内容正文:
第02讲 函数的单调性与最值
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.
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
一般步骤为设元作差变形判断符号→得出结论.
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.
⑤ 导数法
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1】 函数的单调性
情况1 判断函数的单调性
【典题1】 (2024·全国·高三专题练习) (多选)下列函数在(0,+∞)上单调递增的是( )
A. B.y=|x2-2x|
C.y=2x+2cos x D.
【巩固练习】
1. (2024·全国·高三专题练习)函数g(x)=x·|x-1|+1的单调递减区间为( )
A. B.
C.[1,+∞) D.
2. (2024·全国·高三专题练习)函数的单调递增区间是( )
A.[-1,+∞) B.(-∞,-1)
C.(-∞,0) D.(0,+∞)
3. (2024·广东·高三专题练习)( )
. .
. .
4. (2024·河南·模拟预测)已知函数在R上单调递增,函数在上单调递增,在上单调递减,则( )
A.函数在R上单调递增
B.函数在上单调递增
C.函数在上单调递减
D.函数在上单调递减
5. (2024·全国·高三专题练习)下列函数中,既是奇函数,又在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
情况2 根据函数的单调性求值或参数
【典题1】 (2024·山东·模拟预测)已知是定义在上的单调函数,
,则( )
A.114 B.116 C.134 D.136
【典题2】(2023·陕西商洛·一模)已知函数是定义在上的增函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典题3】(2022·广东茂名·二模)若对任意的,,且,都有,则m的值可能是( )
A. B. C. D.1
【巩固练习】
1. (2024·全国·高三专题练习)已知函数y=f(x)是定义在R上的单调函数,对∀x∈R,恒成立,则f(3)=( )
2. (2024·全国·高三专题练习)函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3. (2024·全国·模拟预测)设函数和,若两函数在区间上的单调性相同,则把区间叫做的“稳定区间”.已知区间为函数的“稳定区间”,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4. (2024·全国·模拟预测)已知函数满足,且当时,,若存在,使得,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
情况3 利用函数单调性解不等式
【典题1】(2024·广东·模拟预测)已知函数的定义域为R,对任意实数x,y都有,当时,,且,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【典题2】(2024·湖南·模拟预测)若,则( )
A. B.
C. D.
【巩固练习】
1. (2024·全国·高三专题练习)函数,若满足恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2024·陕西·西北工业大学附属中学模拟预测)已知函数,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
3.(2023·重庆·一模)已知定义域为的减函数满足,且,则不等式的解集为 .
4. (2024·全国·高三专题练习)已知定义在上的函数满足:对任意实数a,b都有,且当时,.若,则不等式的解集为 .
【题型2】 函数的最值
情况1 利用函数单调性求最值
【典题1】 (2024·全