田萬華 楊媛媛
【摘 要】 函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)的幾大重要性質(zhì)之一,它直觀且有效地反映了函數(shù)的變化趨勢,是我們研究函數(shù)問題的重要內(nèi)容和研究其它性質(zhì)的重要手段,它的應用非常的廣泛,比如我們可以應用函數(shù)的單調(diào)性來估計生活中的股票和經(jīng)濟情況的變化趨勢,從而更準確的抓住這些信息,有利于幫助投資者作出決策和選擇;在數(shù)學中,利用單調(diào)性求函數(shù)的最值往往是最直觀和最容易的方法;單調(diào)性的題目在各種考試和高考中經(jīng)常的出現(xiàn),尤其是有關單調(diào)性的證明,復合函數(shù)的單調(diào)性的應用等,更是讓許多考生苦不堪言,所以學好函數(shù)的單調(diào)性至關重要。本文結合我的教學課堂,以課后總結式的形式寫此文章,重在體現(xiàn)新課標和新課改的大環(huán)境和要求下的教學新觀念,將課堂還給學生,學生是教學的主體,老師要變教為導,變教授為自學,多設置情境和問題,激發(fā)學生的學習熱情和探究問題的能力,由于經(jīng)驗不多,還在學習摸索中,本文權當記錄一次課堂教學的同時,總結經(jīng)驗和不足促使我以后的課堂教學更有效。
【關鍵詞】 增函數(shù)減函數(shù);單調(diào)性;單調(diào)區(qū)間
【中圖分類號】G63.25 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)18-0-02
函數(shù)是描述事物運動變化規(guī)律的數(shù)學模型,因此如果我們掌握了函數(shù)的變化規(guī)律,也就基本掌握了相應事物的變化規(guī)律。函數(shù)的單調(diào)性的學習,就是要學生通過觀察已知的熟悉的函數(shù)的圖象,得出函數(shù)圖象的上升和下降的整體直觀的感受,并且能夠根據(jù)圖象口頭敘述函數(shù)的上升和下降的情況。下面是教學教案中的一部分,主要記錄的是課堂實際的實施情況。
請同學們做出的圖象。
觀察函數(shù)的圖象,請你說出它們的上升和下降的情況。
生:的圖象一直在上升,而的圖象先是下降后是上升。
師:好。能否說的更具體和完整一點?
生:的圖象由左至右一直在上升,而的圖象在y軸的左側是下降的,在y軸的右側是上升的。
師:很好。大家的敘述很準確。結合我們以前學過的函數(shù),我們知道函數(shù)中有許多函數(shù)的圖象具有這樣的上升和下降的性質(zhì),我們把函數(shù)在圖象上表現(xiàn)出來的這種上升和下降的性質(zhì)叫做函數(shù)的單調(diào)性。這就是我們今天要研究的函數(shù)課題。
那么,請同學們結合圖(2),我們?nèi)绾蚊枋龊瘮?shù)圖象的上升和下降呢?
生:圖象在y軸的左側下降,也就是在區(qū)間上,隨著x的增大,相應的f(x)隨著減?。粓D象在y軸的右側上降,也就是在區(qū)間上,隨著x的增大,相應的f(x)隨著增大。
師:很好,這是我們的純粹的自然語言來敘述,是我們在圖象的基礎上直觀的表達出圖象特征。在我們以后的學習中,我們會遇到很多函數(shù)是以解析式的形式給出,其中有些還不一定能夠用手工作出函數(shù)圖象,我們又怎樣來判斷其單調(diào)性呢?為此我們就要用數(shù)學語言來給函數(shù)的單調(diào)性下個定義。
請同學們研究函數(shù)的圖象,計算f(1)、f(2)、f(3),并將它們標在函數(shù)的圖象上。
生:發(fā)現(xiàn)f(1) 師:那么a>b>0時,f(a)與f(b)的大小關系是? 生:f(a)>f(b)。 師:思考一般的結論是什么? 生:在區(qū)間上,只要,就有。 師:同學們回答的很好。我將大家的敘述總結起來就是:對于二次函數(shù),我們可以這樣描述:在區(qū)間上,隨著x的增大,相應的f(x)隨著增大。也就是在區(qū)間上任取,得到,當時,總有。這時我們就說函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù)。 請同學們試著用我們的數(shù)學語言定義函數(shù)f(x)的單調(diào)性。 生:對于函數(shù)f(x),如果對于任意的,當時,有,則稱函數(shù)f(x)為單調(diào)增函數(shù)。 師:請同學們對照教材中增函數(shù)的定義,看看有什么不同?為什么? 生:教材定義:一般地,設函數(shù)f(x)的定義域為I,如果對于定義域I內(nèi)某個區(qū)間D上的任意兩個自變量,當時,都有,那么就說函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是增函數(shù)。 師:教材定義中為什么要說“對于定義域I內(nèi)某個區(qū)間D”呢? 這是因為函數(shù)在其定義域內(nèi)其單調(diào)性并不是一成不變的。如的定義域為,當時是減函數(shù),而時卻是增函數(shù),顯然,其單調(diào)區(qū)間。這也說明了函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)的局部性質(zhì)。 請同學們仿照增函數(shù)的研究方法,研究并定義減函數(shù)。 生:一般地,設函數(shù)f(x)的定義域為I,如果對于定義域I內(nèi)某個區(qū)間D上的任意兩個自變量,當時,都有,那么就說函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是增函數(shù)。 師:如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間D上是增函數(shù)或減函數(shù),那么就說函數(shù)y=(x)在這一區(qū)間具有單調(diào)性,區(qū)間D叫做函數(shù)y=f(x)的單調(diào)區(qū)間,其對應的區(qū)間D稱之為單調(diào)增區(qū)間或單調(diào)減區(qū)間。 例1:下圖是定義在[-5,5]上的函數(shù)y=f(x),根據(jù)圖象說出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,并指出在每一個單調(diào)區(qū)間上是增函數(shù)還是減函數(shù)? 解:函數(shù)y=f(x)的單調(diào)區(qū)間有(-5,-2),[-2,1),(1,3),[3,5]。其中y=f(x)在區(qū)間(-5,-2),(1,3)上是減函數(shù);在區(qū)間[-2,1),[3,5]上是增函數(shù)。 生甲:老師,在兩個區(qū)間的公共端點處,比如x=1處,這個函數(shù)是增函數(shù)還是減函數(shù)? 師:這個問題提的很好,請大家對照我們的定義想一想這個問題,有沒有哪位同學可以回答這個問題? 生乙:我認為在x=1處,不具有單調(diào)性,因為由定義知函數(shù)的單調(diào)性是在某個區(qū)間D上具有單調(diào)性。 師:回答正確。這里我還要補充說明一點,雖然對于這個函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(-5,-2),(1,3)上是減函數(shù),但我們不能說函數(shù)在區(qū)間上是減函數(shù)。 這次教學采用師生問答的形式,老師旨在引導,學生充分自主,以學生自主的學習為主,意在適應新課改理念下的課堂教學,以突出平等、合作與交流、相互理解、轉變角色等新觀念,使師生間的教與學相互促進。具體的突出了研究函數(shù)時我們常用的數(shù)形結合的思想和研究函數(shù)性質(zhì)的步驟,即第一步,觀察圖象,描述函數(shù)圖象特征;第二步,結合圖、表,用自然語言描述函數(shù)圖象特征;第三步,用數(shù)學符號的語言定義函數(shù)的性質(zhì)。在增函數(shù)的研究過程中,讓學生自己用自己的語言描述,再用數(shù)學語言定義,大膽的讓學生去嘗試,重在鍛煉學生的將實際問題抽象成數(shù)學語言的概括能力、語言的嚴密性和準確性。在研究減函數(shù)時完全將課堂交給了學生,讓學生學會用類比的思想方法處理問題的技巧和能力,例題的目的在于使學生能夠結合定義,根據(jù)圖象能夠用數(shù)學語言解決問題,進一步鞏固知識和加強應用能力。在學生參與的同時有效地完成了教學目標。 參考文獻: 1.汪江松主編,重難點手冊高中數(shù)學1,華中師范大學出版社; 2.人民教育出版社數(shù)學教材必修1; 3.人民教育出版社數(shù)學教材必修1教師教學用書.