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- 2021-06-16 发布
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1
函数的单调性
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1、 通过已学过的函数模型,特别是二次函数,理解函数的单调性;
2、 掌握单调性的判断方法,并能简单应用;
一、函数单调性的定义
1、图形描述:
对于函数 )(xf 的定义域 I 内某个区间 D 上,若其图像为从左到右的一条上升的曲线,我们就说
函数 )(xf 在区间 D 上为单调递增函数;若其图像为从左到右的一条下降的曲线,我们就说函数 )(xf
在区间 D 上为单调递减函数。
2、定量描述
对于函数 )(xf 的定义域 I 内某个区间 D 上的任意两个自变量的值 21, xx ,
(1)若当 1x 2x 时,都有 1( )f x )( 2xf ,则说 )(xf 在区间 D 上是增函数;
(2)若当 1x 2x 时,都有 )( 1xf )( 2xf ,则说 )(xf 在区间 D 上是减函数。
3、单调性与单调区间
若函数 y = )(xf 在某个区间是增函数或减函数,则就说函数 )(xf 在这一区间具有(严格的)
单调性,这一区间叫做函数 )(xf 的单调区间。此时也说函数是这一区间上的单调函数。在单调区间
上,增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的。
特别提醒:
1、函数是增函数还是减函数,是对定义域内某个区间而言的。有的函数在一些区间上是增函数,
而在另一些区间上不是增函数.例如函数 2xy (图 1),当 0,x 时是增函数,当 ,0x
时是减函数。而有的函数在整个定义域上都是单调的。2、函数的单调区间是其定义域的子集;3、 21, xx
应是该区间内任意的两个实数,忽略需要任意取值这个条件,就不能保证函数是增函数(或减函数)。
二、用定义证明函数的单调性:
定义法证明函数在某个区间上是增(减)函数是最基本方法其步骤是:
1、取量定大小:即设 21, xx 是区间上的任意两个实数,且 1x < 2x ;
2、作差定符号:即 1 2f x f x ,并通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断差
2
的符号的方向变形;
3、判断定结论: 即根据定义得出结论。
三、判断较复杂函数的单调性的几条有用的结论
1、函数 y f x 与函数 y f x 的单调性相反
2、当 f x 恒为正或恒为负时,函数
1y f x
与函数 y f x 的单调性相反
3、在公共区间内,增函数 增函数 增函数,增函数 减函数 增函数,减函数 增函数 减
函数。
四、复合函数单调性的判断
对于函数 )(ufy 和 )(xgu ,如果 )(xgu 在区间 ),( ba 上是具有单调性,当 ),( bax 时,
),( nmu ,且 )(ufy 在区间 ),( nm 上也具有单调性,则复合函数 ))(( xgfy 在区间 ),( ba 具有
单调性的规律见下表:
)(ufy ),( nmu 增 ↗ 减 ↘
)(xgu ),( bax 增 ↗ 减 ↘ 增 ↗ 减 ↘
))(( xgfy ),( bax 增 ↗ 减 ↘ 减 ↘ 增 ↗
以上规律还可总结为:“同增异减”。
类型一用定义证明函数的单调性
例 1:证明:函数 f(x)=2x2+4x 在(-∞,-1]上是减函数.
练习 1:证明函数 f(x)=- x在定义域上是减函数
练习 2:(2014~2015 学年度宁夏育才中学中学高一上学期月考)设函数 f(x)=
榐2
榐1
,用单调性定义
证明在(-1,+
∞
)上是减函数。
类型二 证明含参数的函数的单调性
例 2:已知函数 f(x)= ax
x2-1
(a 为常数且 a≠0),试判断函数 f(x)在(-1,1)上的单调性.
练习 1:判断函数 f(x)=a
x
(a 为常数且 a≠0)在(0,+∞)上的单调性.
练习 2:判断函数
2
0x af x ax
在 ,0 上的单调性
类型三 证明抽象函数的单调性
例 3:已知函数 y=f(x)在(0,+∞)上为增函数,且 f(x)<0(x>0),试判断 F(x)= 1
f x
在(0,
+∞)上的单调性,并证明.
3
练习 1:已知函数 y=f(x)在(0,+∞)上为减函数,且 f(x)<0(x>0),试判断 F(x)=f ²(x)在(0,
+∞)上的单调性,并证明
练习 2:(2014~2015 学年度江苏泰州三中高一上学期期中测试)函数 f(x)=x²+2x+3 在[-1,
+∞)的单调性为____
类型四 求函数的单调区间
例 4:求函数 y=x+1
x
,x∈(0,+∞)的单调区间,并画出函数的大致图象.
练习 1:求函数 f(x)= 1
1-x
的单调区间.
练习 2:函数 2
1 1
x xy x
的单调递减区间是
类型五 利用单调性解不等式
例 5:已知 y=f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且 f(1-a)1
2
B.a≤1
2
C.a>-1
2
D.a<1
2
3.如果函数 f(x)在[a,b]上是增函数,对于任意的 x1、x2∈[a,b](x1≠x2),则下列结论中不
正确的是( )
A.f x1 -f x2
x1-x2
>0 B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0
C.f(a)0
4.(2014~2015 学年度武汉二中、龙泉中学高一上学期期中测试)函数 f(x)=-x2+2ax+3 在
区间(-∞,4)上单调递增,则实数 a 的取值范围是( )
A.a<4 B.a≤4
C.a>4 D.a≥4
5.若函数 f(x)在区间(a,b]上是增函数,在区间(b,c)上也是增函数,则函数 f(x)在区间(a,
c)上( )
A.必是增函数 B.必是减函数
C.是增函数或是减函数 D.无法确定单调性
5
6.(2014~2015 学年度四川德阳五中高一上学期月考)下列函数在区间(0,1)上是增函数的是
( )
A.y=|x| B.y=3-2x
C.y= 1
2+x
D.y=x2-4x+3
∴函数 y=|x|在(0,1)上是增函数.
7.(2014~2015 学年度宁夏育才中学高一上学期月考)函数 y=x2+bx+c 在区间(-∞,1)上是
减函数时,b 的取值范围是( )
A.b≤-2 B.b≥-2
C.b>-2 D.b<-2
能力提升
8. (2014~2015 学年度四川德阳五中高一上学期月考)已知函数 f(x)= x
2x-1
,证明函数 f(x)
在区间(1,+∞)上是减函数.
9. 求函数 y= x-1-1
x
的最小值.
10. 已知函数 f(x)对任意 x、y∈R,总有 f(x)+f(y)=f(x+y),且当 x>0 时, f(x)<0,f(1)
=-2
3
.
(1)求证:f(x)是 R 上的单调递减函数;
(2)求 f(x)在[-3,3]上的最小值.
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