《函数的单调性和奇偶性》经典例题

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1 经典例题透析 类型一、函数的单调性的证明

1.证明函数上的单调性. 证明:在(0,+∞)上任取x1、x2(x1≠x2), 令△x=x2-x1>0

则 ∵x1>0,x2>0,∴ ∴上式<0,∴△y=f(x2)-f(x1)<0

∴上递减. 总结升华: [1]证明函数单调性要求使用定义; [2]如何比较两个量的大小?(作差) [3]如何判断一个式子的符号?(对差适当变形)

举一反三:

【变式1】用定义证明函数上是减函数. 思路点拨:本题考查对单调性定义的理解,在现阶段,定义是证明单调性的唯一途径.

证明:设x1,x2是区间上的任意实数,且x1

∵0故,即f(x1)-f(x2)>0 ∴x1f(x2) 上是减函数. 总结升华:可以用同样的方法证明此函数在上是增函数;在今后的学习中经常会碰到这个函数,在此可以尝试利用函数的单调性大致给出函数的图象. 2

类型二、求函数的单调区间 2. 判断下列函数的单调区间; (1)y=x2-3|x|+2; (2) 解:(1)由图象对称性,画出草图

∴f(x)在上递减,在上递减,在上递增. (2) ∴图象为

∴f(x)在上递增. 举一反三: 【变式1】求下列函数的单调区间:

(1)y=|x+1|; (2) (3). 解:(1)画出函数图象, ∴函数的减区间为,函数的增区间为(-1,+∞);

(2)定义域为, 其中u=2x-1为增函数, 3

在(-∞,0)与(0,+∞)为减函数,则上为减函数; (3)定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),单调增区间为:(-∞,0),单调减区间为(0,+∞). 总结升华: [1]数形结合利用图象判断函数单调区间; [2]关于二次函数单调区间问题,单调性变化的点与对称轴相关. [3]复合函数的单调性分析:先求函数的定义域;再将复合函数分解为内、外层函数;利用已知函数的单调性解决.关注:内外层函数同向变化→复合函数为增函数;内外层函数反向变化→复合函数为减函数. 类型三、单调性的应用(比较函数值的大小,求函数值域,求函数的最大值或最小值)

3. 已知函数f(x)在(0,+∞)上是减函数,比较f(a2-a+1)与的大小. 解: 又f(x)在(0,+∞)上是减函数,则. 4. 求下列函数值域: (1); 1)x∈[5,10]; 2)x∈(-3,-2)∪(-2,1); (2)y=x2-2x+3; 1)x∈[-1,1]; 2)x∈[-2,2]. 思路点拨:(1)可应用函数的单调性;(2)数形结合.

解:(1)2个单位,再上移2个单位得到,如图

1)f(x)在[5,10]上单增,; 4

2); (2)画出草图

1)y∈[f(1),f(-1)]即[2,6]; 2). 举一反三:

【变式1】已知函数. (1)判断函数f(x)的单调区间; (2)当x∈[1,3]时,求函数f(x)的值域. 思路点拨:这个函数直接观察恐怕不容易看出它的单调区间,但对解析式稍作处理,即可得到我们

相对熟悉的形式.,第二问即是利用单调性求函数值域. 解:(1) 上单调递增,在上单调递增; (2)故函数f(x)在[1,3]上单调递增 ∴x=1时f(x)有最小值,f(1)=-2 x=3时f(x)有最大值 ∴x∈[1,3]时f(x)的值域为.

5. 已知二次函数f(x)=x2-(a-1)x+5在区间上是增函数,求:(1)实数a的取值范围;(2)f(2)5

的取值范围. 解:(1)∵对称轴是决定f(x)单调性的关键,联系图象可知 只需; (2)∵f(2)=22-2(a-1)+5=-2a+11又∵a≤2,∴-2a≥-4

∴f(2)=-2a+11≥-4+11=7 .

举一反三:

【变式1】(2011 北京理13)已知函数,若关于x的方程有两个不同的实根,则实数k的取值范围是________.

解:单调递减且值域(0,1],单调递增且值域为, 由图象知,若有两个不同的实根,则实数k的取值范围是(0,1). 类型四、判断函数的奇偶性 6. 判断下列函数的奇偶性:

(1) (2) (3)f(x)=x2-4|x|+3 (4)f(x)=|x+3|-|x-3| (5)(6 (7) 思路点拨:根据函数的奇偶性的定义进行判断.

解:(1)∵f(x)的定义域为,不关于原点对称,因此f(x)为非奇非偶函数; (2)∵x-1≥0,∴f(x)定义域不关于原点对称,∴f(x)为非奇非偶函数; (3)对任意x∈R,都有-x∈R,且f(-x)=x2-4|x|+3=f(x),则f(x)=x2-4|x|+3为偶函数 ; (4)∵x∈R,f(-x)=|-x+3|-|-x-3|=|x-3|-|x+3|=-f(x),∴f(x)为奇函数; 6

(5) ,∴f(x)为奇函数; (6)∵x∈R,f(x)=-x|x|+x ∴f(-x)=-(-x)|-x|+(-x)=x|x|-x=-f(x),∴f(x)为奇函数;

(7),∴f(x)为奇函数. 举一反三: 【变式1】判断下列函数的奇偶性:

(1); (2)f(x)=|x+1|-|x-1|; (3)f(x)=x2+x+1;

(4). 思路点拨:利用函数奇偶性的定义进行判断.

解:(1); (2)f(-x)=|-x+1|-|-x-1|=-(|x+1|-|x-1|)=-f(x) ∴f(x)为奇函数; (3)f(-x)=(-x)2+(-x)+1=x2-x+1 ∴f(-x)≠-f(x)且f(-x)≠f(x) ∴f(x)为非奇非偶函数; (4)任取x>0则-x<0,∴f(-x)=(-x)2+2(-x)-1=x2-2x-1=-(-x2+2x+1)=-f(x) 任取x<0,则-x>0 f(-x)=-(-x)2+2(-x)+1=-x2-2x+1=-(x2+2x-1)=-f(x) x=0时,f(0)=-f(0) ∴x∈R时,f(-x)=-f(x) ∴f(x)为奇函数.

举一反三: 【变式2】已知f(x),g(x)均为奇函数,且定义域相同,求证:f(x)+g(x)为奇函数,f(x)·g(x)为偶函数. 证明:设F(x)=f(x)+g(x),G(x)=f(x)·g(x)则 F(-x)=f(-x)+g(-x)=-f(x)-g(x)=-[f(x)+g(x)]=-F(x) G(-x)=f(-x)·g(-x)=-f(x)·[-g(x)]=f(x)·g(x)=G(x) ∴f(x)+g(x)为奇函数,f(x)·g(x)为偶函数. 类型五、函数奇偶性的应用(求值,求解析式,与单调性结合)

7.已知f(x)=x5+ax3-bx-8,且f(-2)=10,求f(2). 解:法一:∵f(-2)=(-2)5+(-2)3a-(-2)b-8=-32-8a+2b-8=-40-8a+2b=10 ∴8a-2b=-50 ∴f(2)=25+23a-2b-8=8a-2b+24=-50+24=-26 法二:令g(x)=f(x)+8易证g(x)为奇函数 ∴g(-2)=-g(2) ∴f(-2)+8=-f(2)-8 ∴f(2)=-f(-2)-16=-10-16=-26. 7

举一反三: 【变式1】(2011 湖南文12)已知为奇函数,,则为:

解:,又为奇函数,所以.

8. f(x)是定义在R上的奇函数,且当x<0时,f(x)=x2-x,求当x≥0时,f(x)的解析式,并画出函数图象. 解:∵奇函数图象关于原点对称, ∴x>0时,-y=(-x)2-(-x)

即y=-x2-x又f(0)=0,,如图

9.设定义在[-3,3]上的偶函数f(x)在[0,3]上是单调递增,当f(a-1)解:∵f(a-1)而|a-1|,|a|∈[0,3]

. 类型六、综合问题 10.定义在R上的奇函数f(x)为增函数,偶函数g(x)在区间的图象与f(x)的图象重合,设a>b>0,给出下列不等式,其中成立的是_________. ①f(b)-f(-a)>g(a)-g(-b); ②f(b)-f(-a)g(b)-g(-a); ④f(a)-f(-b)答案:①③.

11. 求下列函数的值域: (1) (2) (3) 思路点拨:(1)中函数为二次函数开方,可先求出二次函数值域;(2)由单调性求值域,此题也可换元解决;(3)单调性无法确定,经换元后将之转化为熟悉二次函数情形,问题得到解决,需注意此时t的范围. 8

解:(1); (2)经观察知,,; (3)令. 12. 已知函数f(x)=x2-2ax+a2-1. (1)若函数f(x)在区间[0,2]上是单调的,求实数a的取值范围; (2)当x∈[-1,1]时,求函数f(x)的最小值g(a),并画出最小值函数y=g(a)的图象. 解:(1)∵f(x)=(x-a)2-1 ∴a≤0或a≥2 (2)1°当a<-1时,如图1,g(a)=f(-1)=a2+2a

2°当-1≤a≤1时,如图2,g(a)=f(a)=-1 3°当a>1时,如图3,g(a)=f(1)=a2-2a

,如图