2.1.3 函数的单调性优秀说课稿

2.1.3　函数的单调性 高中数学       人教B版2003课标版

1、知识与技能目标

（1）使学生理解函数单调性的概念，并能判断一些简单函数在给定区间上的单调性。

（2）启发学生发现问题和提出问题，培养学生分析问题、认识问题和解决问题的能力。

（3）通过观察-猜想-推理-证明这一个重要的思想方法，进一步培养学生的逻辑推理能力和创新意识。

   2、过程与方法目标

     （1）通过渗透数形结合的数学思想，对学生进行辨证唯物主义的思想教育。

     （2）探究与活动，明白考虑问题要细致，说理要明确。

3、情感态度与价值观目标：学生通过一系列丰富的数学活动，培养观察能力，归纳总结能力，加深对数形结合思想的理解。

本课时主要学习函数的单调性的概念，依据函数图象判断函数的单调性和依据定义证明函数的单调性。本节课是在学生学习了函数概念的基础上所研究的函数的一个重要性质。函数单调性的概念是研究具体函数函数单调性的依据，在研究函数的值域、定义域、最值等性质中有重要应用。函数单调性的研究方法也具有典型意义，对加强“数”与“形”的结合，由直观到抽象；由特殊到一般的研究方法有很大帮助。掌握本节内容不仅为今后的函数学习打下理论基础，还有利于培养学生的抽象思维能力，及分析问题和解决问题的能力

重点:函数的单调性、最大（小）值及其几何意义，

难点:利用函数的单调性定义判断、证明函数的单调性，利用函数的单调性求函数的最大（小）值

1、观察下列各个函数的图象，并说说它们分别反映了相应函数的哪些变化规律：

（1）随x的增大，y的值有什么变化？

（2）能否看出函数的最大、最小值？

（3）函数图象是否具有某种对称性？

（一）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 fun_ction）．

思考：仿照增函数的定义说出减函数的定义．（学生活动）

注意：

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；单调性是与“区间”紧密相关的概念，一个函数在定义域的不同的区间上可以有不同的单调性。

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) ．注意“任意”两字绝不能丢掉，证明单调性时更不可随意以两个特殊值替换，两个任意的自变量是属于同一个单调区间。

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．判断函数单调性的方法步骤

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）．

   4、判定函数单调性的常见方法

（1）定义法：如上述步骤，这是证明或判定函数单调性的常用方法

（2）图象法：根据函数图象的升降情况进行判断。

（3）直接法：运用已知的结论，直接得到函数的单调性，如一次函数、二次函数、反比例函数的单调性均可直接说出。直接判定函数的单调性，可用到以下结论：

   （3.1）函数 的单调性相反

   （3.2）函数 恒为正或恒为负时，函数 的单调性相反。

   （3.3）在公共区间内，增函数+增函数=增函数，增函数-减函数=增函数  等

提醒：书写函数的单调区间时，区间端点的开或闭没有严格规定，习惯上，若函数在区间端点处有定义，则写成闭区间，当然写成开区间也可；若函数在区间端点处没有定义，则必须写成开区间。

（二）典型例题

例1．（教材P29例1）根据函数图象说明函数的单调性．

解：见教材

例2．（教材P29例2）根据函数单调性定义证明函数的单调性．

解：见教材

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： 用几何画板画，用A3打印，由学生看图回答。

巩固练习：

证明函数 在（1，+∞）上为增函数。

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

（三）函数的最大（小）值

画出下列函数的图象，并根据图象解答下列问题：

1 说出y=f(x)的单调区间，以及在各单调区间上的单调性；

2 指出图象的最高点或最低点，并说明它能体现函数的什么特征？

（1） （2）

（3） （4）

（3.1）函数最大（小）值定义

1．最大值

一般地，设函数y=f(x)的定义域为I，如果存在实数M满足：

（1）对于任意的x∈I，都有f(x)≤M；

（2）存在x0∈I，使得f(x0) = M

那么，称M是函数y=f(x)的最大值（Maximum Value）．

思考：仿照函数最大值的定义，给出函数y=f(x)的最小值（Minimum Value）的定义．（学生活动）

注意：

1 函数最大（小）首先应该是某一个函数值，即存在x0∈I，使得f(x0) = M；

2 函数最大（小）应该是所有函数值中最大（小）的，即对于任意的x∈I，都有f(x)≤M（f(x)≥M）．

2．利用函数单调性的判断函数的最大（小）值的方法

1 利用二次函数的性质（配方法）求函数的最大（小）值

2 利用图象求函数的最大（小）值

3 利用函数单调性的判断函数的最大（小）值

如果函数y=f(x)在区间[a，b]上单调递增，在区间[b，c]上单调递减则函数y=f(x)在x=b处有最大值f(b)；

如果函数y=f(x)在区间[a，b]上单调递减，在区间[b，c]上单调递增则函数y=f(x)在x=b处有最小值f(b)；

（3.2）典型例题

例1．（教材P30例3）利用二次函数的性质确定函数的最大（小）值．

解：（略）

例1：如图，把截面半径为

25cm的圆形木头锯成矩形木料，

如果矩形一边长为x，面积为y

试将y表示成x的函数，并画出

函数的大致图象，并判断怎样锯

才能使得截面面积最大？

本题是在教材23页练习第一题的增加（正方形）

例2．（新题讲解）

旅 馆 定 价

一个星级旅馆有150个标准房，经过一段时间的经营，经理得到一些定价和住房率的数据如下：

房价（元）

住房率（%）

160

55

140

65

120

75

100

85

欲使每天的的营业额最高，应如何定价？

解：根据已知数据，可假设该客房的最高价为160元，并假设在各价位之间，房价与住房率之间存在线性关系．

设 为旅馆一天的客房总收入， 为与房价160相比降低的房价，因此当房价为 元时，住房率为 ，于是得

=150· · ．

由于 ≤1，可知0≤ ≤90．

因此问题转化为：当0≤ ≤90时，求 的最大值的问题．

将 的两边同除以一个常数0.75，得 1=－ 2＋50 ＋17600．

由于二次函数 1在 =25时取得最大值，可知 也在 =25时取得最大值，此时房价定位应是160－25=135（元），相应的住房率为67.5%，最大住房总收入为13668.75（元）．

所以该客房定价应为135元．（当然为了便于管理，定价140元也是比较合理的）

例2．（教材P31例4）求函数 在区间[2，6]上的最大值和最小值．

解：（略）

教材32页练习1、2、3、4

习题A组1、2、3、4

2.1.3　函数的单调性

2.1.3　函数的单调性

1、观察下列各个函数的图象，并说说它们分别反映了相应函数的哪些变化规律：

（1）随x的增大，y的值有什么变化？

（2）能否看出函数的最大、最小值？

（3）函数图象是否具有某种对称性？

（一）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 fun_ction）．

思考：仿照增函数的定义说出减函数的定义．（学生活动）

注意：

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；单调性是与“区间”紧密相关的概念，一个函数在定义域的不同的区间上可以有不同的单调性。

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) ．注意“任意”两字绝不能丢掉，证明单调性时更不可随意以两个特殊值替换，两个任意的自变量是属于同一个单调区间。

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．判断函数单调性的方法步骤

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）．

   4、判定函数单调性的常见方法

（1）定义法：如上述步骤，这是证明或判定函数单调性的常用方法

（2）图象法：根据函数图象的升降情况进行判断。

（3）直接法：运用已知的结论，直接得到函数的单调性，如一次函数、二次函数、反比例函数的单调性均可直接说出。直接判定函数的单调性，可用到以下结论：

   （3.1）函数 的单调性相反

   （3.2）函数 恒为正或恒为负时，函数 的单调性相反。

   （3.3）在公共区间内，增函数+增函数=增函数，增函数-减函数=增函数  等

提醒：书写函数的单调区间时，区间端点的开或闭没有严格规定，习惯上，若函数在区间端点处有定义，则写成闭区间，当然写成开区间也可；若函数在区间端点处没有定义，则必须写成开区间。

（二）典型例题

例1．（教材P29例1）根据函数图象说明函数的单调性．

解：见教材

例2．（教材P29例2）根据函数单调性定义证明函数的单调性．

解：见教材

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： 用几何画板画，用A3打印，由学生看图回答。

巩固练习：

证明函数 在（1，+∞）上为增函数。

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

（三）函数的最大（小）值

画出下列函数的图象，并根据图象解答下列问题：

1 说出y=f(x)的单调区间，以及在各单调区间上的单调性；

2 指出图象的最高点或最低点，并说明它能体现函数的什么特征？

（1） （2）

（3） （4）

（3.1）函数最大（小）值定义

1．最大值

一般地，设函数y=f(x)的定义域为I，如果存在实数M满足：

（1）对于任意的x∈I，都有f(x)≤M；

（2）存在x0∈I，使得f(x0) = M

那么，称M是函数y=f(x)的最大值（Maximum Value）．

思考：仿照函数最大值的定义，给出函数y=f(x)的最小值（Minimum Value）的定义．（学生活动）

注意：

1 函数最大（小）首先应该是某一个函数值，即存在x0∈I，使得f(x0) = M；

2 函数最大（小）应该是所有函数值中最大（小）的，即对于任意的x∈I，都有f(x)≤M（f(x)≥M）．

2．利用函数单调性的判断函数的最大（小）值的方法

1 利用二次函数的性质（配方法）求函数的最大（小）值

2 利用图象求函数的最大（小）值

3 利用函数单调性的判断函数的最大（小）值

如果函数y=f(x)在区间[a，b]上单调递增，在区间[b，c]上单调递减则函数y=f(x)在x=b处有最大值f(b)；

如果函数y=f(x)在区间[a，b]上单调递减，在区间[b，c]上单调递增则函数y=f(x)在x=b处有最小值f(b)；

（3.2）典型例题

例1．（教材P30例3）利用二次函数的性质确定函数的最大（小）值．

解：（略）

例1：如图，把截面半径为

25cm的圆形木头锯成矩形木料，

如果矩形一边长为x，面积为y

试将y表示成x的函数，并画出

函数的大致图象，并判断怎样锯

才能使得截面面积最大？

本题是在教材23页练习第一题的增加（正方形）

例2．（新题讲解）

旅 馆 定 价

一个星级旅馆有150个标准房，经过一段时间的经营，经理得到一些定价和住房率的数据如下：

房价（元）

住房率（%）

160

55

140

65

120

75

100

85

欲使每天的的营业额最高，应如何定价？

解：根据已知数据，可假设该客房的最高价为160元，并假设在各价位之间，房价与住房率之间存在线性关系．

设 为旅馆一天的客房总收入， 为与房价160相比降低的房价，因此当房价为 元时，住房率为 ，于是得

=150· · ．

由于 ≤1，可知0≤ ≤90．

因此问题转化为：当0≤ ≤90时，求 的最大值的问题．

将 的两边同除以一个常数0.75，得 1=－ 2＋50 ＋17600．

由于二次函数 1在 =25时取得最大值，可知 也在 =25时取得最大值，此时房价定位应是160－25=135（元），相应的住房率为67.5%，最大住房总收入为13668.75（元）．

所以该客房定价应为135元．（当然为了便于管理，定价140元也是比较合理的）

例2．（教材P31例4）求函数 在区间[2，6]上的最大值和最小值．

解：（略）

教材32页练习1、2、3、4

习题A组1、2、3、4