視頻簡介:

視頻標簽:函數的單調性
所屬欄目:高中數學優質課視頻
視頻課題:2017年“湖北好課堂”高中數學優質課展評《函數的單調性》湖北省荊州
教學設計、課堂實錄及教案:2017年“湖北好課堂”高中數學優質課展評《函數的單調性》湖北省荊州
《函數的單調性》教學設計
湖北省荊州中學 王智敏
一、教學內容解析
1.教材內容及地位
本節課是人教版《數學》(必修1)第一章第3節函數單調性的第一課時,主要學習用符號語言(不等式)刻畫函數的變化趨勢(上升或下降)及簡單應用.
它是學習函數概念后研究的第一個、也是最基本的一個性質,為后繼學習奠定了理性思維基礎.如研究指數函數、對數函數、冪函數和三角函數的性質,包括導函數內容等;在對函數定性分析、求最值和極值、比較大小、解不等式、函數零點的判定以及與其他知識的綜合問題上都有重要的應用.因此,它是高中數學核心知識之一,是函數教學的戰略要地.
2.教學重點
函數單調性的概念,判斷和證明簡單函數的單調性.
3.教學難點
函數單調性概念的生成,證明單調性的代數推理論證.
二、學生學情分析
1.教學有利因素
學生在初中階段,通過學習一次函數、二次函數和反比例函數,已經對函數的單調性有了“形”的直觀認識,了解用“
隨
的增大而增大(減小)”描述函數圖象的上升(下降)的趨勢.荊州中學實驗班的學生基礎較好,數學思維活躍,具備一定的觀察、辨析、抽象概括和歸納類比等學習能力.
2.教學不利因素
本節課的最大障礙是如何用數學符號刻畫一種運動變化的現象,從直觀到抽象、從有限到無限到所有是個很大的跨度.而高一學生的思維正處在從經驗型向理論型跨越的階段,邏輯思維水平不高,抽象概括能力不強.另外,他們的代數推理論證能力非常薄弱.這些都容易產生思維障礙.
三、課堂教學目標
1.理解函數單調性的相關概念.掌握證明簡單函數單調性的方法.
2.通過實例讓學生親歷函數單調性從直觀感受、定性描述到定量刻畫的自然跨越,體會數形結合、分類討論和類比等思想方法.
3.通過探究函數單調性,讓學生感悟從具體到抽象、從特殊到一般、從局部到整體、從有限到無限、從感性到理性的認知過程,體驗數學的理性精神和力量.
4.引導學生參與課堂學習,進一步養成思辨和嚴謹的思維習慣,鍛煉探究、概括和交流的學習能力.
四、教學策略分析
在學生認識函數單調性的過程中會存在兩方面的困難:一是如何把“
隨
的增大而增大(減小)”這一描述性語言“翻譯”為嚴格的數學符號化語言,尤其抽象概括出用“任意”刻畫“無限”現象;二是用定義證明單調性的代數推理論證.對高一學生而言,作差后的變形和因式符號的判斷也有一定的難度.
為達成課堂教學目標,突出重點,突破難點,我主要采取以下形式組織備課材料:
1.指導思想.充分發揮多媒體形象、動態的優勢,借助函數圖象、表格和幾何畫板直觀演示.在學生已有認知基礎上,通過師生對話自然生成.
2.在“創設情境”階段.觀察并分析艾賓浩斯遺忘曲線的趨勢,結合初中已學函數的圖象,讓學生直觀感受函數單調性,明確相關概念.
3.在“引導探索”階段.首先創設認知沖突,讓學生意識到繼續學習的必要性;然后設置遞進式“問題串”,借助多媒體引導學生對“
隨
的增大而增大”進行探究、辨析、嘗試、歸納和總結,并回顧已有知識經驗,實現函數單調性從“直觀性”到“描述性”再到“嚴謹性”的跨越.
4.在“學以致用”階段.首先通過四個判斷題幫助學生從正、反兩方面辨析,逐步形成對概念正確、全面而深刻的認識.然后教師示范用定義證明函數單調性的方法,一起提煉基本步驟,強化變形的方向和符號判定方法.接著請學生板演實踐.
五、教學過程
(一)創設情境,引入課題
實例 德國有一位著名的心理學家艾賓浩斯,對人類的記憶牢固程度進行了有關研究.他經過測試,得到了以下一些數據:
測試時間 t |
剛記憶完畢 |
20分鐘后 |
60分鐘后 |
8-9
小時后 |
1天后 |
2天后 |
6天后 |
一個月后 |
記憶保留量y
(百分比) |
100 |
58.2 |
44.2 |
35.8 |
33.7 |
27.8 |
25.4 |
21.1 |
思考:觀察“艾賓浩斯遺忘曲線”,你能發現什么規律?
預設:圖象在某區間上(從左往右)“上升”或“下降”的趨勢
設計說明:從情境導入新課,了解函數圖像隨著自變量的變化規律.
函數是描述事物變化規律的數學模型.如果清楚了函數的變化規律,那么就基本把握了相應實物的變化規律.在事物變化過程中,保存不變的特征就是這個事物的性質.因此,研究函數的變化規律是非常有意義的.
接下來我們研究兩個初中時非常熟悉的兩個初等函數,

和

.
思考1:畫出下列函數的圖象,根據圖象思考當自變量x的值增大時,相應函數值是如何變化的?
函數

和
設計說明:從圖象直觀感知在某區間上圖像呈現上升或下降的趨勢與自變量的關系.
思考2:
通過上面的觀察,如何用圖象上動點P(x,y)的橫、縱坐標的變化來說明上升或下降趨勢?
設計說明:從圖象直觀感知在某區間上函數值隨自變量的變化而變化,此時圖像呈現上升或下降的趨勢.
在某一區間內,
當x的值增大時,函數值y也增大——圖象在該區間內逐漸上升;
當x的值增大時,函數值y反而減小——圖象在該區間內逐漸下降.
函數的這種性質稱為函數的單調性(書寫標題)
思考3:如何用函數解析式和數學語言描述函數
的圖像在區間
“上升”的這一特征?即“ y
隨著 x 的增大而增大”?
設計說明:和學生一起探討如何取在區間D 內找到“任意”的

,引導學生找到兩個自變量,發現不行,多加一個,再加一個,也不行,從而說明找有限個自變量不行,找無數個自變量還是不行,因為我們需要所有的自變量都具有這種特征,想要“所有”的自變量,引出“任意”的

,進而提出“都有”

與

的大小關系,給出單調增函數的相關定義.
一般地,設函數
的定義域為I:
如果對于定義域內I內某個區間D上的任意兩個自變量的值
,
當
時,都有
,
那么就說函數
在區間D上是增函數
類比單調增函數的研究方法定義單調減函數.
如果對于定義域內I內某個區間D上的任意兩個自變量的值
,
當
時,都有
,
那么就說函數
在區間D上是減函數
設計說明:從圖象直觀感知到文字描述,完成對函數單調性定義,明確相關概念,準確表述單調性.
1.對

的三個特征進行說明,(1)任意性,(2)有大小,(3)屬于同一區間
2.理解函數的單調性應該注意的問題
(1)函數的單調性是函數的局部性質 ;(2)討論函數的單調性離不開區間.
(二)引導探索,生成概念
判斷辨析:
(1) 若函數

滿足

,則函數

在區間(1,2)上是增函數.
(2)若函數

在區間

和

上是增函數,則函數

在區間

上是增函數.
(3)設函數

的定義域為R,若對于任意的

,且當

時,都有

,那么就說函數

是增函數.
(4)反比例函數

的單調區間是

.
設計說明:通過四道判斷題深化對函數單調性的理解,對概念加深印象.
對第二道判斷題產生一道變式題:
已知函數

在區間

上是增函數,求實數

的取值范圍.
設計說明:強化分段函數的單調性及單調區間.
例題1,如圖是定義在閉區間[-5,5]上的函數 y = f(x)的圖象, 根據圖象說出函數的單調區間, 以及在每一單調區間上, 函數是增函數還是減函數?
設計說明:利用函數的圖像判斷函數的單調性,提出數形結合的思想方法.
例題2:判斷并證明函數

在區間

的單調性.
設計說明:對照定義板書示范,指明變形的目的是變出因式

等,并讓學生提煉證明的基本步驟.
變式1,判斷并證明函數

在區間

的單調性.
變式2,判斷并證明函數

在區間

的單調性.
設計說明:討論一次函數的單調性與

前面的系數

之間的關系,特別注意對于字母的討論要做到不重不漏.
提煉方法,證明函數單調性的五個步驟:
(1)取值,(2)作差,(3)變形,(4)定號,(5)結論.
例題3:證明函數的單調性:
(1)在

上遞減; (2)在

上遞增.
設計說明:先請兩位學生板演,然后由其他學生完善步驟,討論兩者的區別.
(四)回顧反思,深化認識
課堂小結:通過本節課的學習,你的主要收獲有哪些?
(關鍵詞:兩個定義:增函數與減函數的定義;
兩種方法:(1)圖像法判斷函數的單調性;
(2)定義法證明函數的單調性.
一個數學思想:數形結合.
設計說明:先給出問題,要求學生自主小結,再推出引導性關鍵詞.
(五)布置作業
課堂作業:第39頁習題

A組題,第2,3題 .
(六)板書設計
函數的單調性
遞增:(板書定義)
遞減:(學生類比) |
例題(提煉步驟,明確變形方向)
(學生板演) |
視頻來源:優質課網 www.jjlqy.cn
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