高中数学《导数在研究函数中的应用-函数的单调性与导数》教案1
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1.3.1函数的单调性与导数(一)
一、教学目标:了解可导函数的单调性与其导数的关系.掌握利用导数判断函数单调性的方法.
二、教学重点:利用导数判断一个函数在其定义区间内的单调性.
教学难点:判断复合函数的单调区间及应用;利用导数的符号判断函数的单调性.
三、教学过程
(一)复习引入
1.增函数、减函数的定义
一般地,设函数f(x) 的定义域为I:如果对于属于定义域I内某个区间上的任意两个自变量x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说f(x)在这个区间上是增函数.当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说 f(x) 在这个区间上是减函数.
2.函数的单调性
如果函数y=f(x) 在某个区间是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x) 在这一区间具有(严格的)单调性,这一区间叫做y=f(x) 的单调区间.
在单调区间上增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的.
例1讨论函数y=x2-4x+3的单调性.
解:取x1<x2,x1、x2∈R,取值
f(x1)-f(x2)=(x12-4x1+3)-(x22-4x2+3) 作差
=(x1-x2)(x1+x2-4) 变形
当x1<x2<2时,x1+x2-4<0,f(x1)>f(x2),定号
∴y=f(x)在(-∞, 2)单调递减.判断
当2<x1<x2时, x1+x2-4>0,f(x1)<f(x2),
∴y=f(x)在(2, +∞)单调递增.综上所述y=f(x)在(-∞, 2)单调递减,y=f(x)在(2, +∞)单调递增。
能否利用导数的符号来判断函数单调性?
一般地,设函数y =f (x )在某个区间内可导,
如果f (x )'>0,则f (x )为增函数; 如果f (x )'<0,则f (x )为减函数. 例2.教材P24面的例1。
例3.确定函数f(x)=x 2
-2x +4在哪个区间内是增函数,哪个区间内是减函数. 解: f(x)'=2x -2. 令2x -2>0,解得x >1.
因此,当x ∈(1, +∞)时,f (x )是增函数. 令2x -2<0,解得x <1.
因此,当x ∈(-∞, 1)时,f (x )是减函数.
例4.确定函数f (x )=2x 3-6x 2+7在哪个区间内是增函数,哪个区间内是减函数. 解:f (x )'=6x 2
-12x .
令6x 2-12x >0,解得x <0或x >2.
因此,当x ∈(-∞, 0)时,函数f(x)是增函数,
当x ∈(2, +∞)时, f (x )也是增函数.
令6x 2-12x <0,解得0<x <2.
因此,当x ∈(0, 2)时,f (x )是减函数. 利用导数确定函数的单调性的步骤: (1) 确定函数f (x )的定义域; (2) 求出函数的导数;
(3) 解不等式f '(x )>0,得函数的单调递增区间;解不等式f '(x )<0,得函数的单调递减区间.
练习1:教材P24面的例2
利用导数的符号来判断函数单调性: 设函数y =f (x )在某个区间内可导
(1)如果f '(x )>0 ,则f (x )为严格增函数; (2)如果f '(x )<0 ,则f (x )为严格减函数. 思考:(1)若f '(x )>0是f (x )在此区间上为增函数的什么条件?
若f '(x )>0是f (x )在此区间上为增函数的充分而非必要条件.
例如 f (x )=x 3
,当x =0,f '(x )=0,x ≠0时,f '(x )>0,函数 f (x )=x 3
在(-∞,+
∞)上是增函数.
(2)若f '(x ) =0在某个区间内恒成立,f (x )是什么函数 ?
若某个区间内恒有f '(x )=0,则f (x )为常数函数.
练习2. 教科书P.26练习(1)
(三)课堂小结
1.判断函数的单调性的方法; 2.导数与单调性的关系; 3.证明单调性的方法. (四)作业《习案》作业七