若函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,则称函数y=f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的单调区间.
函数
函数表达式
单调区间
特殊函数图像
一次函数
当时,在R上是增函数;
当时,在R上是减函数。
二次函数
当时,时单调减,
时单调增;
当时,时单调增,时单调减。
反比例函数
且
当时,在时单调减,在时单调减;
当时,在时单调增,在时单调增。
指数函数
当时,在R上是增函数;
当,时在R上是减函数。
对数函数
当时,在上是增函数;
当时,在上是减函数。
典例分析
题型一、复合函数单调性判断及应用
使用情景:简单的复合函数类型
解题模板:第一步 先求函数的定义域;
第二步 分解复合函数,分别判断内外层函数的单调性;
第三步 根据同增异减,确定原函数的增减区间. 若两个简单函数的单调性相同,则它们的复合函数为增函数;若两个简单函数的单调性相反,则它们的复合函数为减函数.即“同增异减”.
【例1】 求函数的单调区间;
【变式练习1】已知定义在上的函数是偶函数,且时,.
(1)当时,求解析式;
(2)写出的单调递增区间.
【变式练习2】已知函数f(x)=,则该函数的单调递增区间为( )
A.(-∞,1] B.[3,+∞)
C.(-∞,-1] D.[1,+∞)
[小结]
(1)单调区间是定义域的子集,故求单调区间时应树立“定义域优先”的原则.
(2)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开写,不能用并集符号“∪”连接,也不能用“或”连接.
(3)函数的单调性是函数在某个区间上的“整体”性质,所以不能仅仅根据某个区间内的两个特殊变量x1,x2对应的函数值的大小就判断函数在该区间的单调性,必须保证这两个变量是区间内的任意两个自变量.
题型二、分段函数单调性判断及应用
使用情景:分段函数的单调性问题
解题模板:第一步 通过观察分析,决定如何对自变量进行分类;
第二步 根据常见函数的单调性,分别计算每段函数的单调性;
第三步 满足函数在整个区间上是增函数(或减函数),即左段的函数的最大值(或最小值)小于等于右段函数的最小值(或最大值);
第四步 得出结论.
【例1】 已知函数在区间上是增函数,则常数的取值范围是 (
)
A. B. C. D.
【变式练习1】函数,若函数在区间(,+1)上单调递增,则实数的取值范围是( )
A.(-,1 B.[1, 4] , +) D.(-,1∪[4, +)
【变式练习2】已知函数在是单调函数,则实数的取值范围是 .
【例2】 设函数,则的值域是( )
A. B.
C. D.
【例3】 若是的最小值,则的取值范围为( ).
(A)[-1,2] (B)[-1,0] (C)[1,2] (D)
【变式练习3】已知函数,则 ,的最小值是
[小结]
1、最值问题
使用情景:分段函数的最值问题
解题模板:第一步 通过观察分析,决定如何对自变量进行分类;
第二步 根据常见函数的最值,分别计算每段函数的最值;
第三步 满足函数在整个区间上的最值,即比较每段函数的最值大小,谁最大谁是最大值,谁最小谁是最小值;
第四步 得出结论.
2、单调性问题
其一是分段函数在每一个区间上的增函数(或减函数)与整体函数相同;其二是满足函数在整个区间上是增函数(或减函数),即左段的函数的最大值(或最小值)小于等于右段函数的最小值(或最大值).
题型三、抽象函数的单调性
【例1】已知奇函数的定义域为,且在内递减,求满足:的实数的取值范围.
【例2】定义在上的偶函数满足:,在区间与上分别递增和递减,则不等式的解集为 .
【变式练习1】设奇函数在区间上是增函数,,函数,对
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