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例2:函数单调性判断

函数的概念、表示与性质 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 通过比较区间内任意两点函数值的大小关系,确定函数图像上升或下降趋势的性质。

从哪来 基于四、区间与集合(确定定义域范围)和三、不等式的解法(处理 $f(x_1)-f(x_2)$ 的符号判断)构建。

为什么 单调性本质是函数值随自变量变化的“方向性”。若 $x$ 增大时 $f(x)$ 必然增大,则图像整体呈上升趋势。这反映了变量间的依赖关系,是研究函数极值、解方程及不等式的基础工具,将离散的点连接成连续的动态过程。

代数定义法
直接套用定义 $x_1 < x_2 \Rightarrow f(x_1) < f(x_2)$。
适合:逻辑严密、擅长符号推导、对抽象概念接受度高的学生。 操作:强调“任意性”,必须取区间内任意两点,不能举特例。
图像直观法
观察函数图像从左到右的走势。
适合:空间想象力强、偏好视觉化学习、对纯代数推导感到困难的学生。 操作:先画草图,指出“爬坡”为增,“下坡”为减,再对应代数定义。
差值比较法
计算 $f(x_1) - f(x_2)$ 并判断符号。
适合:计算能力强、喜欢具体运算步骤、容易混淆定义方向的学生。 操作:固定 $x_1 < x_2$,若差值恒正则增,恒负则减,将抽象定义转化为具体代数运算。
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练一道
基础题
判断函数 $f(x) = 2x + 1$ 在 $\mathbb{R}$ 上的单调性。
变式
判断函数 $f(x) = \frac{1}{x}$ 在区间 $(-\infty, 0)$ 上的单调性。
试试手自己判
检测题
已知函数 $f(x) = x^2$,判断其在区间 $(-\infty, 0]$ 上的单调性,并说明理由。
看答案和判分标准
答案:单调递减。
判对标准:
1. 结论正确(单调递减);
2. 取任意 $x_1, x_2 \in (-\infty, 0]$ 且 $x_1 < x_2$;
3. 正确计算 $f(x_1) - f(x_2) = x_1^2 - x_2^2 = (x_1-x_2)(x_1+x_2)$;
4. 正确判断 $(x_1-x_2)<0$ 且 $(x_1+x_2)<0$,从而得出差值 $>0$,即 $f(x_1) > f(x_2)$。
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