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第2讲 函数的单调性与最值第二章 基本初等函数、导数及其应用f(x1)<f(x2)f(x1)>f(x2)上升的下降的增函数减函数区间D2.函数的最值前提设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M
满足条件(1)对于任意x∈I,都有
f(x)≤M
;
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M(1)对于任意x∈I,都有f(x)≥M
;(2)存在
x0∈I,使得
f(x0)=M结论M
为最大值M
为最小值2.函数最值的有关结论闭区间上的连续函数一定存在最大值和最小值,当函数在闭区间上单调时最值一定在端点处取到.开区间上的“单峰”函数一定存在最大值(最小值).A[解析]
选项
A
的函数
y=ln(x+2)的增区间为(-2,+∞),所以在(0,+∞)上一定是增函数.2.教材习题改编
函数
y=(2m-1)x+b
在
R
上是减函数,则(A.m>12B.m<12C.m>-1D.m<-12
2B
)[解析]
使
y=(2m-1)x+b
在
R
上是减函数,则
2m-1<0,1即m<2.3.教材习题改编如图是函数y=f(x),x∈[-4,3]上的图象,则下列哪个说法是正确的(
C
)A.f(x)在[-4,-1]上是减函数,在[-1,3]上是增函数B.f(x)在区间(-1,3)上的最大值为3,最小值为-2C.f(x)在[-4,1]上有最小值-2,有最大值3
D.当直线y=t
与y=f(x)的图象有三个交点时-1<t<2[解析]
根据题图提供的信息可知选
C.[解析]
函数
f(x)的对称轴为
x=1,单调增区间为[1,4],f(x)max=f(-2)=f(4)=8.4.教材习题改编函数f(x)=x2-2x,x∈[-2,4]的单调递增区间为
[1,4]
,f(x)max=
8
.5.教材习题改编已知函数f(x)=2x-1,x∈[2,6],则f(x)的[解析]
可判断函数
f(x)=2x-1在[2,6]上为减函数,所以f(x)max=f(2)=2,f(x)min=f(6)=52.2最大值为
2
,最小值为
5
.【解】
(1)设-1<x1<x2<1,f(x)=ax-1=a1+x-1+1
1
x-1,1
2f(x
)-f(x
)=a1+
1
1x
-1-a1+
1
2
x
-1a(x2-x1)(x1-1)(x2-1)1
2= ,由于-1<x
<x
<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.(2)f(x)=-x2+2x+1,x≥0,2-x
-2x+1,x<0,=-(x-1)2+2,x≥0,2-(x+1)
+2,x<0.画出函数图象如图所示,可知单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为[-1,0]和[1,+∞).[通关练习]x+211.判断函数y=x+在(-1,+∞)上的单调性.[解]
法一:任取
x1,x2∈(-1,+∞),且
x1<x2,1则y
-y2=x1+2
x2+2x2-x1x1+1
x2+1
(x1+1)(x2+1)—
=
.因为x1>-1,x2>-1,所以x1+1>0,x2+1>0,又x1<x2,所以x2-x1>0,x2-x1(x1+1)(x2+1)1
2
1
2所以
>0,即
y
-y
>0.所以
y
>y
,x+21所以函数y=x+在(-1,+∞)上是减函数.x+2法二:y=x+=1+11x+1.因为y=x+1
在(-1,+∞)上是增函数,所以y=1x+1在(-1,+∞)上是减函数,所以
y=1+
1
在(-1,+∞)上是减函数.即函数
y=x+2在x+1
x+1(-1,+∞)上是减函数.2.作出函数
y=|x2-1|+x
的图象,并根据函数图象写出函数的单调区间.2
125[解]
当
x≥1
或
x≤-1
时,y=x
+x-1=x+2
-4;当-2
1251<x<1
时,y=-x
+x+1=-x-2
+4.画出函数图象如图1
2所示:由函数图象可知,函数的减区间为(-∞,-1],
,1,1函数的增区间为-1,2,[1,+∞).1152【解析】
(1)法一:令
t=
x-1,且
t≥0,则
x=t2+1,
所以原函数变为y=t2+1+t,t≥0.
123配方得
y=t+2
+4,又因为
t≥0,所以
y≥1
3=1,4+4故函数y=x+x-1的最小值为1.法二:因为函数y=x
和y=
x-1在定义域内均为增函数,故函数y=x+x-1在[1,+∞)内为增函数,所以ymin=1.x(2)因为
f(x)=-a+b(a>0)在
1
2]上是增函数,[2,所以
f
1
=1
f(2)=2.(2)
2,即-2a+b=12a
2-
+b=2,解得a=1,b=52.[通关练习]1,x≥1,-x2+2,x<11.函数
f(x)=x
的最大值为
.1[解析]
当
x≥1
时,函数
f(x)=x为减函数,所以f(x)在x=1
处取得最大值,为f(1)=1;当x<1时,易知函数f(x)=-x2+2在x=0处取得最大值,为f(0)=2.故函数f(x)的最大值为2.22[解析]
因为
f(x)=|x-1|+x2=x2+x-1,x≥12x
-x+1,x<1,所以f(x)=
125x+2
-4,x≥1,
123x-2
+4,x<1,32.函数
f(x)=|x-1|+x
的值域为4
.
,+∞C(2)已知函数f(x)=x2+ax(a>0)在(2,+∞)上递增,则实数a的取值范围为
(0,4]
.【解析】
(1)由
f(x)是偶函数得
f(-
2)=f(
2),再由偶函数在对称区间上单调性相反,得
f(x)在(0,+∞)上单调递减,所以由2|a-1|<2,得|a-1|1
1
3<2,即2<a<2.(2)任取2<x1<x2,1
2x2+ax1x2+ax21
2由已知条件,得
f(x
)-
f(x
)
=
1
-
2
=(x
-
x
)
+a×2
1x1x21
2=(x
-x
)×1
2x
-x x
x
-ax1x2<0
恒成立,即当2<x1<x2
时,x1x2>a
恒成立.又x1x2>4,则0<a≤4.即实数a
的取值范围是(0,4].D[解析]
根据已知可得函数
f(x)的图象关于直线
x=1
对称,且1
5
252在(1,+∞)上是减函数.因为
a=f-2=f
,且
2<
<3,所以b>a>c.D[解析]
由题意得2x-1≥0,12x-1<3,1
2解得2≤x<3.D[解析]
作出函数
f(x)的图象如图所示,由图象可知
f(x)在(a,a+1)上单调递增,需满足a≥4
或a+1≤2,即a≤1
或a≥4,故选D.D【解析】
当
f1(x)≥f2(x)时,g(x)=f1(x)+f2(x)+f1(x)-f2(x)2
2
=f1(x);当f1(x)<f2(x)时,
g(x)=f1(x)+f2(x)+f2(x)-f1(x)2
2
=f2(x).综上,g(x)=f1(x),f1(x)≥f2(x
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