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函数单调性怎么判断

函数单调性怎么判断

2023-09-21 15:39:50 362浏览

函数的单调性(monotonicity)也可以叫做函数的增减性。当函数f(x)的自变量在其定义区间内增大(或减小)时,函数值f(x)也随着增大(或减小),则称该函数为在该区间上具有单调性。

函数单调性怎么判断:

1、定义法:

定义域判断函数单调性的步骤:

(1)取值:

在函数定义域的某一子区间I内任取两个不等变量X1、X2,可设X1<X2;(2)作差(或商)变形:

作差f(X1)-f(X2),并通过因式分解、配方、有理化等方法向有利于判断差的符号的方向变形。

(3)定号:

确定差f(X1)-f(X2)的符号。

(4)判断:

根据定义得出结论。

2、直接法:

(一次函数、二次函数、反比例函数的单调可直接说出):

(1)函数y=-f(x)的单调性相反。

(2)函数y=f(x)恒为正或恒为负时,函数y=f(x)的单调性相反。

(3)在公共区间内,增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数。

3、图像法:

说明:

(1)单调区间是定义域的子集。

(2)定义x1、x2的任意性。

(3)代数:自变量与函数值同大或同小→单调增函数。

自变量与函数相对→单调减函数。

4、导数法:

首先对函数进行求导,令导函数等于零,得X值,判断X与导函数的关系,当导函数大于零时是增函数,小于零是减函数。

复合函数的单调性:

1、复合函数在公共定义域上的单调性:

(1)若f与g的单调性相同,则函数为增函数。

(2)若f与g的单调性相反,则函数为减函数(同增异减)。

2、在公共定义域内,函数f(x)g(x)的单调性:

(1)增函数f(x)+增函数g(x)是增函数。

(2)减函数f(x)+减函数g(x)是减函数。

(3)增函数f(x)-减函数g(x)是增函数。

(4)减函数f(x)-增函数g(x)是减函数。

基本函数的单调性及单调区间:

1、常数函数y=C,不是单调函数,没有单调区间。

2、一次函数y=ax+b(a≠0)定义域为R,是单调函数,单调性取决于a的正负。当a>0时为单调增函数,单调增区间为(-∞,+∞);当a<0时为单调减函数,单调减区间为(-∞,+∞)。

3、二次函数y=ax^2+bx+c(a≠0)定义域为R,具有单调性,有单调区间,取决于a的正负和对称x0=-b/2a的值。当a>0时,区间(-∞,-b/2a)上为单调减区间,(-b/2a,+∞)上为单调增区间;当a<0时,区间(-∞,-b/2a)上为单调增区间,(-b/2a,+∞)上为单调减区间。

4、幂函数y=x^a,其单调性要根据a的取值来讨论。如a=2时,y=x^2是二次函数的一种情形,单调性符合二次函数性质;当a=3时,y=x^3则在整个实数范围内为单调增函数,单调增区间即为(-∞,+∞)。

5、指数函数y=a^x(a>0且a≠1)定义域为R,其单调性取决于a的取值。当a>1时,则指数函数单调递增;若0<a<1,则为单调递减。

6、对数函数y=loga(x)(a>0且a≠1)定义域为定义域是(0,+∞),单调性取决于a的取值。当a>1时,在定义域上为单调增函数;当0<a<1时,在定义域上为单调减函数。

7、反比例函数y=k/x(k≠0)定义域要求x≠0,其单调性取决于k的正负。当k>0时,函数在(-∞,0),(0,+∞)上同为减函数;当k<0时,函数在(-∞,0),(0,+∞)上同为增函数。

8、三角函数。

这种类型比较多,如正弦函数y=sinx、余弦函数y=cosx、正切函数y=tanx、余切函数y=ctgx、正割函数y=secx、余割函数y=cscx、正矢函数versinx=1-cosx、余矢函数coversinx=1-sinx、半正矢函数haversinx=(1-cosx)/2、半余矢函数hacoversinx=(1-sinx)/2、外正割函数exsecx=secx-1等。

前四种常见三角函数的单调性如下:

对于y=sinx,增区间为[2kπ-π/2,2kπ+π/2],减区间为[2kπ+π/2,2kπ+3π/2]。

对于y=cosx,增区间为[2kπ-π,2kπ],减区间为[2kπ,2kπ+π]。

对于y=tanx,增区间为[kπ-π/2,kπ+π/2]。

对于y=ctgx,减区间为[kπ,kπ+π],以上k∈Z。