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函數的單調性與極值導學案

時間:2024-08-11 23:15:28

函數的單調性與極值導學案

函數的單調性與極值導學案

  函數的單調性與極值導學案

  目的要求

  1.理解并掌握函數最大值與最小值的意義及其求法.

  2.弄清函數極值與最值的區別與聯系.

  3.養成整體思維的習慣,提高應用知識解決實際問題的能力.

  內容分析

  1.教科書結合函數圖象,直觀地指出函數最大值、最小值的概念,從中得出利用導數求函數最大值和最小值的方法.

  2.要著重引導學生弄清函數最值與極值的區別與聯系.函數最大值和最小值是比較整個定義域上的函數值得出的,而函數的極值則是比較極值點附近兩側的函數值而得出的,是局部的.

  3.我們所討論的函數y=f(x)在[a,b]上有定義,在開區間(a,b)內有導數.在文科的數學教學中回避了函數連續的概念.規定y=f(x)在[a,b]上有定義,是為了保證函數在[a,b]內有最大值和最小值;在(a,b)內可導,是為了能用求導的方法求解.

  4.求函數最大值和最小值,先確定函數的極大值和極小值,然后,再比較函數在區間兩端的函數值,因此,用導數判斷函數極大值與極小值是解決函數最值問題的關鍵.

  5.有關函數最值的實際應用問題的教學,是本節內容的難點.教學時,必須引導學生確定正確的數學建模思想,分析實際問題中各變量之間的關系,給出自變量與因變量的函數關系式,同時確定函數自變量的實際意義,找出取值范圍,確保解題的正確性.從此,在函數最值的求法中多了一種非常優美而簡捷的方法求導法.依教學大綱規定,有關此類函數最值的實際應用問題一般指單峰函數,而文科所涉及的函數必須是在所學導數公式之內能求導的函數.

  教學過程

  1.復習函數極值的一般求法

  ①學生復述求函數極值的三個步驟.

  ②教師強調理解求函數極值時應注意的幾個問題.

  2.提出問題(用字幕打出)

  ①在教科書中的(圖2-11)中,哪些點是極大值點?哪些點是極小值點?

  ②x=a、x=b是不是極值點?

  ③在區間[a,b]上函數y=f(x)的最大值是什么?最小值是什么?

  ④一般地,設y=f(x)是定義在[a,b]上的函數,且在(a,b)內有導數.求函數y=f(x)在[a,b]上的最大值與最小值,你認為應通過什么方法去求解?

  3.分組討論,回答問題

  ①學生回答:f(x2)是極大值,f(x1)與f(x3)都是極小值.

  ②依照極值點的定義討論得出:f(a)、f(b)不是函數y=f(x)的極值.

  ③直觀地從函數圖象中看出:f(x3)是最小值,f(b)是最大值.

  (教師在回答完問題①②③之后,再提問:如果在沒有給出函數圖象的情況下,怎樣才能判斷出f(x3)是最小值,而f(b)是最大值呢?)

  ④與學生共同討論,得出求函數最值的一般方法:

  i)求y=f(x)在(a,b)內的極值(極大值與極小值);

  ii)將函數y=f(x)的各極值與f(a)、f(b)作比較,其中最大的一個為最大值,最小的一個為最小值.

  4.分析講解例題

  例4 求函數y=x4-2x2+5在區間[-2,2]上的最大值與最小值.

  板書講解,鞏固求函數最值的求導法的兩個步驟,同時復習求函數極值的一般求法.

  例5 用邊長為60cm的正方形鐵皮做一個無蓋小箱,先在四角分別截去一個小正方形,然后把四邊翻轉90角,再焊接而成(教科書中圖2-13).問水箱底邊的長取多少時,水箱容積最大,最大容積為多少?

  用多媒體課件講解:

  ①用課件展示題目與水箱的制作過程.

  ②分析變量與變量的關系,確定建模思想,列出函數關系式V=f(x),xD.

  ③解決V=f(x),xD求最值問題的方法(高次函數的最值,一般采用求導的方法,提醒學生注意自變量的實際意義).

  ④用幾何畫板平臺驗證答案.

  5.強化訓練

  演板P68練習

  6.歸納小結

  ①求函數最大值與最小值的兩個步驟.

  ②解決最值應用題的一般思路.

  布置作業

  教科書習題2.5第4題、第5題、第6題、第7題.

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