2023年高中常见题型解决方法归纳函数单调性的判断证明和单调区间的求法.doc

第06讲：函数单调性判断、证明和单调区间求法【考纲规定】理解函数单调性、最大值、最小值及其几何意义。【基本知识】区间具有严格单调性，区间叫做单调区间。否则都叫函数不具有严格单调性。3、判断证明函数单调性一般措施：单调四法，导数定义复合图像（1）定义法 用定义法证明函数单调性一般环节是取值，设，且；作差，求；变形（合并同类项、通分、分解因式、配方等）；判断正负符号；根据函数单调性定义下结论。（2）复合函数分析法设，都是单调函数，则在上也是单调函数，其单调性由“同增异减”来确定，即“里外”函数增减性相似，复合函数为增函数，“里外”函数增减性相反，复合函数为减函数。如下表：设在某个区间内有导数，若在区间内，总有，则在区间上为增函数（减函数）。（4）图像法 一般通过已知条件作出函数图像草图，假如函数图像，在某个区间，从左到右，逐渐上升，则函数在这个区间是增函数；假如从左到右，是逐渐下降，则函数是减函数。4、求函数单调区间：单调四法，导数定义复合图像（1）定义法 （2）复合函数法 先求函数定义域，再分解复合函数，再判断每一种内层函数单调性，最终根据复合函数单调性确定函数单调性。（3）导数法 在其对称区间上单调性相减，如函数。 （2）在公共定义域内，增函数+增函数是增函数，减函数+减函数是减函数。其她如增函数增函数不一定是增函数，函数和函数都是增函数，不过它们乘积函数不是增函数。 （3）求函数单调区间，必要先求函数定义域，即遵照“函数问题定义域优先原则”。 （4）单调区间必要用区间来体现，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）在多种单调区间之间不能用“或”和“”连接，只能用逗号隔开。【措施讲评】例1 证明函数在区间是增函数。解：设， 函数在区间是增函数。例2 求函数单调区间来源:学科网解：函数定义域为x|xR，且x0，设x1、x20，且x1x2，f(x1)f(x2)x1x2 (1)当x1x2a或ax1x2时，x1x2a2，f(x1)f(x2)0，f(x1)f(x2)，f(x)在(，a上和在a，)上都是增函数(2)当ax1x20或0x1x2a时，x1x20，0x1x20，f(x1)f(x2)，f(x)在a,0)和(0，a上都是减函数例3 已知函数定义域是一切实数，对定义域内任意，均有，且当时，（1）求证是偶函数；（2）在上时增函数；（3）解不等式解： 【变式演习2】已知是定义在区间上奇函数，且，若时，有。（1）解不等式（2）若对所有恒成立，求实数取值范围。例4 已知函数（I）讨论函数单调性；（II）设.假如对任意，求取值范围。解：（）定义域为（0，+）. .当时，0，故在（0，+）单调增长；当时，0，故在（0，+）单调减少；当-10时，令=0，解得.则当时，0；时，0.故在单调增长，在单调减少.（）不妨假设，而-1，由（）知在（0，+）单调减少，从而 ，等价于 ， 令，则等价于在（0，+）单调减少，即 . 从而 故a取值范围为（-，-2. ()当时，讨论单调性；（）设当时，若对任意，存在，使，求实数取值范围.例5 设函数，求函数单调区间与极值。+0-0+单调递增单调递减单调递增【点评】对于三角函数也可以运用求导措施求函数单调区间。【变式演习4】 某地有三家工厂，分别位于矩形ABCD 顶点A,B 及CD中点P 处，已知AB=20km,CB =10km ，为了处理三家工厂污水，现要在矩形ABCD 区域上（含边界），且A,B 与等距离一点O 处建造一种污水处理厂，并铺设排污管道AO,BO,OP ，设排污管道总长为km（）按下列规定写出函数关系式：设BAO=(rad)，将体现到函数关系式；设OP(km) ，将体现到x函数关系式（）请你选用（）中一种函数关系式，确定污水处理厂位置，使三条排污管道总长度最短例6（1）求函数单调区间；（2）已知若试确定单调区间和单调性。解：（1）函数定义域为，设， 在上分别是单调递减和单调递增，在上是单调递减，根据复合函数单调性得函数在上分别单调递增、单调递减。（2）解法一：函数定义域为R，分解基本函数为和。显然在上是单调递减，上单调递增；而在上分别是单调递增和单调递减。且，根据复合函数单调性规则：因此函数单调增区间为；单调减区间为。解法二：， 令 ，得或，令 ，或单调增区间为；单调减区间为。 (1)求；(2)若将函数f(x)图象向右平移个单位后，再将得到图象上各点横坐标伸长到本来4倍，纵坐标不变，得到函数yg(x)图象，求函数g(x)最大值及单调递减区间措施四图像法使用情景函数图像比较轻易画出。解题环节一般通过已知条件作出函数图像草图，假如函数图像，在某个区间，从左到右，逐渐上升，则函数在这个区间是增函数；假如从左到右，是逐渐下降，则函数是减函数。例7 求函数单调区间。解：在同一坐标系下作出函数图像得因此函数单调增区间为减区间为.【高考精选 】1.【高考模仿真题重庆理7】已知是定义在R上偶函数，且以2为周期，则“为上增函数”是“为上减函数”（ ）（A）既不充足也不必要条件 （B）充足而不必要条件 （C）必要而不充足条件 （D）充要条件【解析】由于为偶函数，因此当在上是增函数，则在上则为减函数，又函数周期是4，因此在区间也为减函数.若在区间为减函数，根据函数周期可知在上则为减函数，又函数为偶函数，根据对称性可知，在上是增函数，综上可知，“在上是增函数”是“为区间上减函数”成立充要条件，选D.2.【高考模仿真题天津理4】函数在区间(0,1)内零点个数是( )（A）0 （B）1 （C）2 （D）3【解析】由于函数导数为，因此函数单调递增，又，因此根据根存在定理可知在区间内函数零点个数为1个，选B.3.【高考模仿真题陕西理2】下列函数中，既是奇函数又是增函数为（ ）A. B. C. D. 【解析】根据奇偶性定义和基本初等函数性质易知A非奇非偶增函数；B是奇函数且是减函数；C是奇函数且在，上是减函数；D中函数可化为易知是奇函数且是增函数.故选D.4.【高考模仿真题山东理3】设且，则“函数在上是减函数 ”，是“函数在上是增函数”( )（A）充足不必要条件 （B）必要不充足条件 （C）充足必要条件 （D）既不充足也不必要条件5.【高考模仿真题广东理4】下列函数中，在区间（0，+）上为增函数是( )A.y=ln（x+2） B.y=- C.y=（）x D.y=x+【解析】函数y=ln（x+2）在区间（0，+）上为增函数；函数y=-在区间（0，+）上为减函数；函数y=（）x在区间（0，+）上为减函数；函数y=x+在区间（0，+）上为先减后增函数故选A【反馈训练】1函数y2x2(a1)x3在(，1内递减，在(1，)内递增，则a值是()A1 B3C5 D12函数yf(x)是R上偶函数，且在(，0上为增函数若f(a)f(2)，则实数a取值范围是()Aa2 Ba2C2a2 Da2或a2上单调递减，那么实数a取值范围是()A(0,1) B(0，)C，) D，1)4函数f(x)ln(x1)mx在区间(0,1)上恒为增函数，则实数m取值范围是()A(，1) B(，1C(， D(，)5函数f(x)ln(43xx2)单调递减区间是()A. B.C. D.6已知函数f(x)若f(2a2)f(a)，则实数a取值范围是()A(，1)(2，) B(1,2)C(2,1) D(，2)(1，)7.下列函数中，既是偶函数又在单调递增函数是 （ ） （A） (B) （C） (D) （2）若对任意x1，f(x)0恒成立，试求实数a取值范围10.已知函数f(x)对于任意x，yR，总有f(x)f(y)f(xy)，且当x0时，f(x)0，f(1).(1)求证：f(x)在R上是减函数；(2)求f(x)在3,3上最大值和最小值11.f(x)是定义在(0，)上增函数，且ff(x)f(y)(1)求f(1)值；(2)若f(6)1，解不等式f(x3)f1，函数f(x)单调减区间为.6. C【解析】f(x)由f(x)图象可知f(x)在(，)上是单调递增函数，由f(2a2)f(a)得2a2a，即a2a20，解得2ax2，则x1x20，f(x1)f(x2)f(x1)f(x2)f(x1x2)又x0时，f(x)0，f(x1x2)0，即f(x1)x2，则f(x1)f(x2)f(x1x2x2)f(x2)f(x1x2)f(x2)f(x2)f(x1x2)又x0时，f(x)0，f(x1x2)0，即f(x1)0及0，得x0，由f(6)1及f(x3)f2，得fx(x3)2f(6)，即fx(x3)f(6)f(6)，亦即ff(6)由于f(x)在(0，)上是增函数，因此6，当时，此时函数在上是单调减函数；当时，此时函数在上是单调增函数；13.【解析】（I）当时， 由于， 因此曲线在点处切线方程为 即 当时， 故得单调递增区间是.当时，得，.因此没在区间和上，；在区间上，故得单调递增区间是和，单调递减区间是14.【解析】（I）当时则在内是增函数，故无极值。（II）令得由及（I），只需考虑状况。当变化时，符号及变化状况如下表：000极大值极小值因而，函数在处获得极小值且要使必有可得因此（III）解：由（II）知，函数在区间与内都是增函数。由题设，函数在内是增函数，则须满足不等式组或由（II），参数时，要使不等式有关参数恒成立，必有综上，解得或因此取值范围是若，则当时，为减函数，而，从而当时0，即0.综合得取值范围为