5.3.1 函数的单调性
【学习目标】 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.
【活动过程】
活动一 复习引入 感受数学
问题1 观察下面三个函数图象,他们的图象有什么变化规律?这反映了相应函数值的哪些变化规律?
问题2 如何理解函数图象是上升的?
问题3 “函数y=f(x)在I上为增函数”与“函数y=f(x)的增区间为I”含义相同吗?
活动二 小组合作 建构数学
增函数与减函数的定义
前提条件 设函数y=f(x)的定义域为A,区间I A
条件 如果对于区间I内的任意两个值x1,x2,当x1都有f(x1) f(x2)
图示
结论 y=f(x)在区间I上是增函数(也称在I上单调递增),I称为y=f(x)的增区间 y=f(x)在区间I上是减函数(也称在I上单调递减),I称为y=f(x)的减区间
注意点:
(1)区间I是定义域的子集,即应在函数的定义域内研究单调性.
(2)单调性应注意“三特性”:①同区间性,即x1,x2∈I;②任意性,即不可以用区间I上的特殊值代替;③有序性,即要规定x1,x2的大小.
(3)“单调递增(递减)”“x1,x2的大小”“f(x1)与f(x2)的大小”知二求一.
(4)如果函数y=f(x)存在多个单调区间,应当用“,”或“和”连接.
(5)单调性是函数的局部性质,增(减)函数是函数的整体性质.
活动三 学习展示 运用数学
例1 已知函数f(x)=.
(1)求f(x)的定义域;(2)判断函数f(x)在(1,+∞)上的单调性,并用定义加以证明.
跟踪训练1 证明:函数f(x)=x+在(0,1)上是减函数.
例2 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.
跟踪训练2 借助函数图象,求函数f(x)=|x2-1|+x的增区间.
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______.
延伸探究
1.在本例(1)中,若函数f(x)的增区间是(-∞,3],则实数a的值为________.
2.若本例(2)中函数f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,求x的取值范围.
跟踪训练3 (1)若f(x)在R上是减函数,则f(-1)与f(a2+1)之间有( )
A.f(-1)≥f(a2+1) B.f(-1)>f(a2+1) C.f(-1)≤f(a2+1) D.f(-1)(2)若f(x)是定义在[0,+∞)上的减函数,则不等式f(x)活动四 课堂小结
活动五 课后作业
1.函数y=x2-2|x|+1的增区间是( )
A.(-1,0) B.(-1,0)和(1,+∞) C.(-∞,-1) D.(-∞,-1)和(0,1)
2.函数f(x)=|x|,g(x)=x(2-x)的增区间分别是( )
A.(-∞,0],(-∞,1] B.(-∞,0],(1,+∞)
C.[0,+∞),(-∞,1] D.[0,+∞),[1,+∞)
3.若函数y=x2+(2a-1)x+1在区间(-∞,2]上是减函数,则实数a的取值范围是( )
A. B. C.(3,+∞) D.(-∞,-3]
4.已知f(x)在(-∞,+∞)内是减函数,a,b∈R,且a+b≤0,则有( )
A.f(a)+f(b)≤-f(a)-f(b) B.f(a)+f(b)≥-f(a)-f(b)
C.f(a)+f(b)≤f(-a)+f(-b) D.f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)
5.若函数y=ax与y=-在(0,+∞)上都是减函数,则函数f(x)=ax2+bx在(0,+∞)上( )
A.是增函数 B.是减函数 C.先增后减 D.先减后增
6.已知函数f(x)=若f(4-a)>f(a),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2) B.(2,+∞) C.(-∞,-2) D.(-2,+∞)
7.已知函数f(x)=在(0,a-3)上是减函数,则实数a的取值范围是( )
A.[3,4] B.[3,5] C.(3,4] D.(3,5]
8.(多选)下列函数中,在区间(0,2)上为减函数的是( )
A.y=5-x B.y=x2+2 C.y= D.y=-|x|
9.(多选)下列说法中,正确的有( )
A.若任意x1,x2∈I,当x10,则y=f(x)在I上是增函数
B.函数y=x2在R上是增函数
C.函数f(x)=在定义域上是减函数
D.函数y=的单调区间是(-∞,0)∪(0,+∞)
10.已知f(x)是定义在区间[-1,1]上的增函数,且f(x-2)11.若函数f(x)=在(a,+∞)上是减函数,则a的取值范围是________.
12.已知f(x)是定义在R上的增函数,且f(x2-2)13.已知函数f(x)=若f(x)是R上的增函数,则实数a的取值范围为________.
14.已知定义在R上的函数y=f(x)满足以下三个条件:
①对于任意的x∈R,都有f(x+1)=-f(x);②函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称;③对于任意的x1,x2∈[0,1],且>0.则f(-1),f ,f(2)的大小顺序是______.(用“<”连接)
15.已知函数f(x)=mx++(m,n是常数),且f(1)=2,f(2)=.
(1)求m,n的值;(2)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并用定义证明.
16.已知函数f(x)=x-+在(1,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围.
17.已知函数f(x)=x2-2x+b.
(1)若b=1,求函数f(x)的值域;
(2)若函数f(x)的定义域、值域都为[m,n],且f(x)在[m,n]上单调,求实数b的取值范围.