高一数学必修一函数的单调性与最值
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1、 函数的单调性与最值函数的单调性与最值高一数学组yx1-11-1yx1-11-1yx1-11-11.观察下列各个函数的图象,并说说它们分别反映 了相应函数的哪些变化规律:随x的增大,y的值有什么变化?能否看出函数的最大、最小值?函数图象是否具有某种对称性?2.画出下列函数的图象,观察其变化规律:(1)f(x)=x 从左至右图象上升还是下降 _?在区间 _ 上,随着x的增大,f(x)的值随着 _(2)f(x)=在区间 _ 上,f(x)的值随着x的增大而 _ 在区间 _ 上,f(x)的值随着x的增大而 _ 2x函数单调性的定义 1增函数 一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内的
2、某个区间D内的任意两个自变量 ,当 时,都有 ,那么就说f(x)在区间D上是增函数12,x x12xx12()()f xf x思考:仿照增函数的定义说出减函数的定义 减函数 如果对于定义域I内的某个区间D内的任意两个自变量 ,当 时,都有 ,那么就说f(x)在区间D上是减函数12,x x12xx12()()f xf x注意:1.函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质;2.必须是对于区间D内的任意两个自变量 .12,x x2函数的单调区间的定义 如果函数y=f(x)在某个区间D上是增函数或是减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x
3、)的单调区间:例1.如图是定义在区间-5,5 上的函数 ,根据图像说出函数的单调区间,以及在每一单调区间上,它是增函数还是减函数?()yf x解:函数 的单调区间有-5,-2),-2,1),1,3),3,5.其中 在区间-5,-2),1,3)上是减函数,在区间-2,1),3,5 上是增函数。()yf x()yf x例2 证明函数 在区间 上是减函数。xxf1)(),0(3判断函数单调性的方法步骤 利用定义证明函数f(x)在给定的区间D上的单调性的一般步骤:任取x1,x2D,且 ;作差 ;变形(通常是因式分解和配方);定号(即判断差 的正负);判断(即指出函数f(x)在给定的区间D上的单调性)1
4、2xx12()()f xf x12()()f xf x 请你归纳利用定义判断函数的单调性的步骤。3判断函数单调性的方法步骤 利用定义证明函数f(x)在给定的区间D上的单调性的一般步骤:任取x1,x2D,且 ;作差 ;变形(通常是因式分解和配方);定号(即判断差 的正负);判断(即指出函数f(x)在给定的区间D上的单调性)12xx12()()f xf x12()()f xf x课本第38页 练习1、2、3、4题 函数的单调性一般是先根据图象判断,再利用定义证明画函数图象通常借助计算机,求函数的单调区间时必须要注意函数的定义域,单调性的证明一般分五步:取 值 作 差 变 形 定 号 判断课本第39
5、页 习题1.3(A组)第1234题例3.物理学中的玻意耳定律 (k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P将增大,试用函数的单调性证明之。kpV分析:按题意,只要证明函数 在区间(0,+)上是减函数即可。kpV证明:根据单调性的定义,设 是定义域(0,+)上的任意两个实数,且 ,则12,V V12VV21121212()().VVkkp Vp VkVVVV12,(0,)V V 12,0V V 由 ,得 ;210VV12VV由 ,得 ;所以,函数 是减函数,也就是说,当体积V减小时,压强P将增大。,(0,)kpVV12()().p Vp V即:12()()0,p Vp V又
6、 k0,于是函数的最值函数的最值思考思考:你能仿照函数最大值的定义,给出函数y=f(x)的最小值的定义吗?最大值的定义 一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足:(1)对于任意的 ,(2)存在那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值(maximum value).)(,00MxfIx使得MxfIx)(,都有例3.“菊花”烟花是最壮观得烟花之一,制造时一般是期望在它达到最高点时爆裂。如果烟花距地面的高度h m与时间t s之间的关系为 ,那么烟花冲出后什么时候是它爆裂的的最佳时刻?这时距地面的高度是多少(精确到1m)?187.149.4)(2ttth 解:作出函数 的图象,显然,
7、函数图象的顶点就是烟花上升的最高点,顶点的横坐标就是烟花爆裂的最佳时刻,纵坐标就是这时距地面的高度。2()4.914.718.h ttt 于是,烟花冲出后1.5s是它爆裂的最佳时刻,这时距地面的高度约为29m。由二次函数的知识,对于函数 我们有:2()4.914.718.h ttt 当 时,函数有最大值14.71.52(4.9)t 24(4.9)18 14.729.4(4.9)h 例4.求函数 在区间 2,6 上的最大值和最小值。21yx课本第38页 练习1、5题 函数的单调性一般是先根据图象判断,再利用定义证明画函数图象通常借助计算机,求函数的单调区间时必须要注意函数的定义域,单调性的证明一般分五步:取 值 作 差 变 形 定 号 判断课本第45页 习题1.3(A组)第34 5 题
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