+4,二次函数的图像如图.
由图像可知,函数y=-x+2|x|+3的递增区间为(-∞,-1],[0,1].] 2.判断并证明函数f(x)=
2
ax(a≠0)在(-1,1)上的单调性. x-1
[解] 法一:(定义法)设-1<x1<x2<1,
f(x)=a?
?x-1+1?=a?1+1?,
???
?x-1??x-1?
?
1?
f(x1)-f(x2)=a?1+?-a?1+?
?x1-1??x2-1?
=
?
1?
ax2-x1
,由于-1<x1<x2<1,
x1-1x2-1
所以x2-x1>0,x1-1<0,x2-1<0, 故当a>0时,f(x1)-f(x2)>0, 即f(x1)>f(x2),
函数f(x)在(-1,1)上递减;
当a<0时,f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2), 函数f(x)在(-1,1)上递增. 法二:(导数法)f′(x)=
ax-1-ax-a=2
x-1x-1
2
,
所以当a>0时,f′(x)<0,当a<0时,f′(x)>0, 即当a>0时,f(x)在(-1,1)上为单调减函数, 当a<0时,f(x)在(-1,1)上为单调增函数. 考点2 函数的最值
求函数最值的5种常用方法及其思路
(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.
(2)图像法:先作出函数的图像,再观察其最高点、最低点,求出最值.
(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.
(4)导数法:先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值. (5)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.
x-a2x≤0,??
(1)若函数f(x)=?1
x++ax>0??x取值范围是( )
A.[-1,2]
的最小值为f(0),则实数a的
B.[-1,0]
5
C.[1,2] D.[0,2]
?1?x(2)函数f(x)=??-log2(x+2)在区间[-1,1]上的最大值为________.
?3?
(3)函数y=x-x(x≥0)的最大值为________.
111
(1)D (2)3 (3) [(1)当x>0时,f(x)=x++a≥2+a,当且仅当x=,即x=1
4xx时,等号成立.
故当x=1时取得最小值2+a, ∵f(x)的最小值为f(0),
∴当x≤0时,f(x)=(x-a)单调递减,故a≥0, 此时的最小值为f(0)=a,故2+a≥a,得-1≤a≤2. 又a≥0,得0≤a≤2.故选D.
2
2
2
?1?x(2)∵f(x)=??-log2(x+2)在区间[-1,1]上单调递减,∴f(x)max=f(-1)=3-log21
?3?
=3.
111?1?212
(3)令t=x,则t≥0,所以y=t-t=-?t-?+,当t=,即x=时,ymax=.]
244?2?4
a?1??1?则a=________,
[逆向问题] 若函数f(x)=-+b(a>0)在?,2?上的值域为?,2?,
x?2??2?b=________.
5a?1?1 [∵f(x)=-+b(a>0)在?,2?上是增函数,
2x?2?
?1?1
∴f(x)min=f??=,f(x)max=f(2)=2.
?2?2
1
-2a+b=,??2即?a-??2+b=2,
5
解得a=1,b=.]
2
(1)求函数的最值时,应先确定函数的定义域.如本例(3).
(2)求分段函数的最值时,应先求出每一段上的最值,再选取其中最大的作为分段函数的最大值,最小的作为分段函数的最小值.如本例(1).
(3)若函数f(x)在区间[a,b]上单调,则必在区间的端点处取得最值.如本例(2);若函数f(x)在区间[a,b]上不单调,则最小值为函数
f(x)在该区间内的极小值和区间端点值中最小的值,最大值为函数 f(x)在该区间内的极大值和区间端点值中最大的值.
6
x2+4
1.函数f(x)=的值域为________.
x4
(-∞,-4]∪[4,+∞) [当x>0时,f(x)=x+≥4,
x当且仅当x=2时取等号;
?4?当x<0时,-x+?-?≥4,
?x?
4
即f(x)=x+≤-4,
x当且仅当x=-2时取等号,
所以函数f(x)的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞).] 2.对于任意实数a,b,定义min{a,b}=?
?a,a≤b,?
??b,a>b.
设函数f(x)=-x+3,g(x)
=log2x,则函数h(x)=min{f(x),g(x)}的最大值是________.
1 [法一:(图像法)
在同一坐标系中,作函数f(x),g(x)图像, 依题意,h(x)的图像如图所示. 易知点A(2,1)为图像的最高点, 因此h(x)的最大值为h(2)=1.
?log2x,0<x≤2,?
法二:(单调性法)依题意,h(x)=?
??-x+3,x>2.
当0<x≤2时,h(x)=log2 x是增函数, 当x>2时,h(x)=3-x是减函数, 所以h(x)在x=2时取得最大值h(2)=1.] 考点3 函数单调性的应用
比较大小
比较函数值大小的解题思路
比较函数值的大小时,若自变量的值不在同一个单调区间内,要利用其函数性质,转化到同一个单调区间内进行比较,对于选择题、填空题能数形结合的尽量用图像法求解.
已知函数f(x)的图像向左平移1个单位后关于y轴对称,
?1?当x2>x1>1时,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0恒成立,设a=f?-?,b=f(2),c=f(3),则
?2?
a,b,c的大小关系为( )
A.c>a>b C.a>c>b
B.c>b>a D.b>a>c
7
D [根据已知可得函数f(x)的图像关于直线x=1对称,且在(1,+∞)上是减函数.所
?1??5?以a=f?-?=f??,f(2)>f(2.5)>f(3),所以b>a>c.] ?2??2?
本例先由[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0得出f(x)在(1,+∞)上是减函数,然后
1
借助对称性,化变量-2,2,3于同一单调区间,并借助单调性比较大小.
解不等式
求解含“f”的函数不等式的解题思路
先利用函数的相关性质将不等式转化为f(g(x))>f(h(x))的形式,再根据函数的单调性去掉“f”,得到一般的不等式g(x)>h(x)(或g(x)<h(x)).此时要特别注意函数的定义域.
定义在[-2,2]上的函数f(x)满足(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,x1≠x2,且
f(a2-a)>f(2a-2),则实数a的取值范围为( )
A.[-1,2) C.[0,1)
B.[0,2) D.[-1,1)
C [因为函数f(x)满足(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,x1≠x2,所以函数在[-2,2]上单调递增,
所以-2≤2a-2<a-a≤2,解得0≤a<1,故选C.]
本例在求解时,应注意隐含条件为a-a∈[-2,2],2a-2∈[-2,2].
[教师备选例题]
2
2
f(x)是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1,则不等
式f(x)+f(x-8)≤2的解集为________.
(8,9] [因为2=1+1=f(3)+f(3)=f(9),由f(x)+f(x-8)≤2可得f[x(x-
x>0,??8)]≤f(9),f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,所以有?x-8>0,
??xx-8≤9,
根据函数的单调性求参数
利用单调性求参数的范围(或值)的方法
解得8 (1)视参数为已知数,依据函数的图像或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数. (2)需注意若函数在区间[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. (1)(2019·郑州模拟)函数y= x-5 在(-1,+∞)上单调递增,则a的取 x-a-2 8
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