内容正文:
第二节 函数的单调性和最值
【课标标准】
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.
知识梳理
1.函数的单调性
(1)单调性的定义
增函数 减函数
定义 设函数f(x)的定义域为I,区间D⊆I:如果∀x1,x2∈D
当x1<x2时,都有________,那么就称函数f(x)在区间D上单调递增 当x1<x2时,都有________,那么就称函数f(x)在区间D上单调递减
图象描述 自左向右看图象是______的 自左向右看图象是______的
f(x1)<f(x2)
f(x1)>f(x2)
上升
下降
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上________或________,则称函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
单调递增
单调递减
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(m)
条件 (1)对于任意x∈I,都有________;(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M (3)对于任意x∈I,都有________;(4)存在x0∈I,使得f(x0)=m
结论 M为最大值 m为最小值
f(x)≤M
f(x)≥m
[常用结论]
1.∀x1,x2∈D且x1≠x2,有>0(<0)或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0(<0)⇔f(x)在区间D上单调递增(减).
2.在公共定义域内,增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数.
3.函数y=f(x)(f(x)>0或f(x)<0)在公共定义域内与y=-f(x),y=的单调性相反.
4.复合函数的单调性:函数y=f(u),u=φ(x)在函数y=f(φ(x))的定义域上,如果y=f(u)与u=φ(x)的单调性相同,那么y=f(φ(x))单调递增;如果y=f(u)与u=φ(x)的单调性相反,那么y=f(φ(x))单调递减.
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数y=的单调递减区间是(-∞,0).( )
(2)对于函数y=f(x),若f(1)<f(3),则f(x)为增函数.( )
(3)已知函数y=f(x)在R上是增函数,则函数y=f(-x)在R上是减函数.( )
(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,+∞).( )
×
×
√
×
2.(教材改编)下列四个函数中,在(0,+∞)上单调递增的是( )
A.f(x)=3-x B.f(x)=x2-3x
C.f(x)=- D.f(x)=-|x|
答案:C
解析:对于A.一次函数f(x)=3-x在R上单调递减,故该选项不符合题意;
对于B.二次函数f(x)=x2-3x的图象的对称轴是x=,函数在上单调递减,故该选项不符合题意;
对于C.f(x)=-是由反比例函数y=-向左平移1个单位得到的,因为反比例函数在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)=-在(-1,+∞)上单调递增,故该选项符合题意;
对于D.f(x)=-|x|,当x>0时,f(x)=-x为减函数,故该选项不符合题意.
故选C.
3.(教材改编)已知函数f(x)=,x∈[2,6],则f(x)的最大值为________,最小值为________.
2
解析:易知函数f(x)=在x∈[2,6]上单调递减,
故f(x)max=f(2)=2,f(x)min=f(6)=.
4.(易错)函数f(x)=的单调递减区间为( )
A.(-∞,-1)
B.(-1,+∞)
C.(-∞,-1),(-1,+∞)
D.(-∞,-1)
答案:C
解析:f(x)===-1+,又f(x)=在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减,由函数的图象平移可知,f(x)=的单调递减区间为(-∞,-1),(-1,+∞).
故选C.
5.(易错)若函数f(x)=x2+2(a-1)x+2的单调递减区间是(-∞,4],则实数a的值是________.
-3
解析:因为函数f(x)的单调递减区间是(-∞,4],且函数f(x)的图象对称轴为直线x=1-a,所以有1-a=4,即a=-3.
题型一 求函数的单调区间
例 1 (1)函数f(x)=|x2-3x+2|的单调递减区间是( )
A. B.和[2,+∞)
C.(-∞,1]和 D.和[2,+∞)
答案:C
解析:(1)y=|x2-3x+2|=
如图所示,
函数的单调递减区间是(-∞,1]和.
故选C.
(2)[2023·河北英才国际学校月考]若函数f(x)=6ln x-x2+x,则f(x)的单调递减区间为( )
A.
B.(2,+∞)
C.(0,2)
D.
答案:B