解函数的单调性时需注意的几个概念
函数的单调性是函数的一个很重要的性质,也是历年高考命题的重点。
但是不少同学由于对概念认识不足,审题不清,在解答这类题时容易出现错解。
下面对做这类题时需注意的事项加以说明,以引起同学们的重视。
一、应用定义证明,要注意步骤的严密性
例1. 证明函数f x x ()=-+31在R 上是减函数。
解:任取x x R 12,∈,且x x 12<,则
f x f x x x x x ()()()()121323231
311-=-+--+=- =-++()()x x x x x x 21222112
∵x x x x x x x x x 1222121212222234
0<++=++>,() ∴x x f x f x f x f x 21121200->->>,,即()()()()
∴函数f x x ()=-+31在R 上是减函数。
提示:有的同学证明时,没有说明x x x x x x x 12122212222234
0++=++>(),就直接说f x f x ()()12>,这个过程不能省。
二、对函数单调性的概念理解不正确
例2. 若αβππ,,∈()2
,且tan α<cot β,则有( ) A. αβπ+>
2 B. αβπ+<2 C. αβπ+<32 D.αβπ+>32
错解:因为tan tan()απ
β<-2,所以απ
β<-2,故选B 。
剖析:∵βππ∈()2
,
∴π
βπ
220-∈-(),。
显然,απ
β,2-不在同一单调区间,故此时不能使用
函数的单调性。
正确解法:∵βππ∈()2
, ∴322πβππ-∈(),,由题意知,tan tan()απβ<-32,又y x =tan 在()ππ2,上单调递增,故选C 。
三、研究函数的单调性千万不要忘记函数的定义域
例3. 函数y x x =--lg()223的单调递增区间是( )
A. [)1,+∞
B. (3,+∞)
C. (-∞,1]
D. (-∞,-1)
错解:∵令t x x x x =--=-->2223141(),时,t 为增函数,而y =lgt 在t ∈+∞()0,上是增函数,
∴函数y x x =--lg()223的单调增区间是[1,+∞)。
故选A 。
剖析:此题除注意两个函数的单调性外,函数的定义域也不要忘记。
正确解法:此函数的定义域为(-∞,-1) ()3,+∞。
令t x x x x =--=--∈-∞-+∞22231413()()(),,,
∵y =lgt 在t ∈+∞()0,上是增函数,t x x x =--=--222314(),而x ∈-∞-+∞()(),,13 的单调增区间为(3,+∞),
∴选B 。
例4. 已知函数f x x x x ()sin ()=+∈-511,,,如果f a f a ()()1102-+-<,则实数a 的取值范围是__________。
错解:由题意知f(x)是奇函数且在(-1,1)上单调递增,又由
f a f a ()()1102-+-<,
得f a f a f a ()()()11122-<--=-,因此,112-<-a a ,即a >1或a <-2。
剖析:忽略了复合函数的定义域,从而导致解题错误。
正确解法:由题意知f(x)是奇函数且在(-1,1)上单调递增,又由
f a f a ()()1102-+-<,得f a f a f a ()()()11122-<--=-
则-<-<-<-<-<-⎧⎨⎪⎩
⎪1111111122a a a a ,解得12<<a 。
四、混淆“函数的单调区间”与“函数在某一区间单调”
例5. 函数y x ax x =++∈-∞2211在,(]时单调递减,求a 的取值范围。
错解:∵函数y x ax x =++∈-∞2211在,(]时单调递减,
∴-a =1,即a =-1。
剖析:错把函数在x ∈-∞(],1时单调递减理解为函数单调递减区间是(-∞,1]。
事实上,当-a ≥1时,函数y x ax =++221在(1,-a]上也递减。
“函数在某一区间单调”与“函数的单调区间”不要混淆。
正确解法:函数的对称轴为x =-a ,因为函数在x ∈-∞(],1时单调递减,故-a ≥1,即a ≤-1。