教案:2.3.1 函数的单调性_函数的单调性教案一
教案:2.3.1 函数的单调性由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“函数的单调性教案一”。
§2.3.1 函数的单调性
[教学目的] 使学生了解增函数、减函数的概念,掌握判断某些函数的增减性的方法;
[重点难点] 重点:函数单调性的有关概念; 难点:证明或判断函数的单调性.一、复习引入
⒈ 复习:我们在初中已经学习了函数图象的画法.为了研究函数的性质,我们按照列表、描点、连线等步骤先分别画函数y=x2和y=x3的图象.y=x2的图象如图1,y=x3的图象如图2.⒉ 引入:从函数y=x2的图象(图1)看到: 图象在y轴的右侧部分是上升的,也就是说,当x在区间[0,+)上取值时,随着x的增大,相 应的y值也随着增大,即如果取x1,x2∈[0,+),得到y1=f(x1),y2=f(x2),那么当x1
相应的y值反而随着减小,即如果取x1,x2∈(-,0),得到y1=f(x1),y2=f(x2),那么当x1y2.这时我们就说函数y=x2在(-,0)上是减函数.函数的这两个性质,就是今天我们要学习讨论的.二、学习、讲解新课
⒈ 增函数与减函数
定义:对于函数f(x)的定义域I内某个区间 上的任意两个自变量的值x1,x2.⑴若当x1
⑵若当x1(fx2),则说f(x)在这个区间上是减函数(如图4).说明:函数是增函数还是减函数,是对定义域内某个区间而言的.有的函数在一些区间上是增函数,而在另一些区间上不是增函数.例如函数y=x2(图1),当x∈[0,+)时是增函数,当x∈(-,0)时是减函数.⒉ 单调性与单调区间
若函数y=f(x)在某个区间是增函数或减函数,则就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,这一区间叫做函数y=f(x)的单调区间.此时也说函数是这一区间上的单调函数.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.说明:⑴函数的单调区间是其定义域的子集;
⑵应是该区间内任意的两个实数,忽略需要任意取值这个条件,就不能保证函数是增函数(或减函数),例如,图5中,在x1,x2那样的特定位置上,虽然使得f(x1)
⑶除了严格单调函数外,还有不严格单调函数,它的定义类似上述的定义,只要将上述定义中的“f(x1)(fx2)”改为“f(x1)(fx2)或f(x1)(fx2)”即可;
⑷定义的内涵与外延:内涵是用自变量的大小变化来刻划函数值的变化情况;外延:①一般规律:自变量的变化与函数值的变化一致时是单调递增,自变量的变化与函数值的变化相对时是单调递减.②几何特征:在自变量取值区间上,若单调函数的图象上升,则为增函 数,图象下降则为减函数.⒊ 例题评价
例1 图6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y=f(x)的单调区间,以及在每一单调区间上,函数y=f(x)是增函数还是减函数.解:函数y=f(x)的单调区间有[-5,-2),[-2,1),[1,3),[3,5],其中y=f(x)在区间[-5,-2),[1,3)上是减函数,在区间[-2,1),[3,5]上是增函数.说明: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,因而没有增减变化,所以不存在单调性问题;另外,中学阶段研究的主要是连续函数或分段连续函数,对于闭区间上的连续函数来说,只要在开区间上单调,它在闭区间上也就单调,因此,在考虑它的单调区间时,包括不包括端点都可以;还要注意,对于在某些点上不连续的函数,单调区间不包括不连续点.练习:课本P60练习:1.答案:f(x)的单调区间有[-2,-1],[-1,0],[0,1],[1,2];f(x)在区间[-2,-1],[0,1]上是增函数,在区间[-1,0],[1,2]上是减函数.g(x)的单调区间有[-,-/2],[-/2,/2],[/2,];g(x)在区间[-,-/2],[/2,]上是减函数,在区间[-/2,/2]上是增函数.说明:要了解函数在某一区间是否具有单调性,从图象上进行观察是一种常用而又较为粗略的方法,严格地说,它需要根据增(减)函数的定义进行证明,下面举例说明.例2 证明函数f(x)=3x+2在R上是增函数.证明:设x1,x2是R上的任意两个实数,且x1
x1,x
2∈
R,且
x1
,∵f(x1)-f(x2)=(-3x1+2)-(-3x2+2)=3(x2-x1), 又x10,即 f(x1)>f(x2).∴f(x)=-3x+2在R上是减函数.例3 证明函数f(x)=1/x在(0,+)上是减函数.证明:设x1,x2是(0,+)上的任意两个实数,且x10,又由x10 ,于是f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>f(x2).∴f(x)=1/x在(0,+ )上是减函数.练习:判断函数f(x)=1/x在(-,0)上是增函数还是减函数?并证明你的结论.解:设x1,x2∈(-,0),且x10,又由x10 , ∴f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>f(x2).∴f(x)=1/x在(-,0)上是减函数.能否说函数f(x)=1/x在(-,+)上是减函数? 答:不能.因为x=0不属于f(x)=1/x的定义域.说明: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.⒋ 目标检测
⑴ 判断函数f(x)=kx+b在R上的单调性,并说明理由.⑵ 课本P60练习:4.解:⑴
设
x1,x2
∈
R,且
x1
,则f(x1)-f(x2)=(kx1+b)-(kx2+b)=k(x1-x2).若k>0,又x10,即 f(x1)>f(x2).∴f(x)=kx+b在R 上是减函数.⑵设x1,x2
∈
(0,+
),且x10,x1-x2
三、小 结
⒈讨论函数的单调性必须在定义域内进行,即函数的单调区间是其定义域的子集,因此讨论函数的单调性,必须先确定函数的定义域;⒉根据定义证明函数单调性的一般步骤是:⑴设x1,x2是给定区间内的任意两个值,且x1
四、布置作业
(一)复习:课本P58-60内容,熟悉巩固有关概念和方法.(二)书面:课本P64习题2.3:1—3做在课本上;4题做在作业本上.答案:⒈--⒊见下一节;
⒋⑴f(x)=(x-5/2)2-1/4是以(5/2,-1/4)为顶点、对称轴平行于y轴、开口向上的抛物线(如图);它的单调区间是(-,5/2]与[5/2,+ );它在(-,5/2]上是减函数,在[5/2,+ )上是增函数.证明:设x10,即 f(x1)>f(x2).∴f(x)=x2-5x+6在(-,5/2]上是减函数.类似地,可以证明f(x)在[5/2,+)上是增函数.⑵f(x)=-x2+9的图象是以(0,9)为顶点、y轴为对称轴、开口向下的一条抛物线(如图);它的单调区间是(-,0]与[0,+),它在(-,0]上是增函数,在[0,+)上是减函数.证明:设x10,∴f(x1)-f(x2)
(四)预习:课本P64-65习题2.3: 5,6.