第7講函式的單調性

2023-01-14 13:48:06 字數 3847 閱讀 9757

【知識框架】

1.函式單調性的概念

(1)增函式:一般地,設函式的定義域為,如果對於定義域內的某個區間d內的任意兩個自變數,,當時,都有,那麼就說在區間d上是增函式,如圖1 .

(2)減函式:一般地,設函式的定義域為,如果對於定義域內的某個區間d內的任意兩個自變數,,當時,都有,那麼就說在區間d上是減函式,如圖2.

注:①函式的單調性是在定義域內的某個區間上的性質,是函式的區域性性質.

②一般來說,求函式單調區間可以根據函式的圖象.在某區間內,由左至右圖象是上公升的,該區間就是函式的單調增區間;某區間內,由左到右圖象是下降的,該區間就是函式的單調減區間.

2.函式的單調性定義:如果函式在某個區間上是增函式或是減函式,那麼就說函式在這一區間具有(嚴格的)單調性,區間d叫做的單調區間.

注:如果函式有若干個增(減)區間,則這幾個區間用「,」或「和」連線.

3.證明或判斷函式單調性的方法主要是定義法(在解決選擇或填空題時有時可用圖象法),利用定義法證明或判斷函式單調性的步驟是:

4.抽象函式的單調性

(1)確定函式定義域;

(2)根據單調性去符號「」,如果函式在給定區間內是增函式,則去掉符號「」後,不等式方向不變;如果函式在給定區間內是減函式,則去掉符號「」後,不等式方向改變.

5.復合函式的單調性:「同增異減」(口訣:模擬,「負負得正,正負得負,正正得正」乘法口訣).

6.增減函式的「運算」法則:

(1)加減運算:增+增=增;增-減=增;減+減=減;減-增=減;增+減=不能確定;增-增=不能確定.

(2)增函式開方還是增函式;減函式開方還是減函式.

注:無乘除運算.

【例1】如圖所示的是定義在區間[-5,5]上的函式的圖象,則函式的單調遞減區間是___[-2,13,5]____,在區間___[-5,-21,3]___上是增函式.

【舉一反三】

1. 下列函式中,在區間(0,2)上為增函式的是( b )

①;②[', 'altimg': '', 'w': '15', 'h': '43', 'omath': '2x'}];③;④.

abcd.④

2.函式的單調遞減區間是( c )

a.[0b.(-∞,0c.(-∞,0),(0d.(-∞,0)∪(0,+∞)

3. 如圖分別為函式和的圖象,試寫出函式和的單調增區間.

【解析】由題意,確定函式y=f(x)和y=g(x)的單調增區間,即尋找圖象中呈上公升趨勢的一段圖象.

由圖(1)可知,在[1,4)和[4,6)內,y=f(x)是單調遞增的.

由圖(2)可知,在(,0)[,0}\\right)', 'altimg': '', 'w': '80', 'h':

'43', 'omath': '-3π2,0'}]和(,)[,\\frac}\\right)', 'altimg': '', 'w':

'89', 'h': '43', 'omath': '3π2,5π2'}]內,y=g(x)是單調遞增的.

【例2】下列函式在區間(-∞,0)上為增函式的是( b )

abcd.

【例3】函式在(0,+∞)上( a )

a.遞增b.遞減c.先增再減d.先減再增

【舉一反三】

1. 下列函式中,在區間(0,1)上是增函式的是( a )

abc.[', 'altimg': '', 'w': '16', 'h': '43', 'omath': '1xd.

2.下列函式中,在區間(0,2]上為增函式的是( b )

abcd.

3.下列函式中,在區間(0,+∞)上為減函式的是( c )

a.     bcd.

【例4】作出函式的圖象並指出它的單調區間.

[解析] 根據絕對值的意義,y=-x2+2|x|+3=[\\\\ \\end-x^_{}+2x+3,x≥0,-x^_{}-2x+3,x<0}\\right. }', 'altimg': '', 'w':

'-99995', 'h': '2', 'eqmath': '\\s( \\b\\lc\\]=[-(x-1)^_{}+4,x≥0\\\\ -(x+1)^_{}+4,x<0\\end}\\right.

', 'altimg': '', 'w': '179', 'h':

'112', 'eqmath': ' \\b\\lc\\]

作出函式圖象如圖所示,根據圖象可知,函式在區間(-∞,-1],[0,1]上是增函式;函式在區間(-1,0),(1,+∞)上是減函式.

【舉一反三】

1.函式在區間[-3,0]上是( c )

a.遞減b.遞增c.先減後增d.先增後減

2.函式的單調減區間是___(-∞,1),(1

3.函式的單調遞增區間是___[1單調遞減區間是___(-∞,1]_____.

4.求的單調區間.

解:令g(x)=x2+2x-3=(x+1)2-4.

先作出g(x)的圖象,保留其在x軸及x軸上方部分,把它在x軸下方的圖象翻到x軸上方就得到f(x)=|x2+2x-3|的圖象,如圖所示.

由圖象易得:函式的遞增區間是[-3,-1],[1,+∞);函式的遞減區間是(-∞,-3],[-1,1].

【例5】函式,當∈[-2,+∞)時,為增函式,當∈(-∞,-2]時,函式為減函式,則等於( b )

a.-4b.-8c.8d.無法確定

【舉一反三】

1.設在r上是減函式,則有( d )

abcd.

2.如果函式在區間(-∞,4]上是減函式,則實數的取值範圍是( b )

a.[-3b.(-∞,-3c.(-∞,5d.[3,+∞)

3.已知函式在區間(-∞,1]上是減函式,則實數的取值範圍是___(-∞,-1]_____.

4.函式,當∈[2,+∞)時是增函式,當∈(-∞,2]時是減函式,則=____-3____.

【例6】如果函式在[,]上是增函式,那麼對於任意的,∈[,](),下列結論中不正確的是( c )

ab.cd.

【舉一反三】

1.下列函式中,滿足「對任意,∈(0,+∞),都有」的是( c )

abcd.

2. 設函式滿足:對任意的,∈r都有,則與的大小關係是   f(-3)>f(-π)   .

【例7】證明函式在(2,+∞)上是增函式.

[證明] 任取x1,x2∈(2,+∞),且x1∵24,x1x2-4>0,∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)【舉一反三】

1.證明函式在(-∞,0)上是增函式.

證明設x1,x2是區間(-∞,0)上任意兩個實數,且x1因為x10,x1+x2<0,x[)}', 'altimg': '', 'w': '42', 'h':

'25', 'eqmath': '\\s(, \\)o\\al(\\s(2,),\\s(,1))'}]x[_{}}\\mkern-13mu_}', 'altimg': '', 'w':

'16', 'h': '34', 'eqmath': ' \\o\\al(\\s(2,),\\s(,2))'}]>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)2.利用單調性的定義,證明函式在(-1,+∞)上是減函式.

證明:設x1,x2是區間(-1,+∞)上任意兩個實數且x1∵-1<x1<x2,∴x2-x1>0,x1+1>0,x2+1>0.

∴[_-x^{}_}_+1)(x^{}_+1)}', 'altimg': '', 'w': '142', 'h':

'53', 'eqmath': ' \\f(x\\s(,2)-x\\s(,1),\uf028x\\s(,1)+1\uf029\uf028x\\s(,2)+1\uf029)'}]>0.即f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2).∴y=[}', 'altimg':

'', 'w': '54', 'h': '33', 'eqmath':

'\\s(, \\f(x)+2,x+1)'}]在(-1,+∞)上是減函式.

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