资源简介 第六讲 函数的基本性质【知识梳理】1.函数的单调性(1)单调函数的定义增函数 减函数一般地,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上的任意两个自变量的值 x1,x2定义当 x1就说函数 f(x)在区间D上是增函数 就说函数 f(x)在区间 D上是减函数图象描述自左向右看图象是上升的 自左向右看图象是下降的(2)单调区间的定义如果函数 y=f(x)在区间 D上是 或 ,那么就说函数 y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性, 叫做 y=f(x)的单调区间.2.函数的最值(1)函数的最大(小)值及其几何意义最值 条件 几何意义①对于 x∈I,都有 ,最大值 函数 y=f(x)图象上最高点的纵坐标② x0∈I,使得 .①对于 x∈I,都有 ,最小值 函数 y=f(x)图象上最低点的纵坐标② x0∈I,使得 .(2)求函数最值的常用方法①图象法:作出 y=f(x)的图象,观察最高点与最低点,最高(低)点的纵坐标即为函数的最大(小)值.②运用已学函数的值域.③运用函数的单调性:(i)若 y=f(x)在区间[a,b]上是增函数,则 ymax= ,ymin= .(ii)若 y=f(x)在区间[a,b]上是减函数,则 ymax= ,ymin= .④分段函数的最大(小)值是指各段上的最大(小)值中最大(小)的那个.【基础自测】1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数 f(x)为 R 上的减函数,则 f(-3)>f(3).( )(2)若函数 y=f(x)在定义域上有 f(1)(3) 1函数 y 的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( )x(4)若函数 y=f(x)在区间 D上是增函数,则函数 y=-f(x)在区间 D上是减函数.( )2.函数 f(x)在[-2,2]上的图象如图所示,则此函数的最小值为________,最大值为________.3 2.函数 y= 在[2,4]上的最大值与最小值之和等于________.x4 1.函数 y= 的单调递减区间是________.x-15.已知函数 f(x)=x2+2(a-1)x+2 在区间(-∞,4]上是减函数,则实数 a的取值范围为________.6.若函数 y=f(x)的定义域为 R,且为增函数,f(1-a)【典型例题】题型一 确定函数的单调性1.函数 f(x)=|x-2|x的单调递减区间是________.2 ax.根据定义,研究函数 f(x)= 在 x∈(-1,1)上的单调性.x-1练习 13.求证:函数 f(x) 1= 在(0,+∞)上是减函数,在(-∞,0)上是增函数.x24.画出函数 y=|x2-2x-3|的图象,写出它的单调区间,并指出单调性.题型二 已知函数单调性求参数范围5.已知函数 f(x)=x2-2ax-3在区间[1,2]上具有单调性,求实数 a的取值范围.6.已知函数 f(x)=x a a- + 在(1,+∞)上是增函数,求实数 a的取值范围.x 2练习 27.若 f(x)=x2+2(a-2)x+2的单调增区间为[3,+∞),则 a的值是________.8.已知 a>0 a,函数 f(x)=x+ (x>0)在(0,1)上单调递减,求 a的取值范围.x题型三 函数单调性的应用9.若函数 f(x)在区间(-∞,+∞)上是减函数,则下列关系式一定成立的是( )A.f(a)>f(2a) B.f(a2)10.函数 y=f(x)是定义在[-2,2]上的减函数,且 f(a+1)11 x-1.已知函数 f(x)= ,x∈[3,5].x+2(1)判断函数 f(x)的单调性并证明;(2)求函数 f(x)的最大值和最小值.练习 312.已知 f(x)是定义在区间[-1,1]上的增函数,且 f(x-2)13.定义在 R 上的函数 f(x),对任意 x1,x2∈R(x1≠x2)f x2 -f x1 ,有 <0,则( )x2-x1A.f(3)14 f(x) 6.已知函数 = +3(x∈[2,4]),求函数 f(x)的最大值和最小值.1-x【课堂小测】1.设 a∈R,函数 f(x)在 R 上是增函数,则( )7 7A.f(a2+a+2)> f ( ) B.f(a2+a+2)< f ( )4 4C.f(a2+a+2)≥ f (7 ) 7D.f(a2+a+2)≤ f ( )4 42.已知函数 f(x)是定义域为[0,+∞)上的减函数,且 f(2)=-1,则满足 f(2x-4)>-1的实数x的取值范围是( )A.(3,+∞) B.(-∞,3) C.[2,3) D.[0,3)3.已知函数 f(x)=-x2+4x+a,x∈[0,1],若 f(x)有最小值-2,则 f(x)的最大值为( )A.-1 B.0 C.1 D.24.(多选)若 f(x)=-x2 2ax g(x) a+ 与 = 在区间[1,2]上都单调递减,则实数 a的取值可以是x+1( )A 1.-1 B. C.1 D.225.函数 y=-x2+2|x|+1的单调递增区间为__________,单调递减区间为________.2x m26.设函数 f(x)= 在区间[3,4]上的最大值和最小值分别为 M,m,则 =________.x-2 M【课后作业】1.函数 f(x)在 R 上是减函数,则有( )A.f(3)f(5) D.f(3)≥f(5)2.函数 f(x) x= 在( )1-xA.(-∞,1)∪(1,+∞)上是增函数 B.(-∞,1)∪(1,+∞)上是减函数C.(-∞,1)和(1,+∞)上是增函数 D.(-∞,1)和(1,+∞)上是减函数x2+4x,x≥0,3.已知函数 f(x)= 若 f(4-a)>f(a),则实数 a的取值范围是( )4x-x2,x<0,A.(-∞,2) B.(2,+∞) C.(-∞,-2) D.(-2,+∞)4.当 0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数 a的取值范围是________. x2 , x 1,5 .已知函数 f(x)= a 若 f(x)是 R上的增函数,则实数 a的取值范围为________. (4 )x 1, x 1 26.已知函数 f(x)=|x|(x+1),试画出函数 f(x)的图象,并根据图象解决下列两个问题.(1)写出函数 f(x)的单调区间;(2) 1求函数 f(x)在区间[ 1, ]上的最大值.2第六讲 函数的基本性质【考试要求】借助函数图象,会用数学符号语言表达函数的单调性、最值,理解实际意义.【知识梳理】1.函数的单调性(1)单调函数的定义增函数 减函数一般地,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上的任意两个自变量的值 x1,x2定义当 x1f(x2),那么就说函数 f(x)在区间D上是增函数 就说函数 f(x)在区间 D上是减函数图象描述自左向右看图象是上升的 自左向右看图象是下降的(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(1)函数的最大(小)值及其几何意义最值 条件 几何意义①对于 x∈I,都有 f(x)≤M,② x0∈I,最大值 函数 y=f(x)图象上最高点的纵坐标使得 f(x0)=M①对于 x∈I,都有 f(x)≥M,② x0∈I,最小值 函数 y=f(x)图象上最低点的纵坐标使得 f(x0)=M(2)求函数最值的常用方法①图象法:作出 y=f(x)的图象,观察最高点与最低点,最高(低)点的纵坐标即为函数的最大(小)值.②运用已学函数的值域.③运用函数的单调性:(i)若 y=f(x)在区间[a,b]上是增函数,则 ymax=f(b),ymin=f(a).(ii)若 y=f(x)在区间[a,b]上是减函数,则 ymax=f(a),ymin=f(b).④分段函数的最大(小)值是指各段上的最大(小)值中最大(小)的那个.【基础自测】1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数 f(x)为 R 上的减函数,则 f(-3)>f(3).( √ )(2)若函数 y=f(x)在定义域上有 f(1)(3) 1函数 y 的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( × )x(4)若函数 y=f(x)在区间 D上是增函数,则函数 y=-f(x)在区间 D上是减函数.( √ )2.函数 f(x)在[-2,2]上的图象如图所示,则此函数的最小值为________,最大值为________.答案 -1 23.函数 y 2= 在[2,4]上的最大值与最小值之和等于________.x3答案24 1.函数 y= 的单调递减区间是________.x-1答案 (-∞,1),(1,+∞)1 1解析 方法一 y= 的图象可由 y= 的图象向右平移一个单位得到,如图,x-1 x所以单调减区间是(-∞,1),(1,+∞).方法二 函数 f(x) 1= 的定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),x-1设 x1,x2∈(-∞,1),且 x1f(x ) f(x ) 1 11 - 2 = -x1-1 x2-1x2-x1= . x1-1 x2-1 因为 x1所以 x2-x1>0,x1-1<0,x2-1<0,所以 f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>f(x2).所以函数 f(x)在(-∞,1)上单调递减,同理函数 f(x)在(1,+∞)上单调递减.综上,函数 f(x)的单调递减区间是(-∞,1),(1,+∞).5.已知函数 f(x)=x2+2(a-1)x+2 在区间(-∞,4]上是减函数,则实数 a的取值范围为________.答案 (-∞,-3]解析 f(x)=x2+2(a-1)x+2的开口方向向上,对称轴为 x=1-a,∵f(x)=x2+2(a-1)x+2在区间(-∞,4]上是减函数,∴4≤1-a,∴a≤-3,∴a的取值范围是(-∞,-3].6.若函数 y=f(x)的定义域为 R,且为增函数,f(1-a)2,+∞答案 3解析 因为 y=f(x)的定义域为 R,且为增函数,f(1-a) ,32,+∞所以所求 a的取值范围是 3 .【典型例题】题型一 确定函数的单调性1.函数 f(x)=|x-2|x的单调递减区间是________.答案 [1,2]x2-2x,x≥2,解析 f(x)=-x2+2x,x<2.画出 f(x)的大致图象(如图所示),由图知 f(x)的单调递减区间是[1,2].2 ax.根据定义,研究函数 f(x)= 在 x∈(-1,1)上的单调性.x-1解 当 a=0时,f(x)=0,在(-1,1)上不具有单调性,当 a≠0时,设 x1,x2为(-1,1)上的任意两个数,且 x1f(x ) f(x ) ax1 ax2所以 1 - 2 = -x1-1 x2-1ax1 x2-1 -ax2 x1-1 = x1-1 x2-1 a x2-x1 = x1-1 x2-1 因为 x1,x2∈(-1,1)且 x1所以 x2-x1>0,x1-1<0,x2-1<0,x2-x1所以 >0, x1-1 x2-1 当 a>0时,f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>f(x2),所以 f(x)在(-1,1)上单调递减,当 a<0时,f(x1)-f(x2)<0,即 f(x1)所以 f(x)在(-1,1)上单调递增.综上,当 a=0时,f(x)在(-1,1)上不具有单调性;当 a>0时,f(x)在(-1,1)上单调递减;当 a<0时,f(x)在(-1,1)上单调递增.练习 13 1.求证:函数 f(x)= 在(0,+∞)上是减函数,在(-∞,0)上是增函数.x2证明 对于任意的 x1,x2∈(-∞,0),且 x1f(x 1 1 x22-x21 x2-x1 x2+x1 1)-f(x2)= - = = .x21 x22 x21x22 x12x22∵x1∴x2-x1>0,x1+x2<0,x21x22>0.∴f(x1)-f(x2)<0,即 f(x1)1∴函数 f(x)= 在(-∞,0)上是增函数.x2对于任意的 x1,x2∈(0,+∞),且 x1f(x ) f(x ) x2-x1 x2+x1 1 - 2 = .x21x22∵00,x2+x1>0,x21x22>0.∴f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>f(x2).∴函数 f(x) 1= 在(0,+∞)上是减函数.x24.画出函数 y=|x2-2x-3|的图象,写出它的单调区间,并指出单调性.考点 求函数的单调区间题点 求函数的单调区间解 y=|x2-2x-3|的单调区间有(-∞,-1],[-1,1],[1,3],[3,+∞),其中单调递减区间是(-∞,-1],[1,3];单调递增区间是[-1,1],[3,+∞).题型二 已知函数单调性求参数范围5.已知函数 f(x)=x2-2ax-3在区间[1,2]上具有单调性,求实数 a的取值范围.解 函数 f(x)=x2-2ax-3的图象开口向上,对称轴为直线 x=a,画出草图如图所示.由图象可知函数在(-∞,a]和[a,+∞)上都具有单调性,因此要使函数 f(x)在区间[1,2]上具有单调性,只需 a≤1或 a≥2,从而 a∈(-∞,1]∪[2,+∞).6.已知函数 f(x)=x a a- + 在(1,+∞)上是增函数,求实数 a的取值范围.x 2解 设 11.因为函数 f(x)在(1,+∞)上是增函数,x a a- +所以 f(x1)-f(x2) xa a 2= 1- + - x 2x1 221 a+=(x1-x2) x1x2 <0.a因为 x1-x2<0,所以 1+ >0,即 a>-x1x2.x1x2因为 11,所以-x1x2<-1,所以 a≥-1.所以 a的取值范围是[-1,+∞).练习 27.若 f(x)=x2+2(a-2)x+2的单调增区间为[3,+∞),则 a的值是________.答案 -1解析 ∵f(x)=x2+2(a-2)x+2的单调增区间为[2-a,+∞),∴2-a=3,∴a=-1.8.已知 a>0,函数 f(x) x a= + (x>0)在(0,1)上单调递减,求 a的取值范围.x解 设 1>x1>x2>0,f(x1)-f(x2)a a=x1+ -x2-x1 x2(x x ) a x2-x1 = 1- 2 +x1x2 x1-x2 x1x2-a = ,x1x2∵f(x)在(0,1)上单调递减;∴f(x1)-f(x2)<0 即 f(x1)又∵1>x1>x2>0,∴x1-x2>0,x1x2>0,0∴x1x2-a<0,∴ a 1所以 a的取值范围为[1,+∞)题型三 函数单调性的应用命题点 1 比较函数值的大小9.若函数 f(x)在区间(-∞,+∞)上是减函数,则下列关系式一定成立的是( )A.f(a)>f(2a) B.f(a2)C.f(a2+a)答案 D解析 因为 f(x)是区间(-∞,+∞)上的减函数,且 a2+1>a2,所以 f(a2+1)命题点 2 解函数不等式10.函数 y=f(x)是定义在[-2,2]上的减函数,且 f(a+1)答案 [-1,1)-2≤a+1≤2,解析 由条件知 -2≤2a≤2,a+1>2a,解得-1≤a<1.命题点 3 求函数的最值11 f(x) x-1.已知函数 = ,x∈[3,5].x+2(1)判断函数 f(x)的单调性并证明;(2)求函数 f(x)的最大值和最小值.解 (1)f(x)是增函数,证明如下:任取 x1,x2∈[3,5]且 x1f(x x1-1 x2-1 3 x1-x2 1)-f(x2)= - = ,x1+2 x2+2 x1+2 x2+2 因为 3≤x1所以 x1-x2<0,(x1+2)(x2+2)>0,所以 f(x1)-f(x2)<0,即 f(x1)所以 f(x)在[3,5]上为增函数.(2)由(1)知,f(x)在[3,5]上为增函数,则 f(x) 4max=f(5)= ,7f(x)min=f(3)2= .5反思感悟 (1)若函数 y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,则 f(x)的最大值为 f(b),最小值为 f(a).(2)若函数 y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,则 f(x)的最大值为 f(a),最小值为 f(b).(3)若函数 y=f(x)有多个单调区间,那就先求出各区间上的最值,再从各区间的最值中决定出最大(小)值.函数的最大(小)值是整个值域范围内的最大(小)值.(4)如果函数定义域为开区间,则不但要考虑函数在该区间上的单调性,还要考虑端点处的函数值或者发展趋势.练习 312.已知 f(x)是定义在区间[-1,1]上的增函数,且 f(x-2)考点 函数单调性的应用题点 利用单调性解抽象函数不等式1 3,答案 2-1≤x-2≤1,3解析 由题意,得 -1≤1-x≤1, 解得 1≤x< ,2x-2<1-x,1 3,故满足条件的 x的取值范围是 2 .13.定义在 R 上的函数 f(x),对任意 x1,x2∈R(xf x2 -f x1 1≠x2),有 <0,则( )x2-x1A.f(3)C.f(2)答案 A解析 对任意 x1,x2∈R(x1≠x2),f x2 -f x1 有 <0,x2-x1则 x2-x1与 f(x2)-f(x1)异号,则 f(x)在 R 上是减函数.又 3>2>1,则 f(3)14.已知函数 f(x) 6= +3(x∈[2,4]),求函数 f(x)的最大值和最小值.1-x解 设 x1,x2是[2,4]上任意两个实数,且 x16+3所以 f(x ) f(x ) 61 - 2 = +3- 1-x21-x16 6 6 1-x2 -6 1-x1 = - =1-x1 1-x2 1-x1 1-x2 6 x1-x2 = , 1-x1 1-x2 因为 2≤x1所以 x1-x2<0,1-x1<0,1-x2<0,所以 f(x1)-f(x2)<0,即 f(x1)所以 f(x)在[2,4]上是增函数,所以 f(x)max=f(4)=1,f(x)min=f(2)=-3.【课堂小测】1.设 a∈R,函数 f(x)在 R 上是增函数,则( )A.f(a2+a+2)> f (7 ) B.f(a2+a+2)< f (7 )4 42 f (7 7C.f(a +a+2)≥ ) D.f(a2+a+2)≤ f ( )4 4答案 Ca 1+ 7 7解析 ∵a2+a+2= 2 2+ ≥ ,4 4又 f(x) 7在 R 上是增函数,∴f(a2+a+2)≥ f ( ) .42.已知函数 f(x)是定义域为[0,+∞)上的减函数,且 f(2)=-1,则满足 f(2x-4)>-1的实数x的取值范围是( )A.(3,+∞) B.(-∞,3)C.[2,3) D.[0,3)答案 C解析 f(x)在定义域[0,+∞)上是减函数,且 f(2)=-1,∴f(2x-4)>-1可化为 f(2x-4)>f(2),2x-4≥0,∴ 解得 2≤x<3.2x-4<2,3.已知函数 f(x)=-x2+4x+a,x∈[0,1],若 f(x)有最小值-2,则 f(x)的最大值为( )A.-1 B.0 C.1 D.2答案 C解析 因为 f(x)=-(x2-4x+4)+a+4=-(x-2)2+4+a,所以函数 f(x)图象的对称轴为 x=2.所以 f(x)在[0,1]上单调递增.又因为 f(x)min=-2,所以 f(0)=-2,即 a=-2.所以 f(x)max=f(1)=-1+4-2=1.4.(多选)若 f(x)=-x2+2ax与 g(x) a= 在区间[1,2]上都单调递减,则实数 a的取值可以是x+1( )A.-1 B.1 C.1 D.22答案 BC解析 因为 f(x)=-x2+2ax在[1,2] a上单调递减,所以 a≤1,又因为 g(x)= 在[1,2]上单调x+1递减,所以 a>0,所以 05.函数 y=-x2+2|x|+1的单调递增区间为__________,单调递减区间为________.答案 (-∞,-1]和[0,1] (-1,0)和(1,+∞)-x2+2x+1,x≥0,解析 由于 y=-x2-2x+1,x<0,- x-1 2+2,x≥0,即 y=- 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,+∞).6 f(x) 2x m2.设函数 = 在区间[3,4]上的最大值和最小值分别为 M,m,则 =________.x-2 M8答案3f(x) 2x 2x-4+4 2 4解析 = = = + 在[3,4]上是减函数,x-2 x-2 x-2∴f(x)min=f(4)=4,f(x)max=f(3)=6,2∴M=6 m 4 m 16 8, = ,∴ = = .M 6 3【课后作业】1.函数 f(x)在 R 上是减函数,则有( )A.f(3)C.f(3)>f(5) D.f(3)≥f(5)答案 C解析 因为函数 f(x)在 R 上是减函数,3<5,所以 f(3)>f(5).2 f(x) x.函数 = 在( )1-xA.(-∞,1)∪(1,+∞)上是增函数B.(-∞,1)∪(1,+∞)上是减函数C.(-∞,1)和(1,+∞)上是增函数D.(-∞,1)和(1,+∞)上是减函数答案 Cx 1 1解析 函数 f(x)的定义域为{x|x≠1}.f(x)= = -1,根据函数 y=- 的单调性及有关1-x 1-x x性质,可知 f(x)在(-∞,1)和(1,+∞)上是增函数.x2+4x,x≥0,3.已知函数 f(x)= 若 f(4-a)>f(a),则实数 a的取值范围是( )4x-x2,x<0,A.(-∞,2) B.(2,+∞)C.(-∞,-2) D.(-2,+∞)答案 A解析 画出 f(x)的图象(图略)可判断 f(x)在 R 上单调递增,故 f(4-a)>f(a) 4-a>a,解得 a<2.4.当 0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数 a的取值范围是________.答案 (-∞,0)解析 令 f(x)=-x2+2x,则 f(x)=-x2+2x=-(x-1)2+1.又∵x∈[0,2],∴f(x)min=f(0)=f(2)=0.∴a<0. x2 , x 1,5 .已知函数 f(x)= a 若 f(x)是 R上的增函数,则实数 a的取值范围为________. (4 )x 1, x 1 2答案 [4,8)4 a- >0,2解 因为 f(x)是 R 上的增函数,所以4 a- -1≤1,2解得 4≤a<8.6.已知函数 f(x)=|x|(x+1),试画出函数 f(x)的图象,并根据图象解决下列两个问题.(1)写出函数 f(x)的单调区间;(2)求函数 f(x)在区间[ 1, 1]上的最大值.2-x2-x,x≤0,解 f(x)=|x|(x+1)= 的图象如图所示.x2+x,x>01-∞,-(1)f(x)在 2 和(0,+∞)上是增函数,1- ,0在 2 上是减函数,1-∞,-因此 f(x)的单调递增区间为 2 ,(0,+∞);1- ,0单调递减区间为 2 .1 1-(2)因为 f 2 1 3= ,f 2 = ,4 41-1,所以 f(x) 3在区间 2 上的最大值为 .4 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第6讲 函数单调性以及最大(小)值 学生版.pdf 第6讲 函数单调性以及最大(小)值 教师版.pdf