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2009-06-15 21:59:12 下载试卷 标签:函数
教学目的:(1)通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的单调性及其几何意义;
(2)学会运用函数图象理解和研究函数的性质;
(3)能够熟练应用定义判断数在某区间上的的单调性.
教学重点:函数的单调性及其几何意义.
教学难点:利用函数的单调性定义判断、证明函数的单调性.
教学过程:
一、引入课题
通过最近比较热门话题的股票作为引题,用上证指数随时间的“跌”、“涨”以及人们往往都会在涨到最高点卖出在最低点买进,形象刻画本课的要讲授的概念:函数的单调性以及最大最小值。
师:函数的性质的应用就在我们的生活中,我们的周边,如一天气温随时间的变化等。那我们今天就先来学习函数的单调性。
1.画出下列函数的图象,观察其变化规律:
1)f(x)=x
1从左至右图象上升还是下降______?
2在区间____________上,随着x的增大,f(x)的值随着________.
2)f(x)=-2x+1
1从左至右图象上升还是下降______?
2在区间____________上,随着x的增大,f(x)的值随着________.
3)f(x)=x2
1在区间____________上,f(x)的值随着x的增大而________.
2在区间____________上,f(x)的值随着x的增大而________.
问题设计的目的大体从三个层次上展开。首先画出图像并观察图像,描述变化规律,如上升、下降,从几何直观角度加以认识;然后,结合图、表,用自然语言描述,即y随x的增大而增大(或减小);最后,用数学符号语言描述变化规律,逐步实现用精确的数学语言刻画函数的变化规律。问题链的设计由具体到抽象,由特殊到一般,由远及近,一步一步地促使学生形成概念。
问题1:列表描点,画函数f(x)=x2的图像。
x
…
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
…
f(x)=x2
…
16
9
4
1
0
1
4
9
16
…
意图:列表描点(自变量取值总是从小到大的选取,这与考察函数单调性时自变量总是从小到大取值是一致的,这也是学生早就熟悉的。这样可以不必讨论,函数在某区间上递增是指从左到右的问题),通过计算函数值可以体验当自变量从小到大取值时,对应的函数值的大小变化规律。
说明:教师可以按照P37来EXCEL画图。
问题2:利用画出的图像,请描述函数值增减变化特征。
从函数图像及上述表格可以看出(这并不困难):图象在y轴左侧“下降”,也就是,在区间
上,随着x的增大,相应的f(x)反而减小;图象在y轴右侧“上升”,也就是,在区间
上,随着x的增大,相应的f(x)也随着增大。
意图:几何直观,引导学生关注图形所反映出的特征。借助图像,体验自变量从小到大变化时,函数值大小变化在图形上的表现。
问题3:当x从小到大变化时,y的值如何变化?
意图:是对前一个问题(直观)的再一次概括,一次自然语言描述。而且,既不能说随着x的增大y增大,也不能说随着x的增大y减小。学生必须分段回答这个问题,体验函数的这一特征是函数的局部特征。
问题4:比较下列各数的大小。
22,32,42,(4.5)2,(5.1)2,(6.3)2。
就x在(0,+∞)从小到大取值时,具体讨论函数值的大小变化。这不难得到22<32<42<(4.5)2<(5.1)2<(6.3)2。
显然有:当0<x1<x2<x3<x4<x5<x6时,有0<x<x<x<x<x<x
时,即0<y1<y2<y3<y4<y5<y6。
意图:由具体的数字特征逐步向抽象的符号描述过渡。
问题5:对于函数一个函数f(x),如果-1<2时,有f(-1)<f(2),能否说函数f(x)在区间(-1,2)上递增呢?
问题6:
函数f(x),对于(0,∞)上的无数个自变量的值x1,x2,x3,…,当0<x1<x2<x3<…时,有0<y1<y2<y3<…,能否说函数f(x)在(0,∞)上递增呢?请画图说明。
意图:这两个问题的目的是,逐步由“静态”、“有限”向“动态”、“无限”过渡。回答这些问题需要一定的抽象思维。问题6引导学生用反例说明问题,以便抓住问题的正面特征。
问题7:
在函数y=x2的图像位于y轴右边的部分随便(任意)取两点,横坐标分别是x1,x2,即当0<x1<x2时,是否总有y1<y2呢?
意图:抽象前的铺垫,以“随便”替代“任意”容易被接受。
问题8:在函数y=x2的图像位于y轴左边的部分任意取两点,横坐标分别是x1,x2,即当
x1<x2<0时,是否总有y1<y2呢?
意图:把“随便”换成“任意”并不突然。任意x1<x2<0时,有y1>y2。而0<x1<x2不变。这样,基本完成难点的突破。
问题9:在函数y=x2的图像上任意取两点,横坐标分别是x1,x2,当x1<x2时,是否总有y1<y2呢?
意图:函数递增、递减描述需要分段表述。
问题10:你能否举出一个具体的函数的例子,使得它在区间(-∞,∞)上,对任意x1<x2,总有y1<y2。
意图:学生为寻找例子,会首先从形象直观的角度寻找思考,如f(x)=x。加强几何直观与抽象表述之间的联系。
问题11:你能否举出一个具体函数的例子,使得它在区间(0,∞)上,对任意x1<x2,总有y1>y2。
意图:使得学生把当前学习的内容与以前学习过的内容联系起来,先有函数性质特征再寻找具体函数的例子。从具体到抽象,从抽象到具体,体验函数的这一特征。
二、提出函数单调性定义
1.增函数
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,
如果对于定义域I内的某个区间D内的任意两个自变量x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说f(x)在区间D上是增函数(increasing
function).
思考:仿照增函数的定义说出减函数的定义.(学生活动)
意图:培养学生数学表达能力。
问题12:函数f(x)在区间(0,∞)上,总有f(x)>f(0),能否说f(x)在(0,∞)上单调增?请举例说明。
意图:概念辨析。学生容易画出图形来加以说明。从反面进一步体验到,函数单调性中“任意x1<x2,都有f(x1)>f(x2)”中“任意”二字的意义,体验到为什么要在区间上任意取大小不同的两个值。
说明:
1函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;
2必须是对于区间D内的任意两个自变量x1,x2;当x1<x2时,总有f(x1)<f(x2).
2.函数的单调性定义
如果函数y=f(x)在某个区间上是增函数或是减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间:
3.已学函数的单调性:
三、单调性的应用:
例1.(教材P29例1)根据函数图象说明函数的单调性.
解:(略)
巩固练习:课本P38练习第1、3题
例2.物理学中的波利尔定律p=
(k是正常数)告诉我们,对于一定量的气体,当体积V减小,压强p将增大.试用函数的单调性证明之.
分析怎样来证明“体积V减小,压强p将增大”呢,根据函数单调性的定义,只要证明函数p=
((k是正常数)是减函数.怎样证明函数p=
((k是正常数)是减函数呢,只要在区间(0,+∞)(因为体积V>0)任意取两个大小不相等的值,证明较小的值对应的函数值较大,即
设V1<V2,去证明p1>p2.也就是只要证明p1-p2>0.
证明设V1<V2,V1,V2∈(0,+∞).
p1-p2=-=.
因为k是正常数,V1<V2,所以>0,p1>p2.
所以,体积V减小,压强p将增大.
说明:教师把重心放在思路的分析上,而让学生进行具体的证明.
巩固练习:
1课本P32练习第4题;
总结:利用定义证明函数f(x)在给定的区间D上的单调性的一般步骤:
1任取x1,x2∈D,且x1<x2;
2作差f(x1)-f(x2);
3变形(通常是因式分解和配方);
4定号(即判断差f(x1)-f(x2)的正负);
5下结论(即指出函数f(x)在给定的区间D上的单调性).
探究:画出反比例函数的图象.
1这个函数的定义域是什么?
2它在定义域I上的单调性怎样?证明你的结论.
(选讲)例3.借助计算机作出函数y=-x2+2|x|+3的图象并指出它的的单调区间.
解:(略)
意图:新课程思想强调应用计算机软件等信息整合手段,本例可利用几何画板、函数图象生成软件等作出函数图象.
四、归纳小结,强化思想
函数的单调性一般是先根据图象判断,再利用定义证明.画函数图象通常借助计算机,求函数的单调区间时必须要注意函数的定义域,单调性的证明一般分五步:
取值→作差→变形→定号→下结论
五、作业布置
1.书面作业:课本P39习题1.3(A组)第1-5题.
2.提高作业:设f(x)是定义在R上的增函数,f(xy)=f(x)+f(y),
1求f(0)、f(1)的值;
2若f(3)=1,求不等式f(x)+f(x-2)>1的解集.
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来源:网络