单调性与最大、小值值课件.ppt

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1、单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)Monday,April 24,2023Monday,April 24,2023 单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)【教学重点教学重点】【教学目标教学目标】【教学难点教学难点】理解增函数、减函数的概念理解增函数、减函数的概念掌握判断某些函数增减性的方法掌握判断某些函数增减性的方法步渗透数形结合的数学方法步渗透数形结合的数学方法函数单调性概念的理解及应用函数单调性概念的理解及应用函数单调性的判定及证明函数单调性的判定及证明教法教法:自学辅导法、讨论法、讲授法自学辅导法、讨论法、讲授法学法学法:归纳归纳讨论讨论练习练习【教学方法教学方法】【教学

2、手段教学手段】多媒体电脑与投影仪多媒体电脑与投影仪单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)判断函数判断函数 在区间在区间(-1,1)上的单调性上的单调性.解解:设设则则 f(x1 1)f(x2 2)1x1x21,1+x1x20,x2x10,f(x1)f(x2)0.即即 f(x1)f(x2).故此函数在故此函数在(-1,1)1,1)上是减函数上是减函数.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)利用函数单调性判断函数的最大利用函数单调性判断函数的最大(小小)值的方法值的方法 1.利用利用二次函数二次函数的性质（的性质（配方法配方法）求函数的最大）求函数的最大(小小)值值 2.利用利用图象图

3、象求函数的最大求函数的最大(小小)值值 3.利用利用函数单调性函数单调性的判断函数的最大的判断函数的最大(小小)值值 如果函数如果函数y=f(x)在区间在区间a，b上单调递上单调递增增，则函数，则函数y=f(x)在在x=a处有处有最小值最小值f(a),在在x=b处有处有最大值最大值f(b)；如果函数如果函数y=f(x)在区间在区间a，b上单调递上单调递减减，在区间，在区间b，c上单调递上单调递增增则函数则函数y=f(x)在在x=b处有处有最小值最小值f(b)；单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)1.1.增函数与减函数增函数与减函数 一般地一般地,设函数设函数y=f(x)的定义域为的定义

4、域为I,如果对如果对于定义域于定义域I内的某个区间内的某个区间D内的任意两个自变量内的任意两个自变量x1,x2,当当x1x2时时,都有都有f(x1)f(x2),那么就说那么就说f(x)在区间在区间D上是增函数上是增函数 2.2.单调性、单调区间单调性、单调区间 如如果果函函数数y=f(x)在在某某个个区区间间上上是是增增函函数数或或是是减减函函数数,那那么么就就说说函函数数y=f(x)在在这这一一区区间间具具有有(严严格格的的)单单调调性性，区区间间D叫叫做做y=f(x)的的单单调调区间区间.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)(1)任取任取x1,x2D,且且x1x2；(2)作差作差f

5、(x1)-f(x2);(3)变形变形;(4)判号判号(即判断差即判断差f(x1)-f(x2)的正负的正负)；(5)定定论论(即即指指出出函函数数f(x)在在给给定定的的区区间间D上上的单调性的单调性)3.3.利用单调性定义证明函数利用单调性定义证明函数f(x)在给定的区间在给定的区间D D上的单调性的一般步骤：上的单调性的一般步骤：4.常见函数的单调性：常见函数的单调性：单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)二次函数y=ax2+bx+c(a0)在 上是增函数在 上是减函数在 上是增函数在 上是减函数在(-,+)上是减函数在(-,+)上是增函数一次函数y=kx+b(k0)yox当k0时,y

6、ox当a0时,单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)增函数增函数减函数减函数图象图象图象图象特征特征自左至右自左至右,图象上升图象上升.自左至右自左至右,图象下降图象下降.数量数量特征特征y随随x的增大而增大的增大而增大.当当x1x2时，时，y1y2y随随x的增大而减小的增大而减小.当当x1x2时，时，y1y2单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)1.利用利用二次函数二次函数的性质（的性质（配方法配方法）求函数的最）求函数的最 大大(小小)值值 2.利用利用图象图象求函数的最大求函数的最大(小小)值值 3.利用利用函数单调性函数单调性的判断函数的最大的判断函数的最大(小小)值值 如

7、如果果函函数数y=f(x)在在区区间间a,b上上单单调调递递增增,则则函函数数y=f(x)在在x=a处处有有最最小小值值f(a),在在x=b处有处有最大值最大值f(b);如如果果函函数数y=f(x)在在区区间间a,b上上单单调调递递减减,在在区区间间b,c上上单单调调递递增增则则函函数数y=f(x)在在x=b处有处有最小值最小值f(b).利用函数单调性判断函数的最大利用函数单调性判断函数的最大(小小)值的方法值的方法单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)1.求函数的单调区间求函数的单调区间;2.判断函数的单调性判断函数的单调性(证明证明);5.求函数的最值或值域求函数的最值或值域3.比较

8、函数的大小比较函数的大小4.求参数的取值范围求参数的取值范围单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)【例【例1】函数函数 y=x2-2|x|-3 的单调递增区间的单调递增区间是是_;-1,0,1,+)-2-21 1-1-1oxy一、求函数的单调区间一、求函数的单调区间单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)【1】求函数求函数 y=|x+1|1x|的单调区间的单调区间.解解:由由 y=|x+1|1x|,知知xy-112-2o故函数的增故函数的增区间区间为为1,1.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)1.函数函数 的单调减区间为的单调减区间为_.2.函数函数y=|2x-1|的单调增

9、区间是的单调增区间是_.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)【例【例2】证明函数】证明函数 在在 上是减函数上是减函数.二、判断二、判断(证明证明)函数的单调性函数的单调性证明：任取证明：任取单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)因此因此 在在 上是减函数上是减函数.【例【例2】证明函数】证明函数 在在二、判断二、判断(证明证明)函数的单调性函数的单调性上是减函数上是减函数.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)另解另解:yxo向上平移向上平移向左平移向左平移2 个单位个单位3个单位个单位所以函数所以函数f(x)的递减区间是的递减区间是 单调性与最大单调性与最大(小小)值值

10、(三三)【1】写出函数】写出函数 的单调区间的单调区间.xyo单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)例例3.已知函数已知函数 对任意实数对任意实数t都都有有 比较比较f(1),f(2),f(3)的大小的大小.三、利用单调性比较函数值的大小三、利用单调性比较函数值的大小单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)【1】已知函数】已知函数f(x)在在(0,+)上是减函数上是减函数,则则 的大小关系为的大小关系为_.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)1.设函数设函数y=x2+2(a-1)x+2在区间在区间2,+)上是增函上是增函数数,求实数求实数a的取值范围的取值范围.解解:函数函数

11、y=x2+2(a-1)x+2的对称轴方程为的对称轴方程为x=1-=1-a,函数的单调增区间是函数的单调增区间是1-a,+),2,+)是是1-a,+)的一个子的一个子集集,1 1-a22即即a-1.1.即所求的实数取值范围是即所求的实数取值范围是a-1.1.图象演示图象演示由二次函数性质知由二次函数性质知,四、利用函数单调性求参数的取值范围四、利用函数单调性求参数的取值范围单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)【1】函数】函数f(x)=x2+4ax+2在区间在区间(-,6内内递减递减,则则a的取值范围是的取值范围是()A.a3 B.a3 C.a-3 D.a-3D 【2】在已知函数】在已知函

12、数f(x)=4x2-mx+1,在在(-,-2上递减上递减,在在-2,+)上递增上递增,则则f(x)在在1,2上的上的值域值域_.21,39单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)【3】已知】已知f(x)是是R上的增函数上的增函数,若若a+b0,则则有有f(a)+f(b)f(-a)+f(-b).证明证明:由由a+b0,得得a-b,b-a.又因为又因为f(x)是是R上的增函数上的增函数,f(a)f(-b),f(b)f(-a),+得得f(a)+f(b)f(-a)+f(-b).单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)分析分析:设设则则确定确定 正负号的关键正负号的关键,是是确定确定的正负号的正

13、负号.由于由于x1,x2在同一区间内在同一区间内,要使要使 则需则需要使要使 则需则需例例5.求函数求函数 的最大值的最大值.五、求函数的最大五、求函数的最大(小小)值或值域值或值域单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)例例5.求函数求函数 的最大值的最大值.解解:任取任取x1,x2,x1,x2 2,4,且且x1 x2,当当 时时,所以所以函数函数f(x)在在2,4上是减函数上是减函数.同理同理函数函数f(x)在在4,10上是增函数上是增函数.五、求函数的最大五、求函数的最大(小小)值或值域值或值域单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)解：解：函数函数在在2,4上是减函数上是减函数

14、.所以所以f(x)在在2,4上有最大值上有最大值,函数函数在在4,10上是增函数上是增函数.所以所以f(x)在在4,10上有最大值上有最大值,所以函数所以函数f(x)在在2,10上的最大值是上的最大值是几何画板几何画板单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)例例6.函数函数f(x)是定义在是定义在(0,+)上的递减函数上的递减函数,且且f(x)f(3-a),求实数求实数a 的取值范围的取值范围 【2】函数】函数y=f(x)是定义在是定义在(-1,1)上的减函数上的减函数,若若f(2-a)f(3-a),求实数求实数a 的取值范围的取值范围单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)单调性与最

15、大单调性与最大(小小)值值(三三)【例【例3】求】求f(x)=x2-2ax+2在在 2,4 上的最小值上的最小值.解解:f(x)=(x-a)2+2-a 2,当当a2时时,当当2a4 时，时，当当a4时时,f(x)min=f(2)=64a;f(x)在在 2,4 上是增函数上是增函数,f(x)min=f(a)=2a2.f(x)在在2,4上是减函数上是减函数.f(x)min=f(4)=188a.几何画板几何画板七、有关最值讨论题七、有关最值讨论题单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)教材教材P11 练习练习T4.教材教材P12 A组组T7,9,10.20072007年年9 9月月1313日日山

16、东省临沂一中李福国山东省临沂一中李福国单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)复合函数：复合函数：y=f g(x)令令 u=g(x)则则 y=f(u)内函数内函数外函数外函数y=f g(x)原函数原函数以以x为自变量为自变量以以u为自变量为自变量以以x为自变量为自变量(5)复合函数的单调性复合函数的单调性复合函数单调性结论：复合函数单调性结论：当内外函数在各自定义域内同增同减当内外函数在各自定义域内同增同减时时,原函数增原函数增;当内外函数在各自定义域内一增一减当内外函数在各自定义域内一增一减时时,原函数减原函数减.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)(1)f(x)是是a,b上增函

17、数上增函数,若存在若存在x1,x2a,b且且x1x2,则则f(x1)f(x2).(2)若存在若存在x1,x2a,b且且x1x2,则则f(x1)f(x2)f(x)是是a,b上增函数上增函数.(3)函数函数f(x)在在a,b上满足上满足f(a)f(b)，则，则f(x)在在a,b上是增函数上是增函数.(4)若存在若存在x1,x2a,b且且x1f(x2)f(x)是是a,b上减函数上减函数.（正确）（正确）（错误）（错误）（错误）（错误）（错误）（错误）【2】判断下列两个命题的正误：】判断下列两个命题的正误：单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)练习：练

18、习：注意：注意：在原函数定义域内讨论函数的单调性在原函数定义域内讨论函数的单调性单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)补充练习：补充练习：单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)(1)f(x)是是a,b上增函数上增函数,若存在若存在x1,x2a,b且且x1x2,则则f(x1)f(x2).(2)若存在若存在x1,x2a,b且且x1x2,则则f(x1)f(x2)f(x)是是a,b上增函数上增函数.(3)函数函数f(x)在在a,b上满足上满足f(a)f(b)，则，则f(x)在在a,b上是增函数上是增函数

19、.(4)若存在若存在x1,x2a,b且且x1f(x2)f(x)是是a,b上减函数上减函数.（正确）（正确）（错误）（错误）（错误）（错误）（错误）（错误）【1 1】判断下列】判断下列说法是否正确说法是否正确.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)定义在定义在R上的函数上的函数f(x)满足满足f(2)f(1),则函数则函数f(x)是是R上的增函数上的增函数().定义在定义在R上的函数上的函数f(x)满足满足f(2)f(1),则函数则函数f(x)在在R上不是减函数上不是减函数().函数函数y=f(x)在区间在区间I I上对于任意的上对于任意的x1 1,x2 2满满足足 ,则则f(x)在区间在

20、区间I I上为单调增上为单调增函数函数().().yxO12f(1)f(2)X【2 2】判断下列】判断下列说法是否正确说法是否正确.单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)定义在定义在R R上的函数上的函数f(x)在区间在区间(-,0(-,0上是增函数上是增函数,在区间在区间(0,+)(0,+)上也是增上也是增函数函数,则函数则函数f(x)在在R R上是增函数上是增函数().().定义在定义在R R上的函数上的函数f(x)在区间在区间(-,0(-,0上是增上是增函数函数,在区间在区间0,+)0,+)上也是增函数上也是增函数,则函数则函数f(x)在在R R上是增函数上是增函数().().yx

21、OX函数函数y=f(x)在区间在区间I I上对于任意的上对于任意的x1 1,x2 2,且且x1 11 时时,f(x)0.(1)求证求证:f(x)为偶函数；为偶函数；(2)讨论函数的单调性；讨论函数的单调性；(3)求不等式求不等式 f(x)+f(x-3)2的解集的解集.(1)证证:在在中令中令 x=y=1,得得 f(1)=f(1)+f(1)f(1)=0.令令 x=y=-1,得得 f(1)=f(-1)+f(-1)f(-1)=0.再令再令 y=-1,得得 f(-x)=f(x)+f(-1)=f(x).f(x)为偶函数为偶函数.先讨论先讨论 f(x)在在(0,+)上的单调性上的单调性,任取任取x1,x2

22、,设设x2x10,f(x2)f(x1).f(x)在在(0,+)上是增函数上是增函数,由由(1)知知,f(x)在在(-,0)上是减函数上是减函数.偶函数偶函数图图象关于象关于 y 轴对轴对称称,(2)解解:在在中令中令 y=,得得:x1由由知知 f()0.x2 x1 1,x2 x1 f(1)=f(x)+f()f()=-f(x),x 1 x 1 则则 f(x2)-f(x1)=f(x2)+f()=f().x2 x1 x1 1 单调性与最大单调性与最大(小小)值值(三三)(3)解解:fx(x-3)=f(x)+f(x-3)2,由由、得得 2=1+1=f(2)+f(2)=f(4)=f(-4),1)若若 x

23、(x-3)0,f(x)在在(0,+)上为增函数上为增函数,由由 fx(x-3)f(4)得得:2)若若 x(x-3)0 x(x-3)4 x3-1x4 -1x0 或或 3x4;x(x-3)0 x(x-3)-4 0 x3.0 x3 x R 原不等式的解集为原不等式的解集为-1,0)(0,3)(3,4.注注 抽象函数问题是函数学习中一类比较特殊的问题抽象函数问题是函数学习中一类比较特殊的问题,其基其基本方法是变量代换、换元等本方法是变量代换、换元等,应熟练掌握它们的这些特点应熟练掌握它们的这些特点.法二法二 原不等式等价于原不等式等价于 f|x(x-3)|f(4)(x 0,x-3 0),由由 f(x)在在(0,+)上为增函数得上为增函数得:|x(x-3)|4.再进一步求得解集再进一步求得解集.