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函数单调性
2012-10-02 | 阅:  转:  |  分享 
  
[例2]定义在R上的函数,,当x>0时,,且对任意的a、b∈R,有f(a+b)=f(a)?f(b).
(1)求证:f(0)=1;
(2)求证:对任意的x∈R,恒有f(x)>0;
(3)求证:f(x)是R上的增函数;
(4)若f(x)?f(2x-x2)>1,求x的取值范围.
[解题思路]抽象函数问题要充分利用“恒成立”进行“赋值”,从关键等式和不等式的特点入手。
[解析](1)证明:令a=b=0,则f(0)=f2(0).
又f(0)≠0,∴f(0)=1.
(2)证明:当x<0时,-x>0,
∴f(0)=f(x)?f(-x)=1.
∴f(-x)=>0.又x≥0时f(x)≥1>0,
∴x∈R时,恒有f(x)>0.
(3)证明:设x1<x2,则x2-x1>0.
∴f(x2)=f(x2-x1+x1)=f(x2-x1)?f(x1).
∵x2-x1>0,∴f(x2-x1)>1.
又f(x1)>0,∴f(x2-x1)?f(x1)>f(x1).
∴f(x2)>f(x1).∴f(x)是R上的增函数.
(4)解:由f(x)?f(2x-x2)>1,f(0)=1得f(3x-x2)>f(0).又f(x)是R上的增函数,
∴3x-x2>0.∴0<x<3.
【名师指引】解本题的关键是灵活应用题目条件,尤其是(3)中“f(x2)=f[(x2-x1)+x1]”是证明单调性的关键,这里体现了向条件化归的策略.
[新题导练]
1.(珠海北大希望之星实验学校09届高三)函数的单调递减区间是()
A.;B.;C.;D.
[解析]C;由得,又由知函数在上是减函数,根据复合函数的单调性知函数的单调递减区间是
2.(东皖高级中学09届高三月考)函数的单调增区间为()
A.;B.;C.;D.
[解析]D;由得或,又函数
在上是减函数,在上是减函数,所以函数
的单调增区间为
3.(2008全国Ⅰ卷)已知函数,.
(Ⅰ)讨论函数的单调区间;
(Ⅱ)设函数在区间内是减函数,求的取值范围.
[解析](1);(2)
(1)求导:
当时,,,在上递增
当,求得两根为
即在递增,
递减,递增
(2),且解得:
考点2函数的值域(最值)的求法
题型1:求分式函数的最值
[例3](2000年上海)已知函数
当时,求函数的最小值;
[解题思路]当时,,这是典型的“对钩函数”,欲求其最小值,可以考虑均值不等式或导数;
[解析]当时,
,。在区间上为增函数。
在区间上的最小值为。
【名师指引】对于函数若,则优先考虑用均值不等式求最小值,但要注意等号是否成立,否则会得到
而认为其最小值为,但实际上,要取得等号,必须使得,这时
所以,用均值不等式来求最值时,必须注意:一正、二定、三相等,缺一不可。其次,不等式恒成立问题常转化为求函数的最值。本题考查求函数的最小值的三种通法:利用均值不等式,利用函数单调性,二次函数的配方法,考查不等式恒成立问题以及转化化归思想;
题型2:利用函数的最值求参数的取值范围
[例4](2000年上海)已知函数
若对任意恒成立,试求实数的取值范围。
[解题思路]欲求参数的取值范围,应从恒成立的具体情况开始。
[解析]在区间上恒成立;
在区间上恒成立;
在区间上恒成立;
函数在区间上的最小值为3,

【名师指引】这里利用了分离参数的方法,将问题转化为求函数的最值。
题型3:求三次多项式函数的最值
[例5](09年高州中学)已知为实数,函数,若,求函数在上的最大值和最小值。
[解题思路]求三次多项式函数在闭区间上的最值,应该用导数作为工具来研究其单调性。
[解析]∵,
……………………3分
……………………4分
得:
当……………………5分
当……………………6分
因此,在区间内单调递减,而在内单调递减,

又,
,………………10分
【名师指引】用导数来研究其单调性和最值是高考考查的重点和热点,同时也是难点,要求考生熟练掌握用导数来研究其单调性和最值的方法和步骤。
[新题导练]
4.(09年广东南海)若函数的最大值与最小值分别为M,m,则M+m=
[解析]6;由知在上是增函数
又因为函数是奇函数,所以函数是增函数,故M+m=
5.(高州中学09届模拟)已知函数。
(Ⅰ)若为奇函数,求的值;
(Ⅱ)若在上恒大于0,求的取值范围。
[解析](Ⅰ);(Ⅱ)的取值范围为
(Ⅰ)的定义域关于原点对称
若为奇函数,则∴
(Ⅱ)
∴在上∴在上单调递增
∴在上恒大于0只要大于0即可,

若在上恒大于0,的取值范围为
备选例题:(06年重庆)已知定义域为的函数是奇函数。
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若对任意的,不等式恒成立,求的取值范围;
[解析](Ⅰ)因为是奇函数,所以,即
又由知
(Ⅱ)[解法一]由(Ⅰ)知,易知在上
为减函数。又因是奇函数,从而不等式:
等价于,因为减函数,由上式推得:
.即对一切有:,
从而判别式
[解法二]由(Ⅰ)知.又由题设条件得:

即,
整理得
上式对一切均成立,从而判别式
★抢分频道
基础巩固训练:
1.(华师附中09高三数学训练题)若函数在区间上为减函数,则实数的取值范围是()
A.;B.;C.;D.
[解析]C;因为,由其图象知,若函数在区间上为减函数,则应有
2.(普宁市城东中学09)若函数在上是增函数,则实数的取值范围是()
A.;B.;C.;D.
[解析]A;若函数在上是增函数,则对于恒成立,即对于恒成立,而函数的最大值为,实数的取值范围是
3.(09汕头金中)下列四个函数中,在区间上为减函数的是()
A.;B.;C.;D.
[解析]C;显然在上是增函数,在上也是增函数
而对求导得,对于,
,所以在区间上为增函数,从而应选择C
4.(09潮州金山中学)已知函数,若存在实数,当时,恒成立,则实数的最大值是()
A.1;B.2;C.3;D.4
[解析]D;依题意,应将函数向右平行移动得到的图象,为了使得在上,的图象都在直线的下方,并且让取得最大,则应取,这时取得最大值4
5.(06北京改编)已知是上的减函数,那么的取值范围是
[解析];要在上是减函数,则,要在上为减函数,则需并且,所以
6.(2008浙江理)已知t为常数,函数在区间[0,3]上的最大值为2,

[解析]1;显然函数的最大值只能在或时取到,
若在时取到,则,得或
,时,;,时,(舍去);
若在时取到,则,得或
,时,;,时,(舍去)
所以
综合提高训练:
7.(06陕西改编)已知函数若
则与的大小关系为
[解析];函数的图象开口向上,对称轴为,因,故,从而,又
,所以的对应点到对称轴的距离大于的对应点到对称轴的距离,故

8.已知函数,求的值
[解析];为,
令,则

从而

所以
9.(09年汕头金中)对于函数成立的所有常数M中,我
们把M的最大值-1叫做,
的下确界为()
A.;B.2;C.;D.4
[解析]A;因为,
故的下确界为
10.(08年湖南)设表示不超过的最大整数(如,),对于给定的N,定义,
求当时,函数的值域
[解析];当时,,,因为函数在上是减函数,得;当时,,,因为,由单调性得,故当时,函数的值域是
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来源莲
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(本文系小俗人clc首藏)