单调性与最大(小)值(第一课时)
教学目标:1.使学生理解增函数、减函数的概念;
2.使学生掌握判断某些函数增减性的方法;
3.培养学生利用数学概念进行判断推理的能力;
4.培养学生数形结合、辩证思维的能力;
5.养成细心观察、认真分析、严谨论证的良好思维习惯。
教学重点:函数单调性的概念
教学难点:函数单调性的判断和证明
教学方法:讲授法
教学过程:
(I)复习回顾
1.函数有哪几个要素?
2.函数的定义域怎样确定?怎样表示?
3.函数的表示方法常见的有哪几种?各有什么优点?
4.区间的表示方法.
前面我们学习了函数的概念、表示方法以及区间的概念,现在我们来研究一下函数的性质(导入课题,板书课题)。
(II)讲授新课
1.引例:观察y=x2的图象,回答下列问题(投影1)
问题1:函数y=x2的图象在y轴右侧的部分是上升的,说明什么?
⇒随着x的增加,y值在增加。
问题2:怎样用数学语言表示呢?
⇒设x1、x2∈[0,+∞],得y1=f(x1), y2=f(x2).当x1<x2时,f(x1)<
f(x2).
(学生不一定一下子答得比较完整,教师应抓住时机予以启发)。
结论:这时,说y1= x2在[0,+∞]上是增函数。
(同理分析y轴左
侧部分)由此可有:
2.定义:(投影2)
一般地,设函数f(x)的定义域为I:
如果对于属于I内某个区间上的任意两个自变量的值x1、x2,当x1<x2时都有f(x1)< f(x2).那么就说f(x)在这个区间上是增函数(increasing function)。
如果对于属于I内某个区间上的任意两个自变量的值x1、x2,当x1<x2时都有f(x1)>f(x2).那么就是f(x)在这个区间上是减函数(decreasing function)。
如果函数y=f(x)在某个区间是增函数或减函数,那么就说函说y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,这一区间叫做y=f(x)的单调区间,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。
注意:(1)函数的单调性也叫函数的增减性;
(2)注意区间上所取两点x1,x2的任意性;
(3)函数的单调性是对某个区间而言的,它是一个局部概念。
(III)例题分析
例1.下图是定义在闭区间[]5,5-上的函数y=f(x)的图象,根据图象说出函数的单调区间,以及在每一个区间上的单调性(课本P34例1)。
-,[)3,1上是减函数;在区间[)1,2-,[)5,3上是增函数,那么在两个区间的问题3:y=f(x)在区间[)2,5-
公共端点处,如:x=-2,x=-1,x=3处是增函数还是减函数?
分析:函数的单调性是对某个区间而言的,对于单独的一点,由于它的函数值是唯一确定的常数,因此没有增减变化,所以不存在单调性问题;另一方面,中学阶段研究的是连续函数或分段连续函数,对于闭区间的连续函数而言,只要在开区间单调,则它在闭区间也单调。
因此在考虑它的单调区间时,包括不包括端点都可以(要注意端点是否在定义域范围内)。
说明:要了解函数在某一区间上是否具有单调性,从图上进行观察是一种常用而又粗略的方法。
严格地说,它需要根据单调函数的定义进行证明。
例2.证明函数f(x)=3x+2在R上是增函数。
证明:设任意x1、x2∈R,且x1<x2.
则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上是增函数。
分析:判定函数在某个区间上的单调性的方法步骤:
a.设x1、x2∈给定区间,且x1<x2;
b.计算f(x1)- f(x2)至最简;
c.判断上述差的符号;
d.下结论。
例3.教材第34页例2。
(IV)课堂练习课本P35“探究题”和P38练习1—3
注意:通过观察图象,对函数是否具有某种性质作出一种猜想,然后通过推理的办法,证明这种猜想的正确性,是发现和解决问题的一种常用数学方法。
(V)课时小结
本节课我们学习了函数单调性的知识,同学们要切记:单调性是对某个区间而言的,同时在理解定义的基础上,要掌握证明函数单调性的方法步骤,正确进行判断和证明。
(VI)课后作业
1、书面作业:课本P45习题1.3A组题1、
2、
3、4题。
2、预习作业:
(1)预习内:容函数的最大值与最小值(P35—P38);
(2)预习提纲:
a.函数最大值与最小值的含义是什么?
b. 函数最大值与最小值和函数的单调性有何关系?。