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单调性与最大(小)值
一、观察下列函数图像回答问题:
问题一:上面的函数图像随着自变量x的变化函数值y如何变化?
函数值随着自变量的增大而增大(减小)的性质叫做函数的单调性
研究:如何利用符号语言描述函数的单调性,先研究的单调性,图像如图所示:
x
y
o
问题1:能否用自己的语言描述函数的单调性?
问题2:试试运用不等关系描述函数的单调性?
单调性概念:
一般地,设函数f(x)的定义域为,区间:
如果,那么就称函数单调递增;如图:
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,我们就称它是增函数。
如果,那么就称函数单调递减;如图:
特别地,当函数在它的定义域上单调递减时,我们就称它是减函数。
如果函数 y =f(x)在区间D是增函数或减函数,那么就说函数 y =f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D叫做y =f(x)的单调区间。
思考:函数
增函数吗?
例1:如图是定义在闭区间[-5,5]上的函数y=f(x)的图象,根据图象说出y=f(x)的单调区间,以及在每一个单调区间上,f(x)是增函数还是减函数。
函数f(x)的单调区间有[-5,-2),[-2,1),[1,3),[3,5],
其中f(x)在区间[-5,-2),[1,3)上是减函数,
在区间[-2,1),[3,5]上是增函数。
思考:能不能说在区间
根据单调性定义证明函数单调性
例1:根据定义证明函数上单调递增.
假设
作差
变形
定号
定论
用定义证明函数单调性的步骤:
(1)设x1,x2是某个区间上任意两个数且x1<x2;
(2)作差: f(x1)-f(x2) ;
(3)化简变形:
①分解因式, 得出因式乘积;②配成同号的式子和;
(4)判断 f(x1)-f(x2) 的符号;
(5)作结论.
利用单调性解不等式
例1、已知函数
例2、已知函数且,求x的取值范围。
例3、已知函数且,求x的取值范围。
例4、已知函数的定义域为,且,若不等式成立,则的解集为
利用单调性求参数取值范围
例1、已知函数,试判断该函数单调性
例2、已知函数是R上的增函数,则k应满足的条件为
例3、若函数在区间上是减函数,则实数a的取值范围是
例4、若函数在区间上是单调函数,则k的取值范围是
例5、若函数,且,则实数的取值范围为
复合函数单调性的判定
探究二:若函数则为增 函数
探究三:若函数则单调性如何?
探究一:若函数则单调性如何?
探究四:若函数则单调性如何?
探究五:若函数则单调性如何?
探究六:复合函数单调性问题
1、试用定义证明函数为增函数,为增函数,则为增函数
2、试用定义证明函数为增函数,为减函数,则单调性
3、试用定义证明函数为减函数,为减函数,则单调性
4、试用定义证明函数为减函数,为增函数,则单调性
同增异减
最大(小)值
概念:一般地,设函数的定义域为,如果存在实数M满足:
(1),都有;
(2),使得.
那么我们称是函数的最大值
仿照最大值定义,你能给出最小值定义吗?
思考:若函数 ,则 一定是函数的最大值吗?
利用单调性求最值(值域)
例1、试判断函数上的单调性?
例2、试根据函数上的单调性求最值
例3、试根据函数上的单调性求值域
例4、已知函数上有最大值9,最小值-7,求a,b
二次函数含参最值问题(轴与区间问题)
例1、求函数在区间 上的最值
回想求上面函数最值得过程:
1、求对称轴
2、判断对称轴是否在所给区间内
①若在则必有最小值可取,再根据二次函数对称性找端点到对 称轴的距离可求最大值
②若不在则可根据单调性求最值
变式1:求函数在区间[-2,2]上的最小值
变式2:求函数在区间[-2,2]上的最大值
例2、求函数在区间 上的最值
变式3:求函数在区间上的最小值
变式4:求函数在区间上的最大值