(完整版)高中数学函数的单调性练习题及其答案
函数的单调性
一、选择题:
1.在区间(0,+∞)上不是增函数的函数是
( )
A .y =2x +1
B .y =3x 2+1
C .y =
x
2
D .y =2x 2+x +1
2.函数f (x )=4x 2-mx +5在区间[-2,+∞]上是增函数,在区间(-∞,-2)上是减函数,
则f (1)等于 ( ) A .-7 B .1 C .17 D .25
3.函数f (x )在区间(-2,3)上是增函数,则y =f (x +5)的递增区间是 ( ) A .(3,8) B .(-7,-2) C .(-2,3) D .(0,5) 4.函数f (x )=21
++x ax 在区间(-2,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围是 ( )
A .(0,21)
B .( 2
1
,+∞)
C .(-2,+∞)
D .(-∞,-1)∪(1,+∞)
5.已知函数f (x )在区间[a ,b ]上单调,且f (a )f (b )<0,则方程f (x )=0在区间[a ,b ]内( ) A .至少有一实根 B .至多有一实根 C .没有实根 D .必有唯一的实根 6.已知函数f (x )=8+2x -x 2,如果g (x )=f ( 2-x 2 ),那么函数g (x ) ( ) A .在区间(-1,0)上是减函数 B .在区间(0,1)上是减函数 C .在区间(-2,0)上是增函数 D .在区间(0,2)上是增函数
7.已知函数f (x )是R 上的增函数,A(0,-1)、B(3,1)是其图象上的两点,那么不等式
|f (x +1)|<1的解集的补集是 ( ) A .(-1,2) B .(1,4)
C .(-∞,-1)∪[4,+∞)
D .(-∞,-1)∪[2,+∞)
8.已知定义域为R 的函数f (x )在区间(-∞,5)上单调递减,对任意实数t ,都有f (5+t )=f (5
-t ),那么下列式子一定成立的是 ( ) A .f (-1)<f (9)<f (13) B .f (13)<f (9)<f (-1) C .f (9)<f (-1)<f (13) D .f (13)<f (-1)<f (9) 9.函数)2()(||)(x x x g x x f -==和的递增区间依次是
( )
A .]1,(],0,(-∞-∞
B .),1[],0,(+∞-∞
C .]1,(),,0[-∞+∞
D ),1[),,0[+∞+∞
10.已知函数()()2212f x x a x =+-+在区间(]4,∞-上是减函数,则实数a 的取值范围是( ) A .a ≤3 B .a ≥-3 C .a ≤5 D .a ≥3 11.已知f (x )在区间(-∞,+∞)上是增函数,a 、b ∈R 且a +b ≤0,则下列不等式中正确的是( ) A .f (a )+f (b )≤-f (a )+f (b )] B .f (a )+f (b )≤f (-a )+f (-b ) C .f (a )+f (b )≥-f (a )+f (b )] D .f (a )+f (b )≥f (-a )+f (-b )
12.定义在R 上的函数y =f (x )在(-∞,2)上是增函数,且y =f (x +2)图象的对称轴是x =0,则 ( ) A .f (-1)<f (3) B .f (0)>f (3) C .f (-1)=f (-3) D .f (2)<f (3) 二、填空题:
13.函数y =(x -1)-2的减区间是___ _. 14.函数y =x -2x -1+2的值域为__ ___. 15、设()y f x =是R 上的减函数,则()3y f
x =-的单调递减区间为 .
16、函数f (x ) = ax 2+4(a +1)x -3在[2,+∞]上递减,则a 的取值范围是__ . 三、解答题:
17.f (x )是定义在( 0,+∞)上的增函数,且f (y
x
) = f (x )-f (y ) (1)求f (1)的值.
(2)若f (6)= 1,解不等式 f ( x +3 )-f (
x
1
) <2 .
18.函数f (x )=-x 3+1在R 上是否具有单调性?如果具有单调性,它在R 上是增函数还是减
函数?试证明你的结论.
19.试讨论函数f (x )=21x -在区间[-1,1]上的单调性.
20.设函数f (x )=12+x -ax ,(a >0),试确定:当a 取什么值时,函数f (x )在0,+∞)上为
单调函数.
21.已知f (x )是定义在(-2,2)上的减函数,并且f (m -1)-f (1-2m )>0,求实数m 的取值范
围.
22.已知函数f (x )=x
a
x x ++22,x ∈[1,+∞]
(1)当a =2
1
时,求函数f (x )的最小值;
(2)若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,试求实数a 的取值范围.
参考答案
一、选择题: CDBBD ADCCA BA
二、填空题:13. (1,+∞), 14. (-∞,3),15.[)3,+∞, ??
? ?
?-∞-2
1,
三、解答题:17.解析:①在等式中0≠=y x 令,则f (1)=0.
②在等式中令x=36,y=6则.2)6(2)36(),6()36()6
36
(
==∴-=f f f f f 故原不等式为:),36()1()3(f x
f x f <-+即f [x (x +3)]<f (36), 又f (x )在(0,+∞)上为增函数,
故不等式等价于:.23153036
)3(00103-<????
???<+<>>+x x x x
x
18.解析: f (x )在R 上具有单调性,且是单调减函数,证明如下:
设x 1、x 2∈(-∞,+∞), x 1<x 2 ,则f (x 1)=-x 13+1, f (x 2)=-x 23+1.
f (x 1)-f (x 2)=x 23-x 13=(x 2-x 1)(x 12+x 1x 2+x 22)=(x 2-x 1)[(x 1+2
2x )2+43x 22
].
∵x 1<x 2,∴x 2-x 1>0而(x 1+
2
2x )2+43x 22
>0,∴f (x 1)>f (x 2).
∴函数f (x )=-x 3+1在(-∞,+∞)上是减函数.
19.解析: 设x 1、x 2∈-1,1]且x 1<x 2,即-1≤x 1<x 2≤1.
f (x 1)-f (x 2)=2
11x --2
21x -=
2
2
2
12
22111)1()1(x x x x -+----=
2
2
2
1121211))((x x x x x x -+-+-
∵x 2-x 1>0,2
22111x x -+->0,∴当x 1>0,x 2>0时,x 1+x 2>0,那么f (x 1)>f (x 2). 当x 1<0,x 2<0时,x 1+x 2<0,那么f (x 1)<f (x 2).
故f (x )=21x -在区间[-1,0]上是增函数,f (x )=21x -在区间[0,1]上是减函数. 20.解析:任取x 1、x 2∈0,+)∞且x 1<x 2,则
f (x 1)-f (x 2)=12
1+x -12
2+x -a (x 1-x 2)=
1
12
22
122
21+++-x x x x -a (x 1-x 2)
=(x 1-x 2)(
1
12
22
12
1++++x x x x -a )
(1)当a ≥1时,∵
1
12
22
12
1++++x x x x <1,
又∵x 1-x 2<0,∴f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2)
∴a ≥1时,函数f (x )在区间[0,+∞)上为减函数. (2)当0<a <1时,在区间[0,+∞]上存在x 1=0,x 2=2
12a
a
-,满足f (x 1)=f (x 2)=1 ∴0<a <1时,f (x )在[0,+)∞上不是单调函数 注: ①判断单调性常规思路为定义法; ②变形过程中
1
12
22
12
1++++x x x x <1利用了121+x >|x 1|≥x 1;12
2+x >x 2;
③从a 的范围看还须讨论0<a <1时f (x )的单调性,这也是数学严谨性的体现.
21.解析: ∵f (x )在(-2,2)上是减函数
∴由f (m -1)-f (1-2m )>0,得f (m -1)>f (1-2m )
∴??
??
??
???
<<<-<<-?????-<-<-<-<-<-32232
1
3
1211,2212212m m m m m m m 即 解得3221<<-m ,∴m 的取值范围是(-32,21)
22.解析: (1)当a =
21时,f (x )=x +x
21+2,x ∈1,+∞) 设x 2>x 1≥1,则f (x 2)-f (x 1)=x 2+
1122121x x x -
-=(x 2-x 1)+21212x x x x -=(x 2-x 1)(1-2121
x x ) ∵x 2>x 1≥1,∴x 2-x 1>0,1-
2
121
x x >0,则f (x 2)>f (x 1) 可知f (x )在[1,+∞)上是增函数.∴f (x )在区间[1,+∞)上的最小值为f (1)=
2
7. (2)在区间[1,+∞)上,f (x )=x
a
x x ++22>0恒成立?x 2+2x +a >0恒成立
设y =x 2+2x +a ,x ∈1,+∞),由y =(x +1)2+a -1可知其在[1,+∞)上是增函数, 当x =1时,y min =3+a ,于是当且仅当y min =3+a >0时函数f (x )>0恒成立.故a >-3.