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第三节 函数的单调性与最值
学习目标:1.了解函数单调性的概念.
2.掌握判断一些简单函数的单调性的方法,并能运用函数的单调性解决一些问题.
3.理解函数最值的定义,会求某些函数的最值.
活动一、知识点回顾
(一)函数的单调性
1.单调函数的定义
增函数
减函数
定义
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x1,x2,
当x1<x2时,都有 ,那么就说函数f(x)在区间D
上是增函数
当x1<x2时,都有 ,那么就说函数f(x)在区间D上是减函数
图象
描述
自左向右看图象是逐渐上升
自左向右看图象是逐渐下降
2.单调区间的定义
若函数f(x)在区间D上是 或 ,则称函数f(x)在
这一区间上具有(严格的)单调性, 叫做f(x)的单调区间.
(二)函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条
件
①对于任意x∈I,都有
②存在x0∈I,使得
①对于任意x∈I,都有
②存在x0∈I,使得
结论
M为最大值
M为最小值
活动二:基础自测
1.下列四个函数在上为增函数的是( )
① ;②;③;④.
2.函数y=x2+2x-3(x>0)的单调增区间是
3.函数f(x)=lg(x2-3x)的单调递增区间是________.
4. y=的递减区间是________,y=的递减区间是________.
5. 函数y=(2k+1)x+b在(-∞,+∞)上是减函数,则k的取值范围为
6. 函数y=2x2-(a-1)x+3在(-∞,1]内递减,在(1,+∞)内递增,则a的值是
7. 函数y=3x2+2(a-1)x+b在区间(-∞,1)上是减函数,那么的取值范围为
8. 已知函数f(x)=x2-2x+3在闭区间[0,2]上最大值为m,最小值为n,则m+n等于 .
9. 定义在R的奇函数f(x)单调递增,且对任意实数a,b满足f(a)+f(b-1)=0,则a+b=________.
10. 若存在实数x∈[2,4],使x2-2x+5-m<0成立,则m的取值范围为 .
11. 函数y=ax在[0,1]上的最大值与最小值的和为3,则a的值为
12. 函数f(x)=ax+loga(x+1)在[0,1]上的最大值与最小值之和为a,则a的值为
13. 已知函数f(x)=在区间(-2,+∞)上为增函数,则实数a的取值范围是________.
活动三:典型剖析
(考点一)函数单调性的判定与证明
例一. 利用单调性的定义证明函数在上是减函数.
探究:试讨论函数f(x)=的单调性(其中a≠0).
(考点二)求函数的单调区间
例二. 求下列函数的单调区间
(1);
(2);
(3).
对于复合函数y=f[g(x)],若u=g(x)在区间(a,b)上是单调增(减)函数,且y=f(u)在区间(g(a),g(b))(或(g(b),g(a)))上是单调函数,那么函数y=f[g(x)]在区间(a,b)上的单调性如下表所示,实施该法则时首先应考虑函数的________.
小结:确定函数的单调区间的方法有:
(1)定义法
(2)导数法
(3)利用复合函数的单调性求解
(4)利用单调性的性质求解
(5)利用函数的图像求解
(考点三)函数的最值
例三.已知.
(1)当时,求函数f(x)的最小值;
(2)若对任意x∈[1,+∞),f(x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.
探究:已知函数,
(1)求证:f(x)在(0,+∞)上是单调递增函数;
(2)若f(x)在[,2]上的值域是[,2],求a的值.
(考点四)解不等式
若f(x)为R上的增函数,则满足f(2-m)<f(m2)的实数m的取值范围是 .
已知函数f(x)为R上的减函数,则满足f(|x|)<f(1)的实数x的取值范围是
已知函数f(x)=若f(2-a2)>f(a),则实数a的取值范围是
已知函数对且,都有则实数a的取值范围是
变式:已知函数对且,都有则实数a的取值范围是
活动四:课后巩固提升
1. 求出下列函数的单调区间
(1)f(x)=|x2-4x+3|;
(2)f(x)=log2(x2-1).
(3)f(x)=-x2+2|x|+3;
(4)f(x)=log2(6+x-2x2).
5. 已知f(x)为R上的减函数,那么满足f(||)<f(1)的实数x的取值范围是
6. 已知f(x)是定义在(-1,1)上的奇函数,且f(x)在(-1,1)上是减函数,不等式f(1-x)+f(1-x2)<0的解集为________.
7. 已知f(x)=是R上的增函数,那么a的取值范围是
8. 已知函数f(x)=是减函数,那么实数a的取值范围是
9. 对于任意实数a,b,定义min{a,b}=设函数f(x)=-x+3,g(x)=log2x,则函数h(x)=min{f(x),g(x)}的最大值是 .
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