内容正文:
高考总复习 数学
第二章 函数
第一课时 函数的单调性
第2节 函数的单调性与最值
关键能力 进阶突破
提升
关键能力 进阶突破
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关键能力 进阶突破
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C
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B
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考点一 判断或证明函数的单调性
[例1] 已知a>0,函数f(x)=x+(x>0),利用定义法证明:函数f(x)在(0,]上单调递减,在[,+∞)上单调递增.
证明:设x1>x2>0,则f(x1)-f(x2)=x1+-x2-=(x1-x2)+=.
因为x1>x2>0,所以x1-x2>0,x1x2>0.
当x1,x2∈(0,]时,0<x1x2<a,所以x1x2-a<0,
所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以f(x)在(0,]上单调递减;
当x1,x2∈[,+∞)时,x1x2>a,
所以x1x2-a>0,所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
所以f(x)在[,+∞)上单调递增.
[变式探究] 本例变为用定义证明函数f(x)=ex+在(0,+∞)上单调递增.
证明:设0<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=(e+)-(e+)
=(e-e)+
=(e-e)(1-)=,
∵0<x1<x2,∴e-e<0,e-1>0,
∴f(x1)<f(x2),∴f(x)在(0,+∞)上单调递增.
定义法证明或判断函数单调性的步骤
判断函数的单调性还有图象法、导数法、性质法等.
训练1 (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.f(x)=3|x-1|
解析: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,故A错误;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,故B错误;因为y=在(0,+∞)上单调递减,y=-x在(0,+∞)上单调递减,所以f(x)=-在(0,+∞)上单调递增,故C正确;因为f()=,f(1)=1,f(2)=3,所以f(x)=3|x-1|在(0,+∞)上不具有单调性,故D错误.故选C.
答案:(1)[1,],[2,+∞) (2)(,4)
考点二 求函数的单调区间
[例2] (1)函数f(x)=|x2-3x+2|的单调递增区间是________.
(2)函数f(x)=ln (4+3x-x2)的单调递减区间是__________.
解析:(1)y=|x2-3x+2|=
如图所示,
函数的单调递增区间是[1,],[2,+∞).
(2)f(x)=ln (4+3x-x2)的定义域为(-1,4).令t=4+3x-x2,对称轴为直线x=,故单调递增区间为(-1,),单调递减区间为(,4),因为y=ln t为单调递增函数,所以f(x)=ln (4+3x-x2)的单调递减区间为(,4).
求函数的单调区间的方法
(1)图象法:如果f(x)是以图象给出的,或者f(x)的图象易作出,可由函数图象直观地写出它的单调区间.
(2)复合函数法:①求函数的定义域;②求简单函数的单调区间;③求复合函数的单调区间,依据是“同增异减”.
答案:(-∞,0],[1,+∞)
训练2 (1)设函数f(x)=g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的单调递增区间是________.
解析:由题意知g(x)=该函数图象如图所示,
其单调递增区间是(-∞,0],[1,+∞).
(2)函数y=-的单调增区间为_______.
答案:(-∞,-2]
解析:由x2+2x≥0,得x≤-2或x≥0,则函数的定义域为(-∞,-2]∪[0,+∞),令t=x2+2x,则y=-,因为t=x2+2x在(-∞,-2]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增,y=-在定义域内为减函数,所以y=-在(-∞,-2]上单调递增,在[0,+∞)上单调递减,所以y=-的单调增区间为(-∞,-2].
考点三 由单调性求参数的取值范围
[例3] 已知函数f(x)=是R上的增函数,则实数a的取值范围是( )
A.(0,) B.(0,]
C.(0,1) D.(0,1]
解析:因为函数f(x)=是定义在R上的增函数,
所以解得0<a≤,所以实数a的取值范围是(0,].
由单调性求参数取值范围的思路
利用单调性求参数的取值(范围),根据其单调性直接构建参数满足的方程(组)(不等式(组))或先得到其图象的升降,再结合图象求解.对于分段函数,要注意衔接点的取值.
训练3 (1)若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a=( )
A.-2 B.2
C.-6 D.6
解析:易知函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[-,+∞),令-=3,解得a=-6.
(2)若函数f(x)=在(a,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为________.
答案:[1,2)
解析:f(x)===1+.
∵f(x)在(a,+∞)上单调递增,∴解得1≤a<2.
$$