高一数学人教B版必修1:2.1.3 函数的单调性 学案

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2.1.3 函数的单调性

自主学习

学习目标

1.理解单调性的定义.

2.运用单调性的定义判断函数的单调性.

自学导引

1.增函数与减函数

一般地,设函数y =f (x )的定义域为A ,区间M ⊆A .如果取区间M 中的________________,改变量Δx =x 2-x 1>0,则当____________________时,就称函数y =f (x )在区间M 上是增函数(如图甲),当____________________时,那么就称函数y =f (x )在区间M 上是减函数(如图乙).

2.单调性与单调区间

如果一个函数在某个区间M 上是________或是________,就说这个函数在这个区间M 上具有单调性,区间M 称为________________.

3.a >0时,二次函数y =ax 2+bx +c 的单调递增区间为__________.

4.k >0时,y =kx +b 在R 上是________函数.

5.函数y =k x

(k >0)的单调递减区间为________________.

对点讲练

知识点一 利用图象求单调区间

例1 求下列函数的单调区间.

(1)f (x )=3|x |; (2)f (x )=|x 2+2x -3|.

规律方法 函数的单调区间可以是开的,也可以是闭的,也可以是半开半闭的,对于闭区间上的连续函数来说,只要在开区间上单调,它在闭区间上也单调.因此,只要单调区间

端点使f (x )有意义,都可以使单调区间包括端点.但要注意,不连续的单调区间必须分开写,不能用“∪”符号连接它们.

变式迁移1 写出函数f (x )=ax 2

|x |

+1(a ≠0)的单调区间.

知识点二 利用定义证明函数的单调性

例2 证明:函数f (x )=x +1x

在(0,1)上是减函数.

规律方法 证明函数的单调性的常用方法是利用函数单调性的定义.其步骤为(1)取值(注意x 1、x 2的任意性);(2)作差变形(目的是便于判断符号);(3)判断差的符号;(4)写出结论.

变式迁移2 利用单调性的定义证明函数y =x -1x

在(0,+∞)上是增函数.

知识点三 函数单调性的应用

例3 已知函数f (x )=x 2+2x +3x

(x ∈[2,+∞)), (1)求f (x )的最小值;

(2)若f (x )>a 恒成立,求a 的取值范围.

规律方法 运用函数单调性求最值是求函数最值的重要方法,特别是当函数图象不好作或作不出来时,单调性几乎成为首选方法.另外f (x )>a 恒成立,等价于f (x )min >a ,f (x )

变式迁移3 求函数f (x )=x x -1

在区间[2,5]上的最大值与最小值;若f (x )

1.函数的单调区间必须是定义域的子集.因此讨论函数的单调性时,必须先确定函数的定义域.

2.研究函数的单调性,必须注意无意义的特殊点,如函数f (x )=1x

在(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,但不能说函数f (x )=1x

在定义域上是减函数. 3.求单调区间的方法:(1)图象法;(2)定义法;(3)利用已知函数的单调性.

4.用单调性的定义证明函数的单调性分四个主要步骤:取值——作差变形——定号——判断.

若f (x )>0,则判断f (x )的单调性可以通过作比的方法去解决,即“取值——作比变形——与1比较——判断”.

课时作业

一、选择题

1.下列说法中正确的有( )

①若x 1,x 2∈I ,当x 1

②函数y =x 2在R 上是增函数;

③函数y =-1x

在定义域上是增函数; ④y =1x

的单调区间是(-∞,0)∪(0,+∞). A .0个 B .1个 C .2个 D .3个

2.设(a ,b ),(c ,d )都是函数f (x )的单调增区间,且x 1∈(a ,b ),x 2∈(c ,d ),x 1

A .f (x 1)

B .f (x 1)>f (x 2)

C .f (x 1)=f (x 2)

D .不能确定

3.下列函数在区间(2,+∞)上为减函数的为( )

A .y =2x -7

B .y =-1x

C .y =-x 2+4x +1

D .y =x 2-4x -3

4.若函数f (x )=x 2+2(a -2)x +2在区间[4,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是

( )

A .a ≤-2

B .a ≥-2

C .a ≥-6

D .a ≤-6

5.设函数f (x )是(-∞,+∞)上的减函数,则( )

A .f (a )>f (2a )

B .f (a 2)

C .f (a 2+a )

D .f (a 2+1)

二、填空题

6.已知函数f (x )为区间[-1,1]上的增函数,则满足f (x )

________.

7.函数f (x )=2x 2-3|x |的单调递减区间是____________________________________.

8.若函数y =ax 与y =-b x

在(0,+∞)上都是减函数,则函数y =ax 2+bx 在(0,+∞)上是单调______函数.

三、解答题

9.证明:函数y =x +2x +1

在[2,4]上是减函数,并求f (x )在[2,4]上的最值.

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