内容正文:
2.2 函数的单调性与最值
课程标准
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,理解实际意义. 2.掌握函数单调性的简单应用.
授课提示:对应学生用书第26页
知识点一 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D,如果对于定义域D内某个区间I上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上单调递增.特别地,当函数f(x)在它的定义域上单调递增时,我们称它是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上单调递减.特别地,当函数f(x)在它的定义域上单调递减时,我们称它是减函数
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
2.单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间I上是单调递增或单调递减,那么就说函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间I叫做函数y=f(x)的单调区间.
知识点二 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
(1)对于任意x∈D,都有f(x)≤M;
(2)存在x0∈D,使得f(x0)=M
(1)对于任意x∈D,都有f(x)≥M;
(2)存在x0∈D,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
1.∀x1,x2∈I且x1≠x2,有>0(<0)或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0(<0)⇔f(x)在区间I上单调递增(减).
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.
3.函数y=f(x)(f(x)>0或f(x)<0)在公共定义域内与y=-f(x),y=的单调性相反.
4.复合函数的单调性:函数y=f(u),u=φ(x)在函数y=f(φ(x))的定义域上.如果y=f(u)与u=φ(x)的单调性相同,那么y=f(φ(x))单调递增;如果y=f(u)与u=φ(x)的单调性相反,那么y=f(φ(x))单调递减.
[对点自测]
1.(知识点一)下列函数中,在区间(0,1)上单调递增的是( )
A.y=|x+1| B.y=2-x
C.y= D.y=x2-x+1
答案:A
2.(知识点一)函数y=log(x2-2x)的单调递减区间是( )
A.(-∞,1) B.(1,+∞)
C.(2,+∞) D.(-∞,0)
答案:C
3.(知识点二)已知函数f(x)=,x∈[2,6],则f(x)的最大值为________,最小值为________.
答案:2
4.(知识点一、二)函数y=在(-∞,0]上的最大值为2,则a=________.
解析:因为函数y=在(-∞,0]上有最大值,所以函数为增函数,
所以-a=2,a=-2.
答案:-2
授课提示:对应学生用书第27页
多维探究
[例1] (1)(2023·山东青岛高三月考)下列函数在区间(0,+∞)上单调递减的是( )
A.f(x)=ln x B.f(x)=e-x
C.f(x)= D.f(x)=-
[解析] 对于A,f(x)=ln x为对数函数,其底数e>1,在区间(0,+∞)上单调递增,不符合题意.对于B,f(x)=e-x为指数函数,其底数<1,在区间(0,+∞)上单调递减,符合题意.对于C,f(x)=为幂函数,其指数>0,在区间(0,+∞)上单调递增,不符合题意.对于D,f(x)=-=为反比例函数,在区间(0,+∞)上单调递增,不符合题意.
[答案] B
(2)函数f(x)=log3(4x-x2)的单调递增区间为________,单调递减区间为________.
[解析] 由4x-x2>0得0<x<4,所以函数定义域为(0,4).
令t=4x-x2,则y=log3t.由于y=log3t是(0,+∞)上的增函数,t=4x-x2在(-∞,2)上单调递增,在(2,+∞)上单调递减,故函数f(x)的单调递增区间是(0,2),单调递减区间是(2,4).
[答案] (0,2) (2,4)
(3)函数y=|x2-4x+3|的单调递增区间是________.
[解析] 函数的图象如图所示.由图象可知,函数的单调递增区间为[1,2],[3,+∞).
[答案] [1,2],[3,+∞)
链接高考
(2021·全国甲卷)下列函数中是增函数的为( )
A.f(x)=-x B.f(x)=x
C.f(x)=x2 D.f(x)=
解析:对于f(x)=-x,由正比例函数的性质可知,f(x)是减函数,故A不符合题意.
对于f(x)=x,由指数函数的单调性可知,f(x)是减函数,故B不符合题意.
对于f(x)=x2,由二次函数的图象可知,f(x)在(-∞,