内容正文:
第2节 函数的单调性与最值
[考试要求]
1.理解函数的单调性、最大(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.
课前预习 巩固主干知识
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 ,那么就说函数f(x)在区间D上是增函数 当x1<x2时,都有 ,那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图像描述 自左向右看图象是 . 自左向右看图象是 .
f(x1)<f(x2)
f(x1)>f(x2)
上升的
下降的
(2)单调区间的定义.
如果函数y=f(x)在区间D上是 或 ,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性, 叫做y=f(x)的单调区间.
2.函数的最值
增函数
前提 一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件 (1)对于任意的x∈I,都有
;
(2)存在x0∈I,使得 . (3)对于任意的x∈I,都有
;
(4)存在x0∈I,使得 .
结论 M是函数y=f(x)的最大值 M是函数y=f(x)的最小值
减函数
区间D
f(x)≤M
f(x0)=M
f(x)≥M
f(x0)=M
[重要结论]
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.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).
(1)对于函数f(x),x∈D,若对任意x1,x2∈D,且x1≠x2有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>
0,则函数f(x)在区间D上是增函数.( )
√
×
(3)对于函数y=f(x),若f(1)<f(3),则f(x)为增函数.( )
(4)函数y=f(x)在[1,+∞)上是增函数,则函数f(x)的单调递增区间是[1,+∞).
( )
×
×
2.(教材改编题)函数f(x)的图象如图所示,则( )
A.函数f(x)在区间[-1,2]上是增函数
B.函数f(x)在区间[-1,2]上是减函数
C.函数f(x)在区间[-1,4]上是减函数
D.函数f(x)在区间[2,4]上是增函数
A
解析:由题图可知函数f(x)在区间[-1,2]上是增函数,在[2,4]上是减函数.故选A.
3.(2021·全国甲卷)下列函数中是增函数的为( )
D
答案:9
课堂突破 提升素养能力
考点一 确定函数的单调性(单调区间)
1.(2023·北京人大附中模拟)下列函数中,在(0,+∞)上为减函数的是( )
D
2.(2023·云南大理模拟预测)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是
( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,1)
C.(1,+∞) D.(4,+∞)
D
解析:由x2-2x-8>0,得f(x)的定义域为{x|x<-2或x>4}.设t=x2-2x-8,则y=
ln t为增函数.
要求函数f(x)的单调递增区间,即求函数t=x2-2x-8的单调递增区间(定义
域内).
因为函数t=x2-2x-8在(4,+∞)上单调递增,在(-∞,-2)上单调递减,
所以函数f(x)的单调递增区间为(4,+∞).故选D.
3.(2023·四川广安二中模拟预测)函数f(x)=|x-2|x的单调递减区间是
.
答案:[1,2]
1.函数单调性的判断方法
(1)定义法;(2)图象法;(3)利用已知函数的单调性;(4)导数法.
2.函数y=f(g(x))的单调性应根据外层函数y=f(t)和内层函数t=g(x)的单调性判断,遵循“同增异减”的原则.
3.单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示.有多个单调区间应分开写,不能用并集符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“,”或“和”连接.
考点二 求函数的最值
答案:(1)8
解析:(2)法一 在同一平面直角坐标系中,作出函数 f(x),g(x)的图象,依题意,h(x)的图象为如图所示的实线部分.易知点A(2,1)为图象的最高点,因此h(x)的最大值为h(2)=1.
答案:(2)1
1.求函数最值的三种基本方法
(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值,应注意函数的定义域.
(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.
(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.
2.对于较复杂函数,可运用