第二講函數(shù)及其性質(zhì)之3-函數(shù)單調(diào)性及值域

1、函數(shù)的單調(diào)性與最值函數(shù)的單調(diào)性與最值 第二講函數(shù)及其性質(zhì)之三第二講函數(shù)及其性質(zhì)之三憶憶 一一 憶憶 知知 識(shí)識(shí) 要要 點(diǎn)點(diǎn)上升的上升的 下降的下降的 憶憶 一一 憶憶 知知 識(shí)識(shí) 要要 點(diǎn)點(diǎn)增函數(shù)增函數(shù) 減函數(shù)減函數(shù) 2121212121函數(shù)的單調(diào)性與不等式函數(shù)的單調(diào)性與不等式 設(shè)函數(shù)設(shè)函數(shù)yf(x)的定義域?yàn)榈亩x域?yàn)镮,如果對(duì)于定義域如果對(duì)于定義域I內(nèi)的內(nèi)的某個(gè)區(qū)間某個(gè)區(qū)間D內(nèi)的任意兩個(gè)自變量?jī)?nèi)的任意兩個(gè)自變量x1、x2,當(dāng)當(dāng)x1x2時(shí)時(shí),都有都有f(x1)f(x2),那么就說(shuō)那么就說(shuō)f(x)在區(qū)間在區(qū)間D上是增函數(shù)上是增函數(shù).1.函數(shù)單調(diào)性的定義函數(shù)單調(diào)性的定義 設(shè)函數(shù)設(shè)函數(shù)yf(x)的

2、定義域?yàn)榈亩x域?yàn)镮，如果對(duì)于定義域，如果對(duì)于定義域I內(nèi)內(nèi)的某個(gè)區(qū)間的某個(gè)區(qū)間D內(nèi)的任意兩個(gè)自變量?jī)?nèi)的任意兩個(gè)自變量x1、x2, 當(dāng)當(dāng)x1f(x2) , 那么就說(shuō)那么就說(shuō)f(x)在區(qū)間在區(qū)間D上是增函數(shù)上是增函數(shù).憶憶 一一 憶憶 知知 識(shí)識(shí) 要要 點(diǎn)點(diǎn)任取任取x1, x2D,且且x10時(shí)，時(shí)，f(x)1,且對(duì)任意的且對(duì)任意的a,bR, f(a+b)= f(a) f(b). (1)求求f(0)的值；的值； (2)判斷判斷f(x)的單調(diào)性的單調(diào)性.一、抽象函數(shù)的單調(diào)性與最值一、抽象函數(shù)的單調(diào)性與最值解解: (1)令令 a = b = 0, 則則2(0)(0),ff (0)0,(0)1.ff任取任

3、取x1, x2R，且，且x10 恒成立恒成立.(0)( )(),ff xfx( )()1f xfx即即. .由于當(dāng)由于當(dāng) x 0 時(shí)，時(shí)，f (x) 1,則則 f(x2)=f(x2- -x1)+x1 f( x1).即即 f(x2)f(x1). f(x) 是是 R 上上 的增函數(shù)的增函數(shù).=f(x2- - x1)f(x1) f(x2- - x1)1. 【1】若對(duì)一切實(shí)數(shù)】若對(duì)一切實(shí)數(shù)x, y 都有都有 (1)求求f(0)的值的值; (2)判定判定f(x)的奇數(shù)偶性的奇數(shù)偶性. .()( )( ).f xyf xf y 令令 x = y = 0, 則則令令y = - -x , 則則故故 f (x)

4、是奇函數(shù)是奇函數(shù).解解:因?yàn)閷?duì)于任何實(shí)數(shù)因?yàn)閷?duì)于任何實(shí)數(shù) x, y 都有都有(0)( )(),ff xfx(0)2 (0),ff (0)0.f()( ).fxf x ()( )( ),f x yf xf y 證明證明: 任取任取 x1, x2R，且，且 x10, f(x2- - x1)1. = =f(x2- - x1)- -1.f(x2)- -f(x1)0， 即即 f(x2)f(x1). f(x) 是是 R 上上 的增函數(shù)的增函數(shù). 【 2 】 若 函 數(shù)若 函 數(shù) f ( x ) 對(duì) 任 意對(duì) 任 意 a , b R 都 有都 有 f(a+b)=f(a)+f(b)- -1, 并且當(dāng)并且當(dāng)x0

5、 時(shí)時(shí), 有有 f(x)1. 求證求證: f(x) 是是 R 上上 的增函數(shù)的增函數(shù).f(x2- - x1)- -10. =f(x2- - x1)+f(x1) - -1- - f(x1) 【3】已知函數(shù)】已知函數(shù) f (x) 對(duì)于任何實(shí)數(shù)對(duì)于任何實(shí)數(shù) x, y 都有都有 f (x+y)+f(x- -y)=2f (x) f (y) 且且 f (0)0求證求證: f (x) 是偶函數(shù)是偶函數(shù).令令 x = y = 0, 則則令令 x = 0 , 則則故故 f (x)是偶函數(shù)是偶函數(shù).解：已知函數(shù)解：已知函數(shù) f (x) 對(duì)于任何實(shí)數(shù)對(duì)于任何實(shí)數(shù) x, y 都有都有 f (x+y)+f(x- -y)

6、=2f (x) f (y)，( )()2 ( ),f yfyf y22 (0)2(0),ff(0)0,(0)1.ff( )(),f yfy( )().f xfx即即例例2.2.判斷函數(shù)判斷函數(shù) 在區(qū)間在區(qū)間(- -1,1)上的單調(diào)性上的單調(diào)性.2( )1xf xx 解解: :設(shè)設(shè)則則 f( (x1 1) )f( (x2 2) )12221211xxxx ) 1)(1(222122121221 xxxxxxxx12212212(1)().(1)(1)x xxxxx 1x1x21,1+x1x20,x2x10,221210,10,xx f(x1)f(x2)0 .即即 f(x1)f(x2) .故此函數(shù)

7、在故此函數(shù)在( (- -1,1)1,1)上是減函數(shù)上是減函數(shù). .1211,xx 二、函數(shù)單調(diào)性的判定及證明二、函數(shù)單調(diào)性的判定及證明例例3. 設(shè)設(shè) 為奇函數(shù)為奇函數(shù),且定義域?yàn)榍叶x域?yàn)镽.(1)求求b的值；的值；(2)判斷函數(shù)判斷函數(shù)f(x)的單調(diào)性；的單調(diào)性；(3)若對(duì)于任意若對(duì)于任意t R, 不等式不等式 恒成立，求實(shí)數(shù)恒成立，求實(shí)數(shù)k的取值范圍的取值范圍12( )22xxbf x 22(2 )(2)0f ttftk 解解: (1)由由 f ( x ) 是奇函數(shù)是奇函數(shù), 則則 f(- -x )=- -f (x),整理整理, 得得1.b 1122,2222xxxxbb 111220,2

8、 222xxxxbb (1)(21)0,2(21)xxb 證明證明: (2) 任取任取 x1, x2 , 且且x1 x2 , 12()()f xf x 則則1212()()0,()().f xf xf xf x 即即所以函數(shù)所以函數(shù) f(x) 在在R內(nèi)是減函數(shù)內(nèi)是減函數(shù).( 21) 211( ),22(21)21xxxf x 121111()222121xx 121111()222121xx 2112220.(21)(21)xxxx 所以實(shí)數(shù)所以實(shí)數(shù)k的取值范圍是的取值范圍是解解: (3) 因?yàn)橐驗(yàn)?f(x)定義域?yàn)槎x域?yàn)镽的奇函數(shù)的奇函數(shù),且是減函數(shù)且是減函數(shù),從而判別式從而判別式4120,k 1.3k 22(2 )(2)0,f ttftk 22(2 )( 2),f ttftk 2222,tttk 所以對(duì)任意所以對(duì)任意t R, 不等式不等式 恒成立恒成立.2320ttk 從而不等式從而不等式等價(jià)于等價(jià)于1.3k 所以實(shí)數(shù)所以實(shí)數(shù)k的取值范圍是的取值范圍是設(shè)設(shè)22(2 )(2)0,f ttftk 22(2 )( 2),f ttftk 2222,tttk 所以對(duì)任意所以對(duì)任意t R, 恒成立恒成立.232ktt 從而不等式從而不等式等價(jià)于等價(jià)于1.3k min( ).kg t 從而從而只須只須2( )32 ,g ttt 211( )3(