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复合函数单调性的求解策略

2016-11-02安徽省太和中学岳峻

青苹果 2016年17期

安徽省太和中学 岳峻

复合函数单调性的求解策略

安徽省太和中学岳峻

我们知道,在复合函数y=f[g(x)]中,若内层函数u=g(x)在区间(a,b)上具有单调性,当x∈(a,b)时,u∈(m,n),且外层函数y=f(u)在区间(m,n)上也具有单调性,则复合函数y= f[g(x)]在区间(a,b)上一定是单调函数。单调性的判断规律可总结为:对于内层函数和外层函数,同增同减复合增,增减相异复合减,简而言之:同为增,异为减。

函数的单调性是高考的重点和热点内容之一,其中复合函数的单调性是高中数学的一个难点。如何求解复合函数的单调性呢?

一、外层函数与内层函数的单调性均为一种

例1函数f(x)=loga(4-ax)(a>0,a≠1)在[0,1]上单调递减,则a的取值范围是()。

A.(1,4]B.(1,4)

C.(4,+∞) D.[4,+∞)

解析(1)函数的定义域须满足:4-ax>0。

(2)还原复合函数的复合过程:此函数由函数y=logau,u(x)=4-ax复合而成。

(3)内层函数的单调区间:因a>0,函数u(x)=4-ax在[0,1]上单调递减,且u∈[4-a,4]。

(4)外层函数的单调区间:当0<a<1时,函数y=logau在u∈[4-a,4]上单调递减;当a>1时,函数y=logau在u∈[4-a,4]上单调递增。

(5)因为函数f(x)=loga(4-ax)在[0,1]上单调递减,而函数u(x)=4-ax在[0,1]上单调递减,根据复合函数的单调性规律,可知:a>1,且4-a>0。

故答案为B。

评注研究函数的单调区间必须遵循“定义域优先”的原则,不能忽视4-ax>0在[0,1]上恒成立这一条件。

变式1函数f(x)=loga(4-ax)(a>0,a≠1)在[6,8]上单调递增,则a的取值范围是()。

二、外层函数的单调性只有一种,内层函数有多种单调性

例2求函数的单调区间。

解析(1)函数的定义域:(-∞,1)∪(3,+∞)。

(3)内层函数的单调区间:函数u(x)=x2-4x+3在(-∞,2]上单调递减,在[2,+∞)上单调递增。

评注探求此类复合函数单调性的五步骤:(1)确定定义域,函数的单调区间必须是函数定义域的子区间。(2)还原复合函数的复合过程。……

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