内容正文:
函数的单调性
1 函数单调性的概念
一般地,设函数的定义域为,区间:
如果,当时,都有,那么就说在区间上单调递增(图①).特别地,当函数在它定义域上单调递增时,我们就称它是增函数.
如果,当时,都有,那么就说在区间上单调递减(图②).特别地,当函数在它定义域上单调递减时,我们就称它是减函数.
Eg:在上单调递减,但它不是减函数,
特别注意它的减区间是,不是.
2 单调性概念的拓展
① 若递增,,则.
比如:递增,则.
② 若递增,,则.
比如:递增则.
递减,有类似结论!
3 判断函数单调性的方法
① 定义法
解题步骤
(1) 任取,且;
(2) 作差;
(3) 变形(通常是因式分解和配方);
(4) 定号(即判断差的正负);
(5) 下结论(指出函数在给定的区间上的单调性).
② 数形结合
③ 性质法
增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数;
但增函数增函数不一定是增函数,比如,均是增函数,而不是.
④ 复合函数的单调性
(1)如果则称为的复合函数;
比如: (和的复合函数);
(和的复合函数);
(和的复合函数).
(2) 同增异减
设函数的值域是,函数
若在各自区间单调性相同,则复合函数在区间上递增;
若在各自区间单调性不同,则复合函数在区间上递减.
4 函数的最值
一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足:
(1) ,都有;(2),使得;
那么,我们称是函数的最大值.(最小值类似定义)
简单来说,最大值和最小值分别是函数图像中最高点和最低点的函数值.
【题型一】对函数单调性的理解
【典题1】 函数在是增函数,若,则有 ( )
【典题2】已知函数在上是单调函数,且对任意,都有,则的值等于 .
巩固练习
1(★) 若函数的定义域为且满足,则函数在上为( )
A.增函数 B.减函数 C.先增后减 D.不能确定
2(★★) 设,函数在区间是增函数,则( )
.
.
3(★★) 已知是定义在上单调递增的函数,则满足的取值范围是 .
【题型二】 判断函数单调性的方法
方法1 定义法
【典题1】判断在的单调性.
方法2 数形结合
【典题2】函数的单调增区间是 ( )
方法3 复合函数的单调性
【典题3】函数的单调减区间为 .
巩固练习
1(★) 下列四个函数在是增函数的为( )
2(★★) 设函数在上为增函数,则下列结论一定正确的是( )
.在上为减函数 .在上为增函数
.在上为增函数 .在上为减函数
3(★★) 函数的单调增区间是( )
4(★★) 已知函数的单调递增区间
5(★) 函数的单调递减区间为 .
6(★★) 函数的单调递增区间为 .
7(★★★) 已知函数在定义域上单调递增
(1)求的取值范围;
(2)若方程存在整数解,求满足条件的个数.
8(★★★) 函数在区间上都有意义,且在此区间上
①为增函数,;②为减函数,.
判断在的单调性,并给出证明.
【题型三】函数单调性的应用
角度1 解不等式
【典题1】已知函数,若,则实数的取值范围是 .
角度2 求参数取值范围或值
【典题2】若(),在定义域上是单调函数,则的取值范围 .
角度3 求函数最值
【典题3】已知函数.
(1)当时,求的值域;
(2)当时,求函数在区间上的最小值.
巩固练习
1(★) 函数在区间上的最大值、最小值分别是( )
A. B. C. D.最小值是,无最大值
2(★★) 已知函数,其定义域是,则下列说法正确的是( )
有最大值,无最小值 有最大值,最小值
有最大值,无最小值 有最大值2,最小值
3(★★) 若是上的单调减函数,则实数的取值范围为 .
4(★★) 若函数在上的最小值为.则 .
5(★★) 已知函数,若,则实数的取值范围是 .
6(★★★) 已知函数的定义域为(为实数).
当时,求函数的值域;
求函数在区间上的最大值及最小值,并求出当函数取得最值时的值.
【题型四】 抽象函数的单调性
定义在上的函数满足对所有的正数都成立,
且当,.
求的值
判断并证明函数在上的单调性
若关于的不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
巩固练习
1 (★★★) 定义在上的函数满足下面三个条件:
① 对任意正数,都有;② 当时,;③
求和的值;
试用单调性定义证明:函数在上是减函数;
求满足的的取值集合.
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函数的单调性