【核心素养分析】
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的图象分析函数的性质.
3.培养学生数学抽象、逻辑推理、直观想象能力。
【重点知识梳理】
知识点一函数的单调性
(1)单调函数的定义
自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的
(2)单调区间的定义
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
知识点二函数的最值
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【特别提醒】
1.函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =
1
f (x )
的单调性相反. 2.“对勾函数”y =x +a
x (a >0)的单调增区间为(-∞,-a ),(a ,+∞);单调减区间是[-a ,0),(0,a ].
【典型题分析】
高频考点一 确定不含参函数的单调性(区间)
例1.(2020·新课标∈)设函数()ln |21|ln |21|f x x x =+--,则f (x )( ) A. 是偶函数,且在1(,)2
+∞单调递增
B. 是奇函数,且在11(,)22
-单调递减
C. 是偶函数,且在1
(,)2
-∞-单调递增
D. 是奇函数,且在1
(,)2
-∞-单调递减
【答案】D
【解析】由
()ln 21ln 21f x x x =+--得()f x 定义域为12x x ??≠±????
,关于坐标原点对称,
又
()()ln 12ln 21ln 21ln 21f x x x x x f x -=----=--+=-,
()f x ∴为定义域上的奇函数,可排除AC ;
当11,22x ??
∈-
??
?时,()()()ln 21ln 12f x x x =+--, ()ln 21y x =+在11,22??
- ???
上单调递增,()ln 12y x =-在11,22
??
- ???
上单调递减,
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()f x ∴在11,22??
- ???
上单调递增,排除B ;
当1,2x ??∈-∞-
?
?
?时,()()()212ln 21ln 12ln ln 12121x f x x x x x +?
?=----==+ ?--??
, 2121x μ=+
-在1,2?
?-∞- ??
?上单调递减,()ln f μμ=在定义域内单调递增,
根据复合函数单调性可知:()f x 在1,2?
?-∞- ??
?上单调递减,D 正确.
【方法技巧】确定函数单调性的方法 (1)定义法.利用定义判断.
(2)导数法.适用于初等函数、复合函数等可以求导的函数.
(3)图象法.由图象确定函数的单调区间需注意两点:一是单调区间必须是函数定义域的子集;二是图象不连续的单调区间要分开写,用“和”或“,”连接,不能用“∈”连接.
(4)性质法.利用函数单调性的性质,尤其是利用复合函数“同增异减”的原则时,需先确定简单函数的单调性.
【变式探究】(2020·河北辛集中学模拟)函数f (x )=|x 2-3x +2|的单调递增区间是( )
A.????
??
32,+∞ B.???
???1,32和[2,+∞) C .(-∞,1]和????
??32,2
D.? ??
??-∞,32和[2,+∞) 【答案】B
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【解析】y =|x 2-3x +2|=???
x 2-3x +2,x ≤1或x ≥2,-(x 2
-3x +2),1<x <2.,如图所示,函数的单调递增区间是??????1,32和[2,+∞);单调递减区间是(-∞,1]和????
??
32,2,故选B 。
高频考点二 确定含参函数的单调性
例2.(2020·北京101中学模拟)判断并证明函数f (x )=ax
x -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.
【解析】法一:(定义法)设-1<x 1<x 2<1, f (x )=a ?
???
?x -1+1x -1=a ???
?1+1x -1,
f (x 1)-f (x 2)=a ????1+1x 1-1-a ????1+1
x 2-1
=
a (x 2-x 1)
(x 1-1)(x 2-1)
,由于-1<x 1<x 2<1,
所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0, 故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2),
函数f (x )在(-1,1)上递减;
当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上递增.
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法二:(导数法)f ′(x )=
a (x -1)-ax (x -1)2=-a
(x -1)2
,
所以当a >0时,f ′(x )<0,当a <0时,f ′(x )>0, 即当a >0时,f (x )在(-1,1)上为单调减函数, 当a <0时,f (x )在(-1,1)上为单调增函数. 【方法技巧】判断函数单调性常用以下几种方法:
(1)定义法:一般步骤为设元→作差→变形→判断符号→得出结论.
(2)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,则可由图象的上升或下降确定单调性.
(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调区间.
(4)性质法:∈对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及f (x )±g (x )增减性质进行判断;
【变式探究】(2020·安徽蚌埠二中模拟)判断并证明函数f (x )=ax 2+1
x (其中1 【解析】函数f (x )=ax 2+1