创新方案高中数学 131 单调性与最大小值 第一课时教案精讲 新人教A版必修1文档格式.docx
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若f(x)在区间A上为减函数,在区间B上也为减函数,则f(x)在A∪B上也为减函数,对吗?
不对,如函数f(x)=(x≠0),在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上也为减函数,但在(-∞,0)∪(0,+∞)上既不是增函数,也不是减函数.
证明或判断函数的单调性
[例1] 求证:
函数f(x)=在(0,+∞)上是减函数,在(-∞,0)上是增函数.
[自主解答] 对于任意的x1,x2∈(-∞,0),且x1<
x2,有f(x1)-f(x2)=-
==
∵x1<
x2<
0,∴x2-x1>
0,x1+x2<
0,xx>
0.
∴f(x1)-f(x2)<
0,即f(x1)<
f(x2).
∴函数f(x)=在(-∞,0)上是增函数.
对于任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1<
x2,有f(x1)-f(x2)=.
∵0<
x1<
x2,∴x2-x1>
0,x2+x1>
∴f(x1)-f(x2)>
0,即f(x1)>
∴函数f(x)=在(0,+∞)上是减函数.
——————————————————
利用定义证明函数单调性的步骤如下:
1取值:
设x1,x2是该区间内的任意两个值,且x1<
x2;
2作差变形:
作差fx1-fx2,并通过因式分解、通分、配方、有理化等手段,转化为易判断正负的式子;
3定号:
确定fx1-fx2的符号;
4结论:
根据fx1-fx2的符合及定义判断单调性.
————————————————————————————————————————
1.证明函数f(x)=x3+x在R上是增函数.
证明:
设x1,x2∈R,且x1<
x2,则
f(x1)-f(x2)=(x+x1)-(x+x2)
=(x-x)+(x1-x2)
=(x1-x2)(x+x1x2+x+1)
=(x1-x2)[(x1+x2)2+x+1].
x2,∴x1-x2<
又∵(x1+x2)2+x+1>
0,
即f(x1)<
∴f(x)在R上是增函数.
求函数的单调区间
[例2] 画出函数y=-x2+2|x|+3的图象,并指出函数的单调区间.
[自主解答] y=-x2+2|x|+3
=
函数图象如图所示.
函数在(-∞,-1],[0,1]上是增函数,
函数在[-1,0],[1,+∞)上是减函数.
∴函数的单调增区间是(-∞,-1]和[0,1],单调减区间是[-1,0]和[1,+∞).
1对于初等函数y=kx+b,y=ax2+bx+c,y=\f(k,x)单调区间的确定,常借助于函数图象去探求,而且这些函数的单调区间作为常识性的内容,可以直接使用.
2对于含有绝对值的函数,往往转化成分段函数去处理其图象,借助于图象的变化趋势分析相应函数的单调性区间.
2.求函数f(x)=|x+1|-|2x-4|的单调递减区间.
解:
f(x)=|x+1|-|2x-4|
画出函数f(x)的图象如下图所示,函数f(x)的单调减区间是[2,+∞).
由函数的单调性求参数取值范围
[例3] 已知函数f(x)=x2-2ax-3在区间[1,2]上单调,求实数a的取值范围.
[自主解答] 函数f(x)=x2-2ax-3的图象开口向上,对称轴为直线x=a,画出草图如图所示.
由图象可知函数在(-∞,a]和[a,+∞)上分别单调,因此要使函数f(x)在区间[1,2]上单调,只需a≤1或a≥2(其中当a≤1时,函数f(x)在区间[1,2]上单调递增;
当a≥2时,函数f(x)在区间[1,2]上单调递减,从而a∈(-∞,1]∪[2,+∞).
“若函数单调增区间为[2,+∞),则a为何值?
”
∵f(x)开口向上,且函数单调增区间为[2,+∞),
∴对称轴x=a=2,即a=2.
1已知函数的单调性求参数的取值范围的方法是:
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.
(2)常见函数的单调性列表如下:
函数
单调性
一次函数y=ax+b(a≠0)
a>
0时,在R上单调递增;
a<
0时,在R上单调递减
反比例函数y=(a≠0)
0时,单调减区间是(-∞,0)和(0,+∞);
0时,单调增区间是(-∞,0)和(0,+∞)
二次函数y=a(x-m)2+n(a≠0)
0时,单调减区间是(-∞,m],单调增区间是[m,+∞);
0时,单调减区间是[m,+∞),单调增区间是(-∞,m]
(3)需注意若一函数在区间[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.
3.若函数f(x)=(2a-1)x+b是R上的减函数,则a的取值范围为________.
解析:
∵f(x)=(2a-1)x+b为一次函数,
∴当2a-1<
0即a<
时,f(x)是R上的减函数.
答案:
(-∞,)
解题高手
妙解题
同样的结果,不一样的过程,节省解题时间,也是得分!
求f(x)=x2-2ax-1在区间[0,2]上的最大值和最小值.
[巧思] 先求出函数的对称轴x=a,分四种情况a<
0,0≤a<
1,1≤a<
2,a≥2时,讨论函数f(x)在区间[0,2]上的单调性,再结合图形,可分别求出相应的最小值和最大值.
[妙解] ∵f(x)=(x-a)2-1-a2,
对称轴为直线x=a,
①当a<
0时,由图1可知
f(x)min=f(0)=-1,
f(x)max=f
(2)=3-4a.
②当0≤a<
1时,由图2可知,
f(x)min=f(a)=-1-a2,
③当1≤a<
2时,由图3可知,f(x)min=f(a)=-1-a2,
f(x)max=f(0)=-1;
④当a≥2时,由图4可知,f(x)min=f
(2)=3-4a,
f(x)max=f(0)=-1.
1.函数y=x2+x+1(x∈R)的递减区间是( )
A. B.[-1,+∞)
C.D.(-∞,+∞)
y=x2+x+1=(x+)2+.
其对称轴为x=-,在对称轴左侧单调递减,
∴x≤-时单调递减.
C
2.函数f(x)=|x|和g(x)=x(2-x)的递增区间依次是( )
A.(-∞,0],(-∞,1]B.(-∞,0],[1,+∞)
C.[0,+∞),(-∞,1]D.[0,+∞),[1,+∞)
f(x)=|x|的图象如图甲,
g(x)=x(2-x)=-x2+2x
=-(x2-2x+1)+1
=-(x-1)2+1的图象如图乙,易知选C.
3.已知函数y=ax和y=-在(0,+∞)上都是减函数,则函数f(x)=bx+a在R上是( )
A.减函数且f(0)<
0B.增函数且f(0)<
C.减函数且f(0)>
0D.增函数且f(0)>
∵y=ax和y=-在(0,+∞)都是减函数,
∴a<
0,b<
f(x)=bx+a为减函数且f(0)=a<
A
4.若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a=________.
由f(x)=可得函数f(x)的单调递增区间为[-,+∞),故3=-,解得a=-6.
-6
5.若函数f(x)=则f(x)的递减区间是________.
∵分段函数当x≥1时,f(x)=2x+1为增函数,当x<
1时,f(x)=5-x为减函数.
(-∞,1)
6.已知f(x)=,试判断f(x)在[1,+∞)上的单调性,并证明.
f(x)=在[1,+∞)上是增函数.
任取x1,x2∈[1,+∞),
且x1<x2,则f(x2)-f(x1)=-
∵1≤x1<x2,∴x2+x1>0,x2-x1>0,
+>0.
∴f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1).
故函数f(x)在[1,+∞)上是增函数.
一、选择题
1.下图中是定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x),则下列关于函数f(x)的说法错误的是( )
A.函数在区间[-5,-3]上单调递增
B.函数在区间[1,4]上单调递增
C.函数在区间[-3,1]∪[4,5]上单调递减
D.函数在区间[-5,5]上没有单调性
若一个函数出现两个或两个以上的单调区间时,不能用∪连接.比如0<5,但f(0)>f(5).
2.函数f(x)=2x2-mx+3,当x∈[-2,+∞)时,f(x)为增函数,当x∈(-∞,-2]时,函数f(x)为减函数,则m等于( )
A.-4B.-8
C.8D.无法确定
由题意可知x=-2是f(x)的对称轴,∴=-2,m=-8.
B
3.下列有关函数单调性的说法,不正确的是( )
A.若f(x)为增函数,g(x)为增函数,则f(x)+g(x)为增函数
B.若f(x)为减函数,g(x)为减函数,则f(x)+g(x)为减函数
C.若f(x)为增函数,g(x)为减函数,则f(x)+g(x)为增函数
D.若f(x)为减函数,g(x)为增函数,则f(x)-g(x)为减函数
∵若f(x)为增函数,g(x)为减函数,
则f(x)+g(x)的增减性不确定.
例如f(x)=x+2为R上的增函数,
当g(x)=-x时,则f(x)+g(x)=+2为增函数;
当g(x)=-3x,则f(x)+g(x)=-2x+2在R上为减函数.
∴不能确定f(x)+g(x)的单调性.
4.下列函数中,在区间(0,1)上是增函数的是( )
A.y=|x+1|B.y=3-x
C.y=D.y=-x2+4
B、C、D在(0,1)上均为减函数,只有A项在(0,1)上是增函数.
二、填空题
5.已知函数f(x)为区间[-1,1]上的增函数,则满足f(x)<
f()的实数x的取值范围为________.
∵f(x)在[-1,1]上为增函数,且f(x)<
f().
∴,得-1≤x<
.
[-1,)
6.若f(x)=-x2+2ax与g(x)=在区间[1,2]上都是减函数,则a的
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