1.3.1函数的单调性题型一、利用函数的图象确定函数的单调区间 例1.作出下列函数的图象,并写出函数的单调区间 (1)12-=x y ; (2)322++-=x x y ; (3)2)2(1-++=x x y ; (4)969622++++-=x x x x y相应作业1:课本P32第3题. 题型二、用定义法证明函数的单调性用定义法证明函数的单调性步骤:取值 作差变形 定号 下结论✍取值,即_____________________________;✍作差变形,作差____________,变形手段有__________、_____、_____、_______等; ✍定号,即____________________________________________________________;④下结论,即______________________________________________________。
例2.用定义法证明下列函数的单调性(1)证明:1)(3+-=x x f 在()+∞∞-,上是减函数.▲定义法证明单调性的等价形式: 设[]b a x x ,21∈、,21x x ≠,那么[])(0)()(0)()()(21212121x f x x x f x f x f x f x x ⇔>--⇔>--在[]b a ,上是增函数;[])(0)()(0)()()(21212121x f x x x f x f x f x f x x ⇔<--⇔<--在[]b a ,上是减函数.(2)证明:x x x f -+=1)(2在其定义域内是减函数;(3)证明:21)(xx f =在()0,∞-上是增函数; 法一: 作差 法二:作商(4)已知函数)(x f y =在()+∞,0上为增函数,且)0(0)(><x x f ,试判断)(1)(x f x F =在()+∞,0上的单调性,并给出证明过程;▲方法技巧归纳——判断函数单调性的方法:1、直接法:熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等;如,练习册P27(2)P31(上5、1)2、图象法;3、定义法;4、运算性质法:①当0>a 时,函数)(x af 与)(x f 有相同的单调性; 当0<a 时,函数)(x af 与)(x f 有相反的单调性; ②当函数)(x f 恒不等于零时,)(x f 与)(1x f 单调性相反;③若0)(≥x f ,则)(x f 与)(x f 具有相同的单调性;④若)(x f 、)(x g 的单调性相同,则)()(x g x f +的单调性与之不变; ▲即:增+增=增 减+减=减⑤若)(x f 、)(x g 的单调性相反,则)()(x g x f -的单调性与)(x f 同.▲即:增-减=增 减-增=增 注意:(1)可熟记一些基本的函数的单调性,一些较复杂的函数可化为基本函数的组合形式,再利用上述结论判断; (2))()(x g x f 与)()(x g x f 的单调性不能确定.相应作业2:(1)讨论函数1)(2-=x axx f 在()1,1-上的单调性(0≠a ); ▲(2)务必记住“对勾”函数)0()(>+=k xkx x f 的单调区间(见练习册P29探究之窗.探究1)知识拓展——复合函数单调性(▲难点)一、复习回顾:复合函数的定义:如果函数)(t f y =的定义域为A ,函数)(x g t =的定义域为D ,值域为C ,则当A C ⊆时,称函数))((x g f y =为f 与g 在D 上的复合函数,其中t 叫做中间变量,)(x g t =叫内层函数,)(x f y =叫外层函数。
二、引理1 已知函数y=f [g(x)].若t=g(x)在区间(a,b)上是增函数,其值域为(c ,d),又函数y=f(t)在区间(c,d)上是增函数,那么,原复合函数y=f [g(x)]在区间(a,b)上是增函数.引理2 已知函数y=f [g(x)].若t=g(x)在区间(a,b)上是减函数,其值域为(c ,d),又函数y=f(t)在区间(c,d)上是减函数,那么,复合函数y=f [g(x)]在区间(a,b)上是增函数. 引理1的证明:▲重要结论1:复合法则规律可简记为“_____________________”(四个字)▲重要结论2:若一个函数是由多个简单函数复合而成的,则此复合函数的单调性由简单函数中减函数的个数决定:✍若减函数有偶数个,则复合函数为增函数; ✍若减函数有奇数个,则复合函数为减函数.规律可简记为“_____________________”(四个字) 题型三、求复合函数的单调区间 例3. 求下列函数的单调区间. (1)267x x y --=(2)3212--=x x y▲小结:1、注意:(1)求单调区间必先求定义域; (2)单调区间必须是定义域的子集;(3)写多个单调区间时,区间之间不能用“ ”并起来,应用“,”隔开. 2、判断复合函数单调性步骤: ✍求函数的定义域;✍将复合函数分解成基本初等函数:)(t f y =与)(x g t =; ✍确定两个函数的单调性;④由复合法则“同増异减”得出复合函数单调性. 相应作业3:求下列函数的单调区间.(1)228x x y --= (2)3212--=x x y(3)xx y 412-=单调性的应用题型四、比较函数值的大小例4.已知函数)(x f y =在[)+∞,0上是减函数,试比较)43(f 与)1(2+-a a f 的大小.题型五、已知单调性,求参数范围 例5.已知函数2)(2)(2+--=x a x x x f(1)若)(x f 的减区间是(]4,∞-,求实数a 的值; (2)若)(x f 在(]4,∞-上单调递减,求实数a 的取值范围.例6.若函数⎩⎨⎧≤-+->-+-=0,)2(0,1)12()(2x x b x x b x b x f 在R 上为增函数,求实数b 的取值范围.题型六、利用单调性,求解抽象不等式例7.已知函数)(x f y =是()1,1-上的减函数,且)1()1(2->-a f a f ,求实数a 的取值范围.例8.已知)(x f 是定义在()+∞,0上的增函数,且)()()(y f x f yx f -=,且1)2(=f ,解不等式2)31()(≤--x f x f .相应作业4:已知)(x f 是定义在()+∞,0上的增函数,且)()()(y f x f xy f +=,且1)2(=f ,解不等式3)2()(≤-+x f x f .题型七、抽象函数单调性的判断——定义法 解决此类问题有两种方法:✍“凑”,凑定义或凑已知条件,从而使用定义或已知条件得出结论; ✍赋值法,给变量赋值要根据条件与结论的关系,有时可能要进行多次尝试.例9.已知函数)(x f 对任意实数x 、y 都有)()()(y f x f y x f +=+,且当0>x 时0)(>x f ,求证:)(x f 在R 上单调递增.例10.已知定义在()+∞,0上的函数)(x f 对任意x 、y ∈()+∞,0,恒有)()()(y f x f xy f +=,且当10<<x 时0)(>x f ,判断)(x f 在()+∞,0上单调性.相应作业5:定义在()+∞,0上的函数)(x f 对任意x 、y ∈()+∞,0,满足)()()(n f m f mn f +=,且当1>x 时0)(>x f .(1)求)1(f 的值; (2)求证:)()()(n f m f nmf -=; (3)求证:)(x f 在()+∞,0上是增函数;(4)若1)2(=f ,解不等式2)2()2(>-+x f x f ;函数的最大(小)值1、函数的最大(小)值定义2、利用单调性求最值常用结论(1)若函数)(x f y =在闭区间[]b a ,上单调递增,则)(min a f y =,)(max b f y =; (2)若函数)(x f y =在闭区间[]b a ,上单调递减,则)(min b f y =,)(max a f y =; (3)若函数)(x f y =在开区间()b a ,上单调递增,则函数无最值,但值域为())(),(b f a f ; (4)若函数)(x f y =在闭区间[]b a ,上单调递增,在闭区间[]c b ,上单调递减,那么函数)(x f y =,[]c a x ,∈在b x =处有最大值,即)(max b f y =;(5)若函数)(x f y =在闭区间[]b a ,上单调递减,在闭区间[]c b ,上单调递增,那么函数)(x f y =,[]c a x ,∈在b x =处有最小值,即)(min b f y =.题型八、单调性法求函数最值(值域) 例11、(1)函数121)(-=x x f 在[]5,1上的最大值为________,最小值为________;(2)函数112++=x x y 在[]4,2上的最大值为________,最小值为________;(3)函数x x y 212--=的值域为________________;(4)函数1-+=x x y 的值域为________________;(5)函数212+--=x x y 的值域为________________;(6)函数x xy +=1的值域为________________;二次函数的区间最值的求法二次函数在给定区间[]n m ,上求最值,常见类型: (1)定轴定区间:对称轴与区间[]n m ,均是确定的; (2)动轴定区间: (3)定轴动区间: (4)动轴动区间: 1、定轴定区间可数形结合,较易解决,注意对称轴与区间位置关系。
例12.当22≤≤-x 时,求函数322--=x x y 的最值.相应作业6:求函数542++-=x x y 在[]5,1上的最值.2、动轴定区间例13.已知函数22)(2++=ax x x f ,求)(x f 在[]5,5-上的最值.▲动轴定区间问题一般解法:对对称轴在区间左侧、右侧、内部三种情况进行讨论,从而确定最值在区间端点处还是在顶点处取得.相应作业7:求函数12)(2--=ax x x f 在[]2,0上的最值.3、定轴动区间例14.已知函数22)(2+-=x x x f ,当[]1,+∈t t x 时,求)(x f 的最小值)(t g .相应作业8:已知函数34)(2-+-=x x x f ,当[]2,+∈m m x 时,求)(x f 的最大值)(m g . 4、动轴动区间解决方法:可将对称轴和区间之一看做不动,进行讨论.例15.求函数ax x y +-=2在[]a x ,1-∈上的最大值.相应作业9:求函数222--=ax x y 在[]1,a x -∈上的最值.。