课外拓展


复合函数的单调性

  设y=f(x)定义域为A,u=g(x)的定义域为B,则复合函数y=f[g(x)]在定义域{x|x∈B且g(x)∈A}上的单调性:

  (1)当y=f(u)与u=g(x)的单调性相同时,y=f[g(x)]为增函数;

  (2)当y=f(u)与u=g(x)的单调性相反时,y=f[g(x)]为减函数.

  下面就y=f(u)、u=g(x)均为增函数来证明.

  设x1、x2∈{x|x∈B且g(x)∈A},且x1<x2.

∵ u=g(x)是增函数,∴ g(x1)<g(x2),即u1<u2.

又∵ y=f(u)是增函数,∴ f(u1)<f(u2),即f[g(x1)]<f[g(x2)].

∴ y=f[g(x)]为增函数,其余情况大家可类似作出证明.

例1、已知f(x)是(0,+∞)上的减函数,则f(4-x2)的单调递减区间是( )

A、(0,+∞)             B、(-∞,0)

C、(0,2)               D、(-2,0)

 解:函数f(4-x2)的定义域为(-2,2),在(-2,0)上g(x)=4-x2为增函数.

   ∴ f(4-x2)的递减区间为(-2,0),选D.

答案:D

例2、已知y=在(0,+∞)上是增函数,如果(a>0)在[0,+∞)上是减函数,求实数a的取值范围.

 解:

     

∵ y=在[0,+∞)上是增函数,且x2+1在[0,+∞)上是增函数,

在[0,+∞)上是增函数,

+x在[0,+∞)上是增函数,

在[0,+∞)上是减函数.

若a≥1,则(1-a)x在[0,+∞)上是减函数或常数函数.

∴ 当a≥1时,f(x)在[0,+∞)上是减函数.

而当0<a<1,∵ f(0)=1,f(1)=-a,f(0)与f(1)大小关系不定.

∴ f(x)在[0,+∞)没有单调性.

综上,当a≥1时,f(x)在[0,+∞)上是减函数.

例3、设的图象与的图象关于y=x对称,求g(3)的值.

解析:将x、y互换,

   得y=f(x)-1应是y=f-1(x+1)的反函数,即g(x)=f(x)-1.

   ∴

评述:灵活运用反函数定义,显得轻盈活泼.

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