内容正文:
第2节 函数的单调性与最值
1.增函数与减函数的定义
在函数y=f(x)的定义域内的一个区间A上.
(1)如果对于任意两数x1,x2∈A,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么,就称函数y=f(x)在区间A上是增加的,有时也称函数y=f(x)在区间A上是递增的.
(2)如果对于任意两数x1,x2∈A,当x1<x2时都有f(x1)>f(x2),那么,就称函数y=f(x)在区间A上是减少的,有时也称函数y=f(x)在区间A上是递减的.
2.单调区间、单调性及单调函数
(1)单调区间:如果y=f(x)在区间A上是增加或是减少的,那么称A为单调区间.在单调区间上,如果函数是增加的,那么它的图像是上升的;如果函数是减少的,那么它的图像是下降的.
(2)单调性:如果函数y=f(x)在定义域的某个子集上是增加的或是减少的,那么就称函数y=f(x)在这个子集上具有单调性.
(3)单调函数:如果函数y=f(x)在整个定义域内是增加的或是减少的,那么分别称这个函数为增函数或减函数,统称为单调函数.
1.设任意x1,x2∈D(x1≠x2),则①x1-x2>0(<0),f(x1)-f(x2)>0(<0)⇔f(x)在D上单调递增;x1-x2>0(<0),f(x1)-f(x2)<0(>0)⇔f(x)在D上单调递减;
②>0(或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0)⇔f(x)在D上单调递增;
③<0(或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0)⇔f(x)在D上单调递减.
2.对勾函数y=x+],且对勾函数为奇函数.
,0)和(0,,+∞);减区间为[-]和[(a>0)的增区间为(-∞,-
3.单调函数的运算性质:
(1)在函数f(x),g(x)的公共单调区间上,有如下结论:
①若f(x),g(x)都是增(减)函数,则f(x)+g(x)也是增(减)函数;
②若f(x)是增(减)函数,g(x)是减(增)函数,则f(x)-g(x)是增(减)函数;
(2)若函数f(x)在区间D上具有单调性,则在区间D上具有以下性质:
①当a>0时,函数af(x)与f(x)有相同的单调性,当a<0时,函数af(x)与f(x)有相反的单调性;
②当函数f(x)恒为正(或恒为负)时,f(x)与有相反的单调性;
③若f(x)≥0,则f(x)与具有相同的单调性.
4.如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,在区间[b,c]上单调递减,则函数y=f(x),x∈[a,c]在x=b处有最大值f(b);如果函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,在区间[b,c]上单调递增,则函数y=f(x),x∈[a,c]在x=b处有最小值f(b).
[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)函数f(x)的图像如图所示,则函数f(x)的单调增区间是(-∞,0]∪(0,+∞).( )
(2)若定义在R上的函数f(x),有f(-1)<f(3),则函数f(x)在R上为增函数.( )
(3)函数y=|x|是R上的增函数.( )
(4)函数y=f(x)在[1,+∞)上是增函数,则函数的单调递增区间是[1,+∞) .( )
(5)对于函数f(x),x∈D,若x1,x2∈D,且(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,则函数f(x)在D上是增函数.( )
(6)在闭区间上单调的函数,其最值一定在区间端点取到.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
[小题查验]
1.(2020·合肥市调研)下列函数中,在区间(0,+∞)内单调递减的是( )
A.y=-x
B.y=x2-x
C.y=ln x-x
D.y=ex-x
解析:A [对于A,y1=-x在(0,+∞)内是减函数;B,C选项中的函数在(0,+∞)上均不单调;选项D中,y′=ex-1,而当x∈(0,+∞)时,y′>0,所以函数y=ex-x在(0,+∞)上是增函数.]在(0,+∞)内是减函数,y2=x在(0,+∞)内是增函数,则y=
2.(多选)设定义在[-1,7]上的函数y=f(x)的图像如图所示,则关于函数y=的单调区间表述正确的是( )
A.在[-1,1]上单调递减
B.在(0,1]上单调递减,在[1,3)上单调递增
C.在[5,7]上单调递减
D.在(3,5)上单调递减
解析:BD [由图像可知当x=0,x=3,x=6时,f(x)=0,此时函数y=无意义,故排除A,C.故选BD.]
3.(教材改编)函数y=x2-2x(x∈[2,4])的增区间为________.
答案:[2,4]
4.函数f(x)=在[1,2]的最大值和最小值分别是________.
解析:f(x)=,f(x)min=f(1)=