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第1课时 函数的单调性
新知初探·课前预习
题型探究·课堂解透
新知初探·课前预习
课程标准
(1)了解函数的单调区间、单调性等概念.
(2)会划分函数的单调区间,判断单调性.
(3)会用定义证明函数的单调性.
教 材 要 点
要点一 增函数与减函数的定义
条件 一般地,设函数f(x)的定义域为D,区间I D:如果任意 x1,x2∈I, 当x1<x2时 都有________ 都有__________
结论 那么就称函数f(x)在区间I上是________函数 那么就称函数f(x)在区间I上是______函数
图示
f(x1)<f(x2)
f(x1)>f(x2)
增
减
要点二 函数的单调性与单调区间
如果函数y=f(x)在区间I上_________________,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性 ,区间I叫做y=f(x)的__________.
单调递增或单调递减
单调区间
助 学 批 注
批注 “任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特殊代替一般.
批注 (1)函数的单调性也叫函数的增减性;
(2)函数的单调性是对某个区间而言的,它是一个局部概念.
基 础 自 测
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)因为f(-1)(2)若f(x)为R上的减函数,则f(0)>f(1).( )
(3)若函数f(x)在区间(1,2]和(2,3)上均为增函数,则函数f(x)在区间(1,3)上为增函数.( )
(4)若函数f(x)在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减,则f(x)在(-∞,0)上单调递减.( )
×
√
×
×
2.(多选)如图是函数y=f(x)的图象,则函数y=f(x)在下列区间单调递减的是( )
A.[-6,-4] B.[-4,-1]
C. [-1,2] D.[2,5]
答案:BD
解析:结合图象易知,
函数f(x)在区间[-4,-1]、[2,5]上单调递减.
3.[2022·北京大兴高一期中]下列函数中,在区间(0,+∞)上是增函数的是( )
A.y=x3 B.y=3-x
C.y= D.y=-x2+4
答案:A
解析:对于A,y=x3在(0,+∞)上是增函数,故A正确.对于B,y=3-x在(0,+∞)上是减函数,故B错误.对于C,y=在(0,+∞)上是减函数,故C错误.对于D,y=-x2+4在(0,+∞)上是减函数,故D错误.
4.函数y=的单调递减区间是_________________.
(-∞,0)和(0,+∞)
解析:函数y=的单调递减区间应是(-∞,0)和(0,+∞),不能写成(-∞,0)
题型探究·课堂解透
题型 1 求函数的单调区间
例1 求下列函数的单调区间,并指出该函数在其单调区间上是增函数还是减函数.
(1)f(x)=-;
解析:函数f(x)=-的单调区间为(-∞,0)和(0,+∞),
其在(-∞,0),(0,+∞)上都是增函数.
题型 1 求函数的单调区间
例1 求下列函数的单调区间,并指出该函数在其单调区间上是增函数还是减函数.
(2)f(x)=
解析:当x≥1时,f(x)是增函数,当x<1时,f(x)是减函数,所以f(x)的单调区间为(-∞,1),[1,+∞),并且函数f(x)在(-∞,1)上是减函数,在[1,+∞)上是增函数.
题型 1 求函数的单调区间
例1 求下列函数的单调区间,并指出该函数在其单调区间上是增函数还是减函数.
(3)f(x)=-x2+2|x|+3.
解析:因为f(x)=-x2+2|x|+3=
根据解析式可作出函数的图象如图所示,由图象可知,
函数f(x)的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞).
f(x)在(-∞,-1],[0,1)上是增函数,在(-1,0),[1,+∞)上是减函数.
方法归纳
1.求函数单调区间的方法
2.若所求出函数的单调增区间或单调减区间不唯一,函数的单调区间之间要用“,”“和”连接,不能用“∪”连接.
巩固训练1 画出函数y=|x|(x-2)的图象,并指出函数的单调区间.
解析:y=|x|(x-2)=
函数的图象如图所示.
由函数的图象知:函数的单调递增区间为(-∞,0]和[1,+∞),单调递减区间为(0,1).
题型 2 函数单调性的判定与证明
例2 证明函数f(x)=x+在(0,1)上是减函数.
证明:设x1,x2是区间(0,1)上的任意两个不同实数,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=(x1+)-(x2+)=(x1-x2)+()=(x1-x2)+=(x1-x2)(1-)=.
∵0<x1<x2<1,∴x1-x2<0,0<x1x2<1,则-1+x1x2<0,
∴>0,即f(x1)>f(x2),
∴f(x)=x+在(0,1)上是减函数.
方法归纳
利用定义判断或证明函数单调性的步骤
巩固训练2 [2022·湖南长沙高一期中]用函数单调性定义证明:函数y=在(-1,+∞)上为增函数.
证明:设x1,x2是区间(-1,+∞)上任意两个不同实数且x1>x2,
则x1-x2>0,x1+1>0,x2+1>0,
y1-y2==>0,
∴y1>y2,
∴函数y=在(-1,+∞)上为增函数.
题型 3 函数单调性的应用
例3 (1)若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3在区间(-∞,3]上是增函数,则实数a的取值范围是__________.
(-∞-4]
解析:∵f(x)=-x2-2(a+1)x+3的开口向下,要使f(x)在(-∞,3]上是增函数,只需-(a+1)≥3,即a≤-4.
∴实数a的取值范围为(-∞,-4].
题型 3 函数单调性的应用
例3 (2)已知函数y=f(x)是(-∞,+∞)上的增函数,且f(2x-3)>f(5x-6),则实数x的取值范围为________.
(-∞,1)
解析:∵f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,且f(2x-3)>f(5x-6),
∴2x-3>5x-6,即x<1,∴实数x的取值范围为(-∞,1).
题型 3 函数单调性的应用
例3 (3)若函数 f(x)=是定义在R上的减
函数,则实数a的取值范围为________.
解析:∵函数f(x)=是定义在R上的减函数,
∴ ∴ 解得≤a<,
∴a的取值范围为.
方法归纳
1.由函数解析式求参数
2.利用抽象函数单调性求范围
①依据:定义在[m,n]上的单调增(减)函数中,函数值与自变量的关系为f(a)<f(b)
②方法:依据函数的单调性去掉符号“f”,转化为不等式问题.
巩固训练3 (1)已知二次函数y=x2-2ax+1在区间(2,3)内是单调函数,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2]
B.[2,3]
C.(-∞,-3]
D.[-3,-2]
答案:A
解析:由题知,当-≤2或-≥3,即a≤2或a≥3时,满足题意.
(2)设函数f(x)是R上的减函数,若f(m2+2)>f(2m+5),则实数m的取值范围是________.
(-1,3)
解析:因为函数f(x)是R上的减函数,则f(m2+2)>f(2m+5)等价于m2+2<2m+5,即m2-2m-3<0,即(m+1)(m-3)<0,解得-1<m<3,即m∈(-1,3).第1课时 函数的单调性
课程标准
(1)了解函数的单调区间、单调性等概念.(2)会划分函数的单调区间,判断单调性.
(3)会用定义证明函数的单调性.
新知初探·课前预习——突出基础性
教材要点
要点一 增函数与减函数的定义
条件 一般地,设函数f(x)的定义域为D,区间I D:如果任意 x1,x2∈I, 当x1<x2时
都有________ 都有__________
结论 那么就称函数f(x)在区间I上是________函数 那么就称函数f(x)在区间I上是______函数
图示
要点二 函数的单调性与单调区间
如果函数y=f(x)在区间I上______________________,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性 ,区间I叫做y=f(x)的________________.
助学批注
批注 “任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特殊代替一般.
批注 (1)函数的单调性也叫函数的增减性;
(2)函数的单调性是对某个区间而言的,它是一个局部概念.
基础自测
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)因为f(-1)(2)若f(x)为R上的减函数,则f(0)>f(1).( )
(3)若函数f(x)在区间(1,2]和(2,3)上均为增函数,则函数f(x)在区间(1,3)上为增函数.( )
(4)若函数f(x)在(-∞,0)和(0,+∞)上单调递减,则f(x)在(-∞,0)上单调递减.( )
2.(多选)如图是函数y=f(x)的图象,则函数y=f(x)在下列区间单调递减的是( )
A.[-6,-4] B.[-4,-1]
C.[-1,2] D.[2,5]
3.[2022·北京大兴高一期中]下列函数中,在区间(0,+∞)上是增函数的是( )
A.y=x3B.y=3-x
C.y=D.y=-x2+4
4.函数y=的单调递减区间是________.
题型探究·课堂解透——强化创新性
题型 1 求函数的单调区间
例1 求下列函数的单调区间,并指出该函数在其单调区间上是增函数还是减函数.
(1)f(x)=-;(2)f(x)=
(3)f(x)=-x2+2|x|+3.
方法归纳
1.求函数单调区间的方法
2.若所求出函数的单调增区间或单调减区间不唯一,函数的单调区间之间要用“,”“和”连接,不能用“∪”连接.
巩固训练1 画出函数y=|x|(x-2)的图象,并指出函数的单调区间.
题型 2 函数单调性的判定与证明
例2 证明函数f(x)=x+在(0,1)上是减函数.
方法归纳
利用定义判断或证明函数单调性的步骤
巩固训练2 [2022·湖南长沙高一期中]用函数单调性定义证明:函数y=在(-1,+∞)上为增函数.
题型 3 函数单调性的应用
例3 (1)若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3在区间(-∞,3]上是增函数,则实数a的取值范围是________.
(2)已知函数y=f(x)是(-∞,+∞)上的增函数,且f(2x-3)>f(5x-6),则实数x的取值范围为________.
(3)若函数f(x)=是定义在R上的减函数,则实数a的取值范围为________.
方法归纳
1.由函数解析式求参数
2.利用抽象函数单调性求范围
①依据:定义在[m,n]上的单调增(减)函数中,函数值与自变量的关系为f(a)<f(b)
②方法:依据函数的单调性去掉符号“f”,转化为不等式问题.
巩固训练3 (1)已知二次函数y=x2-2ax+1在区间(2,3)内是单调函数,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2]
B.[2,3]
C.(-∞,-3]
D.[-3,-2]
(2)设函数f(x)是R上的减函数,若f(m2+2)>f(2m+5),则实数m的取值范围是________.
第1课时 函数的单调性
新知初探·课前预习
[教材要点]
要点一
f(x1)<f(x2) f(x1)>f(x2) 增 减
要点二
单调递增或单调递减 单调区间
[基础自测]
1.答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.解析:结合图象易知,
函数f(x)在区间[-4,-1]、[2,5]上单调递减.
答案:BD
3.解析:对于A,y=x3在(0,+∞)上是增函数,故A正确.对于B,y=3-x在(0,+∞)上是减函数,故B错误.对于C,y=在(0,+∞)上是减函数,故C错误.对于D,y=-x2+4在(0,+∞)上是减函数,故D错误.
答案:A
4.解析:函数y=的单调递减区间应是(-∞,0)和(0,+∞),不能写成(-∞,0)
答案:(-∞,0)和(0,+∞)
题型探究·课堂解透
例1 解析:(1)函数f(x)=-的单调区间为(-∞,0)和(0,+∞),
其在(-∞,0),(0,+∞)上都是增函数.
(2)当x≥1时,f(x)是增函数,当x<1时,f(x)是减函数,所以f(x)的单调区间为(-∞,1),[1,+∞),并且函数f(x)在(-∞,1)上是减函数,在[1,+∞)上是增函数.
(3)因为f(x)=-x2+2|x|+3=
根据解析式可作出函数的图象如图所示,由图象可知,
函数f(x)的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞).
f(x)在(-∞,-1],[0,1)上是增函数,在(-1,0),[1,+∞)上是减函数.
巩固训练1
解析:y=|x|(x-2)=
函数的图象如图所示.
由函数的图象知:函数的单调递增区间为(-∞,0]和[1,+∞),单调递减区间为(0,1).
例2 证明:设x1,x2是区间(0,1)上的任意两个不同实数,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=(x1+)-(x2+)=(x1-x2)+()=(x1-x2)+=(x1-x2)(1-)=.
∵0<x1<x2<1,
∴x1-x2<0,0<x1x2<1,则-1+x1x2<0,
∴>0,
即f(x1)>f(x2),
∴f(x)=x+在(0,1)上是减函数.
巩固训练2 证明:设x1,x2是区间(-1,+∞)上任意两个不同实数且x1>x2,
则x1-x2>0,x1+1>0,x2+1>0,
y1-y2==>0,
∴y1>y2,
∴函数y=在(-1,+∞)上为增函数.
例3 解析:(1)∵f(x)=-x2-2(a+1)x+3的开口向下,要使f(x)在(-∞,3]上是增函数,只需-(a+1)≥3,即a≤-4.
∴实数a的取值范围为(-∞,-4].
(2)∵f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,且f(2x-3)>f(5x-6),
∴2x-3>5x-6,即x<1,∴实数x的取值范围为(-∞,1).
(3)∵函数f(x)=是定义在R上的减函数,
∴ ∴
解得≤a<,
∴a的取值范围为.
答案:(1)(-∞-4] (2)(-∞,1) (3)
巩固训练3 解析:(1)由题知,当-≤2或-≥3,即a≤2或a≥3时,满足题意.
(2)因为函数f(x)是R上的减函数,则f(m2+2)>f(2m+5)等价于m2+2<2m+5,即m2-2m-3<0,即(m+1)(m-3)<0,解得-1<m<3,即m∈(-1,3).
答案:(1)A (2)(-1,3)
1(共24张PPT)
第2课时 函数的最大(小)值
新知初探·课前预习
题型探究·课堂解透
新知初探·课前预习
课程标准
(1)理解函数的最大值和最小值的概念及其几何意义.(2)能借助函数的图象和单调性,求一些简单函数的最值.(3)能利用函数的最值解决有关的实际应用问题.
教 材 要 点
要点 函数的最大值与最小值
最大值 最小值
条件 一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足: x∈I,都有 f(x)____M f(x)____ M
x0∈I,使得________ 结论 称M是函数y=f(x)的最大值 称M是函数y=f(x)的最小值
几何意义 f(x)图象上最高点的________ f(x)图象上最低点的________
≤
≥
f(x0)=M
纵坐标
纵坐标
助 学 批 注
批注 函数的最值与值域的关系:
(1)函数的值域一定存在,函数的最值不一定存在.
(2)若函数的最值存在,则最值一定是值域中的元素.
(3)若函数的值域是开区间,则函数无最值;若函数的值域是闭区间,则闭区间的端点值就是函数的最值.
基 础 自 测
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)任何函数都有最大(小)值.( )
(2)如果一个函数有最大值,那么最大值是唯一的.( )
(3)函数f(x)取最大值时,对应的x可能有无限多个.( )
(4)如果f(x)的最大值、最小值分别为M,m,则f(x)的值域为[m,M].( )
×
√
√
×
2.函数f(x)=在[1,+∞)上( )
A.有最大值无最小值
B. 有最小值无最大值
C.有最大值也有最小值
D. 无最大值也无最小值
答案:A
解析:函数f(x)=是反比例函数,当x∈(0,+∞)时,函数图象下降,所以在[1,+∞)上f(x)单调递减,f(1)为f(x)在[1,+∞)上的最大值,函数在[1,+∞)上没有最小值.
3.函数f(x)=-2x+1(x∈[-2,2])的最小、最大值分别为( )
A.3,5 B.-3,5
C. 1,5 D.-5,3
答案:B
解析:因为f(x)=-2x+1(x∈[-2,2])是单调递减函数,所以当x=2时,函数的最小值为-3.当x=-2时,函数的最大值为5.
4.函数f(x)在[-2,2]上的图象如图所示,则此函数的最小值、最大值分别是________.
-1,2
解析:由图象知点(1,2)是最高点,点(-2,-1)是最低点,
∴ymax=2,ymin=-1.
题型探究·课堂解透
题型 1 利用函数的图象求函数的最值
例1 已知函数f(x)=求函数f(x)的最大值、最小值.
解析:作出f(x)的图象如图:
由图象可知,当x=2时,f(x)取最大值2;当x=时,f(x)取最小值-.
所以f(x)的最大值为2,最小值为-.
方法归纳
图象法求最值的一般步骤
巩固训练1 若x∈R,f(x)是y=2-x2,y=x这两个函数中的较小者,则f(x)的最大值为( )
A.2 B.1
C.-1 D.无最大值
答案:B
解析: 在同一坐标系中,作出函数的图象(如图中的实线部分),则f(x)max=f(1)=1.
题型 2 利用函数的单调性求最值
例2 已知函数f(x)=.
(1)判断函数在区间(-1,+∞)上的单调性,并用定义证明你的结论;
(2)求该函数在区间[2,4]上的最大值和最小值.
解析:(1)f(x)在(-1,+∞)上单调递增,证明如下:任取-1则f(x1)-f(x2)==,
因为-1<x1<x2 x1+1>0,x2+1>0,x1-x2<0,
所以f(x1)-f(x2)<0 f(x1)<f(x2),
所以f(x)在(-1,+∞)上单调递增.
(2)由(1)知f(x)在[2,4]上单调递增,
所以f(x)的最小值为f(2)==,
最大值f(4)==.
方法归纳
函数的最大(小)值与单调性的关系
(1)若函数f(x)在区间[a,b]上是增(减)函数,则f(x)在区间[a,b]上的最小(大)值是f(a),最大(小)值是f(b).
(2)若函数f(x)在区间[a,b]上是增(减)函数,在区间[b,c]上是减(增)函数,则f(x)在区间[a,c]上的最大(小)值是f(b),最小(大)值是f(a)与f(c)中较小(大)的一个.
巩固训练2 求函数y=在区间[2,6]上的最大值和最小值.
解析:设x1,x2是区间[2,6]上的任意两个实数,且x1f(x1)-f(x2)==
由于20,(x1-1)(x2-1)>0,于是f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2)
所以,函数y=在区间[2,6]上单调递减.
x=2时取最大值,最大值是2,在x=6时取最小值,最小值为.
题型 3 求二次函数的最值
例3 (1)已知函数f(x)=x2-2x-3,若x∈[0,2],求函数f(x)的最值.
解析:∵函数f(x)=x2-2x-3开口向上,对称轴x=1,∴f(x)在[0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增,且f(0)=f(2).
∴f(x)max=f(0)=f(2)=-3,f(x)min=f(1)=-4.
题型 3 求二次函数的最值
例3 (2)求函数f(x)=x2-2x+2在区间[t,t+1]上的最小值g(t).
解析:当t+1<1,即t<0时,函数图象如图1所示,
函数f(x)在区间[t,t+1]上为减函数,所以最小值为g(t)=f(t+1)=t2+1;
当t>1时,函数图象如图2所示,
图1 图2
函数f(x)在区间[t,t+1]上为增函数,
所以最小值为g(t)=f(t)=t2-2t+2.当t≤1≤t+1,即0≤t≤1时,
函数图象如图3所示,最小值为
g(t)=f(1)=1,
综上所述,g(t)=.
图3
题型 3 求二次函数的最值
例3 (3)已知函数f(x)=x2-ax+1,求f(x)在[0,1]上的最大值.
解析:因为函数f(x)=x2-ax+1的图象开口向上,其对称轴为x=,
当,即a≤1时,f(x)的最大值为f(1)=2-a;
当>,即a>1时,f(x)的最大值为f(0)=1.
综上f(x)max=.
方法归纳
求二次函数最值问题的解题策略
一般都是讨论函数的定义域与对称轴的位置关系,往往分三种情况:(1)定义域在对称轴左侧;(2)对称轴在定义域内;(3)定义域在对称轴右侧.在讨论时可结合函数图象,便于分析、理解.
巩固训练3 已知二次函数f(x)=-x2+2ax-a在区间[0,1]上有最大值2,求实数a的值.
解析:f(x)=-(x-a)2+a2-a,对称轴为x=a.
(1)当a<0时,f(x)在[0,1]上单调递减,∴f(0)=2,即a=-2.
(2)当a>1时,f(x)在[0,1]上单调递增,∴f(1)=2,即a=3.
(3)当0≤a≤1时,f(x)在[0,a]上单调递增,在[a,1]上单调递减,
∴f(a)=2,即a2-a=2,解得a=2或a=-1,与0≤a≤1矛盾.
综上a=-2或a=3.第2课时 函数的最大(小)值
课程标准
(1)理解函数的最大值和最小值的概念及其几何意义.(2)能借助函数的图象和单调性,求一些简单函数的最值.(3)能利用函数的最值解决有关的实际应用问题.
新知初探·课前预习——突出基础性
教材要点
要点 函数的最大值与最小值
最大值 最小值
条件 一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足: x∈I,都有
f(x)____M f(x)____M
x0∈I,使得________
结论 称M是函数y=f(x)的最大值 称M是函数y=f(x)的最小值
几何意义 f(x)图象上最高点的________ f(x)图象上最低点的________
助学批注
批注 函数的最值与值域的关系:
(1)函数的值域一定存在,函数的最值不一定存在.
(2)若函数的最值存在,则最值一定是值域中的元素.
(3)若函数的值域是开区间,则函数无最值;若函数的值域是闭区间,则闭区间的端点值就是函数的最值.
基础自测
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)任何函数都有最大(小)值.( )
(2)如果一个函数有最大值,那么最大值是唯一的.( )
(3)函数f(x)取最大值时,对应的x可能有无限多个.( )
(4)如果f(x)的最大值、最小值分别为M,m,则f(x)的值域为[m,M].( )
2.函数f(x)=在[1,+∞)上( )
A.有最大值无最小值
B.有最小值无最大值
C.有最大值也有最小值
D.无最大值也无最小值
3.函数f(x)=-2x+1(x∈[-2,2])的最小、最大值分别为( )
A.3,5B.-3,5
C.1,5D.-5,3
4.函数f(x)在[-2,2]上的图象如图所示,则此函数的最小值、最大值分别是________.
题型探究·课堂解透——强化创新性
题型 1 利用函数的图象求函数的最值
例1 已知函数f(x)=求函数f(x)的最大值、最小值.
方法归纳
图象法求最值的一般步骤
巩固训练1 若x∈R,f(x)是y=2-x2,y=x这两个函数中的较小者,则f(x)的最大值为( )
A.2B.1
C.-1D.无最大值
题型 2 利用函数的单调性求最值
例2 已知函数f(x)=.
(1)判断函数在区间(-1,+∞)上的单调性,并用定义证明你的结论;
(2)求该函数在区间[2,4]上的最大值和最小值.
方法归纳
函数的最大(小)值与单调性的关系
(1)若函数f(x)在区间[a,b]上是增(减)函数,则f(x)在区间[a,b]上的最小(大)值是f(a),最大(小)值是f(b).
(2)若函数f(x)在区间[a,b]上是增(减)函数,在区间[b,c]上是减(增)函数,则f(x)在区间[a,c]上的最大(小)值是f(b),最小(大)值是f(a)与f(c)中较小(大)的一个.
巩固训练2 求函数y=在区间[2,6]上的最大值和最小值.
题型 3 求二次函数的最值
例3 (1)已知函数f(x)=x2-2x-3,若x∈[0,2],求函数f(x)的最值.
(2)求函数f(x)=x2-2x+2在区间[t,t+1]上的最小值g(t).
(3)已知函数f(x)=x2-ax+1,求f(x)在[0,1]上的最大值.
方法归纳
求二次函数最值问题的解题策略
一般都是讨论函数的定义域与对称轴的位置关系,往往分三种情况:(1)定义域在对称轴左侧;(2)对称轴在定义域内;(3)定义域在对称轴右侧.在讨论时可结合函数图象,便于分析、理解.
巩固训练3 已知二次函数f(x)=-x2+2ax-a在区间[0,1]上有最大值2,求实数a的值.
第2课时 函数的最大(小)值
新知初探·课前预习
[教材要点]
要点
≤ ≥ f(x0)=M 纵坐标 纵坐标
[基础自测]
1.答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.解析:函数f(x)=是反比例函数,当x∈(0,+∞)时,函数图象下降,所以在[1,+∞)上f(x)单调递减,f(1)为f(x)在[1,+∞)上的最大值,函数在[1,+∞)上没有最小值.
答案:A
3.解析:因为f(x)=-2x+1(x∈[-2,2])是单调递减函数,所以当x=2时,函数的最小值为-3.当x=-2时,函数的最大值为5.
答案:B
4.解析:由图象知点(1,2)是最高点,点(-2,-1)是最低点,
∴ymax=2,ymin=-1.
答案:-1,2
题型探究·课堂解透
例1 解析:作出f(x)的图象如图:
由图象可知,当x=2时,f(x)取最大值2;当x=时,f(x)取最小值-.
所以f(x)的最大值为2,最小值为-.
巩固训练1 解析:在同一坐标系中,作出函数的图象(如图中的实线部分),
则f(x)max=f(1)=1.
答案:B
例2 解析:(1)f(x)在(-1,+∞)上单调递增,证明如下:任取-1则f(x1)-f(x2)==,
因为-1<x1<x2 x1+1>0,x2+1>0,x1-x2<0,
所以f(x1)-f(x2)<0 f(x1)<f(x2),
所以f(x)在(-1,+∞)上单调递增.
(2)由(1)知f(x)在[2,4]上单调递增,
所以f(x)的最小值为f(2)==,
最大值f(4)==.
巩固训练2 解析:设x1,x2是区间[2,6]上的任意两个实数,且x1f(x1)-f(x2)==
由于20,(x1-1)(x2-1)>0,于是f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2)
所以,函数y=在区间[2,6]上单调递减.
x=2时取最大值,最大值是2,在x=6时取最小值,最小值为.
例3 解析:(1)∵函数f(x)=x2-2x-3开口向上,对称轴x=1,∴f(x)在[0,1]上单调递减,在[1,2]上单调递增,且f(0)=f(2).
图1
∴f(x)max=f(0)=f(2)=-3,f(x)min=f(1)=-4.
(2)当t+1<1,即t<0时,函数图象如图1所示,
函数f(x)在区间[t,t+1]上为减函数,所以最小值为g(t)=f(t+1)=t2+1;
当t>1时,函数图象如图2所示,
图2
图3
函数f(x)在区间[t,t+1]上为增函数,
所以最小值为g(t)=f(t)=t2-2t+2.当t≤1≤t+1,即0≤t≤1时,
函数图象如图3所示,最小值为
g(t)=f(1)=1,
综上所述,g(t)=.
(3)因为函数f(x)=x2-ax+1的图象开口向上,其对称轴为x=,
当,即a≤1时,f(x)的最大值为f(1)=2-a;
当>,即a>1时,f(x)的最大值为f(0)=1.
综上f(x)max=.
巩固训练3 解析:f(x)=-(x-a)2+a2-a,对称轴为x=a.
(1)当a<0时,f(x)在[0,1]上单调递减,∴f(0)=2,即a=-2.
(2)当a>1时,f(x)在[0,1]上单调递增,∴f(1)=2,即a=3.
(3)当0≤a≤1时,f(x)在[0,a]上单调递增,在[a,1]上单调递减,
∴f(a)=2,即a2-a=2,解得a=2或a=-1,与0≤a≤1矛盾.
综上a=-2或a=3.
1(共29张PPT)
3.2.2 奇偶性
新知初探·课前预习
题型探究·课堂解透
新知初探·课前预习
课程标准
(1)理解奇函数、偶函数的定义.(2)了解奇函数、偶函数图象的特征.(3)掌握判断函数奇偶性的方法.(4)能利用函数的奇偶性与单调性分析、解决简单问题.
教 材 要 点
要点一 函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 如果对于函数f(x)的定义域 内任意一个x,都有__________,那么函数f(x)是偶函数 关于____对称
奇函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有__________,那么函数f(x)是奇函数 关于____对称
f(-x)=f(x)
y轴
f(-x)=-f(x)
原点
要点二 奇偶性与单调性
一般地,若函数f(x)为奇函数,则f(x)在关于原点对称的两个区间[a,b]和[-b,-a]上具有____的单调性;若函数f(x)为偶函数,则f(x)在关于原点对称的两个区间[a,b]和[-b,-a]上具有____的单调性.
相同
相反
助 学 批 注
批注 奇函数与偶函数的定义域都关于原点对称;若一个函数的定义域不关于原点对称,则这个函数不具有奇偶性.
基 础 自 测
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)f(x)是定义在R上的函数,若f(-1)=f(1),则f(x)一定是偶函数.( )
(2)对于函数y=f(x),若存在x,使f(-x)=-f(x),则函数y=f(x)一定是奇函数.( )
(3)不存在既是奇函数,又是偶函数的函数.( )
(4)若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数就是偶函数.( )
×
×
×
×
2.下列函数是奇函数的是( )
A.y= B.y=-x2+1
C. y= D.y=3-x
答案:C
解析:A.由奇偶函数的定义域关于原点对称知,A错误;
B.函数f(x)=-x2+1,x∈R,得f(-x)=-(-x)2+1=-x2+1=f(x),故B错误;
C.函数f(x)=,x≠0,得f(-x)==-=-f(x),故C正确;
D.函数f(x)=3-x,x∈R,得f(-x)=3-(-x)=3+x,故D错误.
3.若函数y=f(x),x∈[-2,a]是偶函数,则a的值为( )
A. -2 B.2
C. 0 D.不能确定
答案:B
解析:因为偶函数的定义域关于原点对称,所以-2+a=0,所以a=2.
4.下列图象表示的函数是奇函数的是________,是偶函数的是________.(填序号)
(2)(4)
(1)(3)
解析:(1)(3)关于y轴对称是偶函数,(2)(4)关于原点对称是奇函数.
题型探究·课堂解透
题型 1 函数奇偶性的判断
例1 (1) f (x)=x3+x; (2)f(x)=|x+2|+|x-2|;
(3)f (x)=x2+; (4)f (x)=.
解析:(1)函数定义域为R,且f (-x)=(-x)3+(-x)=-x3-x=-(x3+x)=-f (x),所以该函数是奇函数.
(2)函数定义域为R,且f (-x)=|-x+2|+|-x-2|=|x-2|+|x+2|=f (x),所以该函数是偶函数.
(3)函数定义域是{x|x≥0},不关于原点对称,因此它是非奇非偶函数.
(4)要使函数有意义,需满足解得x=±2,即函数的定义域是{2,-2},这时f (x)=0.
所以f (-x)=f (x),f (-x)=-f (x),因此该函数既是奇函数又是偶函数.
方法归纳
判断函数奇偶性的3种方法
巩固训练1 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=;
(2)f(x)=;
(3)f(x)=(x2-1).
解析:(1)函数定义域为R,且f (-x)===-f(x),故该函数是奇函数.
(2)函数定义域为{x|x≠±1},关于原点对称,且f (-x)===f(x),故该函数是偶函数.
(3)函数定义域是{x|x≥-1},定义域不关于原点对称,所以该函数是非奇非偶函数.
题型 2 函数奇偶性的应用
例2 (1)已知f(x)=x5+ax3+bx-8,若f(-3)=10,则f(3)=( )
A.26 B.18 C.10 D.-26
解析:方法一:
由f(x)=x5+ax3+bx-8,得f(x)+8=x5+ax3+bx.
令G(x)=x5+ax3+bx=f(x)+8,∵G(-x)=(-x)5+a(-x)3+b(-x)=-(x5+ax3+bx)=-G(x),∴G(x)是奇函数,∴G(-3)=-G(3),即f(-3)+8=-f(3)-8.又f(-3)=10,∴f(3)=-f(-3)-16=-10-16=-26.
方法二:
由已知条件,得
①+②得f(3)+f(-3)=-16,又f(-3)=10,∴f(3)=-26.
答案:D
(2)设函数f(x)=为奇函数,则a=________.
-1
解析:方法一(定义法)
由已知f(-x)=-f(x),
即=-
显然x≠0得,x2-(a+1)x+a=x2+(a+1)x+a,
故a+1=0,得a=-1.(经检验满足题意)
方法二(特值法)
由f(x)为奇函数得f(-1)=-f(1),即=-,
整理得a=-1.
(3)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=-x2-x,
则f(x)=_________________.
解析:函数f(x)是定义在R上的奇函数,可得f(0)=0;
当x>0时,f(x)=-x2-x;
当x<0时,-x>0,f(-x)=-x2+x,
又f(-x)=-f(x),可得x<0时,f(x)=x2-x.
所以f(x)=
方法归纳
1.已知函数的奇偶性求参数的2种方法
2.利用函数奇偶性求函数解析式的一般步骤
巩固训练2 (1)已知函数f(x)=x2-(2-m)x+3为偶函数,则m的值是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:方法一:
f(-x)=(-x)2-(2-m)(-x)+3=x2+(2-m)x+3,由函数y=f(x)为偶函数,知f(-x)=f(x),即x2+(2-m)x+3=x2-(2-m)x+3,∴2-m=-(2-m),∴m=2.
方法二:
由f(-1)=f(1)得4+(2-m)=4-(2-m) ,解得m=2.
答案:B
(2)已知函数f(x)=ax3+bx-2,f(2 022)=3,则f(-2 022)=( )
A.-7 B.-5
C.-3 D.3
答案:A
解析:∵f(2 022)=a×20223+b×2 022-2=3,
∴a×20223+b×2 022=5,
∴f(-2 022)=-a×20223-b×2 022-2=-5-2=-7.
(3)设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=x2+2x,求函数f(x),g(x)的解析式.
解析:因为f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,
所以f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),
由f(x)+g(x)=2x+x2. ①
用-x代替x得f(-x)+g(-x)=-2x+(-x)2,
所以f(x)-g(x)=-2x+x2, ②
(①+②)÷2,得f(x)=x2.
(①-②)÷2,得g(x)=2x.
题型 3 函数的奇偶性与单调性的应用
例3 (1)已知定义在R上的偶函数f(x)在(0,+∞)上是减函数,则( )
A.f(2)<f(-4)<f(3)
B.f(-3)<f(-4)<f(2)
C.f(2)<f(-3)<f(-4)
D.f(-4)<f(-3)<f(2)
解析:因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,
所以f(3)=f(-3),f(4)=f(-4),
因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(0,+∞)上是减函数,
所以函数f(x)在(-∞,0)上是增函数,
因为2<3<4,∴f(4)<f(3)<f(2),∴f(-4)<f(-3)<f(2).
答案:D
(2)已知偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,且f(3)=0,则f(x-2)>0的解集是( )
A.{x|-3<x<3} B.{x|x<-1或x>5}
C.{x|x<-3或x>3} D.{x|x<-5或x>1}
答案:B
解析:因为f(3)=0,则f(x-2)>0,
所以f(x-2)>f(3),
因为f(x)为偶函数,所以f(|x-2|)>f(3),
因为f(x)在[0,+∞)上单调递增,
所以|x-2|>3,解得x<-1或x>5,
所以不等式的解集为{x|x<-1或x>5}.
方法归纳
1.利用奇偶性与单调性比较大小的2种策略
2.利用奇偶性与单调性解不等式的步骤
巩固训练3 (1)若对于任意实数x总有f(-x)=f(x),且f(x)在区间(-∞,-1]上是增函数,则( )
A.f(-)<f(-1)<f(2)
B.f(2)<f(-)<f(-1)
C.f(2)<f(-1)<f(-)
D.f(-1)<f(-)<f(2)
解析:∵对任意实数x总有f(-x)=f(x),∴f(x)为偶函数,∴f(2)=f(-2).
又f(x)在区间(-∞,-1]上是增函数,-2<-<-1,
∴f(2)答案:B
(2)已知函数y=f(x)在定义域[-1,1]上是奇函数,又是减函数,若f(1-a2)+f(1-a)<0,则实数a的取值范围是________.
[0,1)
解析:由f(1-a2)+f(1-a)<0,得f(1-a2)<-f(1-a).
∵y=f(x)在[-1,1]上是奇函数,∴-f(1-a)=f(a-1),∴f(1-a2)又f(x)在[-1,1]上单调递减,
∴解得∴0≤a<1.∴a的取值范围是[0,1).3.2.2 奇偶性
课程标准
(1)理解奇函数、偶函数的定义.(2)了解奇函数、偶函数图象的特征.(3)掌握判断函数奇偶性的方法.(4)能利用函数的奇偶性与单调性分析、解决简单问题.
新知初探·课前预习——突出基础性
教材要点
要点一 函数的奇偶性
奇偶性 定义 图象特点
偶函数 如果对于函数f(x)的定义域 内任意一个x,都有______,那么函数f(x)是偶函数 关于____对称
奇函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有______,那么函数f(x)是奇函数 关于____对称
要点二 奇偶性与单调性
一般地,若函数f(x)为奇函数,则f(x)在关于原点对称的两个区间[a,b]和[-b,-a]上具有____的单调性;若函数f(x)为偶函数,则f(x)在关于原点对称的两个区间[a,b]和[-b,-a]上具有____的单调性.
助学批注
批注 奇函数与偶函数的定义域都关于原点对称;若一个函数的定义域不关于原点对称,则这个函数不具有奇偶性.
基础自测
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)f(x)是定义在R上的函数,若f(-1)=f(1),则f(x)一定是偶函数.( )
(2)对于函数y=f(x),若存在x,使f(-x)=-f(x),则函数y=f(x)一定是奇函数.( )
(3)不存在既是奇函数,又是偶函数的函数.( )
(4)若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数就是偶函数.( )
2.下列函数是奇函数的是( )
A.y=B.y=-x2+1
C.y=D.y=3-x
3.若函数y=f(x),x∈[-2,a]是偶函数,则a的值为( )
A.-2B.2
C.0D.不能确定
4.下列图象表示的函数是奇函数的是________,是偶函数的是________.(填序号)
题型探究·课堂解透——强化创新性
题型 1 函数奇偶性的判断
例1 (1) f (x)=x3+x;
(2)f(x)=|x+2|+|x-2|;
(3)f (x)=x2+;
(4)f (x)=.
方法归纳
判断函数奇偶性的3种方法
巩固训练1 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=;
(2)f(x)=;
(3)f(x)=(x2-1).
题型 2 函数奇偶性的应用
例2 (1)已知f(x)=x5+ax3+bx-8,若f(-3)=10,则f(3)=( )
A.26B.18
C.10D.-26
(2)设函数f(x)=为奇函数,则a=________.
(3)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=-x2-x,则f(x)=________.
方法归纳
1.已知函数的奇偶性求参数的2种方法
2.利用函数奇偶性求函数解析式的一般步骤
巩固训练2 (1)已知函数f(x)=x2-(2-m)x+3为偶函数,则m的值是( )
A.1B.2
C.3D.4
(2)已知函数f(x)=ax3+bx-2,f(2022)=3,则f(-2022)=( )
A.-7B.-5
C.-3D.3
(3)设f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,且f(x)+g(x)=x2+2x,求函数f(x),g(x)的解析式.
题型 3 函数的奇偶性与单调性的应用
例3 (1)已知定义在R上的偶函数f(x)在(0,+∞)上是减函数,则( )
A.f(2)<f(-4)<f(3)
B.f(-3)<f(-4)<f(2)
C.f(2)<f(-3)<f(-4)
D.f(-4)<f(-3)<f(2)
(2)已知偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,且f(3)=0,则f(x-2)>0的解集是( )
A.{x|-3<x<3}B.{x|x<-1或x>5}
C.{x|x<-3或x>3}D.{x|x<-5或x>1}
方法归纳
1.利用奇偶性与单调性比较大小的2种策略
2.利用奇偶性与单调性解不等式的步骤
巩固训练3 (1)若对于任意实数x总有f(-x)=f(x),且f(x)在区间(-∞,-1]上是增函数,则( )
A.f(-)<f(-1)<f(2)
B.f(2)<f(-)<f(-1)
C.f(2)<f(-1)<f(-)
D.f(-1)<f(-)<f(2)
(2)已知函数y=f(x)在定义域[-1,1]上是奇函数,又是减函数,若f(1-a2)+f(1-a)<0,则实数a的取值范围是________.
3.2.2 奇偶性
新知初探·课前预习
[教材要点]
要点一
f(-x)=f(x) y轴 f(-x)=-f(x) 原点
要点二
相同 相反
[基础自测]
1.答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
2.解析:A.由奇偶函数的定义域关于原点对称知,A错误;
B.函数f(x)=-x2+1,x∈R,得f(-x)=-(-x)2+1=-x2+1=f(x),故B错误;
C.函数f(x)=,x≠0,得f(-x)==-=-f(x),故C正确;
D.函数f(x)=3-x,x∈R,得f(-x)=3-(-x)=3+x,故D错误.
答案:C
3.解析:因为偶函数的定义域关于原点对称,所以-2+a=0,所以a=2.
答案:B
4.解析:(1)(3)关于y轴对称是偶函数,(2)(4)关于原点对称是奇函数.
答案:(2)(4) (1)(3)
题型探究·课堂解透
例1 解析:(1)函数定义域为R,且f (-x)=(-x)3+(-x)=-x3-x=-(x3+x)=-f (x),所以该函数是奇函数.
(2)函数定义域为R,且f (-x)=|-x+2|+|-x-2|=|x-2|+|x+2|=f (x),所以该函数是偶函数.
(3)函数定义域是{x|x≥0},不关于原点对称,因此它是非奇非偶函数.
(4)要使函数有意义,需满足解得x=±2,即函数的定义域是{2,-2},这时f (x)=0.
所以f (-x)=f (x),f (-x)=-f (x),因此该函数既是奇函数又是偶函数.
巩固训练1 解析:(1)函数定义域为R,且f (-x)===-f(x),故该函数是奇函数.
(2)函数定义域为{x|x≠±1},关于原点对称,且f (-x)===f(x),故该函数是偶函数.
(3)函数定义域是{x|x≥-1},定义域不关于原点对称,所以该函数是非奇非偶函数.
例2 解析:(1)方法一:
由f(x)=x5+ax3+bx-8,得f(x)+8=x5+ax3+bx.
令G(x)=x5+ax3+bx=f(x)+8,∵G(-x)=(-x)5+a(-x)3+b(-x)=-(x5+ax3+bx)=-G(x),
∴G(x)是奇函数,∴G(-3)=-G(3),即f(-3)+8=-f(3)-8.又f(-3)=10,
∴f(3)=-f(-3)-16=-10-16=-26.
方法二:
由已知条件,
得
①+②得f(3)+f(-3)=-16,又f(-3)=10,∴f(3)=-26.
(2)方法一(定义法)
由已知f(-x)=-f(x),
即=-
显然x≠0得,x2-(a+1)x+a=x2+(a+1)x+a,
故a+1=0,得a=-1.(经检验满足题意)
方法二(特值法)
由f(x)为奇函数得f(-1)=-f(1),即=-,
整理得a=-1.
(3)函数f(x)是定义在R上的奇函数,可得f(0)=0;
当x>0时,f(x)=-x2-x;
当x<0时,-x>0,f(-x)=-x2+x,
又f(-x)=-f(x),可得x<0时,f(x)=x2-x.
所以f(x)=
答案:(1)D (2)-1 (3)
巩固训练2 解析:(1)方法一:
f(-x)=(-x)2-(2-m)(-x)+3=x2+(2-m)x+3,由函数y=f(x)为偶函数,知f(-x)=f(x),即x2+(2-m)x+3=x2-(2-m)x+3,∴2-m=-(2-m),∴m=2.
方法二:
由f(-1)=f(1)得4+(2-m)=4-(2-m) ,解得m=2.
(2)∵f(2022)=a×20223+b×2022-2=3,
∴a×20223+b×2022=5,
∴f(-2022)=-a×20223-b×2022-2=-5-2=-7.
(3)因为f(x)是偶函数,g(x)是奇函数,
所以f(-x)=f(x),g(-x)=-g(x),
由f(x)+g(x)=2x+x2. ①
用-x代替x得f(-x)+g(-x)=-2x+(-x)2,
所以f(x)-g(x)=-2x+x2, ②
(①+②)÷2,得f(x)=x2.
(①-②)÷2,得g(x)=2x.
答案:(1)B (2)A (3)见解析
例3 解析:(1)因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,
所以f(3)=f(-3),f(4)=f(-4),
因为函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(0,+∞)上是减函数,
所以函数f(x)在(-∞,0)上是增函数,
因为2<3<4,∴f(4)<f(3)<f(2),∴f(-4)<f(-3)<f(2).
(2)因为f(3)=0,则f(x-2)>0,
所以f(x-2)>f(3),
因为f(x)为偶函数,所以f(|x-2|)>f(3),
因为f(x)在[0,+∞)上单调递增,
所以|x-2|>3,解得x<-1或x>5,
所以不等式的解集为{x|x<-1或x>5}.
答案:(1)D (2)B
巩固训练3 解析:(1)∵对任意实数x总有f(-x)=f(x),∴f(x)为偶函数,∴f(2)=f(-2).
又f(x)在区间(-∞,-1]上是增函数,-2<-<-1,
∴f(2)(2)由f(1-a2)+f(1-a)<0,得f(1-a2)<-f(1-a).
∵y=f(x)在[-1,1]上是奇函数,∴-f(1-a)=f(a-1),∴f(1-a2)又f(x)在[-1,1]上单调递减,
∴解得∴0≤a<1.∴a的取值范围是[0,1).
答案:(1)B (2)[0,1)
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