人教A版高中数学必修1第一章《函数的单调性》教学设计+课件+点评（赛课一等奖）.zip

1 函数的单调性教学设计 （人教 A 版高中课标教材数学必修 1 第一章 1.3.1 节） 授课教师： 指导教师： 2 函数的单调性函数的单调性教学设计教学设计 一、教学内容解析一、教学内容解析 本节课内容是普通高中课程标准实验教科书数学人教 A 版必修 1 第一章集合与 函数概念1.3函数的基本性质中第 1.3.1 节单调性与最大（小）值的第一课时， 本节教学内容为函数的单调性函数的单调性是学生在了解函数概念后学习的函数的第一 个性质函数单调性的概念是研究具体函数单调性的理论依据，在研究函数的值域、最大 值、最小值等性质中有重要应用，因而函数单调性概念是中学数学中最重要的概念之一 在研究单调性过程中，经历观察图象，描述函数图象特征；结合图、表，用自然语言 描述函数图象特征；用数学符号语言定义函数性质的过程体现了对函数研究的一般方 法加强“数”与“形”的结合，由直观到抽象；由特殊到一般为进一步学习函数其他 性质提供了方法依据 在对函数单调性的探究过程中，培养学生观察、归纳、抽象的能力和语言表达能力； 通过对函数单调性的证明，提高学生的推理论证能力；让学生感知从具体到抽象，从特殊 到一般，从感性到理性的认知过程 本节课的教学重点：形成增（减）函数形式化定义本节课的教学重点：形成增（减）函数形式化定义 二、教学目标设置二、教学目标设置 （一）学习目标（一）学习目标 1. 能从形与数两方面理解函数单调性的概念，掌握用函数单调性的定义证明简单函 数在某区间上具有某种单调性的方法（步骤）. 2. 通过对函数单调性定义的探究，感悟数形结合的思想方法，培养观察、归纳、抽 象的能力和语言表达能力；通过对函数单调性的证明，提高推理论证能力 3. 通过知识的探究过程培养细心观察、认真分析、严谨论证的良好思维习惯，感知 从具体到抽象，从特殊到一般，从感性到理性的认知过程 （二）目标解析（二）目标解析 1能够以具体的例子说明某函数在某区间上是增函数还是减函数；能够举例，并通过 绘制图形说明函数在定义域的子集（区间）上具有单调性，而在整个定义域上未必具有单 调性，说明函数的单调性是函数的局部性质.对于一个简单的函数能够用单调性的定义，证 明它是增函数还是减函数. 2在探究函数单调性定义时，领悟到数形结合思想、转化思想、变化与对应思想，并 3 能运用这些数学思想观察、分析函数的图象，探究、归纳、概括函数单调性的概念 3通过对函数单调性定义的探究，经历观察、分析、探究、归纳的认知过程，将函数 图象的“上升”或“下降”这一特征能用该区间上“任意的 12 xx，都有 12 ()()f xf x” 的数学语言进行刻画.从函数 2 ( )f xx入手归纳函数单调性定义推广到一般函数的单调性 定义.培养良好的思维品质，提高思维能力 三、学生学情分析三、学生学情分析 学生已有的认知基础是，初中学习过函数的概念，初步认识到函数是描述事物运动变 化规律的数学模型，并且学习了一次函数、二次函数及反比例函数，能熟练的利用描点法 画出这些函数的图象.进入高中以后又进一步学习了函数概念，认识到函数是两个非空数集 间的一种对应知道函数有三种表示方法，充分认识到一个函数中自变量与函数值的对应 关系，可以利用图象表示函数中函数值随自变量的变化而变化的规律和性质.x “图象是上升的，函数是单调递增的；图象是下降的，函数是单调递减的”仅就图象 角度直观描述函数单调性的特征，学生并不感到困难.困难在于，把具体的、直观形象的函 数单调性特征抽象出来，用数学的符号语言描述.即把某区间上“ f x随着x的增大而增 大”这一特征用该区间上“任意的 12 xx，都有 12 ()()f xf x”进行刻画.其中最难理解 的是为什么要在区间上“任意”取两个大小不等的 12 xx， 教学中，通过一次函数、二次函数等具体的函数图象及数值变化特征的研究，得到 “图象是上升的” ，即“ f x随着x的增大而增大” ，初步提出单调递增的说法，通过图 表观察，提出猜想，经历讨论、交流、验证使学生克服思维障碍，经历从直观到抽象、具 体到一般的形成知识的过程 教学难点：形成增（减）函数概念的过程中，如何从图象升降的直观认识过渡到函数教学难点：形成增（减）函数概念的过程中，如何从图象升降的直观认识过渡到函数 增减的数学符号语言表述，用定义证明函数单调性。增减的数学符号语言表述，用定义证明函数单调性。 四、教学策略分析四、教学策略分析 为实现本节课的教学目标，突出重点，突破难点，教学上我主要采取了以下的策略： （1）创设生活情境，找准切入点函数是描述事物运动变化规律的模型，生活中很多 运动变化的现象都值得去关注，让学生通过观察天津市某天气温变化曲线图的变化趋势， 完成对单调性直观上的一种认识，并为概念的引入提供了必要性让学生带着问题（什么 是函数的单调性？怎样判定函数的单调性？）进入新课 4 （2）探索概念阶段，紧扣主线在函数 2 ( )f xx图象上“谱好”函数单调性教学的 “三步曲” 以学生熟悉的函数 2 ( )f xx为例，让学生从图象上获得“上升”“下降”的整体 认识，初步认识函数单调性 通过观察函数 2 ( )f xx的, x y对应值表格提出猜想，通过几何画板软件加以验证， 用数学语言“ f x随着x的增大而增大” 来描述 “函数 2 f xx的图象在y轴右 侧是上升的”，进一步认识函数单调性 通过观察、猜想、分析、验证、证明的过程，从而用数学符号语言定描述函数 2 f xx在0 +，的单调性.最后通过类比，用数学符号语言定义一般函数的单调性 （3）注重思想方法的培养从函数 2 ( )f xx图象的观察出发，经历从直观到抽象， 从图形语言到数学符号语言，进而理解增函数、减函数、单调区间概念的过程中，感悟数 形结合思想、特殊到一般思想掌握通过观察图象，先对函数是否具有某种性质做出猜想， 然后通过逻辑推理，证明这种猜想的正确性，这一研究函数性质的常用方法 （4）注重数学应用意识的培养在整个教学过程中，通过温度曲线创设情境，找准切 入点，进入新课在练习 1（1）中，利用温度曲线构造反例，帮助学生理解函数单调性中 的“任意性” 在归纳反思中，利用温度曲线说明学习函数单调性知识具有实际意义 五、教学过程五、教学过程 （一）创设情境，引入新知（一）创设情境，引入新知 我们知道，函数是研究事物运动变化规律的模型，生活中就有许多运动变化的现象是 我们经常关注的，如某日天津 24 小时的温度曲线 问题问题 1：观察图形，你能得到什么信息？ 师生活动：教师提问，学生思考、回答，教师根据学生回答的情况加以补充 【设计意图设计意图】通过学生熟悉的实际问题引入课题为概念学习创设情境，拉近数学与 现实的距离，激发学生求知欲，调动学生主体参与的积极性学生通过观察天津市某天气 温变化曲线图的变化趋势，完成对单调性直观上的一种认识 （二）观察探究，形成新知（二）观察探究，形成新知 问题问题 2：观察函数，的图象随自变量的增大，是如何变化的？ f xx 2 ( )f xxx t(h) T(C) 32 31 30 29 28 27 26 25 24 123456789101112131415161718192021222324 O 5 学生获取函数的图象升降特点后，教师以函数为例，初步认识 2 f xx 2 ( )f xx 函数单调性： 函数 2 ( )f xx的图象在y轴左侧随着自变量增大而下降，我们说函数 2 ( )f xx在x 区间-0，上是减函数；在y轴右侧随着自变量增大上而升，就说函数 2 ( )f xx在区x 间0 +，上是增函数 师生活动：教师引导，学生观察图象从左至右的变化情况，并回答问题 【设计意图设计意图】体会函数的图象是上升的，函数的图象在轴左侧 f xx 2 ( )f xxy 是下降的，在轴右侧是上升的以函数 2 ( )f xx的图象为例，通过函数的图象直观感y 知函数的单调性，初步认识函数单调性定义 探究一：用数学符号语言定义增函数探究一：用数学符号语言定义增函数 问题问题 3： 函数的图象在轴右侧是上升的，如何用数学语言来描述这种“上升”？ 2 f xxy 观察表格，轴右侧自变量值与对应的函数值的变化规律是怎样的？y 教师提出问题后，组织学生填写表格，观察图表 x -4-3-2-10123 4 2 yx 师生活动：学生观察函数图象在轴右侧是上升的，提出函数 2 f xxy 在区间上随的增大而增大，在教师的帮助下，借助几何画板软件加 2 f xx0,yx 以验证 【设计意图设计意图】观察函数的图象，用“在 随的增大而增大”描 2 f xx0 +，yx 述“图象在轴右侧是上升的” ，进一步认识函数的单调性，从图形的刻画过渡到数量关系，y 即从图形语言的表述过渡到数学语言的表述 问题问题 4：如何用数学符号语言描述函数在 随的增大而增大？ 2 f xx0 +，yx 师生活动：学生在教师的引导下，总结： 函数，在区间上任取值，当时，都 2 f xx0, 12 ,x x 12 xx 6 有就能说明函数在区间上随的增大而增大；函数 12 ()()f xf x 2 f xx0,yx 是增函数. 2 f xx 引导学生观察图象，进行验证，并通过作差比较，对函数在区间上 2 f xx0, 当时，都有，给予证明 12 xx 12 ()()f xf x 经历上述观察、猜想、分析、验证、证明的过程，得到结论： 函数定义域为 R，在上任意的的值，当时，都有 2 f xx0 +， 12 ,x x 12 xx 我们就说函数在区间上是增函数. 12 ()()f xf x 2 ( )f xx0, 【设计意图设计意图】结合图、表，学生在教师的引导，结合其初中的认知基础，学生在教师 的引导下，用数学符号语言“函数，在区间上任取两个，当 2 f xx0, 12 ,x x 时，有”来描述“随着的增大而增大” ，学生经历从直观到 12 xx 12 ()()f xf x f xx 抽象，从图形语言到数学符号语言，进而理解增函数、减函数、单调区间概念的过程 问题问题 5：对于一般的函数定义域为 I，在区间 D 上，我们应当如何给增函数 yf x 下定义？ 引导学生给增函数下定义： 一般地，设函数的定义域为： f xI 如果对于定义域内的某个区间上的任意两个自变量的值，当时，都ID 12 ,x x 12 xx 有，那么就说函数在区间上是增函数 12 ()()f xf x( )f xD 师生活动：学生思考、发言，教师补充、板书 【设计意图设计意图】体现了对函数研究的一般方法：由特殊到一般的思想方法 问题问题 6：类比增函数的定义，对于一般的函数，我们应当如何给减函数下定 yf x 义？ 教师引导学生通过类比、观察、验证、交流后，得出减函数定义 师生活动：小组讨论，代表发言交流 【设计意图设计意图】得出减函数定义，培养学生的类比能力 练习 1：判断下列说法是否正确，说明理由： （1）某地 0 点温度高于 1 点半的温度，1 点半的温度高于 5 点的温度，则该地 0 点至 7 5 点温度一直在下降. （2）对于函数在其定义域内有无穷多个值，满足 yf x0 +， 123 ,a a a ，则函数在其定义域内是增函数. 123 f af af a yf x （3）对于区间上的任意有，则函数在区间上单0 +，x( )(0)f xf( )f x0 +， 调递增若不正确，请画图说明理由. 师生活动：学生回答练习（1）后教师通过本节课开始的“某日天津 24 小时的温度曲 线”作为反例进行说明，练习（2） （3）学生通过作图展示说明 【设计意图设计意图】通过辨析，学生进一步体验到定义中的两个自变量应该“任意”选取 （三）巩固提高，应用新知（三）巩固提高，应用新知 例 1 下图是定义在区间上的函数，根据函数图象说出函数的单调区5,5 yf x 间，以及在每一单调区间上，它是增函数还是减函数？ 师生活动：学生观察图象，独立完成，教师解答学生在解决问题过程中出现的问题如： 单调区间是定义域的子集； 本题中，如果用并集符号，不符合单调性定义； 本题中，区端点处有意义，那么区间开闭都可以 【设计意图设计意图】学生能够通过函数图象说出函数的单调区间，加深对函数单调性概念的 理解 例 2：物理学中的玻意耳定律(为正常数)告诉我们，对于一定量的气体，当 k p V k 其体积减小时，压强将增大试用函数的单调性证明之Vp 师生活动：帮助学生分析例 2，引导学生将物理问题转化为数学问题，解题过程由学 生思考陈述，教师板书证明过程，师生共同总结用定义证明函数为增（减）函数的基本步 骤 x y y=f(x) 1234512345 1 2 1 2 3 O 8 【设计意图设计意图】利用单调性证明物理学中的玻意耳定律，学生感受到函数单调性的初步 应用；教师引导下，学生熟悉用定义证明函数为增（减）函数的基本步骤 探究二：反比例函数探究二：反比例函数的单调性的单调性 1 y x 问题问题 7： 画出反比例函数的图象，并说出函数的定义域是什么？ 1 y x I 它在定义域上的单调性是怎样的？I 证明你的结论 师生活动：学生讨论，代表发言，提出猜想，证明猜想 【设计意图设计意图】学生体会：通过数形结合思想的运用，观察图象，先对函数是否具有某 种性质进行猜想，然后通过逻辑推理，证明这种猜想的正确性，是研究函数性质的一种常 用方法 （四）归纳反思，深化新知（四）归纳反思，深化新知 问题问题 8：通过本节课学习，你有哪些收获？ 师生活动：学生谈本节课的学习感受，教师梳理、概括本节课主要的学习内容，并揭 示蕴涵的数学思想方法 【设计意图设计意图】使学生深切体会到本节课的主要内容和思想方法 （五）（五）目标检测 1根据下图说出函数的单调区间，以及在每一单调区间上，函数是增函数还是减函数 2证明函数在上是减函数( )21f xx R （六）（六）布置作业：布置作业： （1）基础达标： 教材中练习的第 1、2 题； x y 112345 1 2 3 4 5 6 7 O 9 求证：函数在区间上是减函数 2 f xx,0 （2）能力提升：研究函数的单调性 2 2 ,0 1,0 xx f x xx （3）思考探究：函数定义域内的某个区间 D 上任意两个自变量的值， yf x 12 ,x x 当时，都有，则函数在区间 D 上是 12 xx 12 12 0 f xf x xx yf x （填“增函数”或“减函数” ） 教学点评教学点评 本节课的教学，较好的完成了三个教学目标。课堂教学始终以学生为中心，结合学生 认知结构中的“最近生长点”一次函数和二次函数，寻找学生易于接受的思维模式，由感 性感知“图象由左向右是上升的，函数是单调递增的”到理性思考 “ f x随着x的增大 而增大” ，再到逻辑推理“任意的 12 xx，都有 12 ()()f xf x” ，很自然的突破引入“任 意取两个大小不等的 12 xx，”的教学难点，而单调性定义后面给出的三个辨析训练，让学 生更加深刻的体会定义中“任意”的含义教学中增加且板书引导学生证明的 2 f xx 单调性，并且在给出定义后明确两个函数的单调性和单调区间，既明确本节课的教学重点， 又让学生对本节学习内容有了抓手。 本节课以教学内容为载体，注重培养学生的探究能力和学习能力，让学生通过图表观 察、合作探究提出猜想，经过讨论、交流、论证得到数学成果，经历从直观到抽象、具体 到一般的形成知识的过程，使学生获得研究数学问题的重要思想方法，积累终身学习的基 本素质。 本节课以温度曲线为教学切入点，时刻把抽象的数学问题和实际应用问题相结合，培 养学生的应用意识和利用数学解决实际问题的能力，激发学生学数学和用数学的兴趣。