内容正文:
第二章 函 数
|数学|必修1 (BSD)
菜 单
§3 函数的单调性
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[目标导学]
1.理解函数单调性的概念,掌握判断和证明一些简单函数单调性的方法.(重点)
2.能结合定义域根据函数图像,求函数的单调区间.(重点)
3.能运用函数的单调性解决有关问题,培养对知识的综合运用能力.(难点)
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1.增函数与减函数的相关概念
f(x1)<f(x2)
f(x1)>f(x2)
知识梳理·新知探究
教材梳理
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2.函数的单调性及单调区间
增函数或减函数
单调性
区间A
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要点探究
►知识点一 单调性的定义
[探究1] 根据下面的图像探究下列问题:
(1)图①中任取x1,x2∈D,当x1<x2时,f(x1)与f(x2)的大小关系如何?图②呢?
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提示 由图①可知函数y=f(x)的图像随x的增大而“上升”,即x1<x2时,f(x1)<f(x2).图②中函数y=
f(x)的图像随x的增大而“下降”,即x1<x2时,f(x1)>f(x2).
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(2)图①,图②分别反映了函数的什么性质?
提示 图①②反映了函数的单调性,其中图①对应的函数为增函数,图②对应的函数为减函数.
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(3)若函数y=f(x)在D上是增函数,D1⊆D,则y=f(x)在D1上是什么函数?
提示 增函数.
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提示 能.因为当x2>x1时都有f(x2)>f(x1);当x2<x1时都有f(x2)<f(x1).
[探究2] 函数y=f(x)的定义域为D,A⊆D,任意x1,x2∈A且x1≠x2都有eq \f(f(x2)-f(x1),x2-x1)>0,你能说f(x)在A上一定是增函数吗?
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[探究3] 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,b)∪(b,c)上也是增函数吗?
提示 函数在区间(a,b)∪(b,c)上无法确定单调性.如y=-eq \f(1,x)在(0,+∞)上是增函数,在(-∞,0)上也是增函数,但在(-∞,0)∪(0,+∞)上并不具有单调性.
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►知识点二 单调区间
[探究1] 单调函数一定有单调区间吗?
提示 不一定.有些函数没有单调区间或者它的定义域根本就不是区间.如y=2x,x∈{1,2,3,4,5}.
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[探究2] “函数的单调区间为I”与“函数在区间I上单调”的意义相同吗?区别是什么?
提示 意义不同.单调区间是一个整体概念,说函数的单调递减区间是I,指的是函数递减的最大范围为区间I.而函数在某一区间上单调,则指此区间是相应单调区间的子区间.所以我们在解决函数的单调性问题时,一定要仔细读题,明确条件含义.
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典例精析·重点突破
题型一 函数单调性的判断与证明
判断函数f(x)=x+eq \f(4,x)在(2,+∞)上的单调性,并证明.
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【自主解答】 函数f(x)在(2,+∞)上是增函数,证明如下:
任取x1,x2∈(2,+∞),且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=x1+eq \f(4,x1)-x2-eq \f(4,x2)
=(x1-x2)+eq \f(4(x2-x1),x1x2)=(x1-x2)eq \f(x1x2-4,x1x2).
因为2<x1<x2,所以x1-x2<0,x1x2>4,x1x2-4>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
所以函数f(x)=x+eq \f(4,x)在(2,+∞)上是增函数.
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●方法技巧
利用定义证明函数单调性的步骤
(1)取值:设x1,x2是该区间内的任意两个值,且x1<x2.
(2)作差变形:作差f(x1)-f(x2),并通过因式分解、通分、配方、有理化等手段,转化为易判断正负的式子.
(3)定号:确定f(x1)-f(x2)的符号.