内容正文:
第2节 函数的单调性与最值
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[考纲展示]
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像分析函数的性质.
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积累必备知识
提升关键能力
培育学科素养
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积累必备知识
知识梳理
1.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 ,那么就说函数 f(x)在区间D上是增加的 当x1<x2时,都有 ,那么就说函数f(x)在区间D上是减少的
图像描述 自左向右看图像是 . 自左向右看图像是 .
f(x1)<f(x2)
f(x1)>f(x2)
上升的
下降的
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(2)单调性的定义
如果函数y=f(x)在定义域内是增加的或减少的,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性.
2.函数的最值
前提 一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在M∈R
条件 ①对于任意的x∈I,都有 .
②存在x0∈I,使得 . ①对于任意的x∈I,
都有 .
②存在x0∈I,使得 .
结论 M是f(x)的最大值 M是f(x)的最小值
f(x)≤M
f(x0)=M
f(x)≥M
f(x0)=M
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重要结论
(1)“函数的单调区间”和“函数在某区间上单调”意义不同,前者指函数具备单调性的“最大”的区间,后者是“最大”区间的子集.
(2)①闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值,当函数在闭区间上单调时最值一定在端点处取到.
②开区间上的“单峰”函数一定存在最大值(或最小值).
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(4)若函数f(x),g(x)在区间I上具有单调性,则在区间I上具有以下性质:
①当f(x),g(x)都是增(或减)函数时,f(x)+g(x)是增(或减)函数;
②若k>0,则kf(x)与f(x)单调性相同;若k<0,则kf(x)与f(x)单调性相反;
④复合函数y=f[g(x)]的单调性与y=f(u)和u=g(x)的单调性有关.简记:
“同增异减”.
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基础自测
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”).
(1)对于函数f(x),x∈D,若对任意x1,x2∈D,且x1≠x2有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,则函数f(x)在区间D上是增加的.( )
(3)对于函数y=f(x),若f(1)<f(3),则f(x)为增加的.( )
(4)函数y=f(x)在[1,+∞)上是增加的,则函数的单调递增区间是[1,+∞).
( )
(5)函数f(x)=log2(3x+1)的最小值是0.( )
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答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
解析:(2)单调区间不能用并集符号连接,取x1=-1,x2=1,则f(-1)<f(1),故应说成单调递减区间为(-∞,0)和(0,+∞).
(3)应对任意的x1<x2,f(x1)<f(x2)成立才可以.
(4)若f(x)=x,f(x)在[1,+∞)上为增加的,但y=f(x)的单调递增区间是R.
(5)当x→-∞时,f(x)→0,但不等于0,即无最小值.
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B
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3.若函数f(x)是R上的减函数,且f(a2-a)<f(a),则a的取值范围是( )
(A)(0,2)
(B)(-∞,0)∪(2,+∞)
(C)(-∞,0)
(D)(2,+∞)
B
解析:因为f(x)是R上的减函数且f(a2-a)<f(a),所以a2-a>a,所以a2-2a>0,所以a>2或a<0.故选B.
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4.已知函数f(x)=x2-2mx+1,若函数f(x)的单调递增区间是[2,+∞),则实数m的值是 ;若函数f(x)在区间[2,+∞)上是递增的,则实数m的取值范围是 .
答案:2 (-∞,2]
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提升关键能力
考点一 确定函数的单调性(区间)(基础性)
[例1] (1)求函数f(x)=-x2+2|x|+1的单调区间;
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[对点训练1](1)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调增区间是( )
(A)(-∞,-2) (B)(-∞,1)
(C)(1,+∞) (D)(4,+∞)
解析:(1)定义域满足x2-2x-8>0,
所以x>4或x<-2.
令y=ln t,且t=x2-2x-8,
t=x2-2x-8在(4,+∞)上是增加的,在(-∞,-2)上是减少的,
y=ln t在(0,+∞)上单调递增,
所以y=f(x)的单调增区间是(4,+∞).故选D.
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反思归纳
判断函数单调性和求单调区间的方法
(1)定义法:一般步