1、12.3 函数的单调性【教学目标】1使学生从形与数两方面理解函数单调性的概念，初步掌握利用函数图象和定义判断、证明函数单调性的方法2通过对函数单调性定义的探究，渗透数形结合的思想方法，培养学生观察、归纳、抽象的能力和语言表达能力；通过对函数单调性的证明，提高学生的推理论证能力 3通过知识的探究过程培养学生细心观察、认真分析、严谨论证的良好思维习惯，让学生感知从具体到抽象，从特殊到一般，从感性到理性的认知过程【教学重点】 函数单调性的概念、判断及证明【教学难点】 根据定义证明函数的单调性【教学方法】 教师启发讲授，学生探究学习【教学手段】 计算机、投影仪【教学过程】一、创设情境，引入课题为了预测
2、北京奥运会开幕式当天的天气情况，数学兴趣小组研究了 2002 年到 2006 年每年这一天的天气情况，下图是北京市今年 8 月 8 日一天 24 小时内气温随时间变化的曲线图.引导学生识图，捕捉信息，启发学生思考问题：观察图形，能得到什么信息？预案：(1)当天的最高温度、最低温度以及达到的时刻；(2)在某时刻的温度；(3)某些时段温度升高，某些时段温度降低.教师指出：在生活中，我们关心很多数据的变化规律，了解这些数据的变化规律，对我们的生活是很有帮助的2OOOyyyyxxxx 1 2 3-1-2-3 -1-2-31231 2 3-1-2-3 -11234561 2 3-1-2 -1-21234
3、1 2-1-2-3 -112345O问题：还能举出生活中其他的数据变化情况吗？预案：水位高低、降雨量、燃油价格、股票价格等归纳：用函数观点看，其实这些例子反映的就是随着自变量的变化，函数值是变大还是变小设计意图由生活情境引入新课，激发兴趣二、归纳探索，形成概念对于自变量变化时，函数值是变大还是变小，是函数的重要性质，称为函数的单调性，同学们在初中对函数的这种性质就有了一定的认识，但是没有严格的定义，今天我们的任务首先就是建立函数单调性的严格定义.1借助图象，直观感知问题 1：分别作出函数 xx1,2,2的图象，并且观察自变量变化时，函数值的变化规律？预案：(1)函数 2xy，在整个定义域内 y
4、 随 x 的增大而增大；函数 2xy，在整个定义域内 y 随 x 的增大而减小(2)函数 2，在 ),0上 y 随 x 的增大而增大，在 )0,(上 y 随 x 的增大而减小(3)函数 xy1，在 ),(上 y 随 x 的增大而减小，在 ),(上 y 随 x 的增大而减小引导学生进行分类描述 (增函数、减函数)，同时明确函数的单调性是对定义域内某个区间而言的，是函数的局部性质问题 2：能不能根据自己的理解说说什么是增函数、减函数吗?预案：如果函数 ()fx在某个区间上随自变量 x 的增大， y 也越来越大，我们说函数()fx在该区间上为增函数；如果函数 ()f在某个区间上随自变量 x 的增大，
5、 y 越来越小，3O 1 2 3 4 5 612345xy我们说函数 ()fx在该区间上为减函数教师指出：这种认识是从图象的角度得到的，是对函数单调性的直观、描述性的认识设计意图从图象直观感知函数单调性，完成对函数单调性的第一次认识2抽象思维，形成概念问题 1：如图是函数 )0(2x的图象,能说出这个函数分别在哪个区间为增函数和减函数吗？学生的困难是难以确定分界点的确切位置通过讨论，使学生感受到用函数图象判断函数单调性虽然比较直观，但有时不够精确，需要结合解析式进行严密化、精确化的研究设计意图使学生体会到用数量大小关系严格表述函数单调性的必要性问题 2：如何从解析式的角度说明 2)(xf在 )
6、,0上为增函数？预案： (1) 在给定区间内取两个数，例如 2 和 3，因为 2232，所以 2)(xf在),0上为增函数(2) 仿(1)，取多组数值验证均满足，所以 )(xf在 ),为增函数(3) 任取 2121),0,xx且 ,因为 0)(212121 x,即21x，所以 )(f在 上为增函数对于学生错误的回答，引导学生分别用图形语言和文字语言进行辨析,使学生认识到问题的根源在于自变量不可能被穷举，从而引导学生在给定的区间内任意取两个自变量 21,x设计意图把对单调性的认识由感性上升到理性认识的高度,完成对概念的第二次认识事实上也给出了证明单调性的方法，为第三阶段的学习做好铺垫.问题 3：
7、你能用准确的数学符号语言表述出增函数的定义吗?师生共同探究，得出增函数严格的定义，然后学生类比得出减函数的定义4(1)板书定义(2)巩固概念判断题： 是 增 函 数所 以 函 数因 为已 知 )(),2(1,)( xfffxf 若函数 上 为 增 函 数，在 区 间则 函 数满 足 323)( 若函数 )(f在区间 ,和(2,3)上均为增函数，则函数 )(f在区间(1,3)上为增函数因为函数 xf1)(在区间 ),0(),(和 上都是减函数，所以 xf1)(在,0),(上是减函数.通过判断题，强调三点：单调性是对定义域内某个区间而言的，离开了定义域和相应区间就谈不上单调性有的函数在整个定义域内
8、单调(如一次函数)，有的函数只在定义域内的某些区间单调(如二次函数)，有的函数根本没有单调区间(如常函数)函数在定义域内的两个区间 A,B 上都是增（或减）函数，一般不能认为函数在BA上是增（或减）函数思考：如何说明一个函数在某个区间上不是单调函数?设计意图让学生由特殊到一般，从具体到抽象归纳出单调性的定义，通过对判断题的辨析，加深学生对定义的理解，完成对概念的第三次认识.三、掌握证法，适当延展例 1 证明函数 xf2)(在 ),(上是增函数1分析解决问题针对学生可能出现的问题，组织学生讨论、交流证明：任取 2121),(, xx且 , 设元 )()( 21ff 求差)()(2121xx变形
9、52121)()(xx)(2121211)(xx,221x断号 ,0 )(21ff即 ),(21xff函数 x在 ,(上是增函数 定论2归纳解题步骤引导学生归纳证明函数单调性的步骤：设元、作差、变形、断号、定论练习：证明函数 f)(在 ),0上是增函数问题：除了用定义外，如果证得对任意的 ),(,21bax，且 21x有0)(12xff，能断定函数 )(xf在区间 ,上是增函数吗?引导学生分析这种叙述与定义的等价性让学生尝试用这种等价形式证明函数f)(在 ),上是增函数设计意图初步掌握根据定义证明函数单调性的方法和步骤了解等价形式进一步发展可以得到导数法，为今后用导数方法研究函数单调性埋下伏笔四、归纳小结，提高认识学生交流在本节课学习中的体会、收获，交流学习过程中的体验和感受，师生合作共同完成小结1小结(1) 概念探究过程：直观到抽象、特殊到一般、感性到理性(2) 证明方法和步骤：设元、作差、变形、断号、定论(3) 数学思想方法：数形结合2作业课后探究：研究函数 )0(1xy的单调性
