啟用思維系列之函式的單調性與最值專題解析

2022-12-25 23:18:04 字數 3289 閱讀 2483

1.函式的單調性

(1)單調函式的定義

(2)單調區間的定義:

若函式y=f(x)在區間d上是增函式或減函式,則稱函式y=f(x)在這一區間具有(嚴格的)單調性,區間d叫作函式y=f(x)的單調區間.

2.函式的最值

[難點正本疑點清源]

1.函式的單調性是區域性性質

函式的單調性,從定義上看,是指函式在定義域的某個子區間上的單調性,是區域性的特徵.在某個區間上單調,在整個定義域上不一定單調.

2.函式的單調區間的求法

函式的單調區間是函式定義域的子區間,所以求解函式的單調區間,必須先求出函式的定義域.對於基本初等函式的單調區間可以直接利用已知結論求解,如二次函式、對數函式、指數函式等;

如果是復合函式,應根據復合函式的單調性的判斷方法,首先判斷兩個簡單函式的單調性,再根據「同則增,異則減」的法則求解函式的單調區間.

3.單調區間的表示

單調區間只能用區間表示,不能用集合或不等式表示;如有多個單調區間應分別寫,不能用並集符號「∪」聯結,也不能用「或」聯結.

4.單調性判斷方法: 1.定義 2.影象 3.復合函式理論

注:證明函式的單調性用定義法的步驟:取值—作差—變形—確定符號—下結論。

1.若函式f(x)=|2x+a|的單調遞增區間是[3,+∞),則a

2.函式f(x)=log5(2x+1)的單調增區間是

3.(課本改編題)函式f(x)=在[1,2]的最大值和最小值分別是

4.已知函式y=f(x)在r上是減函式,a(0,-2)、b(-3,2)在其影象上,則不等式-25.如果函式f(x)=ax2+2x-3在區間(-∞,4)上是單調遞增的,則實數a的取值範圍是(  )

a.a>b.a≥-

c.-≤a<0d.-≤a≤0

答案 (1) -6 (2) (3),1 (4) (-3,0) (5)  d

題型一函式單調性的判斷

例1 試討論函式f(x)=(a≠0)在(-1,1)上的單調性.

思維啟迪:可利用定義或影象法討論函式的單調性.(也可分類常數)

解設-1當a>0時,f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),函式f(x)在(-1,1)上遞減;

當a<0時,f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)(1)已知a>0,函式f(x)=x+(x>0),證明函式f(x)在(0,]上是減函式,在[,+∞)上是增函式;

(2)求函式y=的單調區間.

答案(1)證明 (略)(2)y=的單調減區間為(-∞,-3],單調增區間為[2,+∞).

題型二利用函式單調性求引數

例2 若函式f(x)=在(-∞,-1)上是減函式,求實數a的取值範圍.

思維啟迪:利用函式的單調性求引數的取值範圍,解題思路為視引數為已知數,依據函式的影象或單調性定義,確定函式的單調區間,與已知單調區間比較求參.

答案 a的取值範圍是(-∞,-1).

**提高已知函式的單調性確定引數的值或範圍,可以通過解不等式或轉化為不等式恆成立問題求解;需注意的是,若函式在區間[a,b]上是單調的,則該函式在此區間的任意子集上也是單調的.

(1)若函式f(x)=(2a-1)x+b是r上的減函式,則a的取值範圍為

(2)函式y=在(-1,+∞)上單調遞增,則a的取值範圍是(  )

a.a=-3b.a<3

c.a≤-3d.a≥-3

答案 (1) (2)c

題型三利用函式的單調性求最值

例3 已知函式f(x)對於任意x,y∈r,總有f(x)+f(y)=f(x+y),且當x>0時,f(x)<0,f(1)=-.

(1)求證:f(x)在r上是減函式;

(2)求f(x)在[-3,3]上的最大值和最小值.

思維啟迪:問題(1)對於抽象函式的問題要根據題設及所求的結論來適當取特殊值,證明f(x)為單調減函式的首選方法是用單調性的定義來證.問題(2)用函式的單調性即可求最值.

**提高對於抽象函式的單調性的判斷仍然要緊扣單調性的定義,結合題目所給性質和相應的條件,對任意x1,x2在所給區間內比較f(x1)-f(x2)與0的大小,或與1的大小.有時根據需要,需作適當的變形:如x1=x2·或x1=x2+x1-x2等;利用函式單調性可以求函式最值.

已知定義在區間(0,+∞)上的函式f(x)滿足f=f(x1)-f(x2),且當x>1時,f(x)<0.

(1)求f(1)的值;

(2)判斷f(x)的單調性;

(3)若f(3)=-1,求f(x)在[2,9]上的最小值.

忽視函式的定義域

典例:1(10分)求函式y=log (x2-3x)的單調區間.

2設函式是奇函式(、、都是整數),

且,.(1)求、、的值;

(2)當,的單調性如何?用單調性定義證明你的結論;

溫馨提醒函式的單調區間是函式定義域的子區間,所以求解函式的單調區間,必須先求出函式的定義域.如果是復合函式,應該根據復合函式單調性的判斷方法,首先判斷兩個簡單函式的單調性,根據同增異減的法則求解函式的單調區間.由於思維定勢的原因,容易忽視定義域,導致錯誤.

函式的單調性與最值

典例:(12分)函式f(x)對任意的m、n∈r,都有f(m+n)=f(m)+f(n)-1,並且x>0時,恒有f(x)>1.

(1)求證:f(x)在r上是增函式;

(2)若f(3)=4,解不等式f(a2+a-5)<2.

審題視角 (1)對於抽象函式的單調性的證明,只能用定義.應該構造出f(x2)-f(x1)並與0比較大小.(2)將函式不等式中的抽象函式符號「f」運用單調性「去掉」是本小題的切入點.要構造出f(m)規範解答

(1)證明設x10,

∵當x>0時,f(x)>1,∴f(x2-x1)>1.[2分]

f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1)-1,[4分]

∴f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)-1>0f(x1)∴f(x)在r上為增函式.[6分]

解函式不等式問題的一般步驟:

第一步:確定函式f(x)在給定區間上的單調性;

第二步:將函式不等式轉化為f(m)第三步:運用函式的單調性「去掉」函式的抽象符號「f」,

轉化成一般的不等式或不等式組;

第四步:解不等式或不等式組確定解集;

第五步:反思回顧.檢視關鍵點,易錯點及解題規範.

溫馨提醒本題對函式的單調性的判斷是乙個關鍵點.不會運用條件x>0時,f(x)>1.構造不出f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)-1的形式,找不到問題的突破口.第二個關鍵應該是將不等式化為f(m)方法與技巧

1. 可以根據定義判斷或證明函式的單調性.

2. 求函式的單調區間:

首先應注意函式的定義域,函式的單調區間都是其定義域的子集;其次掌握一次函式、二次函式等基本初等函式的單調區間.常用方法:根據定義,利用影象和單調函式的性質;利用導數的性質.

函式的單調性與最值

1 函式的單調性 1 單調函式的定義 2 單調區間的定義 如果函式y f x 在區間d上是增函式或減函式,那麼就說函式y f x 在這一區間具有 嚴格的 單調性,區間d叫做y f x 的單調區間 2 函式的最值 思考辨析 判斷下面結論是否正確 請在括號中打 或 1 在增函式與減函式的定義中,可以把 ...

函式的單調性與最值

1 函式的單調性 1 單調函式的定義 2,單調性性質。點一函式單調性的判定及證明 1.判斷函式的單調性並證明你的結論 2.已知a 0,函式f x x x 0 證明函式f x 在 0,上是減函式,在 上是增函式 練習 下列函式中,在上單調遞增的是 a b c d3.已知函式 1 作出其圖象 2 由圖象...

第5講函式的單調性與最值

2014跳出題海 高考數學總複習高分攻略 第5講函式的單調性與最值 時間 45分鐘分值 100分 1 下列函式中,滿足 對任意x1,x2 0,當x1f x2 的是 a f x b f x x 1 2 c f x ex d f x ln x 1 2 函式f x 1 在 3,4 上 a 有最小值無最大值...