第 14 课:函数性质初步

初升高数学衔接课程 · 不等式与函数模块
⏱ 90 分钟 ⭐⭐⭐⭐ 难度 📝 含完整答案解析

目录

  1. 一、知识梳理
  2. 二、典例精讲
  3. 三、课后作业 · 答案与解析

一、知识梳理

1. 单调性

单调递增:∀ x₁ < x₂ ∈ I,f(x₁) < f(x₂)

单调递减:∀ x₁ < x₂ ∈ I,f(x₁) > f(x₂)

定义法四步:任取 → 作差 → 变形 → 判断

2. 奇偶性

类型条件图象
偶函数f(−x) = f(x)关于 y 轴对称
奇函数f(−x) = −f(x)关于原点对称

⚠️ 定义域关于原点对称;奇函数 f(0)=0(若有定义)。

3. 幂函数

函数单调性奇偶性
y = xR 上 ↗
y = x²(−∞,0] ↘,[0,+∞) ↗
y = x³R 上 ↗
y = 1/x(−∞,0) ↘,(0,+∞) ↘
y = √x[0,+∞) 上 ↗非奇非偶

二、典例精讲

【例 1】用定义法证明单调性

(1)f(x) = 2x+1 在 R 上单调递增。

解析

任取 x₁ < x₂。f(x₁)−f(x₂) = 2(x₁−x₂) < 0。f(x₁) < f(x₂)。

单调递增

(2)f(x) = 1/x 在 (0,+∞) 上单调递减。

解析

f(x₁)−f(x₂) = (x₂−x₁)/(x₁x₂)。分子 > 0,分母 > 0。差式 > 0。f(x₁) > f(x₂)。

单调递减

【例 2】求单调区间

(1)f(x) = x²−4x+3(2)f(x) = |x−1|

解析

(1)f(x) = (x−2)²−1,顶点 x=2。开口向上。

(−∞,2] ↘,[2,+∞) ↗

(2)f(x) = { 1−x (x<1); x−1 (x≥1) }。

(−∞,1] ↘,[1,+∞) ↗

【例 3】判断奇偶性

(1)f(x)=x³+x(2)f(x)=x²+1(3)f(x)=x³+x²(4)f(x)=x²,x∈[−1,2]

解析

(1)f(−x) = −f(x)。奇函数。

(2)f(−x) = f(x)。偶函数。

(3)f(−x) = −x³+x²,非奇非偶。

(4)定义域 [−1,2] 不关于原点对称。非奇非偶。

【例 4】利用奇偶性求函数值

(1)f(x) 是奇函数,f(2)=5,求 f(−2)。

解析

f(−2) = −f(2) = −5

(2)f(x) 是偶函数,在 (−∞,0] 上单调递减,比较 f(−3) 与 f(2)。

解析

f(−3) = f(3)。偶函数在对称区间单调性相反 → [0,+∞) 上单调递增。3 > 2 → f(3) > f(2)。

f(−3) > f(2)

【例 5】幂函数比较大小

(1)1.5³ 与 1.7³(2)0.8⁻¹ 与 1.2⁻¹(3)(−2.5)^{2/3} 与 (−3.1)^{2/3}

解析

(1)y=x³ ↗ → 1.5³ < 1.7³。

(2)y=1/x ↘ → 0.8⁻¹ > 1.2⁻¹。

(3)x^{2/3} 是偶函数,化为正数比较。2.5 < 3.1 → (−2.5)^{2/3} < (−3.1)^{2/3}。

三、课后作业 · 答案与解析

A 组 · 基础题

第 1 题

f(x₁)−f(x₂) = 3(x₁−x₂) < 0。单调递增。

第 2 题

f(x₁)−f(x₂) = (x₂−x₁)(x₂+x₁)/(x₁²x₂²) > 0。单调递减。

第 3 题

f(x) = (x+1)²−4,顶点 x=−1。

(−∞,−1] ↘,[−1,+∞) ↗

第 4 题

f(−x) = (−x)⁴ = x⁴ = f(x)。偶函数。

第 5 题

f(−x) = −x−1/x = −f(x)。奇函数。

第 6 题

f(−x) = x²−x ≠ f(x),≠ −f(x)。非奇非偶。

第 7 题

f(−3) = f(3) = 7

第 8 题

f(0) = −f(0) → f(0) = 0。

B 组 · 提高题

第 9 题

f(x₁)−f(x₂) = (x₁−x₂)(1−1/(x₁x₂))。x₁−x₂ < 0。x₁x₂ > 1 → 1−1/(x₁x₂) > 0。差式 < 0。单调递增。

第 10 题

f(1) = 2,f(−1) = 1。f(−1) ≠ f(1),≠ −f(1)。非奇非偶。

第 11 题

x < 0 时:f(x) = −f(−x) = −x²−2x。x=0 时 f(0)=0。

f(x) = { x²−2x (x>0); 0 (x=0); −x²−2x (x<0) }

第 12 题

f(−x) = f(x) → −2mx = 2mx → m = 0。

m = 0

C 组 · 挑战题

第 13 题

偶函数:f(a)=f(|a|),f(2a−1)=f(|2a−1|)。在 [0,+∞) 上递减 → |a| < |2a−1|。

平方:a² < 4a²−4a+1 → 3a²−4a+1 > 0 → (3a−1)(a−1) > 0。

a < 1/3 或 a > 1

第 14 题

f(x) = (x−a)²+3−a²,对称轴 x=a。在 (−∞,a] 上递减。要 (−∞,2] ⊆ (−∞,a]。

a ≥ 2

第 15 题

周期 2:f(7/2) = f(3/2) = f(−1/2)。奇函数:f(−1/2) = −f(1/2)。

f(1/2) = 2^{1/2} = √2。

f(7/2) = −√2