内容正文:
第2节 函数的单调性与最值
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核心素养
考情聚焦
1.借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大值、最小值,理解它们的作用和实际意义.
2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质
1.函数的单调性的判断或证明,发展数学抽象和逻辑推理素养.
2.确定函数的单调区间,提升直观想象和逻辑推理素养.
3.确定函数的最值(值域),发展直观想象和数学运算素养.
4.函数单调性的应用,发展逻辑推理和数学运算素养.
确定函数的单调性、单调区间及应用函数的单调性比较函数值大小、求最值、求参数的取值(范围),是高考的热点,题型多以选择题、填空题的形式出现,难度不大,属于低中档题,常与函数的图象及奇偶性交汇命题;若与导数交汇命题,则以解答题的形式出现,难度较大,属于中高档题.在解答题中常与恒成立、方程有解等问题综合考查
[要点梳理]
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 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 叫做函数y=f(x)的单调区间.
2.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x∈I,都有f(x)≤M;
(2)存在x0∈I,使得
f(x0)=M
(3)对于任意x∈I,都有f(x)≥M_;
(4)存在x0∈I,使得
f(x0)=M
结论
M是f(x)的最大值
M是f(x)的最小值
1.设∀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+(a>0)的增区间为(-∞,-]和[,+∞);减区间为[-,0)和(0,],且对勾函数为奇函数.
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).
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数f(x)的图象如图所示,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)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)√
◆[教材改编]
1.(必修1P39B3改编)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=在(0,+∞)内是减函数,y2=x在(0,+∞)内是增函数,则y=-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=e