内容正文:
专题2.2 函数的单调性与最值
1.理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义.
2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质.
知识点一 函数的单调性
(1)单调函数的定义
增函数
减函数
定义
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
知识点二 函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M
(3)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;
(4)存在x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
【特别提醒】
1.函数y=f(x)(f(x)>0)在公共定义域内与y=-f(x),y=的单调性相反.
2.“对勾函数”y=x+].,0),(0,,+∞);单调减区间是[-),((a>0)的单调增区间为(-∞,-
考点一 确定不含参函数的单调性(区间)
【典例1】(2019·河北石家庄二中模拟)函数f(x)=|x2-3x+2|的单调递增区间是( )
A.和[2,+∞)
B.
C.(-∞,1]和和[2,+∞)
D.
【方法技巧】函数不含有参数.解决此类问题时,首先确定定义域,然后利用单调性的定义或借助图象求解即可。
【变式1】(2019·黑龙江大庆实验中学模拟)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是( )
A.(-∞,-2)
B.(-∞,1)
C.(1,+∞)
D.(4,+∞)
考点二 确定含参函数的单调性(区间)
【典例2】(2019·大连二十四中模拟) 讨论函数f(x)=(a≠0)在(-1,1)上的单调性.
【方法技巧】判断函数单调性常用以下几种方法:
(1)定义法:一般步骤为设元→作差→变形→判断符号→得出结论.
(2)图象法:如果f(x)是以图象形式给出的,或者f(x)的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定单调性.
(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调区间.
(4)性质法:①对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及f(x)±g(x)增减性质进行判断;
【变式2】(2019·安徽蚌埠二中模拟)判断并证明函数f(x)=ax2+(其中1<a<3)在[1,2]上的单调性.
考点三 解函数不等式
【典例3】(2019·山东潍坊一中模拟) 已知函数f(x)为R上的减函数,则满足f<f(1)的实数x的取值范围是( )
A.(-1,1)
B.(0,1)
C.(-1,0)∪(0,1)
D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
【方法技巧】求解函数不等式问题,主要是利用函数的单调性将“f”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域以及函数奇偶性质的应用.
【变式3】(2019·广东深圳中学模拟)设函数f(x)是奇函数,且在(0,+∞)内是增函数,又f(-3)=0,则f(x)<0的解集是( )
A.{x|-3<x<0或x>3}
B.{x|x<-3或0<x<3}
C.{x|x<-3或x>3}
D.{x|-3<x<0或0<x<3}
考点四 利用函数的单调性求参数
【典例4】(2019·重庆南开中学模拟)若f(x)=是定义在R上的减函数,则a的取值范围为________.
【方法技巧】根据函数单调性把问题转化为单调区间关系的比较。
【变式4】(2019·成都实验外国语学校模拟)设函数f(x)=若函数f(x)在区间(a,a+1)上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1]
B.[1,4]
C.[4,+∞)
D.(-∞,1]∪[4,+∞)
考点五 函数的最值
【典例5】(2018·全国Ⅱ)若f(x)=cos x-sin x在[0,a]上是减函数,则a的最大值是( )
A. D.π C. B.
【方法技巧】求函数最值(值域)的常用方法
(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.
(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.
(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.
(4)导数法:先求导,然后求出在给定