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函数的单调性教师版

单调增区间
函数y =x x
+-11的递减区间是(―∞, ―1)、(―1, +∞)
.函数y =log 12
(4+3x -x 2)的一个单调递增区间是 ( ) A.(-∞,32] B.[32
,+∞) C.(-1,32) D.[32
,4) 解析:由t =4+3x -x 2>0得-1<x <4,即函数y =log 12
(4+3x -x 2)的定义 域为(-1,4),
又y =log 12t 是减函数,t =4+3x -x 2在[32
,4)上递减, 所以函数y =log 12(4+3x -x 2)在[32
,4)上递增. 答案:D
函数x x x f ln 2)(2-=的增区间是
2.画出下列函数图象并写出函数的单调区间
(1)22||1y x x =-++ (2)2|23|y x x =-++
解:(1)2221(0)21(0)x x x y x x x ⎧-++≥⎪=⎨--+<⎪⎩ 即22(1)2(0)(1)2(0)
x x y x x ⎧--+≥⎪=⎨-++<⎪⎩ 如图所示,单调增区间为(,1][0,1]-∞-和,单调减区间为[1,0][1,)-+∞和
(2)当2230,13x x x -++≥-≤≤得,函数2223(1)4y x x x =-++=--+
当2230,13x x x x -++<<->得或,函数2223(1)4y x x x =--=--
即22(1)4(13)(1)4(13)
x x y x x x ⎧--+-≤≤⎪=⎨--<->⎪⎩或 如图所示,单调增区间为[1,1][3,]-+∞和,单调减区间为(,1][1,3]-∞-和
单调性的应用
1.求参数范围
(精选考题·抚顺六校第二次模拟)f (x )=
⎩⎪⎨⎪⎧ a x (x >1)⎝ ⎛⎭
⎪⎫4-a 2x +2 (x ≤1)是R 上的单调递增函数,则实数a 的取值范围为( ) A .(1,+∞)
B .[4,8)
C .(4,8)
D .(1,8)
解析:因为f (x )是R 上的单调递增函数,所以可得⎩⎪⎨⎪⎧ a >1,4-a 2>0,a ≥4-a 2+2.
解得4≤a <8,故选B.
2. 若函数f (x )=|log a x |(0<a <1)在区间(a,3a -1)上单调递减,则实数a 的取值范围是
________. 解析:由于f (x )=|log a x |在(0,1]上递减,在(1,+∞)上递增,所以0<a <3a -1≤1,解得12<a ≤23
,此即为a 的取值范围. 答案:12<a ≤23
3. .已知函数f (x )=3-ax a -1
(a ≠1). (1)若a >0,则f (x )的定义域是________;
(2)若f (x )在区间(0,1]上是减函数,则实数a 的取值范围是________.
解析:(1)当a >0且a ≠1时,由3-ax ≥0得x ≤3a ,即此时函数f (x )的定义域是⎝ ⎛⎦
⎥⎤-∞,3a ; (2)当a -1>0,即a >1时,要使f (x )在(0,1]上是减函数,则需3-a ×1≥0,此时1<a ≤3. 当a -1<0,即a <1时,要使f (x )在(0,1]上是减函数,则需-a >0,此时a <0.综上所述,所求实数a 的取值范围是(-∞,0)∪(1,3].
答案:(1)⎝ ⎛⎦
⎥⎤-∞,3a (2)(-∞,0)∪(1,3] 4. 【训练2】 函数y =x -5x -a -2
在(-1,+∞)上单调递增,则a 的取值范围是 ( ).
A .a =-3
B .a <3
C .a ≤-3
D .a ≥-3
解析 y =x -5x -a -2=1+a -3x -(a +2),需⎩⎨⎧ a -3<0,a +2≤-1,
即⎩
⎨⎧ a <3,a ≤-3,∴a ≤-3. 答案 C
5. 4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧
x 2+4x ,x ≥0,4x -x 2,x <0.若f (2-a 2)>f (a ),则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(2,+∞) B .(-1,2)
C .(-2,1)
D .(-∞,-2)∪(1,+∞)
已知函数()f x 在[0, π)上是递减函数,且周期是3,那么下列三个数(lg100)f , f (2
π), f (23π),从大到小的顺序是f (2
π)>(lg100)f >f (23π) 例5.函数9()log (8)a f x x x =+-在[1,)+∞上是增函数,求a 的取值范围. 分析:由函数9()log (8)a
f x x x
=+-在[1,)+∞上是增函数可以得到两个信息:①对任意的121,x x ≤<总有12()()f x f x <;②当1x ≥时,80a x x +-
>恒成立. 解:∵函数9()log (8)a f x x x
=+-在[1,)+∞上是增函数,∴对任意的121,x x ≤<有12()()f x f x <,即919212log (8)log (8)a a x x x x +-<+-,得1212
88a a x x x x +-<+-,即1212
()(1)0a x x x x -+<, ∵120x x -<,∴12
10,a x x +> 121,a x x >- 12a x x >-, ∵211x x >≥,∴要使12a x x >-恒成立,只要1a ≥; 又∵函数9()log (8)a f x x x
=+-在[1,)+∞上是增函数,∴180a +->, 即9a <,综上a 的取值范围为[1,9)-.
另解:(用导数求解)令()8a g x x x =+-,函数9()log (8)a f x x x
=+-在[1,)+∞上是增函数, ∴()8a g x x x =+-
在[1,)+∞上是增函数,2()1a g x x
'=+, ∴180a +->,且210a x +≥在[1,)+∞上恒成立,得19a -≤<.
例1 求解方程03x 8x )3x 7(55=++++。

解:设函数x x )x (f 5+=,则)x (f 是奇函数而且单调递增。

原方程等价于
)x (f )3x 7(f -=+,于是有)x (f )3x 7(f -=+,即x 3x 7-=+,得8
3x -=为所求方程的解。

二. 妙解方程
例2. 解方程4765x x x +=
解:易见x=2是方程的一个解 原方程可化为4657651⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭
⎪=x x 而f x x ()=⎛⎝ ⎫⎭⎪465(因为46501⎛⎝ ⎫⎭
⎪∈x (),) 在R 上是减函数,g x x ()=⎛⎝ ⎫⎭
⎪765同样在R 上是减函数 因此f x g x x x ()()+=⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭
⎪465765在R 上是减函数 由此知:当x >2时,465765465765122⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭⎪<⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭
⎪=x x 当x <2时,465765465765122⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭⎪>⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭
⎪=x x 这说明x >2与x <2的数都不是方程的解,从而原方程仅有唯一解x =2。

拓展训练:解方程51222x x x -=+()。

(答:x =2)
点评:解该类型题有两大步骤:首先通过观察找出其特解x 0,然后等价转化为f x a a ()()=为常数的形式,最后根据f x ()的单调性得出原方程的解的结论。

例4. 解不等式log ()log 5161+>x x
解:设t x x x t ===log 165164,则,
原不等式可化为log ()514+>t t
则145+>t t ,即15451⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭⎪>t t
设f t t t
()=⎛⎝ ⎫⎭⎪+⎛⎝ ⎫⎭
⎪1545 显然f t ()是R 上的减函数,且11=f (),那么不等式 即f t f t ()()>⇒<11
因此有log 161x <,解得016<<x
点评:解不等式其实质是研究相应函数的零点,正负值问题。

用函数观点来处理此类问题,不仅可优化解题过程,且能让我们迅速获得解题途径。

拓展训练:解不等式()5363033x x x ++++>。

(答:x >-12

抽象函数的单调性
函数f(x)对任意的a 、b ∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b)-1,并且当x >0时,f(x)>1.
(1)求证:f(x)是R
(2)若f(4)=5,解不等式f(3m 2-m-2)<3.
解:(1)设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,
则x 2-x 1>0,∴f(x 2-x 1)>1.
f(x 2)-f(x 1)=f((x 2-x 1)+x 1)-f(x 1)=f(x 2-x 1)+f(x 1)-1-f(x 1)=f(x 2-x 1)-1>0. ∴f (x 2)>f(x 1).
即f(x)是R 上的增函数.
(2)∵f (4)=f (2+2)=f (2)+f (2)-1=5
∴f (2)=3,
∴原不等式可化为f(3m 2-m-2)<f(2),
∵f(x)是R 上的增函数,∴3m 2-m-2<2,
解得-1<m <34,故解集为(-1,34).。

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