3.2函数的基本性质教材深挖讲义-2027届高三数学一轮复习
3.2 函数的基本性质
教材结论与考点深挖
(1)教材出处
必修第一册 第三章 3.2.1 单调性与最大(小)值 正文对增函数、减函数的定义;正文例3 用定义证明 在
上单调递增;习题3.2 第8题讨论
的单调性。
图 1 在
上的图象:
上递减,
上递增
(2)教材结论/公式/性质
结论类型:正文定理公式。
设函数 的定义域为
,区间
。
- 若对任意
,当
时都有
,则称
在
上单调递增;
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- 若对任意
,当
时都有
,则称
在
上单调递减。
等价刻画():
也就是差商 在
上恒正(增)或恒负(减)。
(3)推导证明
以增函数为例。若 在
上单调递增,取
且
。当
时
,故
与
同为负,乘积为正;当
时两者同为正,乘积仍为正。
反之,若乘积恒正,假设存在 使
,则
且
,乘积非正,与条件矛盾。故必有
,即
在
上单调递增。减函数的情形同理。
(4)适用条件与易错提醒
- 定义中的“任意”不能换成“存在”,也不能只代几组特殊值;只验证
不能说明单调性。
- 单调区间必须是定义域的子区间,讨论前先确定定义域。例如
在
和
上分别递减,但在整个定义域上不是减函数。
- 多个单调区间之间用“和”或逗号并列,不能写成并集。例如
的减区间写
和
,不能写成
。
- 单调区间的端点写开写闭一般不影响单调性,但同一题中要保持一致;
不在
的定义域内,区间端点只能写开。
- 由
单调递增不能推出
单调递减,除非已知
恒正或恒负。
- 解答题中证明单调性必须回到定义做代数变形,不能只写“由图象可以看出”。
(5)考点定位与命题角度
选填题考“判断具体函数或抽象函数的单调性”“由单调性比较大小”“解抽象不等式 ”;解答题中常用定义法证明单调性,或由分段函数在全体实数上单调求参数。难度基础到中档。近年真题有 2024 新课标Ⅰ卷·6(分段函数在全体实数上单调递增求参数)、2023 新课标Ⅰ卷·4(指数型复合函数单调性求参数,见条目二)。
(6)方法归纳
- 第一步 取值:设
是区间
内任意两个实数,且
。
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- 第二步 作差:计算
,必要时先通分、因式分解或有理化。
- 第三步 变形定号:把差写成若干符号确定的因式的乘积,逐因式判断正负。
- 第四步 下结论:由差的符号判定
与
的大小,说明函数在
上单调递增或递减。
(7)典型例题
证明函数 在区间
上单调递减。
解析
任取 ,且
,则
因为 ,所以
,
,故
,即
。所以
在
上单调递减。
证明函数 在区间
上单调递减。
解析
任取 ,则
由 得
,
,故
,
。于是
,即
。所以
在
上单调递减。
(8)变式训练
(改编自 2024 新课标Ⅰ卷·6)已知函数
在全体实数上单调递增,求实数 的取值范围。
用单调性的定义证明:函数 在区间
上单调递增。
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