当x1f(x2),那么就说函数
就说函数f(x)在区间A上是增加的
f(x)在区间A上是减少的
图象描述
自左向右看图象是逐渐上升的自左向右看图象是逐渐下降的
2.单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间A上是增加的或是减少的,那么称A为单调区间.
易误提醒求函数单调区间的两个注意点:
(1)单调区间是定义域的子集,故求单调区间应树立“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别写,
不能用并集符号“∪”联结,也不能用“或”联结.
必记结论
1.单调函数的定义有以下若干等价形式:
设x1,x2∈[a,b],那么
fx1-fx2
①>0?
f(x)在[a,b]上是增函数;
x1-x2
fx1-fx2
<0?
f(x)在[a,b]上是减函数.
x1-x2
②(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0?
f(x)在[a,b]上是增函数;
(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0?
f(x)在[a,b]上是减函数.
2.复合函数y=f[g(x)]的单调性规律是“同则增,异则减”,即y=f(u)与u=g(x)若具
有相同的单调性,则
y=f[g(x)]为增函数,若具有不同的单调性,则
y=f[g(x)]必为减函数.
[自测练习]
1.下列函数中,在区间
(0,+∞)上单调递减的是(
)
1
2
A.f(x)=x
B.f(x)=(x-1)
C.f(x)=ex
D.f(x)=ln(x+
1)
2.函数f(x)=log5(2x+1)的单调增区间是________.
-x2-ax-5,x≤1,
3.已知函数f(x)=a
在R上为增函数,则a的取值范围是()
x,x>1
A.[-3,0)
B.[-3,-2]
C.(-∞,-2]
D.(-∞,0)
知识点二
函数的最值
前提
设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
对于任意x∈I,都有f(x)≤M
对于任意x∈I,都有f(x)≥M
存在x0∈I,使得f(x0)=M
存在x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M为最大值
M为最小值
易误提醒
在求函数的值域或最值时,易忽视定义域的限制性.
必备方法
求函数最值的五个常用方法
(1)单调性法:
先确定函数的单调性,再由单调性求最值.
(2)图象法:
先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.
(3)换元法:
对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.
(4)基本不等式法:
先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.
(5)导数法:
先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值.
[自测练习]
1
4.函数f(x)=
1+x2(x∈R)的值域是(
)
A.(0,1)
B.(0,1]
C.[0,1)
D.[0,1]
5.已知函数f(x)=x2+2x(-2≤x≤1且x∈Z),则f(x)的值域是()
A.[0,3]
B.[-1,3]
C.{0,1,3}
D.{-1,0,3}
考点一函数单调性的判断|
1.下列四个函数中,在
(0,+∞)上为增函数的是()
A.f(x)=3-x
B.f(x)=x2-3x
1
C.f(x)=-x+1
D.f(x)=-|x|
给出解析式函数单调性的两种判定方法
1.定义法(基本步骤为取值、作差或作商、变形、判断).
2.导数法(基本步骤为求定义域、求导、变形、判断).
考点二函数的单调区间的求法|
求下列函数的单调区间:
(1)y=-x2+2|x|+1;
(2)y=log1(x2-3x+2).
2
函数单调区间的四种求法
(1)利用已知函数的单调性,即转化为已知函数的和、差或复合函数,求单调区间.
(2)定义法:
先求定义域,再利用单调性定义.
(3)图象法:
如果f(x)是以图象形式给出的,或者f(x)的图象易作出,可由图象的直观性
写出它的单调区间.
(4)导数法:
利用导数取值的正负确定函数的单调区间.
函数y=|x|(1-x)在区间A上是增函数,那么区间
A是()
A.(-∞,0)
B.
0,1
2
1
C.[0,+∞)
D.
2,+∞
考点三函数单调性的应用|
函数单调性的应用比较广泛,是每年高考的重点和热点内容.归纳起来,常见的命题探
究角度有:
1.求函数的值域或最值.
2.比较两个函数值或两个自变量的大小.
3.解函数不等式.
4.求参数的取值范围或值.
探究一求函数的值域或最值
1.(2015高·考浙江卷)已知函数
x+
2-3,x≥1,
f(x)=
x
则f(f(-3))=________,f(x)
lgx2+1
,x<1,
的最小值是________.
探究二
比较两个函数值或两自变量的大小
2
1
,若x1
2
2.已知函数f(x)=log
x+1-x
∈(1,2)
,x∈(2,+∞),则()
A.f(x)<0,f(x)<0
B.f(x)<0,f(x)>0
1
2
1
2
C.f(x1)>0,f(x2)<0
D.f(x1)>0,f(x2)>0
探究三
解函数不等式
x3,x≤0,
3.(2015西·安一模)已知函数f(x)=若f(2-x2)>f(x),则实数x的取值
lnx+1,x>0,
范围是()
A.(-∞,-1)∪(2,+∞)
B.(-∞,-2)∪(1,+∞)
C.(-1,2)
D.(-2,1)
探究四利用单调性求参数的取值范围
2-ax+1x<1,
满足对任意
x12
4.(2015江·西新余期末质检
)已知
f(x)=
≠x,都有
axx≥1
fx
-fx
2
1
x1-x2
>0成立,那么a的取值范围是()
3,2
3
A.2
B.1,2
C.(1,2)
D.(1,+∞)
函数单调性应用问题的四种类型及解题策略
(1)比较大小.比较函数值的大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数的单调性解决.
(2)解不等式.在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f”符号
脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域.
(3)利用单调性求参数.
①视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调
区间比较求参数;
②需注意若函数在区间[a,b]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的.
(4)利用单调性求最值.应先确定函数的单调性,然后再由单调性求出最值.
1.确定抽象函数的单调性以及解含“f”的不等式
【典例】(12分)函数f(x)对任意a,b∈R,都有f(a+b)=f(a)+f(b)-1,且当x>0时,
有f(x)>1.
(1)
求证:
f(x)是R上的增函数;
(2)
若f(4)=5,解不等式f(2t-1)-f(1+t)<2.
[思路点拨]
(1)用单调性的定义证明抽象函数的单调性;
(2)结合题意,将含“f”的不等
式f(2t-1)-f(1+t)<2转化为f(m)
[模板形成]
A组考点能力演练
1.(2015
吉·林二模)下列函数中,定义域是
R且为增函数的是()
-
B.y=x
A.y=e
x
C.y=lnx
D.y=|x|
2.(2015
·南信阳期末调研河
)下列四个函数:
1
①y=3-x;②y=x2+1;
-x
x≤0,
③y=x2+2x-10;④y=
1
-x
x>0.
其中值域为R的函数有(
)
A.1个B.2个C.3个D.4个
3.若函数f(x)=-x2+2ax与函数g(x)=a在区间[1,2]上都是减函数,则实数
a的取
x+1
值范围为()
A.(0,1)∪(0,1)
B.(0,1)∪(0,1]
C.(0,1)
D.(0,1]
x2-4x+3,x≤0,
)
4.已知函数f(x)=
则不等式f(a2-4)>f(3a)的解集为(
-x2-2x+3,x>0,
A.(2,6)
B.(-1,4)
C.(1,4)
D.(-3,5)
fx
5.(2016浦·东一模)如果函数y=f(x)在区间I上是增函数,且函数y=x
在区间I上是减函数,那么称函数
y=f(x)是区间I上的“缓增函数”,区间
I叫作“缓增区间”.若函数f(x)=
1
2-x+3是区间I上的“缓增函数”,则
2x
2
“缓增区间”I为()
A.[1,+∞)
B.[0,3]
C.[0,1]
D.[1,3]
fx2-fx1
6.已知f(x)是定义在R上的偶函数,若对任意的x1,x2∈[0,+∞)(x1≠x2),有
x2-x1
<0,则f(3),f(-2),f
(1)的大小关系为________.
1,x>0,
7.设函数f(x)=0,x=0,g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的递减区间是________.
-1,x<0,
8.(2015长·春二模)已知函数f(x)=|x+a|在(-∞,-1)上是单调函数,则a的取值范围
是________.
9.已知f(x)=x(x≠a).
x-a
(1)
若a=-2,试证f(x)在(-∞,-2)上单调递增;
(2)
若a>0且f(x)在(1,+∞)上单调递减,求
a的取值范围.
1
10.已知函数g(x)=x+1,h(x)=,x∈(-3,a],其中a为常数且a>0,令函数f(x)
=g(x)·h(x).
(1)求函数f(x)的表达式,并求其定义域;
(2)当a=1时,求函数f(x)的值域.
4
B组高考题型专练
1.(2014
高·考北京卷)下列函数中,在区间(0,+∞)上为增函数的是()
A.y=x+1
B.y=(x-1)2
C.y=2
-x
D.y=log0.5(x+1)
2.(2013
高·考安徽卷)“a≤0”是“函数f(x)=|(ax-1)x|在区间(0,+∞)内单调递增”
的()
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
-x+6,x≤2,
3.(2015·考福建卷高)若函数f(x)=(a>0,且a≠1)的值域是[4,+∞),
3+logax,x>2
则实数a的取值范围是________.
4.(2015·考湖北卷高)a为实数,函数f(x)=|x2-ax|在区间[0,1]上的最大值记为g(a).当a=________时,g(a)的值最小.
1
1.解析:
根据函数的图象知,函数f(x)=x在(0,+∞)上单调递减,故选A.答案:
A
1
2.解析:
要使y=log5(2x+1)有意义,则2x+1>0,即x>-2,而y=log5u为(0,+∞)
11
上的增函数,当x>-2时,u=2x+1也为R上的增函数,故原函数的单调增区间是-2,+∞.答案:
-12,+∞
3.解析:
要使函数在R上是增函数,
-a2≥1,
则有a<0,
-1-a-5≤a,
解得-3≤a≤-2,即a的取值范围是[-3,-2].答案:
B
4.解析:
因为1+x2≥1,0<
1
≤1,所以函数值域是(0,1],选B.答案:
B
1+x2
5.解析:
依题意,f(-2)=f(0)=0,f(-1)=-1,f
(1)=3,因此
f(x)的值域是{-1,0,3},
选D.答案:
D
1.解析:
当x>0时,f(x)=3-x为减函数;
3
当x∈0,2时,f(x)=x2-3x为减函数,
当x∈32,+∞时,f(x)=x2-3x为增函数;
当x∈(0,+∞)时,f(x)=-1为增函数;x+1
当x∈(0,+∞)时,f(x)=-|x|为减函数.故选C.答案:
C
-2x
2.判断函数g(x)=在(1,+∞)上的单调性.
x-1
2.解:
法一:
定义法
任取x1,x2∈(1,+∞),且x1
-2x
1
-2x
2
2x-x
1
2
则g(x1)-g(x2)=-
=
,
x1-1x2-1
x1-1x2-1
因为1,
所以x1-x2<0,(x1-1)(x2-1)>0,
因此g(x1)-g(x2)<0,即g(x1)
故g(x)在(1,+∞)上是增函数.法二:
导数法
-2x-1
+2x
2
∵g′(x)=
=
x-12>0,
x-1
2
∴g(x)在(1,+∞)上是增函数.
1.[解]
(1)由于
-x2+2x+1,x≥0,
y=
-x2-2x+1,x<0,
-x-12+2,x≥0,
即y=
-x+12+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,+∞).
2.
(2)令u=x2-3x+2,则原函数可以看作
1
的复合函数.
y=logu与u=x2-3x+2
2
令u=x2-3x+2>0,则x<1或x>2.
1
∴函数y=log2(x2-3x+2)的定义域为(-∞,1)∪(2,+∞).
又u=x2-3x+2的对称轴x=32,且开口向上.
∴u=x2-3x+2在(-∞,1)上是单调减函数,在(2,+∞)上是单调增函数.
1
而y=log2u在(0,+∞)上是单调减函数,
∴y=log1(x2-3x+2)的单调递减区间为
2
(2,+∞),单调递增区间为
(-∞,1).
解析:
y=|x|(1-x)
x1-xx≥0,-x2+xx≥0,
==
-x1-xx<0x2-xx<0
11
-x-22+4x≥0,
=
x-12-1x<0.
24
画出函数的草图,如图.
由图易知原函数在
1
0,2上单调递增.
答案:
B
1.解析:
由题知,
f(-3)=1,f
(1)=0,即f(f(-3))=0.又
f(x)在(-∞,0)上单调递减,在
(0,1)上单调递增,在(1,
2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,所以
f(x)min=min{f(0),
f
(2)}=22-3.
答案:
0
22-3
1
2.解析:
∵函数f(x)=log2x+在(1,+∞)上为增函数,且f
(2)=0,
1-x
∴当x1∈(1,2)时,f(x1)(2)=0,
当x2∈(2,+∞)时,f(x2)>f
(2)=0,
即f(x1)<0,f(x2)>0.
答案:
B
3.解析:
∵当x=0时,两个表达式对应的函数值都为零,∴函数的图象是一条连续的曲
线.∵当x≤0时,函数f(x)=x3为增函数,当x>0时,f(x)=ln(x+1)也是增函数,且当x1<0,
x2>0时,f(x1)R上的增函数.因此,不等式
f(2-x2)>f(x)等价于
2
-x2>x,即
x2+x-2<0,解得-
2D.
答案:
D
2-a>0,
4.解析:
依题意,
f(x)是在
R上的增函数,于是有
a>1,
3
解得2≤a<2,
2-a×1+1≤a1.
故选A.
答案:
A
[规范解答]
(1)证明:
设x1,x2∈R且x10,
∴f(x2-x1)>1.(2分)
根据条件等式有
f(x2)-f(x1)=f(x2-x1+x1)-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-1-f(x1)=f(x2-x1)-1>0,
∴f(x1)
(2)由f(a+b)=f(a)+f(b)-1,得f(a+b)-f(a)=f(b)-1,
∴f(2t-1)-f(1+t)=f(t-2)-1,(8分)
∴f(2t-1)-f(1+t)<2,即f(t-2)-1<2,
∴f(t-2)<3.
又f(2+2)=f
(2)+f
(2)-1=5,∴f
(2)=3,
∴f(t-2)<3=f
(2).(10分)
∵f(x)是R上的增函数,
∴t-2<2,∴t<4,故不等式的解集为(-∞,4).(12分)
1.解析:
因为定义域是R,排除C,又是增函数,排除A、D,所以选
答案:
B
B.
-x
x≤0
,
2.解析:
依题意,注意到
y=3-x与函数
y=
1
-x
x>0
的值域均是
R,函数
y=
1的值域是(0,1],函数y=x2+2x-10=(x+1)2-11的值域是[-11,+∞),因此选B.x2+1
答案:
B
a≤1,
3.解析:
注意到f(x)=-(x-a)2+a2;依题意得即0a>0,
答案:
D
4.解析:
作出函数f(x)的图象,如图所示,则函数f(x)在R上是单调递减的.由f(a2-
4)>f(3a),可得a2-4<3a,整理得a2-3a-4<0,即(a+1)(a-4)<0,解得-1
等式的解集为(-1,4).
答案:
B
1
2
-x+
3
x=1,所以函数
y=f(x)在区间[1,+∞)
5.解析:
因为函数
f(x)=2x
2
的对称轴为
fx
1
3
1
3
13
上是增函数,又当x≥1
时,x
=2x-1+2x,令g(x)=2x-1+2x(x≥1),则g′(x)=2-2x2
x2-3
fx
1
3
=2x2,由g′(x)≤0得1≤x≤3,即函数x=2x-1+2x在区间[1,3]上单调递减,故“缓增区间”I为[1,3].
答案:
D
6.解析:
由x1,x2∈(0,+∞)时,
fx2-x1