内容正文:
第二节 函数的单调性和最值
[高考要求] 1.理解函数的单调性、最大值、最小值及其几何意义.2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质.
[对应学生用书P17]
知识点一 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.
[微提醒]
(1)函数的单调性定义中的x1,x2有三个特征:一是任意性;二是有大小,即x1<x2(x1>x2);三是属于同一个区间,三者缺一不可.
(2)求函数单调区间或讨论函数单调性时,必须先求函数的定义域.
(3)一个函数的同一种单调区间用“和”或“,”连接,不能用“∪”连接.
(4)“函数的单调区间是M”与“函数在区间N上单调”是两个不同的概念,显然N⊆M.
知识点二 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
①对于任意x∈I,都有f(x)≥M;
②存在x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
函数单调性的常用结论
1.若f(x),g(x)均为区间A上的增(减)函数,则f(x)+g(x)也是区间A上的增(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.
3.函数y=f(x)(f(x)>0或f(x)<0)与y=-f(x),y=在公共定义域内的单调性相反.
4.函数y=f(x)(f(x)≥0)与y=在公共定义域内的单调性相同.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数y=|x|是R上的增函数.( )
(2)函数y=的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( )
(3)若函数y=f(x)在[1,+∞)上是增函数,则函数的单调递增区间是[1,+∞).( )
(4)对于函数f(x),x∈D,若对任意x1,x2∈D,x1≠x2且(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,则函数f(x)在区间D上是增函数.( )
(5)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.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.(教材改编)已知f(x)=-2x2+x,x∈[-1,3],则其单调递减区间为________;f(x)min=________.
答案 -15
3.下列函数中,在区间(-∞,0)上是减函数的是( )
A.y=1-x2 B.y=x2+x
C.y=- D.y=
答案 D
4.(1)函数y=的单调递减区间是________;
(2)(易错)函数y= 的单调递减区间是________.
解析 (1)∵y==-1+,∴当1+x>0或1+x<0时,此函数均为减函数,故单调递减区间为(-1,+∞),(-∞,-1).
(2)由≥0,得x∈(-1,1],此即为单调递减区间.
答案 (1)(-∞,-1),(-1,+∞) (2)(-1,1]
5.(活用结论)函数y=+的最小值是________.
解析 由得x≥0.
又函数y=+在[0,+∞)上是增函数,所以函数的最小值为+=2.
答案 2
[对应学生用书P18]
考点一 求函数的单调区间(师生共研)
求下列函数的单调区间;
(1)y=-x2+2|x|+1;
(2)y=log(x2-3x+2).
[解析]
(1)由于
y=
即y=
画出函数图象如图所示.由图象可知,函数的单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).
(2)令u=x2-3x+2,则原函数可以看作y=logu与u=x2-3x+2的复合函数.
令u=x2-3x+2>0,则x<1或x>2.
∴函数y=log(x2-3x+2)的定义域为(-∞,1)∪(2,+∞).
又u=x2-3x+2的对称轴x=,且开口向上,
∴u=x2-3x+2在(-∞,1)上单调递减,
在(2,+∞)上单调递增.
而y=logu在(0,+∞)上单调递减,
∴y=log(x2-3x+2)的单调递减区间为(2,+∞),单调递增区间为(-∞,1).
[方法策略]
求函数的单调区间(确定函数单调性)的方法