Монотонность функции. Критерии возрастания и убывания функции на интервале
Возрастающие и убывающие функции объединяют общим понятием: монотонные функции.
Монотонная функция – это функция, меняющаяся в одном и том же направлении.
Функция возрастает, если большему значению аргумента соответствует большее значение функции. Говоря иначе, если при возрастании значения x значение y тоже возрастает, то это возрастающая функция.
Функция убывает, если большему значению аргумента соответствует меньшее значение функции. Говоря иначе, если при возрастании значения x значение y убывает, то это убывающая функция.
Если функция возрастает или убывает на некотором промежутке, то она называется монотонной на этом промежутке.
Функция постоянна (немонотонна), если она не убывает и не возрастает.
Функция f (x) называется возрастающей на промежутке D, если для любых чисел x1 и x2 из промежутка D таких, что x1 < x2, выполняется неравенство f (x1) < f (x2).
Функция f (x) называется убывающей на промежутке D, если для любых чисел x1 и x2 из промежутка D таких, что x1 < x2, выполняется неравенство f (x1) > f (x2).
На показанном на рисунке графике функция y = f (x),………………….возрастает на каждом из промежутков [a; x1) и (x2; b] и убывает на промежутке (x1; x2). Обратите внимание, что функция возрастает на каждом из промежутков [a; x1) и (x2; b], но не на объединении промежутков
Если функция возрастает или убывает на некотором промежутке, то она называется монотонной на этом промежутке.
Заметим, что если f – монотонная функция на промежутке D (f (x)), то уравнение f (x) = const не может иметь более одного корня на этом промежутке.
Действительно, если x1 < x2 – корни этого уравнения на промежутке D (f(x)), то f (x1) = f (x2) = 0, что противоречит условию монотонности.
Перечислим свойства монотонных функций (предполагается, что все функции определены на некотором промежутке D).
· Сумма нескольких возрастающих функций является возрастающей функцией.
· Произведение неотрицательных возрастающих функций есть возрастающая функция.
· Если функция f возрастает, то функции cf (c > 0) и f + c также возрастают, а функция cf (c < 0) убывает. Здесь c – некоторая константа.
· Если функция f возрастает и сохраняет знак, то функция 1/f убывает.
· Если функция f возрастает и неотрицательна, то ……… где…….. , также возрастает.
· Если функция f возрастает и n – нечетное число, то f n также возрастает.
· Композиция g (f (x)) возрастающих функций f и g также возрастает.
· Аналогичные утверждения можно сформулировать и для убывающей функции.
|
