内容正文:
第2节 函数的单调性与最值
课程标准解读
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,理解其几何意义.2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质.
[知识梳理]
1.函数的单调性
(1)增函数、减函数
增函数
减函数
定义
一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,且I⊆D:如果对任意x1,x2∈I,
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称y=f(x)在I上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称y=f(x)在I上是减函数
图象描述
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间I上单调递增或单调递减,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叫做函数y=f(x)的单调区间.
(1)一个函数的同一种单调区间用“和”或“,”连接,一般不能用“∪”连接.(2)“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.函数的最值
一般地,设函数f(x)的定义域为D,且x0∈D:如果对任意x∈D,都有f(x)≤f(x0),则称f(x)的最大值为f(x0),而x0称为f(x)的最大值点;如果对任意x∈D,都有f(x)≥f(x0),则称f(x)的最小值为f(x0),而x0称为f(x)的最小值点.最大值和最小值统称为最值,最大值点和最小值点统称为最值点.
常用结论
1.函数单调性的两个等价结论
设∀x1,x2∈I(x1≠x2),则
(1)>0(或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0)⇔f(x)在I上单调递增.
(2)<0(或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0)⇔f(x)在I上单调递减.
2.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.
3.复合函数y=f(g(x))的单调性与y=f(u)和u=g(x)的单调性有关.简记:“同增异减”.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)对于函数y=f(x),若f(1)<f(3),则f(x)为增函数.( )
(2)函数y=f(x)在[1,+∞)上单调递增,则函数的单调递增区间是[1,+∞).( )
(3)函数y=的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( )
(4)闭区间上的单调函数的最值一定在区间端点取到.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.(教材改编)设定义在[-1,7]上的函数y=f(x)的图象如图所示,则关于函数y=的单调性,下列表述正确的是( )
A.在[-1,1]上单调递减
B.在(0,1]上单调递减,在[1,3)上单调递增
C.在[5,7]上单调递减
D.在[3,5]上单调递增
解析:B 由图象可知当x=0,x=3,x=6时,f(x)=0,此时函数y=无意义,故排除A,C,D.
3.(教材改编)函数f(x)=在[2,6]上的最大值是________,最小值是________.
解析:∵f(x)==2+在[2,6]上单调递减.
∴f(x)min=f(6)=,f(x)max=f(2)=4.
答案:4
4.(易错自纠)函数y=f(x)是定义在[-2,2]上的减函数,且f(a+1)<f(2a),则实数a的取值范围是________.
解析:由条件知
解得-1≤a<1.
答案:[-1,1)
5.(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:D 函数f(x)=-x与f(x)=()x 是减函数.
f(x)=x2在定义域(-∞,+∞)上不单调.f(x)=是增函数.
考点一 确定函数的单调性(区间) (基础性)
1.(多选题)下列函数中,在区间(0,+∞)上单调递增是( )
A.y=-sin x B.y=x2-2x+3
C.y=ln(x+1) D.y=-
解析:CD y=-sin x和y=x2-2x+3在(0,+∞)上不具备单调性;y=ln(x+1)在(0,+∞)上单调递增.
∵t=在(0,+∞)上单调递减,且>0.
∴y=-在(0,+∞)上单调递增.
2.已知函数f(x)=loga(-x2-2x+3)(a>0且a≠1),若f(0)<0,则此函数的单调递增区间是( )
A.(-∞,-1] B.[-1,+∞)
C.[-1,1) D.(-3,-1]
解析:C 令g(x)=-x2-2x+3,
由题意知g(x)>0,可得-3<x<1,
故函数的定义域为{x|-3<x<1}.
根据f(0)=loga3<0,可得0<a<1.
又g(x)在定义域(-3,1)内的单调递减区间是[-1,1),
所以f(x)的单调递增区间为[-1,1).
3.已知f(x