内容正文:
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5.3 函数的单调性
新课程标准解读
核心素养
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
直观想象、数学运算、逻辑推理
第一课时 函数的单调性
我们知道,“记忆”在我们的学习过程中扮演着非常重要的角色,因此有关记忆的规律一直都是人们研究的课题.德国心理学家艾宾浩斯曾经对记忆保持量进行了系统的实验研究,并给出了类似下图所示的记忆规律.
如果我们以x表示时间间隔(单位:h),y表示记忆保持量(单位:%),则不难看出,上图中,y是x的函数,记这个函数为y=f(x).
[问题] 这个函数反映出记忆具有什么规律?你能从中得到什么启发?
知识点一 增函数、减函数的概念
设函数y=f(x)的定义域为A,区间I⊆A.
(1)如果对于区间I内的任意两个值x1,x2,当x1<x2时,都有 ,那么称y=f(x)在区间I上是增函数(图①),I称为y=f(x)的增区间;
(2)如果对于区间I内的任意两个值x1,x2,当x1<x2时,都有 ,那么称y=f(x)在区间I上是减函数(图②),I称为y=f(x)的减区间.
f(x1)<f(x2)
f(x1)>f(x2)
对函数单调性的再理解
(1)并非所有的函数都具有单调性.如函数f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1,x为有理数,,0,x为无理数,))它的定义域为R,但不具有单调性;
(2)函数在某个区间上是单调增(减)函数,但是在整个定义域上不一定是单调增(减)函数.如函数y=eq \f(1,x)(x≠0)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,但是在整个定义域上不具有单调性;
(3)一个函数出现两个或者两个以上的单调区间时,不能用“∪”连接,而应该用“和”或“,”连接.如函数y=eq \f(1,x)(x≠0)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,不能认为y=eq \f(1,x)(x≠0)的单调减区间为(-∞,0)∪(0,+∞);
(4)函数的单调性是相对于函数的定义域的子区间D而言的.对于单独的一点,它的函数值是唯一确定的常数,没有增减变化,所以不存在单调性问题.因此在写单调区间时,区间端点可以包括,也可以不包括.但对于函数式无意义的点,单调区间一定不能包括这些点.
1.下列命题中真命题的个数为
( )
①定义在(a,b)上的函数f(x),如果∃x1,x2∈(a,b),当x1<x2时,有f(x1)<f(x2),那么f(x)在(a,b)上单调递增;
②∀x1,x2∈(a,b),且x1≠x2,当eq \f(f(x1)-f(x2),x1-x2)<0时,f(x)在(a,b)上单调递减;
③∀x1,x2∈(a,b),且x1≠x2,当(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0时,f(x)在(a,b)上单调递增;
④∃x1,x2∈(a,b),且x1<x2,f(x1)≥f(x2)成立,则函数f(x)在(a,b)上不是单调递增的.
A.1
B.2 C.3 D.4
解析:①是假命题,“存在”“无穷多个”不能代表“所有”“任意”;
∵eq \f(f(x1)-f(x2),x1-x2)<0等价于[f(x1)-f(x2)]·(x1-x2)<0,而此式又等价于eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x1)-f(x2)>0,,x1-x2<0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x1)-f(x2)<0,,x1-x2>0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x1)>f(x2),,x1<x2))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(x1)<f(x2),,x1>x2,))∴f(x)在(a,b)上单调递减,②是真命题,同理可得③也是真命题.
若要说明函数f(x)在某个区间上不是单调递增(减)的,只需在该区间上找到两个值x1,x2,证明当x1<x2时,f(x1)≥f(x2)(f(x1)≤f(x2))成立即可,故④是真命题.
答案:C
2.下列函数f(x)中,满足对任意x1,x2∈(0,+∞),当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2)的是________(填序号).
①f(x)=x2; ②f(x)=eq \f(1,x);
③f(x)=|x|; ④f(x)=2x+1.
答案:②
知识点二 函数的单调性与单调区间
如果函数y=f(x)在区间I上是____