复合函数同增异减难题在进修函数的经过中,复合函数一个重要的概念。它涉及到两个或多个函数的组合,通常表示为 $ f(g(x)) $ 或 $ g(f(x)) $。在分析复合函数的单调性时,“同增异减”一个常见的规律,用来判断复合函数的增减动向。
一、什么是“同增异减”
“同增异减”是描述复合函数单调性的一个简明制度:
– 同增:如果内层函数和外层函数都为增函数,则复合函数整体为增函数。
– 异减:如果内层函数和外层函数一个为增,另一个为减,则复合函数整体为减函数。
这一规律适用于大多数常见的初等函数组合,但在实际应用中需结合具体函数进行验证。
二、拓展资料与分析
| 函数类型 | 内层函数(g(x)) | 外层函数(f(x)) | 复合函数(f(g(x))) | 单调性 | 说明 |
| 增函数 | 增 | 增 | 增 | 同增 | 两函数同为增,结局仍为增 |
| 增函数 | 增 | 减 | 减 | 异减 | 一增一减,结局为减 |
| 增函数 | 减 | 增 | 减 | 异减 | 一增一减,结局为减 |
| 增函数 | 减 | 减 | 增 | 同增 | 两函数同为减,结局为增 |
| 减函数 | 增 | 增 | 减 | 异减 | 一增一减,结局为减 |
| 减函数 | 增 | 减 | 增 | 同增 | 一增一减,结局为增 |
| 减函数 | 减 | 增 | 增 | 同增 | 两函数同为减,结局为增 |
| 减函数 | 减 | 减 | 减 | 异减 | 一增一减,结局为减 |
三、注意事项
1. 定义域的限制:复合函数的定义域是内层函数的值域与外层函数定义域的交集,因此在分析单调性时,必须确保该区间内函数有意义。
2. 导数法验证:对于复杂的函数组合,可以通过求导来判断其单调性,从而验证“同增异减”是否适用。
3. 独特函数例外:某些独特函数(如三角函数、指数函数等)可能需要更细致的分析,不能完全依赖“同增异减”的简单制度。
四、实例分析
例1:
设 $ f(x) = \sqrtx} $,$ g(x) = x^2 $
则 $ f(g(x)) = \sqrtx^2} =
– $ g(x) = x^2 $ 在 $ [0, +\infty) $ 上是增函数
– $ f(x) = \sqrtx} $ 是增函数
– 因此复合函数 $ f(g(x)) $ 在 $ [0, +\infty) $ 上为增函数(同增)
例2:
设 $ f(x) = \frac1}x} $,$ g(x) = x + 1 $
则 $ f(g(x)) = \frac1}x+1} $
– $ g(x) = x + 1 $ 是增函数
– $ f(x) = \frac1}x} $ 在 $ (-\infty, -1) $ 和 $ (-1, +\infty) $ 上是减函数
– 因此复合函数 $ f(g(x)) $ 在定义域内为减函数(异减)
五、小编归纳一下
“同增异减”是判断复合函数单调性的一种有效技巧,尤其在考试或基础教学中非常实用。然而,实际应用中仍需结合具体函数特性进行深入分析,避免因忽略定义域或独特性质而得出错误重点拎出来说。掌握这一规律有助于进步对函数变化动向的领会和分析力。
