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1教材的地位与作用
本节课《函数的单调性》是苏教版高中数学必修一第二章第2.1.3的内容,它既是在学生学过函数概念等知识后的延续和拓展,又是后面研究指数函数、对数函数、幂函数、三角函数等各类函数的单调性的基础,是函数性态分布的重要表现,是函数知识在其他领域中运用的重要工具.研究函数单调性的过程体现了数形结合和化归与转化的思想方法,反映了从特殊到一般的归纳思维形式,这对培养学生的创新意识、发展学生的思维能力、掌握数学的思想方法具有重大意义.
2教学目标
根据课程标准的要求和教学内容的结构特征,依据学生学习的心理规律和素质教育的要求,结合学生的实际水平,本节课教学目标如下:
(1)知识与技能
①理解函数单调性的概念,会用自已的语言表述概念;并能根据函数的图象指出其单调性、写出单调区间;
②掌握运用函数的单调性定义解决一类具体问题:能运用函数单调性的定义判断一些简单函数的单调性.
(2)过程与方法
①通过对一些简单函数的单调性的判断,培养学生分析问题、归纳总结的能力,
②经历由丰富的实例进行概括抽象,让学生体验和理解从特殊到一般的归纳推理的思维方式.
(3)情感、态度、价值观
①通过对单调性的研究,培养学生主动探索、勇于发现科学的精神,培养学生的创新意识和创新精神.
②通过对单调性的研究,使学生认识事物的变化形态,养成细心观察、认真分析的良好思维习惯,同时,让学生体验数学美.
3学情分析
学生进入高中已经逐步适应高中的学习节奏,逐渐了解高中数学的学习特点,结合初中所学,在利用集合的语言对函数的进一步的必要性上有所认识。
4重点难点5教学过程
5.1 第一学时
教学活动
活动1【导入】问题情境
(一)问题情境
通过联系实际问题,为学习新知识创设问题情境,引起学生学习需要和学习兴趣,激发学生的求知欲,启迪学生思维的火花。
大草履虫种群的增长曲线图 排水量与扬程之间的关系图
(1)上述两个图表反映出哪些信息?
(2)这里有函数关系存在吗?如果有的话,你能用函数的观点来分析这两张图表吗?
(3)你是依据什么来判断的?
进一步,再抽象到一般函数的图像:
可以总结为:
如果函数图像从左至右呈上升的趋势,这时,我们称y随x的增大而增大;
如果函数图像从左至右呈下降的趋势,这时,我们称y随x的增大而减小.
活动2【活动】学生活动
活动3【活动】学生活动
结合总结的规律,来观察某城市某日24小时气温变化图.
(1)该如何描述气温θ随时间t的变化情况?
(2)0时到24时被分成0时到4时、4时到14时、14时到24小时三个时间段,
用集合的观点来看,我们可以理解成什么?
随着x的增大,y是增大还是减小,应该在定义域的子区间内研究这种变化
活动4【活动】意义建构
不妨研究函数θ=f (t),t∈[0,24]在定义域的子区间[4,14]上的变化情况.
函数图像从左到右呈上升的趋势,即θ随t的增大而增大.但函数图像在呈现上升或者下降的趋势时,有时并不是很明显,甚至有的函数作出图像就很困难,在这种情形下,再使用刚才总结的规律进行描述,就显得不大可能,即使能这样描述,似乎也缺乏严密性.
在区间[4,14]上,θ随t的增大而增大这一特征,要是用数学符号来刻画,该如何表述呢?
表述一:在[4,14]上,取几个不同的输入值,例如t1=5,t2=6,t3=8,t4=10,得到相对应的θ1,θ2,θ3,θ4.在t1<t2<t3<t4时,有θ1<θ2<θ3<θ4,所以在[4,14]上,θ随t的增大而增大.
表述二:从刚才的分析可以看出,在区间[4,14]上,θ随t的增大一直在增大,而表述一中的这种描述只能说明在t1=5,t2=6,t3=8,t4=10时,θ随t的增大在增大,而不能反映在t取区间[4,14]上其他值时,相应的θ值的变化情况,从而不能说明在区间[4,14]上,θ随t的增大一直在增大.
因此可以改为:取遍该子区间内所有的输入值t1,t2,t3,…,tn,得到相对应的θ1,θ2,θ3,…,θn,在t1<t2<t3<…<tn,时,有θ1<θ2<θ3<…<θn,所以在区间[4,14]上,θ随t的增大而增大.
表述三:从表述二的本意上来看,是想取遍该子区间内所有的输入值.但是,实际上,t1<t2<t3<…<tn;θ1<θ2<θ3<…<θn,这种表示方法只能反映当t取区间[4,14]内有限个数时θ的变化情况.而区间[4,14]内有无数个输入值,这种表示方法还是不全面.况且,也没有这个能力取遍子区间内所有的输入值.
因此应该说在[4,14]上内任意两个值t1,t2,只要t1<t2,就有θ1<θ2,就可以说在区间[4,14]上,θ随t的增大而增大.
活动5【讲授】数学理论
设函数y=f(x)的定义域为A,区间IíA.如果对于区间I内的任意两个值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数y=f(x)在区间I上是单调增函数,区间I称为函数y=f(x)的单调增区间.此时,我们也称函数y=f(x)在区间I上单调递增.
该如何定义单调减函数呢?
设函数y=f(x)的定义域为A,区间IíA,如果对于区间I内的任意两个值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数y=f(x)在区间I上是单调减函数,区间I称为函数y=f(x)的单调减区间.此时,我们也称函数y=f(x)在区间I上单调递减.
回到情境:
问:(1)函数θ=f(t)在区间[4,14]上是____________函数,区间[4,14]是函数θ=f(t)的____________区间;
(2)函数θ=f (t)在区间[0,4]和[14,24]上是____________函数,区间[0,4]和[14,24]是函数θ=f (t)的____________区间.
(由学生观察图形来完成:单调增,单调增,单调减,单调减)
教学设想:由于函数的图象观察起来比较直观、形象,学生理解快,难点易突破,符合从感性认识到理性认识的客观规律,能取得事半功倍的教学效果,因此先让学生观察,然后回答,给学生创造探索问题的条件和环境.
若函数y=f(x)在某个区间上单调增或单调减,就说y=f(x)在这个区间上具有单调性.
由此就揭示了本节课的主题,用数学符号语言来研究函数在定义域的子区间上的单调性.
活动6【活动】数学运用
例1:画出下列函数的图像,并写出函数的单调区间.
(1)f(x)=-x2+2;
(2)f(x)=-(x≠0).
例2:求证:函数f(x)=--1(x≠0)在区间(-∞,0)上是单调增函数.
教学设想:由函数的图象观察判断函数的单调性,虽然直观形象,但从理论上讲不够严密,尤其是有些函数图象不易画出时,更无法观察.因此必须学会根据解析式分析判断,这是研究函数单调性的基本途径.因此设置了例2,如何判断证明,分析定义是关键,可让学生简单回顾单调性的概念,引出解题思路.
总结判断函数单调性的步骤:
①设 在指定区间上任取两个数x1,x2,且x1<x2
②作差 f(x1)-f(x2)
③变形
④定号 判断f(x1)-f(x2)与0的大小关系
⑤下结论 根据函数单调性的定义作出结论
活动7【练习】练习
判断函数f(x)=在区间(-2,0)上的单调性并证明.
活动8【测试】随堂
课本第40页,练习的1,2
在课堂作业本上完成
活动9【活动】总结
概括总结
1.单调性概念的理解
①单调性相对于特定的区间而言
②定义中的x1,x2具有以下特点:
(i)x1,x2在区间内
(ii)x1,x2的任意性
(iii)x1<x2
2.判断函数单调性的步骤
①设 ②作差 ③变形 ④定号 ⑤下结论
活动10【作业】作业
第40页练习3,6,
1教学目标
了解关于天才的话题。
明确天才出现的原因。
2学情分析3重点难点4教学过程
4.1 第一学时教学目标
学时重点
学时难点教学活动
4.2 第二学时教学目标
学时重点
学时难点教学活动
4.3 第三学时教学目标
学时重点
学时难点教学活动
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