1、 1.3 函数的基本性质 1.3.1 单调性与最大(小)值 第1课时 函数的单调性 德国有一位著名的心理学家艾宾浩斯,对人类的 记忆牢固程度进行了有关研究.他经过测试,得到 了有趣的数据.数据表明,记忆量y是时间 间隔t的函数.艾宾浩斯根据 这些数据描绘出了著名的“艾宾浩斯记忆遗忘曲线”,如图:123tyo20406080记忆的数量(百分数)天数 100思考1:当时间间隔t逐渐增大时,你能看出对应的函数值y有什么变化趋势吗?通过这个试验,你打算以后如何对待刚学过 的知识?思考2:“艾宾浩斯记忆遗忘 曲线”从左至右是逐渐下降 的,对此,我们如何用数学观点进行解释?123tyo2040608010
2、0记忆的数量(百分数)天数 1.理解单调函数的定义;(重点)2.理解增函数、减函数的定义;(重点)3.掌握用定义法判断函数单调性的步骤;(难点)4.会用函数单调性的定义证明简单的函数的单调性,求函数的单调区间.能用图象上动点P(x,y)的横、纵坐标关系来说明上升或下降趋势吗?xyo1yxxyo1yx xyo2yx局部上升或下降下降上升 探究点 函数单调性的定义 Oxyx()f x以f(x)=x2为例说明图象的变化特点:f(x)=x2 Oxyx()f x2()f xxOxyx()f x2()f xxOxyx()f x2()f xxOxyx()f x2()f xxOxyx()f x2()f xxO
3、xyx()f x2()f xxOxyx()f x2()f xxOx()f xxy2()f xxxyOx()f x2()f xx(-,0上 随x的增大而减小;()f x0,+)上 随x的增大而增大.()f x对区间D内 任意x1,x2,当x1x2时,都有f(x1)f(x2)图象在区间I逐渐上升?OxDy区间I内随着x的增大,y也增大 x1x2f(x1)f(x2)MN对区间D内x1,x2,当x1x2时,都有f(x1)f(x2)xx1x2?Dyf(x1)f(x2)OMN任意区间I内随着x的增大,y也增大图象在区间I逐渐上升对区间D内x1,x2,当x1x2时,有f(x1)f(x2)xx1x2都y f(
4、x1)f(x2)OMN任意区间I内随着x的增大,y也增大图象在区间I逐渐上升D根据以上的探究,同学们互相交流一下,试着总结出增函数的定义.那么就说函数f(x)在区间D上是减函数,D称为f(x)的 单调 减 区间.Oxyx1x2f(x1)f(x2)你能类比增函数的研究方法定义减函数吗?xOyx1x2f(x1)f(x2)设函数y=f(x)的定义域为I:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,那么就说函数f(x)在区间D上是增函数,D称为f(x)的 单调 增区间.当x1x2时,都有f(x1)f(x2),当x1x2时,
5、都有 f(x1)f(x2),单调区间设函数y=f(x)的定义域为I:增函数的定义.(2)函数单调性是针对某个区间而言的,是一个局部性质;(3)x1,x2 取值的任意性.(1)如果函数 y=f(x)在区间I内是单调增函数或单调减函数,那 么就说函数 y=f(x)在区间I上具有单调性.在单调区间上,增函数的图象是上升的,减函数的图象是下降的.判断1:函数 f(x)=x2 在是单调增函数;,xyo2yx()判断2:定义在R上的函数 f(x)满足 f(2)f(1),则函数 f(x)在R上是增函数;yxO12f(1)f(2)()xoy=(x-1)2-1 12-1yxy=x3o增区间为(,)增区间为增区间
6、为(,)1,)减区间为(,1即时训练:xoy=2x+1 yy写出下列函数的单调区间:例1.下图是定义在区间-5,5上的函数y=f(x),根据 图象说出函数的单调区间,以及在每一个单调区间上,它是增函数还是减函数?解析:函数 的单调区间有 yf(x)52)2,1),1,3),3,5,,其中 在区间 上是减函数,在区间 上是增函数 yf(x)52)1,3),2,1),3,5 整个上午(8:0012:00)天气越来越暖,中午时分(12:0013:00)一场暴风雨使天气骤 然凉爽了许多.暴风雨过后,天气转暖,直到太阳 下山(18:00)才又开始转凉.画出这一天8:00 20:00期间气温作为时间函数的
7、一个可能图象,并 说出所画函数的单调区间.解:单调增区间是 8,12),13,18);单调减区间是 12,13),18,20.【变式练习】0.kpV 分析:即要求证明函数在(,)上是减函数2(例.物理学中的玻意耳定律为正常数)告诉我们,对于一定量的气体,当其体积V减小时,压强 将增大.试用函数的单调性证明之.kpkVp21121212()().VVkkp Vp VkVVVV则121 21221,(0,)0;,0.V VVVVVVV由,得由得120,()()0,kp Vp V又于是12()().p Vp V即作差变形 定号 判断 取值 证明:根据单调性的定义,设V1,V2是定义域(0,+)上的任
8、意两个实数,且V1V2,所以,函数 V(0,+)是减函数,也就是说,当体积V减小时,压强p将增大.kpV,取值:即设x1、x2是该区间内的任意两个值,且x1;由x .所以f(x)-f(x),已知 yf(x)与 yg(x)在区间 A 上均为增函数,判断函数yf(x)g(x)在区间 A 上的增减性解析:在区间 A 内任取两个值 x1、x2,设 x1x2,yf(x),yg(x)为增函数,f(x2)f(x1)0,g(x2)g(x1)0,f(x2)g(x2)f(x1)g(x1)f(x2)f(x1)g(x2)g(x1)0.思考交流 f(x2)g(x2)f(x1)g(x1),yf(x)g(x)在区间 A 上
9、是增函数探究 在此题的基础上请同学们继续探究若 f(x)、g(x)均为减函数,判断 yf(x)g(x)的增减性;若 f(x)为增函数,g(x)为减函数,判断 yf(x)g(x),yg(x)f(x)的增减性并证明,并概括:增函数增函数为增函数,减函数减函数为减函数,增函数减函数为增函数,减函数增函数为减函数1.()(2 1)1111.2222f xaxbR设函数在 上是严格单调减函数,则有()A.a .解析:直线y=kx+b在k0时,单调递减.2a-10,即af(1-2a),则a的 取值范围是 【解题关键】利用增函数的定义可知,a1-2a,即 1a.31(,)3,12()4f xxax 5.若二
10、次函数 在区间 上 单调递增,求a的取值范围.二次函数 的对称轴为 ,由图象可知只要 ,即 即可.2()4f xxax 2ax 12ax 2a oxy1xy1o解析:6.证明函数 在区间 上是增函数.f x2x()2,)证明:任取 ,且 ,12,2,)x x12xx则 1212()()22f xf xxx1212121212(22)(22).2222xxxxxxxxxx因为 12120,220,xxxx得 12()()f xf x所以函数 在区间-2,+)上是增函数 ()2f xx函数的单调性增函数增区间减函数减区间单调区间取 值 作 差 变 形 定 号 下结论证明步骤函数的单调性是函数在其定义域上的“局部”性质,即函数可能在其定义域上的某个区间内递增,在另外的区间上递减,研究函数的单调性一定要注意在定义域的哪个区间内.关注 如果你希望成功,那么就要以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希望为哨兵.