1、函数的单调性和最值【第一课时】【学习目标】(1)利用图象判断函数的单调性、寻找函数的单调区间;(2)掌握函数的单调性的定义,用定义证明函数的单调性,及作差结果符号的判断方法;(3)熟悉常见函数(绝对值函数、二次函数、分段函数等)的单调性及简单应用。【学习重难点】(1)利用函数的图象判断单调性、寻找函数单调区间;(2)函数的单调性的定义,用定义证明函数的单调性的方法,及作差结果符号的判断方法;(3)常见函数(绝对值函数、二次函数、分段函数等)的单调性及简单应用。【学习过程】一、知识引入初中学习了一次函数y=kx+b的图象和性质.当k0时,直线是向右上,即函数值y随x的增大而_,当k0时,直线向右
2、下,即函数值y随x的增大而_。思考讨论:(1)如图,是某位同学从高一到高三上学期的考试成绩的统计图,从图中,你可以得出该同学成绩是怎样变化的呢?(2)如图,是函数fx(x-6,9)的图象,说出在各个区间函数值fx随x的值的变化情况.二、新知识一般地,在函数y=fx定义域内的一个区间A上.如果对于任意的x1,x2A,当x1x2时,都有_,那么就称函数y=fx在区间A上是增函数或递增的;如果对于任意的x1,x2A,当x1x2时,都有_,那么就称函数y=fx在区间A上是减函数或递减的。注意:函数y=fx在区间A上是增函数(减函数),那么就称函数在区间A上是单调函数,或称在区间A上具有单调性,区间A称
3、为函数y=fx的单调区间。如:一元二次函数fx=x2在区间0,+)上是_(单调递增),区间0,+)是函数fx=x2的_区间;增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的;“函数在区间A上单增”与“函数的单增区间是A”两种叙述含义是不同的.如:函数fx=x2-2ax-1的单调递增区间为2,+),则对称轴a_;函数fx=x2-2ax-1在区间2,+)上单调递增,则对称轴a_.函数y=1x的定义域为-,0(0,+),由函数图象可知,在两个区间上函数都是单调递减的,但不能说成“函数在定义域内递减”或“函数的单调递减区间是-,0(0,+)”,而只能说“函数在区间-,0和区间(0,+)上都是递减的”.例1.
4、设fx=1x(x0),画出函数fx+3(x0,函数fx=x3-ax是区间1,+)上的单调函数,求实数a的取值范围;(4)设实数tR,函数fx=x2-2x-1在区间t,t+1上的最小值是g(t),求g(t)并画出y=g(t)的图象.【第二课时】【学习目标】(1)利用函数的单调性定义证明函数的单调性;(2)复杂函数(双曲函数、分式函数、复合函数等)单调性的分析和证明;(3)熟练利用函数的单调性解决函数、不等式等问题。【学习重难点】(1)利用定义证明函数的单调性;(2)复杂函数(双曲函数、分式函数、复合函数等)单调性的分析和证明;(3)利用函数的单调性解决函数、不等式等问题。【学习过程】思考讨论:(
5、1)增函数和减函数的定义是什么?(2)如果有两个函数y=fx和y=gx,在同一个区间I上都是单增(单减)函数,那么函数y=fx+gx的具有怎样的单调性?能不能判断函数y=fx-gx的单调性呢?例4.判断函数fx=x的单调性,并给出证明.例5.试用定义证明:函数fx=x+1x在区间(0,1上是减函数,在区间1,+)上是增函数.注意:函数y=x+1x在区间(0,1上是减函数,在区间1,+)上是增函数.x(0,+)时,由函数的单调性或由均值不等式x+1x2,可得当x=1时,函数y=x+1x取得最小值2,同理也可以得到x(-,0)时函数的单调性。画出该函数的图象,如图,该函数又叫双曲函数.形如fx=a
6、x+bx(a0,b0)的函数,在区间(0,+)上也具有类似的性质,根据均值不等式,可得当x=_时,函数取得最小值_,函数在区间(0,ba上是_,在区间ba,+)上是_;设y是u的函数y=fu,u是x的函数u=g(x),其中函数u=g(x)的值域是函数y=fu的定义域或子集,则函数y=fg(x)称为函数y=fu与函数u=g(x)的复合函数。复合函数单调性常采用分层分析的方法:如:函数y=x2+1,令u=x2+1,则y=u当x(-,0)时,x,u=x2+1,y=u,所以函数y=x2+1在x(-,0)时单减,当x(0,+)时,x,u=x2+1,y=u,所以函数y=x2+1在x(-,0)时单增,其中“
7、”代表增大,“”代表减小.有些函数问题中(如求值域、求最值等),如果要用到函数的单调性,而又不需证明,可以通过分析的方法,得到函数的单调性.如:求函数fx=1-2xx-1在区间2,3上的最值.fx=_,当x2,3时,随着x,-1x-1,所以函数fx,即函数单增.所以fxmin=_,fxmax=_。思考讨论(综合练习)(1)如果函数fx=x2+bx+c,对任意实数x都有f2+x=f(2-x),试比较f-3、f2、f3的大小;(2)函数在R上单调递增,求实数a的取值范围(3)求函数y=3-2x-x2的单调区间;(4)已知定义在区间(0,+)上的函数fx,满足:i)对任意x,y(0,+),都有fxy=fx+f(y);ii)当0x0.判断并证明fx在区间(0,+)上的单调性;解关于a的不等式f1-2a-f4-a20.