函数的基本性质

发布 2022-09-22 21:27:28 阅读 5853

单调性,奇偶性,最值,周期性。

例1 证明函数f (x) =3x +2在r上是增函数。

证明】设任意x1、x2 r,且x1<x2,则f (x1) –f (x2) =3x1 +2) –3x2 +2) =3(x1–x2).

由x1<x2得x1 –x2<0. ∴f (x1) –f (x2)<0,即f (x1)<f (x2).

f (x) =3x +2在r上是增函数。

例2 证明函数f (x) =在(0,+∞上是减函数。

证明】设任意x1、x2 (0,+ 且x1<x2,则f (x1) –f (x2) =由x1,x2 (0,+∞得,x1x2>0,又x1<x2,得x2 – x1>0,f (x1) –f (x2) >0,即f (x1)<f (x2).

f (x) =在(0,+∞上是减函数。

例1 已知函数f (x ) x∈[1,+∞

ⅰ)当a =时,求函数f (x)的最小值;

ⅱ)若对任意x∈[1,+∞f (x)>0恒成立,试求实数a的取值范围。

分析:对于(1),将f (x)变形为f (x) =x +2 + x ++2,然后利用单调性求解。 对于(2),运用等价转化(x [1,+∞恒成立,等价于x2 + 2x + a>0 恒成立,进而解出a的范围。

解:(1)当a =时,f (x) =x ++2

因为f (x)在区间[1,+∞上为增函数,所以f (x)在区间[1,+∞上的最小值为f (1) =

2)解法一:在区间[1,+∞上,f (x) =恒成立x2 + 2x + a>0恒成立。

设y = x2 +2x+a,∵(x + 1) 2 + a –1在[1,+∞上递增。

当x =1时,ymin =3 + a,于是当且仅且ymin =3 + a>0时,函数f (x)>0恒成立,a>–3.

解法二:f (x) =x ++2 x[1,+∞

当a≥0时,函数f (x)的值恒为正;当a<0时,函数f (x)递增。 故当x =1时,f (x)min = 3+a.

于是当且仅当f (x)min =3 +a>0时,函数f (x)>0恒成立。 故a>–3.

例2 已知函数f (x)对任意x,y r,总有f (x) +f ( y) =f (x + y),且当x>0时,f (x)<0,f (1) =

1)求证f (x)是r上的减函数;

2)求f (x)在[–3,3]上的最大值和最小值。

分析:抽象函数的性质要紧扣定义,并同时注意特殊值的应用。

证明:(1)令x = y =0,f (0) =0,令x = y可得: f (–x) =f (x),在r上任取x1>x2,则f (x1) –f (x2) =f (x1) +f (–x2) =f (x1–x2).

x1>x2,∴x1–x2>0. 又∵x>0时,f (x)<0,∴f (x1–x2)<0, 即f (x1) –f (x2)>0.

由定义可知f (x)在r上为单调递减函数。

2)∵f (x)在r上是减函数,∴f (x)在[–3,3]上也是减函数, ∴f (–3)最大,f (3)最小。

f (3) =f (2) +f (1) =f (1) +f (1) +f (1) =3×()2. ∴f (–3) =f (3) =2.

即f (–3)在[–3,3]上最大值为2,最小值为–2.

例2 (1)设f (x)是偶函数,g (x)是奇函数,且f (x) +g (x) =求函数f (x),g (x)的解析式;

2)设函数f (x)是定义在(–∞0)∪(0,+∞上的奇函数,又f (x)在(0,+∞上是减函数,且f (x)<0,试判断函数f (x) =在(–∞0)上的单调性,并给出证明。

解析:(1)∵f (x)是偶函数,g (x)是奇函数,f (–x) =f (x),g (–x) =g (x),由f (x) +g (x

用–x代换x得f (–x) +g (–x) =f (x) –g (x

① +2 = 得f (x2 = 得g (x) =

2)f (x)在(–∞0)是中增函数,以下进行证明:

设x1,x2

例。七、已知函数f (x), g (x)在 r上是增函数,求证:f [g (x)]在 r上也是增函数。

证:任取 x1, x r 且 x1 < x2

g (x) 在r上是增函数 ∴g (x1) 又∵f (x) 在r上是增函数 ∴f [g (x1)] f [g (x2)]

而且 x1 < x2f [g (x)] 在r上是增函数。

例。八、函数 f (x)在 [0,上单调递减,求的递减区间。

解:f (x) 定义域:[0,

又∵≥0 ∴只要 1 x2≥0 即 x2≤1 ∴ 1 ≤ x ≤ 1

当 x [ 0, 1] 时, u =关于 x 递增, f (u)关于 x 递减

单调区间为 [1,0]

例。十、判断的奇偶性。

解:∵ 函数的定义域为 r

且 f (x) +f (x)

f (x) =f (x) ∴f (x) 为奇函数。

例3.判断下列函数的奇偶性:

分析:先验证函数定义域的对称性,再考察.

解:(1)>0且>=<它具有对称性.因为,所以是偶函数,不是奇函数.

2)当>0时,-<0,于是。

当<0时,->0,于是。

综上可知,在r-∪r+上,是奇函数.

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