内容正文:
第二节 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,理解实际意义.2.掌握函数单调性的简单应用.
1.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I,区间D⊆I,如果∀x1,x2∈D
当x1<x2时,都有 f(x1)<f(x2) ,那么就称函数f(x)在区间D上单调递增
当x1<x2时,都有 f(x1)>f(x2) ,那么就称函数f(x)在区间D上单调递减
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D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D叫做y=f(x)的单调区间.
2.函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
(1)∀x∈I,都有 f(x)≤M ;
(2)∃x0∈I,使得 f(x0)=M
(1)∀x∈I,都有 f(x)≥M ;
(2)∃x0∈I,使得 f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
1.∀x1,x2∈D且x1≠x2,有>0(<0)或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0(<0)⇔f(x)在区间D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.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若f(x)的定义域为R,且f(-3)<f(2),则f(x)为R上的增函数.( )
(2)函数f(x)在(-2,3)上单调递增,则函数的单调递增区间为(-2,3).( )
(3)因为y=x与y=ex都是增函数,所以y=xex在定义域内为增函数.( )
答案:(1)× (2)× (3)×
2.(多选)下列函数中满足“对任意x1,x2∈,且x1≠x2,都有>0”的是( )
A.f(x)=-3x+1 B.f(x)=-
C.f(x)=x2+4x+3 D.f(x)=x-
解析:BCD [函数f(x)满足“对任意x1,x2∈,且x1≠x2,都有>0”,则有函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,函数f(x)=-3x+1在(0,+∞)上单调递减,A不符合题意;函数f(x)=-在(0,+∞)上单调递增,B符合题意;函数f(x)=x2+4x+3在(0,+∞)上单调递增,C符合题意;函数f(x)=x-在(0,+∞)上单调递增,D符合题意.]
3.函数y=(2m-1)x+b在R上是减函数,则( )
A.m> B.m<
C.m>- D.m<1
解析:B [要使y=(2m-1)x+b在R上是减函数,则2m-1<0,即m<.]
4.(必修第一册P81例5改编)函数y=在[2,3]上的最大值是 ________ .
解析:该函数在[2,3]上单调递减,故当x=2时,函数取得最大值,最大值为2.
答案:2
确定函数的单调性
►[角度1] 函数的单调性的理解
[例1] (多选)(2024·承德联考)如果函数f(x)在[a,b]上是单调递增,那么对于任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),下列结论中正确的是( )
A. >0
B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0
C.f(a)<f(x1)<f(x2)<f(b)
D. >0
[解析] ABD [因为f(x)在[a,b]上是增函数,对于任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),x1-x2与f(x1)-f(x2)的符号相同,故A,B,D都正确,而C中应为若x1<x2,则f(a)≤f(x1)<f(x2)≤f(b).]
►[角度2] 复合函数单调性的判定
[例2] (2023·北京卷)下列函数中,在区间(0,+∞)上单调递增的是( )
A.f(x)=-ln x B.f(x)=
C.f(x)=- D.
[解析] C [对于A,因为y=ln x在(0,+∞)上单调递增,y=-x在(0,+∞)上单调递减,所以f(x)=-ln x在(0,+∞)上单调递减,A错误;
对于B,因为y=2x在(0,+∞)上单调递增,y=在(0,+∞)上单调递减,所以f(x)=在(0,+∞)上单调递减,B错误;对于C,因为y=在(0,+∞)上单调递减,y=-x在(0,+∞)上单调递减,所以f(x)=