学案3函数的基本性质-函数与导数.ppt
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1、学案学案3 3 函数的基本性质函数的基本性质 返回目录返回目录 1.函数的单调性 (1)单调函数的定义单调函数的定义 设函数设函数f(x)的定义域为的定义域为I,如果对于定义域如果对于定义域I内某个区内某个区间间D上的任意两个自变量的值上的任意两个自变量的值x1,x2,当当x1x2时时,若若 ,则则f(x)在区间在区间D上是上是 ;若若 ,则则f(x)在区间在区间D上是上是 .f(x1)f(x2)增函数增函数 减函数减函数 考点分析考点分析考点分析考点分析返回目录返回目录 (2)单调区间的定义单调区间的定义 若函数若函数f(x)在区间在区间D上是上是 或或 ,那么就说函数那么就说函数 f(x)
2、在这一区间上具有在这一区间上具有(严格的严格的)单单调性调性,叫做叫做f(x)的单调区间的单调区间.2.判断函数单调性的方法 (1)定义法定义法:利用定义严格判断利用定义严格判断.(2)利用函数的运算性质利用函数的运算性质:如若如若f(x),g(x)为增函数为增函数,则则 f(x)+g(x)为增函数为增函数;为减函数为减函数(f(x)0);为增函数为增函数(f(x)0);f(x)g(x)为增函数为增函数(f(x)0,g(x)0);-f(x)为减函数为减函数.增函数增函数 减函数减函数 区间区间D (3)利用复合函数关系判断单调性利用复合函数关系判断单调性.法则是法则是“”,即两个简单,即两个简
3、单函数的单调性相同,则这两个函数的复合函数为函数的单调性相同,则这两个函数的复合函数为 ;若两个简单函数的单调性相反,则这两个函数的复合函若两个简单函数的单调性相反,则这两个函数的复合函数为数为 .(4)图象法图象法.(5)奇函数在关于原点对称的区间上具有奇函数在关于原点对称的区间上具有 的单调性的单调性;偶函数在关于原点对称的区间上具有偶函数在关于原点对称的区间上具有 的单调性的单调性.返回目录返回目录 同增异减同增异减 增函数增函数 减函数减函数 相同相同 相反相反 (6)导数法导数法 若若f(x)在某个区间内可导在某个区间内可导,当当f(x)0时时,f(x)为为 函数函数;当当f(x)1
4、).求证:函数求证:函数f(x)在在(-1,+)上为增函数上为增函数.【分析分析分析分析】(1)用函数单调性的定义用函数单调性的定义.(2)用导数法用导数法.题型分析题型分析题型分析题型分析返回目录返回目录 【证明证明证明证明】证法一证法一:任取任取x1,x2(-1,+),不妨设不妨设x10,且且 0,x1+10,x2+10,于是于是f(x2)-f(x1)=0,故函数故函数f(x)在在(-1,+)上为增函数上为增函数.返回目录返回目录 证法二证法二:f(x)=ax+1-(a1),求导数得求导数得f(x)=axlna+,a1,当当x-1时时,axlna0,0,f(x)0在在(-1,+)上恒成立上
5、恒成立,则则f(x)在在(-1,+)上为增函数上为增函数.证法三证法三:a1,y=ax为增函数为增函数,又又y=在在(-1,+)上也是增函数上也是增函数.y=ax+在在(-1,+)上为增函数上为增函数.【评析评析评析评析】对于给出具体解析式的函数对于给出具体解析式的函数,判断或证明其在判断或证明其在某区间上的单调性问题某区间上的单调性问题,可以结合定义可以结合定义(基本步骤为取基本步骤为取 点、点、作差或作商、变形、判断)求解作差或作商、变形、判断)求解.可导函数则可以利用导可导函数则可以利用导数解之数解之.返回目录返回目录 返回目录返回目录 对应演练对应演练对应演练对应演练讨论函数讨论函数f
6、(x)=x+(a0)的单调性的单调性.解法一解法一解法一解法一:显然显然f(x)为奇函数为奇函数,所以先讨论函数所以先讨论函数f(x)在在(0,+)上的单调性上的单调性,设设x1x20,则则 当当0 x21,则则f(x1)-f(x2)0,即即 f(x1)x2 时,时,0 0,即即f(x1)f(x2),故故f(x)在在 ,+)上是增函数上是增函数.f(x)是奇函数,是奇函数,f(x)分别在分别在(-,-,+)上为增函数;上为增函数;f(x)分别在分别在-,0),(0,上为减函数上为减函数.返回目录返回目录 f(x1)-f(x2)=返回目录返回目录 解法二解法二解法二解法二:由由f(x)=1-=0
7、可得可得x=.当当x 时或时或x0,f(x)分别在分别在 ,+),(-,-上是增函数上是增函数.同理同理0 x 或或-x0时时,f(x)0,得函数的定义域是得函数的定义域是(0,4).令令t=4x-x2,则则y=.t=4x-x2=-(x-2)2+4,t=4x-x2的单调减区间是的单调减区间是2,4),增区间是增区间是(0,2.又又y=在在(0,+)上是减函数上是减函数,函数函数y=的单调减区间是的单调减区间是(0,2,单调增单调增区间是区间是2,4).返回目录返回目录 考点三考点三考点三考点三 函数单调性的应用函数单调性的应用函数单调性的应用函数单调性的应用 函数函数f(x)对任意的对任意的a
8、,b R,都有都有 f(a+b)=f(a)+f(b)-1,并并且当且当x0时时,f(x)1.(1)求证求证:f(x)是是R上的增函数上的增函数;(2)若若f(4)=5,解不等式解不等式f(3m2-m-2)3.【分析分析分析分析】(1)是抽象函数单调性的证明是抽象函数单调性的证明,所以要用单所以要用单调性的定义调性的定义.(2)将函数不等式中抽象的函数符号将函数不等式中抽象的函数符号“f”运用单调运用单调性性“去掉去掉”,为此,为此,需将右边常数需将右边常数 3 看成某个变量的函数看成某个变量的函数值值.【解析解析解析解析】(1)证明证明:设设x1,x2 R,且且x10,f(x2-x1)1.f(
9、x2)-f(x1)=f(x2-x1)+x1-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-1-f(x1)=f(x2-x1)-10.f(x2)f(x1).即即f(x)是是R上的增函数上的增函数.返回目录返回目录 返回目录返回目录(2)f(4)=f(2+2)=f(2)+f(2)-1=5,f(2)=3,原不等式可化为原不等式可化为f(3m2-m-2)f(2),f(x)是是R上的增函数上的增函数,3m2-m-22,解得解得-1m .故解集为故解集为 .【评析评析评析评析】(1)f(x)在定义域上在定义域上(或某一单调区间上或某一单调区间上)具有具有单调性单调性,则则f(x1)f(x2)f(x1)-f(x2
10、)0,若函数是增函若函数是增函 数数,则则f(x1)f(x2)x11时,时,f(x)0,且且f(xy)=f(x)+f(y).(1)求)求f(1);(2)证明)证明f(x)在定义域上是增函数;在定义域上是增函数;(3)如果)如果f()=-1,求满足不等式,求满足不等式f(x)-2 的的x的取值范围的取值范围.(1)令)令x=y=1,得,得f(1)=2f(1),故,故f(1)=0.(2)证明)证明:令令y=,得得f(1)=f(x)+f()=0,故,故f()=-f(x).任取任取x1,x2(0,+),且,且x11,故故f 0,从而,从而f(x2)f(x1).f(x)在在(0,+)上是增函数上是增函数
11、.返回目录返回目录(3)由于)由于f =-1,而,而f =-f(3),故,故f(3)=1.在在f(xy)=f(x)+f(y)中,令中,令x=y=3,得得f(9)=f(3)+f(3)=2.又又-f()=f(x-2),故所给不等式可化为,故所给不等式可化为f(x)+f(x-2)f(9),即,即fx(x-2)f(9).x0,x-20,x(x-2)9.x的取值范围是的取值范围是1+,+).返回目录返回目录 解得解得x1+.返回目录返回目录 考点四考点四考点四考点四 判断函数的奇偶性判断函数的奇偶性判断函数的奇偶性判断函数的奇偶性 判断下列函数的奇偶性:判断下列函数的奇偶性:(1)f(x)=;(2)f(
12、x)=log2(x+)(x R);x2+x(x0);(4)f(x)=lg|x-2|.【分析分析分析分析】判断函数奇偶性应分两步判断函数奇偶性应分两步:(1)定义域是否关于原点对称)定义域是否关于原点对称;(2)判断)判断f(-x)与与f(x)的关系的关系.(3)f(x)=返回目录返回目录【解析解析】(1)x2-10且且1-x20,x=1,即,即f(x)的定义域是的定义域是-1,1.f(1)=0,f(-1)=0,f(1)=f(-1),f(-1)=-f(1),故故f(x)既是奇函数又是偶函数既是奇函数又是偶函数.(2)已知)已知f(x)的定义域为的定义域为R,f(-x)=log2-x+=log2
13、=-log2(x+)=-f(x),f(x)是奇函数是奇函数.返回目录返回目录 (3)当)当x0,则,则 f(-x)=(-x)2-(-x)=x2+x=f(x);当当x0时时,-x0,得,得x2.f(x)的定义域的定义域 x|x2 关于原点不对称,关于原点不对称,故故 f(x)既既不是奇函数也不是偶函数不是奇函数也不是偶函数.返回目录返回目录 【评析评析评析评析】判断函数的奇偶性判断函数的奇偶性,一般有以下几种方法一般有以下几种方法:(1)定义法定义法:若函数的定义域不是关于原点的对称区域若函数的定义域不是关于原点的对称区域,则立即可判断该函数既不是奇函数也不是偶函数则立即可判断该函数既不是奇函数
14、也不是偶函数;若函数若函数的定义域的定义域 是关于是关于 原点的对称区域原点的对称区域,再再 判判 断断 f(-x)是是否等于否等于f(x)或判断或判断 f(x)f(-x)是否等于零或判断是否等于零或判断 f(-x)0)是否等于是否等于1等等.(2)图象法图象法:奇奇(或偶或偶)函数的充要条件是它的图象关于函数的充要条件是它的图象关于原点原点(或或y轴轴)对称对称.(3)性质法性质法:偶函数的和偶函数的和、差、积、商(分母不为零)、差、积、商(分母不为零)仍为偶函数;奇函数的和、差仍为奇函数仍为偶函数;奇函数的和、差仍为奇函数;奇(偶)数;奇(偶)数个奇函数的积、商(分母不为零)为奇(偶)函数
15、个奇函数的积、商(分母不为零)为奇(偶)函数;一;一个奇函数与一个偶函数的积为奇函数个奇函数与一个偶函数的积为奇函数.(注注:利用上述结论时要注意各函数的定义域利用上述结论时要注意各函数的定义域.)返回目录返回目录 对应演练对应演练对应演练对应演练判断下列各函数的奇偶性判断下列各函数的奇偶性:(1)f(x)=(x-2);(2)f(x)=;x+2 (x1).(3)f(x)=(1)由由 0,得定义域为得定义域为-2,2),关于原点不对称关于原点不对称,故故f(x)为非奇非偶函数为非奇非偶函数.1-x20|x2-2|-20,得定义域为得定义域为(-1,0)(0,1).这时这时f(x)=f(-x)=f
16、(x),f(x)为偶函数为偶函数.返回目录返回目录(2)由由返回目录返回目录(3)当当x1,f(-x)=-(-x)+2=x+2=f(x).当当x1时时,f(x)=-x+2,-x-1,f(-x)=x+2=f(x).当当-1x1时时,f(x)=0,-1-x1,f(-x)=0=f(x).对定义域内的每个对定义域内的每个x都有都有f(-x)=f(x).因此因此f(x)是偶函数是偶函数.返回目录返回目录 考点五考点五考点五考点五 函数奇偶性的应用函数奇偶性的应用函数奇偶性的应用函数奇偶性的应用 设函数设函数f(x)=x3+bx2+cx(x R),已知已知g(x)=f(x)-f(x)是奇函是奇函数数.(1
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- 函数 基本 性质 导数
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