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时间:2019-07-14
《高一升高二暑假数学补课资料(专题三)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、专题三、函数的单调性与最值一、基础知识1、单调函数的定义增函数减函数定义一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量x1,x2当x12、存在实数M满足条件(1)对于任意x∈I,都有f(x)≤M;(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.(3)对于任意x∈I,都有;(4)存在x0∈I,使得f(x0)=M.结论M为最大值M为最小值4、注意事项:(1)函数的单调性是局部性质函数的单调性,从定义上看,是指函数在定义域的某个子区间上的单调性,是局部的特征.在某个区间上单调,在整个定义域上不一定单调。(2)函数的单调区间的求法函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求解函数的单调区间,必须先求出函数的定义域.对于基本初等函数的单调区间可以直接利用已知结论求解,如二次函3、数、对数函数、指数函数等;7如果是复合函数,应根据复合函数的单调性的判断方法,首先判断两个简单函数的单调性,再根据“同则增,异则减”的法则求解函数的单调区间.(3)单调区间的表示单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示;如有多个单调区间应分别写,不能用并集符号“∪”联结,也不能用“或”联结.二、典例讲解题型一 函数单调性的判断例1 试讨论函数f(x)=(a≠0)在(-1,1)上的单调性.探究提高 证明函数的单调性用定义法的步骤:取值—作差—变形—确定符号—下结论.变式1:(1)已知a>0,函数f(x)=x+(x>04、),证明函数f(x)在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数;(2)求函数y=的单调区间.题型二 利用函数单调性求参数例2 若函数f(x)=在(-∞,-1)上是减函数,求实数a的取值范围.思维启迪:利用函数的单调性求参数的取值范围,解题思路为视参数为已知数,依据函数的图像或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参.7探究提高 已知函数的单调性确定参数的值或范围,可以通过解不等式或转化为不等式恒成立问题求解;需注意的是,若函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.变式2:(15、)若函数f(x)=(2a-1)x+b是R上的减函数,则a的取值范围为____________.(2)函数y=在(-1,+∞)上单调递增,则a的取值范围是( )A.a=-3B.a<3C.a≤-3D.a≥-3题型三 利用函数的单调性求最值例3 已知函数f(x)对于任意x,y∈R,总有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x>0时,f(x)<0,f(1)=-.(1)求证:f(x)在R上是减函数;(2)求f(x)在[-3,3]上的最大值和最小值.思维启迪:问题(1)对于抽象函数的问题要根据题设及所求的结论来适当取特殊值,证明f6、(x)为单调减函数的首选方法是用单调性的定义来证.问题(2)用函数的单调性即可求最值.探究提高 对于抽象函数的单调性的判断仍然要紧扣单调性的定义,结合题目所给性质和相应的条件,对任意x1,x2在所给区间内比较f(x1)-f(x2)与0的大小,或与1的大小.有时根据需要,需作适当的变形:如x1=x2·或x1=x2+x1-x2等;利用函数单调性可以求函数最值.变式3:已知定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足f=f(x1)-f(x2),且当x7>1时,f(x)<0.(1)求f(1)的值;(2)判断f(x)的单调性;(3)7、若f(3)=-1,求f(x)在[2,9]上的最小值.典例4:求函数y=log(x2-3x)的单调区间.温馨提醒 函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求解函数的单调区间,必须先求出函数的定义域.如果是复合函数,应该根据复合函数单调性的判断方法,首先判断两个简单函数的单调性,根据同增异减的法则求解函数的单调区间.由于思维定势的原因,容易忽视定义域。典例5:函数f(x)对任意的m、n∈R,都有f(m+n)=f(m)+f(n)-1,并且x>0时,恒有f(x)>1.(1)求证:f(x)在R上是增函数;(2)若f(3)=4,解不8、等式f(a2+a-5)<2.审题视角 (1)对于抽象函数的单调性的证明,只能用定义.应该构造出f(x2)-f(x1)并与0比较大小.(2)将函数不等式中的抽象函数符号“f”运用单调性“去掉”是本小题的切入点.要构造出f(M)
2、存在实数M满足条件(1)对于任意x∈I,都有f(x)≤M;(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M.(3)对于任意x∈I,都有;(4)存在x0∈I,使得f(x0)=M.结论M为最大值M为最小值4、注意事项:(1)函数的单调性是局部性质函数的单调性,从定义上看,是指函数在定义域的某个子区间上的单调性,是局部的特征.在某个区间上单调,在整个定义域上不一定单调。(2)函数的单调区间的求法函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求解函数的单调区间,必须先求出函数的定义域.对于基本初等函数的单调区间可以直接利用已知结论求解,如二次函
3、数、对数函数、指数函数等;7如果是复合函数,应根据复合函数的单调性的判断方法,首先判断两个简单函数的单调性,再根据“同则增,异则减”的法则求解函数的单调区间.(3)单调区间的表示单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示;如有多个单调区间应分别写,不能用并集符号“∪”联结,也不能用“或”联结.二、典例讲解题型一 函数单调性的判断例1 试讨论函数f(x)=(a≠0)在(-1,1)上的单调性.探究提高 证明函数的单调性用定义法的步骤:取值—作差—变形—确定符号—下结论.变式1:(1)已知a>0,函数f(x)=x+(x>0
4、),证明函数f(x)在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数;(2)求函数y=的单调区间.题型二 利用函数单调性求参数例2 若函数f(x)=在(-∞,-1)上是减函数,求实数a的取值范围.思维启迪:利用函数的单调性求参数的取值范围,解题思路为视参数为已知数,依据函数的图像或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参.7探究提高 已知函数的单调性确定参数的值或范围,可以通过解不等式或转化为不等式恒成立问题求解;需注意的是,若函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.变式2:(1
5、)若函数f(x)=(2a-1)x+b是R上的减函数,则a的取值范围为____________.(2)函数y=在(-1,+∞)上单调递增,则a的取值范围是( )A.a=-3B.a<3C.a≤-3D.a≥-3题型三 利用函数的单调性求最值例3 已知函数f(x)对于任意x,y∈R,总有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x>0时,f(x)<0,f(1)=-.(1)求证:f(x)在R上是减函数;(2)求f(x)在[-3,3]上的最大值和最小值.思维启迪:问题(1)对于抽象函数的问题要根据题设及所求的结论来适当取特殊值,证明f
6、(x)为单调减函数的首选方法是用单调性的定义来证.问题(2)用函数的单调性即可求最值.探究提高 对于抽象函数的单调性的判断仍然要紧扣单调性的定义,结合题目所给性质和相应的条件,对任意x1,x2在所给区间内比较f(x1)-f(x2)与0的大小,或与1的大小.有时根据需要,需作适当的变形:如x1=x2·或x1=x2+x1-x2等;利用函数单调性可以求函数最值.变式3:已知定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足f=f(x1)-f(x2),且当x7>1时,f(x)<0.(1)求f(1)的值;(2)判断f(x)的单调性;(3)
7、若f(3)=-1,求f(x)在[2,9]上的最小值.典例4:求函数y=log(x2-3x)的单调区间.温馨提醒 函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求解函数的单调区间,必须先求出函数的定义域.如果是复合函数,应该根据复合函数单调性的判断方法,首先判断两个简单函数的单调性,根据同增异减的法则求解函数的单调区间.由于思维定势的原因,容易忽视定义域。典例5:函数f(x)对任意的m、n∈R,都有f(m+n)=f(m)+f(n)-1,并且x>0时,恒有f(x)>1.(1)求证:f(x)在R上是增函数;(2)若f(3)=4,解不
8、等式f(a2+a-5)<2.审题视角 (1)对于抽象函数的单调性的证明,只能用定义.应该构造出f(x2)-f(x1)并与0比较大小.(2)将函数不等式中的抽象函数符号“f”运用单调性“去掉”是本小题的切入点.要构造出f(M)
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