例4、已知函数
(
为负整数)的图象经过点
,设
.问是否存在实数
使得
在区间
上是减函
数,且在区间
上是减函数?
并证明你的结论。
[解析]由已知
,得
,
其中
∴
即
,
解得
∵
为负整数,∴
∴
,
即
,
∴
假设存在实数
,使得
满足条件,设
,
∴
∵
,当
时,
为减函数,
∴
,∴
∵
∴
∴
∴
①
当
时,
增函数,∴
∵
∴
∴
.②
由①、②可知
,故存在
一.指数函数与对数函数
.同底的指数函数
与对数函数
互为反函数;
(二)主要方法:
1.解决与对数函数有关的问题,要特别重视定义域;
2.指数函数、对数函数的单调性决定于底数大于1还是小于1,要注意对底数的讨论;
3.比较几个数的大小的常用方法有:
①以
和
为桥梁;②利用函数的单调性;③作差.
(三)例题分析:
例1.
(1)若
,则
,
,
从小到大依次为;
(2)若
,且
,
,
都是正数,则
,
,
从小到大依次为;
(3)设
,且
(
,
),则
与
的大小关系是()
(
)
(
)
(
)
(
)
解:
(1)由
得
,故
.
(2)令
,则
,
,
,
,
∴
,∴
;
同理可得:
,∴
,∴
.(3)取
,知选(
).
例2.已知函数
,
求证:
(1)函数
在
上为增函数;
(2)方程
没有负数根.
证明:
(1)设
,
则
,
∵
,∴
,
,
,
∴
;
∵
,且
,∴
,∴
,
∴
,即
,∴函数
在
上为增函数;
(2)假设
是方程
的负数根,且
,则
,
即
,①
当
时,
,∴
,∴
,而由
知
,
∴①式不成立;
当
时,
,∴
,∴
,而
,
∴①式不成立.
综上所述,方程
没有负数根.
例3.已知函数
(
且
).
求证:
(1)函数
的图象在
轴的一侧;
(2)函数
图象上任意两点连线的斜率都大于
.
证明:
(1)由
得:
,
∴当
时,
,即函数
的定义域为
,此时函数
的图象在
轴的右侧;
当
时,
,即函数
的定义域为
,此时函数
的图象在
轴的左侧.
∴函数
的图象在
轴的一侧;
(2)设
、
是函数
图象上任意两点,且
,则直线
的斜率
,
,
当
时,由
(1)知
,∴
,∴
,
∴
,∴
,又
,∴
;
当
时,由
(1)知
,∴
,∴
,
∴
,∴
,又
,∴
.
∴函数
图象上任意两点连线的斜率都大于
.
同步练习
(二)同步练习:
1、已知函数
的定义域为
,求函数
的定义域。
答案:
2、已知函数
的定义域为
,求
的定义域。
答案:
3、已知函数
的定义域为
,求
的定义域。
答案:
4、设
,则
的定义域为()
A.
B.
C.
D.
解:
选C.由
得,
的定义域为
。
故
,解得
。
故
的定义域为
5、已知函数
的定义域为
,求
的定义域。
[解析]由已知,有
(1)当
时,定义域为
;
(2)当
,即
时,有
,
定义域为
;
(3)当
,即
时,有
,
定义域为
.
故当
时,定义域为
;
当
时,定义域为
[点评]对于含有参数的函数,求其定义域,必须对字母进行讨论,要注意思考讨论字母的方法。
练习二
(5)同步练习:
1.函数y=
(x2-3x+2)的单调递减区间是( )
A.(-∞,1)B.(2,+∞)
C.(-∞,
)D.(
,+∞)
解析:
先求函数定义域为(-o,1)∪(2,+∞),令t(x)=x2+3x+2,函数t(x)在(-∞,1)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,根据复合函数同增异减的原则,函数y=
(x2-3x+2)在(2,+∞)上单调递减.
答案:
B
2找出下列函数的单调区间.
(1)
;
(2)
答案:
(1)在
上是增函数,在
上是减函数。
(2)单调增区间是
,减区间是
。
3、讨论
的单调性。
答案:
时
为增函数,
时,
为增函数。
4.求函数y=
(x2-5x+4)的定义域、值域和单调区间.
解:
由
(x)=x2-5x+4>0,解得x>4或x<1,所以x∈(-∞,1)∪(4,+∞),当x∈(-∞,1)∪(4,+∞),{
|
=x2-5x+4}=R+,所以函数的值域是R+.因为函数y=
(x2-5x+4)是由y=
(x)与
(x)=x2-5x+4复合而成,函数y=
(x)在其定义域上是单调递减的,函数
(x)=x2-5x+4在(-∞,
)上为减函数,在[
,+∞]上为增函数.考虑到函数的定义域及复合函数单调性,y=
(x2-5x+4)的增区间是定义域内使y=
(x)为减函数、
(x)=x2-5x+4也为减函数的区间,即(-∞,1);y=
(x2-5x+4)的减区间是定义域内使y=
(x)为减函数、
(x)=x2-5x+4为增函数的区间,即(4,+∞).
变式练习
一、选择题
1.函数f(x)=
的定义域是( )
A.(1,+∞)B.(2,+∞)
C.(-∞,2)D.
解析:
要保证真数大于0,还要保证偶次根式下的式子大于等于0,
所以
解得1<x≤2.
答案:
D
2.函数y=
(x2-3x+2)的单调递减区间是( )
A.(-∞,1)B.(2,+∞)
C.(-∞,
)D.(
,+∞)
解析:
先求函数定义域为(-o,1)∪(2,+∞),令t(x)=x2+3x+2,函数t(x)在(-∞,1)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,根据复合函数同增异减的原则,函数y=
(x2-3x+2)在(2,+∞)上单调递减.
答案:
B
3.若2
(x-2y)=
x+
y,则
的值为( )
A.4B.1或
C.1或4D.
错解:
由2
(x-2y)=
x+
y,得(x-2y)2=xy,解得x=4y或x=y,则有
=
或
=1.
答案:
选B
正解:
上述解法忽略了真数大于0这个条件