課程內(nèi)容
《函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)》
一、復(fù)習(xí)與引入
(1)畫(huà)出下列函數(shù)的圖像,并根據(jù)圖象指出每個(gè)函數(shù)的單調(diào)區(qū)間
(1)y=1/x (2)y=x2-2x-1 (3)y=3x
(1)在(-∞,0)和(0,+∞)上分別是減函數(shù)。
但在定義域上不是減函數(shù)。
(2)在(-∞,1)上是減函數(shù),在(1,+∞)上是增函數(shù)。
(3)在(-∞,+∞)上是增函數(shù)。
(2)函數(shù)單調(diào)性判定(定義法)
函數(shù)y=f(x)在給定區(qū)間G上,當(dāng)x1,x2∈G且x1<x2時(shí)
1)都有f(x1)<f(x2),則f(x)在G上是增函數(shù);
2)都有f(x1)﹥f(x2),則f(x)在G上是減函數(shù);
(3)單調(diào)函數(shù)的圖象特征 G=(a,b)
若f(x)在G上是增函數(shù)或減函數(shù),則f(x)在G上有單調(diào)性。G稱單調(diào)區(qū)間。
(4)注意
(1)函數(shù)的單調(diào)性是對(duì)某個(gè)區(qū)間而言的,它是個(gè)局部概念。這個(gè)區(qū)間是定義域的子區(qū)間。
(2)單調(diào)區(qū)間是針對(duì)自變量x而言的。
若函數(shù)在某區(qū)間上是增函數(shù),則此區(qū)間為一個(gè)遞增區(qū)間;若函數(shù)在某區(qū)間上是減函數(shù),則此區(qū)間為一個(gè)遞減區(qū)間。
以前,我們用定義來(lái)判斷函數(shù)的單調(diào)性,在假設(shè)x1<x2的前提下,比較f(x1)與(x2)的大小,在函數(shù)y=f(x)比較復(fù)雜的情況下,比較f(x1)與f(x2)的大小并不很容易,如果利用導(dǎo)數(shù)來(lái)判斷函數(shù)的單調(diào)性就比較簡(jiǎn)單。
二、講授新課:
一般地,函數(shù)y=f(x)在某個(gè)區(qū)間(a,b)內(nèi)
1)如果恒有f′(x)﹥0,那么y=f(x)在這個(gè)區(qū)間(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增;
2)如果恒有f′(x)<0,那么y=f(x)在這個(gè)區(qū)間(a,b)內(nèi)單調(diào)遞減;
如果在某個(gè)區(qū)間內(nèi)恒有f′(x)=0,則f(x)為常數(shù)函數(shù)。
例1、確定函數(shù)f(x)=x2-4x-5 在哪個(gè)區(qū)間是減函數(shù)?在哪個(gè)區(qū)間上是增函數(shù)?
解:(1)求函數(shù)的定義域
函數(shù)f(x)的定義域是(-∞、+∞)
(2)求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)f′(x)=2x-4
(3)f′﹥0以及 f′(x)<0
求自變量x的取值范圍,也即函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。
令2x-4﹥0,解得x﹥2
∴x∈(2,+∞)時(shí),f(x)是增函數(shù)
令2x-4<0, 解得x<2
∴x∈(-∞,2)時(shí),f(x)是減函數(shù)。
利用導(dǎo)數(shù)討論函數(shù)單調(diào)性的步驟
(1)求 y=f(x)的定義域D
(2)求導(dǎo)數(shù)f′(x)。
(3)解不等式組{f′(x)﹥0 得f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
x∈D
角不等式組{f(x)<0 得f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間。
x∈D
說(shuō)明:函數(shù)的單調(diào)區(qū)間必定是它的定義域的子集、故求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間一定首先要確定函數(shù)的定義域,
在求出使導(dǎo)數(shù)的值為正或負(fù)的x的范圍時(shí),要與定義域取交集,注意結(jié)果一定要用區(qū)間表示。
例3:確定函數(shù)f(x)=x/2+sinx。
令1/2+cosx﹥0,解得2kπ-2π/3<x<2kπ+2π/3(k∈Z)
令1/2+cosx<0,解得2kπ-2π/3<x<2kπ+4π/3(k∈Z)
因此,f(x)的遞增區(qū)間是2kπ-2π/3,2kπ+2π/3(k∈Z)
減區(qū)間是2kπ-2π/3,2kπ+4π/3(k∈Z)
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楊老師
女,中教高級(jí)職稱
教學(xué)功底扎實(shí),教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,對(duì)知識(shí)體系有深厚的了解。