判断函数单调性的常见方法
判断函数单调性的基本方法
例5:已知f(x)在它的定义域 [-17,+ )上是增函数, f(3)=0, 试解不等式f(x2-7x-5)<0
针对训练: 已知函数f(x)的定义域为R+,且在R+ 是增函数,解不等式 f(x)-f(-x+1)<0
(2) y=x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)=4x2-mx+5在区间[-2,+ ) 上是 增函数,则f(1)的取值范围是( ) 3.求函数y=-x-6+ 1- x 的值域
已知函数f(x)的定义域为R+,且 满足下列性质 (1)f(2)=1 (2)f(x)是增函数
(3)f(x)+f(y)=f(xy) 解不等式f(x)+f(x-3) <2
利用函数单调性解不等式
若已知f(x)在[a,b]上是递增的,则有
f(x1)>f(x2) x1>x2
若已知f(x)在[a,b]上是递减的,则有
f(x1)>f(x2) x1<x2
也就是说,对于单调函数,函数值的 大小与相应的自变量的大小具有等价性.
例4:(1)若f(x)在R上是减函数,试比
例1:求下列函数的值域 (1) y=2x-3 , x [-3,5] (2) y=5-6x, x [-1,2]
例2:求下列函数的值域 (1)y=x2-6x+3, x [-1,2] 2 (2)y=-x +2x+2, x [-1,4]
函数单调性怎么判断
函数单调性怎么判断函数的单调性指的是函数图像随着自变量的增大或减小而呈现出的单调递增或单调递减的特点。
在数学中,判断函数的单调性通常需要考虑函数的导数或差商等概念。
下面将详细介绍如何通过导数和差商来判断函数的单调性。
一、导数判定法1.一阶导数判定法:如果函数f(x)在区间I上连续,并在I的开区间上可导,如果在I上f'(x)>0或f'(x)<0,则函数f(x)在区间I上单调递增或单调递减。
例如,考虑函数f(x)=x^2,对其求导得到f'(x)=2x。
由于f'(x)=2x>0,所以函数f(x)=x^2在整个实数轴上单调递增。
2.二阶导数判定法:如果函数f(x)在区间I上连续,并在I的开区间上二阶可导,如果在I上f''(x)>0,则函数f(x)在区间I上具有凹性(f(x)呈现向上的弯曲形状);如果在I上f''(x)<0,则函数f(x)在区间I上具有凸性(f(x)呈现向下的弯曲形状)。
例如,考虑函数f(x)=x^3,对其求导得到f'(x)=3x^2,再求二阶导数得到f''(x)=6x。
由于f''(x)=6x>0,所以函数f(x)=x^3在整个实数轴上具有凹性。
二、差商判定法1.一阶差商判定法:如果函数f(x)在区间I上连续且在I的开区间上可导,如果在I上f(x+Δx)-f(x)>0或f(x+Δx)-f(x)<0,则函数f(x)在区间I上单调递增或单调递减。
例如,考虑函数f(x)=x^2,对其应用一阶差商公式得到f(x+Δx)-f(x)=(x+Δx)^2-x^2=2xΔx+Δx^2、由于Δx>0时2xΔx+Δx^2>0,Δx<0时2xΔx+Δx^2<0,所以函数f(x)=x^2在整个实数轴上单调递增。
2.二阶差商判定法:如果函数f(x)在区间I上连续且在I的开区间上二阶可导,如果在I上f(x+2Δx)-2f(x+Δx)+f(x)>0,则函数f(x)在区间I上具有凹性(曲线向上);如果在I上f(x+2Δx)-2f(x+Δx)+f(x)<0,则函数f(x)在区间I上具有凸性(曲线向下)。
函数单调性的判定方法
函数单调性的判定方法
函数单调性的判断方法有导数法、定义法、性质法和复合函数同增异减法。
首先对函
数进行求导,令导函数等于零,得X值,判断X与导函数的关系,当导函数大于零时是增
函数,小于零是减函数。
(1)证明一个函数的单调性的'方法:定义法,导数法;
(2)推论一个函数的单调性的常用方法:定义法,导数法,图象法,化归常用函数法,运用无机函数单调性规律。
3.常用复合函数单调性规律:
(1)若函数f(x),g(x)在区间d上均为减(减至)函数,则函数f(x)+g(x)在区间d上仍
为减(减至)函数。
(2)若函数f(x)在区间d上为增(减)函数,则函数-f(x)在区间d上为减(增)函数。
(3)无机函数f[g(x)]的单调性的推论分后两步:ⅰ考量函数f[g(x)]的定义域;ⅱ利
用内层函数t=g(x)和外层函数y=f(t)确认函数f[g(x)]的单调性,法则就是“同增异减至”,即为内外函数单调性相同时为增函数,内外层函数单调性恰好相反时为减至函数。
判断函数单调性的常见方法
判断函数单调性的常见方法一、函数单调性的定义:一般的,设函数y=f(X)的定义域为A,I∈A,如对于区间内任意两个值X1、X2,1)、当X1<X2时,都有f(X1)<f(X2),那么就说y=f(x)在区间I上是单调增函数,I称为函数的单调增区间;2)、当X1>X2时,都有f(X1)>f(X2),那么就说y=f(x)在区间I上是单调减函数,I称为函数的单调减区间。
二、常见方法:Ⅰ、定义法:定义域判断函数单调性的步骤1 取值:在函数定义域的某一子区间I内任取两个不等变量X1、X2,可设X1<X2;2 作差(或商)变形:作差f(X1)-f(X2),并通过因式分解、配方、有理化等方法向有利于判断差的符号的方向变形;3 定号:确定差f(X1)-f(X2)的符号;4 判断:根据定义得出结论。
例:已知函数f(x)=x3+x,判断f(x)在(-∞,+∞)上的单调性并证明解:任取x1、x2∈(-∞,+∞),x1<x2,则f﹙x1﹚-f﹙x2﹚=(x13+x1)- (x23+x2)=(x1-x2)+(x13-x23)=(x1-x2)(x12+x22+x1x2+1)=(x1-x2) [﹙x1+1/2x2﹚2+1+3/4x22]∵x1、x2∈(-∞,+∞),x1<x2,∴x1-x2<0,(x1+1/2x2﹚2+1+3/4x22>0故f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2)∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递增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):1 函数y=-f(x)的单调性相反2 函数y=f(x)恒为正或恒为负时,函数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,减函数+减函数=减函数例:判断函数y=-x+1+1/x在(0,+∞)内的单调性解:设y1=-x+1,y2=1/x,∵y1在(0,+∞)上↓,y2在(0,+∞)上↓,∴y=-x+1+1/x在(0,+∞)内↓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Ⅳ、分析法:复合函数单调性判断:例:判断y=1/(-2x-3)的单调性解:令u=-2x-3,∵y=1/u在(0,+ ∞)↓,在(-∞,0)↑,u(x)在(-∞,+ ∞) ↓∴y=1/(-2x-3)在(0,+ ∞)↑,在(-∞,0)↓这种方法概括为“同减异增”判断函数单调性的常见方法有定义法、直接判断法、图像法、分析法……做题时要结合具体题意,找出适当的方法解题。
判断函数单调性的三种途径
(1)若 m - 1 ≤ 0 ,
即 m≤1,
由 f ′(x) > 0 ,得 x > 1 ;由 f ′(x) < 0 ,
得 0<x<1.
故当 m ≤ 1 时,函数 f (x) 在 (1, +∞) 上单调递增,在
(0,1) 上单调递减.
(2)若 0 < m - 1 < 1 ,
即 1 < m < 2,
用于判断复杂函数的单调性.图象法则十分形象直观,
ìx2 - x,x < 0,
(2)由题意可知,y = í 2
î-x + x,x ≥ 0,
地判断出函数在各个区间上的单调性.
相较而言,定义法的适用范围较广,导数法则常
解答过程也较为简便.
数学篇
(-∞,1] 上单调递减,
在 [2, +∞) 上单调递增.
象,明确各个区间段上曲线的升降情况,就能一目了然
讨论不同区间内函数的单调性.
三、利用图象判断函数的单调性.
借助函数的图象,可以快速明确函数的变化情
况,了解函数的特征,如函数的定义域、值域、单调性
等.在判断函数的单调性时,可以先根据函数的性质或
函数的解析式画出函数的图象;然后从左往右观察函
数图象的变化趋势,当函数在某一区间段内的图象呈
上升趋势,则该函数在此区间内为增函数;当函数在
(作者单位:江苏省仪征市南京师范大学第二附
属高级中学)
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证明:如图 1,曲线 f (x) 关于直线 x = a 对称,在曲
图1
图2
m - 1 ≤ 0 、0 < m - 1 、m - 1 > 1 、m - 1 = 1 几种情况,来
考点04 函数单调性的5种判断方法及3个应用方向(解析版)
专题二函数考点4 函数单调性的5种判断方法及3个应用方向【方法点拨】一、函数单调性的判断及解决应用问题的方法1.判断函数单调性的常用方法(1)定义法;(2)图象法;(3)利用函数的性质“增+增=增,减+减=减”判断;(4)复合函数的单调性根据“同增异减”判断;(5)导数法2.求函数的单调区间先定定义域,在定义域内求单调区间.单调区间不连续时,要用“和”或“,“连接,不能用“U”连接.3.单调性的应用的三个方向(1)比较大小:将自变量转化到同一个单调区间内,利用函数的单调性比较大小;(2)解函数型不等式:利用函数单调性,由条件脱去“f”;(3)求参数值或取值范围:利用函数的单调性构建参数满足的方程(组)、不等式(组).【高考模拟】1.函数()||1f x x =-与()()2g x x x =-的单调递增区间分别为( ) A .[1,+∞),[1,+∞) B .(﹣∞,1],[1,+∞) C .(1,+∞),(﹣∞,1] D .(﹣∞,+∞),[1,+∞)【答案】A 【分析】先对()f x ,()g x 进行化简,再求单调区间即可. 【解析】 解:()1,111,1x x f x x x x -≥⎧=-=⎨-+<⎩,()f x ∴在[)1,+∞上单调递增,()()222()211g x x x x x x -=-==--, ()g x ∴在[)1,+∞上单调递增,故选:A.2.函数y =)A .3,2⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B .3,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭C .[)0,+∞D .(],3-∞-【答案】D 【分析】求出函数y =y =.【解析】由题意,230x x +≥,可得3x ≤-或0x ≥,函数y =(][),30,-∞-⋃+∞,令23t x x =+,则外层函数y =[)0,+∞上单调递增,内层函数23t x x =+在上(],3-∞-单调递减,在[)0,+∞上单调递增,所以,函数y =(],3-∞-.故选:D. 【点睛】方法点睛:求解函数的单调区间一般有以下几种方法:一是图象法,主要适用与基本初等函数及其在基本初等函数的基础上进行简单变化后的函数以及分段函数,可以借助图像来得到函数的单调区间;二是复合函数法,主要适用于函数结构较为复杂的函数,采用换元的思想将函数解析式分解为多层,利用同增异减的原理来求解;三是导数法,对于可导函数,可以解相应的导数不等式来求解函数的单调区间.3.函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,则使得()3=-y f x 为增函数的区间为( ) A .()2,3- B .()1,7-C .()1,10-D .()10,4--【答案】C 【分析】先将函数()3=-y f x 看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,再判断增区间即可. 【解析】函数()3=-y f x 可以看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,故由函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,得()3=-y f x 在区间()1,10-上是增函数. 故选:C.4.函数()2f x x x =-的单调减区间是( ) A .[]1,2 B .[]1,0-C .[]0,2D .[2,)+∞【答案】A 【分析】将函数写成分段函数的形式,即()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩再根据解析式得到函数的单调区间;【解析】()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩∴直接通过解析式,结合二次函数图象得:(,1),(2,)-∞+∞递增,在[]1,2递减,故选:A.5.函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,4)上递减,则a 的取值范围是( ) A .[3,)-+∞ B .(,3]-∞- C .(,5)-∞ D .[3,)+∞【答案】B 【分析】利用二次函数的性质,比较对称轴和区间端点的大小,列不等式可得a 的取值范围. 【解析】函数f(x)的对称轴是1x a =-,开口向上,则14a -≥,解得3a ≤- 故选:B6.若函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,则实数a 的取值范围为( ). A .(1,)+∞ B .(,1)-∞ C .(0,)+∞ D .(,0)-∞【答案】D 【分析】直接由单调性的定义求解即可 【解析】解:任取12,(0,)x x ∈+∞,且12x x <,因为函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,所以12()()f x f x <,即22120ax ax ---<,所以221211()0a x x -<,21212212()()0x x x x a x x +-⋅<⋅, 因为120x x <<,所以210x x +>,210x x ->,22120x x ⋅>,所以0a <. 故选:D7.如果函数2()2(1)2f x x a x =+-+在区间(],4-∞上单调递减,那么实数a 的取值范围是( ) A .3a ≤- B .3a ≥-C .5a ≤D .5a ≥【答案】A【分析】求出二次函数的对称轴,根据单调区间与对称轴之间的关系建立条件,即可求出a 的取值范围. 【解析】 解:二次函数2()2(1)2f x x a x =+-+的对称轴为2(1)(1)12a x a a -=-=--=-,抛物线开口向上,∴函数在(-∞,1]a -上单调递减,要使()f x 在区间(-∞,4]上单调递减, 则对称轴14a -, 解得3a-.故选:A . 【点睛】本题主要考查二次函数的图象和性质,根据二次函数单调性与对称轴之间的关系是解决本题的关键. 8.“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x=-+单调递减”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A 【分析】求出()y f x =的导函数,利用()y f x =单调递减,则()0f x '≤恒成立,求出m 的范围,比较所求范围和条件中给定范围的关系,得出结论. 【解析】 由221()f x m x x '=--,若函数()y f x =单调递减,必有当(0,)x ∈+∞时,2210m x x--≤恒成立,可化为2111m x ⎛⎫≥--+ ⎪⎝⎭,可得m 1≥.故“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x =-+单调递减”的充分不必要条件. 故选:A. 9.若函数2()1f x x =-的定义域是(﹣∞,1)∪[2,5),则其值域为( ) A .(﹣∞,0)B .(﹣∞,2]C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦【答案】D 【分析】分x<1和x ∈[2,5)两种情况,利用反比例函数的性质得出函数的值域. 【解析】由题意可得:当x<1时,则x ﹣1<0所以y ∈(﹣∞,0) 当x ∈[2,5)时,则x ﹣1∈[1,4),所以y ∈1,22⎛⎤⎥⎝⎦所以函数的值域为1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦.故选:D.10.若关于x 的不等式342xx a+-在[0x ∈,1]2上恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]2-B .(0,1]C .1[2-,1]D .[1,)+∞【答案】D 【分析】利用参数分离法进行转化,构造函数求函数的最大值即可得到结论. 【解析】解:由题意知,342xx a +-在(0x ∈,1]2上恒成立,设3()42x f x x =+-,则函数在102⎛⎤ ⎥⎝⎦,上为增函数,∴当12x =时,()12max 113()4211222f x f ==+-=-=, 则1a , 故选:D . 【点睛】 关键点睛:本题的关键是将已知不等式恒成立问题,通过参变分离得到参数的恒成立问题,结合函数的单调性求出最值.11.若01m n <<<且1mn =,则2m n +的取值范围是( )A.)+∞ B .[3,)+∞C.)+∞D .(3,)+∞【答案】D 【分析】先利用已知条件构造函数()2(),01f m m m m+<<=,再求其值域即得结果. 【解析】由01m n <<<且1mn =知,22m n m m +=+,故设()2(),01f m m m m+<<=, 设1201m m <<<,则()1212121212222()()1f m f m m m m m m m m m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+-+=-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 12120,01m m m m -<<<,即1222m m >,故()1212210m m m m ⎛⎫--> ⎪⎝⎭,即12()()f m f m >, 函数2()f m m m =+在()0,1上单调递减,2(1)131f =+=,故函数的值域为(3,)+∞. 故选:D. 【点睛】方法点睛:利用定义证明函数单调性的方法(1)取值:设12,x x 是该区间内的任意两个值,且12x x <; (2)作差变形:即作差,即作差12()()f x f x -,并通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断符号的方向变形; (3)定号:确定差12()()f x f x -的符号;(4)下结论:判断,根据定义作出结论. 即取值---作差----变形----定号----下结论. 12.函数()()2404xf x x x x x =++>+的最小值为( ) A .2 B .103C .174D .265【答案】C 【分析】 令4t x x =+,利用基本不等式求得4t ≥,构造函数()1g t t t=+,证明出函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,由此可求得函数()f x 的最小值. 【解析】令4t x x =+,则21144x x t x x==++,因为0x >,所以44t x x =+≥=,又2414x y x t x x t =++=++,令()1g t t t=+,其中4t ≥, 任取1t 、[)24,t ∈+∞且12t t >,即124t t >≥,则()()()()()121221121212121212111t t t t t t g t g t t t t t t t t t t t --⎛⎫⎛⎫--=+-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 124t t >≥,120t t ∴->,121t t >,()()120g t g t ∴->,即()()12g t g t >,所以,函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,因此,()()min 1174444f xg ==+=. 故选:C. 【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件: (1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.13.若函数1y ax =+在区间[]1,3上的最大值是4,则实数a 的值为( ) A .-1 B .1C .3D .1或3【答案】B 【分析】分0a >和0a <两种情况求解,0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,从而可求出其最大值,当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,从而可求出其最大值,进而可得答案 【解析】解:当0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,则当3x =时,y 取得最大值,即314a +=,解得1a =;当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,则当1x =时,y 取得最大值,即14a +=,解得3a =舍去, 所以1a =, 故选:B14.函数2y ax =+在[1,2]上的最大值与最小值的差为3,则实数a 为( ) A .3 B .-3 C .0 D .3或-3【答案】D 【分析】讨论a 的取值,判断函数的单调性,求出函数的最值,作差即可求解. 【解析】解:①当0a =时,2=2y ax =+,不符合题意;②当0a >时,2y ax =+在[]1,2上递增,则()()2223a a +-+=,解得3a =; ③当0a <时,2y ax =+在[]1,2上递减,则()()2223a a +-+=,解得3a =-.综上,得3a =±, 故选:D .15.已知函数24()2tx t f x x --+=+在区间[1,2]-上的最大值为2,则实数t 的值为( )A .2或3B .1或3C .2D .3【答案】A 【分析】 函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+,根据绝对值的最大值为2进行分类讨论检验即可. 【解析】 由题函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+ ()24422tx t f x t x x --+==-+++的最大值为4t -或1t -当41t t -≥-时,即52t ≤时,最大值42t -=解得:2t =;当41t t -<-时,即52t >时,最大值12t -=解得:3t = 综上所述:t 的值等于2或3. 故选:A 【点睛】解决本题的关键是利用单调性求出42t x -++的范围,再结合绝对值的性质进行求解. 16.若函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围为( ) A .1[2,1)B .1(0,)7C .1[7,1)2D .1[2,1]【答案】C 【分析】根据分段函数的值域为R ,具有连续性,由12log y x =是减函数,可得(21)3y a x a =-+也是减函数,故得210a -<,(21)231a a -⨯+-,可得答案. 【解析】解:函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R , 由12log y x =是减函数,(21)3y a x a ∴=-+也是减函数,故得210a -<, 解得:12a <, 函数()f x 的值域为R ,12(21)23log 21a a -⨯+=-,解得:17a. ∴实数a 的取值范围是1[7,1)2.故选:C .17.若函数()f x 是R 上的减函数,0a >,则下列不等式一定成立的是( ) A .2()()f a f a < B .1()f a f a ⎛⎫<⎪⎝⎭C .()(2)f a f a <D .2()(1)f a f a <-【答案】D 【分析】根据函数单调性,以及题中条件,逐项判断,即可得出结果. 【解析】因为函数()f x 是R 上的减函数,0a >,A 选项,()21a a a a -=-,当1a >时,2a a >,所以2()()f a f a <;当01a <<时,2a a <,所以2()()f a f a >,即B 不一定成立; B 选项,当1a >时,1a a >,所以1()f a f a ⎛⎫< ⎪⎝⎭;当01a <<时,1a a <,所以1()f a f a ⎛⎫> ⎪⎝⎭,即B 不一定成立;C 选项,0a >时,2a a >,则()(2)f a f a >,所以C 不成立;D 选项,()2221311024a a a a a ⎛⎫--=-+=-+> ⎪⎝⎭,则21a a >-;所以2()(1)f a f a <-,即D一定成立. 故选:D.18.已知函数2()f x x bx c =++,且(2)()f x f x +=-,则下列不等式中成立的是( ) A .(4)(0)(4)f f f -<< B .(0)(4)(4)f f f <-< C .(0)(4)(4)f f f <<- D .(4)(0)(4)f f f <<-【答案】C 【分析】由(2)()f x f x +=-,即可得到()f x 图象的对称轴为1x =,所以根据图象上的点离对称轴的距离即可比较出(0),(4),(4)f f f -的大小关系. 【解析】由(2)()f x f x +=-得()f x 图象的对称轴为1x =,所以()f x 在(,1]-∞上单调递减,在[1,)+∞上单调递增,且(4)(2)f f =-, 所以(0)(2)(4)(4)f f f f <-=<-, 故选:C. 【点睛】方法点睛:该题考查的是有关函数值的比较大小的问题,解题方法如下:(1)首先根据题中所给的函数解析式,判断函数类型,根据题中所给的条件,判断出函数图象的对称轴;(2)利用对称性,将自变量所对应的函数值进行转换; (3)根据函数的单调性求得结果.19.若定义在R 上的偶函数()f x 在[)0,+∞上是减函数,则下列各式一定成立的是( ) A .()()06f f < B .()()32f f -> C .()()13f f -> D .()()58f f -<-【答案】C 【分析】由偶函数及在[)0,+∞上是减函数,知在(,0]-∞上是增函数,即可判断各项的正误. 【解析】A :在[)0,+∞上是减函数,即()()06f f >,错误;B :(3)(3)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()32f f <,即()()32f f -<,错误; C :(1)(1)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()31f f <,即()()13f f ->,正确; D :由题意,()f x 在(,0]-∞上是增函数,()()58f f ->-,错误; 故选:C20.设函数()f x 是(),-∞+∞上的减函数,又若a R ∈,则( ) A .()()2f a f a >B .()()2f a f a < C .()()2f a a f a +<D .()()211f a f +≤【答案】D 【分析】利用特殊值法可判断ABC 选项的正误,利用函数的单调性可判断D 选项的正误. 【解析】对于A 选项,取0a =,则2a a =,()()2f a f a ∴=,A 选项错误; 对于B 选项,取0a =,则2a a =,所以,()()2f af a =,B 选项错误;对于C 选项,取0a =,则2a a a +=,所以,()()2f a a f a +=,C 选项错误;对于D 选项,对任意的a R ∈,211a +≥,所以,()()211f a f +≤,D 选项正确.故选:D.21.函数()f x 的定义域为,(1)0,()f f x '=R 为()f x 的导函数,且()0f x '>,则不等式()()20x f x ->的解集是( )A .(,1)(2,)-∞⋃+∞B .(,1)(1,)-∞⋃+∞C .(0,1)(2,)+∞D .(,0)(1,)-∞⋃+∞【答案】A 【分析】依题意可得()f x 再定义域上单调递增,又()10f =,即可得到1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >;再分类讨论分别计算最后取并集即可;【解析】解:由题意可知()f x 在(),-∞+∞单调递增,又()10f =,1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >; 对于()()2 0x f x ->,当2x >时,不等式成立, 当12x <<时,()20, 0x f x -<>,不等式不成立; 当1x <时,20x -<,且()0f x <, 不等式成立不等式的解集(,1)(2,)-∞⋃+∞ 故选:A .22.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足'()()0f x f x ->,()20212021f e =,则不等式1ln 3f x ⎛⎫<⎪⎝⎭)A .()6063,e +∞B .()20210,eC .()2021,e +∞D .()60630,e【答案】D 【分析】由题意构造新函数()()xf x F x e =,得到函数的单调性,对问题进行变形,由单调性转化为求解不等式问题,即可得到结果 【解析】 由题可设()()x f x F x e=,'()()0f x f x ->,则2'()()'()()'()0x x x xf x e f x e f x f x F x e e--==>, 所以函数()F x 在R 上单调递增,2021(2021)(2021)1f F e==,将不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭1ln 311ln ln 3311ln ln 33x x x f x f x e e e ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⋅=, 可得1ln 13F x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即1ln (2021)3F x F ⎛⎫< ⎪⎝⎭,有1ln 20213x <,故得60630x e <<,所以不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭()60630,e ,故选:D. 【点睛】关键点睛:本题的解题关键是构造新函数,然后运用函数单调性求解不等式,通常情况构造新函数的形式如:()()xf x F x e =、()()F x xf x =或者()()f x F x x =等,需要结合条件或者问题出发进行构造.23.已知函数2()121xf x =-+,且()41(3)xf f ->,则实数x 的取值范围是( ). A .(2,)+∞ B .(,2)-∞C .(1,)+∞D .(,1)-∞【答案】D 【分析】用导数判断函数()f x 的单调性,再解不等式即可. 【解析】 因为()()22ln 2021x xf x -=<+',所以函数2()121x f x =-+在R 上单调递减, 由于()41(3)xf f ->所以413x-<,得1x <故选:D 【点睛】关键点点晴:判断函数()f x 的单调性是解题的关键.24.已知定义在R 上的函数()f x 满足()13f =,对x ∀∈R 恒有()2f x '<,则()21f x x ≥+的解集为( ) A .[)1,+∞ B .(],1-∞C .()1,+∞D .(),1-∞【答案】B 【分析】构造新函数()()21F x f x x =--,利用导数判断()F x 单减,又(1)0F =可解1x ≤. 【解析】令()()21F x f x x =--,则()()2F x f x ''=-, 又因为对x ∀∈R 恒有()2f x '< 所以()()20F x f x ''=-<恒成立, 所以()()21F x f x x =--在R 上单减. 又(1)(1)210F f =--=, 所以()0F x ≥的解集为(],1-∞ 故选:B 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式; (2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式; (4)解析式较复杂的不等式;25.已知函数f (x ) f (2a 2-5a +4)<f (a 2+a +4) ,则实数a 的取值范围是( ) A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭∪(2,+∞)B .[2,6)C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦∪[2,6)D .(0,6)【答案】C 【分析】由解析式知()f x 在定义域上递增,由已知函数不等式有2222544a a a a ≤-+<++,即可求解a 的取值范围. 【解析】由题意,()f x 在[2,)+∞上单调递增,∵22(254)(4)f a a f a a -+<++,即2222544a a a a ≤-+<++, ∴260a a -<或22520a a -+≥,可得26a ≤<或102a <≤. 故选:C 【点睛】关键点点睛:利用函数的单调性,列不等式求参数的范围.易错点是定义域容易被忽略.26.已知函数()f x 的图象关于y 轴对称,当0x ≥时,()f x 单调递增,则不等式(2)(1)f x f x >-的解集为__________. 【答案】1(,1)(,)3-∞-⋃+∞ 【分析】由题意可得()f x 为偶函数,再由偶函数的性质可将(2)(1)f x f x >-,转化为(2)(1)f x f x >-,再由当0x ≥时,()f x 单调递增,可得21x x >-,从而可求出x 的范围 【解析】解:依题意,()f x 为偶函数,当0x ≥时,()f x 单调递增,要满足(2)(1)f x f x >-,则要求21x x >-,两边平方得22412x x x >-+,即23210x x +->,即(1)(31)0x x +->,解得1(,1)(,)3x ∈-∞-⋃+∞. 故答案为:1(,1)(,)3-∞-⋃+∞.27.设()xf x a x =+,若()36f =,则不等式()()21f x f x ->的解集为____________.【答案】()1,+∞ 【分析】先由()36f =,解出a ,讨论()xf x a x =+的单调性,利用函数单调性解不等式即可.【解析】因为()xf x a x =+,且()36f =,,所以33a =,解得1a =>.()(),ln 1x x f x f a x a x a =+∴=+' ln 0,ln 111,x x a a a a a >∴>∴>+,()x f x a x ∴=+在R 上单增.()()21f x f x ->可化为:21x x ->解得:1x >.不等式()()21f x f x ->的解集为()1,+∞ 故答案为:()1,+∞ 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式;(2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式;(4)解析式较复杂的不等式;28.已知定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,则不等式(1)01f x x +≥-的解集为___________.【答案】[]3,1-- 【分析】先由定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,画出()f x 的草图,结合图像对(1)01f x x +≥-进行等价转化,解不等式即可.【解析】()f x 是定义域为R 的奇函数,且在区间(0,)+∞上为严格减函数,有()20f =,∴()f x 在区间(,0)-∞上为严格减函数且()20f =,可作出()f x 的草图:不等式(1)01f x x +≥-可化为:()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩或()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩对于()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩,当1x >时()12,10x f x +>+<,无解;对于()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩,当1x <时()12,10x f x +<+≤,由图像观察,210x -≤+≤解得:31x -≤≤- 所以不等式(1)01f x x +≥-的解集为[]3,1--.故答案为:[]3,1-- 【点睛】常见解不等式的类型:(1)解一元二次不等式用图像法或因式分解法; (2)分式不等式化为标准型后利用商的符号法则; (3)高次不等式用穿针引线法; (4)含参数的不等式需要分类讨论.29.已知函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立,则a 的取值范围是_________.【答案】4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【分析】由题意,把函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立转化为2430ax x -+>对x ∈R上恒成立,列不等式解得a 的范围. 【解析】()()23log 440f x x x α=-+>恒成立,即()2233log 44log 1430ax x ax x -+>⇔-+>恒成立,所以0a =时显然不成立.当0a ≠时()0Δ16120a a >⎧⎨=-<⎩得43a <,所以4,3a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭.故答案为:4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【点睛】(1)求参数的范围是常见题型之一,处理的方法有两种:①不分离参数,直接求最大值或最小值,解不等式;②分离参数法.(2)解指、对数型的不等式,通常化为同底的结构,利用函数的单调性解不等式.30.设函数3,1()1+1,1x x f x x x x ≤⎧⎪=⎨->⎪⎩,则不等式()26()f x f x ->的解集为_________.【答案】()3,2- 【分析】先判断函数的单调性,再解抽象不等式. 【解析】当1x >时,31+1y x x=-是增函数,此时1y >; 当1x ≤时, y x =是增函数,此时1y ≤, 所以函数()f x 是单调递增函数,()()2266f x f x x x ->⇔->,解得:32x -<<,所以不等式的解集是()3,2-. 故答案为:()3,2-。
判断函数单调性的常用方法
判断函数单调性的常用方法判断函数单调性的常用方法一、定义法设$x_1.x_2$是函数$f(x)$定义域上任意的两个数,且$x_1f(x_2)$,则此函数为减函数。
例如,证明:当$x>0$时,$x>\ln(1+x)$。
f'(x)=\frac{1}{1+x}>0$,所以$f(x)$为严格递增的。
因为$f(x)>\lim\limits_{x\to 0}-\ln(1+x)=-\ln(1+0)=0$,所以$x>\ln(1+x)$。
二、性质法除了用基本初等函数的单调性之外,利用单调性的有关性质也能简化解题。
若函数$f(x)。
g(x)$在区间$B$上具有单调性,则在区间$B$上有:⑴$f(x)$与$f(x)+C$($C$为常数)具有相同的单调性;⑵$f(x)$与$c\cdot f(x)$当$c>0$时具有相同的单调性,当$c<0$时具有相反的单调性;⑷当$f(x)。
g(x)$都是增(减)函数,则$f(x)+g(x)$都是增(减)函数;⑸当$f(x)。
g(x)$都是增(减)函数,则$f(x)\cdot g(x)$当两者都恒大于时也是增(减)函数,当两者都恒小于时也是减(增)函数。
三、同增异减法是处理复合函数的单调性问题的常用方法。
对于复合函数$y=f[g(x)]$满足“同增异减”法(应注意内层函数的值域),可令$t=g(x)$,则三个函数$y=f(t)。
t=g(x)。
y=f[g(x)]$中,若有两个函数单调性相同,则第三个函数为增函数;若有两个函数单调性相反,则第三个函数为减函数。
注:(1)奇函数在对称的两个区间上有相同的单调性,偶函数在对称的两个区间上有相反的单调性;2)互为反函数的两个函数有相同的单调性;3)如果$f(x)$在区间$D$上是增(减)函数,那么$f(x)$在$D$的任一子区间上也是增(减)函数。
设单调函数$y=f(x)$为外层函数,$y=g(x)$为内层函数。
判断函数单调性的常用方法
判断函数单调性的常用方法一、定义法设x1,x2是函数f(x)定义域上任意的两个数,且x1<x2,若f(x1)<f(x2),则此函数为增函数;反知,若f(x1)>f(x2),则此函数为减函数. 【例1】证明:当0>x 时,)1ln(x x +>。
证明:令01111)()1ln()(>+=+-='+-=xx x x f x x x f 所以,当0>x 时,0)(>'x f ,所以)(x f 为严格递增的0)01ln(0)0()(=+-=>⇒f x f ,所以)1ln(x x +>。
二、性质法除了用基本初等函数的单调性之外,利用单调性的有关性质也能简化解题. 若函数f(x)、g(x)在区间B 上具有单调性,则在区间B 上有: ⑴ f(x)与f(x)+C (C 为常数)具有相同的单调性;⑵ f(x)与c•f(x)当c >0具有相同的单调性,当c <0具有相反的单调性; ⑷当f(x)、g(x)都是增(减)函数,则f(x)+g(x)都是增(减)函数; ⑸当f(x)、g(x)都是增(减)函数,则f (x)•g(x)当两者都恒大于0时也是增(减)函数,当两者都恒小于0时也是减(增)函数;三、同增异减法是处理复合函数的单调性问题的常用方法. 对于复合函数y =f [g(x)]满足“同增异减”法(应注意内层函数的值域),可令 t =g(x),则三个函数 y =f(t)、t =g(x)、y =f [g(x)]中,若有两个函数单调性相同,则第三个函数为增函数;若有两个函数单调性相反,则第三个函数为减函数.注:(1)奇函数在对称的两个区间上有相同的单调性,偶函数在对称的两个区间上有相反的单调性;(2)互为反函数的两个函数有相同的单调性;(3)如果f(x)在区间D 上是增(减)函数,那么f(x)在D 的任一子区间上也是增(减)函数.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 x x f 的单调区间.教学意图:先让学生学会找出外层函数和内层函数然后再进一步教会学生如何求此函数的单调区间.此题当中定义域是一切实数,在此处我还没有让学生认识到定义域的重要性,先让学生初步掌握复合函数单调区间的求法. 解题过程:外层函数:ty 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 四、求导法导数小于0就是递减,大于0递增,等于0,是拐点极值点求函数值域的常用方法 1.观察法用于简单的解析式。
判断函数单调性的常用方法
判断函数单调性的常用方法判断函数的单调性是数学中常见的一个问题。
在解决这个问题时,有一些常用的方法和技巧可以帮助我们确定函数的单调性。
下面将就这些方法和技巧进行详细介绍。
1.用导数判断函数的单调性:常数函数:常数函数不会随自变量的变化而变化,因此常数函数在定义域上是单调的。
一次函数:一次函数的导数为常数,若导数大于零,则函数单调递增;若导数小于零,则函数单调递减。
幂函数:幂函数的导数根据指数、底数的不同具有不同的形式,通过求导后的符号进行判断函数的单调性。
指数函数:指数函数的导数为指数函数本身的常数倍,若底数大于1且指数函数变量在定义域上递增时,函数单调递增;若底数小于1且指数函数变量在定义域上递减时,函数单调递增。
对数函数:对数函数的导数为自变量在底数为e的自然对数函数中的导数,根据求导后的符号进行判断函数的单调性。
2.利用函数的一阶和二阶导数进行判断:函数的一阶导数描述了函数图像的斜率,可以通过判断一阶导数的符号确定函数的单调性。
若一阶导数始终大于零,则函数单调递增;若一阶导数始终小于零,则函数单调递减。
函数的二阶导数描述了函数图像的曲率,若二阶导数始终大于零,则函数图像为凹函数,函数单调递增;若二阶导数始终小于零,则函数图像为凸函数,函数单调递减。
3.利用函数的性质进行判断:常用的函数性质包括函数的奇偶性、周期性、对称性等。
若函数具有奇函数的性质,则在定义域的相对称点上具有相反的函数值,可以通过判断奇函数在其中一区间内的正负性得出函数在该区间的单调性。
若函数具有周期性,则可以通过观察一个周期内的变化趋势来判断函数的单调性。
4.利用图像进行判断:通过观察函数图像可以直观地判断函数的单调性。
若函数图像始终上升,则函数单调递增;若函数图像始终下降,则函数单调递减。
这些是常用的判断函数单调性的方法和技巧。
在实际问题中,有时候需要结合多个方法和技巧来确定函数的单调性。
同时,还可以利用函数的单调性来解决一些实际问题,例如在优化问题中,我们可以通过判断目标函数的单调性来确定最优解的存在性和位置。
高中数学函数单调性的判断方法
高中数学函数单调性的判断方法单调性是函数的重要性质,它在数学中有许多应用,如我们常用求函数单调性的方法求函数的值域。
那么,有哪些求函数单调性的方法呢? 方法一:定义法对于函数f(x)的定义域I 内某个区间A 上的任意两个值12,x x(1)当12x x <时,都有12()()f x f x <,则说f(x)在这个区间上是增函数;(2)若当12x x <时,都有12()()f x f x >,则说f(x) 在这个区间上是减函数。
例如:根据函数单调性的定义,证明:函数在 上是减函数。
要证明函数f (x )在定义域内是减函数,设任意1212,x x R x x ∈<且,则33221221212121()()()()f x f x x x x x x x x x -=-=-++,12x x <因为 210x x ->所以,且在1x 与2x 中至少有一个不为0,不妨设20x ≠,那么222222121123()24x x x x x x x ++=++0>,12()()f x f x >所以,故 ()f x 在 (,)-∞+∞上为减函数。
方法二:性质法除了用基本初等函数的单调性之外,利用单调性的有关性质也能简化解题. 若函数f(x)、g(x)在区间B 上具有单调性,则在区间B 上有:1. f(x)与c•f(x)当c >0具有相同的单调性,当c <0具有相反的单调性;2.当f(x)、g(x)都是增(减)函数,则f(x)+g(x)都是增(减)函数;3.当f(x)、g(x)都是增(减)函数,则f(x)•g(x)当两者都恒大于0时也是增(减)函数,当两者都恒小于0时也是减(增)函数;例如,已知f (x )在R 上是减函数,那么-5f (x )为____函数。
这道题很简单,我们根据单调性的性质,很容易就能判断它是增函数。
方法三:同增异减法(处理复合函数的单调性问题)对于复合函数y =f [g(x)]满足“同增异减”法(应注意内层函数的值域), 可令 t =g(x),则三个函数 y =f(t)、t =g(x)、y =f [g(x)]中, 若有两个函数单调性相同,则第三个函数为增函数;若有两个函数单调性相反,则第三个函数为减函数.注:(1)奇函数在对称的两个区间上有相同的单调性,偶函数在对称的两个区间上有相反的单调性;(2)互为反函数的两个函数有相同的单调性;(3)如果f(x)在区间D 上是增(减)函数,那么f(x)在D 的任一子区间上也是增(减)函数。
判断函数单调性的常见方法
判断函数单调性的常见方法函数的单调性是指函数在自变量的取值范围内是否呈现增加或减少的趋势。
判断函数单调性的常见方法包括函数的导数和函数的凹凸性等。
一、函数的导数判断单调性:当函数在其中一区间内可导时,可以通过判断函数的导数的符号来确定函数在该区间内的单调性。
1.若函数f'(x)>0,即导数大于0,则函数在该区间内是严格递增的。
2.若函数f'(x)<0,即导数小于0,则函数在该区间内是严格递减的。
3.若函数f'(x)=0,即导数等于0,则函数在该点可能有极值点。
4.若函数f'(x)>=0,即导数大于等于0,则函数在该区间内是递增的。
5.若函数f'(x)<=0,即导数小于等于0,则函数在该区间内是递减的。
需要注意的是,一个函数在一些区间上的单调性还需要满足函数在该区间上是连续的,即函数存在于该区间上。
二、函数的凹凸性判断单调性:函数的凹凸性也可以用来判断函数的单调性。
凹凸性表示函数的曲线是向上凸起还是向下凸起。
1.若函数f''(x)>0,即二阶导数大于0,则函数在该区间内是向上凸起的,且在该区间内是递增的。
2.若函数f''(x)<0,即二阶导数小于0,则函数在该区间内是向下凸起的,且在该区间内是递减的。
3.若函数f''(x)=0,即二阶导数等于0,则函数在该点可能存在拐点。
需要注意的是,函数的凹凸性需要函数存在二阶导数,因此这种方法只适用于可导的函数。
综合判断法:有时候,通过综合判断函数在不同区间上的单调性,可以更准确地判断函数的单调性。
这可以通过以下步骤进行:1.确定函数定义的区间,即函数存在的区间。
2.判断函数在每个区间上的导数的符号,根据导数和函数的关系来判断函数的单调性。
3.判断函数在每个区间上的凹凸性,根据凹凸性和函数的关系来判断函数的单调性。
4.将导数和凹凸性的结果综合起来,判断函数在整个定义区间上的单调性。
证明函数单调性的方法
证明函数单调性的方法在数学中,证明函数的单调性是一个非常重要的问题。
函数的单调性指的是函数在定义域内的增减性质,即函数的取值随自变量的增减而增加或减少。
证明函数的单调性有多种方法,下面我们将介绍几种常见的方法。
一、导数法。
证明函数单调性的常用方法之一是利用导数。
对于给定的函数,我们可以求出其导数,并通过导数的正负性来判断函数的单调性。
具体来说,如果函数在某个区间上的导数恒大于零(或恒小于零),那么函数在该区间上就是单调递增(或单调递减)的。
以求证函数f(x)在区间(a, b)上单调递增为例,我们可以先求出函数f(x)在该区间上的导数f'(x),然后证明f'(x)恒大于零。
如果能够证明f'(x)>0,那么就可以得出函数f(x)在区间(a, b)上单调递增的结论。
二、一阶导数和二阶导数法。
除了利用导数的正负性来证明函数的单调性外,我们还可以利用一阶导数和二阶导数的关系来进行证明。
具体来说,如果函数在某个区间上的一阶导数恒大于零,而二阶导数恒大于或恒小于零,那么函数在该区间上就是单调递增的。
同理,如果一阶导数恒小于零,而二阶导数恒大于或恒小于零,那么函数在该区间上就是单调递减的。
三、零点法。
另一种证明函数单调性的方法是利用函数的零点。
具体来说,如果函数在某个区间上的导数恒大于零(或恒小于零),那么函数在该区间上就是单调递增(或单调递减)的。
而函数的导数恒大于零(或恒小于零)又可以通过证明函数的导数在该区间上没有零点来得到。
因此,我们可以通过证明函数的导数在某个区间上没有零点来证明函数在该区间上的单调性。
四、其他方法。
除了上述方法外,还有一些其他方法可以用来证明函数的单调性,比如利用函数的图像、利用函数的定义等。
在具体问题中,我们可以根据函数的性质和给定条件选择合适的方法来进行证明。
总结。
综上所述,证明函数的单调性有多种方法,包括导数法、一阶导数和二阶导数法、零点法以及其他方法。
函数单调性判断方法
函数单调性判断方法
1、思路
假如有一个函数f(x),想要判断它的单调性,我们先从一阶导数开始。
令f(x)的一阶导数为f’(x),对一阶导数f’(x)进行判断:(1)如果f’(x)在所有x值的情况下都大于0,则f(x)为单调递增
函数;
(2)如果f’(x)在所有x值的情况下都小于0,则f(x)为单调递减
函数;
(3)如果f’(x)在不同x值时有正有负,则f(x)不是单调函数。
2、一阶导数判断
假如一个函数f(x)定义域为[a,b],则求出f(x)的一阶导数f’(x);
(1)如果f’(x)在x=a和x=b的情况下,f’(a)>0,f’(b)>0,则
f(x)在[a,b]区间内是单调递增函数;
(2)如果f’(x)在x=a和x=b的情况下,f’(a)<0,f’(b)<0,则
f(x)在[a,b]区间内是单调递减函数;
(3)如果f’(x)在x=a和x=b的情况下,f’(a)>0,f’(b)<0或
f’(a)<0,f’(b)>0,则f(x)在[a,b]区间内是不单调函数;
(4)如果f’(x)存在x0,使得f’(x0)=0,f’(x)在x=a和x0的
情况下,f’(a)>0,f’(x0)>0,则f(x)在[a,x0]区间内是单调递增函数;
(5)如果f’(x)存在x0,使得f’(x0)=0,f’(x)在x=a和x0的
情况下,f’(a)<0,f’(x0)<0,则f(x)在[a,x0]区间内是单调递减函数;。
判断函数单调性的常用方法
判断函数单调性的常用方法判断函数的单调性是数学分析中一个重要的概念。
它描述了函数在定义域上是否递增或递减。
判断函数单调性的常用方法包括可视化法、导数法和二阶导数法。
一、可视化法:可视化法是一种直观的方法,适用于对函数的图像有一定了解的情况下。
通过观察函数的图像来判断函数的单调性。
对于函数f(x),如果其图像上的所有点都满足以下两个条件之一,则函数f(x)是递增的:1.对于任意的x1和x2,如果x1<x2,则f(x1)≤f(x2);2.图像上没有水平线段。
同样地,如果上述两个条件改为f(x1)≥f(x2)和没有水平线段,则函数f(x)是递减的。
这种方法的主要优点是简单易懂,但适用范围有限,只适用于简单的函数图像。
二、导数法:导数法是一种更为精确的方法,可以通过函数的导数来判断函数的单调性。
对于连续可导的函数f(x),如果在定义域上f'(x)≥0,则函数f(x)是递增的;如果f'(x)≤0,则函数f(x)是递减的。
这个方法的基本思想是通过求函数的导数,来判断函数在各个点的斜率,从而推断函数的单调性。
三、二阶导数法:二阶导数法是导数法的一种延伸。
对于函数f(x),如果在定义域上f''(x)≥0,则函数f(x)是凸函数,是递增的;如果f''(x)≤0,则函数f(x)是凹函数,是递减的。
这个方法的主要思路是通过求函数的二阶导数,来判断函数的曲率,进而推断函数的单调性。
以上是判断函数单调性的常用方法,但需要注意以下几点:1.这些方法都是基于函数的导数或二阶导数进行判断,因此要求函数在相应的区间上具有连续可导性。
2.判断函数的单调性并不只是局限于上述三种方法,还可以通过其他数学工具如函数的零点、拐点、极值等来辅助判断。
3.在实际应用中,人们可能会结合上述多种方法来判断函数的单调性,以确保结果的准确性。
在文章的开头,我提到了三种判断函数单调性的常用方法:可视化法、导数法和二阶导数法。
怎样判断函数的单调性
单调性是函数的基本性质之一,也是高考数学考查的重要知识点.判断函数的单调性,即判断该函数的在自变量发生变化时函数值的变化趋势.此类问题的难度一般不大,重点考查函数单调性的定义以及简单基本函数的图象、性质.通过归纳总结,笔者发现了一些判断函数单调性的途径,下面作重点介绍.一、定义法定义法是指运用函数单调性的定义来判断函数的单调性.运用此方法判断函数的单调性有四个基本步骤:(1)取值.在定义域D内任取x1、x2,且x1<x2;(2)作差.令f(x1)-f(x2);(3)定号.通过分解因式、配方,判断出f(x1)-f(x2)的符号;(4)判断出函数的单调性.若f(x1)-f(x2)>0,则函数单调递减;若f(x1)-f(x2)<0,则函数单调递增.例1.证明函数f(x)=-x3+a在R上是减函数.证明:设x1,x2∈R,且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=-x13+a-(-x23+a)=()x2-x1()x12+x22+x1x2,因为x12+x22+x1x2=æèçöø÷x1+x222+34x22>0,且x2-x1>0,所以f(x1)-f(x2)=()x2-x1()x12+x22+x1x2>0,则f(x1)>f(x2),所以f(x)=-x3+a在R上是减函数.解答本题主要运用了定义法,首先取x1、x2∈R,且x1<x2;再将f(x1)与f(x2)作差,运用因式分解与配方的技巧对f(x1)-f(x2)进行变形;最终判定函数f(x)=-x3+a在R上是减函数.二、图象法图象法是根据函数的图象来判断函数单调性的方法,也是解答函数问题的一种重要方法.若函数f(x)的值随着自变量的增大而增大,则该函数为增函数;若随着自变量的增大而减小,则该函数为减函数.解题时,要先根据函数的解析式画出较为精确的函数图象,通过函数的图象来分析函数的变化情况,从而判断出函数的单调性.例2.判断函数f(x)=-x2+2||x+1在R上的单调性.解:f(x)=-x2+2||x+1=ìíî-x2+2x+1,x≥0,-x2-2x+1,x<0,=ìíî-(x-1)2+2,x≥0,-(x+1)2+2,x<0,根据函数的解析式作出如图所示的图象,由图象可知,函数f(x)=-x2+2||x+1在(-∞,-1)和[]0,1上单调递增,在[]-1,0和[]1,+∞上单调递减.我们根据函数的解析式便能画出函数的图象,然后就能直接使用图象法来判断函数的单调性.此种方法较为简单、便捷,通过观察图象的特点,就能快速判断出函数的单调性.三、导数法面对较为复杂的函数解析式,运用导数法来判断函数的单调性比较有效.运用导数法来解题,实质上就是根据导函数与函数单调性之间的关系来判断函数的单调性.运用此种方法解题,需要先对函数进行求导;再将导数值和零进行比较,判断出导函数值的正负,最后判断出原函数的单调性.例3.判断函数f(x)=x-1x-3+ln(x+1)的单调性.解:由{x+1>0,x-3≠0,得x>-1,且x≠3,则函数f(x)的定义域为(-1,3)⋃(3,+∞),对函数进行求导得f′(x)=(x-1)(x-7)(x-3)2(x+1),令f′(x)=0,得x1=1,x2=7,当-1<x<1或x>7时,f′(x)>0,当1<x<7且x≠3时,f′(x)<0,故当-1<x<1或x>7时,函数f(x)单调递增,当1<x<7且x≠3时,函数f(x)单调递减.导数法往往适用于判断含有指数式或者对数式的函数的单调性.运用此种方法解题,只需要判断f(x)的导函数与零的关系,即可判定函数f(x)的单调性.上述三种方法都是解答函数单调性问题的有效方法.同学们需根据具体的函数解析式,选用合适的方法进行判断,才能够提升解题的效率.(作者单位:江苏省海安市曲塘中学)备考指南51Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
判断函数单调性的方法
判断函数单调性的方法
判断函数单调性的方法是通过观察函数的导数的正负性进行推断。
具体的步骤如下:
1. 对于给定函数 f(x),首先求出它的导数 f'(x)。
2. 分析函数的导数 f'(x) 的正负性。
当 f'(x) > 0 时,函数的导数为正;当 f'(x) < 0 时,函数的导数为负。
3. 根据函数的导数的正负性来判断函数的单调性:
- 如果 f'(x) > 0,那么函数在该区间上是单调递增的;
- 如果 f'(x) < 0,那么函数在该区间上是单调递减的;
- 如果 f'(x) = 0,那么函数在该点可能是极大值点或极小值点,需要进一步分析。
需要注意的是,如果函数在一个区间上的导数恒大于(或恒小于)0,则函数在该区间上是严格递增(或严格递减)的。
此外,也可以通过二阶导数的正负性来判断函数的单调性。
当函数的二阶导数大于0时,函数是凸的,即是严格单调递增的;当二阶导数小于0时,函数是凹的,即是严格单调递减的。
函数单调性判断方法
函数单调性判断方法
㈠作差法。
根据增函数、减函数的定义,利用作差法证明函数的单调性。
其步骤有:⑴取值,⑵作差,⑶变形,⑷判号,⑸定性。
其中,变形一步是难点,常用技巧有:
整式型---因式分解、配方法,还有六项公式法。
分式型---通分合并,化为商式。
二次根式型---分子有理化。
㈡图像法。
利用函数图像的连续上升或下降的特点判别函数的单调性。
㈢导数法。
利用导函数的符号判别函数的单调性。
㈣运算法。
利用已知函数的单调性判别和差型函数的单调性。
这种方法的根据有如下四种:
⑴增+增=增⑵增-减=增
⑶减+减=减⑷减-增=减
㈤复合函数法。
对于复合函数的单调性,可以根据各层函数单调性去判别。
其规律是:如果各层函数中,减函数的个数是偶数,则原复合函数是增函数;如果各层函数中,减函数的个数是奇数,则原复合函数是减函数。
当是最简单的两层复合函数时,通常根据所谓的‘同增异减’判别法。
即,内外层函数的单调性相同时,原函数是增函数;内外层函数的单调性不相同时,原函数是减函数。
㈥奇偶性法。
如果函数具有奇偶性,则单调性可以简便判别。
一般先用作差法判别定义域大于0时的单调性,再根据图像的对称性得出定义域小于0时的单调性。
正所谓‘巧借奇偶性,减半判单性’就是这个道理。
函数单调性的判定方法(高中数学)
函数单调性的判定方法(高中数学)
函数单调性是指一个函数在某个区间上的取值,若其在该区间内是单调递增或者单调递减,则称该函数在此区间上是单调的。
高中数学中,函数单调性的判定方法是指用来判断一个函数在某个区间上是否单调的方法。
具体的判定方法有三种:
1. 利用值域的特性判断函数单调性。
当函数的值域为实数集、实数集U∪{+∞}(或-∞)时,函数是单调递增的;当函数的值域为实数集、实数集U∪{-∞}(或+∞)时,函数是单调递减的。
2. 利用导数的大小判断函数单调性。
如果函数的导数在某个区间上都是正的,则该函数在该区间上是单调递增的;如果函数的导数在某个区间上都是负的,则该函数在该区间上是单调递减的。
3. 利用函数的图像判断函数单调性。
在函数的图像上,如果曲线的切线方向都是向上的,就说明该函数在这个区间上是单调递增的;如果曲线的切线方向都是向下的,就说明该函数在这个区间上是单调递减的。
以上就是高中数学中函数单调性的判定方法,要想正确判断一个函数在某个区间上是否单调,不仅要理解这三
种判定方法,还要结合该函数的特点,综合考虑多种因素,才能得出准确的结论。
函数单调性判断方法
函数单调性判断方法要判断一个函数的单调性,我们需要先了解什么是单调函数。
在数学中,如果函数的定义域为一个实数集,函数的值随着自变量的增大而增大,或随着自变量的减小而减小,那么这个函数就是单调函数。
简单来说,单调函数要么是递增的,要么是递减的。
接下来,我们将介绍三种常见的方法来判断函数的单调性。
第一种方法是使用导数的概念。
如果函数在定义域上连续,并且在每个点处的导数大于零,那么函数是递增的;如果函数在定义域上连续,并且在每个点处的导数小于零,那么函数是递减的。
要判断函数的导数符号,可以先求出函数的导数表达式,然后找出导数表达式的零点。
在零点的左侧,导数为负,函数递减;在零点的右侧,导数为正,函数递增。
如果函数的导数在某个区间上恒为正(或恒为负),则函数在该区间上单调递增(或单调递减)。
第二种方法是使用二阶导数的概念。
如果一个函数的二阶导数大于零,那么函数是凹的,也就是递增的;如果一个函数的二阶导数小于零,那么函数是凸的,也就是递减的。
要判断函数的二阶导数的符号,可以先求出函数的二阶导数表达式,然后找出二阶导数表达式的零点。
在零点的左侧,二阶导数为负,函数凸;在零点的右侧,二阶导数为正,函数凹。
如果函数的二阶导数在某个区间上恒为正(或恒为负),则函数在该区间上凹(或凸),即单调递增(或单调递减)。
第三种方法是使用区间端点的值来判断单调性。
对于函数f(x),如果在一个区间(a, b)上,当x逐渐从a增加到b时,有f(a) < f(b),那么函数在该区间上单调递增;如果在一个区间(a, b)上,当x逐渐从a增加到b时,有f(a) > f(b),那么函数在该区间上单调递减。
这种方法主要适用于一些简单的函数,例如多项式函数、指数函数、对数函数等。
需要注意的是,这三种方法都是相对简化的判断方法,适用于一些简单的函数。
对于复杂的函数,我们可能需要综合运用多种方法来判断函数的单调性。
举个例子,我们来判断函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2的单调性。
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判断函数单调性的常见方法
一、函数单调性的定义:
一般的,设函数y=f(X)的定义域为A,I∈A,如对于区间内任意两个值X1、X2,
1)、当X1<X2时,都有f(X1)<f(X2),那么就说y=f(x)在区间I上是单调增函数,I称为函数的单调增区间;
2)、当X1>X2时,都有f(X1)>f(X2),那么就说y=f(x)在区间I上是单调减函数,I称为函数的单调减区间。
二、常见方法:
Ⅰ、定义法:定义域判断函数单调性的步骤
①取值:
在函数定义域的某一子区间I内任取两个不等变量X1、X2,可设X1<X2;
②作差(或商)变形:
作差f(X1)-f(X2),并通过因式分解、配方、有理化等方法向有利于判断差的符号的方向变形;
③定号:
确定差f(X1)-f(X2)的符号;
④判断:
根据定义得出结论。
例:已知函数f(x)=x3+x,判断f(x)在(-∞,+∞)上的单调性并证明解:任取x1、x2∈(-∞,+∞),x1<x2,则
f﹙x1﹚-f﹙x2﹚=(x13+x1)- (x23+x2)=(x1-x2)+(x13-x23)
=(x1-x2)(x12+x22+x1x2+1)
=(x1-x2)[﹙x1+1/2x2﹚2+1+3/4x22]
∵x1、x2∈(-∞,+∞),x1<x2,
∴x1-x2<0,(x1+1/2x2﹚2+1+3/4x22>0
故f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2)
∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递增
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):
①函数y=-f(x)的单调性相反
②函数y=f(x)恒为正或恒为负时,函数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,减函数+减函数=减函数例:判断函数y=-x+1+1/x在(0,+∞)内的单调性
解:设y1=-x+1,y2=1/x,
∵y1在(0,+∞)上↓,y2在(0,+∞)上↓,
∴y=-x+1+1/x在(0,+∞)内↓
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
Ⅳ、分析法:
复合函数单调性判断:
例:判断y=1/(-2x-3)的单调性
解:令u=-2x-3,
∵y=1/u在(0,+∞)↓,在(-∞,0)↑,
u(x)在(-∞,+∞)↓
∴y=1/(-2x-3)在(0,+∞)↑,在(-∞,0)↓
这种方法概括为“同减异增”
判断函数单调性的常见方法有定义法、直接判断法、图像法、分析法……
做题时要结合具体题意,找出适当的方法解题。