单调递增

英文对应词: monotonically increasing

单调递增 若函数在区间上,当 x₁ < x₂ 时总有 f(x₁) ≤ f(x₂) ,则称其在该区间上单调递增。

考纲路径:函数 › 函数的概念与性质 › 函数图像

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CSCA 数学考试术语

术语释义

单调递增:先分清是否允许相等

关键结论: 在同一区间内任取 x₁<x₂,如果总有 f(x₁)≤f(x₂),函数就单调不减,也叫非递减;本词条的“单调递增”采用这一非严格约定。如果总有 f(x₁)<f(x₂),则是严格递增。不同教材对“递增”的约定可能不同,做题时应以题目给出的不等式为准。

不用导数,怎样证明递增

  1. 先写出要讨论的区间,并确认函数在整个区间上都有定义。单调性必须和区间一起说明。
  2. 在该区间内任取 x₁<x₂,计算 f(x₂)−f(x₁)。任取表示结论要对每一对这样的数成立,而不只是几个样本。
  3. 把差式因式分解,利用区间条件判断每个因子的符号。差始终非负可证明单调不减;差始终为正可证明严格递增。
  4. 写出结论对应的区间。若图像在某处改变升降方向,应分区间讨论,不能把局部结论直接推广到整个定义域。

例题:证明 f(x)=x²+2 在 [0,+∞) 上严格递增

任取 0≤x₁<x₂,则 f(x₂)−f(x₁)=x₂²−x₁²=(x₂−x₁)(x₂+x₁)。第一个因子为正;因为 x₂>x₁≥0,第二个因子也为正,因此函数值之差为正。下表只是对这一结论的直观核对,证明来自上述任意两点的比较。

xf(x)=x²+2相邻取值的变化
02起点
13增加 1
26增加 3
311增加 5

所以 f(x)=x²+2 在 [0,+∞) 上严格递增,也满足单调不减。它并非在所有实数上递增:例如 −2<−1,但 f(−2)=6>3=f(−1)。

三个容易混淆的地方

  • 把“递增”理解为函数值必须为正。f(x)=x−10 在实数范围内严格递增,即使某些函数值是负数。
  • 把水平段也称为严格递增。常数函数 f(x)=4 满足单调不减和单调不增,但不满足严格递增或严格递减。
  • 只比较区间的两个端点,或只看表格中的几个数,就认定整个区间递增。中间可能出现下降,仍须比较任意两点或采用适用的证明方法。

定义参考与例题说明

最近复核:。定义参考以上资料;本页例题为 AICSCA 自编练习,不是官方考试原题。

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