函数的单调性的题型分类及解析
3.3.1函数的单调性与导数-题型分类讲解
4.(1)若函数f (x)=kx3-3(k+1)x2-k2+1(k >0)的单调递减区间为
(0,4),求k的值. (2)若函数f(x)=ax3-x2+x-5在R上单调递增,求a的取值范围. (3)若函数 f (x)=x3+x2+mx+1是R上的单调函数,求实数m的
取值范围. 1 (4)已知函数 f ( x ) 2ax 2 , x 0,1 ,若 f (x)在(0,1]上是增
) B.单调递减
1 1 C.在0,e上单调递减,在 e,5上单调递增 1 1 D.在0, e上单调递增,在 e,5上单调递减
解析:
函数的定义域为(0,+∞). 1 令 y′<0,得 x< . e
1 因为 y′=ln x+1,令 y′>0,得 x> ; e 所以函数 y=xln x
1 (2)由于 f(x)=4x+ x,则函数的定义域是{x|x≠0}, 1 而 f′(x)=4-x2,令 f′(x)>0, 1 1 解得 x>2或 x<-2; 1 1 令 f′(x)<0,解得 0<x<2或-2<x<0, 故函数
1 1 f(x)的单调递增区间是2,+∞和-∞,-2;
3.3.1
函数的单调性与导数 题型
费县二中高二数学
侯庆东
1.用函数的导数判断函数单调性的法则 设函数y=f(x)在区间(a,b)内可导, (1)如果在(a,b)内,f′(x)>0,则f(x)在此区间是增函数; (2)如果在(a,b)内,f′(x)<0,则f(x)在此区间是减函数.
即函数 f (x)在区间(a, b)内: f ( x ) 0 f(x)在(a, b)内单调递增
(6)函数的单调性的证明以及典型题型
函数单调性的证明一、定义法证明普通函数的单调性1、求证函数y=x ³+x 在R 上是增函数。
3、求证:函数x x f -=)(在定义域上是减函数.4、判断函数12)(-+=x x x f 在)0,(-∞上的单调性并加以证明.5、证明函数xx x f 1)(+=在)1,0(上是减函数。
6、求证:函数x x x f --=21)(在R 上是单调减函数.7、指出f(x)=2x ²+4x 的单调区间,并对减区间的情况给予证明。
8、求12)(2--=x x x f 的单调区间一、定义法证明带字母的函数的单调性1、 用定义证明:(1)函数f(x)=kx+b(k<0,k 、b 为常数)在R 上是减函数。
(2)函数xk x g =)((k<0,k 为常数)在)0,(-∞上是增函数。
2、 求证函数x a x x f +=)((a>0)在(0,a )上是减函数,在(a ,+∞)上是增函数。
3、 讨论1)(2-=x ax x f (-1<x<1,a ≠0)的单调性 4、 设函数(a >b>0),求b x a x x f ++=)(的单调区间,并证明f(x)在其单调区间上的单调性。
二、定义法证明抽象函数的单调性:1、已知函数f(x)的定义域为R ,满足f(-x)= 0)(1>x f ,且g(x)=f(x)+c(c 为常数),在区间[a,b]上是减函数,判断并证明g(x)在区间[-b,-a]上的单调性。
2、已知g(x)在[m,n]上的减函数,且a ≤g(x)≤b,f(x)是[a,b]上的增函数,求证f[g(x)]在[m,n]上也是减函数。
三、利用单调性求函数的值域:求下列函数的值域:1、 y=-+2x x -6 2、 y=+x 1-x3、 y=+3-x 2x +四、利用函数单调性比较大小1、 如果函数f(x)=x ²+bx+c,对于任意实数t 都有f(2+t)=f(2-t),比较f(1),f(2),f(4)的大小。
完整版)函数的单调性知识点与题型归纳
完整版)函数的单调性知识点与题型归纳备考知考情:在高考中,理解函数的单调性、最大值、最小值及其几何意义以及运用基本初等函数的图象分析函数的性质是非常重要的。
函数的单调性是热点,常见问题有求单调区间、判断函数的单调性、求参数的取值、利用函数单调性比较数的大小以及解不等式等。
客观题主要考查函数的单调性,最值的确定与简单应用。
题型多以选择题、填空题的形式出现,若与导数交汇命题,则以解答题的形式出现。
一、知识梳理在研究函数单调性之前,必须先求函数的定义域。
函数的单调区间是定义域的子集,单调区间不能并。
知识点一:函数的单调性单调函数的定义:若函数f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D 叫做f(x)的单调区间。
注意:1.定义中x1,x2具有任意性,不能是规定的特定值。
2.函数的单调区间必须是定义域的子集。
3.定义有两种变式。
问题探究:1.关于函数单调性的定义应注意哪些问题?1)定义中x1,x2具有任意性,不能是规定的特定值。
2)函数的单调区间必须是定义域的子集。
3)定义有两种变式。
2.单调区间的表示注意哪些问题?单调区间只能用区间表示,不能用集合或不等式表示。
如有多个单调区间应分别写,不能用并集符号“∪”联结,也不能用“或”联结。
知识点二:单调性的证明方法:定义法及导数法高频考点例1:规律方法1) 定义法:利用定义证明函数单调性的一般步骤是:①任取x1、x2∈D,且x1<x2;②作差f(x1)-f(x2),并适当变形(如“分解因式”、配方成同号项的和等);③依据差式的符号确定其增减性。
2) 导数法:x+1x+1a>0)由定义可知。
f(x1f(x2即f(x)在(-1,+∞)上为增函数.法二:导数法f′(x)=a(x+1)-axx+1)2ax+1)2a>0,x∈(-1,+∞))即f(x)在(-1,+∞)上为增函数.例2.(2)《名师一号》P16高频考点例1(2)判断函数f(x)=x2-2x+3在R上的单调性,并证明.法一:导数法f′(x)=2x-22(x-1)当x<1时,f′(x)<0,即f(x)在(-∞,1)上为减函数;当x>1时,f′(x)>0,即f(x)在(1,+∞)上为增函数.综上可知,f(x)在R上单调性不同.法二:二次函数法对于任意实数x,有f(x)=(x-1)2+2因为平方项非负,所以f(x)的最小值为2,即f(x)≥2;又因为当x=1时,f(x)=2,所以f(x)的最小值为2,即f(x)≥2;又因为当x=1时,f(x)=2,所以f(x)在(-∞,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数.综上可知,f(x)在R上单调性不同.例3.(1)《名师一号》P16高频考点例1(3)设f(x)=exax-b,其中a,b为常数,证明:当a2<4时,f(x)在R上为凸函数;当a2>4时,f(x)在R上为下凸函数;当a2=4时,f(x)在R上为抛物线.证明:f′(x)=exaf′′(x)=ex当a20,即f(x)在R上为凸函数;当a2>4时,f′′(x)<0,即f(x)在R上为下凸函数;当a2=4时,f′′(x)=0,即f(x)为抛物线.因此,当a2<4时,f(x)在R上为凸函数;当a2>4时,f(x)在R上为下凸函数;当a2=4时,f(x)在R上为抛物线.2.1、解析:根据题意,我们可以列出不等式a-2<0,解得a≤2.代入原式得到实数a的取值范围为(-∞。
利用导数探究函数的单调性(共10种题型)
利用导数探究函数的单调性一.求单调区间例1:已知函数2()ln (0,1)x f x a x x a a a =+->≠,求函数)(x f 的单调区间 解:()ln 2ln 2(1)ln x x f x a a x a x a a '=-=-++.则令()()g x f x '=因为当0,1a a >≠ 所以2()2ln 0x g x a a '=+> 所以()f x '在R 上是增函数, 又(0)0f '=,所以不等式()0f x '>的解集为(0,)∞+,故函数()f x 的单调增区间为(0,)∞+ 减区间为:(0)-∞,变式:已知()x f x e ax =-,求()f x 的单调区间解:'()x f x e a =- 当0a ≤时,'()0f x >,()f x 单调递增当0a >时,由'()0x f x e a =->得:ln x a >,()f x 在(ln ,)a +∞单调递增由'()0x f x e a =-<得:ln x a <,()f x 在(ln )a -∞,单调递增 综上所述:当0a ≤时,()f x 的单调递增区间为:-∞+∞(,),无单调递减区间当0a >时,()f x 的单调递增区间为:(ln ,)a +∞,递减区间为:(ln )a -∞,二.函数单调性的判定与逆用例2.已知函数32()25f x x ax x =+-+在1132(,)上既不是单调递增函数,也不是单调递减函数,求正整数a 的取值集合 解:2()322f x x ax '=+-因为函数32()25f x x ax x =+-+在1132(,)上既不是单调递增函数,也不是单调递减函数 所以2()322=0f x x ax '=+-在1132(,)上有解 所以''11()()032f f <又*a N ∈ 解得:5542a << 所以正整数a 的取值集合{2}三.利用单调性求字母取值范围 例3. 已知函数()ln xf x ax x=-,若函数()y f x =在1+?(,)上是减函数,求实数a 的最小值. 解:因为()ln xf x ax x=-在1+?(,)上是减函数 所以'2ln 1()0(ln )x f x a x -=-?在1+?(,)上恒成立 即2ln 1(ln )x a x -³在1+?(,)上恒成立令ln ,(1)t x x =>,则0t >21()(0)t h t t t -=> 则max ()a h t ³因为222111111()=()()24t h t t t t t -=-+=--+ 所以max 1()=(2)4h t h =所以14a ³变式:若函数3211()(1)132f x x ax a x =-+-+在区间1,4()上为减函数,在区间(6,)+?上为增函数,试求实数a 的取值范围. 解:2'()=1f x x ax a -+-因为函数()y f x =在区间1,4()上为减函数,在区间(6,)+?上为增函数 所以''()0(1,4)()0,(6,)f x x f x x ìï??ïíï???ïî,恒成立即2210(1,4)10,(6,)x ax a x x ax a x ì-+-??ïïíï-+-???ïî, 所以2211,(1,4)111,(6,)1x a x x x x a x x x ì-ïï?+"?ïï-íï-ï?+"??ïï-ïî所以4161a a ì?ïïíï?ïî所以57a #四.比较大小例4. 设a 为实数,当ln 210a x >->且时,比较x e 与221x ax -+的大小关系. 解:令2()21(0)x f x e x ax x =-+-> 则'()=22x f x e x a -+ 令'()()g x f x = 则'()e 2x g x =- 令'()0g x =得:ln 2x =当ln 2x >时,'()0g x >;当ln 2x <时,'()0g x <所以ln2min ()()=(ln2)2ln2222ln22g x g x g e a a ==-+=-+极小值 因为ln 21a >- 所以'()()0g x f x =>所以()f x 在0+?(,)上单调递增所以()(0)0f x f >= 即2210x e x ax -+-> 所以221x e x ax >-+变式:对于R 上的可导函数()y f x =,若满足'(3)()0x f x ->,比较(1)(11)f f +与2(3)f 的大小关系.解:因为'(3)()0x f x ->所以当3x >时,'()0f x >,()f x 单调递增,故(11)(3)f f >当3x <时,'()0f x <,()f x 单调递减,故(1)(3)f f > 所以(1)(11)2(3)f f f +> 五.证明不等式例5.已知函数|ln |)(x x f =,()(1)g x k x =- (R)k ∈.证明:当1k <时,存在01x >,使得对任意的0(1,)x x ∈,恒有()()f x g x >. 证明:令()|ln |(1)=ln (1),(1,)G x x k x x k x x =----∈+∞ 则有'11(),(1,)kx G x k x x x-=-=∈+∞ 当01k k ≤≥或时,'()0G x >,故 ()G x 在1+∞(,)上单调递增,()G(1)0G x >=.故任意实数 (1,)x ∈+∞ 均满足题意.当 01k << 时,令'()=0G x ,得11x k=>. 当1(1,)x k ∈时,'()0G x >,故 ()G x 在1(1,)k上单调递增当1()x k∈+∞,时,'()0G x <,故 ()G x 在1()k +∞,上单调递减 取01x k=,对任意0(1,)x x ∈,有'()0G x >,故()G x 在0(1,)x 上单调递增所以()G(1)0G x >= 即()()f x g x >综上所述:当1k <时,存在01x >,使得对任意的0(1,)x x ∈,恒有()()f x g x >.变式:已知关于x 的方程2(1)x x e ax a --=有两个不同的实数根12x x 、.求证:120x x <+ 证明:因为2(1)x x e ax a --=所以2(1)1xx e a x -=+令2(1)()1xx e f x x -=+则222222(23)[(1)2]()11x xx x x e x x e f x x x --+--+'==++()()当0x >时()0f x '<,()f x 单调递减 当0x <时()0f x '>,()f x 单调递增因为关于x 的方程2(1)x x e ax a --=有两个不同的实数根12x x 、所以不妨设12(,0),(0,)x x ∈-∞∈+∞ 要证:120x x <+ 只需证:21x x <-因为210x x -∈+∞(,),且函数()f x 在0+∞(,)上单调递减 所以只需证:21()()f x f x >-,又因为21()=()f x f x 所以只需证:11()()f x f x >-即证:11112211(1)(1)11x x x e x e x x --+>++ 即证:(1)(1)0x x x e x e ---+>对0x ∈-∞(,)恒成立 令g()(1)(1)x x x x e x e -=--+,0x ∈-∞(,)则g ()()x x x x e e -'=-因为0x ∈-∞(,)所以0x x e e -->所以g ()()0x x x x e e -'=-<恒成立所以g()(1)(1)x x x x e x e -=--+在0-∞(,)上单调递减所以g()(0)0x g >= 综上所述:120x x <+ 六.求极值例6.已知函数2()()x f x x ax a e =++,是否存在实数a ,使得函数()f x 的极大值为3?若存在,求出a 的值,若不存在,请说明理由.解:'22()(2)()[(2)2]=()(2)x x x x f x x a e x ax a e x a x a e x a x e =++++=+++++ 令'()=0f x 得:2x a x =-=-或当2a =时,'()0f x ≥恒成立,无极值,舍去当2a <时,2a ->-由表可知:2()=(2)(42)3f x f a a e --=-+=极大值 解得:2432a e =-< 当2a >时,2a -<-由表可知:22()=()()3a f x f a a a a e --=-+=极大值,即3a ae -= 所以:=3a a e 令()3(2)a g a e a a =-> 则'2()31310a g a e e =->->所以()y g a =在2+∞(,)上单调递增又2(2)320g e =->所以函数()y g a =在2+∞(,)上无零点即方程=3a a e 无解综上所述:存在实数a ,使得函数()f x 的极大值为3,此时243a e =- 七.求最值例7. 已知函数2()ln (0,1)x f x a x x a a a =+->≠,若存在]1,1[,21-∈x x ,使得12()()e 1f x f x -≥-(其中e 是自然对数的底数),求实数a 的取值范围. 解:因为存在12,[1,1]x x ∈-,使得12()()e 1f x f x --≥成立, 而当[1,1]x ∈-时,12max min ()()()()f x f x f x f x --≤, 所以只要max min ()()e 1f x f x --≥即可又因为x ,()f x ',()f x 的变化情况如下表所示:所以()f x 在[1,0]-上是减函数,在[0,1]上是增函数,所以当[1,1]x ∈-时,()f x 的最小值()()m i n 01f x f ==,()f x 的最大值()max f x 为()1f -和()1f 中的最大值.因为11(1)(1)(1ln )(1ln )2ln f f a a a a a aa--=--=--+++,令1()2ln (0)g a a a a a =-->,因为22121()1(1)0g a a a a '=-=->+,所以1()2ln g a a a a=--在()0,a ∈+∞上是增函数.而(1)0g =,故当1a >时,()0g a >,即(1)(1)f f >-; 当01a <<时,()0g a <,即(1)(1)f f <-所以,当1a >时,(1)(0)e 1f f --≥,即ln e 1a a --≥,函数ln y a a =-在(1,)a ∈+∞上是增函数,解得e a ≥;当01a <<时,(1)(0)e 1f f ---≥,即1ln e 1a a+-≥,函数1ln y a a=+在(0,1)a ∈上是减函数,解得10ea <≤.综上可知,所求a 的取值范围为1(0,][e,)ea ∈∞+ 我变式:已知函数()ln()(0)x a f x e x a a -=-+>在区间0+∞(,)上的最小值为1,求实数a 的值.解:1()=x a f x e x a-'-+ 令()()g x f x '=则21()=0(x a g x e x a -'+>+)所以()y g x =在区间0+∞(,)单调递增所以存在唯一的00x ∈+∞(,),使得0001()0x a g x e x a-=-=+ 即001=x a e x a-+ 所以当0(0,)x x ∈时,()()0g x f x '=<,()y f x =单调递减当0()x x ∈+∞,时,()()0g x f x '=>,()y f x =单调递增 所以0min 00()()ln()x a f x f x e x a -==-+ 由001=x a e x a-+得:00=ln()x a x a --+ 所以0min 00001()()ln()=x a f x f x e x a x a x a-==-++-+001=()2222x a a x aa a++-+≥=- 当且仅当001=x a x a++即0=1x a +,min 0()()22f x f x a ==- 由22=1a -得12a =,此时01=2x ,满足条件 所以12a =八.解不等式例8. 函数2)0())((=∈f R x x f ,,对任意1)()('>+∈x f x f R x ,,解不等式:1)(+>x x e x f e 解:令()()x x g x e f x e =-则()()()(()()1)x x x x g x e f x e f x e e f x f x '''=+-=+-因为对任意1)()('>+∈x f x f R x , 所以()0g x '>,所以()y g x =为R 上的单调递增函数 又(0)(0)11g f =-=所以当1)(+>x x e x f e 即()1x x e f x e -> 所以()(0)g x g > 所以0x >即不等式:1)(+>x x e x f e 的解集为0+∞(,)变式:已知定义在R 上的可导函数()y f x =满足'()1f x <,若(12)()13f m f m m -->-,求m 的取值范围.解:令()()g x f x x =- 则()()1g x f x ''=- 因为'()1f x <所以()()10g x f x ''=-<所以()()g x f x x =-为R 上递减函数 由(12)()13f m f m m -->- 得:(12)()f m m f m m ---(1-2)> 即(12)()g m g m -> 所以12m m ->即13m <九.函数零点个数(方程根的个数)例9. 已知2()2ln()f x x a x x =+--在0x =处取得极值.若关于x 的方程()0f x b +=在区间[1,1]-上恰有两个不同的实数根,求实数b 的取值范围.解: '2()21f x x x a=--+ 因为2()2ln()f x x a x x =+--在0x =处取得极值 所以'2(0)1=0f a=-, 即2a =,检验知2a =符合题意.令2()()2ln(2)[1,1]g x f x b x x x b x =+=+--+∈-,'52()22()21(11)x x g x x x +=--=--≤≤ 所以()=(0)2ln 2g x g b =+极大值因为方程()0f x b +=在区间[1,1]-上恰有两个不同的实数根所以(1)0(0)0(1)0g g g -≤⎧⎪>⎨⎪≤⎩,即02ln 202ln 320b b b ≤⎧⎪+>⎨⎪-+≤⎩解得:2ln 222ln 3b -<≤-所以实数b 的取值范围是:2ln 222ln3]--(, 变式:已知函数()y f x =是R 上的可导函数,当0x ¹时,有'()()0f x f x x+>,判断函数13()()F x xf x x=+的零点个数解:当0x ¹时,有'()()0f x f x x+> 即'()()0xf x f x x+> 令()()g x xf x =,则'()()()g x xf x f x ¢=+所以当0x >时,'()()()0g x xf x f x ¢=+>,函数()y g x =在0+∞(,)单调递增 且()g(0)=0g x >所以当0x >时,13()()0F x xf x x=+>恒成立,函数()y F x =无零点 当0x <时,'()()()0g x xf x f x ¢=+<,函数()y g x =在0∞(-,)单调递减 且()g(0)=0g x >恒成立 所以13()()F x xf x x=+在0∞(-,)上为单调递减函数 且当0x →时,()0xf x ®,所以13()0F x x? 当x →-∞时,10x®,所以()()0F x xf x ? 所以13()()F x xf x x=+在0∞(-,)上有唯一零点 综上所述:13()()F x xf x x =+在0∞∞(-,)(0,+)上有唯一零点 十.探究函数图像例10.设函数在定义域内可导,()y f x =的图像如图所示,则导函数()y f x '=的图像可能为下列图像的 .解:由()y f x =的图像可判断出:()f x 在(,0)-∞递减,在(0)+∞,上先增后减再增 所以在(,0)-∞上()0f x '<,在(0)+∞,上先有()0f x '>,后有()0f x '<,再有()0f x '>. 所以图(4)符合.变式:已知函数ln(2)()x f x x =,若关于x 的不等式2()()0f x af x +>只有两个整数解,求实数a 的取值范围. 解:21ln(2)()=x f x x -',令()=0f x '得2e x = 所以当02e x <<时,()0,()f x f x '>单调递增 当2e x >时,()0,()f x f x '<单调递减 由当12x <时,()0f x <,当12x >时,()0f x >(1)(2)(3)(4)作出()f x 的大致函数图像如图所示: 因为2()()0f x af x +>(1)若0a =,即2()0f x >,显然不等式有无穷多整数解,不符合题意;(2)若0a >,则()()0f x a f x <->或,由图像可知,()0f x >,有无穷多整数解(舍)(3)若0a <则()0()f x f x a <>-或,由图像可知,()0f x <无整数解, 所以()f x a >-有两个整数解因为(1)(2)ln 2f f ==,且()f x 在(,)2e +∞上单调递减 所以()f x a >-的两个整数解为:1,2x x == 又ln 6(3)3f =所以ln 6ln 23a ≤-< 所以ln 6ln 23a -<≤-。
函数单调性的题型和解题方法
函数单调性的题型和解题方法
函数单调性是指函数在定义域内的单调性,也就是说函数随着其自变量增加而增加或减少。
常见的单调性题型包括:
1.判断一个函数是单调增还是单调减
2.确定函数的极值
3.确定函数的单调区间
解题方法:
1.对于一个函数,首先要求出其导函数,然后
判断导函数的正负性,来确定原函数的单调
性。
2.求函数的极值,需要用到导函数的概念,求
出导函数的零点,并确定其是极大值还是极
小值。
3.确定函数的单调区间,需要分析导函数的正
负性和零点。
需要注意的是,这些方法都是针对连续可导函数,对于不连续不可导函数,需要采用其他方法分析。
对于判断一个函数是单调增还是单调减,我们可以通过求导函数来判断,如果导函数为正值,那么原函数就是单调增的,如果导函数为负值,那
么原函数就是单调减的。
而如果导函数为0,那么可能是函数的极值点。
对于求函数的极值,我们需要求出函数的导函数,并找到导函数的零点。
对于导函数为0的点,我们需要分析其二阶导函数的正负性来确定其是极大值点还是极小值点。
对于确定函数的单调区间,我们需要分析导函数的正负性和零点。
导函数为正值时,原函数在该区间内单调递增;导函数为负值时,原函数在该区间内单调递减;导函数为0时,原函数在该点可能是极值点。
需要注意的是,单调性和极值点的分析都是基于连续可导的函数,对于不连续不可导的函数,需要采用其他方法来分析。
专题03 函数的单调性题型归纳
专题03 函数基本性质(单调性)一、学法指导与考点梳理1、函数的单调性 (1)单调函数的定义自左向右看图象是上升的(2)单调区间的定义如果函数y =f (x )在区间D 上是增函数或减函数,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. 2、函数的最值 注意:(1)函数的值域一定存在,而函数的最值不一定存在;(2)若函数的最值存在,则一定是值域中的元素;若函数的值域是开区间,则函数无最值,若函数的值域是闭区间,则闭区间的端点值就是函数的最值. 3、函数单调性的常用结论(1)若()(),f x g x 均为区间A 上的增(减)函数,则()()f x g x +也是区间A 上的增(减)函数;(2)若0k >,则()kf x 与()f x 的单调性相同;若0k <,则()kf x 与()f x 单调性相反; (3)函数()()()0y f x f x =>在公共定义域内与()y f x =-,1()y f x =的单调性相反;(4)函数()()()0y f x f x =≥在公共定义域内与y =的单调性相同;(5)一些重要函数的单调性: ①1y x x=+的单调性:在(],1-∞-和[)1,+∞上单调递增,在()1,0-和()0,1上单调递减;②by ax x =+(0a >,0b >)的单调性:在,⎛-∞ ⎝和⎫+∞⎪⎪⎭上单调递增,在⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭和⎛ ⎝上单调递减.二、重难点题型突破重难点1 判断或证明函数的单调性1.(单调性不能混合乘除)复合函数的单调性①增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数;②增函数-减函数=增函数,减函数-增函数=减函数; ③如果(x)f 是增函数()(x)0f ≠,那么1(x)f 是减函数,(x)f -也是减函数。
2.判断函数单调性的方法:(1)定义法,步骤为:取值,作差,变形,定号,判断.(2)利用复合函数关系,若两个简单函数的单调性相同,则这两个函数的复合函数为增函数;若两个简单函数的单调性相反,则这两个函数的复合函数为减函数,简称“同增异减”.(3)图象法:从左往右看,图象逐渐上升,则单调递增;图象逐渐下降,则单调递减. (4)利用已知函数的单调性,即转化为已知函数的和、差或复合函数,判断函数的单调性. 3.在利用函数的单调性写出函数的单调区间时,首先应注意函数的单调区间应是函数定义域的子集或真子集,求函数的单调区间必须先确定函数的定义域;其次需掌握一次函数、二次函数等基本初等函数的单调区间.例.(1)判断并证明函数f (x )=axx -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性. 【解析】设-1<x 1<x 2<1,⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎭⎫⎝⎛-+-=111111)(x a x x a x f⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=-111111)()(2121x a x a x f x f =a (x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1), 由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0,故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),函数f (x )在(-1,1)上单调递减; 当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),函数f (x )在(-1,1)上单调递增.(2)(2020·四川成都市·成都外国语学校高一月考)函数()f x =间是( ) A .3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .()2,+∞C .()1,+∞D .()1-∞,【解析】令2320x x -+≥,则2x ≥或1x ≤,所以函数()f x =(][),12,-∞+∞,因为函数232t x x =-+在(),1-∞上单调递减,在()2,+∞上单调递增,且函数y=()0,∞+上单调递增,所以函数()f x =()2,+∞.故选:B.(3)函数()f x 的递增区间是(4,7)-,则(3)y f x =-的递增区间是A .(2,3)-B .(1,10)-C .(1,7)-D .(4,10)-解:令437x -<-<,解得110x -<<,故选B .重难点2 利用函数的单调性求参数 例2.(1)已知函数1()2ax f x x +=+在区间(2,)-+∞上为增函数,则a 的取值范围是 . 解:函数112()22ax af x a x x +-==+++,结合复合函数的增减性, 再根据()f x 在(2,)-+∞为增函数,可得12()2ag x x -=+在(2,)-+∞为增函数, 120a ∴-<,解得12a >,故答案为:1{|}2a a >.(2)(2020·成都市实验外国语学校(西区)高一期中)若函数(31)4,1(),1a x a x f x ax x -+<⎧=⎨-≥⎩,是定义在R 上的减函数,则a 的取值范围为( ) A .1183⎡⎫⎪⎢⎣⎭, B .103⎛⎫ ⎪⎝⎭, C .1,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭ D .11,,83⎛⎤⎡⎫-∞+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭【解析】()f x 是定义在R 上的减函数,所以3100314a a a a a-<⎧⎪-<⎨⎪-+≥-⎩,解得1183a ≤<.故选:A.(3)已知函数2()2(1)2f x x a x =+-+在[4,)+∞上是增函数,则a 的取值范围是 .解:2()2(1)2f x x a x =+-+在[4,)+∞上是增函数,∴对称轴14a -即3a -,故答案为:[3-,)+∞.【变式训练1】已知函数f (x )=x -a x +a2在(1,+∞)上是增函数,则a 的取值范围是________.【解析】:设1<x 1<x 2,所以x 1x 2>1.因为函数f (x )在(1,+∞)上是增函数,所以f (x 1)-f (x 2)=x 1-a x 1+a 2-()012212122<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x a x x a x a x 因为x 1-x 2<0,所以1+ax 1x 2>0,即a >-x 1x 2.因为1<x 1<x 2,x 1x 2>1,所以-x 1x 2<-1,所以a ≥-1.【变式训练2】(1)(2020·成都市田家炳中学高一月考)函数2()2(1)1f x x a x =--+在区间(2,3)上为单调函数,则实数a 的取值范围是( )A .(,3][4,)-∞⋃+∞B .(,3)(4,)-∞⋃+∞C .(,3]-∞D .[4,)+∞【解析】二次函数开口向上,对称轴为1x a =-,因为函数在区间()2,3上为单调函数,所以12a -≤或31a ≤-,解得3a ≤或4a ≥,故选A .(2)(2020·四川成都市树德协进中学高一月考)函数2()2(1)2f x ax a x =+-+在区间(,4)-∞上为减函数,则实数a 的取值范围为( )A .105a <≤B .15a ≥C .105a ≤≤D .15a >【解析】当0a =时,()22f x x =-+,显然在(),4-∞上为减函数,当0a ≠时,因为()f x 在(),4-∞上为减函数,所以()02142a a a >⎧⎪-⎨-≥⎪⎩,所以105a <≤.综上可知:105a ≤≤.故选C. (3)(2020·成都新津为明学校高一期中)已知函数2()2(1)8f x x k x =---在[5,20]上不单调,则实数k 的取值范围是( ) A .(,6]-∞B .[21,)+∞C .(,6][21,)-∞⋃+∞D .(6,21)【解析】二次函数2()2(1)8f x x k x =---的对称轴为1=-x k因为函数2()2(1)8f x x k x =---在[5,20]上不单调,所以5120k <-<即621k <<,故选:D【变式训练3】函数是的减函数,则取值范围是 A .,B .C .,D .,【解析】由题意,在上是减函数,时,其过定点,且时是减函数,对称轴,① 又时,,是减函数,函数是上减函数,,②,又①②得.选. 重难点3 利用函数的单调性解不等式例3.(1)(2019·四川省成都市新都区第二中学高一期中)已知()y f x =在定义域(-1,1)上是减函数,且(12)(21),f a f a -<-则a 的取值范围___________【解析】由题意可知,122111211211a a a a ->-⎧⎪-<-<⎨⎪-<-<⎩,解得102<<a ,故答案为:102⎛⎫⎪⎝⎭,.23,0()1,0x a x f x x ax x --⎧=⎨-+<⎩(,)-∞+∞a ()[01]31(0,)3(01]3[01)3()f x R 0x ∴<2()1f x x ax =-+(0,1)0x <∴02ax =0x ()3f x x a =--23,0()1,0x a x f x x ax x --⎧=⎨-+<⎩(,)-∞+∞31a ∴103a A(2)(2021·全国高一)已知()223,03,0x x x f x x x x ⎧+≥=⎨-+<⎩,则不等式()()224f x f x -<-的解集为( ) A .()1,6-B .()6,1-C .()3,2-D .()2,3-【详解】()f x 的图象如下图所示:由图象可知:()f x 在R 上单调递增,因为()()224f x f x-<-,所以224x x -<-,所以260x x +-<即()()320x x +-<,所以解集为:()3,2-.故选:C. 【变式训练】已知函数2(),(0,)1xf x x x =∈+∞+ (1)判断函数的单调性,并用定义法证明; (2)若(21)(1)f m f m ->-,求实数m 的取值范围. 解:(1)证明如下:设120x x <<,则121222()2+,()2+11f x f x x x --==++,()()()()()212112122221111x x f x f x x x x x --=-=++++,120x x <<,210x x ->,()()210f x f x ->,2()1xf x x =+在(0,)x ∈+∞上单调递增 (2)若(21)(1)f m f m ->-,由2()1xf x x =+在(0,)x ∈+∞上单调递增,得21010211m m m m->⎧⎪->⎨⎪->-⎩,即213m <<,则实数m 的取值范围为213m << 重难点4 利用函数的单调性求最值 例.(1)函数121)(-=x x f 在[]5,1上的最大值为________,最小值为________;(2)(2020·四川成都市·高一月考(理))已知函数4()2(0)f x x x x=++>,则函数()f x 的最小值为( ) A .4B .5C .6D .7【解析】在区间()0,2上任取12,x x ,且12x x <,()()()()()121212121212121244441x x f x f x x x x x x x x x x x x x -⎛⎫-=+--=--=-- ⎪⎝⎭, ()12,0,2x x ∈,1204x x ∴<<,则12401x x <<,12410x x -<, 又12x x <,()1212410x x x x ⎛⎫∴--> ⎪⎝⎭,即()()12f x f x >, ∴函数()f x 在()0,2上单调递减,同理可证函数在()2,+∞上单调递增,所以函数()f x 在2x =处取得最小值,最小值为()22226f =++=.故选:C (3)(2019·四川成都市·树德中学高一月考)函数21x y x +=-在区间[2,5)上的最大值,最小值分别是( ) A .无最大值,最小值是4 B .74,4C .最大值是4,无最小值D .4,0【解析】函数23111x y x x +==+--在[2,5)上递减,即有x =2处取得最大值22(2)421f +==-, 由x =5取不到,无最小值.故选:C .【变式训练】(1)函数()f x =的最小值为______。
函数单调性方法和各种题型
函数单调性奇偶性方法和各种题型总结一、单调性总结:(一)判断函数单调性的基本方法Ⅰ、定义法:定义域判断函数单调性的步骤:取值、作差(或商)变形、定号、判断。
例1:已知函数f(x)=x3+x,判断f(x)在(-∞,+∞)上的单调性并证明Ⅱ、直接法(一次函数、二次函数、反比例函数的单调可直接说出):在公共区间内,增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数例2:判断函数y=-x+1+1/x在(0,+∞)内的单调性Ⅲ、图像法:说明:⑴单调区间是定义域的子集⑵定义x1、x2的任意性⑶代数:自变量与函数值同大或同小→单调增函数自变量与函数相对→单调减函数例3:y=|x2+2x-3|练习:(二)函数单调性的应用Ⅰ、利用函数单调性求连续函数的值域(最值) 根据增函数减函数的定义我们可得到如下结论:(1)若 f(x)在某定义域[a,b]上是增函数,则当x=a 时, f(x) 有最小值f(a),当 x=b 时, f(x)有最大值 f(b)。
(2)若 f(x)在某定义域[a,b]上是减函数,则当x=a 时, f(x) 有最大值f(a),当 x=b 时, f(x)有最小值 f(b)。
例1:求下列函数的值域 (1)y=x 2-6x+3, x ∈[-1,2] (2)y=-x 2+2x+2, x ∈[-1,4] 练习题:1.已知函数f(x)在区间[a,c]上单调减小,在区间[c,b]上单调增加,则f(x)在[a,b]上的最小值是 ( )2.数f(x)=4x 2-mx+5在区间[-2,+∞)上是增函数,则f(1)的取值范围是( )3、()有函数13+--=x x y存在、最大值、最小值都不,最小值、最大值,最小值、最大值,最小值、最大值D C B A 4-44-0044、](()()的值域为时,函数当1435,02+-=∈x x x f x()()][()()]()][5,5,323205,0f c D f f C f f B f f A 、、、、、⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎪⎭⎫ ⎝⎛ 5、求函数y=-x-6+ 的值域x -1Ⅱ、利用函数单调性求单调区间1、()________..62是的单调区间函数-+=x x x f2、()的递增区间是函数245x x y --=](][][)[∞+∞∞、、、、、、、、11-2-2--2--D C B A3、函数的增区间是( )。
第13讲 函数的单调性9种常见题型(解析版)高一数学同步教学题型(人教A版2019必修第一册)
第13讲函数的单调性9种常见题型【考点分析】考点一:函数单调性的定义如果函数()x f 对区间D 内的任意21,x x ,当21x x <时都有()()21x f x f <,则()x f 在D 内是增函数;当21x x <时都有()()21x f x f >,则()x f 在D 内时减函数。
考点二:单调性的定义的等价形式:设[]b a x x ,,21∈,那么()()()x f x x x f x f ⇔>--02121在[],a b 是增函数;()()()x f x x x f x f ⇔<--02121在[],a b 是减函数;()()()12120x x f x f x --<⎡⎤⎣⎦()f x ⇔在[],a b 是减函数。
()()()12120x x f x f x -->⎡⎤⎣⎦()f x ⇔在[],a b 是增函数。
考点三:函数单调性的应用即若()f x 在区间D 上递增(递减)且1212()()f x f x x x <⇔<(1x 2,x D ∈);若()f x 在区间D 上递递减且1212()()f x f x x x <⇔>.(1x 2,x D ∈).考点四:函数单调性的性质在公共定义域内,则①增函数+)(x f 增函数)(x g 是增函数;②减函数+)(x f 减函数)(x g 是减函数;③增函数-)(x f 减函数)(x g 是增函数;④减函数-)(x f 增函数)(x g 是减函数。
考点五:双勾函数及其性质函数)0,0(>>+=b a xbax y 叫做双勾函数在,⎛⎫-∞+∞ ⎪ ⎪⎝⎭或上单调递增;在0⎡⎫⎛⎪ ⎢⎪ ⎣⎭⎝或上是单调递减。
考点六:复合函数单调性的判断(同增异减)讨论复合函数[()]y f g x =的单调性时要注意:①若()u g x =,()y f u =在所讨论的区间上都是增函数或都是减函数,则[()]y f g x =为增函数;②若()u g x =,()y f u =在所讨论的区间上一个是增函数,另一个是减函数,则[()]y f g x =为减函数.列表如下:()u g x =()y f u =[()]y f g x =增增增增减减减增减减减增复合函数单调性可简记为“同增异减”,即内外函数的单性相同时递增;单性相异时递减.【题型目录】题型一:用定义法证明函数单调性题型二:抽象函数单调性的判断证明题型三:函数单调性定义的理解题型四:基本初等函数的单调性题型五:函绝对值函数的单调性判断题型六:已知函数的单调性求参数范围题型七:分段函数的单调性求参数范围题型八:复合函数单调性(同增异减)题型九:抽象函数单调性解不等式【典型例题】题型一:用定义法证明函数单调性证明函数单调性的步骤:(1)取值:设1x ,2x 是()f x 定义域内一个区间上的任意两个量,且12x x <;(2)变形:作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;(3)定号:判断差的正负或商与1的大小关系;(4)得出结论.【例1】证明函数1()f x x x=+在(0,1)上是减函数。
函数单调性的七类经典题型
单调性类型一:三角函数单调区间 1.函数tan 3y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭的单调增区间为__________. 【答案】5,,66k k k Z ππππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭【解析】试题分析: 因为232πππππ+<-<-k x k ,所以Z k k x k ∈+<<-,656ππππ,故应填答案5,,66k k k Z ππππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭. 2.已知函数f (x )=x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为( )A .(-∞,1]B .[3,+∞)C .(-∞,-1]D .[1,+∞)解析:选B 设t =x 2-2x -3,由t ≥0, 即x 2-2x -3≥0,解得x ≤-1或x ≥3. 所以函数的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数t =x 2-2x -3的图象的对称轴为x =1,所以函数t 在(-∞,-1]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增.所以函数f (x )的单调递增区间为[3,+∞). 3.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0,g (x )=x 2f (x -1),则函数g (x )的递减区间是________.g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x >1,0,x =1,-x 2,x <1.如图所示,其递减区间是[0,1).答案:[0,1)类型二:对数函数单调区间1.函数f(x)=ln(4+3x -x2)的单调递减区间是( ) A.⎝⎛⎦⎤-∞,32 B.⎣⎡⎭⎫32,+∞ C.⎝⎛⎦⎤-1,32 D.⎣⎡⎭⎫32,4解析:函数f(x)的定义域是(-1,4),u(x)=-x2+3x +4=-⎝⎛⎭⎫x -322+254的减区间为⎣⎡⎭⎫32,4, ∵e >1,∴函数f(x)的单调减区间为⎣⎡⎭⎫32,4.2.函数f (x )=|x -2|x 的单调减区间是( )A .[1,2]B .[-1,0]C .[0,2]D .[2,+∞)解析:选A 由于f (x )=|x -2|x =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x ≥2,-x 2+2x ,x <2.结合图象可知函数的单调减区间是[1,2].类型三:分段函数单调性 1.已知函数f(x)=⎩⎨⎧>≤--1,log 1,1)2(x x x x a a ,若f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为( )A .(1,2)B .(2,3)C .(2,3]D .(2,+∞)解析:要保证函数f (x)在(-∞,+∞)上单调递增,则首先分段函数应该在各自定义域内分别单调递增.若f(x)=(a -2)x -1在区间(-∞,1]上单调递增,则a -2>0,即a >2. 若f(x)=logax 在区间(1,+∞)上单调递增,则a >1.另外,要保证函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递增还必须满足(a -2)×1-1≤loga1=0,即a≤3.故实数a 的取值范围为2<a≤3. 答案:C类型四:利用单调性求参数范围1.已知函数()f x 为定义[]2,3a -在上的偶函数,在[]0,3上单调递减,并且()22225a f m f m m ⎛⎫-->-+- ⎪⎝⎭,则m 的取值范围是_______________.【答案】112m ≤< 【解析】试题分析: 由偶函数的定义可得032=+-a ,则5=a ,因为01)1(22,01222>+-=+->+m m m m ,且)22()22(),1()1(2222+-=-+-+=--m m f m m f m f m f ,所以322122≤+-<+m m m ,解之得112m ≤<.故应填答案112m <. 2.已知y =f(x)是定义在(-2,2)上的增函数,若f(m -1)<f(1-2m),则m 的取值范围是__________.解析:依题意,原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧-2<m -1<2-2<1-2m <2m -1<1-2m ⇒⎩⎪⎨⎪⎧-1<m <3-12<m <32m <23⇒-12<m <23.答案:⎝⎛⎭⎫-12,233.已知函数f (x )=|x +a |在(-∞,-1)上是单调函数,则a 的取值范围是________.解析:因为函数f (x )在(-∞,-a )上是单调函数,所以-a ≥-1,解得a ≤1. 答案:(-∞,1] 4.若f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=ax +1在区间[1,2]上都是减函数,则a 的取值范围是________. 解析:∵函数f (x )=-x 2+2ax 在区间[1,2]上是减函数,∴a ≤1. 又∵函数g (x )=ax +1在区间[1,2]上也是减函数,∴a >0.∴a 的取值范围是(0,1].5.若函数f (x )=|log a x |(0<a <1)在区间(a,3a -1)上单调递减,则实数a 的取值范围是________.解析:由于f (x )=|log a x |(0<a <1)的递减区间是(0,1],所以有0<a <3a -1≤1,解得12<a ≤23.答案:⎝⎛⎦⎤12,23 类型五:范围问题1.设函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,则满足不等式f (1)<f (lg x10)的x 的取值范围是________. 押题依据 利用函数的单调性、奇偶性求解不等式是高考中的热点,较好地考查学生思维的灵活性.答案 (0,1)∪(100,+∞) 解析 由题意得,f (1)<f (|lgx 10|)⇒1<|lg x 10|⇒lg x 10>1或lg x10<-1⇒x >100或0<x <1.2.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a -1|)>f (-2),则a 的取值范围是________. 答案 ⎝⎛⎭⎫12,32解析 ∵f (x )是偶函数,且在(-∞,0)上单调递增, ∴在(0,+∞)上单调递减,f (-2)=f (2), ∴f (2|a -1|)>f (2),∴2|a -1|<2=212,∴|a -1|<12,即-12<a -1<12,即12<a <32.3.设函数f (x )=x |x -a |,若对∀x 1,x 2∈[3,+∞),x 1≠x 2,不等式f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0恒成立,则实数a 的取值范围是__________. 答案 (-∞,3]解析 由题意分析可知条件等价于f (x )在[3,+∞)上单调递增,又因为f (x )=x |x -a |,所以当a ≤0时,结论显然成立,当a >0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-ax ,x ≥a ,-x 2+ax ,x <a ,所以f (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,a2上单调递增,在⎝⎛⎭⎫a 2,a 上单调递减,在(a ,+∞)上单调递增,所以0<a ≤3. 综上,实数a 的取值范围是(-∞,3].类型六:综合题1.(作图)已知f(x)是定义在实数集R 上的增函数,且f(1)=0,函数g(x)在(-∞,1]上为增函数,在[1,+∞)上为减函数,且g(4)=g(0)=0,则集合{x|f(x)g(x)≥0}等于( ) A .{x|x≤0或1≤x≤4} B .{x|0≤x≤4} C .{x|x≤4} D .{x|0≤x≤1或x≥4}解析:画出函数f(x)和g(x)的草图如图,由图可知当f(x)g(x)≥0时,x 的取值范围是x≤0或1≤x≤4,即{x|f(x)g(x)≥0}={x|x≤0或1≤x≤4},故选A.2.函数y =f (x )(x ≠0)是奇函数,且当x ∈(0,+∞)时是增函数,若f (1)=0,求不等式f ⎝⎛⎭⎫x ⎝⎛⎭⎫x -12<0的解集.(数形结合)解:∵y =f (x )是奇函数,∴f (-1)=-f (1)=0. 又∵y =f (x )在(0,+∞)上是增函数, ∴y =f (x )在(-∞,0)上是增函数,若f ⎝⎛⎭⎫x ⎝⎛⎭⎫x -12<0=f (1),∴⎩⎨⎧x ⎝⎛⎭⎫x -12>0,x ⎝⎛⎭⎫x -12<1,即0<x ⎝⎛⎭⎫x -12<1,解得12<x <1+174或1-174<x <0. f ⎝⎛⎭⎫x ⎝⎛⎭⎫x -12<0=f (-1),∴⎩⎨⎧x ⎝⎛⎭⎫x -12<0,x ⎝⎛⎭⎫x -12<-1.∴x ⎝⎛⎭⎫x -12<-1,解得x ∈∅. ∴原不等式的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12<x <1+174或1-174<x <0. 3.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3,x ≤0,-x 2-2x +3,x >0,则不等式f (a 2-4)>f (3a )的解集为( )A .(2,6)B .(-1,4)C .(1,4)D .(-3,5)解析:作出函数f (x )的图象,如图所示,则函数f (x )在R 上是单调递减的.由f (a 2-4)>f (3a ),可得a 2-4<3a ,整理得a 2-3a -4<0,即(a +1)(a -4)<0,解得-1<a <4,所以不等式的解集为(-1,4).答案:B4.如果函数y =f (x )在区间I 上是增函数,且函数y =f (x )x 在区间I 上是减函数,那么称函数y=f (x )是区间I 上的“缓增函数”,区间I 叫作“缓增区间”.若函数f (x )=12x 2-x +32是区间I 上的“缓增函数”,则“缓增区间”I 为( )A .[1,+∞)B .[0,3]C .[0,1]D .[1,3]解析:因为函数f (x )=12x 2-x +32的对称轴为x =1,所以函数y =f (x )在区间[1,+∞)上是增函数,又当x ≥1时,f (x )x =12x -1+32x ,令g (x )=12x -1+32x (x ≥1),则g ′(x )=12-32x2=x 2-32x 2,由g ′(x )≤0得1≤x ≤3,即函数f (x )x =12x -1+32x 在区间[1,3]上单调递减,故“缓增区间”I 为[1,3].答案:D6.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +6,x ≤2,3+log a x ,x >2(a >0,且a ≠1)的值域是[4,+∞),则实数a 的取值范围是________.解析:因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +6,x ≤2,3+log a x ,x >2,所以当x ≤2时,f (x )≥4;又函数f (x )的值域为[4,+∞),所以⎩⎪⎨⎪⎧a >1,3+log a2≥4.解得1<a ≤2,所以实数a 的取值范围为(1,2].答案:(1,2]7.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=|x -a |-a (a ∈R ).若∀x ∈R ,f (x +2 016)>f (x ),则实数a 的取值范围是_________. 数形结合当a =0时,f (x )=x ,x ∈R ,满足条件;当a <0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2a ,x >0,0,x =0,x +2a ,x <0为R 上的单调递增函数,也满足条件;当a >0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -2a ,x >a ,-x ,-a ≤x ≤a ,x +2a ,x <-a ,要满足条件,需4a <2 016 ,即0<a <504, 综上实数a 的取值范围是a <504.。
函数单调性的七类经典题型(可编辑修改word版)
3 单调性类型一:三角函数单调区间⎛ ⎫1. 函数 y = tan x - ⎪ 的单调增区间为.⎝ ⎭⎛5⎫ 【答案】 k - 6 , k + 6 ⎪ , k ∈ Z⎝⎭【解析】试题分析: 因为 k - < x - 2 < k + 3 ,所以 k - 2 < x < k + 6 5, k ∈ Z ,故应填答 6⎛5⎫ 案 k - 6 , k + 6 ⎪ , k ∈ Z .⎝⎭2. 已知函数 f (x )= x 2-2x -3,则该函数的单调递增区间为()A .(-∞,1]B .[3,+∞)C .(-∞,-1]D .[1,+∞)解析:选 B 设 t =x 2-2x -3, 由 t ≥0, 即 x 2-2x -3≥0, 解 得 x ≤-1 或 x ≥3. 所以函数的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).因为函数 t =x 2-2x -3 的图象的对称轴为 x =1,所以函数 t 在(-∞,-1]上单调递减, 在[3,+∞)上单调递增.所以函数 f (x )的单调递增区间为[3,+∞).3. 设函数 f (x )=Error!g (x )=x 2f (x -1),则函数 g (x )的递减区间是.g (x )=Error!如图所示,其递减区间是[0,1). 答案:[0,1)22 2 2 2类型二:对数函数单调区间1. 函数 f(x)=ln(4+3x -x2)的单调递减区间是()A.(-∞,3] B.[3,+∞) C.(-1,3] D.[3,4)解析:函数 f(x)的定义域是(-1,4),u(x)=-x2+3x +4=-(x -3)2+25的减区间为[3,4), ∵e >1,∴函数 f(x)的单调减区间为[3,4).2 4 22. 函数 f (x )=|x -2|x 的单调减区间是( )A .[1,2]B .[-1,0]C .[0,2]D .[2,+∞)解析:选 A 由于 f (x )=|x -2|x =Error! 结合图象可知函数的单调减区间是[1,2].类型三:分段函数单调性⎧(a - 2)x -1, x ≤ 11.已知函数 f(x)= ⎨⎩ log a x , x >1 ,若 f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,则实数 a 的取值范 围为( ) A .(1,2)B .(2,3)C .(2,3]D .(2,+∞)解析:要保证函数 f (x)在(-∞,+∞)上单调递增,则首先分段函数应该在各自定义域内分别单调递增.2 2 2 2 3若 f(x)=(a -2)x -1 在区间(-∞,1]上单调递增,则 a -2>0,即 a >2.若 f(x)=logax 在区间(1,+∞)上单调递增,则 a >1.另外,要保证函数 f(x)在(-∞,+∞)上单调递增还必须满足(a -2)×1-1≤loga1=0,即 a≤3. 故实数 a 的取值范围为 2<a≤3.答案:C类型四:利用单调性求参数范围1. 已知函数 f( x ) 为定义[2 - a , 3] 在上的偶函数,在[0, 3] 上单调递减,并且f ⎛-m 2 - a ⎫ > f (-m 2 + 2m - 2) ,则 m 的取值范围是 .5 ⎪ ⎝⎭【答案】1- ≤ m < 12【解析】试题分析: 由偶函数的定义可得2 - a + 3 = 0 ,则 a = 5 ,因为m 2 + 1 > 0, m 2 - 2m + 2 = (m - 1)2 + 1 > 0 ,且f (-m 2 - 1) = f (m 2 + 1), f (-m 2 + 2m - 2) = f (m 2 - 2m + 2) ,所以m 2 + 1 < m 2 - 2m + 2 ≤ 3 ,解之得1- ≤ m < 1 .故应填答案1- ≤ m < 1 .2 22. 已知 y =f(x)是定义在(-2,2)上的增函数,若 f(m -1)<f(1-2m),则 m 的取值范围是.1 2解析:依题意,原不等式等价于Error!⇒Error!⇒- <m < .2 3答案:(-1,2)3. 已知函数 f (x )=|x +a |在(-∞,-1)上是单调函数,则 a 的取值范围是.10 10 102 2解析:因为函数 f (x )在(-∞,-a )上是单调函数,所以-a ≥-1,解得 a ≤1.答案:(-∞,1]a 4.若 f (x )=-x 2+2ax 与 g (x )= +在区间[1,2]上都是减函数,则a 的取值范围是 .x 1解析:∵函数 f (x )=-x 2+2ax 在区间[1,2]上是减函数,∴a ≤1.a 又∵函数 g (x )= +在区间[1,2]上也是减函数,x1∴a >0.∴a 的取值范围是(0,1].5.若函数 f (x )=|log a x |(0<a <1)在区间(a,3a -1)上单调递减,则实数 a 的取值范围是.1 2解析:由于 f (x )=|log a x |(0<a <1)的递减区间是(0,1],所以有 0<a <3a -1≤1,解得 <a ≤ .2 3答案:(1,2]2 3类型五:范围问题1. 设函数 f (x )是定义在 R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,则满足不等式 f (1)<f (lgx )的 x 的取值范围是 .10押题依据 利用函数的单调性、奇偶性求解不等式是高考中的热点,较好地考查学生思维的灵活性.答案 (0,1)∪(100,+∞)xx x x解析 由题意得,f (1)<f (|lg 10|)⇒1<|lg |⇒lg >1 或 lg <-1⇒x >100 或 0<x <1.2. 已知 f (x )是定义在 R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数 a 满足 f (2|a -1|)>f (-2),则 a 的取值范围是 .答案(1,3)解析 ∵f (x )是偶函数,且在(-∞,0)上单调递增,22 ∴在(0,+∞)上单调递减,f(-2)=f( 2),∴f(2|a-1|)>f( 2),∴2|a-1|< 2=1,21 1 1 1 3 ∴|a-1|< ,即-<a-1< ,即<a< .2 2 2 2 23.设函数f(x)=x|x-a|,若对∀x1,x2∈[3,+∞),x1≠x2,不等式实数a 的取值范围是.答案(-∞,3] f(x1)-f(x2)x1-x2>0 恒成立,则解析由题意分析可知条件等价于f(x)在[3,+∞)上单调递增,又因为f(x)=x|x-a|,所以(a)(a )当a≤0 时,结论显然成立,当a>0 时,f(x)=Error!所以f(x)在-∞,上单调递增,在,a2上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,所以0<a≤3.综上,实数a 的取值范围是(-∞,3].类型六:综合题1.(作图)已知f(x)是定义在实数集R 上的增函数,且f(1)=0,函数g(x)在(-∞,1]上为增函数,在[1,+∞)上为减函数,且g(4)=g(0)=0,则集合{x|f(x)g(x)≥0}等于( )A.{x|x≤0或1≤x≤4}B.{x|0≤x≤4}C.{x|x≤4}D.{x|0≤x≤1 或x≥4}解析:画出函数f(x)和g(x)的草图如图,由图可知当f(x)g(x)≥0 时,x 的取值范围是x≤0 或1≤x≤4,即{x|f(x)g(x)≥0}={x|x≤0 或1≤x≤4},故选A.1+1722.函数y=f(x)(x≠0)是奇函数,且当x∈(0,+∞)时是增函数,若f(1)=0,求不等式f x(x-1)<0若f x(x-1)<0=f(1),∴Error!2 2 4 4f x(x-1)<0=f(-1),∴Error!( 2 )的解集.(数形结合)解:∵y=f(x)是奇函数,∴f(-1)=-f(1)=0.又∵y=f(x)在(0,+∞)上是增函数,∴y=f(x)在(-∞,0)上是增函数,( 2 )1 1 1-17即0<x(x-)<1,解得<x< 或<x<0.( 2 )∴x(x-1)<-1,解得x∈∅.∴原不等式的解集是Error!.3.已知函数f(x)=Error!则不等式f(a2-4)>f(3a)的解集为( )A.(2,6) B.(-1,4)C.(1,4) D.(-3,5)解析:作出函数f(x)的图象如,图所示则,函数f(x)在R 上是单调递减的由.f(a2-4)>f(3a),可得a2-4<3a,整理得a2-3a-4<0,即(a+1)(a-4)<0,解得-1<a<4,所以不等式的解集为(-1,4).答案:Bf(x)4.如果函数y=f(x)在区间I 上是增函数,且函数y=x在区间I 上是减函数,那么称函数y=3 3 1 3f (x )是区间 I 上的“缓增函数”,区间 I 叫作“缓增区间”.若函数 f (x )= x 2-x + 是区间 I 上2 2 的“缓增函数”,则“缓增区间”I 为() A .[1,+∞) B .[0, 3] C .[0,1]D .[1, 3]1 3解析:因为函数 f (x )= x 2-x + 的对称轴为 x =1,所以函数 y =f (x )在区间[1,+∞)上2 2 f (x ) 13 1 3 1 3是增函数,又当 x ≥1 时, = x -1+ ,令 g (x )= x -1+ (x ≥1),则 g ′(x )= - =x 2-3x 2 2x 2 2x f (x ) 1 3 2 2x 22x 2 ,由 g ′(x )≤0 得 1≤x ≤ ,即函数 x =2x -1+2x 在区间[1, ]上单调递减,故“缓增区间”I 为[1, 3].答案:D6. 若函数 f (x )=Error!(a >0,且 a ≠1)的值域是[4,+∞),则实数 a 的取值范围是.解析:因为 f (x )=Error!所以当 x ≤2 时,f (x )≥4;又函数 f (x )的值域为[4,+∞),所以Error! 解得 1<a ≤2,所以实数 a 的取值范围为(1,2].答案:(1,2]7. 已知函数 f (x )是定义在 R 上的奇函数,且当 x >0 时,f (x )=|x -a |-a (a ∈R ).若∀x ∈R ,f (x +2016)>f (x ),则实数 a 的取值范围是 . 数形结合当 a =0 时,f (x )=x ,x ∈R ,满足条件;当 a <0 时,f (x )=Error!为 R 上的单调递增函数,也满足条件;当 a >0 时,f (x )=Error!要满足条件,需 4a <2 016 ,即 0<a <504, 综上实数 a 的取值范围是 a <504.。
函数单调性讨论16种题型(解析版)
第6讲 函数单调性含参讨论16类【题型一】 讨论思维基础:求导后一元一次型参数在常数位置(单参)【典例分析】已知函数()()ln 1f x a x x a R =+-∈. (1)讨论()f x 的单调性;(2)若函数()e 1x y f ax =-+与()e ln ay x a =+的图像有两个不同的公共点,求a 的取值范围.【答案】(1)答案见解析(2)()1,+∞【分析】(1)、先求出()f x ',对a 分类讨论判断导函数的正负即可得到单调区间;(2)、由题意将问题转化为()e e ln x a x a =+有两个不同的实根,构造()e x g x x =,判断()g x 的单调性;要使()()ln g x g x a =+有两个不同的实根,则需ln x x a =+有两个不同的实根;构造()ln h x x x a =--,对a 分类讨论判断()h x 的单调性,判断()h x 的零点,得出a 的取值范围. 解(1)()()ln 1f x a x x a R =+-∈,()1a x af x x x+'∴=+=,()0x >. ①、当0a ≥,()0f x '>,函数()f x 在()0,+∞上单调递增;①、当0a <,令()0f x '=,得x a =-,∴()0,x a ∈-时,()0f x '<;(),x a ∈-+∞时,()0f x '>,∴()f x 在()0,a -上单调递减,在(),a -+∞上单调递增.综上所述:当0a ≥,()f x 的单调递增为()0,+∞,无单调递减区间; 当0a <,()f x 的单调递增为(),a -+∞,()f x 的单调递减为()0,a -.【变式演练】1.已知函数()ln af x x x=+,()sin x g x e x =+,其中a ∈R . (1)试讨论函数()f x 的单调性;(2)若1a =,证明:()()g x f x x<. 【答案】(1)答案见解析(2)证明见解析 【分析】(1)先求出函数的定义域,然后求导,再根据导数的正负求出函数的单调区间,(2)要证()()g x f x x<,只要证sin ln 10x e x x x +-->,由于(0,1)x ∈时,sin ln 1110x e x x x +-->-=,当[1,)x ∈+∞时,令()sin ln 1x g x e x x x =+--,再利用导数求出其最小值大于零即可(1)()ln af x x x=+的定义域为(0,)+∞221()a x a f x x x x-'=-= 当0a ≤时,()0f x '>,()f x 在(0,)+∞上单调递增;当0a >时,令()0f x '>,解得x a >;令()0f x '<,解得0x a <<; 综上所述:当0a ≤时,()f x 在(0,)+∞上单调递增,无减区间; 当0a >时,()f x 在(0,)a 上单调递减,在(,)a +∞上单调递增; 2.已知函数()(2)e x f x x a =-. (1)求()f x 的单调区间(2)若()f x 的极值点为12-,且()()()f m f n m n =≠,证明:3()0ef m n -<+<.【答案】(1)单调递减区间为2,2a -⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,单调递增区间为2,2a -⎛⎫+∞⎪⎝⎭(2)证明见解析 【分析】(1)求导()(22)e xf x x a +-'=,由()0f x '<,()0f x '>求解;(2)由(1)结合()f x 的极值点为12-,由2122a -=-,得到1a =,()(21)e x f x x =-,作出函数()f x 的大致图象,不妨设m n <,根据()()()f m f n m n =≠,得到1122m n <-<<,再由 3(1)ef -=-,将证明3()0ef m n -<+<,转化为证明1m n +<-即可. 解:()f x 的定义域为R ,()(22)e xf x x a +-'=,由()0f x '=,得22a x -=.当2,2a x -⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '<;当2,2a x -⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '>.所以()f x 的单调递减区间为2,2a -⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭,单调递增区间为2,2a -⎛⎫+∞⎪⎝⎭. 【题型二】 讨论思维基础:求导后一元一次型参数在系数位置(单参)【典例分析】已知函数()()2ln f x x a x a =++. (1)讨论()f x 的单调性;(2)若()1212,x x x x <是2()()g x f x x ax =++的两个极值点,证明:()21g x x >.【答案】(1)当0a ≥时,()f x 在()0,∞+上为单调递增函数;当0a <时,若()f x 在20,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭上为单调递增函数,在2,a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭上为单调递减函数;(2)证明见解析. 【分析】(1)()f x 的定义域为()0,∞+,求导()2f x ax x+=',分类讨论0a ≥和0a <两种情况,研究()'f x 的正负,从而求得函数的单调区间;(2)由题得2()2ln ()g x x x a =++,则()221()x ax g x x++'=,由()1212,x x x x <是2()()g x f x x ax=++的两个极值点,可知120x x <<,所以1201x x <<<,要证()21g x x >,需证()2221212ln 1g x x x x x =+>,构造函数1()2ln (1)h x x x x x=+>,即证 ()1h x >,从而证得()21g x x >.【详解】(1)易知()f x 的定义域为()0,∞+,22()ax a x xf x +=+='. 当0a ≥时,()0f x '>,所以()f x 在()0,∞+上为单调递增函数; 当0a <时,若20,x a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,则()0f x '>,若2,x a ⎛⎫∈-+∞ ⎪⎝⎭,则()0f x '<, 所以()f x 在20,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭上为单调递增函数,在2,a ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭上为单调递减函数.【变式演练】1.已知函数f (x )=alnx +1x +4,其中a ∈R . (1)讨论函数f (x )的单调性;(2)对任意x ∈[1,e ],不等式f (x )≥1x +(x +1)2恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)答案见解析(2)[(e +1)2−4,+∞) 【分析】(1)求出导函数f ′(x),分类讨论确定f ′(x)的正负得单调区间;(2)不等式变形为(x +1)2−alnx −4≤0.引入新函数g (x )=(x +1)2−alnx −4(x ∈[1,e ]),求出导函数g ′(x),分类讨论a ≤0时,不等式不恒成立,a >0时由导数确定函数有极小值点,而最大值是比较g(e )和g(1)的大小得到,从而得出参数范围. 解(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞), f ′(x )=ax −1x 2=ax−1x 2,当a ≤0时,f ′(x )<0恒成立,函数f (x )在(0,+∞)上单调递减; 当a >0时,由f ′(x )>0,得x >1a , 由f ′(x )<0,得0<x <1a ,①函数f (x )在(0,1a )上单调递减,在(1a ,+∞)上单调递增.综上,当a ≤0时,函数f (x )在(0,+∞)上单调递减;当a >0时,函数f (x )在(0,1a )上单调递减,在(1a ,+∞)上单调递增.2.己知函数()e mxf x x =(其中e 为自然对数的底数)(1)讨论函数()f x 的单调性;(2)当1m =时,若()ln 1f x x ax ≥++恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)答案见解析(2)(],1-∞ 【分析】(1)()()'1mxf x mx e =+,进而分0m =,0m >,0m <三种情况讨论求解即可;(2)由题意知ln 1xx a e x +≤-在()0+∞,上恒成立,故令ln 1()x x g x e x+=-,再根据导数研究函数的最小值,注意到01,1x e ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭使()'00g x =,进而结合函数隐零点求解即可.(1)解:()()'1mxf x mx e =+①0m =,()f x 在R 上单调增; ①0m >,令()'10f x x m ==-,,()()'1,,0,x f x f x m ⎛⎫∈-∞-< ⎪⎝⎭单调减。
函数专题:利用函数单调性与奇偶性解不等式的6种常见考法-【题型分类归纳】
函数专题:利用函数单调性与奇偶性解不等式的6种常见考法一、单调性定义的等价形式(1)函数()x f 在区间[]b a ,上是增函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021<-x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>--x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121>--x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>--x f x f x x .(2)函数()x f 在区间[]b a ,上是减函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021>-x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<--x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121<--x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<--x f x f x x .二、定义法判断函数奇偶性判断()f x -与()f x 的关系时,也可以使用如下结论:如果()0()f x f x --=或()1(()0)()f x f x f x -=≠,则函数()f x 为偶函数; 如果()0()f x f x -+=或()1(()0)()f x f x f x -=-≠,则函数()f x 为奇函数. 三、利用单调性、奇偶性解不等式原理 1、解()()<f m f n 型不等式(1)利用函数的单调性,去掉函数符号“f ”,将“抽象”的不等式问题转化为“具体”的不等式问题求解;(2)若不等式一边没有函数符号“f ”,而是常数(如()<f m a ),那么我们应该将常数转化带有函数符号“f ”的函数值再解。
必修一函数的单调性题型归纳
必修一函数的单调性题型归纳函数的单调性与最值函数单调性的性质可以分为增函数和减函数。
对于属于定义域I内某个区间上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1f(x2),则函数为减函数。
此外,函数的单调性还有以下性质:函数f(x)与函数-f(x)的单调性相反;当f(x)恒为正或恒为负时,函数f(x1)-f(x2)0,函数kf(x)与函数f(x)具有相同的单调性(如果k0,则函数f(x)与函数f(-x)具有相同的单调性。
对于复合函数,判断其单调性需要使用同增异减的方法。
在证明单调性时,可以使用定义法证明单调性的等价形式:设x1,x2∈[a,b],x1≠x2,那么(x1-x2)(f(x1)-f(x2))>0,当且仅当f(x)在[a,b]上是增函数;(x1-x2)(f(x1)-f(x2))<0,当且仅当f(x)在[a,b]上是减函数。
例1:证明函数f(x)=x^2在R上是增函数。
解:对于任意x1,x2∈R,且x10,(f(x1)-f(x2))=(x1^2-x2^2)=(x1+x2)(x1-x2)>0,因此f(x)在R上是增函数。
例2:求函数f(x)=2x/(1-x)在(-1,+∞)内的单调性。
解:当x∈(-1,1)时,f(x)为增函数;当x>1时,f(x)为减函数。
因此,f(x)在(-1,+∞)内的单调性为:增-减。
例3:设y=f(x)的单增区间是(2,6),求函数y=f(2-x)的单调区间。
解:令u=2-x,则x=2-u,代入y=f(2-x)得y=f(u),即y=f(2-x)=f(u)。
因为y=f(x)在(2,6)上单增,所以u=2-x∈(2,4]。
因此,y=f(2-x)在[2,4)上为增函数,在(4,6)上为减函数,单调区间为:增-减。
上的增函数,且f(3)>1,解不等式f(x)>2的解集.题型二、比较函数值的大小例4、已知函数y=f(x)在[0.+∞)上是减函数,试比较f(1)与f(a-a+1)的大小。
函数单调性常考题型含详解
函数单调性常考题型题型一:初等函数中含参数的单调性问题典例1、如果函数 在R 上是增函数,那么a 的取值范围______. 解:根据一次函数的性质,得到,即可求解实数a 的取值范围. 详解:由题意,函数 在R 上是增函数, 根据一次函数的性质,可得,解得即实数a【点睛】本题主要考查了函数的单调性的应用,以及一次函数的性质,其中解答中根据一次函数的性质,列出不等式是解答的关键,着重考查了推理与运算能力. 变式题:1、已知函数在区间上是增函数,则实数的取值范围是______.2、函数在上是增函数,在上是减函数,则_________.3、若函数在区间上是单调函数,则实数a的取值范围是________.4、若函数f (x [m,+∞)上为增函数,则实数m 的取值范围是_____. 题型二、函数单调性与不等式典例2、若函数f(x)为R 上的减函数,则满足f(1)的实数x 的取值范围为________.【解析】先根据单调性化简不等式,再解分式不等式得结果.详解:因为函数f(x)为R 上的减函数,所以由f(1)或故答案为:【点睛】本题考查利用函数单调性解不等式、解分式不等式,考查基本分析求解能力,属基础题.21()y a x b =-+210a ->21()y a x b =-+210a ->()223f x x ax =-++(),4-∞a 2()34f x x mx =-+[5,)-+∞(,5]-∞-(1)f -=2()(24)1f x ax a x =--+(1,5)0x <(,0)[1,)-∞⋃+∞变式题:已知是定义在上的增函数,若,则的取值范围是______________.题型三、复合函数的单调性典例3__________. 【解析】首先求出函数的定义域,令,分别求出的单调区间,再利用符合函数单调性的性质即可求出的单调递增区间. 详解:因为,得,得或, 解得函数的定义域为. 令,在单调递增. 因为函数在单调递增, 在单调递增. 故答案为:【点睛】本题主要考查符合函数的单调性,特别注意先求定义域,利用复合函数“同增异减”为解题的关键,属于容易题.变式题:1、若函数的单调递增区间是,则=________. 2在是增函数,则实数的取值范围是______.3、函数f (x )=x|x|-4x 的单调递增区间是______.题型四、函数单调性概念拓展应用典例4、已知满足对任意都有成立,则实数的取值范围是_________.【解析】由题意,函数在定义域R 上是增函数,故可得到,解出即可.【详解】 ()y f x =()2,2-112f m f m m ()f x 256t x x =-+256t x x =-+()f x 2560x x -+≥(2)(3)0x x --≥2x ≤3x ≥()f x (,2][3,)-∞⋃+∞256t x x =-+[0,)+∞256t x x =-+[3,)+∞[3,)+∞[3,)+∞()2f x x a =+a [)2,+∞a ()()2111a x x f x ax x ⎧-+<=⎨≥⎩12x x ≠a ()()2111a x x f x ax x ⎧-+<=⎨≥⎩02021a a a a ⎧⎪-⎨⎪-+≤⎩>>。
函数的单调性及题型
函数的单调性及题型1、 A为函数f(x)定义域内某一区间,2、单调性的判定:作差f(x1)-f(x2)判定;根据函数图象判定;3、复合函数的单调性的判定:f(x),g(x) 同增、同减,f(g(x)) 为增函数,f(x),g(x)一增、一减,f(g(x)) 为减函数.【经典例题】例1、设a>0且a≠1,试求函数y=log a(4+3x-x2)的单调递增区间.[解析]:由题意可得原函数的定义域是(-1,4),设u=4+3x-x2,其对称轴是 x=3/2 ,所以函数u=4+3x-x2,在区间(-1,3/2 ]上单调递增;在区间[3/2 ,4)上单调递减.①a>1时,y=log a u 在其定义域内为增函数,由 x↑→u↑→y↑,得函数u=4+3x-x2的单调递增区间(-1,3/2 ],即为函数y=log a(4+3x-x2) 的单调递增区间.②0<a<1时,y=log a u 在其定义域内为减函数,由 x↑→u↓→y↑,得函数u=4+3x-x2的单调递减区间[3/2 ,4),即为函数y=log a(4+3x-x2)的单调递增区间.例2、已知y=log a(2-ax) 在[0,1]上是x 的减函数,求a的取值范围。
[解析]:由题意可知,a>0.设u=g(x)=2-ax,则g(x)在[0,1]上是减函数,且x=1时,g(x)有最小值u min=2-a .又因为u=g(x)=2-ax>0,所以,只要 u min=2-a>0则可,得a<2.又y=log a(2-ax) 在[0,1]上是x 减函数,u=g(x)在[0,1]上是减函数,即x↑→u↓→y↓,所以y=log a u是增函数,故a>1.综上所述,得1<a<2.例3、已知f(x)的定义域为(0,+∞),且在其上为增函数,满足f(xy)=f(x)+f(y),f(2)=1 ,试解不等式f(x)+f(x-2)<3 .[解析]:[此题的关键是求函数值3所对应的自变量的值]由题意可得,f(4)=f(2)+f(2)=2 ,3=2+1=f(4)+f(2)=f(4×2)=f(8)又f(x)+f(x-2)=f(x2-2x) 所以原不等式可化成f(x2-2x)<f(8)所以原不等式的解集为{x|2<x<4}针对性课堂练习1.函数y =2x -4x +5在闭区间[-1,m ]上有最大值10,则m 的取值范围是( )(A )(-∞,5]; (B )(-1,5]; (C )[2,5]; (D )(-1,+∞).2.函数y =22x x -的单调递减区间是( )(A )[-1,+∞); (B )(-∞,1]; (C )[0,1]; (D )[1,2].3.设0<a <b ,奇函数)(x f 在[-b ,-a ]上是减函数,且有最小值2,则函数)(x F =-|)(x f |() (A )是[a ,b ]上的减函数且有最大值-2;(B )是[a ,b ]上的增函数且有最小值-2;(C )是[a ,b ]上的减函数且有最小值-2;(D )是[a ,b ]上的增函数且有最大值-2.4.已知函数)(x f =c bx ax ++12为奇函数(a 、b ∈Z ),)1(f =2,)2(f <3.(1)求)(x f 的解析式;(2)当x <0时,确定)(x f 的单调递增区间,并给予证明.5.对于x ∈R ,函数)(x f 表示x -1与|2x -4x +3|中大的一个值.(1)求)0(f ,)1(f ,)2(f ,)3(f ;(2)作出y =)(x f 的图象;(3)在[0,2]内,求)(x f 的值域.。
高考数学函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性10大题型(解析版)
函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性10大题型命题趋势函数的性质是函数学习中非常重要的内容,对于选择题和填空题部分,重点考查基本初等函数的单调性,利用性质判断函数单调性及求最值、解不等式、求参数范围等,难度较小,属于基础题;对于解答题部分,一般与导数结合,考查难度较大。
满分技巧一、单调性定义的等价形式: 1、函数()x f 在区间[]b a ,上是增函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021<−x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>−−x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121>−−x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>−−x f x f x x .2、函数()x f 在区间[]b a ,上是减函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021>−x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<−−x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121<−−x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<−−x f x f x x .二、判断函数奇偶性的常用方法1、定义法:若函数的定义域不是关于原点对称,则立即可判断该函数既不是奇函数也不是偶函数;若函数的定义域是关于原点对称的,再判断()f x −与()f x ±之一是否相等.2、验证法:在判断()f x −与()f x 的关系时,只需验证()f x −()f x ±=0及()1()f x f x −=±是否成立. 3、图象法:奇(偶)函数等价于它的图象关于原点(y 轴)对称.4、性质法:两个奇函数的和仍为奇函数;两个偶函数的和仍为偶函数;两个奇函数的积是偶函数;两个偶函数的积是偶函数;一个奇函数与一个偶函数的积是奇函数.5、分段函数奇偶性的判断判断分段函数的奇偶性时,通常利用定义法判断.分段函数不是几个函数,而是一个函数.因此其判断方法也是先考查函数的定义域是否关于原点对称,然后判断()f x −与()f x 的关系.首先要特别注意x 与x −的范围,然后将它代入相应段的函数表达式中,()f x 与()f x −对应不同的表达式,而它们的结果按奇偶函数的定义进行比较. 三、常见奇、偶函数的类型1、()x x f x a a −=+(00a a >≠且)为偶函数;2、()x x f x a a −=−(00a a >≠且)为奇函数;3、()2211x x x x x xa a a f x a a a −−−−==++(00a a >≠且)为奇函数; 4、()log ab xf x b x−=+(00,0a a b >≠≠且)为奇函数;5、())log a f x x =±(00a a >≠且)为奇函数;6、()f x ax b ax b ++−为偶函数;7、()f x ax b ax b +−−为奇函数; 四、函数的周期性与对称性常用结论1、函数的周期性的常用结论(a 是不为0的常数)(1)若()()+=f x a f x ,则=T a ; (2)若()()+=−f x a f x a ,则2=T a ; (3)若()()+=−f x a f x ,则2=T a ; (4)若()()1+=f x a f x ,则2=T a ; (5)若()()1+=−f x a f x ,则2=T a ; (6)若()()+=+f x a f x b ,则=−T a b (≠a b ); 2、函数对称性的常用结论(1)若()()+=−f a x f a x ,则函数图象关于=x a 对称;(2)若()()2=−f x f a x ,则函数图象关于=x a 对称; (3)若()()+=−f a x f b x ,则函数图象关于2+=a bx 对称; (4)若()()22−=−f a x b f x ,则函数图象关于(),a b 对称; 3、函数的奇偶性与函数的对称性的关系(1)若函数()f x 满足()()+=−f a x f a x ,则其函数图象关于直线=x a 对称,当0=a 时可以得出()()=−f x f x ,函数为偶函数,即偶函数为特殊的线对称函数; (2)若函数()f x 满足()()22−=−f a x b f x ,则其函数图象关于点(),a b 对称,当0=a ,0=b 时可以得出()()−=−f x f x ,函数为奇函数,即奇函数为特殊的点对称函数; 4、函数对称性与周期性的关系(1)若函数()f x 关于直线=x a 与直线=x b 对称,那么函数的周期是2−b a ; (2)若函数()f x 关于点(),0a 对称,又关于点(),0b 对称,那么函数的周期是2−b a ; (3)若函数()f x 关于直线=x a ,又关于点(),0b 对称,那么函数的周期是4−b a . 5、函数的奇偶性、周期性、对称性的关系(1)①函数()f x 是偶函数;②函数图象关于直线=x a 对称;③函数的周期为2a . (2)①函数()f x 是奇函数;②函数图象关于点(),0a 对称;③函数的周期为2a . (3)①函数()f x 是奇函数;②函数图象关于直线=x a 对称;③函数的周期为4a . (4)①函数()f x 是偶函数;②函数图象关于点(),0a 对称;③函数的周期为4a .其中0≠a ,上面每组三个结论中的任意两个能够推出第三个。
单调性函数常见题型及其解答
单调性函数常见题型及其解答单调性是数学中一个重要的性质,它描述了函数在定义域内的变化趋势。
单调性在函数的研究和应用中具有重要的作用,掌握常见的单调性问题有助于我们更好地理解和运用函数。
在解答单调性函数常见题型时,我们可以通过以下几个角度入手:函数的导数、函数的图像、函数的定义、函数的性质等等。
接下来,我们将针对几个常见的单调性函数题型进行讲解。
1.求函数的单调增区间和单调减区间:要判断函数的单调性,我们可以通过求函数的导数来得到函数的单调性区间。
对于连续可导的函数,当导数大于0时,函数是单调递增的;当导数小于0时,函数是单调递减的。
当导数等于0时,函数可能是极大值点或者极小值点。
我们可以通过导数的符号变化来划分函数的单调区间。
例如,考虑函数f(x)=x^2-3x+2、首先求导得到f'(x)=2x-3、当导数大于0时,即2x-3>0,解得x>3/2,所以函数在(3/2,+∞)上是单调递增的;当导数小于0时,即2x-3<0,解得x<3/2,所以函数在(-∞,3/2)上是单调递减的。
函数的单调区间为(-∞,3/2]递减,[3/2,+∞)递增。
2.判断函数在一些点上的单调性:我们可以通过一阶导数和二阶导数来判断函数在一些点上的单调性。
如果一阶导数大于0且二阶导数大于等于0,则该点为函数的极小值点,函数在该点上是单调递增的;如果一阶导数小于0且二阶导数小于等于0,则该点为函数的极大值点,函数在该点上是单调递减的。
例如,考虑函数f(x)=x^3-3x^2-4x+12、首先求导得到f'(x)=3x^2-6x-4,f''(x)=6x-6、我们要判断函数在x=2处的单调性。
将x=2带入一阶导数和二阶导数中计算得到f'(2)=2,f''(2)=6、由于一阶导数大于0,二阶导数大于等于0,所以函数在x=2处是单调递增的。
3.求函数的最值:求函数的最值也和单调性有关。
函数的单调性的题型分类及解析
函数的单调性知识点1、增函数定义、减函数的定义:(1)设函数)(x f y =的定义域为A ,区间M ⊆A ,如果取区间M 中的任意两个值21,x x ,当改变量012>-=∆x x x 时,都有0)()(12>-=∆x f x f y ,那么就称函数)(x f y =在区间M 上是增函数,如图(1)当改变量012>-=∆x x x 时,都有0)()(12<-=∆x f x f y ,那么就称 函数)(x f y =在区间M 上是减函数,如图(2)注意:单调性定义中的x 1、x 2有什么特征:函数单调性定义中的x 1,x 2有三个特征,一是任意性,二是有大小,三是同属于一个单调区间.1、 根据函数的单调性的定义思考:由f (x )是增(减)函数且f (x 1)<f (x 2)能否推出x 1<x 2(x 1>x 2)2、我们来比较一下增函数与减函数定义中y x ∆∆,的符号规律,你有什么发现没有?3、如果将增函数中的“当012>-=∆x x x 时,都有0)()(12>-=∆x f x f y ”改为当012<-=∆x x x 时,都有0)()(12<-=∆x f x f y 结论是否一样呢?4、定义的另一种表示方法如果对于定义域I 某个区间D 上的任意两个自变量x 1,x 2,若0)()(2121>--x x x f x f 即0>∆∆x y ,则函数y=f(x)是增函数,若0)()(2121<--x x x f x f 即0<∆∆x y,则函数y=f(x)为减函数。
判断题:①已知1()f x x=因为(1)(2)f f -<,所以函数()f x 是增函数.②若函数()f x 满足(2)(3)f f <则函数()f x 在区间[]2,3上为增函数.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.④因为函数1()f x x =在区间(,0),(0,)-∞+∞上都是减函数,所以1()f x x=在(,0)(0,)-∞⋃+∞上是减函数.通过判断题,强调几点:①单调性是对定义域某个区间而言的,离开了定义域和相应区间就谈不上单调性. ②对于某个具体函数的单调区间,可以是整个定义域(如一次函数),可以是定义域某个区间(如二次函数),也可以根本不单调(如常函数).③单调性是对定义域的某个区间上的整体性质,不能用特殊值说明问题。
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函数的单调性知识点1、增函数定义、减函数的定义:(1)设函数)(x f y =的定义域为A ,区间M ⊆A ,如果取区间M 中的任意两个值21,x x ,当改变量012>-=∆x x x 时,都有0)()(12>-=∆x f x f y ,那么就称函数)(x f y =在区间M 上是增函数,如图(1)当改变量012>-=∆x x x 时,都有0)()(12<-=∆x f x f y ,那么就称 函数)(x f y =在区间M 上是减函数,如图(2)注意:单调性定义中的x 1、x 2有什么特征:函数单调性定义中的x 1,x 2有三个特征,一是任意性,二是有大小,三是同属于一个单调区间.1、 根据函数的单调性的定义思考:由f (x )是增(减)函数且f (x 1)<f (x 2)能否推出x 1<x 2(x 1>x 2)2、我们来比较一下增函数与减函数定义中y x ∆∆,的符号规律,你有什么发现没有?3、如果将增函数中的“当012>-=∆x x x 时,都有0)()(12>-=∆x f x f y ”改为当012<-=∆x x x 时,都有0)()(12<-=∆x f x f y 结论是否一样呢?4、定义的另一种表示方法如果对于定义域I 内某个区间D 上的任意两个自变量x 1,x 2,若0)()(2121>--x x x f x f 即0>∆∆x y ,则函数y=f(x)是增函数,若0)()(2121<--x x x f x f 即0<∆∆x y,则函数y=f(x)为减函数。
判断题:①已知1()f x x=因为(1)(2)f f -<,所以函数()f x 是增函数. ②若函数()f x 满足(2)(3)f f <则函数()f x 在区间[]2,3上为增函数.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.④因为函数1()f x x =在区间(,0),(0,)-∞+∞上都是减函数,所以1()f x x=在(,0)(0,)-∞⋃+∞上是减函数.通过判断题,强调几点:①单调性是对定义域内某个区间而言的,离开了定义域和相应区间就谈不上单调性. ②对于某个具体函数的单调区间,可以是整个定义域(如一次函数),可以是定义域内某个区间(如二次函数),也可以根本不单调(如常函数).③单调性是对定义域的某个区间上的整体性质,不能用特殊值说明问题。
④函数在定义域内的两个区间A ,B 上都是增(或减)函数,一般不能认为函数在A B ⋃上是增(或减)函数. (2)单调区间如果函数y =f (x )在某个区间上是增函数或减函数,那么就说函数y =f (x )在这一区 间具有(严格的)单调性,这一区间叫做y =f (x )的单调区间. 函数单调性的性质:(1)增函数:如果对于属于定义域I 内某个区间上的任意两个自变量的值, 当时,都有,0)()(2121>--x x x f x f(2)减函数:如果对于属于定义域I 内某个区间的任意两个自变量的值,当时, 都有,0)()(2121<--x x x f x f(3) 函数的单调性还有以下性质.1.函数y =-f (x )与函数y =f (x )的单调性相反.2.当f (x )恒为正或恒为负时,函数y =)(1x f 与y =f (x )的单调性相反.3.在公共区间内,增函数+增函数=增函数,增函数-减函数=增函数等. 4 .如果k>0 函数k ()f x 与函数()f x 具有相同的单调性。
如果k<0 函数k ()f x 与函数()f x 具有相反的单调性。
5..若(f x ≠0,则函数()1f x 与()f x 具有相反的单调性,.6. 若()f x >O ,函数(f x ()f x 具有相同的单调性。
若 ()f x <0,函数(f x ()f x 具有相同的单调性 7。
.函数()x f 在R 上具有单调性,则()x f -在R 上具有相反的单调性。
复合函数的单调性。
如果函数 ()x g u = A x ∈ B u ∈ ()u f y = ()B C ⊆ D y ∈,则()[]x g f y =称为x 的复合函数。
解决复合函数的问题,关键是弄清复合的过程,即中间变量u 的定义域与值域的作用。
复合函数的单调性的判断:同增异减。
函数的单调性题型分类讲解题型一:.单调性讨论1.讨论函数y=(k-2)x+3(a≠0)在区间R 内的单调性.2.讨论函数f(x)=21xax- (a≠0)在区间(-1,1)内的单调性. 解:设-1<x 1<x 2<1,则f(x 1)-f(x 2)=2111x ax --2221x ax -=)1)(1()1)((22212121x x x x x x a --+- ∵x 1,x 2∈(-1,1),且x 1<x 2,∴x 1-x 2<0,1+x 1x 2>0,(1-x 21)(1-x 22)>0于是,当a >0时,f(x 1)<f(x 2);当a <0时,f(x 1)>f(x 2).故当a >0时,函数在(-1,1)上是增函数;当a <0时,函数在(-1,1)上为减函数.题型二:单调性判断与证明1.下列函数中,在区间(0,1)上为增函数的是A .y =|x 2-1| B.xy 2=C .y =2x 2-x +1 D .y =|x |+1题型三:求函数的单调区间及该区间上的单调性1.求下列函数的增区间与减区间(1)y =|x 2+2x -3| 1122---=x xx y32y 2+--=x x2.判断函数f (x )=-x 3+1在(-∞,0)上是增函数还是减函数,并证明你的结论;如果x ∈(0,+∞),函数f (x )是增函数还是减函数?题型四:.已知简单函数的单调性求与其相关函数的单调性若函数y =ax ,y =-x b在(0,+∞)上都是减函数,则函数y =ax 2+bx 在(0,+∞)上是________(填单调性).设y=f (x )的单增区间是(2,6),求函数y=f (2-x )的单调区间.设函数y =f (x )是定义在(-1,1)上的增函数,则函数y =f (x 2-1)的单调递减区间是______________已知函数f (x )=8+2x -x 2,如果g (x )=f ( 2-x 2 ),那么函数g (x )( )A .在区间(-1,0)上是减函数B .在区间(0,1)上是减函数C .在区间(-2,0)上是增函数D .在区间(0,2)上是增函数上是单调递减的。
) , (- 在 , 由复合函数单调性可知 是单减的, 上 在 又 ) , (- ) , ( 而 )上是增函数, , ( 在 则由已知得 解:令 0 4 )] ( [ ) 2 ( ) 0 , 4 (2 ) ( 0 4 6 2 2 ) ( 6 2 ) ( , 2 ) ( ∈ = - - ∈ - = ∈ ∴ ∈ - = ∈ - = x x t f x f x x x t x x x t t t f x x t ),的单减区间是(-04)2(x f -∴设()y f x =是R 上的减函数,则()3y fx =-的单调递减区间为 .题型五:已知函数的单调性,求参数的取值范围。
已知函数f(x)=x 2+2(a-1)x+2在区间(-∞,4]上是减函数,则实数a 的取值范围是 .已知函数y =-x 2+2x +1在区间[-3,a ]上是增函数,则a 的取值范围是______________ 函数f (x ) = ax 2+4(a +1)x -3在[2,+∞]上递减,则a 的取值范围是__ .函数21)(++=x ax x f 在区间(-2,+∞)上是增函数,那么a 的取值范围是( ) A.210<<a B.21>a C.a<-1或a>1 D.a>-2解:f (x )=ax +1x +2=a (x +2)+1-2a x +2=1-2ax +2+a .任取x 1,x 2∈(-2,+∞),且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=1-2a x 1+2-1-2a x 2+2 =(1-2a )(x 2-x 1)(x 1+2)(x 2+2). ∵函数f (x )=ax +1x +2在区间(-2,+∞)上为增函数,∴f (x 1)-f (x 2)<0.∵x 2-x 1>0,x 1+2>0,x 2+2>0,∴1-2a <0,a >12. 即实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,+∞.题型六:函数单调性的应用 11.已知f (x )在区间(-∞,+∞)上是增函数,a 、b ∈R 且a +b ≤0,则下列不等式中正确的是( ) A .f (a )+f (b )≤-f (a )+f (b )] B .f (a )+f (b )≤f (-a )+f (-b ) C .f (a )+f (b )≥-f (a )+f (b )] D .f (a )+f (b )≥f (-a )+f (-b )12.定义在R 上的函数y =f (x )在(-∞,2)上是增函数,且y =f (x +2)图象的对称轴是x =0,则 ( ) A .f (-1)<f (3) B .f (0)>f (3) C .f (-1)=f (-3) D .f (2)<f (3)已知函数f (x )在区间[a ,b ]上单调,且f (a )f (b )<0,则方程f (x )=0在区间[a ,b ]内( ) A .至少有一实根 B .至多有一实根 C .没有实根 D .必有唯一的实根题型七:已知函数的单调性,解含函数符号的不等式。
7.已知函数f (x )是R 上的增函数,A(0,-1)、B(3,1)是其图象上的两点,那么不等式|f (x +1)|<1的解集的补集是 ( ) A .(-1,2) B .(1,4)C .(-∞,-1)∪[4,+∞)D .(-∞,-1)∪[2,+∞)已知:f (x )是定义在[-1,1]上的增函数,且f (x -1)<f (x 2-1)求x 的取值范围.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4x ,x ≥0,4x -x 2,x <0.若f (2-a 2)>f (a ),则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(2,+∞) B .(-1,2) C .(-2,1) D .(-∞,-2)∪(1,+∞)解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4x =(x +2)2-4,x ≥0,4x -x 2=-(x -2)2+4,x <0,由f (x )的图象可知f (x )在(-∞,+∞)上是单调递增函数,由f (2-a 2)>f (a )得2-a 2>a ,即a 2+a -2<0,解得-2<a <1.故选C.8.已知f (x )在其定义域R +上为增函数,f (2)=1,f (xy )=f (x )+f (y ),解不等式f (x )+f (x -2) ≤3题型八:已知函数的单调性求最值 已知x ∈[0,1],则函数 的最大值为_______最小值为_________ 函数y =x -2x -1+2的值域为__ ___.题型九:综合题型已知定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足f()21x x =f(x 1)-f(x 2),且当x >1时,f(x)<0. (1)求f(1)的值;(2)判断f(x )的单调性;(3)若f(3)=-1,解不等式f(|x|)<-2.(1)f(1) = f(1/1) = f(1) - f(1) = 0。