3.2.1 第 1 课时 函数的单调性(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第一册

文档属性

名称 3.2.1 第 1 课时 函数的单调性(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第一册
格式 zip
文件大小 1.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-07-08 14:24:19

文档简介

3.2.1 单调性与最大(小)值
第 1 课时 函数的单调性—— (教学方式:深化学习课—梯度进阶式教学)
[课时目标]
1.借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性.理解单调区间、单调性等概念.
2.理解函数单调性的作用与实际意义,会求函数的单调区间,并判断函数的单调性.
3.能应用函数的单调性解决一些简单问题(比较大小、求函数值等).
1.函数的单调性
条件 一般地,设函数f(x)的定义域为D,区间I D:如果 x1,x2∈I,当x1____x2时
都有__________ 都有__________
结论 那么就称函数f(x)在区间I上__________ 那么就称函数f(x)在区间I上________
图示
增、减 函数 特别地,当函数f(x)在它的定义域上__________时,我们就称它是增函数 特别地,当函数f(x)在它的定义域上__________时,我们就称它是减函数
|微|点|助|解| 
对函数单调性的理解
(1)x1,x2的三个特征
①任意性:定义中“ ”不能去掉,应用时不能以特殊代替一般;②有大小:一般令x1(2)注意区分“单调递增(减)”与“增(减)函数”
单调递增(减)强调的是函数的局部性质,即在某个区间内函数值随自变量的增加而增加(减少),而增(减)函数强调的是函数的整体性质,即在整个定义域内函数值随自变量的增加而增加(减少).
2.增、减函数与自变量、函数值的互推关系
①在定义域上,若(x2-x1)[f(x2)-f(x1)]>0或>0,则x2-x1与f(x2)-f(x1)同号,即x2>x1时,f(x2)>f(x1),所以f(x)是增函数;
②在定义域上,若(x2-x1)[f(x2)-f(x1)]<0或<0,则x2-x1与f(x2)-f(x1)异号,即x2>x1时,f(x2)3.函数的单调区间
如果函数y=f(x)在区间I上______________________,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)________,区间I叫做y=f(x)的__________.
|微|点|助|解| 
(1)一个函数的同一种单调区间用“和”或“,”连接,不能用“∪”连接.
(2)对于单独的一点,由于它的函数值是唯一确定的常数,没有增减变化,所以不存在单调性,因此在写单调区间时,可以包括端点,也可以不包括端点.
(3)单调区间是D≠在区间D上具有单调性.
①单调区间是D:指单调区间的最大范围是D.
②在区间D上具有单调性:指区间D是单调区间的子集.
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)函数y=x2在R上是增函数.(  )
(2)所有的函数在其定义域上都具有单调性.(  )
(3)在函数单调性的定义中,可以把“ x1,x2”改为“ x1,x2”.(  )
(4)若函数f(x)在[2,+∞)上单调递增,则f(x)在[3,4]上也单调递增.(  )
2.(多选)下列函数中,在区间(0,+∞)上单调递减的是(  )
A.y=- B.y=x
C.y=-|x| D.y=1-x
3.已知函数y=f(x)的图象如图所示,其单调递增区间是(  )
A.[-4,4]
B.[-4,-3]∪[1,4]
C.[-3,1]
D.[-3,4]
题型(一) 定义法判断或证明函数的单调性
[例1] 证明函数f(x)=x+在(2,+∞)上单调递增.
听课记录:
[变式拓展]
若本例的函数不变,试判断f(x)在(0,2)上的单调性.
|思|维|建|模|
1.利用定义判断或证明函数单调性的步骤
2.用定义法判断函数单调性的关键
(1)因式分解:当原来的函数是多项式函数时,通常作差后进行因式分解;
(2)通分:当原来的函数是分式函数时,作差后往往进行通分,然后对分子、分母进行因式分解;
(3)分母有理化:当原来的函数是根式函数时,作差后往往考虑分母有理化.
[针对训练]
1.试用函数单调性的定义证明:f(x)=在(1,+∞)上单调递减.
题型(二) 求函数的单调区间
                
[例2] 求下列函数的单调区间,并指出该函数在其单调区间上单调递增还是单调递减.
(1)f(x)=-;(2)f(x)=
(3)f(x)=-x2+2|x|+3.
听课记录:
[变式拓展]
将本例(3)中“y=-x2+2|x|+3”改为“y=|-x2+2x+3|”,如何求解?
|思|维|建|模|
求函数单调区间的方法
(1)利用基本初等函数的单调性,如本例(1)和(2),其中分段函数的单调区间要根据函数的自变量的取值范围分段求解.
(2)利用函数的图象,如本例(3).
[提醒] 若所求出函数的单调递增区间或单调递减区间不唯一,函数的单调区间之间要用“,”隔开.
[针对训练]
2.画出函数y=|x|(x-2)的图象,并指出函数的单调区间.
题型(三) 函数单调性的简单应用
题点1 利用函数单调性求参数范围
[例3] 若函数f(x)=是定义在R上的减函数,则a的取值范围为(  )
A.     B.
C. D.∪
[例4] 若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3在区间(-∞,3]上单调递增,则实数a的取值范围是________.
听课记录:
[变式拓展]
在例4中,若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3的单调递增区间是(-∞,3],则实数a的值为________.
|思|维|建|模|
由函数单调性求参数范围的处理方法
(1)由函数解析式求参数
①若为二次函数——判断开口方向与对称轴——利用单调性确定参数满足的条件.
②若为一次函数——由一次项系数的正负决定单调性
③若为分段函数——数形结合,每一段的函数的单调性均要考虑,并注意临界值的大小,探求参数满足的条件.
(2)当函数f(x)的解析式未知时,欲求解不等式,可以依据函数单调性的定义和性质,将符合“f”去掉,列出关于自变量的不等式(组),然后求解,此时注意函数的定义域.
题点2 利用函数单调性解不等式
[例5] 已知f(x)是定义在[-2,2]上的增函数,且f(x-2)<f(1-x),求x的取值范围.
听课记录:
|思|维|建|模|
在求解与抽象函数有关的不等式时,往往利用函数的单调性将符号“f”脱掉,使其转化为具体的不等式求解.应特别注意函数的定义域.  
[针对训练]
3.若函数f(x)=(m-1)x+b在R上是增函数,则f(m)与f(1)的大小关系是(  )
A.f(m)f(1)
C.f(m)≤f(1)     D.f(m)≥f(1)
4.已知函数f(x)=是R上的增函数,则a的取值范围是(  )
A.(-∞,-2)     B.(-∞,0)
C.(-3,-2]     D.[-3,-2]
5.若f(x)是定义在[0,+∞)上的减函数,则不等式f(x)第1课时 函数的单调性
?课前预知教材
1.< f(x1)<f(x2) f(x1)>f(x2) 单调递增 单调递减 单调递增 单调递减 3.单调递增或单调递减 单调性 单调区间
[基础落实训练]
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.CD 3.C
?课堂题点研究
[题型(一)]
[例1] 证明: x1,x2∈(2,+∞),且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=x1+-x2-=(x1-x2)+=.
因为2<x1<x2,所以x1-x2<0,x1x2>4,x1x2-4>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以函数f(x)=x+在(2,+∞)上单调递增.
[变式拓展]
解:函数f(x)=x+在(0,2)上单调递减.
证明如下: x1,x2∈(0,2),且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=x1+-x2-=(x1-x2)+=.
因为0<x1<x2<2,所以x1-x2<0,0<x1x2<4,x1x2-4<0,
所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2).
所以函数f(x)=x+在(0,2)上单调递减.
[针对训练]
1.证明:易得f(x)=2+,设x1>x2>1,
则f(x1)-f(x2)=-
=.
因为x1>x2>1,所以x2-x1<0,x1-1>0,x2-1>0.所以f(x1)[题型(二)]
[例2] 解:(1)函数f(x)=-的单调区间为(-∞,0),(0,+∞),其在(-∞,0),(0,+∞)上都单调递增.
(2)当x≥1时,f(x)单调递增,当x<1时,f(x)单调递减,所以f(x)的单调区间为(-∞,1),[1,+∞),并且函数f(x)在(-∞,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增.
(3)因为f(x)=-x2+2|x|+3=
根据解析式可作出函数的图象如图所示,由图象可知,函数f(x)的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞).
f(x)在(-∞,-1],[0,1)上单调递增,在(-1,0),[1,+∞)上单调递减.
[变式拓展]
解:函数y=|-x2+2x+3|的图象如图所示:
由图象可知其单调递增区间为[-1,1],[3,+∞);单调递减区间为(-∞,-1),(1,3).
[针对训练]
2.解:由题意,得y=|x|(x-2)=
函数的图象如图中实线部分所示.由函数的图象知,函数的单调递增区间为(-∞,0)和[1,+∞),单调递减区间为[0,1).
[题型(三)]
[例3] 选A 因为f(x)是定义在R上的减函数,所以
解得≤a<.
[例4] 解析:因为f(x)=-x2-2(a+1)x+3=-(x+a+1)2+(a+1)2+3,
所以函数的单调递增区间为(-∞,-a-1].
因为f(x)在(-∞,3]上单调递增,
所以3≤-a-1,
解得a≤-4,即实数a的取值范围为(-∞,-4].
答案:(-∞,-4]
[变式拓展]
解析:因为f(x)=-x2-2(a+1)x+3=-(x+a+1)2+(a+1)2+3,所以函数的单调递增区间为(-∞,-a-1].由题意得-a-1=3,所以a=-4.
答案:-4
[例5] 解:由题意,得
解得0≤x≤3, ①
∵f(x)是[-2,2]上的增函数,
且f(x-2)<f(1-x).
所以x-2<1-x,解得x<, ②
由①②得0≤x<.
所以x的取值范围为.
[针对训练]
3.选B 由题意,得m-1>0,即m>1.因为f(x)在R上是增函数,所以f(m)>f(1).
4.选D 因为函数f(x)=是R上的增函数,
所以解得-3≤a≤-2,
即a的取值范围是[-3,-2].
5.解析:依题意,得不等式组
解得答案:(共66张PPT)
3.2.1
单调性与最大(小)值
函数的单调性
(教学方式:深化学习课—梯度进阶式教学)
第1课时
课时目标
1.借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性.理解单调区间、单调性等概念.
2.理解函数单调性的作用与实际意义,会求函数的单调区间,并判断函数的单调性.
3.能应用函数的单调性解决一些简单问题(比较大小、求函数值等).
CONTENTS
目录
1
2
3
课前预知教材·自主落实基础
课堂题点研究·迁移应用融通
课时跟踪检测
1.函数的单调性
条件 一般地,设函数f(x)的定义域为D,区间I D:如果 x1,x2∈I,当x1———x2时
都有___________ 都有___________
结论 那么就称函数f(x)在区间I上__________ 那么就称函数f(x)在区间I上__________

f(x1)<f(x2)
f(x1)>f(x2)
单调递增
单调递减
续表
图示
增、减 函数 特别地,当函数f(x)在它的定义域上__________时,我们就称它是增函数 特别地,当函数f(x)在它的定义域上__________时,我们就称它是减函数
单调递增
单调递减
|微|点|助|解|
对函数单调性的理解
(1)x1,x2的三个特征
①任意性:定义中“ ”不能去掉,应用时不能以特殊代替一般;
②有大小:一般令x1(2)注意区分“单调递增(减)”与“增(减)函数”
单调递增(减)强调的是函数的局部性质,即在某个区间内函数值随自变量的增加而增加(减少),而增(减)函数强调的是函数的整体性质,即在整个定义域内函数值随自变量的增加而增加(减少).
3.函数的单调区间
如果函数y=f(x)在区间I上___________________,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)_______,区间I叫做y=f(x)的_________.
单调递增或单调递减
单调性
单调区间
|微|点|助|解|
(1)一个函数的同一种单调区间用“和”或“,”连接,不能用“∪”连接.
(2)对于单独的一点,由于它的函数值是唯一确定的常数,没有增减变化,所以不存在单调性,因此在写单调区间时,可以包括端点,也可以不包括端点.
(3)单调区间是D≠在区间D上具有单调性.
①单调区间是D:指单调区间的最大范围是D.
②在区间D上具有单调性:指区间D是单调区间的子集.
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)函数y=x2在R上是增函数. (  )
(2)所有的函数在其定义域上都具有单调性. (  )
(3)在函数单调性的定义中,可以把“ x1,x2”改为“ x1,x2”. (  )
(4)若函数f(x)在[2,+∞)上单调递增,则f(x)在[3,4]上也单调递增. (  )
基础落实训练
×
×
×



解析:选项A、B中的函数在(0,+∞)上都单调递增,选项C、D满足条件.
3.已知函数y=f(x)的图象如图所示,其单调递增区间是(  )

A.[-4,4] B.[-4,-3]∪[1,4]
C.[-3,1] D.[-3,4]
解析:由题图可知,函数y=f(x)的单调递增区间为[-3,1].故选C.

课堂题点研究·迁移应用融通
题型(一) 定义法判断或证明函数的单调性
[变式拓展]
若本例的函数不变,试判断f(x)在(0,2)上的单调性.
|思|维|建|模|
1.利用定义判断或证明函数单调性的步骤
2.用定义法判断函数单调性的关键
(1)因式分解:当原来的函数是多项式函数时,通常作差后进行因式分解;
(2)通分:当原来的函数是分式函数时,作差后往往进行通分,然后对分子、分母进行因式分解;
(3)分母有理化:当原来的函数是根式函数时,作差后往往考虑分母有理化.
针对训练
题型(二) 求函数的单调区间
解:当x≥1时,f(x)单调递增,当x<1时,f(x)单调递减,所以f(x)的单调区间为(-∞,1),[1,+∞),并且函数f(x)在(-∞,1)上单调递减,在[1,+∞)上单调递增.
(3)f(x)=-x2+2|x|+3.
函数f(x)的单调区间为(-∞,-1],(-1,0),[0,1),[1,+∞).
f(x)在(-∞,-1],[0,1)上单调递增,在(-1,0),[1,+∞)上单调递减.
[变式拓展]
将本例(3)中“y=-x2+2|x|+3”改为“y=|-x2+2x+3|”,如何求解?
解:函数y=|-x2+2x+3|的图象如图所示:
由图象可知其单调递增区间为[-1,1],
[3,+∞);单调递减区间为(-∞,-1),(1,3).
|思|维|建|模|
求函数单调区间的方法
(1)利用基本初等函数的单调性,如本例(1)和(2),其中分段函数的单调区间要根据函数的自变量的取值范围分段求解.
(2)利用函数的图象,如本例(3).
[提醒] 若所求出函数的单调递增区间或单调递减区间不唯一,函数的单调区间之间要用“,”隔开.
2.画出函数y=|x|(x-2)的图象,并指出函数的单调区间.
针对训练
题型(三) 函数单调性的简单应用

[例4] 若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3在区间(-∞,3]上单调递增,则实数a的取值范围是____________.
解析:因为f(x)=-x2-2(a+1)x+3=-(x+a+1)2+(a+1)2+3,
所以函数的单调递增区间为(-∞,-a-1].
因为f(x)在(-∞,3]上单调递增,
所以3≤-a-1,
解得a≤-4,即实数a的取值范围为(-∞,-4].
(-∞,-4]
[变式拓展]
在例4中,若函数f(x)=-x2-2(a+1)x+3的单调递增区间是(-∞,3],则实数a的值为______.
解析:因为f(x)=-x2-2(a+1)x+3=-(x+a+1)2+(a+1)2+3,所以函数的单调递增区间为(-∞,-a-1].由题意得-a-1=3,所以a=-4.
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|思|维|建|模|
由函数单调性求参数范围的处理方法
(1)由函数解析式求参数
①若为二次函数——判断开口方向与对称轴——利用单调性确定参数满足的条件.
②若为一次函数——由一次项系数的正负决定单调性
③若为分段函数——数形结合,每一段的函数的单调性均要考虑,并注意临界值的大小,探求参数满足的条件.
(2)当函数f(x)的解析式未知时,欲求解不等式,可以依据函数单调性的定义和性质,将符合“f”去掉,列出关于自变量的不等式(组),然后求解,此时注意函数的定义域.
题点2 利用函数单调性解不等式
[例5] 已知f(x)是定义在[-2,2]上的增函数,且f(x-2)<f(1-x),求x的取值范围.
|思|维|建|模|
在求解与抽象函数有关的不等式时,往往利用函数的单调性将符号“f”脱掉,使其转化为具体的不等式求解.应特别注意函数的定义域.
3.若函数f(x)=(m-1)x+b在R上是增函数,则f(m)与f(1)的大小关系是(  )
A.f(m)f(1)
C.f(m)≤f(1) D.f(m)≥f(1)
解析:由题意,得m-1>0,即m>1.因为f(x)在R上是增函数,所以f(m)>f(1).

针对训练

5.若f(x)是定义在[0,+∞)上的减函数,则不等式f(x)课时跟踪检测
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3.若f(x)在R上是减函数,则f(-1)与f(a2+1)之间有(  )
A.f(-1)≥f(a2+1) B.f(-1)>f(a2+1)
C.f(-1)≤f(a2+1) D.f(-1)解析:∵f(x)在R上是减函数,∴对任意x1,x2,若x1f(x2).又∵-1f(a2+1).
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5.已知函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,且f(2)=-1,则满足f(2x-4)>-1的实数x的取值范围是(  )
A.(3,+∞) B.(-∞,3)
C.[2,3) D.[0,3)
解析:∵函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,且f(2)=-1,对于f(2x-4)>-1,则0≤2x-4<2,解得2≤x<3,∴实数x的取值范围是[2,3).
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6.函数y=x|x-3|的单调递增区间为_____________________.
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9.(8分)画出函数f(x)=|x+1|的图象,并根据图象写出f(x)的单调区间.
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(2)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并用定义证明.
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解:令x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),所以f(1)=0.
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(2)若存在实数m,使得f(m)=2,求m的值.
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(3)若f(x-2)>2,求x的取值范围.
本课结束
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(满分100分,A级选填小题每题5分,B级选填小题每题6分)
A级——达标评价
1.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则f(x)的单调递减区间是(  )
A.(0,1) B.(-∞,1)
C. D.(-∞,3)
2.(多选)下列函数中,在区间(-∞,0)上单调递增的是(  )
A.f(x)=- B.f(x)=x
C.f(x)=-x2 D.f(x)=1-x
3.若f(x)在R上是减函数,则f(-1)与f(a2+1)之间有(  )
A.f(-1)≥f(a2+1) B.f(-1)>f(a2+1)
C.f(-1)≤f(a2+1) D.f(-1)4.已知函数f(x)=在(0,+∞)上单调递减,则b的取值范围为(  )
A.(0,+∞) B.(1,+∞)
C.(-∞,0) D.R
5.已知函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,且f(2)=-1,则满足f(2x-4)>-1的实数x的取值范围是(  )
A.(3,+∞) B.(-∞,3)
C.[2,3) D.[0,3)
6.函数y=x|x-3|的单调递增区间为__________.
7.已知函数f(x)为定义在[-1,1]上的增函数,则满足f(x)8.已知函数f(x)=-x2+2ax与g(x)=在区间[1,2]上都单调递减,那么a的取值范围是________.
9.(8分)画出函数f(x)=|x+1|的图象,并根据图象写出f(x)的单调区间.
10.(10分)已知函数f(x)=mx++(m,n是常数),且f(1)=2,f(2)=.
(1)求m,n的值;
(2)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并用定义证明.
B级——重点培优
11.若函数f(x)=ax2+2x-3在区间(-∞,4]上单调递增,则实数a的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
12.已知函数f(x)=-x|x|,则不等式f(2+5m)A. B.
C.∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪
13.(多选)函数f(x)的定义域为R,对任意的实数x1,x2(x1≠x2),满足x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),下列结论正确的是(  )
A.函数f(x)在R上是减函数
B.f(-5)C.f(0)=0
D.f(2x-1)14.已知g(x)=是定义在(-∞,+∞)上的增函数,则实数a的取值范围是__________.
15.(18分)设函数y=f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,并且满足f(xy)=f(x)+f(y),f=1.
(1)求f(1)的值.
(2)若存在实数m,使得f(m)=2,求m的值.
(3)若f(x-2)>2,求x的取值范围.
课时跟踪检测(二十一)
1.A
2.选ABC 由函数的图象知f(x)=-,f(x)=x,f(x)=-x2 在(-∞,0)上单调递增.
3.选B ∵f(x)在R上是减函数,∴对任意x1,x2,若x1f(x2).
又∵-1f(a2+1).
4.选A f(x)=a+,因为f(x)在(0,+∞)上单调递减,所以b>0,故选A.
5.选C ∵函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,且f(2)=-1,对于f(2x-4)>-1,则0≤2x-4<2,解得2≤x<3,∴实数x的取值范围是[2,3).
6.解析:画出函数y=x|x-3|的图象如图所示:
由函数的图象可知,y=x|x-3|的单调递增区间为和[3,+∞).
答案:和[3,+∞)
7.解析:因为f(x)在[-1,1]上为增函数,且f(x)答案:
8.解析:根据二次函数的表达式可知,f(x)=-x2+2ax的对称轴为x=a,开口向下,若f(x)在区间[1,2]上单调递减,则a≤1.g(x)=是反比例型函数,若g(x)在区间[1,2]上单调递减,则a>0,所以0答案:(0,1]
9.解:易得f(x)=|x+1|=作出函数图象如图所示.
结合图象可知,函数f(x)=|x+1|的单调递减区间为(-∞,-1),单调递增区间为(-1,+∞).
10.解:(1)因为f(1)=m++=2,
f(2)=2m++=,所以m=1,n=2.
(2)由(1)知f(x)=x++,f(x)在x∈[1,+∞)上单调递增,证明如下:
设1≤x1=x1++-
=(x1-x2)
=.
因为1≤x11,
所以2x1x2>2>1.
所以<0,即f(x1)所以f(x)在[1,+∞)上单调递增.
11.选D 当a=0时,f(x)=2x-3在(-∞,4]上单调递增,满足题意;
当a≠0时,要使f(x)在(-∞,4]上单调递增,则满足解得-≤a<0.
综上,实数a的取值范围为.
12.选A 由函数f(x)=-x|x|=根据二次函数的性质,可得函数f(x)在R上为减函数.又由不等式f(2+5m)2m2-1,即(2m+1)(m-3)<0,解得-13.选BD 由x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),得(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,因此f(x)在R上单调递增,A错误;由-5<0<1,得f(-5)14.解析:因为g(x)=是增函数,
所以解得≤a<1,即实数a的取值范围是.
答案:
15.解:(1)令x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),所以f(1)=0.
(2)因为f=1,所以f(m)=2=f+f=f=f,
所以m=.
(3)因为f(x-2)>2=f,又y=f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,所以解得2