高一数学《函数的单调性与最值》第二课时教案.doc

6函数的单调性与最值 第二课时教学目标：1. 使学生理解函数的最值是在整个定义域上来研究的，它是函数单调性的应用。2. 启发学生学会分析问题，认识问题和创造性的解决问题。3. 通过渗透数形结合的数学思想，对学生进行辩证唯物主义的教育。新知探究知识探究一观察下列两个函数图像：思考1：这两个函数图像有何共同特征：函数图像上最高点的纵坐标叫什么名称？图像均有最高点，图像最高点的纵坐标是所有函数值中的最大值，即函数的最大值。思考2：高函数y=f(x)图像上最高点的纵坐标为M，则对函数定义域内任意自变量x,f(x)与M的大小关系如何？对函数定义域内任意自变量x，均有f(x)M成立。思考3：设函数f(x)=1-,则f(x)2成立吗？f(x)的最大值是2吗？为什么？f(x)2成立，但f(x)的最大值不是2,因为找不到一个自变量x.,使得f(x)=2成立思考4：怎样定义函数f(x)的最大值？用什么符号表示？ 一般地，设函数f(x)的定义域为I，如果存在实数M满足：（1） 对于任意的xI，都有f(x)M；（2） 存在xI,使得f(x)=M.那么，我们称M是函数y=f(x)的最大值（maximum value）思考5:函数的最大值是函数值域中的一个元素吗？如果函数f(x)的值域是（a,b）,则函数f(x)存在最大值吗？最大值是函数值域中的一个元素，函数图像上有最高点时，这个函数才存在最大值，最高点必须是函数图像上的点，因此若f(x)的值域是（a,b），则f(x)没有最大值。知识探究二观察下列两个函数图像：思考1：这两个函数图像上各有一个最低点，函数图像上最低点的纵坐标叫什么名称？ 函数图像上最低点的纵坐标称为函数的最小值。思考2：仿照函数最大值的定义，怎样定义函数f(x)的最小值？一般地，设函数f(x)的定义域为I，如果存在实数M满足：（3） 对于任意的xI，都有f(x) M；（4） 存在xI,使得f(x)=M.那么，我们称M是函数y=f(x)的最小值（minimum value）理论迁移例1 “菊花”烟花是最壮观的烟花之一，制造时一般是期望在它达到最高点时爆裂。如果烟花距地面的高度h米与时间t秒之间的关系为h(t )=-4.9t+14.7t+18,那么烟花冲出后什么时候是它爆裂的最佳时刻？这时距地面的高度是多少（精确到1米）？例2 已知函数f(x)=(x2,6),求函数的最大值和最小值。归纳基本初等函数的单调性及最值1. 正比例函数：f(x)=kx(k0)，当k0时,f(x)在定义域R上为增函数；当k0时,f(x)在定义域R上为减函数，在定义域R上不存在最值，在闭区间a,b上存在最值，当k0时函数f(x)的最大值为f(b)=kb,最小值为f(a)=ka, 当k0时, ,最大值为f(a)=ka，函数f(x)的最小值为f(b)=kb。2. 反比例函数：f(x)=(k0)，在定义域（-，0）（0,+）上无单调性，也不存在最值。当k0时，在（-，0），（0,+）为减函数；当k0时，在（-，0），（0,+）为增函数。在闭区间a,b上，存在最值，当k0时函数f(x)的最小值为f(b)= ,最大值为f(a)=, 当k0时, 函数f(x)的最小值为f(a)= ，最大值为f(b)= 。3. 一次函数：f(x)=kx+b(k0),在定义域R上不存在最值，当k0时，f(x)为R上的增，当k0时，f(x)为R上的减函数，在闭区间m,n上，存在最值，当k0时函数f(x)的最小值为f(m)=km+b,最大值为f(n)=kn+b, 当k0时, 函数f(x)的最小值为f(n)=kn+b，最大值为f(m)=km+b。4. 二次函数：f(x)=ax+bx+c,当a0时，f(x)在（-,-）为减函数，在（-，+）为增函数，在定义域R上有最小值f()=,无最大值。当a0时，f(x)在（-,-）为增函数，在（-，+）为减函数，在定义域R上有最大值f()=,无最小值。二次函数是闭区间上的最值问题是高考考查重点和热点内容之一，我们将在后面的专题中具体讲解。证明函数单调性作差中常用方法例1 证明函数f(x)=x+x在R上是单调增函数。 配方法例2 证明函数f（x）= -在定义域上是减函数。 分子有理化例3 讨论函数f(x)在x(-1,1)上的单调性，其中a为非零常数。 含字母参数时，要讨论参数范围常用结论例4 讨论函数f(x)=的单调性。 总结：1.函数y=-f(x)与函数y=f(-x)的单调性相反。 2. .函数y=f(x)+c与函数y=f(x)的单调性相同。 3.当c0时，函数y=cf(x)与函数y=f(x)的单调性相同，当c0时，函数y=cf(x)与函数y=f(x)的单调性相反。 4.若f(x)0,则函数f(x)与具有相反的单调性。 5.若f(x)0，则函数f(x)与具有相同的单调性。 6.对于函数f(x)与g(x)可以总结为： 增+增增，增减增，减+减减，减增减 7.当函数f(x)和g(x)的单调性相同时，复合函数y=fg(x)是增函数；当函数f(x)和g(x)的单调性相反时，复合函数y=fg(x)是减函数。简称为口诀“同增异减”。练习： 1已知y=f(x)与y=g(x)均为增函数，判断下列函数在公共定义域内的单调性。 （1） y=-2f(x) （2） y=f(x)+2g(x) 2. 求函数y=+的最小值。抽象函数的单调性没有具体的函数解析式的函数，我们称为抽象函数，根据题目研究抽象函数的单调性，是一类重要的题型，证明抽象函数的单调性常用定义法；还有一类型的题目是利用抽象函数的单调性求参数范围。例1 已知函数f(x)对任意x,yR,总有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x0时，f(x)0,f(1)=-,.(1) 求证f(x)在R上是减函数。(2) 求f(x)在-3，3上的最大值和最小值。例2 已知y=f(x)在定义域（-1,1）上是减函数，且f(1-a)f(a-1),求a的取值范围。 练习：1. 定义域在（0,+）上的函数f(x)满足:（1）f(2)=1; (2) f(xy)=f(x)+f(y); (3) 当xy时，有f(x)f(y),若f(x)+f(x-3)2,求x的取值范围。2. 已知函数f(x)的定义域为R，且f()=2,对任意m ,n都有f(m+n)=f(m)+f(n)-1,当x时，f(x).(1).求f(-)的值。（2）求证f(x)在定义域R上是增函数。函数单调性的应用1.利用函数的单调性比较函数值的大小例1 如果函数f(x)=x+bx+c,对任意实数t都有f(2+t)=f(2-t),比较f(1)，f(2)，f(4)的大小。例2 已知函数y=f(x)在0,+）上是减函数，试比较f()与f(a-a+1)的大小。2.利用函数的单调性解不等式例3 已知f(x)是定义在R上的单调函数，且f(x)的图像过点A(0,2),和点B(3,0) （1）解方程 f(x)=f(1-x) (2) 解不等式 f(2x)f(1+x) (3) 求适合f(x)2或f(x)0的x的取值范围。3利用函数的单调性求参数的取值范围已知函数的单调性，求函数解析式中参数的范围，是函数单调性的逆向思维问题。这类问题能够加深对概念、性质的理解。例3 已知f(x)=x-2(1-a)x+2在（-，4）上是减函数，求实数a的取值范围。例4 已知A1,b(b),对于函数f(x)=(x-1)+1,若f(x)的定义域和值域都为A，求b的值。练习：已知函数y=f(x)=-x+ax-+在区间0,1上的最大值为2,求实数a的值。求函数值域的一般方法1.二次函数求最值，要注意数形结合与二次函数有关的函数，可以用配方法求值域，但要注意函数的定义域。例1：求函数y=的最大值和最小值。例2：求f(x)=x-2ax+x2,x-1,1,求f(x)的最小值g(a).g(a)=2.形如y=ax+b的形式，可用换元法，即设t，转化成二次函数再求值域，（注意新元t的范围t0）例3：求函数y=x+的值域。3.形如y=(a)型的函数可借助反比例函数求其值域，这种方法也常被称为分离常数法。这种函数的值域为y|y例4：求函数y=的值域。4.利用单调