法一 设x1,x2是任意两个正数,且0
则f(x1)-f(x2)=?x1+x?-?x2+x?=xx(x1x2-a).
?1??2?12当0
a
综上可知,函数f(x)=x+x(a>0)在(0,a]上是减函数,在[a,+∞)上为增函数. aa
法二 f′(x)=1-x2,令f′(x)>0,则1-x2>0, 解得x>a或x<-a(舍).
a
令f′(x)<0,则1-x2<0,解得-a
∴f(x)在(0,a]上为减函数,在[a,+∞)上为增函数. 考点二 确定函数的最值
【例2】 (1)(2017·南京、盐城一模)已知函数f(x)==________,函数f(x)的最大值是________. x2+2x+a(2)已知函数f(x)=,x∈[1,+∞)且a≤1.
x1
①当a=2时,求函数f(x)的最小值;
②若对任意x∈[1,+∞),f(x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.
则f(f(3))
(1)解析 ①由于f(x)=所以f(3)=
3=-1,则f(f(3))=f(-1)=-3,
②当x>1时,f(x)=x是减函数,得f(x)<0.
当x≤1时,f(x)=-x2+2x=-(x-1)2+1在(-∞,1]上单调递增,则f(x)≤1,综上可知,f(x)的最大值为1. 答案 -3 1
11
(2)解 ①当a=2时,f(x)=x+2x+2,设1≤x1<x2, 1??
则f(x2)-f(x1)=(x2-x1)?1-2xx?,
?12?∵1≤x1<x2,∴x2-x1>0,2x1x2>2, 111
∴0<2xx<2,1-2xx>0,
1212∴f(x2)-f(x1)>0,f(x1)<f(x2). ∴f(x)在区间[1,+∞)上为增函数, 7
∴f(x)在区间[1,+∞)上的最小值为f(1)=2. x2+2x+a
②当x∈[1,+∞)时,>0恒成立.
x则x2+2x+a>0对x∈[1,+∞)上恒成立. 即a>-(x2+2x)在x∈[1,+∞)上恒成立. 令g(x)=-(x2+2x)=-(x+1)2+1,x∈[1,+∞), ∴g(x)在[1,+∞)上是减函数,g(x)max=g(1)=-3. 又a≤1,
∴当-30在x∈[1,+∞)上恒成立. 故实数a的取值范围是(-3,1].
规律方法 (1)求函数最值的常用方法:①单调性法;②基本不等式法;③配方法;④图象法;⑤导数法.
(2)利用单调性求最值,应先确定函数的单调性,然后根据性质求解.若函数f(x)在闭区间[a,b]上是增函数,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(b),最小值为f(a).若函数f(x)在闭区间[a,b]上是减函数,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(a),最小值为f(b).
1
【训练2】 如果函数f(x)对任意的实数x,都有f(1+x)=f(-x),且当x≥2时,f(x)
=log2(3x-1),那么函数f(x)在[-2,0]上的最大值与最小值之和为________. 1
解析 根据f(1+x)=f(-x),可知函数f(x)的图象关于直线x=2对称.又函数f(x)1??1??
在?2,+∞?上单调递增,故f(x)在?-∞,2?上单调递减,则函数f(x)在[-2,0]上????的最大值与最小值之和为f(-2)+f(0)=f(1+2)+f(1+0)=f(3)+f(1)=log28+log22=4. 答案 4
考点三 函数单调性的应用(典例迁移)
??2-a?x+1,x<1,【例3】 (1)如果函数f(x)=?x满足对任意x1≠x2,都有
?a,x≥1f?x1?-f?x2?
>0成立,那么a的取值范围是________.
x1-x2
?1?
(2)(2017·南通中学模拟)定义在R上的奇函数y=f(x)在(0,+∞)上递增,且f?2?=
??1
0,则不等式f(log9x)>0的解集为________. 解析 (1)对任意x1≠x2,都有
f?x1?-f?x2?
>0. x1-x2
所以y=f(x)在(-∞,+∞)上是增函数.
?2-a>0,所以?a>1,
??2-a?×1+1≤a,
3
解得2≤a<2.
?3?
故实数a的取值范围是?2,2?.
??
(2)∵y=f(x)是定义在R上的奇函数,且y=f(x)在(0,+∞)上递增. ∴y=f(x)在(-∞,0)上也是增函数, ?1??1??1?又f?2?=0,知f?-2?=-f?2?=0.
??????故原不等式
?1?
>f?2?或??
>0可化为
?1?>f?-2?, ??
∴
11>2或-2<
x<0,
1
解得0
???1?0
??
?. ??
?????1?3?
答案 (1)?2,2? (2)?x?0
???????
1
【迁移探究1】 在例题第(1)题中,条件不变,若设m=f(-2),n=f(a),t=f(2),试比较m,n,t的大小.
解 由例题知f(x)在(-∞,+∞)上是增函数, 31
【迁移探究2】 在例题第(2)题中,若条件改为:“定义在R上的偶函数y=f(x)?1?
在[0,+∞)上单调递减”,且f?2?=0,则不等式
???1?解析 因为f(x)在R上为偶函数,且f?2?=0,
??所以
>0等价于
?1?>f?2?, ??
1<2,
>0的解集是________.
又f(x)在[0,+∞)上为减函数,所以1
即-2<
11
x<2,解得3<x<3.
?1?答案 ?3,3?
??
规律方法 (1)在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解,此时应特别注意函数的定义域. (2)利用单调性求参数的取值(范围)的思路是:根据其单调性直接构建参数满足的方程(组)(不等式(组))或先得到其图象的升降,再结合图象求解.
【训练3】(2016·天津卷)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a满足f(2|a-1|)>f(-2),则a的取值范围是________.