四、論述題(本大題1小題,15分)
15.函數(shù)單調(diào)性是刻畫函數(shù)變化規(guī)律的重要概念,也是函數(shù)的一個(gè)重要性質(zhì)。
(1)請敘述函數(shù)嚴(yán)格單調(diào)遞增的定義,并結(jié)合函數(shù)單調(diào)性的定義,說明中學(xué)數(shù)學(xué)課程中函數(shù)單調(diào)性與哪些內(nèi)容有關(guān)(至少列舉兩項(xiàng)內(nèi)容)。(7分)
(2)請列舉至少兩種研究函數(shù)單調(diào)性的方法,并分別簡要說明其特點(diǎn)。(8分)
(1)設(shè)ƒ(x)為定義在D上的函數(shù),任意的x1,x2∈D,若x1>x2,就有ƒ(x1)> ƒ(x2),則稱函數(shù)ƒ(x)為D上的嚴(yán)格單調(diào)遞增函數(shù)。函數(shù)單調(diào)性的概念是研究具體函數(shù)單調(diào)性的依據(jù),在研究函數(shù)的值域、定義域、最大值、最小值等性質(zhì)中有重要應(yīng)用(內(nèi)部);在解不等式、證明不等式、數(shù)列的性質(zhì)等數(shù)學(xué)的其他內(nèi)容的研究中也有重要的應(yīng)用(外部)??梢姡徽撛诤瘮?shù)內(nèi)部還是在外部,函數(shù)的單調(diào)性都有重要應(yīng)用,因而在數(shù)學(xué)中具有核心地位。
(2)定義法:定義域中任意x1,x2,若x1>x2,有ƒ(x1)> ƒ(x2)(或ƒ(x1)<ƒ(x2)),則稱函數(shù)ƒ(x)在定義域上嚴(yán)格單調(diào)遞增(或遞減)。定義法判斷函數(shù)單調(diào)性比較適應(yīng)于對定義域內(nèi)任意兩個(gè)數(shù)x1,x2,當(dāng)x1>x2,容易得出ƒ(x1)與ƒ(x2)大小關(guān)系的函數(shù)。在解決問題時(shí),定義法是最直接的方法,這種方法思路比較清晰,但是對待一些不太容易判斷出ƒ(x1)- ƒ(x2)正負(fù)的情況,用定義法解析比較麻煩。
導(dǎo)數(shù)法:一般先確定函數(shù)的定義域,求出原函數(shù)的導(dǎo)數(shù)ƒ´(x),若導(dǎo)數(shù)ƒ´(x)≥0,則是函數(shù)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增,反之則單調(diào)遞減。導(dǎo)數(shù)法適用于函數(shù)在其定義域內(nèi)可導(dǎo)且能判斷導(dǎo)函數(shù)與零的大小關(guān)系的情形。針對定義法解決不了的題型,或者用定義法解題相對比較繁瑣,用導(dǎo)數(shù)法解題就會比較簡單。導(dǎo)數(shù)法提供了一種重要的解題思想。
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