3.1.2 第一课时 单调性的定义与证明(课件 学案 练习)高中数学人教B版(2019)必修 第一册

文档属性

名称 3.1.2 第一课时 单调性的定义与证明(课件 学案 练习)高中数学人教B版(2019)必修 第一册
格式 zip
文件大小 3.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-08-05 18:43:50

文档简介

3.1.2 函数的单调性
第一课时 单调性的定义与证明
1.下列函数中,在区间(0,1)上是增函数的是(  )
A.y=|x|+2 B.y=3-x
C.y= D.y=-x2+4
2.若二次函数f(x)=ax2+bx+c(a<0),满足f(1)=f(3),则下列不等式成立的是(  )
A.f(1)<f(4)<f(2)
B.f(4)<f(1)<f(2)
C.f(4)<f(2)<f(1)
D.f(2)<f(4)<f(1)
3.设(a,b),(c,d)都是f(x)的单调递增区间,且x1∈(a,b),x2∈(c,d),x1<x2,则f(x1)与f(x2)的大小关系为(  )
A.f(x1)<f(x2) B.f(x1)>f(x2)
C.f(x1)=f(x2) D.不能确定
4.(多选)如图是函数y=f(x)的图象,则函数f(x)在下列区间单调递增的是(  )
A.[2,5] B.[-6,-4]
C.[-1,2] D.[-1,2]∪[5,8]
5.(多选)已知函数f(x)=是R上的减函数,则实数k的可能的取值有(  )
A.4 B.5
C.6 D.7
6.已知命题p:“若f(x)<f(4)对任意的x∈(0,4)都成立,则f(x)在(0,4)上为增函数”.能说明命题p为假命题的一个函数是     .
7.已知函数f(x)的图象如图所示,若f(x)在[m,m+3]上单调递减,则m的取值范围为    .
8.函数f(x)=的单调增区间是   .
9.已知函数f(x)=x-.
(1)判断f(x)在区间(0,+∞)上的单调性,并用定义证明;
(2)求f(x)在区间[1,2]上的值域.
10.已知函数f(x)=对于 x1,x2∈[1,+∞)且x1≠x2,都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,则m的取值范围为   .
11.设f(x)是定义在R上的增函数,f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1,则不等式f(x)+f(-2)>1的解集为    .
12.已知f(x)在(0,+∞)上是增函数,且f(x)>0,f(3)=1.试判断g(x)=f(x)+在(0,3]上是增函数还是减函数,并加以证明.
13.已知函数f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,且f=1,f(1)=0,则f(3)=(  )
A. B.
C.2 D.3
14.定义在R上的函数f(x)对任意a,b∈R都有f(a+b)=f(a)+f(b)-1,且对任意x>0,恒有f(x)>1.
(1)判断f(x)单调性,并证明;
(2)已知f(4)=5,若不等式f(mx2+2)+f(1-2mx)>4对任意x∈R恒成立,求实数m的取值范围.
第一课时 单调性的定义与证明
1.A 因为-1<0,所以一次函数y=-x+3在R上递减,反比例函数y=在(0,+∞)上递减,二次函数y=-x2+4在(0,+∞)上递减.故选A.
2.B 因为f(1)=f(3),所以二次函数f(x)=ax2+bx+c的对称轴为直线x=2,又因为a<0,所以f(4)<f(3)<f(2),又f(1)=f(3),所以f(4)<f(1)<f(2).故选B.
3.D 由函数单调性的定义,知所取两个自变量必须是同一单调区间内的值,才能由该区间上函数的单调性来比较函数值的大小,而本题中的x1,x2不在同一单调区间内,所以f(x1)与f(x2)的大小关系不能确定.故选D.
4.BC 图象从左往右上升的区间有:[-6,-4],[-1,2],[5,8],∴f(x)在[-6,-4],[-1,2],[5,8]上单调递增.故选B、C.
5.ABC 因为函数f(x)是R上的减函数,所以 2≤k≤6.故选A、B、C.
6.f(x)=(x-1)2,x∈(0,4)(答案不唯一)
解析:取f(x)=(x-1)2,x∈(0,4),则函数f(x)在(0,4)上先减后增, 当x=1时,函数值最小,且f(x)<f(4),满足题意,所以函数f(x)=(x-1)2,x∈(0,4)可以说明命题p为假命题.
7.(-∞,-3]∪[2,+∞) 解析:由题图可知,f(x)的单调递减区间为(-∞,0],[2,+∞).
因为函数f(x)在[m,m+3]上单调递减,则[m,m+3] (-∞,0]或[m,m+3] [2,+∞),
由题意得m+3≤0或m≥2,即m≤-3或m≥2.
8. 解析:由题意知,4-3x-x2≥0,x2+3x-4≤0,(x+4)·(x-1)≤0,解得-4≤x≤1,
所以f(x)的定义域为[-4,1].
y=-x2-3x+4的对称轴为直线x=-,开口向下,y=在[0,+∞)上单调递增,
根据复合函数单调性同增异减可知f(x)的单调递增区间是.
9.解:(1)f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,证明如下:
任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,有f(x1)-f(x2)=-=(x1-x2)+=(x1-x2)+=(x1x2+1).
因为x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,所以x1x2>0,x1-x2<0.
于是(x1x2+1)<0,即f(x1)<f(x2).故f(x)在区间(0,+∞)上单调递增.
(2)由第(1)问结论可知,f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,
因为f(1)=0,f(2)=.
所以f(x)在区间[1,2]上的值域为.
10. 解析:由题意可知,f(x)在[1,+∞)上为单调增函数,要使y=-在[1,2)上单调递增,则-m<0,即m>0,要使f(x)=x2-mx在[2,+∞)上单调递增,则m≤2,同时×22-2m≥-m,解得m≤,综上可知:0<m≤.
11. 解析:由条件可得f(x)+f(-2)=f(-2x),
又f(3)=1,∴不等式f(x)+f(-2)>1,
即为f(-2x)>f(3).
∵f(x)是定义在R上的增函数,∴-2x>3,
解得x<-.故不等式f(x)+f(-2)>1的解集为. 
12.解:函数g(x)在(0,3]上是减函数.
证明如下:任取x1,x2∈(0,3],且x1<x2,则
g(x1)-g(x2)=-[f(x2)+]=[f(x1)-f(x2)].
因为f(x)在(0,+∞)上是增函数,
所以f(x1)-f(x2)<0.
又f(x)>0,f(3)=1,
所以0<f(x1)<f(x2)≤f(3)=1,
则0<f(x1)f(x2)<1,>1,
即1-<0,
所以g(x1)-g(x2)>0,g(x1)>g(x2).
故g(x)=f(x)+在(0,3]上是减函数.
13.B 令f(x)+=t,即有f(t)=1,因函数f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,则t为常数,
因此f(x)=-+t,从而解得a=t=2,于是得f(x)=-+2,显然函数f(x)在(0,+∞)上递增,所以f(3)=-+2=.故选B.
14.解:(1)函数f(x)在R上单调递增.证明如下:
任取x1,x2∈R,且x1>x2,
则f(x1-x2)>1,
f(x1)-f(x2)=f[(x1-x2)+x2]-f(x2)
=f(x1-x2)+f(x2)-1-f(x2)=f(x1-x2)-1>0,
即f(x1)>f(x2),所以函数f(x)在R上单调递增.
(2)因为f(4)=f(2)+f(2)-1=5,则f(2)=3,
原不等式可化为f(mx2-2mx+3)>3,即f(mx2-2mx+3)>f(2),
由函数f(x)在R上单调递增可得mx2-2mx+3>2对 x∈R恒成立,
即mx2-2mx+1>0对 x∈R恒成立.
若m=0,1>0恒成立,符合题意;
若m≠0,则得0<m<1.
综上可得m∈[0,1).
2 / 23.1.2 函数的单调性
新课程标准解读 核心素养
借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大值、最小值,理解函数的平均变化率,理解它们的作用和实际意义 数学抽象、直观想象、 逻辑推理、数学运算
第一课时 单调性的定义与证明
  德国有一位著名的心理学家艾宾浩斯,对人类的记忆牢固程度进行了有关研究.他经过测试,得到了以下一些数据:
时间 间隔t 刚记忆 完毕 20分 钟后 60分 钟后 8~9 小时后 1天后 2天后 6天后 一个 月后
记忆量y (百分比) 100 58.2 44.2 35.8 33.7 27.8 25.4 21.1
  以上数据表明,记忆量y是时间间隔t的函数.艾宾浩斯根据这些数据描绘出了著名的“艾宾浩斯遗忘曲线”.
【问题】 (1)当时间间隔t逐渐增大你能看出对应的函数值y有什么变化趋势?
(2)“艾宾浩斯遗忘曲线”从左至右是逐渐下降的,对此,我们如何用数学观点进行解释?
                                            
                                            
知识点 增函数、减函数的概念
1.增函数、减函数的定义
一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,且区间I D:
(1)如果对任意x1,x2∈I,当x1<x2时,都有      ,则称y=f(x)在区间I上是增函数(也称在区间I上      ),如图①所示;
(2)如果对任意x1,x2∈I,当x1<x2时,都有      ,则称y=f(x)在区间I上是减函数(也称在区间I上      ),如图②所示.
提醒 (1)单调性是函数在某一区间上的“整体”性质,因此对x1,x2有下列要求:①属于同一个区间I;②任意性,即x1,x2是定义域中某一区间I上的任意两个值,不能用特殊值代替;③区分大小,即确定的任意两值x1,x2必须区分大小,一般令x1<x2.
(2)并非所有的函数都具有单调性.如函数f(x)=它的定义域为R,但不具有单调性.
【想一想】
在增函数和减函数定义中,能否把“任意x1,x2∈I”改为“存在x1,x2∈I”?
2.函数的单调区间
在上述两种情况下,都称函数在区间I上具有单调性(区间I称为函数的      ,也可分别称为        或        ).
提醒 (1)函数在某个区间上是单调增(减)函数,但是在整个定义域上不一定是单调增(减)函数.如函数y=(x≠0)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,但是在整个定义域上不具有单调性.
(2)一个函数出现两个或者两个以上的单调区间时,不能用“∪”连接,而应该用“和”或“,”连接.如函数y=(x≠0)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,不能认为y=(x≠0)的单调减区间为(-∞,0)∪(0,+∞).
(3)当一个函数给定后,它的单调区间相应被确定,函数y=f(x)在区间I上单调与函数y=f(x)的单调区间是I的含义不同.如函数y=x2在[a,+∞)上单调递增时,a≥0,函数y=x2的单调递增区间是[a,+∞)时,a=0.
1.下列函数中,在R上是增函数的是(  )
A.y=|x|      B.y=x
C.y=x2 D.y=
2.若函数f(x)=(2a-1)x(a为实数)是R上的减函数,则(  )
A.a≥ B.a≤
C.a> D.a<
3.如果函数y=f(x)的图象如图所示,那么此函数的减区间为    .
  
题型一 利用定义判断或证明函数的单调性
【例1】 (链接教科书第101页例1)求证:函数f(x)=在(0,+∞)上是减函数,在(-∞,0)上是增函数.
尝试解答
通性通法
利用定义证明函数单调性的4个步骤
【跟踪训练】
已知函数y=f(x)是R上的增函数,k>0,且g(x)=kf(x),求证:g(x)在R上也是增函数.
题型二 判断函数的单调区间
【例2】 求下列函数的单调区间:
(1)y=|x2+2x-3|;
(2)y=-x2+2|x|+1.
尝试解答
通性通法
图象法求函数单调区间的注意点
  凡能作出函数图象的求单调区间问题,都可应用图象法.图象法主要用于求熟悉的常见函数(如一次函数、二次函数、反比例函数等)的单调区间,或应用于能通过常见函数图象的平移、翻折等变换得到所给函数图象的函数的单调区间.
【跟踪训练】
已知函数f(x)=|x|(x-2).
(1)画出函数图象;
(2)结合图象写出函数的单调增区间和单调减区间.
题型三 函数单调性的应用
角度1 利用单调性求参数及解不等式
【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    .
尝试解答
通性通法
1.利用函数的单调性解不等式的方法
利用函数的单调性解不等式,实质上是单调性的逆用,即由函数值的大小得到自变量的大小.若f(x)为增函数,则当f(x1)<f(x2)时x1<x2,当f(x1)>f(x2)时x1>x2.若f(x)为减函数,则当f(x1)<f(x2)时x1>x2,当f(x1)>f(x2)时x1<x2.需要注意的是求解时不要忘了函数的定义域对参数的限制.
2.利用函数单调性求参数取值范围的两种思路
(1)已知函数的单调性求参数的取值范围的方法是视参数为已知数,依据函数的图象或单调性的定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;
(2)借助常见函数(如一次函数、反比例函数、二次函数等)的单调性求解.
需注意若一个函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数在此区间的任意子区间上也是单调的.
【跟踪训练】
1.函数y=x2-2mx+3在区间[1,3]上具有单调性,则m的取值范围为    .
2.若f(x)是定义在[0,+∞)上的减函数,则不等式f(x)<f(-2x+8)的解集是    .
角度2 分段函数的单调性
【例4】 若函数f(x)=是R上的减函数,则实数m的取值范围是(  )
A.(2,4]        B.[2,4]
C.(2,4) D.[2,4)
尝试解答
通性通法
分段函数单调性问题的求解策略
  首先分析每段上的单调性,其次是分界点处函数值的大小,如果是增函数,则界点左侧值小于等于右侧值,如果是减函数,则界点左侧值大于等于右侧值.
【跟踪训练】
若函数f(x)=在R上为增函数,则实数b的取值范围为(  )
A.[1,2] B. C.(1,2] D.
 复合函数y=f(g(x))的单调性
  
【典例】 已知函数f(x)=,x∈[2,6].
(1)试判断此函数在x∈[2,6]上的单调性;
(2)根据(1)的判断过程,归纳出解题步骤.
解:(1)函数f(x)=可分解为函数y=和函数u=x-1.
因为x∈[2,6],所以u∈[1,5],显然函数u=x-1在x∈[2,6]上单调递增,函数y=在u∈[1,5]上单调递减,由复合函数的单调性,知f(x)=在x∈[2,6]上单调递减.
(2)解题步骤为:先求函数的定义域,接着分解复合函数,再判断每一层函数的单调性,最后根据复合函数的单调性确定函数的单调性.
结论 一般地,对于复合函数y=f(g(x)),单调性如表所示,简记为“同增异减”.
g(x) f(x) f(g(x))
增 增 增
增 减 减
减 增 减
减 减 增
【迁移应用】
求函数f(x)=的单调区间.
1.已知函数f(x)=x2-2ax+b在区间(-∞,1]上是减函数,则实数a的取值范围是(  )
A.[1,+∞)      B.(-∞,1]
C.[-1,+∞) D.(-∞,-1]
2.函数f(x)=-|x-2|的单调递减区间为(  )
A.(-∞,2] B.[2,+∞)
C.[0,2] D.[0,+∞)
3.若函数f(x)在[a,b]上是增函数,对于任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),则下列结论不正确的是(  )
A.>0
B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0
C.f(a)≤f(x1)<f(x2)≤f(b)
D.f(x1)≠f(x2)
4.已知函数f(x)是R上的增函数,A(0,-1),B(3,1)是其图象上的两点,那么-1<f(x+1)<1的解集的是      .
第一课时 单调性的定义与证明
【基础知识·重落实】
知识点
1.(1)f(x1)<f(x2) 单调递增 (2)f(x1)>f(x2)
 单调递减
想一想
 提示:不能.
2.单调区间 单调递增区间 单调递减区间
自我诊断
1.B 对于A,y=|x|,当x<0时,函数为减函数,故错误;对于C,y=x2,当x<0时,函数为减函数,故错误;对于D,函数y=在(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,故错误.故选B.
2.D 由题意知2a-1<0,解得a<.故选D.
3.[-3,-1],[1,3] 解析:由函数y=f(x)的图象得此函数的减区间为:[-3,-1],[1,3].
【典型例题·精研析】
【例1】 证明:任取x1,x2∈(-∞,0),且x1<x2,
有f(x1)-f(x2)=-==.
∵x1<x2<0,∴x2-x1>0,x1+x2<0,>0.
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
∴函数f(x)=在(-∞,0)上是增函数.
任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,有
f(x1)-f(x2)=.
∵0<x1<x2,∴x2-x1>0,x2+x1>0,>0.
∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2).
∴函数f(x)=在(0,+∞)上是减函数.
跟踪训练
 证明:任取x1,x2∈R且x1<x2,则g(x2)-g(x1)=k[f(x2)-f(x1)].
∵函数y=f(x)是R上的增函数,∴f(x2)-f(x1)>0,
∵k>0,∴g(x2)-g(x1)>0,即g(x2)>g(x1),
∴g(x)在R上也是增函数.
【例2】 解:(1)令f(x)=x2+2x-3=(x+1)2-4.作出f(x)的图象,保留其在x轴上及x轴上方的部分,将位于x轴下方的部分翻折到x轴上方,得到y=|x2+2x-3|的图象,如图①所示.由图象可得函数y=|x2+2x-3|的单调递增区间是[-3,-1]和[1,+∞),单调递减区间是(-∞,-3]和[-1,1].
(2)y=即y=
画出函数图象如图②所示,由图可得函数的单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).
跟踪训练
 解:(1)由函数解析式可得f(x)=图象如图所示:
(2)由(1)中函数图象知:函数在(-∞,0]和[1,+∞)上单调递增;在(0,1)上单调递减.
【例3】 (1)(-∞,-4] (2)(-∞,1)
解析:(1)∵f(x)=-x2-2(a+1)x+3的图象开口向下,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).
跟踪训练
1.(-∞,1]∪[3,+∞) 解析:二次函数y=x2-2mx+3的对称轴为x=m,因函数y=x2-2mx+3在区间[1,3]上具有单调性,所以m≤1或m≥3.
2. 解析:依题意,得不等式组解得<x≤4.
【例4】 A 因为函数f(x)是R上的减函数,所以解得2<m≤4.故选A.
跟踪训练
 A 由题意可得解得1≤b≤2.故选A.
拓视野 复合函数y=f(g(x))的单调性
迁移应用
 解:由题意可知8-2x-x2≥0,解得-4≤x≤2,
∴函数f(x)的定义域为[-4,2].
设y=,u=8-2x-x2.
二次函数u=8-2x-x2=-(x+1)2+9的单调递增区间是(-∞,-1],单调递减区间是[-1,+∞).
∴函数y=f(x)的单调递增区间是[-4,-1],单调递减区间是[-1,2].
随堂检测
1.A f(x)=x2-2ax+b对称轴为x=a,开口向上,要想在区间(-∞,1]是减函数,所以a∈[1,+∞).故选A.
2.B ∵y=|x-2|=∴函数y=|x-2|的单调递减区间是(-∞,2],单调增区间为[2,+∞),
∴f(x)=-|x-2|的单调递减区间是[2,+∞), 故选B.
3.C 由函数的单调性定义知,若函数f(x)在给定的区间上是增函数,则x1-x2,与f(x1)-f(x2)同号,由此可知,选项A、B、D都正确.若x1>x2,则f(x1)>f(x2),故选项C不正确.故选C.
4.(-1,2) 解析:易知f(0)=-1,f(3)=1,所以由-1<f(x+1)<1,得f(0)<f(x+1)<f(3),又因为函数f(x)是R上的增函数, 所以0<x+1<3,即-1<x<2,所以-1<f(x+1)<1的解集为(-1,2).
5 / 5(共71张PPT)
第一课时 
单调性的定义与证明
新课程标准解读 核心素养
借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、
最大值、最小值,理解函数的平均变化率,理解它
们的作用和实际意义 数学抽象、直观
想象、
逻辑推理、数学
运算
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
  德国有一位著名的心理学家艾宾浩斯,对人类的记忆牢固程度进
行了有关研究.他经过测试,得到了以下一些数据:
时间 间隔 t 刚记忆 完毕 20分 钟后 60分 钟后 8~9小时后 1天后 2天后 6天后 一个
月后
记忆量 y
(百分比) 100 58.2 44.2 35.8 33.7 27.8 25.4 21.1
  以上数据表明,记忆量 y 是时间间隔 t 的函数.艾宾浩斯根据这些
数据描绘出了著名的“艾宾浩斯遗忘曲线”.
(2)“艾宾浩斯遗忘曲线”从左至右是逐渐下降的,对此,我们如
何用数学观点进行解释?
                      
                      
                      
      
【问题】 (1)当时间间隔 t 逐渐增大你能看出对应的函数值 y 有什
么变化趋势?
                      
                      
                      
知识点 增函数、减函数的概念
1. 增函数、减函数的定义
一般地,设函数 y = f ( x )的定义域为 D ,且区间 I D :
(1)如果对任意 x1, x2∈ I ,当 x1< x2时,都有
,则称 y = f ( x )在区间 I 上是增函数(也称在区间 I
上 ),如图①所示;
f ( x1)< f
( x2) 
单调递增 
(2)如果对任意 x1, x2∈ I ,当 x1< x2时,都有
,则称 y = f ( x )在区间 I 上是减函数(也称在区间 I
上 ),如图②所示.
f ( x1)> f
( x2) 
单调递减 
提醒 (1)单调性是函数在某一区间上的“整体”性质,因
此对 x1, x2有下列要求:①属于同一个区间 I ;②任意性,即
x1, x2是定义域中某一区间 I 上的任意两个值,不能用特殊值
代替;③区分大小,即确定的任意两值 x1, x2必须区分大小,
一般令 x1< x2.
(2)并非所有的函数都具有单调性.如函数 f ( x )=
它的定义域为R,但不具有单调性.
【想一想】
在增函数和减函数定义中,能否把“任意 x1, x2∈ I ”改为“存在
x1, x2∈ I ”?
提示:不能.
2. 函数的单调区间
在上述两种情况下,都称函数在区间 I 上具有单调性(区间 I 称为函
数的 ,也可分别称为 或
).
提醒 (1)函数在某个区间上是单调增(减)函数,但是在整个
定义域上不一定是单调增(减)函数.如函数 y = ( x ≠0)在区间
(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,但是在整个定义域上不
具有单调性.
单调区间 
单调递增区间 
单调递减
区间 
(2)一个函数出现两个或者两个以上的单调区间时,不能用
“∪”连接,而应该用“和”或“,”连接.如函数 y = ( x
≠0)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,不能
认为 y = ( x ≠0)的单调减区间为(-∞,0)∪(0,+
∞).
(3)当一个函数给定后,它的单调区间相应被确定,函数 y = f
( x )在区间 I 上单调与函数 y = f ( x )的单调区间是 I 的含义
不同.如函数 y = x2在[ a ,+∞)上单调递增时, a ≥0,函数
y = x2的单调递增区间是[ a ,+∞)时, a =0.
1. 下列函数中,在R上是增函数的是(  )
A. y =| x | B. y = x
C. y = x2 D. y =
解析: 对于A, y =| x |,当 x <0时,函数为减函数,故错
误;对于C, y = x2,当 x <0时,函数为减函数,故错误;对于D,
函数 y = 在(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,故错误.故
选B.
2. 若函数 f ( x )=(2 a -1) x ( a 为实数)是R上的减函数,则
(  )
A. a ≥ B. a ≤
C. a > D. a <
解析: 由题意知2 a -1<0,
解得 a < .故选D.
3. 如果函数 y = f ( x )的图象如图所示,那么此函数的减区间为
.
解析:由函数 y = f ( x )的图象得此函数的减区间为:[-3,-1],
[1,3].
[-3,-1],[1,3]
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 利用定义判断或证明函数的单调性
【例1】 (链接教科书第101页例1)求证:函数 f ( x )= 在(0,
+∞)上是减函数,在(-∞,0)上是增函数.
证明:任取 x1, x2∈(-∞,0),且 x1< x2,
有 f ( x1)- f ( x2)= -
= = .
∵ x1< x2<0,
∴ x2- x1>0, x1+ x2<0, >0.
∴ f ( x1)- f ( x2)<0,
即 f ( x1)< f ( x2).
∴函数 f ( x )= 在(-∞,0)上是增函数.
任取 x1, x2∈(0,+∞),且 x1< x2,有
f ( x1)- f ( x2)= .
∵0< x1< x2,
∴ x2- x1>0, x2+ x1>0, >0.
∴ f ( x1)- f ( x2)>0,
即 f ( x1)> f ( x2).
∴函数 f ( x )= 在(0,+∞)上是减函数.
通性通法
利用定义证明函数单调性的4个步骤
【跟踪训练】
已知函数 y = f ( x )是R上的增函数, k >0,且 g ( x )= kf ( x ),
求证: g ( x )在R上也是增函数.
证明:任取 x1, x2∈R且 x1< x2,则 g ( x2)- g ( x1)= k [ f ( x2)-
f ( x1)].
∵函数 y = f ( x )是R上的增函数,
∴ f ( x2)- f ( x1)>0,
∵ k >0,∴ g ( x2)- g ( x1)>0,
即 g ( x2)> g ( x1),
∴ g ( x )在R上也是增函数.
题型二 判断函数的单调区间
【例2】 求下列函数的单调区间:
(1) y =| x2+2 x -3|;
解:令 f ( x )= x2+2 x -3=( x +1)2-4.作出 f ( x )的图象,保留其在 x 轴上及 x 轴上方的部分,将位于 x 轴下方的部分翻折到 x 轴上方,得到 y =| x2+2 x -3|的图象,如图①所示.由图象可得函数 y =| x2+2 x -3|的单调递增区间是[-3,-1]和[1,+∞),单调递减区间是(-∞,-3]和[-1,1].
(2) y =- x2+2| x |+1.
解:y =
即 y =
画出函数图象如图②所示,由图可得函数的单调递增区间为
(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).
通性通法
图象法求函数单调区间的注意点
  凡能作出函数图象的求单调区间问题,都可应用图象法.图象法主
要用于求熟悉的常见函数(如一次函数、二次函数、反比例函数等)
的单调区间,或应用于能通过常见函数图象的平移、翻折等变换得到
所给函数图象的函数的单调区间.
【跟踪训练】
已知函数 f ( x )=| x |( x -2).
(1)画出函数图象;
解:由函数解析式可得 f ( x )=
图象如图所示:
(2)结合图象写出函数的单调增区间和单调减区间.
解:由(1)中函数图象知:函数在(-∞,0]和[1,+
∞)上单调递增;在(0,1)上单调递减.
题型三 函数单调性的应用
角度1 利用单调性求参数及解不等式
【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 ;
解析:∵ f ( x )=- x2-2( a +1) x +3的图象开口向下,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].
(-∞,-4] 
(2)已知函数 y = f ( x )是(-∞,+∞)上的增函数,且 f (2 x -
3)> f (5 x -6),则实数 x 的取值范围为 .
解析:∵ f ( x )在(-∞,+∞)上是增函数,
且 f (2 x -3)> f (5 x -6),
∴2 x -3>5 x -6,
即 x <1.
∴实数 x 的取值范围为(-∞,1).
(-∞,1) 
通性通法
1. 利用函数的单调性解不等式的方法
利用函数的单调性解不等式,实质上是单调性的逆用,即由函数值
的大小得到自变量的大小.若 f ( x )为增函数,则当 f ( x1)< f
( x2)时 x1< x2,当 f ( x1)> f ( x2)时 x1> x2.若 f ( x )为减函
数,则当 f ( x1)< f ( x2)时 x1> x2,当 f ( x1)> f ( x2)时 x1<
x2.需要注意的是求解时不要忘了函数的定义域对参数的限制.
2. 利用函数单调性求参数取值范围的两种思路
(1)已知函数的单调性求参数的取值范围的方法是视参数为已知
数,依据函数的图象或单调性的定义,确定函数的单调区
间,与已知单调区间比较求参数;
(2)借助常见函数(如一次函数、反比例函数、二次函数等)的
单调性求解.
需注意若一个函数在区间[ a , b ]上是单调的,则该函数在此
区间的任意子区间上也是单调的.
【跟踪训练】
1. 函数 y = x2-2 mx +3在区间[1,3]上具有单调性,则 m 的取值范围
为 .
解析:二次函数 y = x2-2 mx +3的对称轴为 x = m ,因函数 y = x2-
2 mx +3在区间[1,3]上具有单调性,所以 m ≤1或 m ≥3.
(-∞,1]∪[3,+∞) 
2. 若 f ( x )是定义在[0,+∞)上的减函数,则不等式 f ( x )< f
(-2 x +8)的解集是 .
解析:依题意,得不等式组
解得 < x ≤4.
 
角度2 分段函数的单调性
【例4】 若函数 f ( x )=是R上的减
函数,则实数 m 的取值范围是(  )
A. (2,4] B. [2,4]
C. (2,4) D. [2,4)
解析: 因为函数 f ( x )是R上的减函数,所以
解得2< m ≤4.故选A.
通性通法
分段函数单调性问题的求解策略
  首先分析每段上的单调性,其次是分界点处函数值的大小,如果
是增函数,则界点左侧值小于等于右侧值,如果是减函数,则界点左
侧值大于等于右侧值.
【跟踪训练】
若函数 f ( x )=在R上为增函数,则
实数 b 的取值范围为(  )
A. [1,2] B.
C. (1,2] D.
解析: 由题意可得
解得1≤ b ≤2.故选A.
 复合函数 y = f ( g ( x ))的单调性
  
【典例】 已知函数 f ( x )= , x ∈[2,6].
(1)试判断此函数在 x ∈[2,6]上的单调性;
解:函数 f ( x )= 可分解为函数 y = 和函数 u = x -1.
因为 x ∈[2,6],所以 u ∈[1,5],显然函数 u = x -1在 x
∈[2,6]上单调递增,函数 y = 在 u ∈[1,5]上单调递减,由
复合函数的单调性,知 f ( x )= 在 x ∈[2,6]上单调递减.
(2)根据(1)的判断过程,归纳出解题步骤.
解:解题步骤为:先求函数的定义域,接着分解复合函数,再
判断每一层函数的单调性,最后根据复合函数的单调性确定函
数的单调性.
g ( x ) f ( x ) f ( g ( x ))
增 增 增
增 减 减
减 增 减
减 减 增
结论 一般地,对于复合函数 y = f ( g ( x )),单调性如表所
示,简记为“同增异减”.
【迁移应用】
求函数 f ( x )= 的单调区间.
解:由题意可知8-2 x - x2≥0,
解得-4≤ x ≤2,
∴函数 f ( x )的定义域为[-4,2].
设 y = , u =8-2 x - x2.
二次函数 u =8-2 x - x2=-( x +1)2+9的单调递增区间是
(-∞,-1],单调递减区间是[-1,+∞).
∴函数 y = f ( x )的单调递增区间是[-4,-1],单调递减区
间是[-1,2].
1. 已知函数 f ( x )= x2-2 ax + b 在区间(-∞,1]上是减函数,则
实数 a 的取值范围是(  )
A. [1,+∞) B. (-∞,1]
C. [-1,+∞) D. (-∞,-1]
解析:  f ( x )= x2-2 ax + b 对称轴为 x = a ,开口向上,要想
在区间(-∞,1]是减函数,所以 a ∈[1,+∞).故选A.
2. 函数 f ( x )=-| x -2|的单调递减区间为(  )
A. (-∞,2] B. [2,+∞)
C. [0,2] D. [0,+∞)
解析: ∵ y =| x -2|=∴函数 y =| x -
2|的单调递减区间是(-∞,2],单调增区间为[2,+∞),∴ f
( x )=-| x -2|的单调递减区间是[2,+∞), 故选B.
3. 若函数 f ( x )在[ a , b ]上是增函数,对于任意的 x1, x2∈[ a , b ]
( x1≠ x2),则下列结论不正确的是(  )
A. >0
B. ( x1- x2)[ f ( x1)- f ( x2)]>0
C. f ( a )≤ f ( x1)< f ( x2)≤ f ( b )
D. f ( x1)≠ f ( x2)
解析: 由函数的单调性定义知,若函数 f ( x )在给定的区间上
是增函数,则 x1- x2,与 f ( x1)- f ( x2)同号,由此可知,选项
A、B、D都正确.若 x1> x2,则 f ( x1)> f ( x2),故选项C不正确.
故选C.
4. 已知函数 f ( x )是R上的增函数, A (0,-1), B (3,1)是其
图象上的两点,那么-1< f ( x +1)<1的解集的是 .
解析:易知 f (0)=-1, f (3)=1,所以由-1< f ( x +1)<
1,得 f (0)< f ( x +1)< f (3),又因为函数 f ( x )是R上的增
函数, 所以0< x +1<3,即-1< x <2,所以-1< f ( x +1)<1
的解集为(-1,2).
(-1,2) 
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 下列函数中,在区间(0,1)上是增函数的是(  )
A. y =| x |+2 B. y =3- x
C. y = D. y =- x2+4
解析: 因为-1<0,所以一次函数 y =- x +3在R上递减,反比
例函数 y = 在(0,+∞)上递减,二次函数 y =- x2+4在(0,
+∞)上递减.故选A.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2. 若二次函数 f ( x )= ax2+ bx + c ( a <0),满足 f (1)= f
(3),则下列不等式成立的是(  )
A. f (1)< f (4)< f (2)
B. f (4)< f (1)< f (2)
C. f (4)< f (2)< f (1)
D. f (2)< f (4)< f (1)
解析: 因为 f (1)= f (3),所以二次函数 f ( x )= ax2+ bx
+ c 的对称轴为直线 x =2,又因为 a <0,所以 f (4)< f (3)< f
(2),又 f (1)= f (3),所以 f (4)< f (1)< f (2).故选B.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3. 设( a , b ),( c , d )都是 f ( x )的单调递增区间,且 x1∈
( a , b ), x2∈( c , d ), x1< x2,则 f ( x1)与 f ( x2)的大小
关系为(  )
A. f ( x1)< f ( x2) B. f ( x1)> f ( x2)
C. f ( x1)= f ( x2) D. 不能确定
解析: 由函数单调性的定义,知所取两个自变量必须是同一单
调区间内的值,才能由该区间上函数的单调性来比较函数值的大
小,而本题中的 x1, x2不在同一单调区间内,所以 f ( x1)与 f
( x2)的大小关系不能确定.故选D.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4. (多选)如图是函数 y = f ( x )的图象,则函数 f ( x )在下列区间
单调递增的是(  )
A. [2,5] B. [-6,-4]
C. [-1,2] D. [-1,2]∪[5,8]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析: 图象从左往右上升的区间有:[-6,-4],[-1,2],
[5,8],∴ f ( x )在[-6,-4],[-1,2],[5,8]上单调递增.
故选B、C.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5. (多选)已知函数 f ( x )=是R上的减函
数,则实数 k 的可能的取值有(  )
A. 4 B. 5
C. 6 D. 7
解析: 因为函数 f ( x )是R上的减函数,所以
2≤ k ≤6.故选A、B、C.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6. 已知命题 p :“若 f ( x )< f (4)对任意的 x ∈(0,4)都成立,
则 f ( x )在(0,4)上为增函数”.能说明命题 p 为假命题的一个函
数是 .
解析:取 f ( x )=( x -1)2, x ∈(0,4),则函数 f ( x )在
(0,4)上先减后增, 当 x =1时,函数值最小,且 f ( x )< f
(4),满足题意,所以函数 f ( x )=( x -1)2, x ∈(0,4)可
以说明命题 p 为假命题.
f ( x )=( x -1)2, x ∈(0,4)(答案不唯一) 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. 已知函数 f ( x )的图象如图所示,若 f ( x )在[ m , m +3]上单调
递减,则 m 的取值范围为 .
(-∞,-3]∪[2,+∞) 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析:由题图可知, f ( x )的单调递减区间为(-∞,0],[2,+
∞).
因为函数 f ( x )在[ m , m +3]上单调递减,则[ m , m +3] (-
∞,0]或[ m , m +3] [2,+∞),
由题意得 m +3≤0或 m ≥2,
即 m ≤-3或 m ≥2.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8. 函数 f ( x )= 的单调增区间是    .
解析:由题意知,4-3 x - x2≥0,
x2+3 x -4≤0,( x +4)( x -1)≤0,
解得-4≤ x ≤1,
所以 f ( x )的定义域为[-4,1].
y =- x2-3 x +4的对称轴为直线 x =- ,开口向下, y = 在
[0,+∞)上单调递增,
根据复合函数单调性同增异减可知 f ( x )的单调递增区间是
.
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. 已知函数 f ( x )= x - .
(1)判断 f ( x )在区间(0,+∞)上的单调性,并用定义证明;
解:f ( x )在区间(0,+∞)上单调递增,证明如下:
任取 x1, x2∈(0,+∞),且 x1< x2,有 f ( x1)- f
( x2)= - =( x1- x2)+
=( x1- x2)+ = ( x1 x2+1).
因为 x1, x2∈(0,+∞),且 x1< x2,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
所以 x1 x2>0, x1- x2<0.
于是 ( x1 x2+1)<0,
即 f ( x1)< f ( x2).
故 f ( x )在区间(0,+∞)上单调递增.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)求 f ( x )在区间[1,2]上的值域.
解:由第(1)问结论可知, f ( x )在区间(0,+∞)
上单调递增,
因为 f (1)=0, f (2)= .
所以 f ( x )在区间[1,2]上的值域为 .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. 已知函数 f ( x )=对于 x1, x2∈[1,+∞)
且 x1≠ x2,都有( x1- x2)[ f ( x1)- f ( x2)]>0,则 m 的取值
范围为 .
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析:由题意可知, f ( x )在[1,+∞)上为单调增函数,要使 y
=- 在[1,2)上单调递增,则- m <0,即 m >0,要使 f ( x )
= x2- mx 在[2,+∞)上单调递增,则 m ≤2,同时 ×22-2 m
≥- m ,解得 m ≤ ,综上可知:0< m ≤ .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. 设 f ( x )是定义在R上的增函数, f ( xy )= f ( x )+ f ( y ), f
(3)=1,则不等式 f ( x )+ f (-2)>1的解集为 .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析:由条件可得 f ( x )+ f (-2)= f (-2 x ),
又 f (3)=1,
∴不等式 f ( x )+ f (-2)>1,
即为 f (-2 x )> f (3).
∵ f ( x )是定义在R上的增函数,
∴-2 x >3,
解得 x <- .
故不等式 f ( x )+ f (-2)>1的解集为 .
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. 已知 f ( x )在(0,+∞)上是增函数,且 f ( x )>0, f (3)=
1.试判断 g ( x )= f ( x )+ 在(0,3]上是增函数还是减
函数,并加以证明.
解:函数 g ( x )在(0,3]上是减函数.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
证明如下:任取 x1, x2∈(0,3],且 x1< x2,
则 g ( x1)- g ( x2)
= -[ f ( x2)+ ]
=[ f ( x1)- f ( x2)] .
因为 f ( x )在(0,+∞)上是增函数,
所以 f ( x1)- f ( x2)<0.
又 f ( x )>0, f (3)=1,
所以0< f ( x1)< f ( x2)≤ f (3)=1,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
则0< f ( x1) f ( x2)<1, >1,
即1- <0,
所以 g ( x1)- g ( x2)>0, g ( x1)> g ( x2).
故 g ( x )= f ( x )+ 在(0,3]上是减函数.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. 已知函数 f ( x )是定义在(0,+∞)上的增函数,且 f =1, f (1)=0,则 f (3)=(  )
A. B.
C. 2 D. 3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析: 令 f ( x )+ = t ,即有 f ( t )=1,因函数 f ( x )是
定义在(0,+∞)上的增函数,则 t 为常数,
因此 f ( x )=- + t ,从而解得 a = t =
2,于是得 f ( x )=- +2,显然函数 f ( x )在(0,+∞)上递
增,所以 f (3)=- +2= .故选B.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 定义在R上的函数 f ( x )对任意 a , b ∈R都有 f ( a + b )= f
( a )+ f ( b )-1,且对任意 x >0,恒有 f ( x )>1.
(1)判断 f ( x )单调性,并证明;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解:函数 f ( x )在R上单调递增.证明如下:
任取 x1, x2∈R,且 x1> x2,则 f ( x1- x2)>1,
f ( x1)- f ( x2)= f [( x1- x2)+ x2]- f ( x2)
= f ( x1- x2)+ f ( x2)-1- f ( x2)= f ( x1- x2)-
1>0,
即 f ( x1)> f ( x2),
所以函数 f ( x )在R上单调递增.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)已知 f (4)=5,若不等式 f ( mx2+2)+ f (1-2 mx )>4
对任意 x ∈R恒成立,求实数 m 的取值范围.
解:因为 f (4)= f (2)+ f (2)-1=5,则 f (2)=3,
原不等式可化为 f ( mx2-2 mx +3)>3,
即 f ( mx2-2 mx +3)> f (2),
由函数 f ( x )在R上单调递增可得 mx2-2 mx +3>2对 x
∈R恒成立,即 mx2-2 mx +1>0对 x ∈R恒成立.
若 m =0,1>0恒成立,符合题意;
若 m ≠0,则得0< m <1.
综上可得 m ∈[0,1).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
谢 谢 观 看!