第二节函数的单调性与最大(小)值1.函数的单调性(1)单调函数的定义增函数减函数定义设函数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当x1<x2时,都有__________,那么就说函数f(x)在区间D上是增函数当x1<x2时,都有________________,那么就说函数f(x)在区间D上是减函数f(x1)<f(x2)f(x1)>f(x2)图象描述自左向右看图象是________自左向右看图象是______上升的下降的(2)单调性、单调区间的定义若函数f(x)在区间D上是_________或________________,则称函数f(x)在这一区间上具有(严格的)单调性,区间D叫做f(x)的______________(3)若函数y=f(x)在区间D内可导,当____________时,f(x)在区间D上为增函数;当___________时,f(x)在区间D上为减函数.增函数减函数单调区间.f′(x)>0f′(x)<02.函数的最值前提设函数f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足条件①对于任意的x∈I,都有_________________;②存在x0∈I,使得____________________①对于任意的x∈I,都有__________;②存在x0∈I,使得______________结论M是y=f(x)的最大值M是y=f(x)的最小值f(x)≤Mf(x0)=M.f(x)≥Mf(x0)=M.1.如图2-2-1所示,函数f(x)的图象,则函数f(x)的单调增区间是(-∞,0]∪(0,+∞)吗?【提示】不是,其单调增区间为(-∞,0],(0,+∞).2.函数的最大(小)值反映在其函数图象上有什么特征?【提示】最大(小)值是函数图象上最高(低)点的纵坐标,若x0是函数f(x)的最大(小)值点,反映在图象上点(x0,f(x0))是函数图象的最高(低)点.1.(教材改编题)如果二次函数f(x)=3x2+2(a-1)x+b在区间(-∞,1)上是减函数,则()A.a=-2B.a=2C.a≤-2D.a≥2【解析】二次函数的对称轴方程为x=-a-13,由题意知-a-13≥1,即a≤-2.【答案】C2.(2011·课标全国卷)下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的函数是()A.y=x3B.y=|x|+1C.y=-x2+1D.y=2-|x|【解析】y=x3是奇函数,y=-x2+1与y=2-|x|在(0,+∞)上都是减函数,A、C、D不合要求,对于B,易知y=|x|+1为偶函数,且在(0,+∞)上递增.【答案】B3.(2011·重庆高考)若函数f(x)=x+1x-2(x>2)在x=a处取最小值,则a等于()A.1+2B.1+3C.3D.4【解析】当x>2时,x-2>0,∴f(x)=x-2+1x-2+2≥2x-2·1x-2+2=4,当且仅当x-2=1x-2,即x=3时,取等号.因此a=3.【答案】C4.函数f(x)=(x-3)ex的单调增区间是________.【解析】由f(x)=(x-3)ex,得f′(x)=(x-2)ex,由f′(x)>0,得x>2,故f(x)的增区间是(2,+∞).【答案】(2∞,+)函数单调性的判定与证明试讨论函数f(x)=axx2-1,x∈(-1,1)的单调性(其中a≠0).【尝试解答】设-1<x1<x2<1,则f(x1)-f(x2)=ax1x21-1-ax2x22-1=ax2-x1x1x2+1x21-1x22-1. -1<x1<x2<1,∴x2-x1>0,x21-1<0,x22-1<0.-1<x1x2<1,∴x1x2+1>0.∴x2-x1x2x1+1x21-1x22-1>0.因此,当a>0时,f(x1)-f(x2)>0,∴f(x1)>f(x2),此时函数在(-1,1)上为减函数;当a<0时,f(x1)-f(x2)<0,∴f(x1)<f(x2),此时函数在(-1,1)上为增函数.1.(1)函数的单调性只能在定义域内讨论,可以是整个定义域,也可以是定义域的某个区间.(2)如果函数在某个区间上是单调的,那么在这个区间的子区间上也是单调的.2.(1)函数单调性的判定方法有:①定义法;②图象法;③利用已知函数的单调性;④导数法.(2)证明函数的单调性的方法有:①定义法;②导数法.若将本例中“x∈(-1,1)”改为“{x|x∈R,且x≠±1}”,“a≠0”改为“a>0”,你能求出函数f(x)的单调区间吗?【解】由f(x)=axx2-1,得f′(x)=ax′x2-1-axx2-1′x2-12=ax2-1-ax·2xx2-12=-a1+x2x2-12. a>0,x∈R且x≠±1.∴a1+x2x2-12>0,则f′(x)<0.∴y=f(x)在区间(-∞,-1),(-1,1),(1,+∞)上是减函数,因此f(x)的减区间是(-∞,-1),(-1,1),(1,+∞).(2012·惠州调研)用min{a,b,c}表示a,b,c三个数中的最小值.设f(x)=min{2x,x+...