内容正文:
3.2.1 课时1 单调性
说一说:观察右图,你能描述该曲线的规律吗?你是否还能举出类似的例子呢?
在初中,我们利用函数图象研究过函数值随自变量的增大而增大(或减小)的性质,这一性质叫做函数的单调性.
如何用符号语言来刻画呢?
探究1 借助函数图像,理解函数的单调性
活动1:小组合作完成下列问题:
(1)请完成下表,并在纸上画出函数的图象.
(2)结合图象描述函数单调性.
x -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
f(x)
16 9 4 1 0 1 4 9 16
在轴左侧, 图象下降的;
即当时,即随着的增大而减小;
在y轴右侧,图象上升的;
即当时,即随着的增大而增大.
用数学语言描述:
在轴左侧, 图象下降的;
即当时,即随着的增大而减小;
符号语言:任意取,,
当有
这时我们就说函数在区间上是单调递减的.
思考1:(1)你能说明为什么吗?
(2)如果,且单调递减,你能得到什么结论?
在轴右侧,图象上升的;
即当时,即随着的增大而增大.
符号语言:任意取,
当,有
这时我们就说函数在区间上是单调递增的.
思考2:(1)你能说明为什么吗?
(2)如果,且单调递增,你能得到什么结论?
一般地,设函数:
如果,当时,都有,那么就称函数在区间上单调递增.
就叫做函数的单调递增区间,简称增区间.
如果,当时,都有,那么就称函数在区间上单调递减.
就叫做函数的单调递减区间,简称减区间.
归纳总结
函数的单调性
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,我们就称它为增函数.
如:就是在R上的增函数.
特别地,当函数在它的定义域上单调递减时,我们就称它为减函数.
如:就是在R上的减函数.
(1)仿照,用符号语言刻画函数和各有怎样的单调性?
提示:(1)画出函数图像;
(2)用数学语言描述函数单调性.
活动2:小组合作完成下列问题,请尝试总结得出的发现.
(2)反比例函数减函数吗?如何描述它的单调性.
符号语言:
(1)任意取,
当
函数在区间上是单调递增的.
(2)任意取,
当
函数在区间上是单调递减的.
符号语言:
(1)任意取,
函数在区间上是单调递减的.
(2)任意取,
函数在区间上是单调递增的.
(2)反比例函数减函数吗?如何描述它的单调性.
分段描述!
注意1:增函数、减函数是针对的是函数的整个定义域,是函数的整体性质,而函数的单调性是对定义域下的某个区间,是函数的局部性质.一个函数在定义域下的某个区间具有单调性,但在整个定义上不一定具有单调性.
注意2:若函数的单调区间有多个,则函数的单调区间不能用“”连接,只能用“,”或“和”连接.
x
O
y
,或者
单调递减区间
思考3:设A是区间D上的自变量的某些值组成的集合,而且,当x1<x2,都有,能说明函数在区间上单调递增吗?试举例说明.
对于函数,取区间,
集合,则,当,都有.但在上并不单调递增.
注意3:函数的单调性是对定义域内某个区间而言的,它属于函数的局部性质,当函数在定义域内有增又有减时,说明该函数是不单调的.因此,在说明函数增减性时,一定要说明区间.
(1)对于函数f(x)=x2,如何从数学运算的角度说明f(x1)和f(x2)的大小关系?
作差法:
探究2 利用定义判断函数的单调性
活动3:解答下列问题,请尝试归纳证明函数单调性的方法.
(2)根据定义,研究函数的单调性.
归纳总结
求证:函数y=x+在区间)上单调递增.
任意取值
作差变形
定号
结论
练一练
(1)下列函数中,在(0,+∞)上单调递增的是( )
A.f(x)=3-x B.f(x)=x2-3x C.f(x)=- D.f(x)=-|x|
(2)函数y=x2-2|x|+1的单调递增区间是( )
A.(-1,0) B.(-1,0)和(1,+∞) C.(-∞,-1) D.(-∞,-1)和(0,1)
C
B
作出函数图象如图所示,
由图象可知,函数的单调递增区间为(-1,0)和(1,+∞).故选B.
探究3 求函数的单调区间
活动4 小组合作完成下列问题,并总结求解此类问题的方法.
①图象法:即先画出图象,根据图象求单调区间;
②定义法:即先求出定义域,再利用定义法进行判断求解.
归纳总结
函数单调区间的两种求法:
1.函数单调性的定义;
2.函数单调性的判断(定义法、图象法);
3.证明函数单调性的步骤;
4.求单调区间;
两个单调区间不能任意的合并
取值、作差变形、定号、结论
本节课我们学到了哪些知识与方法?
1.(多选题)若函数 在区间 上单调递增,对于任意的 , ,则下列结论中正确的有( )
A. B.
C. D.
2.函数 在 上是减函数,则有( )
A. B.
C. D.
AB
C
3.函数 在区间 上( )
A.单调递减
B.单调递增
C.先单调递减后单调递增
D.先单调递增后单调递减
C
4.已知函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递减,试比较 f(a2-a+1)与f 的大小.
利用定义证明函数单调性的步骤
1.取值:设x1,x2是该区间内的任意两个值,且x1<x2.
2.作差变形:作差fx1-fx2,并通过因式分解、通分、配方、有理化等手段,转化为易判断正负的式子.
3.定号:确定fx1-fx2的符号.
4.结论:根据fx1-fx2的符号及定义判断单调性.
(2)由题得,y=
解:∵a2-a+1=,
∴与a2-a+1都是区间(0,+∞)上的值.
∵f(x)在区间(0,+∞)上单调递减,
∴f≥f(a2-a+1).
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