幂函数
[重点] 幂函数的图象和性质
[难点]
1.幂函数的图象 2.多种图象变换复合时变换顺序的处理 3.复合函数的单调性的讨论 【内容讲析】
一、函数的单调性 初中时我们学过,对于一次函数y=x+1,y随着x的增大而增大,我们称之为增函数;y=-x+l,y随着x的增大而减小,我们称之为减函数。
那么如何定义呢?用数学符号语言如何叙述呢? 1.定义:一般地,设函数f(x)的定义域为D: 在定义域内的某个区间上任取x1,x2,且x1<x2,若都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是单调增函数; 在定义域内的某个区间上任取x1,x2,且x1<x2,若都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是单调减函数; 若函数y=f(x)在某个区间上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间上具有单调性,这一区间叫做y=f(x)的单调区间。
理解:初中的说法是描述性的语言,通俗易懂;而高中的定义体现了自变量的变化关系决定因变量的变化关系。分为两个层次,一是在哪个范围上研究,二是符号语言是怎么样的。今后学习奇偶性,周期性都是这样定义的。
注: (1)单调函数是对整个定义域而言的,单调性是一个局部概念,是针对定义域内某个区间而言的,通常谈到单调性都会注明单调区间。 (2)单调区间能写闭区间的最好写闭区间,若在区间的端点处没有定义,则写成开区间。
比如,反比例函数不是单调函数,但是它在(-∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上也是减函数。我们把 (-∞,0)和(0,+∞)叫的单调减区间。若表示为(-∞,0)∪(0,+∞)是不对的。 如右图所示的函数,单调区间是R,它是单调函数。 若去掉点(0,1),则单调区间是(-∞,0)∪(0,+∞)。
2.复合函数的单调性 (1) 若函数t=g(x)在区间A上是增函数,且在A上的值域为B,函数y=f(t)在区间B上是增函数,则复合函数 y=f[g(x)]在区间A上是增函数;
(2) 若函数t=g(x)在区间A上是增函数,且在A上的值域为B,函数y=f(t)在区间B上是减函数,则复合函数 y=f[g(x)]在区间A上是减函数;
(3) 若函数t=g(x)在区间A上是减函数,且在A上的值域为B,函数y=f(t)在区间B上是增函数,则复合函数 y=f[g(x)]在区间A上是减函数;
(4) 若函数t=g(x)在区间A上是减函数,且在A上的值域为B,函数y=f(t)在区间B上是减函数,则复合函数 y=f[g(x)]在区间A上是增函数;
结论:“同增异减”
二、函数的奇偶性 函数y=x的图象是关于原点对称的,我们称之为奇函数;y=x2的图象是关于y轴对称的,我们称之为偶函数。 那么用符号语言如何对这个特征进行概括呢? 如果点(x,y)是函数y=f(x)的图象上任一点,那么当图象关于原点对称时,点(-x,-y)也在该图象上,即 f(-x)=-f(x);当图象关于y轴对称时,点(-x,y)也在该图象上,即f(-x)=f(x)。
1.定义:一般地,如果对于函数y=f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数y=f(x)就叫做奇函数;如果对于函数y=f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数y=f(x)就叫做偶函数。
理解: (1)奇偶性是针对整个定义域而言的,单调性是针对定义域内的某个区间而言的。这两个概念的区别之一就是,奇偶性是一个“整体”性质,单调性是一个“局部”性质; (2)刻画了f(x)随x的变化的特征; (3)定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件。
2.性质:奇函数函数的图象关于原点对称; 偶函数函数的图象关于y轴对称。 应用这一点可以: (1)方便作函数图象:先作出x≥0的部分,由对称性可简捷地作出x<0的部分; (2)方便对函数性质的研究:先研究x≥0的性质,由对称性立刻可以得到x<0时的性质。如f(x)在R上是偶函数,当x≥0时,f(x)是增函数,则在x<0时,f(x)就是减函数。
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