高一数学函数的单调性典型同步练习题及答案解析
高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析1.(1)若在上单调递减,求的取值范围.(2)若使函数和都在上单调递增,求的取值范围.【答案】(1);(2).【解析】(1)根据题意知,函数的定义域满足:在上恒成立,且函数在上单调递减,分别运用变量分离法和二次函数的单调性求出参数所满足的取值范围,取交集即可得出答案;(2)分别根据一次函数的图像和反比例函数图像知,当时,函数为单调递增的;当时,在上单调递增.试题解析:(1)由题意在上单调递减且在上恒成立.若在上单调递减,则,即;由在上恒成立得,当时显然成立;时可得:在上恒成立.因为,所以,故的取值范围是.(2)由函数在单调递增得: ,所以.又因为在上单调递增,所以.综上所述:的取值范围是.【考点】二次函数的单调性;一次函数的单调性;反比例函数的单调性.2.已知是定义在上的偶函数,且在上是增函数,设,,,则的大小关系是().A.B.C.D.【答案】C【解析】因为是定义在上的偶函数,且在上是增函数,所以在上为减函数,且;且,;又因为在上为减函数,所以.【考点】函数的单调性与奇偶性.3.已知函数是定义在的奇函数,当时,,若对任意的,不等式恒成立,则实数的最大值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】当时,,∵函数是奇函数∴当x>0时,,∴∴f(x)在R上是单调递减函数,且满足9f(x+t)=f(3x+3t),不等式f(x)≤9f(x+t)在[t,t+1]恒成立,x≥3x+3t在[t,t+1]恒成立,即:在[t,t+1]恒成立,∴,解得,故实数t的最大值是.故选:A.【考点】函数恒成立问题, 函数的单调性与奇偶性.4.若函数f(x)=sin2ax-sinaxcosax(a>0)的图象与直线y=m相切,相邻切点之间的距离为.(1)求m和a的值;(2)若点A(x0,y)是y=f(x)图象的对称中心,且x∈,求点A的坐标.【答案】(1)m=-或m=,a=2(2)或.【解析】(1)先通过二倍角公式、两角和与差的正弦公式将函数f(x)化简为的形式,根据T=可求出a,函数f(x)的最大值等于m等于A+b 可求m的值.(2)若点A(x0,y)是y=f(x)图象的对称中心,且x∈,求出x=,利用0≤≤,求出点A的坐标..试题解析:解:.(1)f(x)=sin2ax-sinaxcosax=sin2ax=,由题意知,m为f(x)的最大值或最小值,所以m=-或m=;由题设知,函数f(x)的周期为,∴a=2,所以m=-或m=,a=2.(2)∵f(x)=,∴令=0,得4x+=kπ(k∈Z),∴x=(k∈Z),由0≤≤(k∈Z),得k=1或k=2,因此点A的坐标为或.【考点】1.由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;2.正弦函数的对称性.5.已知函数在区间上具有单调性,则实数的取值范围是 .【答案】【解析】要使在区间上具有单调性,只需对称轴不在该区间即可,所以或即得的范围.【考点】二次函数的单调性.6.已知函数定义在(―1,1)上,对于任意的,有,且当时,。
高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析1.下列函数中,既是奇函数又是增函数的为A.B.C.D.【答案】D【解析】为非奇非偶函数,为偶函数,是奇函数,但在定义域内不是增函数。
【考点】奇函数与增(减)函数的定义。
2.定义在上的偶函数满足:对任意的,有则()A.B.C.D.【答案】B【解析】由对任意的,有可知在为减函数,,又为偶函数,故,.故选B.【考点】函数的性质的应用.3.已知函数,则下列结论正确的是().A.是偶函数,递增区间是B.是偶函数,递减区间是C.是奇函数,递减区间是D.是奇函数,递增区间是【答案】C【解析】,其图像如图所示,由图像得是奇函数,递减区间是.【考点】分段函数的图像与性质.4.已知函数是定义在上的偶函数,且当时,.现已画出函数在轴左侧的图象,如图所示,并根据图象:(1)写出函数的增区间;(2)写出函数的解析式;(3)若函数,求函数的最小值.【答案】(1);(2);(3).【解析】解题思路:(1)利用偶函数的图像关于轴对称,得到在轴右侧的图像,再利用图像写出单调递增区间;(2)设,则,求,再利用偶函数求的解析式;(3)讨论对称轴与区间的关系,求出最小值.规律总结:1.奇函数的图像关系原点对称,偶函数的图像关系轴对称;2.二次函数的图像开口向上时,离对称轴越近的点对应的函数值越小,离对称轴越远的点对应的函数值越大.试题解析:(1)在区间,上单调递增.(2)设,则.函数是定义在上的偶函数,且当时,(3),对称轴方程为:,当时,为最小;当时,为最小当时,为最小.综上,有:的最小值为.【考点】1.函数的图像;2.函数的单调性;3.函数的解析式;4.函数的最值.5.函数,使是增函数的的区间是________.【答案】【解析】令在R上是减函数,又因为函数在(-,1]是减函数,由复合函数的单调性可知的增区间为: (-,1]【考点】复合函数的单调性.6.已知奇函数 f (x) 在 (-¥,0)∪(0,+¥) 上有意义,且在 (0,+¥) 上是增函数,f (1) = 0,又函数 g(q) = sin 2q+ m cos q-2m,若集合M =" {m" | g(q) < 0},集合 N =" {m" | f [g(q)] < 0},求M∩N.【答案】 .【解析】根据条件中是奇函数的这一条件可以求得使的的范围,再根据与的表达式,可以得到与的交集即是使恒成立的所有的全体,通过参变分离可以将问题转化为求使恒成立的的取值范围,通过求函数最大值,进而可以求出的范围.依题意,,又在上是增函数,∴在上也是增函数, 1分∴由得或 2分∴或 3分4分由得 5分即 6分∴ 7分设, 9分∵, 10分∴, 11分且 12分∴的最大值为 13分∴ 14分另解:本题也可用下面解法:1. 用单调性定义证明单调性∵对任意,,,∴,即在上为减函数,同理在上为增函数,得 5分∴.2. 二次函数最值讨论解:依题意,,又在上是增函数,∴在上也是增函数,∴由得或∴或,4分由得恒成立,5分设, 6分∵,的对称轴为 7分1°当,即时,在为减函数,∴ 9分2°当,即时,∴ 11分3°当,即时,在为增函数,∴无解 13分综上, 14分3. 二次方程根的分布解:依题意,,又在上是增函数,∴在上也是增函数,∴由得或∴或,,由得恒成立,,设,∵,的对称轴为,, 7分1°当,即时,恒成立。
高一数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析

高一数学利用导数研究函数的单调性试题答案及解析1.若函数在区间内是增函数,则实数的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】∵f(x)=x3+ax-2,∴f′(x)=3x2+a,∵函数f(x)=x3+ax-2在区间[1,+∞)内是增函数,∴f′(1)=3+a≥0,∴a≥-3.故选B..【考点】利用导数研究函数的单调性..2.已知函数(1)若,试确定函数的单调区间;(2)若,且对于任意,恒成立,试确定实数的取值范围;【答案】(1)详见解析(2).【解析】(1)求出函数的导数,只要解导数的不等式即可,根据导数与0的关系判断函数的单调性;(2)函数f(|x|)是偶函数,只要f(x)>0对任意x≥0恒成立即可,等价于f(x)在[0,+∞)的最小值大于零.试题解析:解:(1)由得,所以.由得,故的单调递增区间是,由得,故的单调递减区间是. 4(2)由可知是偶函数.于是对任意成立等价于对任意成立.由得.①当时,.此时在上单调递增.故,符合题意.②当时,.当变化时的变化情况如下表:单调递减极小值单调递增由此可得,在依题意,,又.综合①,②得,实数的取值范围是.【考点】1.利用导数求闭区间上函数的最值;2.利用导数研究函数的单调性..3.已知函数f(x)=2x--aln(x+1),a∈R.(1)若a=-4,求函数f(x)的单调区间;(2)求y=f(x)的极值点(即函数取到极值时点的横坐标).【答案】(1)f(x)的单调增区间为(-1,3),单调减区间为(3,+∞)。
(2)ⅰ. 7分ⅱ.当时,若,由函数的单调性可知f(x)有极小值点;有极大值点。
若时, f(x)有极大值点,无极小值点。
【解析】(1)因为,f(x)=2x--aln(x+1),a∈R,定义域为(-1,+∞)。
所以,,故,f(x)的单调增区间为(-1,3),单调减区间为(3,+∞)。
(2)因为,f(x)=2x--aln(x+1),a∈R,定义域为(-1,+∞)。
高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析1.画出函数y=|x-1|的图象,并根据图象写出函数的单调区间,以及在各单调区间上,函数是增函数还是减函数。
【答案】见解析【解析】对于画含绝对值的函数的图像,先去绝对值号(注意一定要明确自变量的取值范围,选择与之对应的对应关系),写成分段函数,画出函数图像,函数图象从左到右上升的区间为增区间,下降的区间为减区间,结合图象可得答案.试题解析:由y=|x-1|=画出函数的图像,可得函数的单调区间是,1)减函数,)增函数。
【考点】查函数的单调性,数形结合是解决问题的关键2.函数的最小值为.【答案】5.【解析】首先将函数化简为,该式子可以看作是点到两个定点、的距离.即将求“函数的最小值”问题转化为“求的最小值” ,作出函数图像如下图所示,过点作其关于轴的对称点,连接,交轴于点.此时由三角形的两边之和大于第三边可得:此时取得最小值,即,即为所求.【考点】直线方程的应用.3.已知奇函数f(x)在[-1,0]上为单调递减函数,又α、β为锐角三角形两内角且,则下列结论正确的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】∵奇函数在[-1,0]上是减函数,∴在[0,1]上是增函数,又∵是锐角三角形两内角,∴,又∵,∴,∴,B正确,A错误;.对于C,D:∵为锐角三角形两内角,∴,∴,即,∴,∴C正确,D错误.【考点】1、奇函数单调性的判断;2、三角函数值的大小比较.4.下列函数在其定义域上,既是奇函数又是减函数的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】由奇函数和减函数的概念可知选C.【考点】1.函数的奇偶性;2.函数增减性.5.设定义域为的函数(Ⅰ)在平面直角坐标系内作出函数的图象,并指出的单调区间(不需证明);(Ⅱ)若方程有两个解,求出的取值范围(只需简单说明,不需严格证明). (Ⅲ)设定义为的函数为奇函数,且当时,求的解析式.【答案】(Ⅰ)作图岁详解.单增区间:,,单减区间,;(Ⅱ)或;(Ⅲ).【解析】(Ⅰ)利用一次函数、二次函数的图象及对称性可作出图象,然后根据图象可写单调区间;(Ⅱ)考虑直线与函数的图象只有两个交点时,写出满足的条件;(Ⅲ)当时,,由此可得到的解析式,然后利用函数奇偶性可求得的解析式,又由奇函数的特性易知,进而可求得的解析式.试题解析:(Ⅰ)如图.单增区间:,,单减区间,.(Ⅱ)在同一坐标系中同时作出图象,由图可知有两个解,须或,即或.(Ⅲ)当时,,因为为奇函数,所以,且,所以.【考点】1、分段函数的图象;2、函数单调性及奇偶性.6.提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位:千米/小时)是车流密度(单位:辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/小时,研究表明:当时,车流速度是车流密度x的一次函数.(1)当时,求函数的表达式;(2)当车流密度为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观点的车辆数,单位:辆/每小时)可以达到最大,并求出最大值(精确到1辆/小时)【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/小时.【解析】(1)分析可知当时,车流速度为常数所以此时。
高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析1.函数的递增区间是___________________ .【答案】[1,+∞)【解析】试题分析:,由一元二次函数的单调性可知,开口向上,递增区间在对称轴右侧,递增区间为[1,+∞).【考点】一元二次函数的单调性.2.设是奇函数,且在内是减函数,又,则的解集是【答案】【解析】∵是奇函数,且在内是减函数,∴在内是减函数,∵==,∴=,则当或时,,当或时,,则不等式等价为①或②.由①得,解得;由②得,解得,所以的解集为或或.【考点】1、函数的单调性;2、函数的奇偶性;3.抽象函数;4.函数图象的应用.3.已知函数,若对于任意,当时,总有,则区间有可能是()A.B.C.D.【答案】B【解析】函数有意义,则解得,又因为二次函数在单调递减,在单调递增,若对于任意,当时,总有,则,在上单调递增.而单调递增,故复合函数在单调递增,故选B.【考点】本题考查复合函数的单调性.4.函数在上是增函数,则实数的范围是()A.≥B.≥C.≤D.≤【答案】B【解析】二次函数的图象抛物线开口向下,对称轴为 ,所以函数在上单调递增;要使函数在上是增函数,必须有,解得 .故选B【考点】1、函数的单调性的概念;2、二次函数的图象和性质5.在区间上不是增函数的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】由初等函数的图像可知C的图像在上是单调递减函数.【考点】本题考查初等函数,通过初等函数的图像判断其单调性.6.(本小题满分12分)已知幂函数的图象经过点.(Ⅰ)求函数的解析式;(Ⅱ)判断函数在区间上的单调性,并用单调性的定义证明.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)在区间上是减函数.【解析】(Ⅰ)属待定系数法求函数解析式,即设出函数方程,代入点计算待定系数(Ⅱ)利用单调性的定义证明单调性,三步:取数并规定大小,作差比较两函数大小,判断点调性试题解析:(Ⅰ)是幂函数,设(是常数)由题,所以所以,即(Ⅱ)在区间上是减函数.证明如下:设,且,则,即在区间上是减函数.【考点】函数解析式的求法,单调性的定义7.已知函数满足当时,总有.若则实数的取值范围是.【答案】或【解析】当时,总有,所以在上单调递增,因为所以为偶函数,所以在上单调递减,因为所以,即,整理的,解得或【考点】(1)函数单调性的概念以及利用单调性比较大小(2)函数奇偶性(3)绝对值不等式和一元二次不等式的解法8.下列函数中既是奇函数,又是在上为增函数的是A.B.C.D.【答案】D【解析】对于A,函数,在区间上是减函数,在是增函数,故A不正确;对于B,函数的定义域是,不是奇函数,故B不正确;对于C,由函数在R上是增函数,知在R上是减函数,故C不正确;对于D,可变形为,是关于x的一次函数,根据奇函数的定义和函数单调性的定义知是奇函数,在R上是增函数,故D正确.【考点】函数的单调性;函数的奇偶性9.若非零函数对任意实数均有,且当时(1)求证:;(2)求证:为R上的减函数;(3)当时,对恒有,求实数的取值范围.【答案】(1)证法一:即又当时,则故对于恒有证法二:为非零函数(2)证明:令且有,又即故又故为R上的减函数(3)实数的取值范围为【解析】(1)由题意可取代入等式,得出关于的方程,因为为非零函数,故,再令代入等式,可证,从而证明当时,有;(2)着眼于减函数的定义,利用条件当时,有,根据等式,令,,可得,从而可证该函数为减函数.(3)根据,由条件可求得,将替换不等式中的,再根据函数的单调性可得,结合的范围,从而得解.试题解析:(1)证法一:即又当时,则故对于恒有 4分证法二:为非零函数(2)令且有,又即故又故为R上的减函数 8分(3)故, 10分则原不等式可变形为依题意有对恒成立或或故实数的取值范围为 14分【考点】1.函数的概念;2.函数的单调性;3.二次函数.10.下列函数中,在区间(0,+∞)上是减函数的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】根据初等函数的图象,可得函数在区间上的单调性,从而可得结论.选项A中在上是减函数选项B中在上是增函数选项C中在上是减函数选项D中在上是增函数故选C考点:函数单调性的概念11.设,则的大小关系是 ( )A.B.C.D.【答案】A【解析】因指数相同,可由幂函数在上为增函数知;因底数相同,可由指数函数在上为减函数知,再由不等式的传递性知故选A.【考点】初等函数单调性及应用,不等式基本性质.12.已知函数(1)若,判断函数在上的单调性并用定义证明;(2)若函数在上是增函数,求实数的取值范围.【答案】(1)函数在上是增函数.(2)【解析】(1)由分离常数法判断函数的单调性,由定义法来证明在上的单调性注意通分后分解因式,判定各因式的符号.(2)设由增函数知,然后分解因式判定含有因式的符号试题解析:(1)当时,, 1分设,则3分∵∴,∴>0, 5分即,∴函数在上是增函数. 6分(2)设,由在上是增函数,有即成立, 8分∵,∴,必须 11分所以,实数的取值范围是 12分【考点】函数单调性的性质证明过程及其应用.13.定义在上的函数满足:①对任意都有:;②当时,,回答下列问题.(1)证明:函数在上的图像关于原点对称;(2)判断函数在上的单调性,并说明理由.(3)证明:,.【解析】(1)利用条件①,令得出,令,得出,因此是上的奇函数,其图像关于原点对称;(2)利用单调性定义进行判断,结合第(1)小题的结论进行化简和①②两个条件对结果的符号进行判断;(3)结合条件①把左边式子的第项化为,由此左边可以化为,再利用第(2)小题的结论得出,原不等式得证.试题解析:(1)令,令,则.所以,在上是奇函数. 4分(2)设,则, 6分而,, 7分即当时,.∴在上单调递减. 8分(3),,.. 13分【考点】函数的奇偶性、单调性,转化与化归思想.14.在,这三个函数中,当时,使恒成立的函数的个数是()A.个B.个C.个D.个【答案】C【解析】根据题意,由于指数函数和对数函数底数大于1,因此是递增函数,而抛物线在给定区间是递增的,那么结合函数凹函数的特点可知,使恒成立的函数为两个函数,故选C.【考点】函数的单调性点评:本题考查指数函数的单调性、基本不等式比较数的大小.15.已知函数,(1)在如图给定的直角坐标系内画出的图象;(2)写出的单调递增区间.【答案】(1)略;(2)。
人教A版数学必修一新课标高一数学上:函数的单调性同步练习及答案解析

高中数学学习材料金戈铁骑整理制作1.3.1 单调性与最大(小)值建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)1.下列函数中,在区间(0,+∞)上是增函数的是()A .y =B .y =3x 2+1C .y =2xD .y =|x|2.定义在R 上的函数f(x)满足f(-x)=-f(x +4),当x>2时,f(x)单调递增,如果x 1+x 2<4,且(x 1-2)(x 2-2)<0,则f (x 1)+f(x 2)的值()A .恒小于0B .恒大于0C .可能为0D .可正可负3.已知函数f(x)=x 2+4x ,x ≥0,4x -x 2,x<0.若f(2-a 2)>f(a),则实数a 的取值范围是()A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-1,2)C .(-2,1)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)4.如果函数2()3(,4]f x x ax 在区间上单调递减,则实数a 满足的条件是()A .(8,+∞)B .[8, +∞)C .(∞,8)D .(∞,8]5.函数y =x 2+2x -3的单调递减区间为() A .(-∞,-3] B .(-∞,-1]C .[1,+∞)D .[-3,-1]二、填空题(本大题共4小题,每小题6分,共24分) 6.函数f(x)=2x 2-mx +3,当x ∈[2,+∞)时是增函数,当∈(-∞,2]时是减函数,则f(1)=________.7.已知函数2(1)21f x x x x ,[1,2],则()f x 是 (填序号). ①[1,2]上的增函数;。
高一 函数的单调性及其最值知识点+例题+练习 含答案

1.函数的单调性(1)单调函数的定义增函数减函数定义一般地,设函数y=f(x)的定义域为A,区间I⊆A,如果对于区间I内的任意两个值x1,x2当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是增函数当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是减函数图象描述自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的(2)如果函数y=f(x)在区间I上是单调增函数或单调减函数,那么就说函数y=f(x)在区间I上具有单调性,区间I叫做y=f(x)的单调区间.2.函数的最值前提设函数y=f(x)的定义域为A,如果存在x0∈A,使得条件对于任意的x∈A,都有f(x)≤f(x0)对于任意的x∈A,都有f(x)≥f(x0) 结论f(x0)为最大值f(x0)为最小值判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)在增函数与减函数的定义中,可以把“任意两个值x1,x2”改为“存在两个值x1,x 2”.( × )(2)对于函数f (x ),x ∈D ,若x 1,x 2∈D 且(x 1-x 2)·[f (x 1)-f (x 2)]>0,则函数f (x )在D 上是增函数.( √ )(3)函数y =f (x )在[1,+∞)上是增函数,则函数的单调递增区间是[1,+∞).( × ) (4)函数y =1x 的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( × )(5)所有的单调函数都有最值.( × )(6)对于函数y =f (x ),若f (1)<f (3),则f (x )为增函数.( × )1.下列函数中,①y =1x -x ;②y =x 2-x ;③y =ln x -x ;④y =e x -x ,在区间(0,+∞)内单调递减的是__________. 答案 ①解析 对于①,y 1=1x 在(0,+∞)内是减函数,y 2=x 在(0,+∞)内是增函数,则y =1x -x 在(0,+∞)内是减函数;②,③,④函数在(0,+∞)上均不单调.2.若函数f (x )=|2x +a |的单调递增区间是[3,+∞),则a 的值为________. 答案 -6解析 由图象易知函数f (x )=|2x +a |的单调增区间是[-a 2,+∞),令-a2=3,∴a =-6.3.设函数y =x 2-2x ,x ∈[-2,a ],若函数的最小值为g (a ),则g (a )=________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2a ,-2≤a <1,-1,a ≥1解析 ∵函数y =x 2-2x =(x -1)2-1, ∴对称轴为直线x =1.当-2≤a <1时,函数在[-2,a ]上单调递减, 则当x =a 时,y min =a 2-2a ;当a ≥1时,函数在[-2,1]上单调递减,在[1,a ]上单调递增, 则当x =1时,y min =-1.综上,g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2a ,-2≤a <1,-1,a ≥1.4.(教材改编)已知函数f (x )=2x -1,x ∈[2,6],则f (x )的最大值为________,最小值为________. 答案 2 25解析 可判断函数f (x )=2x -1在[2,6]上为减函数,所以f (x )max =f (2)=2,f (x )min =f (6)=25.5.(教材改编)已知函数f (x )=x 2-2ax -3在区间[1,2]上具有单调性,则实数a 的取值范围为________________________________________________________________________. 答案 (-∞,1]∪[2,+∞)解析 函数f (x )=x 2-2ax -3的图象开口向上,对称轴为直线x =a ,画出草图如图所示.由图象可知函数在(-∞,a ]和[a ,+∞)上都具有单调性,因此要使函数f (x )在区间[1,2]上具有单调性,只需a ≤1或a ≥2,从而a ∈(-∞,1]∪[2,+∞).题型一 确定函数的单调性(区间)命题点1 给出具体解析式的函数的单调性例1 (1)下列函数中,①y =ln(x +2);②y =-x +1;③y =(12)x ;④y =x +1x ,在区间(0,+∞)上为增函数的是________.(2)函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间是____________.(3)函数y =-x 2+2|x |+3的单调增区间为_________________________. 答案 (1)① (2)(-∞,-2) (3)(-∞,-1],[0,1] 解析 (1)y =ln(x +2)的增区间为(-2,+∞), ∴在区间(0,+∞)上为增函数.(2)因为y =log 12t 在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2).(3)由题意知,当x ≥0时,y =-x 2+2x +3=-(x -1)2+4;当x <0时,y =-x 2-2x +3=-(x +1)2+4,二次函数的图象如图.由图象可知,函数y =-x 2+2|x |+3在(-∞,-1],[0,1]上是增函数. 命题点2 解析式含参函数的单调性例2 试讨论函数f (x )=axx -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性.解 设-1<x 1<x 2<1,f (x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1+1x -1=a ⎝⎛⎭⎪⎫1+1x -1,f (x 1)-f (x 2)=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 1-1-a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2-1=a (x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1),由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0, 故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上递减;当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 函数f (x )在(-1,1)上递增.综上,当a >0时,f (x )在(-1,1)上单调递减;当a <0时,f (x )在(-1,1)上单调递增. 引申探究若本题中的函数变为f (x )=axx 2-1 (a >0),则f (x )在(-1,1)上的单调性如何?解 设-1<x 1<x 2<1,则f (x 1)-f (x 2)=ax 1x 21-1-ax 2x 22-1 =ax 1x 22-ax 1-ax 2x 21+ax 2(x 21-1)(x 22-1)=a (x 2-x 1)(x 1x 2+1)(x 21-1)(x 22-1), ∵-1<x 1<x 2<1,∴x 2-x 1>0,x 1x 2+1>0,(x 21-1)(x 22-1)>0. 又∵a >0,∴f (x 1)-f (x 2)>0, ∴函数在(-1,1)上为减函数.思维升华 确定函数单调性的方法:(1)定义法和导数法,证明函数单调性只能用定义法和导数法;(2)复合函数法,复合函数单调性的规律是“同增异减”;(3)图象法,图象不连续的单调区间不能用“∪”连结.已知a >0,函数f (x )=x +ax(x >0),证明:函数f (x )在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数.证明 方法一 任意取x 1>x 2>0,则 f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎫x 1+a x 1-⎝⎛⎭⎫x 2+a x 2=(x 1-x 2)+⎝⎛⎭⎫a x 1-a x 2=(x 1-x 2)+a (x 2-x 1)x 1x 2=(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎫1-a x 1x 2.当a ≥x 1>x 2>0时,x 1-x 2>0,1-ax 1x 2<0,有f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),此时,函数f (x )=x +ax (a >0)在(0,a ]上为减函数;当x 1>x 2≥a 时,x 1-x 2>0,1-ax 1x 2>0, 有f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),此时,函数f (x )=x +ax(a >0)在[a ,+∞)上为增函数;综上可知,函数f (x )=x +ax(a >0)在(0,a ]上为减函数,在[a ,+∞)上为增函数.方法二 f ′(x )=1-a x 2,令f ′(x )>0,则1-ax2>0,解得x >a 或x <-a (舍).令f ′(x )<0,则1-ax 2<0,解得-a <x <a .∵x >0,∴0<x <a .故f (x )在(0,a ]上为减函数,在[a ,+∞)上为增函数.题型二 函数的最值例3 已知函数f (x )=x 2+2x +ax ,x ∈[1,+∞),a ∈(-∞,1].(1)当a =12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. 解 (1)当a =12时,f (x )=x +12x +2在[1,+∞)上为增函数,f (x )min =f (1)=72.(2)f (x )=x +ax+2,x ∈[1,+∞).①当a ≤0时,f (x )在[1,+∞)内为增函数. 最小值为f (1)=a +3.要使f (x )>0在x ∈[1,+∞)上恒成立,只需a +3>0,即a >-3,所以-3<a ≤0. ②当0<a ≤1时,f (x )在[1,+∞)上为增函数,f (x )min =f (1)=a +3. 所以a +3>0,a >-3,所以0<a ≤1.综上所述,f (x )在[1,+∞)上恒大于零时,a 的取值范围是(-3,1]. 思维升华 求函数最值的常用方法:(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值;(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值;(3)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值.(1)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x ,x ≥1,-x 2+2,x <1的最大值为________.(2)已知函数f (x )=1a -1x (a >0,x >0),若f (x )在⎣⎡⎦⎤12,2上的值域为[12,2],则a =________. 答案 (1)2 (2)25解析 (1)当x ≥1时,函数f (x )=1x 为减函数,所以f (x )在x =1处取得最大值,为f (1)=1;当x <1时,易知函数f (x )=-x 2+2在x =0处取得最大值,为f (0)=2. 故函数f (x )的最大值为2.(2)由反比例函数的性质知函数f (x )=1a -1x (a >0,x >0)在⎣⎡⎦⎤12,2上单调递增, 所以⎩⎪⎨⎪⎧f ⎝⎛⎭⎫12=12,f (2)=2,即⎩⎨⎧1a -2=12,1a -12=2,解得a =25.题型三 函数单调性的应用命题点1 比较大小例4 已知函数f (x )=log 2x +11-x,若x 1∈(1,2),x 2∈(2,+∞),则f (x 1)________0,f (x 2)________0.(判断大小关系) 答案 < >解析 ∵函数f (x )=log 2x +11-x 在(1,+∞)上为增函数,且f (2)=0,∴当x 1∈(1,2)时,f (x 1)<f (2)=0, 当x 2∈(2,+∞)时,f (x 2)>f (2)=0, 即f (x 1)<0,f (x 2)>0.命题点2 解不等式例5 已知函数f (x )为R 上的减函数,则满足f ⎝⎛⎭⎫⎪⎪⎪⎪1x <f (1)的实数x 的取值范围是______________. 答案 (-1,0)∪(0,1)解析 由f (x )为R 上的减函数且f ⎝⎛⎭⎫⎪⎪⎪⎪1x <f (1), 得⎩⎪⎨⎪⎧⎪⎪⎪⎪1x >1,x ≠0,即⎩⎨⎧|x |<1,x ≠0.∴-1<x <0或0<x <1.命题点3 求参数范围例6 (1)如果函数f (x )=ax 2+2x -3在区间(-∞,4)上是单调递增的,则实数a 的取值范围是__________.(2)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )x +1,x <1,a x ,x ≥1,满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0成立,那么a 的取值范围是________. 答案 (1)⎣⎡⎦⎤-14,0 (2)[32,2) 解析 (1)当a =0时,f (x )=2x -3,在定义域R 上是单调递增的,故在(-∞,4)上单调递增; 当a ≠0时,二次函数f (x )的对称轴为x =-1a ,因为f (x )在(-∞,4)上单调递增, 所以a <0,且-1a ≥4,解得-14≤a <0.综合上述得-14≤a ≤0.(2)由已知条件得f (x )为增函数, ∴⎩⎪⎨⎪⎧2-a >0,a >1,(2-a )×1+1≤a ,解得32≤a <2,∴a 的取值范围是[32,2).思维升华 函数单调性应用问题的常见类型及解题策略(1)比较大小.比较函数值的大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数的单调性解决.(2)解不等式.在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f ”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解.此时应特别注意函数的定义域. (3)利用单调性求参数.①视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,与已知单调区间比较求参数;②需注意若函数在区间[a ,b ]上是单调的,则该函数在此区间的任意子集上也是单调的; ③分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的取值.(1)f (x )是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足f (xy )=f (x )+f (y ),f (3)=1,当f (x )+f (x -8)≤2时,x 的取值范围是__________.(2)若f (x )=-x 2+2ax 与g (x )=a x +1在区间[1,2]上都是减函数,则a 的取值范围是__________.答案 (1)(8,9] (2)(0,1]解析 (1)2=1+1=f (3)+f (3)=f (9),由f (x )+f (x -8)≤2,可得f [x (x -8)]≤f (9),因为f (x )是定义在(0,+∞)上的增函数, 所以有⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x -8>0,x (x -8)≤9,解得8<x ≤9.(2)由f (x )=-x 2+2ax 在[1,2]上是减函数可得[1,2]⊆[a ,+∞),∴a ≤1. ∵y =1x +1在(-1,+∞)上为减函数,∴由g (x )=ax +1在[1,2]上是减函数可得a >0,故0<a ≤1.1.确定抽象函数单调性解函数不等式典例 (14分)函数f (x )对任意的m 、n ∈R ,都有f (m +n )=f (m )+f (n )-1,并且x >0时,恒有f (x )>1.(1)求证:f (x )在R 上是增函数; (2)若f (3)=4,解不等式f (a 2+a -5)<2.思维点拨 (1)对于抽象函数的单调性的证明,只能用定义.应该构造出f (x 2)-f (x 1)并与0比较大小.(2)将函数不等式中的抽象函数符号“f ”运用单调性“去掉”是本题的切入点.要构造出f (M )<f (N )的形式. 规范解答(1)证明 设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,∴x 2-x 1>0, ∵当x >0时,f (x )>1, ∴f (x 2-x 1)>1.[2分] f (x 2)=f [(x 2-x 1)+x 1] =f (x 2-x 1)+f (x 1)-1,[4分]∴f (x 2)-f (x 1)=f (x 2-x 1)-1>0⇒f (x 1)<f (x 2),∴f(x)在R上为增函数.[6分](2)解∵m,n∈R,不妨设m=n=1,∴f(1+1)=f(1)+f(1)-1⇒f(2)=2f(1)-1,[8分]f(3)=4⇒f(2+1)=4⇒f(2)+f(1)-1=4⇒3f(1)-2=4,∴f(1)=2,∴f(a2+a-5)<2=f(1),[11分]∵f(x)在R上为增函数,∴a2+a-5<1⇒-3<a<2,即a∈(-3,2).[14分]解函数不等式问题的一般步骤:第一步:(定性)确定函数f(x)在给定区间上的单调性;第二步:(转化)将函数不等式转化为f(M)<f(N)的形式;第三步:(去f)运用函数的单调性“去掉”函数的符号“f”,转化成一般的不等式或不等式组;第四步:(求解)解不等式或不等式组确定解集;第五步:(反思)反思回顾.查看关键点,易错点及解题规范.温馨提醒本题对函数的单调性的判断是一个关键点.不会运用条件x>0时,f(x)>1,构造不出f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)-1的形式,便找不到问题的突破口.第二个关键应该是将不等式化为f(M)<f(N)的形式.解决此类问题的易错点:忽视了M、N的取值范围,即忽视了f(x)所在单调区间的约束.[方法与技巧]1.利用定义证明或判断函数单调性的步骤(1)取值;(2)作差;(3)定量;(4)判断.2.确定函数单调性有四种常用方法:定义法、导数法、复合函数法、图象法,也可利用单调函数的和差确定单调性.3.求函数最值的常用求法:单调性法、图象法、换元法.[失误与防范]1.分段函数单调性不仅要考虑各段的单调性,还要注意衔接点.2.函数在两个不同的区间上单调性相同,一般要分开写,用“,”或“和”连结,不要用“∪”.A 组 专项基础训练(时间:40分钟)1.下列函数f (x )中,①f (x )=1x;②f (x )=(x -1)2;③f (x )=e x ;④f (x )=ln(x +1),满足“对任意x 1,x 2∈(0,+∞),当x 1<x 2时,都有f (x 1)>f (x 2)”的是________.(填序号)答案 ①解析 由题意知f (x )在(0,+∞)上是减函数.①中,f (x )=1x满足要求; ②中,f (x )=(x -1)2在[0,1]上是减函数,在(1,+∞)上是增函数;③中,f (x )=e x 是增函数;④中,f (x )=ln(x +1)在(0,+∞)上是增函数.2.已知函数y =log 2(ax -1)在(1,2)上单调递增,则实数a 的取值范围是__________. 答案 [1,+∞)解析 要使y =log 2(ax -1)在(1,2)上单调递增,则a >0且a -1≥0,∴a ≥1.3.已知函数y =f (x )的图象关于x =1对称,且在(1,+∞)上单调递增,设a =f ⎝⎛⎭⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为______________.答案 b <a <c解析 ∵函数图象关于x =1对称,∴a =f ⎝⎛⎭⎫-12=f ⎝⎛⎭⎫52,又y =f (x )在(1,+∞)上单调递增, ∴f (2)<f ⎝⎛⎭⎫52<f (3),即b <a <c .4.若函数f (x )=x 2-2x +m 在 [3,+∞)上的最小值为1,则实数m 的值为________. 答案 -2解析 ∵f (x )=(x -1)2+m -1在[3,+∞)上为单调增函数,且f (x )在[3,+∞)上的最小值为1,∴f (3)=1,即22+m -1=1,m =-2.5.已知函数f (x )=2ax 2+4(a -3)x +5在区间(-∞,3)上是减函数,则a 的取值范围是__________.答案 [0,34] 解析 当a =0时,f (x )=-12x +5,在(-∞,3)上是减函数,当a ≠0时,由⎩⎨⎧ a >0,-4(a -3)4a ≥3,得0<a ≤34, 综上a 的取值范围是0≤a ≤34. 6.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12log ,x x ≥1,2x ,x <1的值域为________. 答案 (-∞,2)解析 当x ≥1时,f (x )=log 12x 是单调递减的,此时,函数的值域为(-∞,0];当x <1时,f (x )=2x 是单调递增的,此时,函数的值域为(0,2).综上,f (x )的值域是(-∞,2).7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+12a -2,x ≤1,a x -a ,x >1,若f (x )在(0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为________.答案 (1,2]解析 由题意,得12+12a -2≤0,则a ≤2,又y =a x -a (x >1)是增函数,故a >1,所以a 的取值范围为1<a ≤2.8.函数f (x )=⎝⎛⎭⎫13x -log 2(x +2)在区间[-1,1]上的最大值为________.答案 3解析 由于y =⎝⎛⎭⎫13x 在R 上递减,y =log 2(x +2)在[-1,1]上递增,所以f (x )在[-1,1]上单调递减,故f (x )在[-1,1]上的最大值为f (-1)=3.9.已知f (x )=x x -a(x ≠a ). (1)若a =-2,试证明f (x )在(-∞,-2)内单调递增;(2)若a >0且f (x )在(1,+∞)上单调递减,求a 的取值范围.(1)证明 任设x 1<x 2<-2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2). ∵(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0,∴f (x 1)<f (x 2),∴f (x )在(-∞,-2)上单调递增.(2)解 任设1<x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a=a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ). ∵a >0,x 2-x 1>0,∴要使f (x 1)-f (x 2)>0,只需(x 1-a )(x 2-a )>0在(1,+∞)上恒成立,∴a ≤1.综上所述,a 的取值范围是(0,1].10.设函数y =f (x )是定义在(0,+∞)上的函数,并且满足下面三个条件:①对任意正数x ,y ,都有f (xy )=f (x )+f (y );②当x >1时,f (x )<0;③f (3)=-1.(1)求f (1),f (19)的值; (2)如果不等式f (x )+f (2-x )<2成立,求x 的取值范围.解 (1)令x =y =1易得f (1)=0.而f (9)=f (3)+f (3)=-1-1=-2,且f (9)+f ⎝⎛⎭⎫19=f (1)=0,故f ⎝⎛⎭⎫19=2. (2)设0<x 1<x 2,则x 2x 1>1,f ⎝⎛⎭⎫x 2x 1<0, 由f (xy )=f (x )+f (y )得f (x 2)=f ⎝⎛⎭⎫x 1·x 2x 1=f (x 1)+f ⎝⎛⎭⎫x 2x 1<f (x 1), 所以f (x )是减函数.由条件①及(1)的结果得:f [x (2-x )]<f ⎝⎛⎭⎫19,其中0<x <2,由函数f (x )在R 上单调递减,可得⎩⎪⎨⎪⎧ x (2-x )>19,0<x <2,由此解得x 的取值范围是⎝⎛⎭⎫1-223,1+223. B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.对于任意实数a ,b ,定义min{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≤b ,b ,a >b .设函数f (x )=-x +3,g (x )=log 2x ,则函数h (x )=min{f (x ),g (x )}的最大值是________.答案 1解析 依题意,h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ log 2x ,0<x <2,-x +3,x ≥2.当0<x <2时,h (x )=log 2x 是增函数;当x ≥2时,h (x )=3-x 是减函数,∴h (x )在x =2时,取得最大值h (2)=1.12.定义新运算:当a ≥b 时,ab =a ;当a <b 时,a b =b 2,则函数f (x )=(1x )x -(2x ),x ∈[-2,2]的最大值等于________.答案 6解析 由已知,得当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2,当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2.∵f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在定义域内都为增函数.∴f (x )的最大值为f (2)=23-2=6.13.已知函数f (x )为(0,+∞)上的增函数,若f (a 2-a )>f (a +3),则实数a 的取值范围为_________.答案 (-3,-1)∪(3,+∞)解析 由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-a >0,a +3>0,a 2-a >a +3,解得-3<a <-1或a >3.所以实数a 的取值范围为(-3,-1)∪(3,+∞).14.已知函数f (x )=lg(x +a x-2),其中a 是大于0的常数. (1)求函数f (x )的定义域;(2)当a ∈(1,4)时,求函数f (x )在[2,+∞)上的最小值;(3)若对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,试确定a 的取值范围.解 (1)由x +a x -2>0,得x 2-2x +a x>0, 当a >1时,x 2-2x +a >0恒成立,定义域为(0,+∞), 当a =1时,定义域为{x |x >0且x ≠1},当0<a <1时,定义域为{x |0<x <1-1-a 或x >1+1-a }.(2)设g (x )=x +a x-2,当a ∈(1,4),x ∈[2,+∞)时, g ′(x )=1-a x 2=x 2-a x 2>0恒成立, 所以g (x )=x +a x-2在[2,+∞)上是增函数. 所以f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +a x -2在[2,+∞)上是增函数. 所以f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +a x -2在[2,+∞)上的最小值为f (2)=lg a 2. (3)对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,即x +a x-2>1对x ∈[2,+∞)恒成立. 所以a >3x -x 2,令h (x )=3x -x 2,而h (x )=3x -x 2=-⎝⎛⎭⎫x -322+94在x ∈[2,+∞)上是减函数, 所以h (x )max =h (2)=2,所以a >2.。
高中数学必修1函数单调性和奇偶性专项练习(含答案)

高中数学必修1函数单调性和奇偶性专项练习(含答案)高中数学必修1 第二章函数单调性和奇偶性专项练一、函数单调性相关练题1、(1)函数f(x)=x-2,x∈{1,2,4}的最大值为3.在区间[1,5]上的最大值为9,最小值为-1.2、利用单调性的定义证明函数f(x)=(2/x)在(-∞,0)上是减函数。
证明:对于x1<x2.由于x1和x2都小于0,所以有x1<x2<0,因此有f(x2)-f(x1)=2/x1-2/x2=2(x2-x1)/x1x2<0.因此,f(x)在(-∞,0)上是减函数.3、函数f(x)=|x|+1的图像是一条V型曲线,单调区间为(-∞,0]和[0,∞).4、函数y=-x+2的图像是一条斜率为-1的直线,单调区间为(-∞,+∞).5、已知二次函数y=f(x)(x∈R)的图像是一条开口向下且对称轴为x=3的抛物线,比较大小:(1)f(6)与f(4);(2)f(2)与f(15).1) 因为f(x)是开口向下的抛物线,所以对于x>3,f(x)是减函数,对于x<3,f(x)是增函数。
因此,f(6)<f(4).2) 因为f(x)是开口向下的抛物线,所以对于x3,f(x)是增函数。
因此,f(2)>f(15).6、已知y=f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且f(1-a)<f(3a-2),求实数a的取值范围.因为f(x)在(-1,1)上是减函数,所以对于0f(3a-2)。
因此,实数a的取值范围为0<a<1.7、求下列函数的增区间与减区间:1) y=|x^2+2x-3|的图像是一条开口向上的抛物线,单调区间为(-∞,-3]和[1,+∞).2) y=1-|x-1|的图像是一条V型曲线,单调区间为(-∞,1]和[1,+∞).3) y=-x^2-2x+3的图像是一条开口向下的抛物线,单调区间为(-∞,-1]和[1,+∞).4) y=1/(x^2-x-20)的图像是一条双曲线,单调区间为(-∞,-4]和[-1,1]和[5,+∞).8、函数f(x)=ax^2-(3a-1)x+a^2在[1,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围.因为f(x)在[1,+∞)上是增函数,所以对于x>1,有f(x)>f(1)。