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摘 要:函數(shù)的單調(diào)性也叫做函數(shù)的增減性。它指的是反饋函數(shù)隨著自變量的變化,呈現(xiàn)正比例的變化規(guī)律。這個知識點不僅是高中教學(xué)學(xué)習(xí)的重點,同時也是難點。所以,在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,只有學(xué)好了數(shù)學(xué)函數(shù)的單調(diào)性,才能夠更深的掌握數(shù)學(xué)知識。因此,本文對函數(shù)的單調(diào)性在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用和學(xué)習(xí)進(jìn)行了詳細(xì)分析,進(jìn)而可以更好的讓學(xué)生掌握好數(shù)學(xué)函數(shù)的單調(diào)性。
關(guān)鍵詞:函數(shù)的單調(diào)性;高中教學(xué);學(xué)習(xí);應(yīng)用
在對高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中,函數(shù)的單調(diào)性刻畫的是兩個變量之間的關(guān)系。它普遍應(yīng)用在求解不等式、求最值、求取值范圍以及解方程當(dāng)中。在對高中數(shù)學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)當(dāng)中,充分掌握好函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì),并且剛好的應(yīng)用在解答各種題型中,能夠大大擴(kuò)展學(xué)習(xí)解題的思路范圍,提高解題的速度,進(jìn)而達(dá)到提高學(xué)習(xí)成績的目的。
一、函數(shù)單調(diào)性學(xué)習(xí)的重要性
在對高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中,學(xué)生基本上都已經(jīng)接觸了一次函數(shù)以及二次函數(shù)的有關(guān)知識,簡單學(xué)習(xí)了高中函數(shù)增減性的內(nèi)容。但是,在對高中數(shù)學(xué)函數(shù)單調(diào)性進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中,如果要想更好的掌握這個知識點,需要從函數(shù)定義以及概念兩個方面著手,利用數(shù)學(xué)符號和例子來進(jìn)行解釋,對函數(shù)單調(diào)性的定義進(jìn)行全面了解。除此之外,函數(shù)單調(diào)性是變量的一個變化規(guī)律。它是學(xué)習(xí)其他函數(shù)知識的核心內(nèi)容。所以,在高中函數(shù)學(xué)習(xí)過程中,需要將函數(shù)的單調(diào)性作為獨立的學(xué)習(xí)單元進(jìn)行學(xué)習(xí),并且利用直觀感受以及文字描述等形式,加深對它的掌握程度,進(jìn)而為學(xué)習(xí)不等式以及導(dǎo)師等知識打下堅實的基礎(chǔ)。
二、函數(shù)單調(diào)性在高中數(shù)學(xué)中的學(xué)習(xí)和應(yīng)用
(一)函數(shù)單調(diào)性在解方程中的應(yīng)用。高中數(shù)學(xué)中重要的學(xué)習(xí)部分就是對方程進(jìn)行求解。函數(shù)單調(diào)性應(yīng)用到解方程當(dāng)中,能夠大大提高解題速度,更為有效的解決方程式的問題。比如在方程式x3+2x(x+1)3+1=0當(dāng)中,我們可以根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的行醫(yī),將這個方程化簡成為x3+x+[(x+1)3+x+1]=0我們設(shè)f(x)=x3+x,在區(qū)間(-∞,+∞)范圍內(nèi),是單調(diào)遞增的變化趨勢,并且f(-x)=-f(x)是奇函數(shù)。下面我們求解f(x)+f(x+1)=0,也就是f(x+1)=-f(x)=f(-x)。我們已經(jīng)知道f(x)是單調(diào)函數(shù),轉(zhuǎn)變?yōu)閤+1=-x,得x=-0.5.我們通過這種方式求得方程式的解,對方程式進(jìn)行簡化,快速的求得方程的單調(diào)區(qū)間。
(二)函數(shù)單調(diào)性在解數(shù)列中的應(yīng)用。在對高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,數(shù)列是一項重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時,它還是高考的重點以及難點。在數(shù)列{an}當(dāng)中,an是一個自變量是n的函數(shù)。所以,在對數(shù)列求解最值的時候,利用函數(shù)單調(diào)性來對數(shù)列進(jìn)行求解,能夠按照數(shù)列自變量的關(guān)系來解決問題。
例如,在已知:an=■+■+……+■,n∈N+如果an>2b-5成立,并且b是自然數(shù),對b的最大值進(jìn)行求解。在解這個數(shù)列的時候,由于an>2b-5都成立,因此轉(zhuǎn)變成2b-5<|an|min,求其最小值。我們已經(jīng)知道an是一個自變量是n的函數(shù),此時應(yīng)用函數(shù)的單調(diào)性來對數(shù)列進(jìn)行求解,就能夠快速的獲得答案。
(三)函數(shù)單調(diào)性在不等式求解中的應(yīng)用。在對高中數(shù)學(xué)知識進(jìn)行學(xué)習(xí)時,盡管學(xué)生會按照老師要求背熟數(shù)學(xué)公式,但是在對數(shù)學(xué)題進(jìn)行解答過程當(dāng)中,由于自己知識結(jié)構(gòu)的限制,往往造成自己在解題當(dāng)中出現(xiàn)錯誤。將函數(shù)單調(diào)性應(yīng)用到不等式求解過程中,能夠根據(jù)不等式的分類以及數(shù)形結(jié)合的形式來對其進(jìn)行解答,能夠快速的求解出答案,進(jìn)而提高自己的數(shù)學(xué)思維以及解題水平。
比如:在已知a,b/c∈R,|a|<1,|b|<1,|c|<1證明ab+bc+ca+1>0在對這個不等式求解過程當(dāng)中,首先要利用函數(shù)的不等式,將上述不等式轉(zhuǎn)化成為f(x)=(b+c)x+bc+1,如果x∈(-1,1)的時候,f(x)>0都成立。如果b+c=0的時候,f(x)=1-b2>0都成立。如果b+c不等于0的時候,一次函數(shù)f(x)=(b+c)x+bc+1,在X∈(-1,1)范圍內(nèi)有單調(diào)性。我們已知f(1)=bc+b+c=(b+1)(c+1)>0。求得f(x)=(b+c)x+bc+1在x∈(-1,1)范圍內(nèi)都大于0。所以,當(dāng)a|<1,|b|<1,|c|<1的時候,(b+c)a+bc+1>0都成立。我們利用上面這種方式將不等式轉(zhuǎn)化成函數(shù),將常量看出是變量中的瞬間狀態(tài),并且設(shè)置函數(shù)單調(diào)區(qū)間,并利用函數(shù)單調(diào)性來對不等式進(jìn)行驗證。這樣就會大大簡化了解題的過程,快速求得出正確答案。
(四)函數(shù)單調(diào)性在求導(dǎo)中的應(yīng)用。在利用函數(shù)單調(diào)性對導(dǎo)數(shù)進(jìn)行求解過程中,我們首先需要對函數(shù)導(dǎo)數(shù)的定義有所了解,并且靈活的對其進(jìn)行運用。只有這樣,才能使導(dǎo)數(shù)的問題快速地解決。比如:在函數(shù)y=x2-x3+5,對這個函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行判斷,并且求出單調(diào)區(qū)間。對函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo),我們首先轉(zhuǎn)換成y1=2x-3,x2=x(2-3x),函數(shù)y的定義域區(qū)間實數(shù)是R。我們設(shè)函數(shù)y的導(dǎo)數(shù)為0,求x的解得到x1=0,x2=■,如果x∈(-∞,0),x∈(■,+∞)的時候,函數(shù)y的導(dǎo)數(shù)小于0,函數(shù)在x∈(-∞,0)是遞減函數(shù)。如果x∈(■,+∞)的時候,函數(shù)y的導(dǎo)數(shù)大于0。函數(shù)在(0,2/3)范圍內(nèi)是單調(diào)遞增函數(shù)。經(jīng)過上述分析我們可以看出,在函數(shù)單調(diào)性學(xué)習(xí)當(dāng)中,導(dǎo)數(shù)是重要的一個知識內(nèi)容。利用函數(shù)的單調(diào)性對導(dǎo)數(shù)問題進(jìn)行求解,能夠更加對解題思路進(jìn)行明確,進(jìn)而快速的解答出正確的答案。
我們經(jīng)過上述分析可以知道,在對高中數(shù)學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)過程中,學(xué)好高中數(shù)學(xué)函數(shù)的關(guān)鍵所在就是掌握好函數(shù)的單調(diào)性。函數(shù)的單調(diào)性能夠掌握好關(guān)系著今后高考的成績。所以,在平時對高中數(shù)學(xué)函數(shù)單調(diào)性進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中,要想更快的掌握住解題技巧和方法,需要不斷研究函數(shù)學(xué)習(xí)方法。根據(jù)自己學(xué)到的知識對函數(shù)單調(diào)性進(jìn)行歸納和總結(jié),并且學(xué)會利用函數(shù)單調(diào)性的技巧求解不等式、數(shù)列、方程、求導(dǎo)數(shù)等方面的應(yīng)用,以達(dá)到不斷提高自己學(xué)習(xí)能力的目的。
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