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文檔簡介
------函數(shù)的單調(diào)性書寫單調(diào)區(qū)間時(shí),注意區(qū)間端點(diǎn)的寫法。對于某一個(gè)點(diǎn)而言,由于它的函數(shù)值是一個(gè)確定的常數(shù),無單調(diào)性可言,因此在寫單調(diào)區(qū)間時(shí),可以包括端點(diǎn),也可以不包括端點(diǎn)。但對于某些不在定義域內(nèi)的區(qū)間端點(diǎn),書寫時(shí)就必須去掉端點(diǎn)。單調(diào)區(qū)間之間必須用“,”隔開,或者用“和”連接,但千萬不能用“∪”連接,也不能用“或”,“且”連接。例2.指出下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間:
解:無單調(diào)減區(qū)間
無單調(diào)增區(qū)間歸納:函數(shù)的單調(diào)性k>0k<0yox22o4yx歸納:函數(shù)的單調(diào)性_______;_______.例2.指出下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間:xyy=-x2+21-1122-1-2-2O思考2:函數(shù)的單調(diào)區(qū)間呢?
思考1:函數(shù)的單調(diào)區(qū)間呢?解:的對稱軸為練習(xí):判斷函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。xy21o單調(diào)遞增區(qū)間:單調(diào)遞減區(qū)間:成果運(yùn)用若二次函數(shù)
在區(qū)間
上單調(diào)遞增,求a的取值范圍。
oxy1xy1o解:二次函數(shù)的對稱軸為,由圖象可知只要,即即可.
若二次函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間是,則a的取值情況是()
變式1變式2請你說出一個(gè)單調(diào)減區(qū)間是的二次函數(shù)變式3請你說出一個(gè)在上單調(diào)遞減的函數(shù)A.B.C.D.
討論函數(shù)在(-2,2)內(nèi)的單調(diào)性.變式4解:f(x)的開頭方向向上,對稱軸是x=a,(1)當(dāng)a≤-2時(shí),f(x)在(-2,2)單調(diào)遞增;(2)當(dāng)-2<a<2時(shí),f(x)在(-2,2)沒有單調(diào)性,但是f(x)在(-2,a)單調(diào)遞減,在(a,2)單調(diào)遞增;(3)當(dāng)a>2時(shí),f(x)在(-2,2)單調(diào)遞減。變式5討論函數(shù)f(x)=x2-2x+3在區(qū)間(a,a+3)上的單調(diào)性。例3.指出下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間:xyO思考1:思考2:函數(shù)的單調(diào)區(qū)間是什么?
的單調(diào)增區(qū)間是
歸納:在和上的單調(diào)性?_____________,解:沒有單調(diào)增區(qū)間的單調(diào)區(qū)間,,證明:函數(shù)f(x)=1/x在(0,+∞)上是減函數(shù)。證明:設(shè)x1,x2是(0,+∞)上任意兩個(gè)實(shí)數(shù),且x1<x2,則f(x1)-f(x2)=由于x1,x2得x1x2>0,又由x1<x2得x2-x1>0所以f(x1)-f(x2)>0,
即f(x1)>f(x2)因此f(x)=1/x在(0,+∞)上是減函數(shù)。取值定號變形作差下結(jié)論3.證明函數(shù)單調(diào)性的方法步驟
利用定義證明函數(shù)f(x)在給定的區(qū)間D上的單調(diào)性的一般步驟:①任取x1,x2∈D,且x1<x2;②作差f(x1)-f(x2);③變形(通常是因式分解和配方);④定號(即判斷差f(x1)-f(x2)的正負(fù));⑤下結(jié)論(即指出函數(shù)f(x)在給定的區(qū)間D上的單調(diào)性).
例4、物理學(xué)中的玻意耳定律告訴我們,對于一定量的氣體,當(dāng)其體積V減小時(shí),壓強(qiáng)p將增大。試用函數(shù)的單調(diào)性證明之。證明:根據(jù)單調(diào)性的定義,設(shè)V1,V2是定義域(0,+∞)上的任意兩個(gè)實(shí)數(shù),且V1<V2,則由V1,V2∈
(0,+∞)得V1V2>0,由V1<V2,得V2-V1>0又k>0,于是
所以,函數(shù)是減函數(shù).也就是說,當(dāng)體積V減少時(shí),壓強(qiáng)p將增大.取值定號變形作差結(jié)論?判斷函數(shù)在區(qū)間(0,1)上的單調(diào)性.解:設(shè)則f(x1)-f(x2)∵0<x1<x2<1,∴1+x1x2>0,x2-x1>0,∴
f(x1)-f(x2)>0.即f(x1)>f(x2).故此函數(shù)在(0,1)上是減函數(shù).例:已知函數(shù)f(x)是定義在(-∞,+∞)上的單調(diào)增函數(shù),解不等式f(2x)<f(1+x)
例:已知函數(shù)f(x)是定義在(-1,1)上的單調(diào)增函數(shù),解不等式f(2x)<f(1+x)
1.已知函數(shù)f(x)是定義在[-1,2)上的增函數(shù),若f(a-1)>f(1-3a),求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
是定義在R上的單調(diào)函數(shù),且的圖象過點(diǎn)A(0,2)和B(3,0)(1)解不等式(2)求適合的的取值范圍三、歸納小結(jié)1.函數(shù)的單調(diào)性的判定、證明和單調(diào)區(qū)間的確定:函數(shù)的單調(diào)性一般是先根據(jù)圖象判斷,再利用定義證明.求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間時(shí)必須要注意函數(shù)的定義域,單調(diào)性的證明一般分五步:取值→作差→變形→定號→下結(jié)論2.直接利用初等函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。------函數(shù)的最大(?。┲迪铝袃蓚€(gè)函數(shù)的圖象:圖1ox0xMyyxox0圖2M觀察觀察這兩個(gè)函數(shù)圖象,圖中有個(gè)最高點(diǎn),那么這個(gè)最高點(diǎn)的縱坐標(biāo)叫什么呢?思考設(shè)函數(shù)y=f(x)圖象上最高點(diǎn)的縱坐標(biāo)為M,則對函數(shù)定義域內(nèi)任意自變量x,f(x)與M的大小關(guān)系如何?思考f(x)≤M?(0)=1O122、存在0,使得?(0)=1.1、對任意的都有?(x)≤1.1是此函數(shù)的最大值知識要點(diǎn)M是函數(shù)y=f(x)的最大值(maximumvalue):一般地,設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镮,如果存在實(shí)數(shù)M滿足:(1)對于任意的x∈I,都有f(x)≤M;(2)存在,使得.一般地,設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镮,如果實(shí)數(shù)M滿足:(1)對于任意的的x∈I,都有f(x)≥M;(2)存在 ,使得,那么我們稱M是函數(shù)y=f(x)的最小值(minimunvalue).能否仿照函數(shù)的最大值的定義,給出函數(shù)y=f(x)的最小值的定義呢?思考2.函數(shù)最大(?。┲祽?yīng)該是所有函數(shù)值中最大(小)的,即對于任意的x∈I,都有f(x)≤M(f(x)≥M).
注意:1.函數(shù)最大(?。┲凳紫葢?yīng)該是某一個(gè)函數(shù)值,即存在x0∈I,使得f(x0)=M;3.最大值和最小值統(tǒng)稱為最值。探究:函數(shù)單調(diào)性與函數(shù)的最值的關(guān)系(1)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[m,n](m<n)上單調(diào)遞增,則函數(shù)y=f(x)的最值是什么?Oxy當(dāng)x=m時(shí),f(x)有最小值f(m),當(dāng)x=n時(shí),f(x)有最大值f(n).(2)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[m,n]上單調(diào)遞減,則函數(shù)y=f(x)的最值是什么?Oxy當(dāng)x=m時(shí),f(x)有最大值f(m),當(dāng)x=n時(shí),f(x)有最小值f(n).(3)若函數(shù)則函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[m,n]上的最值是什么?Oxy最大值f(l)=h,有最小值f(m),f(n)中較小者.例3
“菊花”煙花是最壯觀的煙花之一.制造時(shí)一般是期望在它達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)爆裂.如果在距地面高度hm與時(shí)間ts之間的關(guān)系為:h(t)=-4.9t2+14.7t+18
,那么煙花沖出后什么時(shí)候是它的爆裂的最佳時(shí)刻?這時(shí)距地面的高度是多少(精確到1m)解:作出函數(shù)h(t)=-4.9t2+14.7t+18的圖象(如圖).顯然,函數(shù)圖象的頂點(diǎn)就是煙花上升的最高點(diǎn),頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是煙花爆裂的最佳時(shí)刻,縱坐標(biāo)就是這時(shí)距地面的高度.
由于二次函數(shù)的知識,對于h(t)=-4.9t2+14.7t+18,我們有:
于是,煙花沖出后1.5秒是它爆裂的最佳時(shí)刻,這時(shí)距地面的高度為29m.例3
求函數(shù)在區(qū)間[2,6]上的最大值和最小值.
解:設(shè)x1,x2是區(qū)間[2,6]上的任意兩個(gè)實(shí)數(shù),且x1<x2,則由于2<x1<x2<6,得x2-x1>0,(x1-1)(x2-1)>0,于是所以,函數(shù)是區(qū)間[2,6]上的減函數(shù).
因此,函數(shù)在區(qū)間[2,6]上的兩個(gè)端點(diǎn)上分別取得最大值和最小值,即在點(diǎn)x=2時(shí)取最大值,最大值是2,在x=6時(shí)取最小值,最小值為0.4.(二)判斷函數(shù)的最大(小)值的方法
1.利用二次函數(shù)的性質(zhì)(配方法)求函數(shù)的最大(小)值
2.利用圖象求函數(shù)的最大(小)值
3.利用函數(shù)單調(diào)性的判斷函數(shù)的最大(小)值
如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上單調(diào)遞增,則函數(shù)y=f(x)在x=a處有最小值f(a),在x=b處有最大值f(b)
;
如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上單調(diào)遞減,在區(qū)間[b,c]上單調(diào)遞增則函數(shù)y=f(x)在x=b處有最小值f(b);
例3寫出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,并求出最值。例4已知二次函數(shù)(1)當(dāng)
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