高考数学一轮复习配套课件 第二章 第二节 函数的单调性与最值
展开·最新考纲·1.理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义.2.会运用基本初等函数图象分析函数的单调性.
考向预测·考情分析:以基本初等函数为载体,考查函数的单调性、单调区间及函数最值的确定与应用,其中函数单调性及应用仍是高考考查的热点,题型多以选择题为主,属中档题.学科素养:逻辑推理、数学抽象、数学运算.
一、必记2个知识点1.函数的单调性(1)单调函数的定义
(2)单调区间的定义如果函数y=f(x)在区间D上是________或________,则称函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做函数y=f(x)的________.(3)若函数y=f(x)在区间D内可导,当________时,f(x)在区间D上为增函数;当________时,f(x)在区间D上为减函数.
(4)复合函数的单调性.若构成复合函数的内、外层函数单调性相同,则复合函数为增函数,否则为减函数.简称“同增异减”.[提醒] 有多个单调区间时应分开写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“,”或“和”连接.
2.函数的最值[提醒] (1)闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值.当函数在闭区间上单调时最值一定在端点取到.(2)开区间上的“单峰”函数一定存在最大值(或最小值).
(三)易错易混4.(忽视函数的定义域出错)函数f(x)=ln (4+3x-x2)的单调递减区间是________.
5.(忘记函数的单调区间出错)已知函数y=f(x)是定义在[-2,2]上的减函数,且f(a+1)
一题多变(变条件)若题2中函数变为f(x)=|-x2+2x+1|,如何求解?
反思感悟 由图象确定函数的单调区间需注意两点(1)单调区间必须是函数定义域的子集;(2)图象不连续的单调区间要分开写,用“和”或“,”连接,不能用“∪”连接.
角度3 复合函数的单调区间3.函数f(x)=ln (x2-2x-8)的单调递增区间是( )A.(-∞,-2) B.(-∞,1)C.(1,+∞) D.(4,+∞)
解析:由x2-2x-8>0,得x>4或x<-2.设t=x2-2x-8,则y=ln t为增函数.要求函数f(x)的单调递增区间,即求函数t=x2-2x-8在定义域内的单调递增区间.∵函数t=x2-2x-8在(-∞,-2)上单调递减,在(4,+∞)上单调递增,∴函数f(x)的单调递增区间为(4,+∞).
反思感悟 复合函数单调性的确定方法若两个简单函数的单调性相同,则这两个函数的复合函数为增函数;若两个简单函数的单调性相反,则这两个函数的复合函数为减函数,简称“同增异减”.
反思感悟 利用函数的单调性比较大小的方法比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,则要利用函数性质,将自变量的值转化到同一个单调区间内进行比较,对于选择题、填空题通常选用数形结合的方法进行求解.
反思感悟 利用函数单调性求最值应先确定函数的单调性,再由单调性求最值.(可结合本节微专题理解)[提醒] (1)求函数的最值时,应先确定函数的定义域.(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,再选取其中最大的作为分段函数的最大值,最小的作为分段函数的最小值.
角度3 解函数不等式[例3] 已知R上的函数f(x)满足:①f(x+y)=f(x)+f(y)+1;②当x>0时,f(x)>-1.(1)求f(0)的值,并证明f(x)在R上是单调增函数;(2)若f(1)=1,解关于x的不等式f(x2+2x)+f(1-x)>4.
解析:(1)令x=y=0,得f(0)=-1.在R上任取x1>x2,则x1-x2>0,f(x1-x2)>-1.又f(x1)=f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)+f(x2)+1>f(x2),所以函数f(x)在R上是单调增函数.(2)由f(1)=1,得f(2)=3,f(3)=5.由f(x2+2x)+f(1-x)>4,得f(x2+2x)+f(1-x)+1>5,即f(x2+x+1)>f(3),又函数f(x)在R上是增函数,故x2+x+1>3,解得x<-2或x>1,故原不等式的解集为{x|x<-2或x>1}.
反思感悟求解含“f”的不等式,应先将不等式转化为f(m)
解析:根据函数f(x)的图象(图略)可知,f(x)是定义在R上的增函数.∴2-x2>x,∴-2
名师点评 利用函数的单调性求解函数的值域是最基本的方法,解题的关键是准确确定函数的单调性.
名师点评 在利用均值不等式法求函数最值时,必须注意“一正”“二定”“三相等”,特别是“三相等”,是我们易忽略的地方,容易产生失误.
三、换元法换元法有两类,即代数换元和三角换元,我们可以根据具体问题及题目形式去灵活选择换元的方法,以便将复杂的函数最值问题转化为简单函数的最值问题,从而求出原函数的最值.如可用三角代换解决形如a2+b2=1及部分根式函数形式的最值问题.
名师点评 在使用换元法时注意换元后新元的范围(即定义域),特别是三角换元后新函数的周期性对值域的影响.
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