函數(shù)的單調(diào)性與曲線的凹凸性教案

函數(shù)的單調(diào)性與曲線的凹凸性教案第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、函數(shù)單調(diào)性的判定法定理1.

推論:例1.解：第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月又如,內(nèi)可導(dǎo),且等號只在處成立,故內(nèi)單調(diào)增加.第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例2.

確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.解:令得故的單調(diào)增區(qū)間為的單調(diào)減區(qū)間為第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月說明:單調(diào)區(qū)間的分界點(diǎn)除駐點(diǎn)外,也可是導(dǎo)數(shù)不存在的點(diǎn).例如,2)如果函數(shù)在某駐點(diǎn)兩邊導(dǎo)數(shù)同號,則不改變函數(shù)的單調(diào)性.例如,第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月把函數(shù)的定義域區(qū)間分成若干個區(qū)間，1．寫出函數(shù)的定義域，并求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)2．求出導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn)、和導(dǎo)數(shù)不存在的點(diǎn)(不可導(dǎo)點(diǎn))3．以導(dǎo)數(shù)等于零的點(diǎn)、不可導(dǎo)點(diǎn)為分點(diǎn)，并確定導(dǎo)函數(shù)在各個區(qū)間內(nèi)的符號，從而確定函數(shù)在每個區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性?？偨Y(jié)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間的步驟:第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月解:練習(xí)1：P1533(3)第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.

證明時,成立不等式證:令從而因此且證證明第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月*證明令則從而即第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例3.

證明時,成立不等式證:令且從而因此第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月利用單調(diào)性證明不等式的步驟：①將要證的不等式作恒等變形（通常是移項）使一端為0,另一端即為所作的輔助函數(shù)f(x).②求,驗證f(x)在指定區(qū)間上的單調(diào)性.③與區(qū)間端點(diǎn)處的函數(shù)值作比較即得證.第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)2：P1535(3)

證明:

當(dāng)時證明：sinxtanx2x.

設(shè)

f(x)sinxtanx2x

則f(x)在內(nèi)連續(xù)

f

(x)cosxsec2x2,從而f(x)在內(nèi)單調(diào)增加

因此當(dāng)時

f(x)f(0)0sinxtanx2x0

也就是sinxtanx2x

f

(0)0,從而f(x)在內(nèi)單調(diào)增加

所以f

(x)f

(0)=0

且第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月定義.設(shè)函數(shù)在區(qū)間I上連續(xù),(1)若恒有則稱圖形是凹的;(2)若恒有則稱圖形是凸的.二、曲線的凹凸與拐點(diǎn)連續(xù)曲線上有切線的凹凸分界點(diǎn)稱為拐點(diǎn).拐點(diǎn)第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月定理2.(凹凸判定法)(1)在

I內(nèi)則f(x)在I內(nèi)圖形是凹的;(2)在

I內(nèi)則f(x)在

I內(nèi)圖形是凸的.設(shè)函數(shù)在區(qū)間I上有二階導(dǎo)數(shù)例3.判斷曲線的凹凸性.解:故曲線在上是向上凹的.第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月說明:1)若在某點(diǎn)二階導(dǎo)數(shù)為0,2)根據(jù)拐點(diǎn)的定義及上述定理,可得拐點(diǎn)的判別法如下:若曲線或不存在,但在兩側(cè)異號,則點(diǎn)是曲線的一個拐點(diǎn).則曲線的凹凸性不變.在其兩側(cè)二階導(dǎo)數(shù)不變號,第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例4.求曲線的拐點(diǎn).解:不存在因此點(diǎn)(0,0)為曲線的拐點(diǎn).凹凸第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月對應(yīng)例5.求曲線的凹凸區(qū)間及拐點(diǎn).解:1)求2)求拐點(diǎn)可疑點(diǎn)坐標(biāo)令得3)列表判別故該曲線在及上向上凹,向上凸,點(diǎn)(0,1)及均為拐點(diǎn).凹凹凸第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1．寫出函數(shù)的定義域，并求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)2．求使二階導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)和使二階導(dǎo)數(shù)不存在的點(diǎn)3．判斷或列表判斷確定出曲線凹凸區(qū)間和拐點(diǎn)確定曲線的凹凸區(qū)間和拐點(diǎn)的步驟第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月解:練習(xí)2：P1539(5)第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月凹凸拐點(diǎn)是拐點(diǎn).曲線在上是凹的,上是凸的.故點(diǎn)在第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容小結(jié)1.可導(dǎo)函數(shù)單調(diào)性判別在I上單調(diào)遞增在I上單調(diào)遞減2.曲線凹凸與拐點(diǎn)的判別+–拐點(diǎn)—連續(xù)曲線上有切線的凹凸分界點(diǎn)第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)P1523(1),(3);5(1),(3);8(1),(3);9(1),(2);預(yù)習(xí)：第五節(jié)，第六節(jié)第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月思考與練習(xí)上則或的大小順序是()提示:利用單調(diào)增加,及B1.

設(shè)在第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

.2.

曲線的凹區(qū)間是凸區(qū)間是拐點(diǎn)為提示:及

;

;第五節(jié)第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月有位于一直線的三個拐點(diǎn).1.求證曲線證明：備用題第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月令得從而三個拐點(diǎn)為因為所以三個拐點(diǎn)共線.=第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月證明:當(dāng)時,有證明:令,則是凸函數(shù)即2.(自證)第五節(jié)第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例4.解：第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

證明:

例6.

當(dāng)時證明：sinxtanx2x.

設(shè)

f(x)sinxtanx2x

則f(x)在內(nèi)連續(xù)

f

(x)cosxsec2x2

因為在

內(nèi)cosx10cos2x10

cosx0

所以f

(x)0

從而f(x)在內(nèi)單調(diào)增加

因此當(dāng)時

f(x)f(0)0sinxtanx2x0

也就是sinxtanx2x

第33頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

證明:

例6.

當(dāng)時證明：sinxtanx2x.

設(shè)

f(x)sinxtanx2x

則f(x)在內(nèi)連續(xù)

f

(x)cosxsec2x2

因為在

內(nèi)cosx10cos2x10

cosx0

所以