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1、函數(shù)的單調(diào)性與最大(?。┲?(第一課時(shí))
設(shè)計(jì)人:章羽茜
一、 教材分析
《函數(shù)單調(diào)性》是高中數(shù)學(xué)新教材必修一第二章第三節(jié)的內(nèi)容。在此之前,學(xué)生已學(xué)習(xí)了函數(shù)的概念、定義域、值域及表示法以及在初中學(xué)習(xí)了一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等常見(jiàn)函數(shù),已經(jīng)了解了生活中函數(shù)關(guān)系的普遍性,這為過(guò)渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用。
函數(shù)的單調(diào)性的概念是研究函數(shù)單調(diào)性的依據(jù),在研究函數(shù)的值域、定義域、最大值、最小值等性質(zhì)中有重要應(yīng)用;在解不等式、證明不等式、數(shù)列的性質(zhì)等數(shù)學(xué)的其他內(nèi)容的研究也有重要的作用??梢?jiàn),不論在函數(shù)的內(nèi)部還是在外部,函數(shù)的單調(diào)性都有重要的作用,因而在數(shù)學(xué)中具有的核心的地位。
2、
函數(shù)的單調(diào)性是體現(xiàn)了函數(shù)研究的一般方法。這就是加強(qiáng)“數(shù)”與“形”的結(jié)合,由直觀到抽象;由特殊到一般。首先借助對(duì)函數(shù)圖像的觀察、分析和歸納,發(fā)現(xiàn)函數(shù)的增、減變化的直觀特征,進(jìn)一步量化,發(fā)現(xiàn)增、減變化數(shù)學(xué)特征,從而進(jìn)一步用數(shù)學(xué)語(yǔ)言刻畫(huà)。這對(duì)研究函數(shù)的其他性質(zhì),如奇偶性等有借鑒作用。
二、 學(xué)情分析
此內(nèi)容的教學(xué)對(duì)象浙江省諸暨中學(xué)是高一(4)學(xué)生,他們已經(jīng)在初中學(xué)過(guò)了一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等初等基本函數(shù),也學(xué)習(xí)了函數(shù)的現(xiàn)代定義以及函數(shù)的三種表示方法。
本班智力水平較高,能較好地學(xué)習(xí)與理解函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì),但對(duì)此內(nèi)容的深入研究還缺乏一定的認(rèn)識(shí)。大部分學(xué)生已經(jīng)具備
3、了一定的抽象概括能力及數(shù)學(xué)表達(dá)能力。
本班學(xué)生缺乏活躍,但仍能在教師的引導(dǎo)下主動(dòng)地探索、發(fā)現(xiàn)、研究問(wèn)題。
三、 教學(xué)目標(biāo)分析
1. 知識(shí)與技能:
(1) 理解增減函數(shù)、單調(diào)性、單調(diào)區(qū)間四個(gè)概念:能用自己的語(yǔ)言說(shuō)出定義,并認(rèn)識(shí)它們是如何得出來(lái)的。
(2) 掌握函數(shù)增減性的證明:掌握借助函數(shù)圖像求(判斷)簡(jiǎn)單函數(shù)的單調(diào)區(qū)間及證明簡(jiǎn)單函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性的方法和步驟。
2. 過(guò)程與方法:
(1) 能從具體實(shí)例中得出增函數(shù)、減函數(shù)的定義,培養(yǎng)觀察能力和抽象概括能力。
(2) 通過(guò)知識(shí)的獲得提高和發(fā)展學(xué)生自我學(xué)習(xí)和自我學(xué)習(xí)和自我發(fā)展能力。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀:
4、 借助開(kāi)放探究的教學(xué)方式,張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)樂(lè)于研究的作風(fēng)。
四、 教學(xué)重難點(diǎn)分析
基于以上分析,得出此課題的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)如下:
教學(xué)重點(diǎn): 函數(shù)單調(diào)性的概念的理解。為了突出重點(diǎn),先通過(guò)實(shí)例讓學(xué)生直觀感受函數(shù)單調(diào)性的概念;再用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述;然后通過(guò)對(duì)函數(shù)單調(diào)性概念的應(yīng)用促進(jìn)學(xué)生對(duì)此概念的理解。
教學(xué)難點(diǎn): 函數(shù)單調(diào)性的概念形成。剛升入高一的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的幾何形象思維能力,但抽象思維能力不強(qiáng)。從圖形到日常的描述性語(yǔ)言概念再升華到數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言精確刻畫(huà)概念這個(gè)過(guò)程對(duì)于他們來(lái)說(shuō)有一定難度。為了突破這一難點(diǎn),讓學(xué)生經(jīng)歷這一過(guò)程,教師再進(jìn)行適時(shí)地點(diǎn)撥。
五、 教學(xué)過(guò)程
5、設(shè)計(jì)
具體的,將教學(xué)過(guò)程分為五個(gè)環(huán)節(jié):
結(jié)合情景,引入課題
抽象思維,形成概念
掌握證法,適當(dāng)延展
歸納小結(jié),提高認(rèn)識(shí)
1. 結(jié)合情景,引入課題
問(wèn)題1:下圖是諸暨市今年9月16日一天24小時(shí)內(nèi)氣溫隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖. 觀察圖形,能得到什么信息?
預(yù)案:(1)當(dāng)天的最高溫度、最低溫度以及何時(shí)達(dá)到;
(2)在某時(shí)刻的溫度;
(3)某些時(shí)段溫度升高,某些時(shí)段溫度降低.
〖設(shè)計(jì)意圖〗由生活情境引入新課,激發(fā)興趣.
T: 函數(shù)是描述事物變化規(guī)律的模型,了解了函數(shù)的規(guī)律也就了解了想應(yīng)事物的變化規(guī)律。研究函數(shù)的性質(zhì),比
6、如研究函數(shù)是逐漸遞增還是逐漸遞減,以及函數(shù)的變化特征就變得非常重要了。
問(wèn)題2:觀看下列兩組函數(shù)圖像,說(shuō)說(shuō)他們分別反映了相應(yīng)函數(shù)的那些變化規(guī)律。
(一)
a
b
(二)
a
b
S: 第一組的函數(shù)圖像自左向右是上升的,也就是隨著自變量x的增大函數(shù)值也增大。第二組圖像時(shí)自左向右下降的,也就是隨著自變量x的增大函數(shù)值也減小。
T: 對(duì)于函數(shù)圖像變化問(wèn)題,很重要的就是描述變化的增與減的問(wèn)題,我們把函數(shù)的這種增與減的性質(zhì)稱(chēng)“單調(diào)性”。
教師結(jié)合上述,寫(xiě)出課題:函數(shù)的單調(diào)性。
設(shè)計(jì)意圖:從形到數(shù),借助對(duì)函數(shù)圖像的觀察,猜測(cè)相應(yīng)的函數(shù)的性質(zhì),得出函數(shù)單
7、調(diào)性的“直觀定義”。
2.抽象思維,形成概念
結(jié)合上述直觀認(rèn)識(shí),給出函數(shù)德?tīng)枂握{(diào)性的“描述性定義”:
增函數(shù):一般的,設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)镮:如果對(duì)于定義域I內(nèi)某個(gè)區(qū)間D上的任意兩個(gè)自變量的值x1、x2,當(dāng)x1f(x2),那么就說(shuō)函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是減函數(shù).
單調(diào)區(qū)間: 如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間D上是增函數(shù)(或減函數(shù)),那么就說(shuō)函數(shù)y=f(x)在這一區(qū)間具有(嚴(yán)格的)單調(diào)性,區(qū)間D叫做y=f(x)的
8、單調(diào)遞增(或減)區(qū)間.
問(wèn)題3:回顧剛才的兩個(gè)函數(shù)圖像
a
b
a
b
T:從圖形上,增函數(shù)就其本身而言是相應(yīng)區(qū)間上較大的自變量對(duì)應(yīng)較大的函數(shù)值的函數(shù);減函數(shù)就是相應(yīng)區(qū)間上較大的自變量對(duì)應(yīng)較小的函數(shù)值的函數(shù)。這就是我們從直觀上給出函數(shù)圖像來(lái)研究函數(shù)單調(diào)性,接下來(lái)我們對(duì)函數(shù)單調(diào)性的定義進(jìn)行更深層次的了解。
關(guān)鍵詞:
1.(取值)定義域某個(gè)區(qū)間D的取值:增、減函數(shù)都是對(duì)相應(yīng)的區(qū)間而言的,離開(kāi)了區(qū)間就根本談不上函數(shù)的單調(diào)性。
問(wèn)題4:(1)我們能否說(shuō)一個(gè)函數(shù)在x=3時(shí)時(shí)遞增的還是遞減的?
答案預(yù)設(shè):不能。函數(shù)在某一點(diǎn)的函數(shù)
9、值是唯一確定的,沒(méi)有增減變化。
(2)能否脫離區(qū)間泛泛而談某個(gè)區(qū)間是增函數(shù)還是減函數(shù)?
答案預(yù)設(shè):不能。例:y=x2
2.任意:不能去特定的值來(lái)判斷單調(diào)性
例:y=x
x=1, y=1 而 x=2,y=2
3.都有: 只要x1
10、
3. 掌握證法,適當(dāng)延展
例1.寫(xiě)出下面函數(shù)圖像所對(duì)應(yīng)的函數(shù)的單調(diào)性.
答案預(yù)設(shè):[-5,-2]和[1,3]是單調(diào)減區(qū)間,[-2,1]和[3,5]是單調(diào)增區(qū)間。
這里的集合的組合用和 或,(逗號(hào)),不用并集∪。
思考1:
y=1x 的定義域與單調(diào)性分別是什么?
思考1:[-5,-2]是單調(diào)減區(qū)間,能否說(shuō)(-5,-2)也是單調(diào)減區(qū)間?
例2.下圖是函數(shù)的圖像,
(1) 能說(shuō)出這個(gè)函數(shù)分別在哪個(gè)區(qū)間為增函數(shù)和減函數(shù)嗎?
(2) 證明函數(shù)在上是增函數(shù).
?
證明函數(shù)在上是增函數(shù).
1.分析解決問(wèn)題??? 針對(duì)學(xué)生可能出現(xiàn)的問(wèn)題,組織學(xué)生討
11、論、交流.
證明:任取,?? 取值
求差(作商)
變形 ?
,
判斷符號(hào)
∴
∴即
∴函數(shù)在上是增函數(shù). 定論
例3.畫(huà)出已知函數(shù)f(x)=-x2+2|x|+3的圖像
(1)證明函數(shù)在(-∞,-1]上是增函數(shù);
(2)指出該函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,m]上是增函數(shù)時(shí),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
例4:(1)求函數(shù)fx=-12x2+2x-3的單調(diào)區(qū)間;
(2)若g(x)=f(2-x2),試求g(x)的單調(diào)區(qū)間。
例5.已知函數(shù)f(x)是R上的增函數(shù),設(shè)F(x)=f(x)-f(a-x).
(1)用函數(shù)單調(diào)性定義證明F(x)是R上的增函數(shù);
( 2)證明函數(shù)y=F(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(,0)成中心對(duì)稱(chēng)圖形.
4. 歸納小結(jié),提高認(rèn)識(shí)
1.函數(shù)單調(diào)性的定義,注意其關(guān)鍵詞:取值、任意、都有。
2.表示單調(diào)區(qū)間用 和 或 ,連接兩個(gè)區(qū)間。
3.證明函數(shù)單調(diào)性的步驟:取值 做差 變形 判斷符號(hào) 得出結(jié)論。
4.研究函數(shù)的單調(diào)性為以后數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
六、 板書(shū)設(shè)計(jì)