說到函數,很多人都會感到頭痛,不僅難學,同時又是高考數學非常喜歡考的內容之一,是高考數學重點及熱點內容。
如函數的單調性與最值是函數的兩個重要性質,也是高考的重點。此考點在考查同學們對函數的單調性與最值概念理解的基礎上,要求大家能夠選擇恰當的方法判斷函數的單調性、求函數的最值,著重考查靈活運用導數知識求解函數的單調性與最值,以及解決相關函數問題的能力,同時也滲透考查函數與方程等數學思想。
因此,在高考來臨前夕,我們一起來研究分析函數的單調性與最值。高考數學考綱對這個考點提出要求是:
理解函數單調性定義,並利用函數單調性的定義判斷或證明函數在給定區間的單調性;會判斷複合函數的單調性。同時要學會將函數的性質與函數的概念、圖象等進行綜合,這一直是歷年高考數學的重點和熱點之一。
單調函數的定義:設函數f(x)的定義域為I.如果對於定義域I內某個區間D上的任意兩個自變量的值x1,x2
當x1<x2時,都有f(x1)<f(x2),那麼就說函數f(x)在區間D上是增函數。
當x1<x2時,都有f(x1)>f(x2),那麼就說函數f(x)在區間D上是減函數。
求函數的單調區間的常用方法:
1、利用已知函數的單調性,即轉化為已知函數的和、差或複合函數,求單調區間;
2、定義法:先求定義域,再利用單調性定義;
3、圖象法:如果f(x)是以圖象形式給出的,或者f(x)的圖象易作出,可由圖象的直觀性寫出它的單調區間;
4、導數法:利用導數的正負確定函數的單調區間。
典型例題1:
單調區間的定義:
若函數y=f(x)在區間D上是增函數或減函數,則稱函數y=f(x)在這一區間上具有(嚴格的)單調性,區間D叫做y=f(x)的單調區間。
單調區間只能用區間表示,不能用集合或不等式表示;如有多個單調區間應分別寫,不能用併集符號「∪」聯結,也不能用「或」聯結。
函數的最值:
設函數y=f(x)的定義域為I,如果存在實數M滿足以下條件:
1、對於任意x∈I,都有f(x)≤M,M為最大值。
2、存在x0∈I,使得f(x0)=M,M為最大值。
3、對於任意x∈I,都有f(x)≥M,M為最小值。
4、存在x0∈I,使得f(x0)=M,M為最小值。
函數的單調性是局部性質:
從定義上看,函數的單調性是指函數在定義域的某個子區間上的性質,是局部的特徵。在某個區間上單調,在整個定義域上不一定單調。
函數的單調區間的求法:
函數的單調區間是函數定義域的子區間,所以求解函數的單調區間,必須先求出函數的定義域。對於基本初等函數的單調區間可以直接利用已知結論求解,如二次函數、對數函數、指數函數等;如果是複合函數,應根據複合函數的單調性的判斷方法,首先判斷兩個簡單函數的單調性,再根據「同則增,異則減」的法則求解函數的單調區間。
典型例題2:
單調性的應用主要涉及利用單調性求最值,進行大小比較,解抽象函數不等式,解題時要注意:
一是函數定義域的限制;
二是函數單調性的判定;
三是等價轉化思想與數形結合思想的運用。
對於給出具體解析式的函數,證明其在某區間上的單調性有兩種方法:
1、結合定義(基本步驟為取值、作差或作商、變形、判斷)證明;
2、可導函數則可以利用導數證明.對於抽象函數單調性的證明,一般採用定義法進行。