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1、函数单调性Ⅰ基础巩固一、用定义法求函数单调性:取值作差化积定号.(这是最基本的思路.)1、方法与步骤:证明格式:①取任意两个数属于定义域D,且令(反之亦可);②③并由此说明函数的增减性;2、单调区间的书写要求若函数在区间的端点有定义,常常写成闭区间,当然写成开区间也是可以的.但是若函数在区间的端点处没有定义,则必须写成开区间.另外,若函数在其定义内的两个区间、上都是单调增(减)函数,一般不能认简单地认为在区间上是增(减)函数.例如在区间上是减函数,在区间上也是减函数,但不能说它在定义域上是减函数.事实上,若取,有。例1:用定义法证
2、明函数上是减函数。证明:原函数可变形为,设,则上是减函数。例、已知函数f(x)=ax+(a>1).(1)证明:函数f(x)在(-1,+∞)上为增函数.(2)用反证法证明方程f(x)=0没有负数根.体验思路:定义法来证明函数的单调性;第二问让我们温习了反证法的解题过程.体验过程:(1)设-1<x1<x2<+∞,则x2-x1>0,>1且>0,∴>0,又x1+1>0,x2+1>0∴>0,于是f(x2)-f(x1)=+>0∴f(x)在(-1,+∞)上为递增函数.(2)设存在x0<0(x0≠-1)满足f(x0)=0,则且由0<<1得0<-<
3、1,即<x0<2与x0<0矛盾,故f(x)=0没有负数根.练习1:用定义法证明函数练习2、证明函数在其定义域内是减函数。例2、用定义方法证明在定义域内是单调递增函数。证明:设,,在定义域R内为减函数。练习3、二、函数的单调区间1.一次函数y=kx+b(k≠0).解当k>0时,(-∞,+∞)是这个函数的单调增区间;当k<0时,(-∞,+∞)是这个函数的单调减区间.2.反比例函数y=(k≠0).解当k>0时,(-∞,0)和(0,+∞)都是这个函数的单调减区间,当k<0时,(-∞,0)和(0,+∞)都是这个函数的单调增区间.3.二次函数
4、y=ax2+bx+c(a≠0).解当a>1时(-∞,-)是这个函数的单调减区间,(-,+∞)是它的单调增区间;当a<1时(-∞,-)是这个函数的单调增区间,(-,+∞)是它的单调减区间;4.指数函数y=ax(a>0,a≠1).解当a>1时,(-∞,+∞)是这个函数的单调增区间,当0<a<1时,(-∞,+∞)是这个函数的单调减区间.5.对数函数y=logax(a>0,a≠1).解当a>1时,(0,+∞)是这个函数的单调增区间,当0<a<1时,(0,+∞)是它的单调减区间.三、用特殊方法判断函数单调性。(1)增(减)函数图像上任意两
5、点连续的斜率(2)若在区间D上位增(减)函数,且,则(3)复合函数的单调性为‘同增异减’(4)若为增函数,则为减函数,为增函数,为减函数(5)增函数增函数是增函数;减函数减函数是减函数;增函数减函数是增函数;减函数增函数是减函数。[例]若与在上都是减函数,对函数的单调性描述正确的是()A.在上是增函数B.在上是增函数C.在上是减函数D.在上是增函数,在上是减函数解析:由函数在上是减函数,得<0,又函数在上是减函数,得<0,于是,函数,在上都是减函数,∴函数在上是减函数,故选C.[例]求函数的最大值.解析:由,知函数在其定义域[3,
6、+¥)上是减函数. 所以的最大值是.【技巧提示】 显然由使得问题简单化,当然函数定义域是必须考虑的又例 已知,则函数的值域是 .解析:∵ 在上单调递增,∴ 函数的值域是.即 .再例求函数的值域.解析:∵ 在定义域上是增函数, ∴ 函数的值域为 (6)互为反函数的两个函数有相同的单调性。(7)奇函数在其对称区间上的单调性相同;偶函数在其对称区间上的单调性相反;(8)被称为对号函数.对号函数是奇函数,其图象是双曲线.函数在上单调递增;在上是单调递减。[例]试判断函数在上的单调性并给出证明.解析:设,由于故当时,此时函
7、数在上增函数,同理可证函数在上为减函数.又例:求函数的最小值.解析:由,,用单调性的定义法易证 在上是增函数,易求函数的最小值为为所求.再例:已知函数.若对于,>0恒成立,试求的取值范围.解析:由=.当>0时,显然有>0在恒成立;≤0时,由知其为增函数,只需的最小值=3+>0,解之,>-3.∴当>-3时,>0在上恒成立.Ⅱ、题型与方法归纳题型一:基本函数的单调性(二次函数,指数函数,对数函数,反比例函数,三角函数)方法:图形法例、已知函数,求函数的单调递增区间。解:函数的对称轴是,函数图像如有图所示函数的单调递增区间是练习5:指出
8、函数的单调区间题型二:复合函数单调性:(同增异减)复合函数y=f[g(x)]的单调性可按下列步骤判断:(1)将复合函数分解成两个简单函数:y=f(u)与u=g(x).其中y=f(u)又称为外层函数,u=g(x)称为内层函数;(2)确定函数的定义域;