函式單調性錯例剖析

2022-02-06 04:03:27 字數 1491 閱讀 2112

函式的單調性是函式基本性質之一,《考試大綱》對本性質作了重要的要求,它的應用非常廣泛,但同學們在解題時,往往由於應用不熟練而導致錯誤,現舉幾例說明。

一、忽視單調性

例1 已知函式f(x)=x2-x-1,x∈[-1,],求f(x)的最大值和最小值。

錯解:∵f(-1)=1+-1=,f()=3-2-1=0,

∴f(x)的最大值和最小值分別為和0。

剖析:以上解法忽視了函式的單調性,由題設知函式f(x)在[-1,]上單調遞減,在[,]上單調遞增,因而當x=時,f(x)取得最小值。

解:∵f(x)=(x-)2-,x∈[-1,],

∴當x=時,f(x)的最小值為-,當x=-1時,f(x)的最大值為。

二、不理解單調性定義

例2 判斷函式f(x)=的單調性。

錯解:f(x)的定義域為(-∞,-1)∪(-1,+∞),設x1<x2<-1,則f(x2)-f(x1)=-=。

∵x1<x2<-1,∴x1-x2<0 x1+1<0 x2+1<0

∴f(x2)-f(x1)<0,即f(x2)<f(x1)

∴f(x)在(-∞,-1)上為減函式,同理可得f(x)在(-1,+∞)上也是減函式,故f(x)在(-∞,-1)∪(-1,+∞)為減函式。

剖析:對函式單調性理解不夠導致錯誤,對於單調性只能是在某個指定區間上來說的,不能用並集表示單調區間。

正解:f(x)的定義域為(-∞,-1)∪(-1,+∞),設x1<x2<-1,則f(x2)-f(x1)=-=

∵x1<x2<-1,∴x1-x2<0,x1+1<0,x2+1<0

∴f(x2)-f(x1)<0,即f(x2)<f(x1)

∴f(x)在(-∞,-1)為減函式。

同理可得f(x)在(-1,+∞)上也是減函式。

∴f(x)在(-∞,-1)和(-1,+∞)上都是減函式。

三、錯用函式的單調性

例3 利用定義判斷函式f(x)=x+在區間(-∞,+∞)上的單調性。

錯解:設x1,x2∈(-∞,+∞)且x1<x2,則f(x1)-f(x2)=(x1+)-(x2+)=(x1-x2)+(-)

∵x1<x2,∴x1-x2<0, -<0

∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2)。

故函式f(x)在區間(-∞,+∞)上是單調增函式。

剖析:該解法失誤在於錯用了g(x)=的單調性,而實際上在r上g(x)=不具備單調性。例如g(-1)=g(1)或由數形結合可知。

正解:設x1,x2∈(-∞,+∞)且x1<x2,則f(x1)-f(x2)=(x1-x2)+(-)

=(x1-x2)+=(x1-x2)+

=∵x1<x2,∴x1-x2<0,

又∵+>0, +x1>|x1|+x1≥0, +x2>|x2|+x2≥0

∴++x1+x2>0,

所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),

故函式f(x)在區間(-∞,+∞)上是單調增函式。

點評:利用定義法判斷函式單調性時,一般要將f(x1)-f(x2)化成幾個因式的乘積的形式。

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