内容正文:
专题2.2 函数的单调性与最值
【核心素养分析】
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.
3.培养学生数学抽象、逻辑推理、直观想象能力。
【重点知识梳理】
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+(a>0)的单调增区间为(-∞,-),(,+∞);单调减区间是[-,0),(0,].
【典型题分析】
高频考点一 确定不含参函数的单调性(区间)
例1.(2020·新课标Ⅱ)设函数,则f(x)( )
A. 是偶函数,且在单调递增 B. 是奇函数,且在单调递减
C. 是偶函数,且在单调递增 D. 是奇函数,且在单调递减
【举一反三】(2020·山东青岛二中模拟)函数y=的单调递增区间为________,单调递减区间为________.
【方法技巧】确定函数单调性的方法
(1)定义法.利用定义判断.
(2)导数法.适用于初等函数、复合函数等可以求导的函数.
(3)图象法.由图象确定函数的单调区间需注意两点:一是单调区间必须是函数定义域的子集;二是图象不连续的单调区间要分开写,用“和”或“,”连接,不能用“∪”连接.
(4)性质法.利用函数单调性的性质,尤其是利用复合函数“同增异减”的原则时,需先确定简单函数的单调性.
【变式探究】(2020·河北石家庄第一中学质检)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,1)
C.(1,+∞) D.(4,+∞)
高频考点二 确定含参函数的单调性(区间)
例2.(2020·华东师大附中模拟)函数f(x)=|x-2|x的单调递减区间是( )
A.[1,2] B.[-1,0]
C.(0,2] D.[2,+∞)
【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;
【变式探究】(2020·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.
高频考点三 解函数不等式
例3.(2020·河北承德一中模拟)定义在[-2,2]上的函数f(x)满足(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,x1≠x2,且f(a2-a)>f(2a-2),则实数a的取值范围为( )
A.[-1,2) B.[0,2)
C.[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.
【变式探究】(2020·湖南长郡中学模拟)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
例4.(2020·天津南开中学模拟)若函数f(x)=2|x-a|+3在区间[1,+∞)上不单调,则a的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.(1,+∞)
C.(-∞,1) D.(-∞,1]
【方法技巧】利用单调性求参数的范