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第二节 函数的单调性与最值
[考纲传真] 1.理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义.2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质.
1.增函数、减函数
增函数
减函数
定
义
一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图
象
描
述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
函数单调性的常用结论
(1)对∀x1,x2∈D(x1≠x2),>0⇔f(x)在D上是增函数,<0⇔f(x)在D上是减函数.
(2)对勾函数y=x+(a>0)的增区间为(-∞,-]和[,+∞),减区间为[-,0)和(0,].
(3)在区间D上,两个增函数的和仍是增函数,两个减函数的和仍是减函数.
(4)函数f(g(x))的单调性与函数y=f(u)和u=g(x)的单调性的关系是“同增异减”.
[基础自测]
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1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对于函数f(x),x∈D,若对任意x1,x2∈D,x1≠x2且(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,则函数f(x)在区间D上是增函数. ( )
(2)函数y=的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞). ( )
(3)函数y=|x|是R上的增函数. ( )
(4)函数y=x2-2x在区间[3,+∞)上是增函数,则函数y=x2-2x的单调递增区间为[3,+∞). ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.(教材改编)如图是函数y=f(x),x∈[-4,3]上的图象,则下列说法正确的是( )
A.f(x)在[-4,-1]上是减函数,在[-1,3]上是增函数
B.f(x)在区间(-1,3)上的最大值为3,最小值为-2
C.f(x)在[-4,1]上有最小值-2,有最大值3
D.当直线y=t与y=f(x)的图象有三个交点时-1<t<2
C [由图象知,函数f(x)在[-4,1]上有最小值-2,最大值3,故选C.]
3.(教材改编)已知函数f(x)=,x∈[2,6],则f(x)的最大值为________,最小值为________.
2 [可判断函数f(x)=在[2,6]上为减函数,所以f(x)max=f(2)=2,f(x)min=f(6)=.]
4.函数y=(2k+1)x+b在R上是减函数,则k的取值范围是________.
[由题意知2k+1<0,得k<-.]
5.f(x)=x2-2x,x∈[-2,3]的单调增区间为________,f(x)max=________.
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[1,3] 8 [f(x)=(x-1)2-1,故f(x)的单调增区间为[1,3],f(x)max=f(-2)=8.]
确定函数的单调性(区间)
【例1】 (1)(2017·全国卷Ⅱ)函数f(x)=ln(x2-2x-8)的单调递增区间是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,1)
C.(1,+∞) D.(4,+∞)
D [由x2-2x-8>0,得x>4或xf(2x-1)成立的x的取值范围是( )
A.
B.∪(1,+∞)
C.
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D.∪
A [法一:分析f(x)的奇偶性和单调性,然后对所给不等式作出等价转化.
∵f(-x)=ln(1+|-x|)-=f(x),
∴函数f(x)为偶函数.
∵当x≥0时,f(x)=ln(1+x)-,
在(0,+∞)上y=ln(1+x)递增,y=-也递增,
根据单调性的性质知,f(x)在(0,+∞)上单调递增.
综上可知:f(x)>f(2x-1)⇔f(|x|)>f(|2x-1|)⇔|x|>|2x-1|⇔x2>(2x-1)2⇔3x2-4x+1