四类具有特殊性质的函数
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§1 . 2四类具有特殊性质的函数
(一)教学目的:
理解函数的有界性、单调性、奇偶性、周期性的概念,并会判断函数是否具有这些性质.
(二)教学内容:
函数的有界性、单调性、奇偶性、周期性的概念及判断方法. 基本要求:正确理解和掌握函数有界性、单调性、奇偶性、周期性的概念,掌握其判断方法.
(三)教学重点:
有界函数、单调函数、奇函数、偶函数、周期函数.
(四)教学难点:
有界函数的概念
教学建议:
(1)重点是通过对函数的有界性的分析,培养学生了解研究抽象函数性质的方法.
(2) 本节的难点是要求用分析的方法定义函数的无界性.
(五)教学方法:
以课堂讲授为主,辅以课堂讨论、提问、练习。
(六)计划课时:2课时.
(七)教学过程:
在本节中,我们将介绍以后常用的几类具有某些特性的函数,即有界函数、单调函数、奇函数、偶函数、周期函数。其中,除有界函数外,其它几个函数的概念在中学已经学习过,在此简单复习一下(参考课本12-13页)。
一、 有界函数
1、定义 设函数)(x f 在数集A 有定义。若函数值的集合{}A x x f A f ∈=)()(有上界(有下界、有界),则称函数)(x f 在A 有上界(有下界、有界),否则称函数)(x f 在A 无上界(无下界、有
无界).列表如下:
注意:函数)(x f 在数集A 有上界(有下界、有界)必有无限多个上界(无限多个下界、无限多个界)。
2、函数)(x f 在区间[]b a ,有界的几何意义:函数)(x f 在区间[]b a ,上的图像位于以二直线M y M y -==与为上、下边界的带形区域之内,如右下图:
3、举例如下
例1、正弦函数x y x y cos sin ==余弦函数与在R 有
界,如下图所示:
说明:1cos 1sin ,,01≤≤∈∀>=∃x x R x M 与有
例2、反正切函数x y arctan =与反余切函数x arc y cot =在R 有界,如x
下图所示: 说明:2arctan ,,02π
π
<∈∀>=∃x R x M 有,
ππ<∈∀>=∃x arc R x M cot ,,0有.
例3、数列⎭
⎬⎫⎩⎨⎧-+2)1(1n 与⎭⎬⎫⎩⎨⎧+n n 1有界. 说明:有,,01+∈∀>=∃N n M 12
)1(1≤-+n
; 有,,02+∈∀>=∃N n M 21≤+n n .
例4、指数函数)1,0(≠>=a a a y x 在R 有下界无上界.如图 对数函数)1,0(log ≠>=a a x y a 在区间),0(+∞既无上界也无下界.如图
说明:1)、
0),1,0(,,0>≠>∀∈∀=∃x a a a a R x P 有,即指数函数x a y =在R 有下界
2)、q a R x q q x
q >∈∃>∀有,,0 3)、同理可证,)1,0(≠>∀a a a , 对数函数x y a l o g =在区间),0(+∞既无上界也无下界.
例5、数列{}n 有下界无上界;数列{}n n )1(-既无上界也无下界.
说明:1)、,1≤∀a 都是数列{}n 的下界;
b n N n b >∈∃>∀+00,,0有,即数列{}n 有下界无上界.
2)、⎪⎩⎪⎨⎧-<+-=+-∈∃>=-∈∃>∀+++.)12()12()1(,,22)1(,,0122b k k N k b k k N k b k k 有有.
即数列{}n n )1(-既无上界也无下界.
二、 单调函数
1、定义 设函数)(x f 在数集A 有定义.若A x x ∈∀21,,且21x x <,有 )()(21x f x f < ))()((21x f x f >,
称函数)(x f 在A 严格增加(严格减少).上述不等式若改为
)()(21x f x f ≤ ))()((21x f x f ≥,
则称函数)(x f 在A 单调增加(单调减少).
说明: 1)函数)(x f 在A 严格增加、严格减少与单调增加、单调减少统称为函数)(x f 在A 单调;2)严格增加、严格减少统称为严格单调;3)若A 是区间,则称此区间为函数)(x f 的单调区间.
2、举几个单调函数的例子