教学环节 |
教学内容 |
师生互动 |
设计意图 |
提出问题 |
1.函数f (x) = x2. 在( – ∞,0)上是减函数,在[0,+∞)上是增函数. 当x≤0时,f (x)≥f (0), x≥0时, f (x)≥f (0).![]() 从而x?R. 都有f (x) ≥f (0). ![]() 因此x = 0时,f (0)是函数值中的最小值. ![]() 2.函数f (x) = –x2同理可知x?R. 都有f (x)≤f (0). 即x = 0时, ![]() f (0)是函数值中的最大值. |
师生合作回顾增函数、减函数的定义及图象特征;![]() 师生合作定性分析函数f (x)的图象特征,通过图象观察,明确函数图象在整个定义域上有最低点和最高点,从而认识到最低点和最高点的函数值是函数的最小值和最大值. |
应用单调性的定义和函数图象感知函数的最小值和最大值. |
形成概念 |
函数最大值概念:![]() 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x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. |
师:对于函数y = f (x)、f (x0)为其最大值. 即![]() f (x0)≤ f (x)意味着什么? ![]() 生:f (x0)为函数的最大值,必须满足: ![]() ①x0?定义域; ![]() ②f (x0) ?值域; ![]() ③f (x0)是整个定义域上函数值最大的. |
由实例共性抽象获得最大值概念. |
形成概念 |
函数最小值概念.![]() 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)的最小值. |
师:怎样理解最大值.![]() 生:最大值是特别的函数值,具备存在性、确定性. ![]() 师:函数最小值怎样定义? ![]() 师生合作,学生口述,老师评析并板书定义. |
由最大值定义类比最小值定义. |
应用举例 |
例1 “菊花”烟花是最壮观的烟花之一. 制造时一般是期望在它达到最高点时爆裂. 如果烟花距地面的高度h m与时间t s之间的关系为h (t)
= – 4.9t 2 + 14.7t + 18,那么烟花冲出后什么时候是它爆裂的最佳时刻?这时距地面的高度是多少(精确到1m)?![]() 训练题1: ![]() 已知函数f (x) = x2 – 2x – 3,若x?[t,t +2]时,求函数f (x)的最值. ![]() 例2 已知函数y = ![]() ![]() ![]() ![]() 训练题2:设f (x)是定义在区间[–6,11]上的函数. 如果f (x) 在区间[–6,–2]上递减,在区间[–2,11]上递增,画出f (x) 的一个大致的图象,从图象上可以发现f (–2)是函数f (x)的一个 . ![]() 训练题3:甲、乙两地相距s km,汽车从甲地匀速行驶到乙地,已知汽车每小时的运输成本(单位:元)由可变部分和固 定部分组成,可变部分与速度x (km / h)的平方成正比,比例系数为a,固定部分为b元,请问,是不是汽车的行驶速度越快,其全程成本越小?如果不是,那么为了使全程运输成本最小,汽车应以多大的速度行驶? ![]() |
师生合作讨论例1、例2的解法思想,并由学生独立完成训练题1、2、3. 老师点评. 阐述解题思想,板书解题过程.![]() 例1解:作出函数h(t) = – 4.9t 2 + 14.7t + 18的图象(如图). 显然,函数图象的顶点就是烟花上升的最高点,顶点的横坐标就是烟花爆裂的最佳时刻,纵坐标就是这时距地面的高度. ![]() ![]() ![]() 由二次函数的知识,对于函数h (t) = – 4.9t 2 + 14.7t +18,我们有: ![]() 当t = ![]() ![]() h = ![]() ![]() 于是,烟花冲出后1.5 s是它爆裂的最佳时刻,这时距地面的高度约为29m. ![]() 师:投影训练题1、2. ![]() 生:学生相互讨论合作交流完成. ![]() 训练题1解:∵对称轴x = 1, ![]() (1)当1≥t +2即t≤–1时, ![]() f (x)max = f (t) = t 2 –2t –3, ![]() f (x)min = f (t +2) = t 2 +2t –3. ![]() (2)当 ![]() ![]() f (x)max = f (t) = t 2 –2t–3, ![]() f (x)min= f (1) = – 4. ![]() (3)当t≤1< ![]() ![]() f (x)max = f (t +2) = t 2 + 2t – 3, ![]() f (x)min = f (1) = – 4. ![]() (4)当1<t,即t>1时, ![]() f (x)max = f (t +2) = t 2 +2t –3, ![]() f (x)min = f (t) = t 2 –2t –3. ![]() 设函数最大值记为g(t),最小值记为 ![]() ![]() g (t) = ![]() ![]() ![]() ![]() 例2分析:由函数y = ![]() ![]() ![]() 解:设x1,x2是区间[2,6]上的任意两个实数,且x1<x2,则 f (x1) – f (x2) = ![]() = ![]() = ![]() 由2≤x1<x2≤6,得x2 –x1>0,(x1–1) (x2–1)>0, 于是 f (x1) – f (x2)>0, 即 f (x1)>f (x2). 所以,函数y = ![]() ![]() 训练题2答案:最小值. 训练题3分析:根据汽车运输成本y元与行驶速度x km / h之间的关系,建立函数模型,结合函数式的特点,运用函数有关知识去解决. 解:设汽车运输成本为y元,依题意得汽车运输成本y与汽车行驶速度x之间的关系为: y = b· ![]() ![]() ∴y = s (a x + ![]() ![]() ![]() 设x1,x2?(0,+∞),且x1<x2,则 f (x1) – f (x2) = s[(ax1 + ![]() ![]() = s[a (x1– x2) + ![]() = ![]() = ![]() ∵x1,x2>0,且x1<x2 ∴x1x2>0,a (x1 – x2)<0 ∴当x1,x2?(0, ![]() ![]() ![]() 当x1,x2?[ ![]() ![]() ![]() 综上所述,我们看到函数y = s(ax + ![]() ![]() ![]() ![]() |
自学与指导相结合,提高学生的学习能力. 讲练结合,形成技能固化技能.深化概念能力培养 进一步固化求最值的方法及步骤. (1)以上实际问题考查了学生灵活应用数学知识于实践的能力,可见“逐渐增强函数的应用意识”应及早实现. (2)对函数关系式的处理需要有扎实的基本功才能顺利完成,可见从不同角度不同方向去思考问题在教学中尤为重要,并且应指导学生养成多分析失败原因,多总结成功经验的好习惯. |
归纳总结 |
1.最值的概念 2.应用图象和单调性求最值的一般步骤. |
师生交流合作总结、归纳. |
培养学生的概括能力 |
课后作业 |
1.3第二课时 习案 |
学生独立完成 |
能力培养 |
备选例题
例1 已知函数f (x ) =,x∈[1,+∞).
(Ⅰ)当a =时,求函数f (x)的最小值;
(Ⅱ)若对任意x∈[1,+∞),f (x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.
分析:对于(1),将f (x)变形为f (x)
= x +2 + = x
+
+2,然后利用单调性求解. 对于(2),运用等价转化
(x?[1,+∞)恒成立,等价于x2 + 2x + a>0 恒成立,进而解出a的范围.
解:(1)当a =时,f (x) = x +
+2
因为f (x)在区间[1,+∞)上为增函数,
所以f (x)在区间[1,+∞)上的最小值为f (1) =.
(2)解法一:在区间[1,+∞)上,f (x)
=恒成立
x2 + 2x + a>0恒成立.
设y = x2 +2x+a,∵(x + 1) 2 + a –1在[1,+∞)上递增.
∴当x =1时,ymin =3 + a,于是当且仅且ymin =3 + a>0时,函数f (x)>0恒成立,
∴a>–3.
解法二:f (x)
= x ++2
x[1,+∞).
当a≥0时,函数f (x)的值恒为正;当a<0时,函数f (x)递增. 故当x =1时,f (x)min = 3+a.
于是当且仅当f (x)min =3 +a>0时,函数f (x)>0恒成立. 故a>–3.
例2 已知函数f (x)对任意x,y?R,总有f (x) + f ( y) = f
(x + y),且当x>0时,f (x)<0,f (1) =.
(1)求证f (x)是R上的减函数;
(2)求f (x)在[–3,3]上的最大值和最小值.
分析:抽象函数的性质要紧扣定义,并同时注意特殊值的应用.
证明:(1)令x = y =0,f (0) = 0,令x = – y可得: f (–x) = – f (x),
在R上任取x1>x2,则f (x1) – f (x2) = f (x1) + f (– x2) = f (x1–x2).
∵x1>x2,∴x1–x2>0. 又∵x>0时,f (x)<0,∴f (x1–x2)<0, 即f (x1) – f (x2)>0.
由定义可知f (x)在R上为单调递减函数.
(2)∵f (x)在R上是减函数,∴f (x)在[–3,3]上也是减函数, ∴f (–3)最大,f (3)最小.
f (3) = f (2) + f (1) = f (1) + f (1) + f (1) =3×() = –2.
∴f (–3) = –
f (3) =2.
即f (–3)在[–3,3]上最大值为2,最小值为–2.
合作讨论式教学法. 通过师生合作、讨论,在示例分析、探究的过程中,获得最值的概念. 从而掌握应用单调性求函数最值这一基本方法.
重点:应用函数单调性求函数最值;难点:理解函数最值可取性的意义.
3.情感、态度与价值观
在学生获取知识的过程中培养学生的数形结合思想,感知数学问题求解途径与方法,探究的基本技巧,享受成功的快乐.
2.过程与方法
借助函数的单调性,结合函数图象,形成函数最值的概念. 培养应用函数的单调性求解函数最值问题.
1.知识与技能
(1)理解函数的最大(小)值的概念及其几何意义.
(2)理解函数的最大(小)值是在整个定义域上研究函数. 体会求函数最值是函数单调性的应用之一.
教学![]() 环节 |
教学内容 |
师生互动 |
设计意图 |
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提出![]() 问题 |
观察一次函数f (x) = x的图象:![]() ![]() ![]() ![]() 函数f (x) = x的图象特征由左到右是上升的. |
师:引导学生观察图象的升降.![]() 生:看图. 并说出自己对图象 的直观认识. ![]() 师:函数值是由自变量的增大而增大,或由自变量的增大而减小,这种变化规律即函数的单调性. |
在函数图象的观察中获取函数单调性的直观认识. |
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引入深题 |
观察二次函数f (x) = x2 的图象:![]() ![]() ![]() 函数f (x) = x2 在y轴左侧是下降的,在y轴右侧是上升的. ![]() 列表: ![]()
x∈(–∞,0]时,x增大,f (x)减少,图象下降. x∈(0,+∞)时,x增大,f (x)也增大, 图象上升. |
师:不同函数,其图象上升、下降规律不同. 且同一函数在不同区间上的变化规律也不同. 这是“形”的方面,从“数”的方面如何反映.![]() 生:函数作图时列表描点过程中,从列表的数据变化可知自变量由 – 4到0变化,函数值随着变小;而自变量由0到4变化,函数值随着自变量的变大而变大. ![]() 师:表格数值变化的一般规随是:自变量x增大,函数值y也增大,函数图象上升,称函数为增函数;自变量x增大,函数值y反而减少,函数图象下降. 称函数为减函数. |
体会同一函数在不同区间上的变化差异.![]() 引导学生从“形变”过渡到“数变”. 从定性分析到定量分析. |
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形成概念 |
函数单调性的概念![]() 一般地,设函数f (x)的定义域为I: ![]() 如果对于定义域I内的某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f (x1)<f (x2),那么就说函数f (x)在区间D上是增函数(increasing function); ![]() ![]() ![]() ![]() 如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1、x2,当x1<x2时,都有f (x1)>f (x2),那么就说函数f (x)在区间D上是减函数(decreasing function). ![]() ![]() ![]() |
师:增函数、减函数的函数值随自变量的变化而变化怎么用数学符号表示呢?![]() 师生合作: ![]() 对于函数f (x) = x2 在区间(0,+∞)上. 任取x1、x2. 若x1<x2,则f (x1)<f (x2),即x12<x22. ![]() 师:称f (x) = x2在(0,+∞)上为增函数. |
由实例探究规律从而获得定义的数学符号表示. |
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应用![]() 举例 |
例1 如图是定义在区间[–5,5]上的函数y = f (x),根据图象说出函数的单调区间,以及在每一单调区间上,它是增函数还是减函数?![]() ![]() ![]() 训练题1: ![]() (1)请根据下图描述某装配线的生产率与生产线上工人数量间的关系. ![]() ![]() ![]() (2)整个上午(8∶00-12∶00)天气越来越暖,中午时分(12∶00-13∶00)一场暴风雨使天气骤然凉爽了许多. 暴风雨过后,天气转暖,直到太阳落山(18∶00)才又开始转凉. 画出这一天8∶00-20∶00期间气温作为时间函数的一个可能的图象,并说出所画函数的单调区间. ![]() (3)根据下图说出函数单调区间,以及在每一单调区间上,函数是增函数还是减函数. ![]() ![]() ![]() 例2 物理学中的玻意耳定律 ![]() 训练题2:证明函数f (x) = –2x +1在R上是减函数. |
师:投影例1. 生:合作交流完成例1. 师:引导学生完成教材P36练习的第1题、第2题. 师:投影训练题1 生:学生通过合作交流自主完成. 例1[解]: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. 训练题1 答案:(1)在一定范围内,生产效率随着工人数的增加而提高,当工人数达到某个数量时,生产效率达到最大值,而超过这个数量时,生产效率又随着工人的增加而降低. 由此可见,并非是工人越多,生产效率就越高. (2) 增区间为[8,12],[13,18];减区间为:[12,13],[18,20]. (3)函数在[–1,0]上是减函数,在[0,2]上是增函数,在[2,4]上是减函数,在[4,5]是增函数. 师:打出例2,请学生阐明应用定义证明(判定)并总结证明单调性的基本步骤. 生:学生代表板书证明过程,教师点评. 例2 分析:按题意,只要证明函数 ![]() 证明:根据单调性的定义,设V1,V2是定义域(0,+∞)上的任意两个实数,且V1<V2,即 ![]() 由V1,V2∈(0,+∞),得V1V2>0. 由V1<V2,得V2 – V1>0. 又k>0,于是 p (V1) – p (V2)>0, 即 p (V1) >p (V2). 所以,函数 ![]() 师:投影训练题2 生:自主完成 训练题2 证明:任取x1,x2∈R,且x1<x2, 因为f (x1) – f (x2) =2 (x2 –x1)>0, 即f (x1)>f (x2), 所以f (x) = –2x +1在R上是减函数. |
掌握利用图象划分函数单调区间的方法. 掌握单调性证明步骤及原理.内化定义,强化划分单调区间的方法. 强化记题步骤与格式. |
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归纳 小结 |
1°体会函数单调性概念的形成过程. 2°单调性定义. 3°利用图象划分单调区间. 4°利用定义证明单调性步骤. |
师生合作:回顾单调性概念的形式与发展. 师:阐述单调性的意义与作用. |
反思回顾 整理知识,提升能力. |
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课后 练习 |
1.3第一课时 习案 |
学生独立完成 |
巩固知识 培养能力 |
备选例题:
例1 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.
例2 证明函数f (x) =在(0,+∞)上是减函数.
[证明]设任意x1、x2?(0,+ ∞)且x1<x2,
则f (x1)
– f (x2) =,
由x1,x2?(0,+∞)得,x1x2>0,又x1<x2,得x2 – x1>0,
∴f (x1) – f (x2) >0,即f (x1)<f (x2).
∴f (x) =在(0,+∞)上是减函数.
讨论式教学法. 在老师的引导下,学生在回顾旧知,细心观察、认真分析、严谨论证的学习过程中生疑与析疑,合作与交流,归纳与总结的过程中获得新知,从而形成概念,掌握方法.
重点:理解增函数、减函数的概念;难点:单调性概念的形成与应用.
3.情感、态度与价格观
在形与数的结合中感知数学的内在美,在图形语言、自然语言、数学语言的转化中感知数学的严谨美.
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