高一数学 函数单调性讲解
高一数学必修一第三讲《函数的单调性与奇偶性》
注意:
①函数的奇偶性是函数的整体性质;
②定义域内的任意一个 x,则-x 也一定是定义域内的一个自变量
(即定义域关于原点对称)。
★★★利用定义判断函数奇偶性的格式步骤:
①首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称;
②确定 f(-x)与 f(x)的关系;
③作出相应结论:
若 f(-x) = f(x) 或 f(-x)-f(x) = 0,则 f(x)是偶函数;
f (a2 1) f (a 1) 0 的实数 a 的取值范围.
家长签字:
第五讲 函数单调性与奇偶性的复习 一、必备基础
1.单调函数:增函数,减函数,单调性,单调区间 2.奇偶函数定义:奇偶函数图象性质
3.最值:设函数 y f x 定义域为 I,如果存在实数满足:①对于任意的 x I ,都有 f x M 。②存在 x0 I 使得 f x0 M ,那么称函数 y f x 有最大值为 M。
2、画出反比例函数 y 1 的图象。 x
(1)这个函数的定义域 是什么? (2)它在定义域 上的单调性是怎样的?证明你的结论。
家长签字:
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一、偶函数
暑期预科:函数
第四讲 奇偶性
勤动笔,多思考! 各位,加油!!
画出函数 f (x) x 2 和函数 f (x) | x | 的图象,思考并讨论以下问题:
你能仿照函数最大值的定义,给出函数 y f (x) 的最小值 (min imum value )的定义吗? 例 5、求函数 f (x) x 1 在区间 (0,2) 上的最小值。
x
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暑期预科:函数
勤动笔,多思考! 各位,加油!!
例
6、已知函数
y
2( x 1
高一数学单调性知识点总结
高一数学单调性知识点总结在高中数学学习中,单调性是一个非常重要的概念。
单调性可以帮助我们理解函数的增减趋势以及函数图像的形状。
在本文中,我们将总结高一数学中与单调性相关的知识点,并探讨其应用。
一、函数的单调性函数的单调性是指函数在定义域内的增减趋势。
具体来说,我们可以分为递增和递减两种情况进行讨论。
1. 函数的递增性如果对于定义域内的任意两个实数a和b,当a<b时有f(a)<f(b),那么我们称函数为递增函数。
简单来说,递增函数的函数值随着自变量的增大而增大。
通过求导可以帮助我们判断函数的递增性。
如果函数的导数大于零,则函数递增;如果导数小于零,则函数递减;如果导数等于零,则函数在该区间内的单调性不确定,需要进行进一步的分析。
2. 函数的递减性如果对于定义域内的任意两个实数a和b,当a<b时有f(a)>f(b),那么我们称函数为递减函数。
递减函数的函数值随着自变量的增大而减小。
二、函数图像的单调性分析在图像上观察函数的单调性,可以通过以下几个方面来判断。
1. 函数图像在某个区间内递增或递减通过观察函数图像,在某个区间内如果图像整体上升,则该区间内函数递增;如果图像整体下降,则该区间内函数递减。
2. 函数图像在特定点的切线斜率通过求导函数,可以得到函数的导函数。
根据导函数的正负性,可以判断函数图像在特定点的切线斜率的正负。
如果导函数大于零,则函数图像在该点的切线斜率大于零,即函数递增;如果导函数小于零,则函数图像在该点的切线斜率小于零,即函数递减。
3. 函数图像的拐点与极值点在函数图像上,拐点和极值点可能对函数的单调性产生影响。
如果在拐点或极值点的左侧函数递增,在右侧函数递减,或者相反,那么拐点或极值点就是函数单调性发生改变的点。
三、应用举例单调性是数学中的一个重要概念,有许多实际应用。
1. 市场需求曲线在经济学中,市场需求曲线通常被认为是递减函数。
这意味着当商品价格上涨时,需求量下降;当价格下降时,需求量增加。
《函数单调性》的说课稿
《函数单调性》的说课稿《函数单调性》的说课稿作为一名优秀的教育工作者,总不可避免地需要编写说课稿,认真拟定说课稿,我们该怎么去写说课稿呢?下面是小编整理的《函数单调性》的说课稿,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
《函数单调性》的说课稿1今天我要说课的课题是人教版《数学》(基础模块上册)第三章第一节的内容《函数的单调性》。
我将从教材分析;学情分析;教法学法分析;教学过程设计;板书设计五个方面来陈述我对本节课的设计方案。
恳请各位评委老师批评指正。
一、教材分析1、教材的地位和作用①、函数单调性是高中数学中相当重要的一个基础知识点,是已学习过的函数的概念、图象、表示方法等知识的延续和拓展,同时又为后面学习指数函数、对数函数、三角函数奠定了理论基础。
②、是培养学生逻辑推理能力和渗透数形结合思想的重要素材,在整个高中数学中起着承前启后的重要作用。
③、本节中利用函数图象研究函数性质的数形结合思想将贯穿于整个高中数学教学。
④、本节是历年高考的热点,难点问题。
2、教学目标(1)知识目标①、理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;(2)能力目标通过证明函数的单调性的学习,使学生体验和理解从特殊到一般的数学归纳推理思维方式,培养学生的观察能力,分析归纳能力,严密的逻辑思维能力;让学生体会数形结合、类比的数学思想。
(3)情感目标培养学生细心观察、认真分析、严谨论证的良好思维习惯;培养学生勇于探索的精神和善于合作的意识。
3、教学重点和难点教学重点:(1)函数单调性概念的形成,领会函数单调性的实质与应用明确单调性是一个局部的概念。
(2)判断并证明函数的单调性。
教学难点:(1)引导学生归纳并抽象出函数单调性的定义,在学生已有知识的基础上,从学生的学习心理和认知结构出发,教师讲清楚概念的形成过程;(2)根据定义证明简单函数的单调性,学生通过认真观察思考,并通过小组合作探究的办法来实现突破。
二、学情分析在知识准备上学生已经学习了函数的概念,对函数图象的上升和下降已经有了初步的感性认识;掌握了比较大小关系的方法。
【高中数学考点精讲】考点一 函数的单调性的判断
考点08 函数单调性与最值1、函数单调性的判断方法(1)定义法:在定义域内的某个区间上任取并使得,通过作差比较与的大小来判断单调性。
(2)性质法:若函数为增函数,为增函数,为减函数,为减函数,则有①为增函数,②为增函数,③为减函数,④为减函数。
(3)图像法:对于含绝对值或者分段函数经常使用数形结合的思想,通过函数的图象来判断函数的单调性。
由图象确定函数的单调区间需注意两点:一是单调区间必须是函数定义域的子集;二是图象不连续的单调区间要分开写,用“和”或“,”连接,不能用“∪”连接.(4)复合函数法:对于函数,可设内层函数为,外层函数为,可以利用复合函数法来进行求解,遵循“同增异减”,即内层函数与外层函数在区间D上的单调性相同,则函数在区间D上单调递增;内层函数与外层函数在区间D 上的单调性相反,则函数在区间D上单调递减.增函数减函数增函数减函数增函数减函数减函数增函数随着的增大而增大随着的增大而增大随着的增大而减小随着的增大而减小增函数增函数减函数减函数2、函数单调性的应用(1)比较大小.比大小常用的方法是①利用单调性比大小;②搭桥法,即引入中间量,从而确定大小关系;③数形结合比大小。
注:一般三个数比较大小使用中间量法(一个大于1,一个介于0-1之间,一个小于0)再结合函数的图像判断大小。
(2)解不等式.在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域.解抽象函数不等式问题(如:f(a2+a-5)<2.)的一般步骤:第一步:(定性)确定函数f(x)在给定区间上的单调性;第二步:(转化)将函数不等式转化为f(M)<f(N)的形式;第三步:(去f)运用函数的单调性“去掉”函数的抽象符号“f”,转化成一般的不等式或不等式组;第四步:(求解)解不等式或不等式组确定解集;第五步:(反思)反思回顾.查看关键点,易错点及解题规范.(3)利用函数单调性求参数的取值范围.①视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;②二次函数的单调性与开口和对称轴(对称轴左右两侧单调性相反)有关。
高一数学 函数的单调性
f(x)在区间[-1,0][1,2]上是增函数
f (x )
1
求差可以判断两 数大小关系,还 有其他的方法吗?
f (x )
1
È ô f( x )>0 Ê ±£ ¬ ¿ É Ó Ã Ç ó É Ì
1
f (x ) 1 f (x ) 2
1 2
µ Ä ° ì ² ¨ À ´ ± È
f (x ) f (x ) 1 Ð ½ Ï £ ¬ È ô ´ ó Ó Ú 1£ º Ô ò f (x ) > f (x ) È ô ¡ Ó Ú f ( x ) f (x ) 2 f (x ) 1 Ó 1Ô ò f (x )< f (x ) £ ¬ ´ Ó ¶ ø Å Ð ¶ Ï É Ì ë 1µ Ä ´ ó Ð ¡ f (x ) 2
观察演示并思考问题 :
想看看函数的图象吗?
函数单调性的概念:
一般地,设函数f(x)定义域为I:
1. 如果对于属于定义域I内某个区间的 任意任意两个自变量 值x x 当x x 时 都有f(x ) f(x ),
, , 1 2
1
2
,
1
2
称函数 f(x)在这个区间上是增函数。 2. 如果对于属于定义域I内某个区间的任意自变量
两个值x x2 , 当x1 x 2时, 都有f(x 1, 1 ) f(x2 ),
称函数 f(x)在这个区间上是减函数。
观察函数的单调区间
在X ∈(0,+∞)为增函数 在X ∈(-∞,0)为减函数
f(x)的单调区间有[-2,-1][-1,0][0,1][1,2] f(x)在区间[-2,-1][0,1]上是减函数
1 2
1 2
பைடு நூலகம்
高一数学函数的单调性知识点
高一数学知识点函数的单调性一、函数单调性知识结构【知识网络】1.函数单调性的定义,2.证明函数单调性;3.求函数的单调区间4.利用函数单调性解决一些问题;5.抽象函数与函数单调性结合运用二、重点叙述1. 函数单调性定义(一)函数单调性概念(1)增减函数定义一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,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 :如果当x1<x2时,都有f(x1 ) <f(x2 ),那么就说函数y=f(x)在区间D上是增函数;如果当x1<x2时,都有f(x1 ) >f(x2 ),那么就说函数y=f(x)在区间D上是减函数。
如果函数在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做的单调区间。
(2)函数单调性的内涵与外延⑴函数的单调性也叫函数的增减性。
函数的单调性是对某个区间而言的,是一个局部概念。
⑵由函数增减性的定义可知:任意的x1、x2∈D,① x1<x2 ,且f(x1 ) <f(x2 ),y=f(x)在区间D上是增函数;(可用于判断或证明函数的增减性)② y=f(x)在区间D上是增函数,且x1<x2 , f(x1 ) <f(x2 ) ;(可用于比较函数值的大小)③ y=f(x)在区间D上是增函数,且f(x1 ) <f(x2 ), x1<x2。
(可用于比较自变量值的大小)2. 函数单调性证明方法证明函数单调性的方法有:定义法(即比较法);导数法。
实际上,用导数方法证明一般函数单调性是很便捷的方法,定义法是基本方法,常用来证明解决抽象函数或不易求导的函数的单调性。
(1)定义法:利用增减函数的定义证明。
在证明过程中,把数式的大小比较转化为求差比较(或求商比较)。
⑴转化为求差比较证明程序:①设任意的x 1、x 2∈D,使x 1<x 2 ;②求差—变形—判断正负;此为关键步骤,变形大多要“因式分解”。
求差:; 变形:化简、因式分解; 判断:差的符号的正或负。
高一数学函数知识点总结(3篇)
高一数学函数知识点总结函数的单调性1、单调函数对于函数f(x)定义在某区间[a,b]上任意两点x1,x2,当x1>x2时,都有不等式f(x1)>(或<)f(x2)成立,称f(x)在[a,b]上单调递增(或递减);增函数或减函数统称为单调函数.对于函数单调性的定义的理解,要注意以下三点:(1)单调性是与“区间”紧密相关的概念.一个函数在不同的区间上可以有不同的单调性.(2)单调性是函数在某一区间上的“整体”性质,因此定义中的x1,x2具有任意性,不能用特殊值代替.(3)单调区间是定义域的子集,讨论单调性必须在定义域范围内.(4)注意定义的两种等价形式:设x1、x2∈[a,b],那么:①在[a、b]上是增函数;在[a、b]上是减函数.②在[a、b]上是增函数.在[a、b]上是减函数.需要指出的是:①的几何意义是:增(减)函数图象上任意两点(x1,f(x1))、(x2,f(x2))连线的斜率都大于(或小于)零.(5)由于定义都是充要性命题,因此由f(x)是增(减)函数,且(或x1>x2),这说明单调性使得自变量间的不等关系和函数值之间的不等关系可以“正逆互推”.5、复合函数y=f[g(x)]的单调性若u=g(x)在区间[a,b]上的单调性,与y=f(u)在[g(a),g (b)](或g(b),g(a))上的单调性相同,则复合函数y=f[g (x)]在[a,b]上单调递增;否则,单调递减.简称“同增、异减”.在研究函数的单调性时,常需要先将函数化简,转化为讨论一些熟知函数的单调性。
因此,掌握并熟记一次函数、二次函数、指数函数、对数函数的单调性,将大大缩短我们的判断过程.6、证明函数的单调性的方法(1)依定义进行证明.其步骤为:①任取x1、x2∈M且x1(或<)f(x2);③根据定义,得出结论.(2)设函数y=f(x)在某区间内可导.如果f′(x)>0,则f(x)为增函数;如果f′(x)<0,则f (x)为减函数.高一数学函数知识点总结(二)函数的奇偶性1、函数的奇偶性的定义:对于函数f(x),如果对于函数定义域内的任意一个x,都有f(-x)=-f(x)(或f(-x)=f(x)),那么函数f(x)就叫做奇函数(或偶函数).正确理解奇函数和偶函数的定义,要注意两点:(1)定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要不充分条件;(2)f(x)=-f(x)或f(-x)=f(x)是定义域上的恒等式.(奇偶性是函数定义域上的整体性质).2、奇偶函数的定义是判断函数奇偶性的主要依据。
高一函数的单调性的知识点
高一函数的单调性的知识点函数是数学中的重要概念之一,而在高一阶段学习的数学中,函数的单调性是一个重要的知识点。
下面我们将详细介绍高一函数的单调性的相关知识。
一、函数的单调性定义函数的单调性是指函数在定义域上的变化趋势。
具体来说,若对于定义域上的任意两个数x₁和x₂,当x₁<x₂时,函数f(x₁)的值与函数f(x₂)的值之间的关系。
如果函数在定义域上满足这种关系,我们称之为函数的单调性。
二、单调递增与单调递减函数的单调性可分为单调递增和单调递减两种情况。
1. 单调递增函数f(x)在定义域上,当x₁<x₂时,如果f(x₁)≤f(x₂),则函数f(x)是单调递增的。
例如,对于函数f(x)=x²,在整个实数范围上,无论取哪两个不相等的实数x₁和x₂,当x₁<x₂时,f(x₁)≤f(x₂)恒成立。
因此,函数f(x)=x²是单调递增的。
2. 单调递减函数f(x)在定义域上,当x₁<x₂时,如果f(x₁)≥f(x₂),则函数f(x)是单调递减的。
例如,对于函数f(x)=1/x,在定义域(0,+∞)上,当x₁<x₂时,f(x₁)≥f(x₂)恒成立。
因此,函数f(x)=1/x是单调递减的。
三、判断函数的单调性的方法我们可以通过函数图像、导数和函数的增减性来判断函数的单调性。
1. 函数图像法通过画出函数的图像,观察图像随x的变化趋势,判断函数的单调性。
例如,对于函数f(x)=x³,我们可以绘制出函数的图像。
通过观察图像可知,当x₁<x₂时,f(x₁)≤f(x₂)恒成立,因此函数f(x)=x³是单调递增的。
2. 导数法对于一元函数f(x),如果其导数f'(x)的值恒大于0(或小于0),则函数f(x)是单调递增的(或递减的)。
例如,对于函数f(x)=2x²-3x,我们首先求出其导数f'(x)=4x-3。
通过观察导数的值可知,f'(x)在整个实数范围上恒大于0,也就是说函数f(x)是单调递增的。
高一数学函数单调性知识点
高一数学函数单调性知识点随着高中数学课程的深入,函数的概念成为重中之重。
而在函数中,单调性的概念也是非常重要的一个知识点。
掌握函数的单调性不仅可以帮助我们更好地理解和应用函数,还可以在解题过程中起到一定的指导作用。
下面,我们就来了解一下高一数学中关于函数单调性的知识点。
一、函数单调性的定义在介绍函数单调性之前,我们先来回顾一下函数的定义。
函数是两个集合之间的一种对应关系,通常用字母表示,比如f(x)。
数学上,我们把自变量的每个值称为定义域中的一个元素,而函数值称为值域中的一个元素。
函数的单调性指的是函数值的增减趋势。
如果一个函数在定义域上是递增的,那么我们称其为递增函数;如果一个函数在定义域上是递减的,那么我们称其为递减函数。
如果一个函数既不递增也不递减,我们称其为非单调函数。
二、函数单调性的判断方法1. 利用导数的符号判断函数的单调性高中数学中,我们常常通过求函数的导数来判断函数的单调性。
函数的导数是函数在某一点的变化率,可以帮助我们推断函数在该点的单调性。
具体的判断方法如下:- 若导数大于零,则函数递增;- 若导数小于零,则函数递减;- 若导数等于零,则函数在该点不增不减,可能是极值点。
通过这种方法,我们可以将函数图像分成若干个区间,在每个区间内判断函数的单调性。
2. 利用函数的一阶导数和二阶导数判断函数的单调性有些函数的导数难以求解,此时我们可以通过一阶导数和二阶导数的符号来判断函数的单调性。
具体的判断方法如下:- 若一阶导数大于零,而二阶导数小于零,则函数递减;- 若一阶导数大于零,而二阶导数大于零,则函数递增;- 若一阶导数小于零,而二阶导数小于零,则函数递增;- 若一阶导数小于零,而二阶导数大于零,则函数递减;通过这种方法,我们可以更加准确地判断函数的单调性。
三、函数单调性的应用1. 函数单调性在最值问题中的应用函数的单调性在求最值问题中经常被用到。
当我们需要求函数在某个区间上的最大值或最小值时,可以通过函数的单调性来限定最值的位置。
高一数学 函数单调性与最值(含解析)
函数单调性引入对于二次函数 ,我们可以这样描述“在区间(0, )上,随着 的增大,相应的 也随着增大”;在区间(0, )上,任取两个 , ,得到 ,,当 时,有 .这时,我们就说函数 在区间(0, )上是增函数.一、 函数单调性的判断与证明 1、函数增减性的定义一般地,设函数 的定义域为 : 如果对于定义域 内某个区间D 上的任意两个自变量的值 , ,当 时,都有 ,那么就说函数在区间D 上是增函数(increasing function )如果对于定义域 内某个区间D 上的任意两个自变量的值 , ,当 时,都有 ,那么就说函数在区间D 上是减函数(decreasing function ).【例1】下列四个函数中,在(0,+∞)上为增函数的是( )A .f (x )=3-xB .f (x )=x 2-3x C .f (x )=-1x +1D .f (x )=-|x | 【解析】选C 当x >0时,f (x )=3-x 为减函数;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,32时,f (x )=x 2-3x 为减函数,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞时,f (x )=x 2-3x 为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-1x +1为增函数;当x ∈(0,+∞)时,f (x )=-|x |为减函数.故选C.【例2】判断函数g (x )=-2xx -1在(1,+∞)上的单调性.【解】任取x 1,x 2∈(1,+∞),且x 1<x 2,则g (x 1)-g (x 2)=-2x 1x 1-1--2x 2x 2-1=2(x 1-x 2)(x 1-1)(x 2-1),因为1<x 1<x 2,所以x 1-x 2<0,(x 1-1)(x 2-1)>0,因此g (x 1)-g (x 2)<0,即g (x 1)<g (x 2). 故g (x )在(1,+∞)上是增函数. 【例3】 求下列函数的单调区间.(1)f (x )=3|x |; (2)f (x )=|x 2+2x -3|; (3)y =-x 2+2|x |+1.【解】(1)∵f (x )=3|x |=⎩⎪⎨⎪⎧3x , x ≥0,-3x , x <0.图象如图所示.f(x )在(-∞,0]上是减函数,在[0,+∞)上是增函数.(2)令g (x )=x 2+2x -3=(x +1)2-4.先作出g (x )的图象,保留其在x 轴及x 轴上方部分,把它在x 轴下方的图象翻到x 轴上方就得到f (x )=|x 2+2x -3|的图象,如图所示.由图象易得:函数的递增区间是[-3,-1],[1,+∞); 函数的递减区间是(-∞,-3],[-1,1].(3)由于y =⎩⎪⎨⎪⎧ -x 2+2x +1,x ≥0,-x 2-2x +1,x <0,即y =⎩⎪⎨⎪⎧-(x -1)2+2,x ≥0,-(x +1)2+2,x <0.画出函数图象如图所示,单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1], 单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞). 【例4】求函数y =x 2+x -6的单调区间.【解】令u =x 2+x -6,y =x 2+x -6可以看作有y =u 与u =x 2+x -6的复合函数.由u =x 2+x -6≥0,得x ≤-3或x ≥2.∵u =x 2+x -6在(-∞,-3]上是减函数,在[2,+∞)上是增函数, 而y =u 在(0,+∞)上是增函数.∴y =x 2+x -6的单调减区间为(-∞,-3],单调增区间为[2,+∞). 【例5】证明:函数 在R 上是增函数【变式1】利用函数单调性的定义,证明函数 在区间 上是增函数。
《函数的单调性》重难点解读
《函数的单调性》重难点解读正如前面的背景中对函数所做的分析:函数是高中数学的核心内容,是整个高中数学教学中的一条最重要的主线,它贯穿于整个初等数学体系之中……它把各种数学知识有机地结合在一起,不但能形成各种层次且丰富多彩的问题和思想方法,还能解决各种或抽象或形象或理论或实际的问题,体现着数学的博大精深,诠释着数学的应用价值。
在高中,引领学生学习函数,起到了承上启下的重要作用:既是对小学数学中函数的潜意识的开发,也是对初中数学中的函数概念的一般化与深化,而且对到大学进一步学习更加丰富的函数的起到了筑基铺路的既重要又必要的作用。
函数的单调性是函数的首要性质,下面是对函数的单调性的几个方面的分析:一、知识点:作为数学的重要知识点的函数的单调性,中学生对它的各方面认识大致分为三个相容的过程或阶段,第一阶段是在初中学习了一次函数、二次函数、反比例函数图象的基础上对增减性有了一个初步的感性认识;第二阶段是在高一进一步学习函数单调性的严格定义,从数和形两个方面较为理性地理解单调性的概念;第三阶段则是在高二或高三以导数为工具研究函数的单调性.在高一对单调性的学习,既是初中学习的延续和深化,又是为高二或高三的学习奠定基础.二、知识线:在函数这条主要且重要的知识线上,函数的单调性是学生学习函数概念后学习的第一个函数性质,它主要是用数学符号语言来刻画的.而在函数这条主线上的函数的奇偶性、周期性等,都是研究自变量变化时,函数值的变化规律;学生对于这些概念的认识和学习,都是运用了数形结合的思想,经历了直观感受、文字描述和严格定义三个阶段,即都是从图象观察,以函数解析式为依据,经历用符号语言刻画图形语言,用定量分析解释定性结果的过程.因此,函数单调性的学习为进一步学习函数的其它性质以及其它数学线上的数学知识和性质提供了思想方法依据,同时也为后面学习指数函数、对数函数等函数及数列这种特殊的函数打下基础。
三、知识面:在数学这片广阔的知识面上.函数的单调性是学习不等式、数列、极限、导数、解析几何等其它数学知识的重要基础,是解决各类数学问题的常用工具,也是培养学生抽象思维能力、逻辑推理能力和渗透数形结合思想的重要素材。
高一函数单调性
高一数学讲义 函数的单调性一、复习引入:⒈ 复习:我们在初中已经学习了函数图象的画法.为了研究函数的性质,我们按照列表、描点、连线等步骤先分别画函数2x y =和3x y =的图象. 2x y =的图象如图1,3x y =的图象如图2.⒉ 引入:从函数2x y =的图象(图1)看到:图象在y 轴的右侧部分是上升的,也就是说,当x 在区间[0,+∞)上取值时,随着x 的增大,相应的y 值也随着增大,即如果取21,x x ∈[0,+∞),得到1y =)(1x f ,2y =)(2x f ,那么当1x <2x 时,有1y <2y .这时我们就说函数y =)(x f =2x 在[0,+ ∞)上是增函数. 图象在y 轴的左侧部分是下降的,也就是说, 当x 在区间(-∞,0)上取值时,随着x 的增大,相应的y 值反而随着减小,即如果取21,x x ∈(-∞,0),得到1y =)(1x f ,2y =)(2x f ,那么当1x <2x 时,有1y >2y .这时我们就说函数y =)(x f =2x 在(-∞,0)上是减函数.函数的这两个性质,就是今天我们要学习讨论的.二、函数单调性的定义:⒈ 增函数与减函数定义:对于函数)(x f 的定义域I 内某个区间上的任意两个自变量的值21,x x , ⑴若当1x <2x 时,都有)(1x f <)(2x f,则说)(x f 在这个区间上是增函数(如图3);佛山学习前线教育培训中心⑵若当1x <2x 时,都有)(1x f >)(2x f ,则说)(x f 在这个区间上是减函数(如图4) 在一些区间上是增函数,而在另一些区间上不是增函数.例如函数2x y =(图1),当x ∈[0,+∞)时是增函数,当x ∈(-∞,0)时是减函数.⒉ 单调性与单调区间若函数()y f x =在某个区间是增函数或减函数,则就说函数)(x f 在这一区间具有(严格的)单调性,这一区间叫做函数)(x f 的单调区间.此时也说函数是这一区间上的单调函数.在单调区间上,增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的. 说明:⑴函数的单调区间是其定义域的子集;⑵应是该区间内任意的两个实数,忽略需要任意取值这个条件,就不能保证函数是增函数(或减函数),例如,图5中,在21,x x 那样的特定位置上,虽然使得)(1x f >)(2x f ,但显然此图象表示的函数不是一个单调函数;注意:1、函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;2、必须是对于区间D 内的任意两个自变量21,x x ;当1x <2x 时,总有)(1x f <)(2x f ()(1x f >)(2x f )3.判断函数单调性的方法步骤利用定义证明函数)(x f 在给定的区间D 上的单调性的一般步骤:○1 任取21,x x ∈D ,且1x <2x ;○2 作差)(1x f -)(2x f ; ○3 变形(通常是因式分解和配方); ○4 定号(即判断差)(1x f -)(2x f 的正负); ○5 下结论(即指出函数)(x f 在给定的区间D 上的单调性).三、讲解例题:例1、如图是定义在闭区间[-5,5]上的函数)(x f y =的图象,根据图象说出)(x f y =的单调区间,以及在每一单调区间上,函数)(x f y =是增函数还是减函数.变式练习:1、函数(2+1)y k x b =+在R 上是减函数,则( )A .k >12B .k <12C .k >-12D .k <-122、已知函数)(x f 在(-∞,+∞)上是增函数,,a b ∈R ,且0a b +>,则有( )A .)()()()(b f a f b f a f -+->+B .)()()()(b f a f b f a f --->+C .)()()()(b f a f b f a f -+-<+D .)()()()(b f a f b f a f ---<+例2、若函数2()2(1)2(,4)f x x a x =+-+-∞在区间上是减函数,那么实数a 的取值范围是( ) A.3≥a B.3-≤a C.3-≥a D.5≤a变式练习1、函数2610y x x =-+在区间(2,4)上是( )A .递减函数B .递增函数C .先递减再递增D .先递增再递减 2、若函数25y mx x =++在[-2,+∞)上是增函数,则m 的取值范围是( )A .{m|0≤m ≤14}B .{m|0<m ≤14}C .{m|0≤m<14}D .{m|0<m<14}3、若函数245y x x =-+在[1,5)的值域是例题3、证明函数xx f 1)(=在(0,+∞)上是减函数.变式练习1、证明函数xx y 1+=在(1,+∞)上为增函数例题4、利用函数的单调性求函数x x y 21++=的值域;变式练习:1、1y x x=+在区间(1,3)的值域2、已知函数[]2()22,5,5f x x ax x =++∈-.① 当1a =-时,求函数的最大值和最小值; ② 求实数a 的取值范围,使()y f x =在区间[]5,5-上是单调函数。
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高中数学必修一函数——单调性考纲解读: 了解单调函数及单调区间的意义,掌握判断函数单调性的方法;掌握增,减函数的意义,理解函数单调函数的性质。
能力解读:函数单调性的判断和函数单调性的应用。
利用函数单调性判断方法来判断函数的单调性,利用函数的单调性求解函数的最值问题。
掌握并熟悉抽象函数以及符合函数的单调性判断方法。
知识要点:1.函数单调性的定义, 2.证明函数单调性; 3.求函数的单调区间4.利用函数单调性解决一些问题; 5.抽象函数与函数单调性结合运用一、单调性的定义(1)设函数)(x f y =的定义域为A ,区间A I ⊆如果对于区间I 内的任意两个值1x ,2x ,当21x x <时,都有)()(21x f x f <,那么就说)(x f y =在区间I 上是单调增函数,I 称为)(x f y =的单调增区间如果对于区间I 内的任意两个值1x ,2x ,当21x x <时,都有)()(21x f x f >,那么就说)(x f y =在区间I 上是单调减函数,I 称为)(x f y =的单调减区间(2)设函数)(x f y =的定义域为A如果存在定值A x ∈0,使得对于任意A x ∈,有)()(0x f x f ≤恒成立,那么称)(0x f 为)(x f y =的最大值;如果存在定值A x ∈0,使得对于任意A x ∈,有)()(0x f x f ≥恒成立,那么称)(0x f 为)(x f y =的最小值。
二、函数单调性的证明重点:函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论,所以求函数的单调区间,必须 先求函数的定义域; (1)定义法求单调性函数单调性定义中的1x ,2x 有三个特征:一是任意性;二是大小,即)(2121x x x x <<;三是同属于一个单调区间,三者缺一不可;定义法判断单调性:如果用定义证明)(x f y =在某区间I 上的单调性,那么就要用严格的四个步骤,即①取值;②作差;③判号(关键化成因式的乘积);④下结论。
但是要注意,不能用区间I 上的两个特殊值来代替。
而要证明)(x f y =在某区间I 上不是单调递增的,只要举出反例就可以了,即只要找到区间I 上两个特殊的1x ,2x ,若21x x <,有)()(21x f x f ≥即可。
例1. 求证:(1)函数2()231f x x x =-+-在区间3(,]4-∞上是单调递增函数; (2) 函数3()2f x x x =--在R 上是单调递减函数; (3)函数21()1x f x x -=+在区间(,1)-∞-和(1,)-+∞上都是单调递增函数.例题解析:(3)对于区间(,1)-∞-内的任意两个值1x ,2x ,且12x x <, 因为1212122121()()11x x f x f x x x ---=-++12123()(1)(1)x x x x -=++, 又121x x <<-,则120x x -<,1(1)0x +<,2(1)0x +<得,12(1)(1)0x x ++> 故12123()0(1)(1)x x x x -<++,即12()()0f x f x -<,即12()()f x f x <.所以,函数21()1x f x x -=+在区间(,1)-∞-上是单调增函数. 同理,对于区间(1,)-+∞,函数21()1x f x x -=+是单调增函数;所以,函数21()1x f x x -=+在区间(,1)-∞-和(1,)-+∞上都是单调增函数.例2.确定函数1()12f x x=-的单调性.特殊要点:函数的单调性是对某个区间而言的,所以受到区间的限制,如函数xy 1=分别在)0,(-∞和),0(+∞内都是单调递减的,但是不能说它在整个定义域即),0()0,(+∞-∞ 内是单调递减的,只能说函数xy 1=的单调递减区间为)0,(-∞和),0(+∞xy21-三、复合函数及抽象函数的判定方法①若)(x f 与)(x g 在定义域内都是增函数(减函数),那么)()(x g x f +在其公共定义域内是增函数(减函数)。
②复合函数的单调性规则是“同增异减”——换元法 考查复合函数))((x g f y =的单调性.设单调函数)(x f y =为外层函数,)(x g y =为内层函数 (1) 若)(x f y =增,)(x g y =增,则))((x g f y =增. (2) 若)(x f y =增,)(x g y =减,则))((x g f y =减. (3) 若)(x f y =减,)(x g y =减,则))((x g f y =增. (4) 若)(x f y =减,)(x g y =增,则))((x g f y =减.例1. 求函数222)(-+=x xx f 的单调区间.解题过程:外层函数:t y 2=内层函数:22-+=x x t内层函数的单调增区间:],21[+∞-∈x 内层函数的单调减区间:]21,[--∞∈x 由于外层函数为增函数所以,复合函数的增区间为:],21[+∞-∈x 复合函数的减区间为:]21,[--∞∈x 例2.求函数)2(log )(22-+=x x x f 的单调区间. 解题过程:外层函数:t y 2log =xyo2-1内层函数:22-+=x x t022>-+=x x t由图知:内层函数的单调增区间:],1[+∞∈x 内层函数的单调减区间:]2,[--∞∈x 由于外层函数为增函数所以,复合函数的增区间为:],1[+∞∈x 复合函数的减区间为:]2,[--∞∈x检验:1.函数()()22log 4f x x x =-的单调递减区间是( )A .(0,4);B .(0,2);C .(2,4);D . (2,)+∞2.函数212log (56)y x x =-+的单调增区间为( )A .52⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,;B .(3)+∞,;C .52⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,;D .(2)-∞,四、抽象函数单调性判断——定义法关键:特殊值的使用例题.设)(x f 是定义在R 上的函数,对m 、R n ∈恒有)()()(n f m f n m f ⋅=+,且当0>x 时,1)(0<<x f 。
(1)求证:1)0(=f ; (2)证明:R x ∈时恒有0)(>x f ;(3)求证:)(x f 在R 上是减函数; (4)若()(2)1f x f x ⋅->,求x 的范围。
解:(1)取m=0,n= 12则11(0)()(0)22f f f +=,因为1()02f > 所以(0)1f =(2)设0x <则0x -> 由条件可知()f x o ->又因为1(0)()()()0f f x x f x f x ==-=->,所以()0f x > ∴R x ∈时,恒有0)(>x f (3)设12x x <则121211()()()()f x f x f x f x x x -=--+ =1211()()()f x f x x f x -- =121()[1()]f x f x x --因为12x x <所以210x x ->所以21()1f x x -<即211()0f x x --> 又因为1()0f x >,所以121()[1()]0f x f x x --> 所以12()()0f x f x ->,即该函数在R 上是减函数.120yx1-1(4) 因为()(2)1f x f x ⋅->,所以2()(2)(2)(0)f x f x f x x f ⋅-=-> 所以220x x -<,所以20x x x ><的范围为或检验:1、设()f x 是定义在(0,)+∞上的单调增函数,满足()()(),(3)1f xy f x f y f =+= 求:(1)f (1);(2)当()(8)2f x f x +-≤时x 的取值范围.2、 定义在R 上的函数)(x f y =,0)0(≠f ,当x >0时,1)(>x f ,且对任意的a 、b ∈R ,有f (a +b )=f (a )·f (b ). (1)求证:f (0)=1;(2)求证:对任意的x ∈R ,恒有f (x )>0; (3)求证:f (x )是R 上的增函数; (4)若f (x )·f (2x -x 2)>1,求x 的取值范围.五、函数的值域求解——把握单调性以及单调区间 例题:1.函数(1)()log [0,1]x x a f x a +=+在上的最大和最小值的和为a ,则a =_______2.作出函数2()|1|f x x x =-+的图象,并根据函数图象写出函数的单调区间.解:当11x x ≥≤-或时, 21y x x =+-215()24x =+-当11x -<<时, 22151(_)24y x x x =-++=-+由函数图象可以知道函数增区间为1(,1],[,1]2-∞-函数减区间为1[1,],[1,)2-+∞六、对号函数——()f x =x +xa有如下性质:如果常数a >0,那么该函数在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数.(利用单调性定义证明其单调性)例题:(1)如果函数()f x =x +x b2(x >0)的值域为[6,+∞),求b 的值;(2)求函数()f x =x +cx (c >0)在区间[1,2]上的最小值;(3)研究函数()f x =2x +2xc (常数c >0)在定义域内的单调性,并说明理由;课堂跟随练:1.函数||2x x y +-=的单调递减区间为______. 11[,0][,)22-+∞和2.单调增函数()f x 对任意R y x ∈,,满足()()(),(3)(392)0x x x f x y f x f y f k f +=+⋅+--<若 恒成立,则k 的取值范围是_______. )122,(--∞3.函数y =80212--x x 的单调递增区间为________. (,8)-∞-4.函数y =x x +-11的递减区间是 (―∞, ―1)、(―1, +∞) ;函数y =xx+-11的递减区间是 (-1, +1]5.已知函数()f x 在[0, π)上是递减函数,那么下列三个数(lg100)f , f (2π), f (23π),6.(1) 证明:函数 y x =在 [0,)+∞上是增函数,(2)并判断函数 y x x =+在 [0,)+∞上的单调性(3)求函数y x x =+在区间[1,4]上的值域.7.若)(x f 是定义在),0(+∞上的增函数,且对于0>x 满足)()()(y f x f yx f -=。