专题1.3.1 单调性与最大值(第1课时)函数的单调性(课件)-2019-2020学年上学期高一数学

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第六页,编辑于星期日:二点 四分。
[基础自测] 1.思考辨析 (1)因为 f(-1)<f(2),所以函数 f(x)在[-1,2]上是增函数.( ) (2)若 f(x)为 R 上的减函数,则 f(0)>f(1).( ) (3)若函数 f(x)在区间(1,2]和(2,3)上均为增函数,则函数 f(x)在区间(1,3)上为增函 数.( ) [答案] (1)× (2)√ (3)×
∵0<x1<x2<1,
∴x1-x2<0,0<x1x2<1,则-1+x1x2<0,
∴x1-x2x-1x21+x1x2>0,即 f(x1)>f(x2),
∴f(x)=x+1x在(0,1)上是减函数.
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[规律方法] 利用定义证明函数单调性的步骤 1取值:设 x1,x2 是该区间内的任意两个值,且 x1<x2. 2作差变形:作差 fx1-fx2,并通过因式分解、通分、配方、有理化等手段, 转化为易判断正负的式子 3定号:确定 fx1-fx2的符号 4结论:根据 fx1-fx2的符号及定义判断单调性 提醒:作差变形是证明单调性的关键,且变形的结果是几个因式乘积的形式.
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2.函数的单调性与单调区间 如果函数 y=f(x)在区间 D 上是增函数或减减函函数数,那么就说函数 y=f(x)在这一 区间具有(严格的)单调性,区间 D 叫做 y=f(x)的单调区间. 思考 2:函数 y=1x在定义域上是减函数吗? [提示] 不是.y=1x在(-∞,0)上递减,在(0,+∞)上也递减,但不能说 y=1x 在(-∞,0)∪(0,+∞)上递减.
图 1-3-3
[答案]C [由图可知,f(x)在区间[-3,1],[4,5]上单调递减,单调区间不可以用
并集“∪”连接,故选 C.]
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2.(2019 春•海珠区期末)函数 f(x)在 R 上是减函数,则有( )
A.f(3)<f(5)
B.f(3)≤f(5)
C.f(3)>f(5)
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[规律方法] 1.求函数单调区间的方法 (1)利用基本初等函数的单调性,如本例(1)和(2),其中分段函数的单调区间要 根据函数的自变量的取值范围分段求解; (2)利用函数的图象,如本例(3). 2.若所求出函数的单调增区间或单调减区间不唯一,函数的单调区间之间要 用“,”隔开,如本例(3).
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[解] (1)∵f(x)=x2+ax+b 过点(1,4)和(2,5), ∴14+ +a2+a+b=b=4,5, 解得ab= =- 5,2, ∴f(x)=x2-2x+5. (2)由 f(x)在区间[1,2]上不单调可知 1<-a2<2,即-4<a<-2.
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[证明] 设 x1,x2 是区间(0,1)上的任意两个实数,且 x1<x2,则 f(x1)-f(x2)=x1+x11

x2+x12

(x1

x2)

x11-x12

(x1

x2)

x2-x1 x1x2

(x1

x2)
1-x11x2

x1-x2-1+x1x2 x1x2
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[跟踪训练] 1.(1)根据如图 1-3-2 说出函数在每一单调区间上,函数是增函数还是减函数;
图 1-3-2 (2)写出 y=|x2-2x-3|的单调区间.
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[解] (1)函数在[-1,0],[2,4]上是减函数,在[0,2],[4,5]上是增函数.
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例 3 已知函数 f(x)=x2+ax+b. (1)若函数 f(x)的图象过点(1,4)和(2,5),求 f(x)的解析式. (2)若函数 f(x)在区间[1,2]上不单调,求实数 a 的取值范围. 思路探究: 待定系数法求fx 数―形―结→合 分析fx的对称与区间的关系 建立―不 ―→等式 求a的范围
母题探究:1.把本例(2)条件“不单调”改为“单调”,求实数 a 的取值范围. [[解解]] 由由ff((xx))在在区区间间[[11,2,2]]上上单单调调可可知知--2a2a≤≤11或或--a2a2≥≥22,,即即aa≤≤--44或或aa≥≥--22.. 2.若把本例改为“函数 g(x)在(-∞,+∞)上是增函数,且 g(2x-3)>g(5x+6)”, 求实数 x 的取值范围. [解] ∵g(x)在(-∞,+∞)上是增函数,且 g(2x--33))>>gg((55xx++66)),, ∴2x-3>5x+6,即 x<-3. 所以实数 x 的取值范围为(-∞,-3).
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[跟踪训练] [证2.明试] 用f函(x)数=单2+调x性-2 的1,定义证明:f(x)=x-2x1在(1,+∞)上是减函数. 设 x1>x2>1, 则 f(x1)-f(x2)=x1-2 1-x2-2 1=x12-x12-xx2-1 1, 因为 x1>x2>1, 所以 x2-x1<0,x1-1>0,x2-1>0, 所以 f(x1)<f(x2), 所以 f(x)在(1,+∞)上是减函数.
[答案]C [函数 f(x)=x2-2bx+2 的图象是开口向上,且以直线 x=b 为对称轴
的抛物线,若函数 f(x)=x2-2bx+2 在区间[3,+∞)上是增函数,则 b≤3,故
选 C.]
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4.(2019 年昆明模拟)已知函数 f(x)=kx(k≠0)在区间(0,+∞)上是增函数,则 实数 k 的取值范围是________. [答案](-∞,0) [结合反比例函数的单调性可知 k<0.]
那么就说函数 f(x)在区间 D 上是增 那么就说函数 f(x)在区间 D 上是减
结论
函数
函数
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图示 思考 1:增(减)函数定义中的 x1,x2 有什么特征?
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[提示] 定义中的 x1,x2 有以下 3 个特征 (1)任意性,即“任意取 x1,x2”中“任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特 殊代替一般; (2)有大小,通常规定 x1<x2; (3)属于同一个单调区间.
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[自 主 预 习·探 新 知]
1.增函数与减函数的定义
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
条件 的任意两个自变量的值 x1,x2,当 x1<x2 时
都有 ff((xx)1<)<f(ff((xx2)
都有 ff((xx)1_)>__f_(x_2>) f
3.下列函数中,在区间(0,+∞)上是减函数的是( )
A.y=-1x
B.wenku.baidu.com=x
C.y=x2
D.y=1-x
D [函数 y=1-x 在区间(0,+∞)上是减函数,其余函数在(0,+∞)上均为增 函数,故选 D.]
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4.函数 f(x)=x2-2x+3 的单调减区间是________. (-∞,1) [因为 f(x)=x2-2x+3 是图象开口向上的二次函数,其对称轴为 x =1,所以函数 f(x)的单调减区间是(-∞,1).]
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[合 作 探 究·攻 重 难]
求函数的单调区间 例 1 求下列函数的单调区间,并指出该函数在其单调区间上是增函数还是减 函数. (1)f(x)=-1x;(2)f(x)=52-x+x,1,x<x≥1;1, (3)f(x)=-x2+2|x|+3.
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2.若函数 f(x)=x2-2ax+3 在(2,+∞)上是增函数,则实数 a 的取值范围是什 么? 提示:因为函数 f(x)=x2-2ax+3 是图象开口向上的二次函数,其对称轴为 x =a,所以其单调增区间为(a,+∞),由题意可得(2,+∞)⊆(a,+∞),所以 a≤2.
D.f(3)≥f(5)
[答案]C [∵3<5,且 f(x)在 R 上是减函数,∴f(3)>f(5).]
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3.(2019 春•重庆期末)如果函数 f(x)=x2-2bx+2 在区间[3,+∞)上是增函数, 则 b 的取值范围为( )
A.b=3
B.b≥3
C.b≤3
D.b≠3
(2)先画出
x2-2x-3,x<-1或x>3,
f(x)=
的图象,如图.
-x2-2x-3,-1≤x≤3
所以 y=|x2-2x-3|的单调减区间为(-∞,-1],[1,3];
单调增区间为[-1,1],[3,+∞).
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函数单调性的判定与证明 例 2 证明函数 f(x)=x+1x在(0,1)上是减函数. 思路探究: 设元0<x1<x2<1 ―→ 作差:fx1-fx2 ―变―形→ 判号:fx1>fx2 ―结―论→ 减函数
人教A版 必修一
第一章 集合与函数概念
1.3.1 单调性与最大(小)值
第一课时 函数的单调性
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学习目标:1.理解函数的单调性及其几何意义,能运用函数图象理解和研究
函数的单调性.(重点、难点) 2.会用函数单调性的定义判断(或证明)一些函数的单调性.(难点)
3.会求一些具体函数的单调区间.(重点)
-x2+2x+3,x≥0, (3)因为 f(x)=-x2+2|x|+3=
-x2-2x+3,x<0. 根据解析式可作出函数的图象如图所示,由图象可知, 函数 f(x)的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞). f(x)在(-∞,-1],[0,1)上是增函数,在(-1,0),[1,+∞)上是减函数.
[当 堂 达 标·固 双 基]
1.(2019 春•汉台区期末)如图 1-3-3 是定义在区间[-5,5]上的函数 y=f(x),则 下列关于函数 f(x)的说法错误的是( )
A.函数在区间[-5,-3]上单调递增
B.函数在区间[1,4]上单调递增
C.函数在区间[-3,1]∪[4,5]上单调递减
D.函数在区间[-5,5]上没有单调性
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5.证明:函数 y=x+x 1在(-1,+∞)上是增函数. [证明] 设 x1>x2>-1,则 y1-y2=x1x+1 1-x2x+2 1=x1+x11-xx22+1. ∵x1>x2>-1,∴x1-x2>0,x1+1>0,x2+1>0, ∴x1+x11-xx22+1>0,即 y1-y2>0,y1>y2, ∴y=x+x 1在(-1,+∞)上是增函数.
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2.函数 y=f(x)的图象如图 1-3-1 所示,其增区间是( )
图 1-3-1 A.[-4,4] B.[-4,-3]∪[1,4] C.[-3,1] D.[-3,4] C [由图可知,函数 y=f(x)的单调递增区间为[-3,1],选 C.]
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[规律方法] 函数单调性的应用 1函数单调性定义的“双向性”:利用定义可以判断、证明函数的单调性,反 过来,若已知函数的单调性可以确定函数中参数的取值范围.
2若一个函数在区间[a,b]上是单调的,则此函数在这一单调区间内的任意子
集上也是单调的.
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函数单调性的应用 [探究问题] 1.若函数 f(x)是其定义域上的增函数,且 f(a)>f(b),则 a,b 满足什么 关系.如果函数 f(x)是减函数呢? 提示:若函数 f(x)是其定义域上的增函数,那么当 f(a)>f(b)时,a>b;若函数 f(x) 是其定义域上的减函数,那么当 f(a)>f(b)时,a<b.
[解] (1)函数 f(x)=-1x的单调区间为(-∞,0),(0,+∞),其在(-∞,0),(0, +∞)上都是增函数. (2)当 x≥1 时,f(x)是增函数,当 x<1 时,f(x)是减函数,所 以 f(x)的单调区间为(-∞,1),[1,+∞),并且函数 f(x) 在(-∞,1)上是减函数,在[1,+∞)上是增函数.
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