内容正文:
考点04 函数的基本性质
【命题趋势】
从近五年的情况来看,本节是高考的热点,常考查求函数的单调区间,判断函数的单调性,利用单调性比较大小、解不等式等,题型有选择题、填空题,也有解答题,多在第(1)问中考查,难度中等.理解函数的奇偶性、会用函数的奇偶性为主,常与函数的单调性、周期性交汇命题,加强函数与方程思想、转化与化归思想的应用意识,题型以选择题、填空题为主,中等偏上难度.
【重要考向】
本节通过函数的单调性、奇偶性、周期性的应用考查数形结合思想、分类讨论思想、等价转化思想以及考生的逻辑推理和数学运算核心素养.
判断函数的单调性
1.判断函数单调性的方法:
(1)定义法,步骤为:取值,作差,变形,定号,判断.利用此方法证明抽象函数的单调性时,应根据所给抽象关系式的特点,对或进行适当变形,进而比较出与的大小.
(2)利用复合函数关系,若两个简单函数的单调性相同,则这两个函数的复合函数为增函数;若两个简单函数的单调性相反,则这两个函数的复合函数为减函数,简称“同增异减”.
(3)图象法:从左往右看,图象逐渐上升,则单调递增;图象逐渐下降,则单调递减.
(4)导数法:利用导函数的正负判断函数的单调性.
(5)利用已知函数的单调性,即转化为已知函数的和、差或复合函数,判断函数的单调性.
2.在利用函数的单调性写出函数的单调区间时,首先应注意函数的单调区间应是函数定义域的子集或真子集,求函数的单调区间必须先确定函数的定义域;其次需掌握一次函数、二次函数等基本初等函数的单调区间.
【典例】
1.下列函数中,既是偶函数,又在上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
对于A:利用函数奇偶性判断即可;
对于B:利用函数奇偶性判断即可;
对于C:先利用函数奇偶性判断偶函数,再判断单调性;
对于D:利用函数奇偶性判断即可.
【详解】
对于A:的定义域为R,关于原点对称,因为,所以为奇函数,故A错误;
对于B:的定义域为,关于原点对称,因为,所以为奇函数,故B错误;
对于C:的定义域为R,关于原点对称,因为,所以为偶函数;当时,为增函数,故C正确;
对于D:的定义域为R,关于原点对称,但是,而,所以,所以为非奇非偶函数,故D错误.
故选:C
【点睛】
(1)对函数奇偶性的证明只能用定义:或;
(2)函数奇偶性的应用:
①一般用或;
②有时为了计算简便,我们可以对x取特殊值: 或 .
函数单调性的应用
函数单调性的应用主要有:
(1)由的大小关系可以判断与的大小关系,也可以由与的大小关系判断出的大小关系.比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,要利用其函数性质转化到同一个单调区间上进行比较.
(2)利用函数的单调性,求函数的最大值和最小值.
(3)利用函数的单调性,求参数的取值范围,此时应将参数视为已知数,依据函数的单调性,确定函数的单调区间,再与已知单调区间比较,即可求出参数的取值范围.若函数为分段函数,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.
(4)利用函数的单调性解不等式.首先根据函数的性质把不等式转化为的形式,然后根据函数的单调性去掉“f”号,转化为具体的不等式(组),此时要注意与的取值应在外层函数的定义域内.
【典例】
2.函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】
先求出抛物线的对称轴,而抛物线的开口向下,且在区间上单调递增,所以,从而可求出的取值范围
【详解】
解:函数的图像的对称轴为,
因为函数在区间上单调递增,
所以,解得,
所以的取值范围为,
故选:D
函数最值得求解
1.利用单调性求最值.应先确定函数的单调性,然后再由单调性求出最值.若函数在闭区间上是增函数,则在上的最小值为,最大值为;若函数在闭区间上是减函数,则在上的最小值为,最大值为.
2.求函数的最值实质上是求函数的值域,因此求函数值域的方法也用来求函数最值.
3.由于分段函数在定义域不同的子区间上对应不同的解析式,因此应先求出分段函数在每一个子区间上的最值,然后取各区间上最大值中的最大者作为分段函数的最大值,各区间上最小值中的最小者作为分段函数的最小值.
4.求函数最值的方法还有数形结合法和导数法.
【典例】
3.已知函数,则函数有( )
A.最小值1,无最大值 B.最大值,无最小值
C.最小值,无最大值 D.无最大值,无最小值
【答案】C
【分析】
先用换元法将变形为二次函数的形式,然后根据对称轴求解出二次函数的最值,则的最值情况可知.
【详解】
因为,令,所以,
所以,
因为的对称轴为,所以在上递增,
所以,无最大值,
所以的最小值为,无最大值,
故选:C.
判断函数的奇偶性
判断函数奇偶性的常用方法及思路:
(1)定义法:
(2)图