靈活運用函數單調性定義,充分發(fā)揮它的功能可以解決許多問題,下面舉例說明.
一、證明函數單調性
例1.用單調性定義證明函數f(x)=-x+1在R上是減函數.
解析:任取x,x∈(-∞,+∞)且x<x則
f(x)-f(x)=-x+1+x-1
=(x-x)(x+xx+x)
∵x<x?搖?搖∴x-x<0
當xx<0時,x+xx+x=(x+x)-xx>0
當xx≥0時,x+xx+x>0
∴f(x)-f(x)<0?圯f(x)<f(x)
∴f(x)=-x+1在R上是減函數.
二、求單調區(qū)間
例2.求函數y=log(x+3x-10)的單調區(qū)間.
解析:由x+3x-10>0?圯x<-5或x>2
令y=logu,u=x+3x-10=(x+)-12
當x∈(-∞,-5)時,x?邙?圯u?鄔?圯y?邙
當x∈(2,+∞)時,x?邙?圯u?邙?圯y?鄔
∴函數的單調性區(qū)間是(-∞,-5),單調區(qū)間為(2,+∞).
三、比較大小
例3:已知偶函數f(x)在[1,4]上單調遞減,試比較f(log8)與f(3)的大小.
解析:f(log8)=f(3)?搖?搖 f(3)=f()
∵f(x)是偶函數∴f(-3)=f(3)
而1<<3,由f(x)在[1,4]上單調遞減
即有f()<f(3)=f(-3)
∴f(3)>f(log8)
四、求值域
例4:求函數y=?搖?搖x∈[1,2]的值域.
解析:∵在區(qū)間[1,2]上函數y=是單調遞減函數.
∴≤y≤3
∴函數y=的值域為{y|≤y≤3|}.
五、解不等式
例5:解不等式log(x-4x+3)>-1.
解析:當x-4x+3>0時原不等式變?yōu)槭絣og(x-4x+3)>log3
∵函數y=logx為減函數
∴x-4x+3<3
∴原不等式等價于不等式組x-4x+3>0x-4x+3<3
解得0<x<1或3<x<4
∴原不等式的解集為{x|0<x<1或3<x<4}.
六、證明不等式
例6.已知0<a<(R≥Z,R∈N)且a<a-b.求證:b<.
解析:由條件b<a-a=-(a-)+
記f(x)=-(a-)+.
當x∈(0,)時f(x)為增函數.
∵R≥2?搖?搖?搖?搖,∴0<a<≤.
故f(a)<f().
從而b<-(a-)+<-(-)+
=-+=<=.
七、求參變數的范圍
例7:已知奇函數f(x)=-x在R上是減函數,設對一切x∈R,不等式f(2x-4x+3)+f(2kx-kx)<0總成立,試確定k的取值范圍.
解析:對一切x∈R,不等式f(2x-4x+3)+f(2kx-kx)<0總成立.
即有2x-4x+3>kx-2kx?圯2x-kx+(2k-4)x+3>0對一切x∈R成立.
當k=2時,不等式為3>0,對x∈R成立.
當k<2時,只要△=(2k-4)-12(2-k)<0?圯k-k-2<0?圯-1<k<2
∴k的范圍是(-1,2].
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文