1、函数的单调性【考点精讲】性 质 图 象 定 义增函数设函数 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、x 2,当 x1x 2 时,都有 f(x 1)f (x 2) ,那么就说函数 f(x)在区间 D 上是增函数。减函数设函数 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、x 2,当 x1x 2 时,都有 f(x 1)f (x 2) ,那么就说函数 f(x)在区间 D 上是减函数。单调性与单调区间如果一个函数在某个区间 M 上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间 M 上具有单调性,区间 M 称为单调
2、区间。【典例精析】 例题 1 利用单调性定义证明:函数 f(x)= 在其定义域内是增函数。1思路导航:本题是利用单调性定义证明函数单调性的一个典型例子,由于函数的定义域没有给出,证明前要先求出定义域,然后证明。答案:证明:证法一:函数 f(x)= 的定义域是 x1,+ ) ,任取x1、x 21,+)且 x1x 2,则 f(x 2)f(x 1)= 2= 。)( 1212 xx 1、x 21,+) ,且 x1x 2, + 0,x 2x 10。21f(x 1)f (x 2) ,即函数 f(x)= 在其定义域上是增函数。证法二:函数 f(x)= 的定义域是 x1,+ ,任取 x1、x 21,+ )且x
3、1x 2,则 ,1)(2221fx 1、x 21,+) ,且 x1x 2,0x 11x 21。0 1。 1。f (x 2)= 0,f (x 1)f(x 2) 。函数 f(x)= 在其定义域 1,+ )上是增函数。点评:函数的单调性是在某指定区间上而言的,自变量 x 的取值必须是连续的。用定义证明函数的单调性的基本步骤是“取值作差(或作商)变形定号判断”。当函数在给定区间上恒正或恒负时,也常用“作商判 1”的方法来解决,特别是函数中含有指数式时常用此法。解决带根号的问题,常用的方法就是将分子、分母有理化。从形式上看是由“”变成“+”。例题 2 f(x)是定义在( 0,)上的增函数,且 f( )=
4、 f(x)f(y) (1)求 f(1)的值。(2)若 f(6)= 1,解不等式 f( x3 )f ( )2。x1思路导航:(1)利用赋值法,在等式中令 x=y=1,则 f(1)=0。(2)在等式中令 x=36,y=6,则 。2)6(3),6()( ff故原不等式为: 即 fx(x3) f(36) ,又 f(x )在,1)3(xff(0,)上为增函数,故不等式等价于 。215036)(01xx答案:(1)0 (2) 25点评:对于这种抽象函数问题,常利用赋值法解题。例题 3 作出函数 f(x)= 的图象,并指出函数 f(x)的1212xx单调区间。思路导航:由于所给的函数是两个被开方数和的形式,
5、而被开方数恰能写成完全平方的形式,因此可先去掉根号,转化成分段函数的形式,再作图写出单调区间。原函数可化为f(x)= =|x+1|+|x1|=1212xx.1,2,x答案:函数的图象如图所示:所以函数的递减区间是(,1 ,函数的递增区间是1,+) 。点评:若所给的函数解析式较为复杂,可先化简函数解析式,作出草图,再根据函数的定义域和图象的直观性写出单调区间。去绝对值的关键是令每一个绝对值等于 0,找到分界点,再讨论去绝对值。【总结提升】函数的单调性1. 设 f(x) 、g(x)都是单调函数,有如下四个命题,其中正确的命题为( )若 f(x)单调递增,g(x)单调递增,则 f(x)g( x)单调
6、递增 若 f(x)单调递增,g(x)单调递减,则 f(x)g(x)单调递增 若 f(x)单调递减,g(x)单调递增,则 f(x)g(x)单调递减 若 f(x)单调递减, g(x)单调递减,则 f(x)g(x)单调递减A. B. C. D. 2. 已知函数 f(x)在2,3 上单调,且 f(2)f(3)f(2a) B. f(a 2)0,143a 2+1a。f(x)在(,+)上为减函数,f(a 2+1)0,y=f(x 2)f(x 1)=( x23+1)(x 13+1)=x13x 23=(x 1x 2) (x 12+x1x2+x22)=(x 1x 2) (x 1+ ) 2+ x22 。4x 1x 2=x0,4y0,即函数 f(x) =x 3+1 在(,+)上是递减函数。8. 解法一:令 t= (t0) ,则x413x= ,y= 1t= t+ = (t+1) 2+6。4132t42t2t1t0,y= (t+1) 2+6 在0,+ 上为减函数,1当 t=0 时, y 有最大值 。解法二:函数的定义域为(, ) 。4132x1 在(, )上递增, 在(, )上递减,413x413y=2x1 在(, )上为增函数。x当 x= 时,y 有最大值 。2