内容正文:
第二节 函数的单调性与最大(小)值
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夯实基础——主干知识理清练明
强化能力——常考题点逐一连通
激活思维——细节优化微点强化
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1.函数的单调性
(1)单调函数的定义
增函数 减函数
定义 设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D,如果∀x1,x2∈I
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间I上 或 ,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间I叫做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D,如果存在实数M满足
条件 ∀x∈D,都有 ;
∃x0∈D,使得_________ ∀x∈D,都有 ;
∃x0∈D,使得________
结论 M为最大值 M为最小值
单调递增
单调递减
f(x)≤M
f(x0)=M
f(x)≥M
f(x0)=M
2.掌握以下几个注意点
(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示.
(2)求函数单调区间或讨论函数的单调性时,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.
2.(苏教版必修①P121·T2改编)函数f(x)=x2-2x的单调递增区间是
( )
A.(1,+∞) B.(-∞,1)
C.(-1,+∞) D.(-∞,-1)
答案:A
5.(北师大版必修①P64·T2改编)已知函数f(x)=x2-2kx+4在[5,20]上单调,则实数k的取值范围是________.
解析:易知f(x)=x2-2kx+4的图象的对称轴为x=k,由题意可得k≤5或k≥20.
答案:(-∞,5]∪[20,+∞)
[答案] B
[方法技巧] 判断函数的单调性或单调区间的方法
定义法 一般步骤为设元→作差→变形→判断符号→得出结论
图象法 若函数f(x)是以图象形式给出的,或者f(x)的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定函数的单调区间
导数法 先求导数,再利用导数值的正负确定函数的单调区间
性质法 对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各基本初等函数的增减性及“增+增=增,增-减=增,减+减=减,减-增=减”进行判断
复合法 对于复合函数,先将函数f(g(x))分解成y=f(t)和t=g(x),然后讨论(判断)这两个函数的单调性,再根据复合函数“同增异减”的规则进行判断
[方法技巧]
利用函数的单调性比较大小的方法
比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,则要利用函数性质,将自变量的值转化到同一个单调区间内进行比较.对于选择题、填空题,通常选用数形结合的方法进行求解.
角度2 解不等式
[例2] (1)函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,且为奇函数.若f(1)=-1,则满足-1≤f(x-2)≤1的x的取值范围是 ( )
A.[-2,2] B.[-1,1]
C.[0,4] D.[1,3]
(2)已知函数f(x)=-x|x|,x∈(-1,1),则不等式f(1-m)<f(m2-1)的解集为________.
[解析] (1)∵函数f(x)为奇函数,且f(1)=-1,∴f(-1)=-f(1)=1,由-1≤f(x-2)≤1,得f(1)≤f(x-2)≤f(-1),又函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,∴-1≤x-2≤1,∴1≤x≤3.故选D.
[方法技巧]
在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域.
[方法技巧]
利用函数单调性求参数的策略
(1)视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数.
(2)需注意若函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.
(3)分段函数的单调性需要分段研究,既要保证每一段函数的单调性,还要注意每段端点值的大小.
2.已知函数f(x)=ln 2-x-x3,则不等式f(3-x2)>f(2x-5)的解集为( )
A.(-4,2) B.(-∞,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞) D.(-∞,-4)∪(2,+∞)
解析:由题意,x∈R,f(x)=-xln 2-x3,易知函数f(x)在R上单调递减,而f(3-x2)>f(2x-5),所以3-x2<2x-5⇒(x-2)(x+4)>0⇒x∈(-∞,-4)∪(2,+∞).故选D.
答案:D
解析:作出函数f(x)的图象如图所示,由图象可知
f(x)在(a,a+1)上单调递增,需满足