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函数的单调性与最值
知 识 梳 理
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A,如果对于定义域A内某个区间I上的任意两个自变量x1,x2
当x1<x2时,都有
,那么就说函数f(x)在区间I上是增函数 当x1<x2时,都有
,那么就说函数f(x)在区间I上是减函数
f(x1)
<f(x2)
f(x1)
>f(x2)
下降的
(2)单调区间的定义
若函数y=f(x)在区间I上是 或 ,则称函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间I叫做函数y=f(x)的单调区间.
增函数
减函数
[感悟·提升]
1.一个区别 “函数的单调区间”和“函数在某区间上单调”的区别:前者指函数具备单调性的“最大”的区间,后者是前者“最大”区间的子集,如(5).
2.两个防范 一是注意函数的定义域不连续的两个单调性相同的区间,要分别说明单调区间,不可说成“在其定义域上”单调,如(3);
二是若函数在两个不同的区间上单调性相同,则这两个区间要分开写,不能写成并集,如(6).
规律方法 (1)对于给出具体解析式的函数,证明或判断其在某区间上的单调性有两种方法:①可以利用定义(基本步骤为取值、作差或作商、变形、定号、下结论)求解;②可导函数则可以利用导数解之.
(2)复合函数y=f[g(x)]的单调性规律是“同则增,异则减”,即y=f(u)与u=g(x)若具有相同的单调性,则y=f[g(x)]为增函数,若具有不同的单调性,则y=f[g(x)]必为减函数.
答案 (-∞,-1)
规律方法 解决这类问题的一般方法:一是求出函数的单调区间,然后使所给区间是这个单调区间的子区间,建立关于参数的不等式组即可求得参数范围;二是直接利用函数单调性的定义:作差、变形,由f(x1)-f(x2)的符号确定参数的范围,另外也可分离参数转化为不等式恒成立问题.
答案 (1)③ (2)④
1.求函数的单调区间:首先应注意函数的单调区间是其定义域的子集;其次掌握一次函数、二次函数等基本初等函数的单调区间.求函数单调区间的常用方法:根据定义、利用图象、单调函数的性质及利用导数的性质.
[答案] (1,8)
[错因] 忽视函数在定义域两段区间分界点上的函数值的大小.
[答案] [4,8)
[防范措施] 对于分段函数的单调性,有两种基本的判断方法:一保证各段上同增(减)时,要注意上、下段间端点值间的大小关系;二是画出这个分段函数的图象,结合函数图象、性质进行直观的判断.研究函数问题离不开函数图象,函数图象反映了函数的所有性质,在研究函数问题时要时时刻刻想到函数的图象,学会从函数图象上去分析问题、寻找解决问题的方法.