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高中数学新思路 第三章 函数的概念与性质
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专题5 函数单调性与奇偶性
函数的性质,包含单调性、奇偶性、对称性、周期性,本节我们会在重点阐述这些问题的同时,并系统将抽象函数的一些解题方法进行归纳,函数太需要扎实的基本功.
知识点一 函数单调性
一.增函数、减函数的概念
一般地,设函数的定义域为,区间:
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是增函数.
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是减函数.
1.属于定义域内某个区间上;
2.任意两个自变量且;
3.都有或;
4.图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降的.
二.单调性与单调区间
1.单调区间的定义:如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间.
2.函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
三 证明函数单调性的步骤
1.取值:设是定义域内一个区间上的任意两个量,且;
2.变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;
3.定号:判断差的正负或商与的大小关系;
4.得出结论.
四 函数单调性的判断方法
1定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值—变形—判断符号—下结论”进行判断.
2图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.
3直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.
4记住几条常用的结论:
(1)若是增函数,则为减函数;若是减函数,则为增函数;
(2)若和均为增(或减)函数,则在和的公共定义域上为增(或减)函数;
(3)若且为增函数,则函数为增函数,为减函数; 若且为减函数,则函数为减函数,为增函数.
五 复合函数单调性的判断
讨论复合函数的单调性时要注意:既要把握复合过程,又要掌握基本函数的单调性. 一般需要先求定义域,再把复杂的函数正确地分解为两个简单的初等函数的复合,然后分别判断它们的单调性,再用复合法则,复合法则如下:
1.若在所讨论的区间上都是增函数或都是减函数,则为增函数;
2.若在所讨论的区间上一个是增函数,另一个是减函数,则为减函数.
列表如下:
增
增
增
增
减
减
减
增
减
减
减
增
复合函数单调性可简记为“同增异减”,即内外函数的单性相同时递增;单性相异时递减.
因此判断复合函数的单调性可按下列步骤操作:
1.将复合函数分解成基本初等函数:,;
2.分别确定各个函数的定义域;
3.分别确定分解成的两个基本初等函数的单调区间.
注 若两个基本初等函数在对应的区间上的单调性是同增或同减,则为增函数;若为一增一减或一减一增,则为减函数.
六 利用函数单调性求函数最值
利用函数单调性求函数最值时应先判断函数的单调性,再求最值.常用到下面的结论:
1.如果函数在区间上是增函数,在区间上是减函数,则函数 在处有最大值.
2.如果函数在区间上是减函数,在区间上是增函数,则函数 在处有最小值.
3.若函数在上是严格单调函数,则函数在上一定有最大、最小值.
4.若函数在区间上是单调递增函数,则的最大值是,最小值是.
5.若函数在区间上是单调递减函数,则的最大值是,最小值是.
七 利用函数单调性求参数的范围
若已知函数的单调性,求参数的取值范围问题,可利用函数单调性,先列出关于参数的不等式,利用下面的结论求解.
1.若在上恒成立在上的最大值.
2.若在上恒成立在上的最小值.
实际上将含参数问题转化成为恒成立问题,进而转化为求函数在其定义域上的最大值和最小值问题.
八 基本初等函数的单调性
1.正比例函数:
当时,函数在定义域上是增函数;当时,函数在定义域上是减函数.
2.一次函数:
当时,函数在定义域上是增函数;当时,函数在定义域上是减函数.
3.反比例函数:
当时,函数的单调递减区间是,不存在单调增区间;当时,函数的单调递增区间是,不存在单调减区间.
4.二次函数:
若,在区间,函数是减函数;在区间,函数是增函数;若,在区间,函数是增函数;在区间,函数是减函数.
【例1】已知函数.
(1)讨论的单调性;(2)试作出的图象.
【例2】判断下列函数的单调区间:
(1);(2).
【例3】求下列函数的单调区间:
(1); (2) (3);(4).
总结:
(1)数形结合利用图象判断函数单调区间;
(2)关于二次函数单调区间问题,单调性变化的点与对称轴相关.
(3)复合函数的单调性分析:先求函数的定义域;再将复合函数分解为内、外层函数;利用已知函数的单调性解决.关注:内外层函数同向变化?复合函
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