第06讲 函数的单调性的判断证明和单调区间的求法高中数学常见题型解法归纳反馈训练及详细解析 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/18 9:38:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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【知识要点】

一、判断函数单调性的方法

判断函数单调性一般有四种方法:单调四法 导数定义复合图像 1、定义法

用定义法判断函数的单调性的一般步骤:①取值,设x1,x2?D,且x1?x2;②作差,求f(x1)?f(x2);③变形(合并同类项、通分、分解因式、配方等);④判断f(x1)?f(x2)的正负符号;⑤根据函数单调性的定义下结论.

2、复合函数分析法

设y?f(u),u?g(x)x?[a,b],u?[m,n]都是单调函数,则y?f[g(x)]在[a,b]上也是单调函数,其单调性由“同增异减”来确定,即“里外”函数增减性相同,复合函数为增函数,“里外”函数的增减性相反,复合函数为减函数.如下表:

增 增 减 减 3、导数判断法

设f(x)在某个区间(a,b)内有导数f?(x),若f(x)在区间(a,b)内,总有f?(x)?0(f?(x)?0),则

增 减 增 减 增 减 减 增 f(x)在区间(a,b)上为增函数(减函数).

4、图像法

一般通过已知条件作出函数图像的草图,如果函数的图像,在某个区间D,从左到右,逐渐上升,则函数在这个区间D是增函数;如果从左到右,是逐渐下降,则函数是减函数. 二、证明函数的单调性的方法

证明函数的单调性一般有三种方法:定义法、复合函数分析法和导数法.由于数学的证明是比较严谨的,所以图像法只能用来判断函数的单调性,但是不能用来证明. 三、求函数的单调区间

求函数的单调区间:单调四法,导数定义复合图像 1、定义法 :由于这种方法比较复杂,所以一般用的较少.

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2、复合函数法:先求函数的定义域,再分解复合函数,再判断每一个内层函数的单调性,最后根据复合函数的单调性确定函数的单调性.

3、导数法:先求函数的定义域D,然后求导f?(x),再解不等式f?(x)?(?)0 ,分别和D求交集,得函数的递增(减)区间 .

4、图像法:先利用描点法或图像的变换法作出函数的图像,再观察函数的图像,写出函数的单调区间.

四、一些重要的有用的结论

1、奇函数在其对称区间上的单调性相同,如函数y?的单调性相减,如函数y?x.

2、在公共的定义域内,增函数+增函数是增函数,减函数+减函数是减函数.其他的如增函数?增函数不一定是增函数,函数y?x和函数y?x都是增函数,但是它们的乘积函数y?x不是增函数. 3、求函数的单调区间,必须先求函数的定义域,即遵循“函数问题定义域优先的原则”. 4、单调区间必须用区间来表示,不能用集合或不等式,单调区间一般写成开区间,不必考虑端点问题.

5、在多个单调区间之间不能用“或”和“

”连接,只能用逗号隔开.如函数y?f(x)的增区间为

34213、y?x和y?x;偶函数在其对称区间上x(1,2),(3,5).不要写成(1,2)(3,5).

【方法讲评】

方法一 使用情景 定义法 一般适用于结构较简单的函数. ①取值,设x1,x2?D,且x1?x2;②作差,求f(x1)?f(x2);③变形(合并同解题步骤 类项、通分、分解因式、配方等);④判断f(x1)?f(x2)的正负符号;⑤根据函数单调性的定义下结论. 【例1】证明函数f(x)?x?a(a?0)在区间(a,??)是增函数. x【点评】(1)本题就是利用定义判断函数单调性的典型例题,其中关键是第三步变形,多利用因式分解等知识,但是一定要变形到最后能判断它的符号为止.(2)有些同学在判断f(x1)?f(x2)的符号时,没有利用到x1,x2?D,且x1?x2,一般情况下是有问题的,必须利用这些条件你才能确定f(x1)?f(x2)符

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号. 学.科.网

【反馈检测1】讨论函数f(x)?ax?11(a?)在(?2,??)上的单调性. x?22【例2】已知函数f(x)的定义域是x?0的一切实数,对定义域内的任意x1,x2,都有

f(x1x2)?f(x1)?f(x2),且当x?1时f(x)?0,f(2)?1.

(1)求证f(x)是偶函数;(2)f(x)在(0,??)上时增函数;(3)解不等式f(2x?1)?2. 【解析】(1)令x1?x2?1?f(1)?f(1)?f(1)?f(1)?0

【点评】(1)本题是对抽象函数的单调性的判断和证明,其实和具体的函数的单调性的判断和证明的 方法本质上是一样的.区别在于一个有解析式,一个没有.所以在变形和判断f(x1)?f(x2)的符号时,难度要大一些,主要是充分利用已知条件进行变形.(2)本题第2问的关键是对f(x1)的变形,要充分利用已知条件“f(x1x2)?f(x1)?f(x2),且当x?1时f(x)?0”,所以可以这样拆,

2f(x1)?f(x2xx1)?f(x2)?f(1).(3)对于抽象函数的问题,常用赋值法解答,即根据解题的需要,

x2x2给已知条件中的等式的变量赋恰当的值.

【反馈检测2】已知f(x)是定义在区间[?1,1]上的奇函数,且f(1)?1,若m,n?[?1,1],m?n?0有

时,

f(m)?f(n)1?0.(1)解不等式f(x?)?f(1?x)(2)若f(x)?t2?2at?1对所有

m?n2x?[?1,1],a?[?1,1]恒成立,求实数t的取值范围.

方法二 使用情景 解题步骤 导数法 一般使用于结构较复杂的函数. 先求函数的定义域,再求导f?(x),再判断f?(x)的符号,最后下结论. 2【例3】已知函数f(x)?(a?1)lnx?ax?1 (1)讨论函数f(x)的单调性;

(2)设a??1.如果对任意x1,x2?(0,??),|f(x1)?f(x2)?4|x1?x2|,求a的取值范围. (2)不妨假设x1?x2,而a<-1,由(1)知在(0,+∞)单调减少,从而

?x1,x2?(0,??),f(x1)?f(x2)?4x1?x2

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