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第2讲 函数的单调性与最值
最新考纲
考向预测
1.通过已学过的函数特别是二次函数,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图象分析函数的单调性.
命题
趋势
以基本初等函数为载体,考查函数的单调性、单调区间及函数最值的确定与应用;强化对函数与方程思想、转化与化归思想、分类讨论思想的考查,题型既有选择、填空题,又有解答题.
核心
素养
逻辑推理、数学抽象、数学运算
1.函数的单调性
(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的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图象
描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间.
2.函数的最值
前提
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数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
(1)对于任意x∈I,都有f(x)≥M;
(2)存在x0∈I,使得
f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
常用结论
1.函数单调性的两个等价结论
设?x1,x2∈D(x1≠x2),则
(1)eq \f(f(x1)-f(x2),x1-x2)>0(或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0)?f(x)在D上单调递增.
(2)eq \f(f(x1)-f(x2),x1-x2)<0(或(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0)?f(x)在D上单调递减.
2.函数最值存在的两条结论
(1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.
(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大(小)值.
常见误区
1.求函数的单调区间,应先确定函数的定义域,忽略定义域研究函数的单调性是常见的错误.
2.有多个单调区间应分开写,不能用符号“∪”联结,也不能用“或”联结,只能用“逗号”或“和”联结.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若定义在R上的函数f(x),有f(-1)<f(3),则函数f(x)在R上为增函数.( )
(2)函数y=f(x)在[1,+∞)上是增函数,则函数f(x)的单调递增区间是[1,+∞).( )
(3)函数y=eq \f(1,x)的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( )
(4)所有的单调函数都有最值.( )
(5)闭区间上的单调函数,其最值一定在区间端点处取到.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.下列函数中,在区间(0,+∞)上单调递减的是( )
A.y=eq \f(1,x)-x B.y=x2-x
C.y=ln x-x D.y=ex
解析:选A.对于A,y1=eq \f(1,x)在区间(0,+∞)上是减函数,y2=x在区间(0,+∞)上是增函数,则y=eq \f(1,x)-x在区间(0,+∞)上是减函数;B,C选项中的函数在区间(0,+∞)上均不单调;选项D中,y=ex在区间(0,+∞)上是增函数.
3.(易错题)已知函数f(x)=eq \r(x2-2x-3),则该函数的单调递增区间为( )
A.(-∞,1] B.[3,+∞)
C.(-∞,-1] D.[1,+∞)
解析:选B.设t=x2-2x-3,由t≥0,即x2-2x-3≥0,解得x≤-1或x≥3.所以函数f(x)的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t=x2-2x-3的图象的对称轴为x=1,所以函数t在区间(-∞,-1]上单调递减,在区间[3,+∞)上单调递增.所以函数f(x)的单调递增区间为[3,+∞).
4.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__________.
解析:可判断函数f(x)=eq \f(2,x-1)在区间[2,6]上为减函数,所以f(x)max=f(2)=2,f(x)min=f(6)=eq \f(2,5).
答案:2 eq \f(2,5)
5.若函数y=(2k+1)x+b在R上是减函数,则k的取值范围是________.
解析:因为函数y=(2k+1)x+b在R上是减函数,所以2k+1<0,即k<-eq \f(1,2).
答案:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(1,2)))
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