高一数学函数的基本性质

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在[4,14]上内任取两个值t1,t2,只要t1<t2 ,就有θ1<θ2,就可以说在区间[4,14]上,θ随t 的增大而增大.
问题:
设函数y=f(x)的定义域为A,区间IA, 在区间I上,y随x的增大而增大,该如何用 数学符号语言来刻画呢?
函数y=f(x)的定义域为A,区间IA,如果 对于区间I内的任意两个值x1,x2,
问题: 在区间[4,14]上,如何用数学符号语言来刻
画“θ随t的增大而增大”这一特征?
在[4,14]上,取几个不同的输入值,例如 θ
t1=5,t2=6,t3 =8,t4=10,得到相对应的
输出值θ1,θ2,θ3,θ4.在t1<t2<t3<t4时,有
θ1<θ2<θ3<θ4,所以在[4,14]上,θ随t的增 大而增大.
x1 x2
x1, x2 (0,) x1 x2 0
x1 x2 x2 x1 0

-1<1 f(-1)<f(1)
f ( x1 ) f ( x2 ) 0f (x1) f (x2 )
函数f ( x) = 1 在(0, )上是减函数. 函数f (x) = 1 在(,0 )上是减函数吗?.
分析:按题意,只要证明函数在区间上是减函数 即可。
我例们2、,物对理于学一中定的量玻的意气耳体定,律当其p =体Vk积(kV为减正小常时数,) 告压诉 强p将增大。试用函数的单调性证明之。
证明:根据单调性的定义,设V1,V2是定义域 取值
(0,+∞)上的任意两个实数,且V1<V2,则
p(V1) 由V1,V2∈
解:函数y=f(x)的单调区间有[-5,-2),[-2,1),[1,3),[3,5], 其中y=f(x)在区间[-5,-2),[1,3)上是减函数, 在区间[-2,1),[3,5]上是增函数.
例2:物理学中的玻意耳定律
p= k V
(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。
注意:
1、函数最大(小)值首先应该是某一个函数值, 即存在x0∈I,使得f(x0) = M;
2、函数最大(小)值应该是所有函数值中最大 (小)的,即对于任意的x∈I,都有f(x)≤M (f(x)≥M).
例3、“菊花”烟花是最壮观的烟花之一.制造时 一般是期望在它达到最高点(大约是在距地面高度 25m到30m处)时爆裂. 如果在距地面高度18m的地 方点火,并且烟花冲出的速度是14.7m/s.
x 能说:函数f
( x)
=
1 的单调递减区间是(, 0
x
)
(0, )吗?
x
方法小结
用定义证明函数的单调性的步骤:
(1). 设x1<x2, 并是某个区间上任意二值; (2). 作差 f(x1)-f(x2) ; (3). 判①断分解f(因x1式)-, 得f(出x2因) 式的(x符1-号x2:
定号 结论
例:证明函数f(x)= x3在R上是增函数.
证明:设x1,x2是R上任意两个 实数, 且x1<x2,则 f(x1)-f(x2)=x13-x23 =(x1-x2)(x12+x1x2 +x22 ) = (x1-x2)[(x1+ x2) 2 + x22] 因为 x1<x2 ,则 x1-x2 <0 又 (x1+ x2) 2 + x22>0 所以 f(x1)-f(x2)<0 即 f(x1)<f(x2)
所以f(x)= x3在R上是增函数.
探究: 画出反比例函数
y=
1 x
的图象。
(1)这个函数的定义域I是什么?
(2)它在定义域I上的单调性是怎样的?证明
你的结论。
通过观察图象,先对函数是否具有某种性质做 出猜想,然后通过逻辑推理,证明这种猜想的正确 性,是研究函数性质的一种常用方法。
例.函数f (x) = 1 在(0, )上是增函数还是 x
f(x1)< f(x2),那么就说f(x)在
x2 x 这个区间上是增函数
二、减函数
y
f(x1)
f(x2)
0 x1
x2
设函数f(x)的定义域为I:
如果对于属于定义域I内某
个区间上的任意两个自变量
的值x1,x2, 当x1<x2时,都有
x
f(x1)> f(x2),那么就说f(x)在 这个区间上是减函数
三、单调性与单调区间
如果这个函数在某个单调区间上的图象 是上升的,那么它在这个单调区间上就是增 函数;如果图象是下降的,那么它在这个单 调区间上就是减函数。
1、增函数、减函数的三个特征:
(1)局部性:也就是说它肯定有一个区间。区间可以 是整个定义域,也可以是其真子集,因此,我们说增函 数、减函数时,必须指明它所在的区间。如y=x+1 (X∈Z)不具有单调性
新课标人教版课件系列
《高中数学》
必修1
1.3.1 函数的基本性质
教学目的
• (1)通过已学过的函数特别是二次函数, 理解函数的单调性及其几何意义;
• (2)学会运用函数图象理解和研究函数的 性质;
• (3)能够熟练应用定义判断数在某区间上 的的单调性.
• 教学重点:函数的单调性及其几何意义. • 教学难点:利用函数的单调性定义判断、
如果函数y=f(x)在某个区间是增函数或减函数, 那么就说函数y=f(x)在这个区间具有(严格的)单调性, 这一区间叫做y=f(x)的单调区间.
请问: 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___. (填“上升的”或“下降的”)
想一想 :如何从一个函数的图象来判断这个 函数在定义域内的某个单调区间上是增函数 还是减函数?
∴f ( x1) – f ( x2 ) > 0 即 f ( x1) < f ( x2)
∴ f (x)= x +
1 x
在[1,+∞)上是增函数.
例3求函数f(x)=x+ k (k>0)在x>0上的单调性
x
kk
解:对于x2>x1>0,f(x2)-f(x1)=x2-x1+x2 - x1
=
x2 x1 x2 x1
② 配成非负实数和。 ③有理化。
(4). 作结论.
5、讨论函数f(x)= x + 1 在(0,+∞) 上的单调性. x
解:设 0 <x1 < x2
1 1 -(x1 –x2) (x1 x2 –1)
则 f (x1) – f ( x2) =(x1 - x2)+ x1 x2 =
x1·x2
∵0 < x1 < x2 ∴x1 - x2 < 0, x1·x2 > 0
⑴当0 < x1 < x2 < 1时, x1 x2 < 1, ∴ x1 x2 –1 < 0
∴f ( x1) – f ( x2 ) < 0 即 f ( x1) > f ( x2)
∴ f (x)= x +
1 x
wenku.baidu.com
在(0,1]上是减函数.
⑵当1 < x1 < x2 时, x1 x2 > 1, ∴ x1 x2 –1 > 0
(x1x2-k)
因 x2 x1 x2 x1
>0
X12-k <x1x2-k <x22-k 故x22-k≤0即x2≤ k
时,f(x2)<f(x1) 同理x1≥ k 时,f(x2)>f(x1)
总之,f(x)的增区间是 k , ,减区间是 0, k
图象上有一个最低点(0,0),即对于任意的 x R,
都有 f (x) f (0).
图象没有最低点。
画出下列函数的草图,并根据图象解答下列问题: (1) f (x) = 2x 3 (2) f (x) = x2 2x 1
1 说出y=f(x)的单调区间,以及在各单调区间上的 单调性;
2 指出图象的最高点或最低点,并说明它能体现
函数的什么特征?
(1)写出烟花距地面的高度与 时间之间的关系式.
(2) 烟花冲出后什么时候是它 爆裂的最佳时刻?这时距地 面的高度是多少(精确到1m).
解: (1)设烟花在t秒时距地面的高度为h m,则由物体运 动原理可知: h(t)= -4.9t2+14.7t+18
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),
那么就说函数y=f(x)在区间I上是单调增函数, 区间I称为函数y=f(x)的单调增区间.
问题: 如何定义单调减函数和单调减区间呢?
函数y=f(x)的定义域为A,区间I A,如 果对于区间I内的任意两个值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2), 那么就说函数y=f(x)在区间I上是单调减函数,
值 增大
;图(2)中的y值 增大

2、当x∈(-∞,0),x增大时,图(1)中的y
值 减小
;图(2)中的y值 增大

3、分别指出图(1)、图(2)中,当x ∈[0,+∞) 和x∈(-∞,0)时,函数图象是上升的还是 下降的? 4、通过前面的讨论,你发现了什么?
结论:若一个函数在某个区间内图象是上升的, 则函数值y随x的增大而增大,反之亦真;
减函数?证明你的结论.
证明: 设x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,则
1
1
f ( x1 ) = x1 , f ( x2 ) = x2
f ( x1 ) f ( x2 ) =
= x2 x1
1 x1

1 x2
y
1 -1 1
O
-1
f(x)在定义域 上是减函数吗?
取x1=-1,x2=1
x
f(-1)=-1 f(1)=1
(0,p(V+2∞) )=且VkV1 1<VkV2 2=,k得VV2V1V1VV2 12>0,
V2-
作差 变形
V1 >0
又k>0,于是 p(V1) p(V2 ) 0
即 p(V2 ) p(V1) 也就所是以说,,函当数体p积=VVk减,少V 时,(0,压强)p是将减增函大数. .
3.已知函数y=f(x)的定义域为[0,+∞),若 对于任意的x2>0,都有f(x2)<f(0),则函数y=f(x) 在区间[0,+∞)上是单调减函数.
y
x2
O
x
f(x2)
一、增函数
y
f(x1)
0
x1
设函数f(x)的定义域为I:
如果对于属于定义域I内某
个区间上的任意两个自变量
f(x2)
的值x1,x2, 当x1<x2时,都有
(2)任意性:它的取值是在区间上的任意两个自变量, 决不能理解为很多或无穷多个值。
(3)一致性
增函数: 减函数:
xx11
< <
x2 x2
f( x1 ) < f( x2 ) f( x1) > f( x2 )
例1.下图是定义在 闭区间[-5,5]上的函数y=f(x)的图 象,根据图象说出y=f(x)的单调区间,以及在每个单调 区间上, y=f(x)是增函数还是减函数?
y
y
2
-1 o x
o
x
1.最大值
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x∈I,都有f(x)≤M; (2)存在x0∈I,使得f(x0) = M 那么,称M是函数y=f(x)的最大值
2.最小值
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x∈I,都有f(x)≥M; (2)存在x0∈I,使得f(x0) = M 那么,称M是函数y=f(x)的最小值
若一个函数在某个区间内图象是下降的, 则函数值y随x的增大而减小,反之亦真。
观察某城市一天24小时气温变化图.
θ=f (t),t∈[0,24]
问题:如何描述气温θ随时间t的变化情况?
如图,研究函数θ=f(t),t∈[0,24]的图 象在区间[4,14]上的变化情况.
(t2,θ2)
(t1,θ1) t1 t2
O
t
取区间内n个输入值t1,t2,t3,…, tn, 得到相对应的输出值θ1,θ2,θ3,…,θn,在 t1<t2<t3<…<tn时,有θ1<θ2<θ3<…<θn ,所以在区间[4,14]上,θ随t的增大而增大 .
在[4,14]上任取两个值t1,t2,只要t1<t2 ,就有θ1<θ2,就可以说在区间[4,14]上,θ 随t的增大而增大.
区间I称为函数y=f(x)的单调减区间.
概念辨析
1.函数y=f(x),x ∈[0,3]的图象如图所示.
y
O 123
x
区间[0,3]是该函数的单调增区间吗?
判断
2.对于二次函数f(x)=x2,因为-1,2∈(-∞, +∞),当-1<2时,f(-1)<f(2),所以函数f(x) =x2在区间(-∞,+∞)上是单调增函数.
证明函数的单调性.
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:
1、观察这三个图象,你能说出图象的特征吗? 2、随x的增大,y的值有什么变化?
1.3.1 单调性与最大(小)值
请观察函数y=x2与y=x3图象,回答下列问题:
1、当x∈[0,+∞),x增大时,图(1)中的y