函数的单调性教学目标 掌握函数单调性的概念,会判断一些函数的单调性 掌握单调函数图像的性质 能够初步应用函数单调性。通过函数单调性概念的形成过程,培养用运动变化的观点和数形结合思想进行观察 归纳,提高抽象能力。培养学生理论联系实际的辩证唯物主义思想。教学重点 函数单...
函数的基本性质单调性
显然逆命题也成立 若点p1 x1,f x1 与p2 x1,f x1 满足x1 x2,f x1 f x2 或者x1 x2,f x1 f x2 则点p1与p2在上升的函数图像上。重要发现 x1 x2,f x1 f x2 或者x1 x2,f x1 f x2 是点p1 x1,f x1 与点p2 x1,f x...