高中数学 第二章 函数教学设计教学设计 北师大版必修1.doc

第二章 函数教学设计本章复习教学分析本节课是对第二章的基本知识和方法的总结和归纳，从整体上来把握本章，使学生的基本知识系统化和网络化，基本方法条理化本章内容，用集合定义函数，将函数拓展为映射，层层深入，环环相扣，组成了一个完整的整体三维目标通过总结和归纳函数的知识，能够使学生综合运用知识解决有关问题，培养学生分析、探究和思考问题的能力，激发学生学习数学的兴趣，培养分类讨论的思想和抽象思维能力重点难点教学重点：函数的基本知识含有字母问题的研究抽象函数的理解教学难点：分类讨论的标准划分抽象函数的理解课时安排1课时导入新课函数的概念和性质以及二次函数是高考的必考内容之一，为了系统掌握本章知识，教师直接点出课题推进新课本章内容分为几部分？画出本章的知识结构图.讨论结果：第13节是函数的概念和性质；第4,5节是基本初等函数的性质，可以分为两部分(答案不唯一)本章的知识结构图，如图1所示(答案不唯一)图1思路1例1 求函数y的最大值和最小值分析：把变量y看成常数，则函数的解析式可以整理成必有实数根的关于x的方程，利用判别式的符号得关于y的不等式，解不等式得y的取值范围，从而得函数的最值解：(判别式法)由y得yx23x4y0，xr，关于x的方程yx23x4y0必有实数根当y0时，则x0，故y0是一个函数值；当y0时，则关于x的方程yx23x4y0是一元二次方程，则有(3)244y20，0y2.y0或0y，综上所得，y.函数y的最小值是，最大值是.点评：形如函数y(d0)，当函数的定义域是r(此时e24df0)时，常用判别式法求最值，其步骤是：把y看成常数，将函数解析式整理为关于x的方程的形式mx2nxk0；分类讨论m0是否符合题意；当m0时，关于x的方程mx2nxk0中有xr，则此一元二次方程必有实数根，得n24mk0即关于y的不等式，解不等式组此不等式组的解集与中y的值取并集得函数的值域，从而得函数的最大值和最小值例2 函数f(x)x22axa在区间(，1)上有最小值，则函数g(x)在区间(1，)上一定()a有最小值 b有最大值 c是减函数 d是增函数解析：函数f(x)x22axa的对称轴是直线xa，由于函数f(x)在开区间(，1)上有最小值，所以直线xa位于区间(，1)内，即a1.g(x)x2，下面用定义法判断函数g(x)在区间(1，)上的单调性设1x1x2，则g(x1)g(x2)(x1x2)(x1x2)(x1x2)，1x1x2，x1x20，x1x210.又a1，x1x2a.x1x2a0.g(x1)g(x2)0.g(x1)g(x2)函数g(x)在区间(1，)上是增函数，函数g(x)在区间(1，)上没有最值故选d.答案：d点评：定义法判断函数f(x)的单调性步骤是：在所给区间上任取两个变量x1、x2；比较f(x1)与f(x2)的大小，通常利用作差比较它们的大小，先作差，后将差变形，变形的手段是通分、分解因式，变形的结果常是完全平方加上一个常数或因式的积(商)等；由中差的符号确定函数的单调性注意：函数f(x)在开区间d上是单调函数，则f(x)在开区间d上没有最大值，也没有最小值例3 求函数f(x)的单调区间分析：函数f(x)是复合函数，利用口诀“同增异减”来求单调区间解：函数的定义域是(，11，)设y，ux21，当x0时，ux21是增函数，y也是增函数，又函数的定义域是(，11，)，函数f(x)在1，)上是增函数当x0时，ux21是减函数，y也是增函数，又函数的定义域是(，11，)，函数f(x)在(，1上是减函数即函数f(x)的单调递增区间是1，)，单调递减区间是(，1点评：复合函数是指由若干个函数复合而成的函数，它的单调性与构成它的函数的单调性有密切联系，其单调性的规律为：“同增异减”，即复合函数yfg(x)，如果yf(u)，ug(x)有相同的单调性时，函数yfg(x)为增函数，如果具有相异(即相反)的单调性，则函数yf这g(x)为减函数讨论复合函数单调性的步骤是：求复合函数的定义域；把复合函数分解成若干个常见的基本初等函数并分别判断其单调性；依据复合函数的单调性规律口诀：“同增异减”，判断出复合函数的单调性或写出其单调区间注意：本题如果忽视函数的定义域，会错误地得到单调递增区间是0，)，单调递减区间是(，0其避免方法是讨论函数的性质要遵守定义域优先的原则思路2例1 某商场以100元/件的价格购进一批衬衣，以高于进价的价格出售，销售有淡季与旺季之分，通过市场调查发现：销售量r(x)(件)与衬衣标价x(元/件)在销售旺季近似地符合函数关系：r(x)kxb1；在销售淡季近似地符合函数关系：r(x)kxb2，其中k0，b10，b20且k、b1、b2为常数；在销售旺季，商场以140元/件的价格销售能获得最大销售利润；若称中r(x)0时的标价x为衬衣的“临界价格”，则销售旺季的“临界价格”是销售淡季的“临界价格”的1.5倍请根据上述信息，完成下面问题：(1)填写表格中空格的内容：(2)在销售淡季，该商场要获得最大销售利润，衬衣标价应定为多少元才合适？分析：(1)销售总利润y销售量r(x)每件利润，每件利润标价进价；(2)转化为求二次函数yf(x)的最大值，由条件求出b2与k的关系，应用二次函数的知识求解解：(1)在销售旺季，y(kxb1)(x100)kx2(100kb1)x100b1；在销售淡季，y(kxb2)(x100)kx2(100kb2)x100b2，故表格为：如下表所示(2)k0，b10，b20，0，0.500,500.则在销售旺季，ykx2(100kb1)x100b1，当x50时，利润y取最大值；在销售淡季，ykx2(100kb2)x100b2，当x50时，利润y取最大值由知，在销售旺季，商场以140元/件价格出售时，能获得最大利润因此在销售旺季，当标价x50140时，利润y取最大值b1180k.此时销售量为r(x)kx180k.令kx180k0，得x180，即在销售旺季，衬衣的“临界价格”为180元/件由知，在销售淡季，衬衣的“临界价格”为180120元/件可见在销售淡季，当标价x120元/件时，销售量为r(x)kxb20.120kb20.120.在销售淡季，当标价x505060110元/件时，利润y取得最大值即在销售淡季，商场要获得最大利润，应将衬衣的标价定为110元/件合适点评：在应用问题中，需解决利润最大、成本最少、费用最少等问题时，常常通过建立数学模型，转化为求函数最值的问题其步骤是：阅读理解，审清题意读题要做到逐字逐句，读懂题中的文字叙述，理解叙述所反映的实际背景，在此基础上，分析出已知什么，求什么，从中提炼出相应的数学问题；引进数学符号，建立数学模型如果条件中没有设未知数，那么要设自变量为x，函数为y，必要时引入其他相关辅助变量，并用x、y和辅助变量表示各相关量，然后根据问题已知条件，运用已掌握的数学知识及其他相关知识建立关系式，在此基础上将实际问题转化为求函数最值问题，即所谓建立数学模型；利用数学的方法将得到的常规函数问题(即数学模型)予以解答，求得结果；将所得结果再转译成具体问题的答案例2 求函数y|x2|x2|的最小值分析：思路1：画出函数的图像，利用函数最小值的几何意义，写出函数的最小值；思路2：利用绝对值的几何意义，转化为数轴上的几何问题：数轴上到2两点的距离和的最小值解：方法1(图像法)：y|x2|x2|其图像如图2所示图2由图像得，函数的最小值是4，最大值是4.方法2(数形结合)：函数的解析式y|x2|x2|的几何意义是：y是数轴上任意一点p到2的对应点a、b的距离的差，即y|pa|pb|，如图3所示，图3观察数轴可得|ab|pa|pb|ab|，即函数y|x2|x2|有最小值4，最大值4.点评：求函数最值的方法：图像法：如果能够画出函数的图像，那么可以依据函数最值的几何意义，借助图像写出最值其步骤是：画函数的图像；观察函数的图像，找出图像的最高点和最低点，并确定它们的纵坐标；由最高点和最低点的纵坐标写出函数的最值数形结合：如果函数的解析式含有绝对值或根号，那么能将函数的解析式赋予几何意义，结合图形利用其几何意义求最值其步骤是：对函数的解析式赋予几何意义；将函数的最值转化为几何问题；应用几何知识求最值例3 定义在(1,1)上的函数f(x)满足：对任意x，y(1,1)，都有f(x)f(y)f.(1)求证：函数f(x)是奇函数；(2)若当x(1,0)时，有f(x)0，求证：f(x)在(1,1)上是减函数分析：(1)定义法证明，利用赋值法获得f(0)的值进而取xy是解题关键；(2)定义法证明，其中判定的范围是关键证明：(1)函数f(x)定义域是(1,1)，由f(x)f(y)f，令xy0，得f(0)f(0)f，f(0)0.令yx，得f(x)f(x)ff(0)0，f(x)f(x)f(x)为奇函数(2)先证f(x)在(0,1)上单调递减，令0x1x21，则f(x1)f(x2)f(x1)f(x2)ff，0x1x21，x2x10,1x1x20.0.又(x2x1)(1x1x2)(x21)(x11)0，0x2x11x1x2.10，由题意知f0，f(x1)f(x2)f(x)在(0,1)上为减函数又f(x)为奇函数，f(x)在(1,1)上也是减函数点评：对于抽象函数的单调性和奇偶性问题，必用单调性和奇偶性的定义来解决，即定义法是解决抽象函数单调性和奇偶性问题的通法；判断抽象函数的奇偶性与单调性时，在依托定义的基础上，用好赋值法，注意赋值的科学性、合理性1已知二次函数f(x)满足条件f(0)1和f(x1)f(x)2x.(1)求f(x)；(2)求f(x)在区间1,1上的最大值和最小值分析：(1)由于已知f(x)是二次函数，用待定系数法求f(x)；(2)结合二次函数的图像，写出最值解：(1)设f(x)ax2bxc，由f(0)1，可知c1.而f(x1)f(x)a(x1)2b(x1)c(ax2bxc)2axab.由f(x1)f(x)2x，可得2a2，ab0.因而a1，b1.故f(x)x2x1.(2)f(x)x2x12，当x1,1时，f(x)的最小值是f，f(x)的最大值是f(1)3.2已知函数f(x)对任意x、yr都有f(xy)f(x)f(y)，且x0时，f(x)0，f(1)2.(1)判断函数f(x)的奇偶性(2)当x3,3时，函数f(x)是否有最值？如果有，求出最值；如果没有，请说明理由分析：本题中的函数f(x)是抽象函数，则用定义法判断f(x)的奇偶性和单调性(1)首先利用赋值法求得f(0)，再利用定义法判断f(x)的奇偶性；(2)利用定义法判断函数f(x)在3,3内的单调性，利用单调法求出最值解：(1)f(xy)f(x)f(y)，f(0)f(0)f(0)f(0)0.而0xx，因此0f(0)f(xx)f(x)f(x)，即f(x)f(x)0f(x)f(x)所以函数f(x)为奇函数(2)设x1x2，由f(xy)f(x)f(y)，知f(x2x1)f(x2)f(x1)f(x2)f(x1)，x1x2，x2x10.又当x0时，f(x)0，f(x2x1)f(x2)f(x1)0.f(x2)f(x1)f(x1)f(x2)函数f(x)是定义域上的减函数，当x3,3时，函数f(x)有最值当x3时，函数有最大值f(3)；当x3时，函数有最小值f(3)f(3)f(12)f(1)f(2)f(1)f(11)f(1)f(1)f(1)3f(1)6，f(3)f(3)6.当x3时，函数有最大值6；当x3时，函数有最小值6.问题：某人定制了一批地砖每块地砖(如图4所示)是边长为0.4米的正方形abcd，点e，f分别在边bc和cd上，cfe、abe和四边形aefd均由单一材料制成，制成cfe、abe和四边形aefd的三种材料的每平方米价格之比依次为321.若将此种地砖按图5所示的形式铺设，能使中间的深色阴影部分成四边形efgh.(1)求证：四边形efgh是正方形；(2)e，f在什么位置时，定制这批地砖所需的材料费用最省？ 图4 图5分析：(1)由于四块地砖拼出了四边形efgh，只需证明cfe，cfg，cgh，ceh为等腰直角三角形即可；(2)建立数学模型，转化为数学问题设cex，每块地砖的费用为w，求出函数wf(x)的解析式，转化为讨论求函数的最小值问题解：(1)图5可以看成是由四块图4所示地砖绕点c按顺时针旋转90后得到，则有cecf，ecf90，cfe为等腰直角三角形同理可得cfg、cgh、ceh为等腰直角三角形，四边形efgh是正方形(2)设cex，则be0.4x，每块地砖的费用为w，设制成cfe、abe和四边形aefd三种材料的每平方米价格依次为3a,2a，a(元)，wx23a0.4(0.4x)2a0.16x20.4(0.4x)aa(x20.2x0.24)a(x0.1)20.23(0x0.4)由于a0，则当x0.1时，w有最小值，即总费用为最省，即当cecf0.1米时，总费用最省本节课总结了第二章的基本知识并形成知识网络，归纳了常见的解题方法已知函数yf(x)的定义域是r，且对任意a、br，都有f(ab)f(a)f(b)，并且当x0时，f(x)0恒成立，f(1)1.(1)证明函数yf(x)是r上的减函数；(2)证明函数yf(x)是奇函数；(3)求函数yf(x)在m，n(m，nz，mn)的值域分析：(1)利用定义法证明函数的单调性；(2)定义法证明函数的奇偶性，只需证明f(x)f(x)；(3)利用单调法求函数的的值域解：(1)设x1，x2r，且x1x2，由题意得f(x2)fx1(x2x1)f(x1)f(x2x1)f(x1)f(x2)f(x2x1)x1x2，x2x10.又当x0时，f(x)0恒成立，f(x2x1)0.f(x1)f(x2)0.函数yf(x)是r上的减函数(2)令ax，bx，得f(xx)f(x)f(x)，即f(x)f(x)f(0)令ab0，得f(0)f(0)f(0)，f(0)0.f(x)f(x)0.函数yf(x)是奇函数(3)由(1)得函数yf(x)在m，n上是减函数，则有f(n)f(x)f(m)对任意a，br，都有f(ab)f(a)f(b)，f(m)f(m1)1f(m1)f(1)f(m2)2f(1)mf(1)m，同理有f(n)n.函数yf(x)在m，n(m，nz，mn)上的值域是n，m本节在设计过程中，注重了两点：一是体现学生的主体地位，注重引导学生思考，让学生学会学习；二是为了满足高考的要求，对教材内容适当拓展，例如关于函数值域的求法，教材中没有专题学习，本节课对此进行了归纳和总结知识点总结函数概念及性质1函数的概念：设a，b是非空的数集，如果按照某个确定的对应关系f，使对于集合a中的任意一个数x，在集合b中都有唯一确定的数f(x)和它对应，那么就称f：ab为从集合a到集合b的一个函数记作：yf(x)，xa.其中，x叫作自变量，x的取值范围a叫作函数的定义域；与x的值相对应的y值叫作函数值，函数值的集合f(x)|xa叫作函数的值域如果只给出解析式yf(x)，而没有指明它的定义域，则函数的定义域即是指能使这个式子有意义的实数的集合；函数的定义域、值域要写成集合或区间的形式能使函数式有意义的实数x的集合称为函数的定义域，求函数的定义域时列不等式组的主要依据是：分式的分母不等于零；偶次方根的被开方数不小于零；对数式的真数必须大于零；如果函数是由一些基本函数通过四则运算结合而成的，那么它的定义域是使各部分都有意义的x的值组成的集合；实际问题中的函数的定义域还要保证实际问题有意义求出不等式组的解集即为函数的定义域2构成函数的三要素：定义域、对应关系和值域构成函数的三个要素是定义域、对应关系和值域由于值域是由定义域和对应关系决定的，所以，如果两个函数的定义域和对应关系完全一致，即称这两个函数相等(或为同一函数)；两个函数相等当且仅当它们的定义域和对应关系完全一致，而与表示自变量和函数值的字母无关相同函数的判断方法：表达式相同；定义域一致(两点必须同时具备)函数的值域取决于定义域和对应法则，不论采取什么方法求函数的值域都应先考虑其定义域；应熟练掌握一次函数、二次函数，它是求解复杂函数值域的基础；求函数值域的常用方法有：直接法、换元法、配方法、判别式法、单调性法等3函数图像知识归纳定义：在平面直角坐标系中，以函数yf(x)(xa)中的x为横坐标，函数值y为纵坐标的点p(x，y)的集合c，叫作函数yf(x)(xa)的图像c上每一点的坐标(x，y)均满足函数关系yf(x)，反过来，以满足yf(x)的每一组有序实数对x，y为坐标的点(x，y)，均在c上即记为cp(x，y)|yf(x)，xa图像c一般的是一条光滑的连续曲线(或直线)，也可能是由与任意平行于y轴的直线最多只有一个交点的若干条曲线或离散点组成画法：描点法：根据函数解析式和定义域，求出x，y的一些对应值并列表，以(x，y)为坐标在坐标系内描出相应的点p(x，y)，最后用平滑的曲线将这些点连接起来图像变换法：常用变换方法有三种，即平移变换、伸缩变换和对称变换作用：直观地看出函数的性质；利用数形结合的方法分析解题的思路；提高解题的速度；发现解题中的错误4区间的概念区间的分类：开区间、闭区间、半开半闭区间；无穷区间；区间的数轴表示5映射一般地，设a、b是两个非空的集合，如果按某一个确定的对应法则f，使对于集合a中的任意一个元素x，在集合b中都有唯一确定的元素y与之对应，那么就称对应f：ab为从集合a到集合b的一个映射，记作“f：ab”给定一个集合a到b的映射，如果aa，bb，且元素a和元素b对应，那么，我们把元素b叫作元素a的像，元素a叫作元素b的原像说明：函数是一种特殊的映射，映射是一种特殊的对应，(1)集合a、b及对应法则f是确定的；(2)对应法则有“方向性”，即强调从集合a到集合b的对应，它与从b到a的对应关系一般是不同的；(3)对于映射f：ab来说，则应满足：集合a中的每一个元素，在集合b中都有像，并且像是唯一的；集合a中不同的元素，在集合b中对应的像可以是同一个；不要求集合b中的每一个元素在集合a中都有原像6函数表示法函数图像既可以是连续的曲线，也可以是直线、折线、离散的点等等，注意判断一个图形是否是函数图像的依据；解析法：必须注明函数的定义域；图像法：描点法作图要注意：确定函数的定义域；化简函数的解析式；观察函数的特征；列表法：选取的自变量要有代表性，应能反映定义域的特征解析法便于算出函数值；列表法便于查出函数值；图像法便于量出函数值分段函数：在定义域的不同部分上有不同的解析表达式的函数，在不同的范围里求函数值时必须把自变量代入相应的表达式分段函数的解析式不能写成几个不同的方程，而应写成函数值几种不同的表达式并用一个左大括号括起来，并分别注明各部分的自变量的取值情况分段函数是一个函数，不要把它误认为是几个函数；分段函数的定义域是各段定义域的并集，值域是各段值域的并集复合函数：如果yf(u)(um)，ug(x)(xa)，则yfg(x)f(x)(xa)称为f，g的复合函数7函数单调性增函数：设函数yf(x)的定义域为i，如果对于定义域i内的某个区间d内的任意两个自变量x1，x2，当x1x2时，都有f(x1)f(x2)，那么就说f(x)在区间d上是增函数区间d称为yf(x)的单调增区间如果对于区间d上的任意两个自变量的值x1，x2，当x1x2时，都有f(x1)f(x2)，那么就说f(x)在这个区间上是减函数区间d称为yf(x)的单调减区间注意：函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质，是函数的局部性质；必须是对于区间d内的任意两个自变量x1，x2；当x1x2时，总有f(x1)f(x2)图像的特点：如果函数yf(x)在某个区间是增函数或减函数，那么说函数yf(x)在这一区间上具有(严格的)单调性，在单调区间上增函数的图像从左到右是上升的，减函数的图像从左到右是下降的函数单调区间与单调性的判定方法：定义法，任取x1，x2d，且x1x2；作差f(x1)f(x2)；变形(通常是因式分解和配方)；定号即判断差f(x1)f(x2)的正负；下结论指出函数f(x)在给定的区间d上的单调性图像法(从图像上看升降)；复合函数的单调性，复合函数fg(x)的单调性与构成它的函数ug(x)，yf(u)的单调性密切相关，其规律如下：函数单调性ug(x)增增减减yf(