内容正文:
第2节 函数的单调性与最值
[考试要求]
1.借助函数图象,会用数学符号语言表达函数的单调性、最值,理解其实际意义.
2.掌握函数单调性的简单应用.
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.
f(x1)<f(x2)
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
图象描述 自左向右看图象是 .
自左向右看图象是 .
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, 叫做函数y=f(x)的单调区间.
区间D
2.函数的最值
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 . ①对于任意的x∈I,
都有 .
②存在x0∈I,使得 .
结论 M是f(x)的最大值 M是f(x)的最小值
f(x)≤M
f(x0)=M
f(x)≥M
f(x0)=M
[重要结论]
2.在公共定义域内,增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=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y=f(x)的单调递增区间是[1,+∞).( )
×
2.(2021·全国甲卷)下列函数中是增函数的为( )
D
法二(图象法) 如图,在平面直角坐标系中分别画出A,B,C,D四个选项中函数的大致图象,即可快速直观判断D项符合题意.故选D.
3.(教材改编题)已知函数f(x)=3x2-2ax+1,若对任意的x1,x2∈(-∞,-2),且x1<
x2,总有f(x1)>f(x2),则a的取值范围是( )
A.[6,+∞) B.[-6,+∞)
C.(-∞,6] D.(-∞,-6]
B
答案:9
课堂突破 提升素养能力
考点一 求函数的单调区间
1.(2023·四川阆中中学模拟)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x∈(-∞,-2)∪(4,+∞),令t=x2-2x-8,则y=ln t,
因为当x∈(-∞,-2)时,t=x2-2x-8为减函数;x∈(4,+∞)时,t=x2-2x-8为增函数;
y=ln t为增函数,故函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是(4,+∞).
故选D.
2.(2023·河北英才国际学校模拟)若函数f(x)=6ln x-x2+x,则f(x)的单调递减区间为( )
B
C
3.(2023·甘肃兰州模拟)函数f(x)=x2-2|x|+5的单调递增区间是( )
A.(-∞,-1)和(0,1) B.(-∞,-1)和(1,+∞)
C.[-1,0]和[1,+∞) D.(-1,0)和(0,1)
解析:由函数f(x)的定义域为R,且f(-x)=(-x)2-2|-x|+5=x2-2|x|+5=f(x),则f(x)为偶函数,f(x)的图象关于y轴对称.当x>0时,f(x)=x2-2x+5,对称轴为直线x=1,所以f(x)在[1,+∞)上单调递增,在(0,1)上单调递减;则当x≤0时,f(x)在[-1,0]上单调递增,在(-∞,-1)上单调递减,则f(x)的单调递增区间为[-1,0]和[1,+∞).故选C.
4.(2022·江苏南通高三开学考试)设函数f(x)=-x2+2x+8,g(x)=logax(0<a<1),则函数y=g(f(x))的单调递减区间为( )
A.(-∞,1) B.(-2,1)
C.(1,+∞) D.(1,4)
B
解析:依题意,g(f(x))=loga(-x2+2x+8),由-x2+2x+8>0得-2<x<4,即函数y=g(f(x))的定义域为(-2,4),显然函数f(x)在(-2,1)上单调递增,在(1,4)上