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第二节 函数的单调性与最大(小)值
[考纲传真] 1.理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义.2.会运用基本初等函数的图像分析函数的性质.
(对应学生用书第9页)
[基础知识填充]
1.函数的单调性
(1)单调函数的定义
增函数
减函数
定义
在函数f(x)的定义域内的一个区间A上,如果对于任意两数x1,x2∈A
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么,就称函数f(x)在区间A上是增加的
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么,就称函数f(x)在区间A上是减少的
图像
描述
自左向右看图像是上升的
自左向右看图像是下降的
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间A上是增加的或是减少的,那么就称A为单调区间.
2.函数的最大(小)值
前提
函数y=f(x)的定义域为D
条件
(1)存在x0∈D,使得f(x0)=M;
(2)对于任意x∈D,都有f(x0)≤M
(3)存在x0∈D,使得f(x)=M;
(4)对于任意x∈D,都有f(x0)≥M.
结论
M为最大值
M为最小值
[知识拓展]
函数单调性的常用结论
(1)对任意x1,x2∈D(x1≠x2),eq \f(f?x1?-f?x2?,x1-x2)>0?f(x)在D上是增函数,eq \f(f?x1?-f?x2?,x1-x2)<0?f(x)在D上是减函数.
(2)对勾函数y=x+eq \f(a,x)(a>0)的增区间为(-∞,-eq \r(a)]和[eq \r(a),+∞),减区间为[-eq \r(a),0)和(0,eq \r(a)].
(3)在区间D上,两个增函数的和仍是增函数,两个减函数的和仍是减函数.
(4)函数f(g(x))的单调性与函数y=f(u)和u=g(x)的单调性的关系是“同增异减”.
[基本能力自测]
1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对于函数f(x),x∈D,若对任意x1,x2∈D,x1≠x2且(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,则函数f(x)在区间D上是增加的.( )
(2)函数y=eq \f(1,x)的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( )
(3)函数y=|x|在R上是增加的.( )
(4)函数y=x2-2x在区间[3,+∞)上是增加的,则函数y=x2-2x的单调递增区间为[3,+∞).( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.(2017·深圳二次调研)下列四个函数中,在定义域上不是单调函数的是( )
A.y=x3 B.y=eq \r(x)
C.y=eq \f(1,x) D.y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x
C [选项A,B中函数在定义域内均为单调递增函数,选项D为在定义域内为单调递减函数,选项C中,设x1<x2(x1,x2≠0),则y2-y1=eq \f(1,x2)-eq \f(1,x1)=eq \f(x1-x2,x1x2),因为x1-x2<0,当x1,x2同号时x1x2>0,eq \f(1,x2)-eq \f(1,x1)<0,当x1,x2异号时x1x2<0,eq \f(1,x2)-eq \f(1,x1)>0,所以函数y=eq \f(1,x)在定义域上不是单调函数,故选C.]
3.(教材改编)已知函数f(x)=eq \f(2,x-1),x∈[2,6],则f(x)的最大值为________,最小值为________.
2 eq \f(2,5) [可判断函数f(x)=eq \f(2,x-1)在[2,6]上为减函数,所以f(x)max=f(2)=2,f(x)min=f(6)=eq \f(2,5).]
4.函数y=(2k+1)x+b在R上是减函数,则k的取值范围是________.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(1,2))) [由题意知2k+1<0,得k<-eq \f(1,2).]
5.f(x)=x2-2x,x∈[-2,3]的单调增区间为________,f(x)max=________.
[1,3] 8 [f(x)=(x-1)2-1,故f(x)的单调增区间为[1,3],f(x)max=f(-2)=8.]
(对应学生用书第10页)
函数单调性的判断
(1)(2017·全国卷Ⅱ)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,1)
C.(1,+∞) D.(4,+∞)
(2)试讨论函数f(x)=x+eq \f(k,x)(k>0)的单调性.
【导学号
(1)D [由x2-2x-8>0,得x>4或x<-2.
设t=x2-2x-8,则y=
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