判断函数的单调性可以通过以下几种方法:
导数法
如果函数在某区间内可导,且导数恒大于0,则函数在该区间内单调递增;
如果导数恒小于0,则函数在该区间内单调递减。
定义法
根据函数单调性的定义,对于任意的`x1`和`x2`(`x1 < x2`),如果`f(x1) ≤ f(x2)`,则函数在该区间内单调递增;
如果`f(x1) ≥ f(x2)`,则函数在该区间内单调递减。
图像法
观察函数图像的上升或下降趋势,如果图像在某区间内一直上升,则函数在该区间内单调递增;
如果图像一直下降,则函数在该区间内单调递减。
复合函数同增异减法
对于复合函数`f[g(x)]`,其单调性取决于内层函数`g(x)`和外层函数`f(x)`的单调性:
如果`g(x)`和`f(x)`单调性相同(同为增或同为减),则复合函数单调递增;
如果`g(x)`和`f(x)`单调性相反(一增一减),则复合函数单调递减。
作差法
在指定区间内任取两个数`x1`和`x2`(`x1 < x2`),计算`f(x1) - f(x2)`;
对差进行变形(如因式分解、配方等),以便判断其正负性;
根据差的正负性,结合单调性的定义,判断函数在该区间内的单调性。
以上方法可以单独使用,也可以结合使用以获得更准确的结论。需要注意的是,对于分段函数,要特别注意其在不同区间的单调性