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函数的单调性:
(1)增函数与减函数
(2)函数的单调性
(3)函数的单调区间
如果函数在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做的单调区间。
(4)函数单调性的求法:定义法(取值、作差、变形、定好、结论)、图像法(画出函数图像,根据图像判断单调性)、性质法(主要针对一次函数、反比例、二次函数)。常用结论:
复合函数单调性的确定法则--同增异减。
函数与函数的单调性相反。
若函数恒正或恒负时,函数与函数的单调性相反。
在公共定义域内,增函数+增函数=增函数;增函数-减函数=增函数;减函数+减函数=减函数;减函数-增函数=减函数。
单调增函数
单调增函数
单调增函数
单调增函数
单调减函数
单调减函数
单调减函数
单调减函数
单调增函数
单调减函数
单调增函数
单调减函数
函数的最大值与最小值
对一个函数来说,一定有值域,但不一定有最值,如函数y=1x。如果有最值,则最值一定是值域中的一个元素。
若函数在区间上单调,则的最值必在区间端点处取得,即最大值是,最小值是
函数的奇偶性
(1)奇偶函数的定义域关于原点对称.
(2)奇函数的图象关于原点中心对称,偶函数的图象关于y轴成轴对称.
(3)若既是奇函数又是偶函数,既奇又偶的函数有且只有一类,即D是关于原点对称的实数集。
(4)设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么它们在公共定义域上,满足:
奇函数+奇函数=奇函数,奇函数×奇函数=偶函数,偶函数+偶函数=偶函数,奇函数×偶函数=奇函数.
例1:函数的单调递减区间为(
)
B.
C.
D.
[解析]函数的对称周为直线x=-1,由函数的图象可知该函数在区间上是减函数,又因为该函数的定义域为,所以该函数在区间上是减函数,答案A。
例2:已知
若a=-2,求证:在上单调递增。
若a>0且在上单调递减,求a的取值范围。
【解析】(1)证明:任设,
(2)任设
例3:已知函数在定义域上是减函数,且,求实数a的取值范围。
【解析】由题知。即实数a的取值范围是。
例4:若函数在R上是增函数,则实数b的取值范围是
。
【解析】∵函数在R上为增函数,∴在各段函数上均为增函数,同时在x=0处也要满足单调递增。
由,可得。答案:
选择题
若函数在[a,b]上是增函数,则对任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),下列结论不正确的是
( )
A.
B.
C.
D.
解析:由增函数的定义易知A,B,D结论正确,故选C.
已知函数在定义域[-2,3]上单调递增,则满足>的x的取值范围是
( )
A.[-2,1]
B.[-2,2]
C.[1,2]
D.(1,2]
解析:依题意有-2≤x<2x-1≤3,解得1
下列函数中,满足对任意,当x1A.
B.
C.
D.
解析:由时,,所以函数在上为减函数的函数.A选项,
在上为增函数,不符合题意.B选项,在上为减函数,符合题意.
C选项,在上为增函数,不符合题意.D选项,在上为增函数,不符合题意.故选B.
函数在上是减函数.则( )
A.
B.
C.
D.
解析:根据题意,函数在上是减函数,则有,解可得,
当0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1]
B.(-∞,0]
C.(-∞,0)
D.(0,+∞)
解析:令f(x)=-x2+2x,则f(x)=-x2+2x=-(x-1)2+1。又∵x∈[0,2],∴f(x)min=f(0)=f(2)=0,∴a<0.
函数在上的最小值和最大值分别是(
)
A.
B.
C.
D.,无最大值
解析:由题意知,函数的对称轴为,在上,为减函数,在上,为增函数,
故当时,取得最小值,最小值为;当时,取得最大值,最大值为.故选A
若f(x)是奇函数,且在区间(0,+∞)上是增函数,又f(-3)=0,则f(x)<0的解集是
( )
A.{x|-33}
B.{x|x<-3,或0C.{x|x<-3,或x>3}
D.{x|-3答案:B
(2020年新高考全国Ⅰ卷)若定义在R的奇函数f(x)在(-∞,0)单调递减,且f(2)=0,则满足xf(x-1)≥0的x的取值范围( )
A.[-1,1]∪[3,+∞)
B.[-3,-1]∪[0,1]
C.[-1,0]∪[1,+∞)
D.[-1,0]∪[1,3]
答案:D
函数在闭区间上有最大值3,最小值为2,
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
解析:作出函数的图象,如图所示,当时,最小,最小值是2,当时,,
函数在闭区间,上上有最大值3,最小值2,则实数的取值范围是,.故选:.
填空题
如果函数f(x)=ax2+2x-3在区间(-∞,4)上单调递增,则实数a的取值范围是 .?
解析:当a=0时,f(x)=2x-3在定义域R上单调递增,故在(-∞,4)上单调递增;当a≠0时,二次函数f(x)图像的对称轴为直线x=,因为f(x)在(-∞,4)上单调递增,所以a<0且≥4,解得≤a<0.综上,实数a的取值范围是.
函数在(-2,2)上为增函数,且,则实数m的取值范围是 .?
解析:由题意知,解得
若函数f(x)=,则x∈[3,5]的最大值为2,最小值为1.
解析:f(x)=在区间[3,5]上为减函数,当x=3时,f(x)max=2,当x=5时,f(x)min=1.
函数y=g(x)=2x-的定义域为[-1,+∞),值域为[-,+∞).
解析:因为x+1≥0,所以x≥-1,所以函数的定义域为[-1,+∞).设=t(t≥0),则x+1=t2,即x=t2-1,
所以y=2t2-t-2=2(t-)2-,t≥0,所以当t=时,ymin=-,所以函数g(x)的值域为[-,+∞).
若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(a,b是常数)是偶函数,值域为(-∞,4],则该函数的解析式为f(x)=-2x2+4.
解析:由于f(x)=(x+a)(bx+2a)=bx2+(ab+2a)·x+2a2,所以f(-x)=bx2-(ab+2a)x+2a2,
由f(x)为偶函数,知f(x)=f(-x).所以ab+2a=0,所以a=0或b=-2.
又因为f(x)有最大值4,所以b=-2,且f(0)=2a2=4,所以f(x)=-2x2+4.
若函数f(x)=为奇函数,则g(x)
=-x2+2x,f(g(-1))=-15.
解析:当x<0时,-x>0.因为f(x)是奇函数,
所以f(-x)=-f(x)=(-x)2-2x=x2-2x,所以f(x)=-x2+2x,即g(x)=-x2+2x,
因此,f(g(-1))=f(-3)=-9-6=-15.
三、解答题
1.(2020浙江高一课时练习)已知。
用定义证明在区间上是增函数。
求该函数在区间上的最大值与最小值。
解析:(1)任取
(2)由(1)知函数在区间上是增函数,
已知函数.
(1)求的值;
(2)判断函数在(1,+∞)上的单调性,并用定义法证明;
(3)确定x的取值范围,使得函数的图象在x轴上方(写出结论即可).
解析:(1)因为,所以.
(2)函数在(1,+∞)上单调递减.
证明:任取x1,x2∈(1,+∞),且x1==,
由x1,x2∈(1,+∞),得(x1-1)(x2-1)>0,
由x10,所以>0,即f(x1)>f(x2).由单调性的定义可知,
在(1,+∞)上单调递减.
(2)作出函数的图象,如图所示,由图象知,当x∈(-∞,0)∪(1,+∞)时,
的图象在x轴上方.
已知的解集为.
(1)求实数a,b的值;
(2)若,,求函数的最小值.
解析:(1)依题意可得方程的根为4或1,∴由根与系数的关系得即
(2)由(1)知,∵,∴,,
∴+=(+)=++5≥2+5=9
当且仅当=,即x=时等号成立,∴的最小值为9.
已知,函数对任意,总有,且当时,,.
(1)求证:是R上的减函数;
(2)求在上的最小值.
解析:(1)证明:?x1,x2∈R,且x10.因为x>0时,f
(x)<0,所以f
(x2-x1)<0.
又因为x2=(x2-x1)+x1,所以f
(x2)=f
[(x2-x1)+x1]=f
(x2-x1)+f
(x1),
所以f
(x2)-f
(x1)=f(x2-x1)<0,所以f
(x2)(x1),所以f
(x)是R上的减函数.
(2)由(1)可知f
(x)在R上是减函数,所以f
(x)在[-3,3]上单调递减,
所以f
(x)在[-3,3]上的最小值为f(3).
又f
(3)=f
(1)+f
(2)=3f
(1)=3×=-2,所以函数f
(x)在[-3,3]上的最小值是-2.
已知函数.
(1)若,求函数在区间[0,3]上的最小值;
(2)若函数在区间[0,1]上有最大值3,求实数a的值.
解析:(1)若a=2,则f(x)=
-x2+4x-1=
-(x-2)2+3,该函数的图象开口向下,图象的对称轴为直线x=2,
∴函数f(x)在区间[0,2]上单调递增,在区间[2,3]上单调递减,
又f(0)=
-1,
f(3)=2,∴f
(x)min=f
(0)=
-1.
(2)易知函数图象的对称轴为直线x=a,
①当a≤0时,函数f(x)在区间[0,1]上单调递减,则f(x)max=f(0)=1-a=3,解得a=
-2;
②当0f(x)max=f(a)=a2-a+1=3,解得a=2或a=-1,均不符合题意;
③当a≥1时,函数f(x)在区间[0,1]上单调递增,则f(x)max=f(1)=-1+2a+1-a=3,解得a=3.
综上所述,a=-2或a=3.
已知函数.
(1)若,求函数的最值;
(2)若,记函数的最小值为,求关于a的函数解析式.
解析:(1)当时,其图象开口向上,且对称轴方程为,
∴函数在上单调递减,在上单调递增,
∴的最小值为,
,,
∴的最大值为,最小值为.
(2)函数的图象开口向上,且对称轴方程为,
当,即时,在[-1,1]上单调递增,∴;
当,即时,在上单调递减,在上单调递增,
∴;
当,即时,在[-1,1]上单调递减,
∴.
综上可得,
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函数的单调性:
(1)增函数与减函数
(2)函数的单调性
(3)函数的单调区间
如果函数在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做的单调区间。
(4)函数单调性的求法:定义法(取值、作差、变形、定好、结论)、图像法(画出函数图像,根据图像判断单调性)、性质法(主要针对一次函数、反比例、二次函数)。常用结论:
复合函数单调性的确定法则--同增异减。
函数与函数的单调性相反。
若函数恒正或恒负时,函数与函数的单调性相反。
在公共定义域内,增函数+增函数=增函数;增函数-减函数=增函数;减函数+减函数=减函数;减函数-增函数=减函数。
单调增函数
单调增函数
单调增函数
单调增函数
单调减函数
单调减函数
单调减函数
单调减函数
单调增函数
单调减函数
单调增函数
单调减函数
函数的最大值与最小值
对一个函数来说,一定有值域,但不一定有最值,如函数y=1x。如果有最值,则最值一定是值域中的一个元素。
若函数在区间上单调,则的最值必在区间端点处取得,即最大值是,最小值是
函数的奇偶性
(1)奇偶函数的定义域关于原点对称.
(2)奇函数的图象关于原点中心对称,偶函数的图象关于y轴成轴对称.
(3)若既是奇函数又是偶函数,既奇又偶的函数有且只有一类,即D是关于原点对称的实数集。
(4)设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么它们在公共定义域上,满足:
奇函数+奇函数=奇函数,奇函数×奇函数=偶函数,偶函数+偶函数=偶函数,奇函数×偶函数=奇函数.
例1:函数的单调递减区间为(
)
B.
C.
D.
例2:已知
若a=-2,求证:在上单调递增。
若a>0且在上单调递减,求a的取值范围。
例3:已知函数在定义域上是减函数,且,求实数a的取值范围。
例4:若函数在R上是增函数,则实数b的取值范围是
。
选择题
若函数在[a,b]上是增函数,则对任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),下列结论不正确的是
( )
A.
B.
C.
D.
已知函数在定义域[-2,3]上单调递增,则满足>的x的取值范围是
( )
A.[-2,1]
B.[-2,2]
C.[1,2]
D.(1,2]
下列函数中,满足对任意,当x1A.
B.
C.
D.
函数在上是减函数.则( )
A.
B.
C.
D.
当0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1]
B.(-∞,0]
C.(-∞,0)
D.(0,+∞)
函数在上的最小值和最大值分别是(
)
A.
B.
C.
D.,无最大值
若f(x)是奇函数,且在区间(0,+∞)上是增函数,又f(-3)=0,则f(x)<0的解集是
( )
A.{x|-33}
B.{x|x<-3,或0C.{x|x<-3,或x>3}
D.{x|-3(2020年新高考全国Ⅰ卷)若定义在R的奇函数f(x)在(-∞,0)单调递减,且f(2)=0,则满足xf(x-1)≥0的x的取值范围( )
A.[-1,1]∪[3,+∞)
B.[-3,-1]∪[0,1]
C.[-1,0]∪[1,+∞)
D.[-1,0]∪[1,3]
函数在闭区间上有最大值3,最小值为2,
的取值范围是( )
B.
C.
D.
填空题
如果函数f(x)=ax2+2x-3在区间(-∞,4)上单调递增,则实数a的取值范围是 .
函数在(-2,2)上为增函数,且,则实数m的取值范围是 .?
若函数f(x)=,则x∈[3,5]的最大值为
,最小值为
.
函数y=g(x)=2x-的定义域为
,值域为
.
若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(a,b是常数)是偶函数,值域为(-∞,4],则该函数的解析式为
.
若函数f(x)=为奇函数,则g(x)
=
,f(g(-1))=
.
三、解答题
1.(2020浙江高一课时练习)已知。
用定义证明在区间上是增函数。
求该函数在区间上的最大值与最小值。
已知函数.
(1)求的值;
(2)判断函数在(1,+∞)上的单调性,并用定义法证明;
(3)确定x的取值范围,使得函数的图象在x轴上方(写出结论即可).
已知的解集为.
(1)求实数a,b的值;
(2)若,,求函数的最小值.
已知,函数对任意,总有,且当时,,.
(1)求证:是R上的减函数;
(2)求在上的最小值.
已知函数.
(1)若,求函数在区间[0,3]上的最小值;
(2)若函数在区间[0,1]上有最大值3,求实数a的值.
已知函数.
(1)若,求函数的最值;
(2)若,记函数的最小值为,求关于a的函数解析式.
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