(新高考)高考数学一轮复习课件第2章§2.2《函数的单调性与最值》(含解析)
展开1.借助函数图象,会用数学符号语言表达函数的单调性、最值,理解实际意义.2.掌握函数单调性的简单应用.
LUOSHIZHUGANZHISHI
1.函数的单调性(1)单调函数的定义
f(x1)
(2)单调区间的定义如果函数y=f(x)在区间D上_________或_________,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
2.在公共定义域内,增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数.
4.复合函数的单调性:函数y=f(u),u=φ(x)在函数y=f(φ(x))的定义域上,如果y=f(u)与u=φ(x)的单调性相同,那么y=f(φ(x))单调递增;如果y=f(u)与u=φ(x)的单调性相反,那么y=f(φ(x))单调递减.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若f(x)的定义域为R,且f(-3)
2.函数y= 在区间[2,3]上的最大值是____.
3.函数y= 在(-∞,1)上为增函数,则实数a的取值范围是__________.
TANJIUHEXINTIXING
例1 (多选)下列函数在(0,+∞)上单调递增的是A.y=ex-e-x B.y=|x2-2x|C.y=x+cs x D.y=
命题点1 求具体函数的单调区间
∵y=ex与y=-e-x为R上的增函数,∴y=ex-e-x为R上的增函数,故A正确;由y=|x2-2x|的图象知,故B不正确;对于选项C,y′=1-sin x≥0,∴y=x+cs x在R上为增函数,故C正确;
例2 试讨论函数f(x)= (a≠0)在(-1,1)上的单调性.
命题点2 判断或证明函数的单调性
方法一 设-1
故当a>0时,f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),函数f(x)在(-1,1)上单调递减;当a<0时,f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)
1.设函数f(x)= g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的单调递减区间是______.
方法一 (定义法)设x1>x2>0,
∵x1>x2>0,∴x1-x2>0,x1x2>0,
∴x1x2-a<0,∴f(x1)-f(x2)<0,f(x1)
确定函数单调性的四种方法(1)定义法;(2)导数法;(3)图象法;(4)性质法.
跟踪训练1 (1)函数f(x)=ln(4+3x-x2)的单调递减区间是
f(x)=ln(4+3x-x2)的定义域为(-1,4).
(2)函数f(x)=|x-2|x的单调递减区间是_____.
画出f(x)的大致图象(如图所示),由图知f(x)的单调递减区间是[1,2].
例3 (2022·成都模拟)已知函数f(x)为R上的偶函数,对任意x1,x2∈(-∞,0),均有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0成立,若a=f(ln ),b=f( ),c=f( ),则a,b,c的大小关系是A.c命题点1 比较函数值的大小
∵对任意x1,x2∈(-∞,0),均有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0成立,∴此时函数在区间(-∞,0)上单调递减,∵f(x)是偶函数,∴当x∈(0,+∞)时,f(x)单调递增,又f(x)= 在x∈(0,+∞)上单调递增,∴1< < ,
∴ln < < ,
∴ > >f(ln ),
命题点2 求函数的最值
例4 (2022·深圳模拟)函数y= 的最大值为____.
则h(t)在[2,+∞)上为增函数,
例5 已知函数f(x)= x-lg2(x+2),若f(a-2)>3,则a的取值范围是______.
f(x)在定义域(-2,+∞)上是减函数,且f(-1)=3,由f(a-2)>3,得f(a-2)>f(-1),
命题点4 求参数的取值范围
例6 函数f(x)= 且满足对任意的实数x1≠x2都有 >0成立,则实数a的取值范围是A.[4,8) B.(4,8)C.(1,8] D.(1,8)
解得4≤a<8,所以实数a的取值范围为[4,8).
1.(2022·嘉峪关模拟)函数f(x)=ln(x2-ax-3)在(1,+∞)上单调递增,则a的取值范围是A.(-∞,-2] B.(-∞,-2)C.(-∞,2] D.(-∞,2)
函数f(x)=ln(x2-ax-3)为复合函数,令u(x)=x2-ax-3,y=ln u为增函数,
2.对于任意实数a,b,定义min{a,b}= 设函数f(x)=-x+3,g(x)=lg2x,则函数h(x)=min{f(x),g(x)}的最大值是____.
方法一 在同一坐标系中,作函数f(x),g(x)的图象,依题意,h(x)的图象为如图所示的实线部分.易知点A(2,1)为图象的最高点,因此h(x)的最大值为h(2)=1.
当0
(1)比较函数值的大小时,转化到同一个单调区间内,然后利用函数的单调性解决.(2)求解函数不等式,由条件脱去“f”,转化为自变量间的大小关系,应注意函数的定义域.(3)利用单调性求参数的取值(范围).根据其单调性直接构建参数满足的方程(组)(不等式(组))或先得到其图象的升降,再结合图象求解.对于分段函数,要注意衔接点的取值.
跟踪训练2 (1)(2022·天津静海区模拟)已知函数f(x)=e|x|,记a=f(lg23),b=f ,c=f(2.11.2),则a,b,c的大小关系为A.a函数f(x)=e|x|,其定义域为R,且f(-x)=e|-x|=e|x|=f(x),∴f(x)为偶函数,当x>0时,f(x)=ex,即函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,∵2=lg24>lg23>lg22=1,0
∵函数在(a,a+1)上单调递增,∴a+1≤2或a≥4,∴a≤1或a≥4.
(3)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递减,则不等式f(2x-1)>f(x+1)的解集为_____.
依题意f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递减,所以f(2x-1)>f(x+1)⇔(2x-1)2<(x+1)2,即4x2-4x+1
1.下列函数中,在区间(0,+∞)内单调递减的是A.y= -x B.y=x2-xC.y=ln x-x D.y=ex
2.若函数f(x)= ,则f(x)的值域为A.(-∞,3] B.(2,3)C.(2,3] D.[3,+∞)
∵x2≥0,∴x2+1≥1,
∴f(x)∈(2,3].
3.(2022·贵阳模拟)已知函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,且为奇函数,若f(1)=-2,则满足-2≤f(x-2)≤2的x的取值范围是A.[-2,2] B.[-1,1]C.[1,3] D.[0,4]
因为f(x)为奇函数,若f(1)=-2,则f(-1)=2,所以不等式-2≤f(x-2)≤2可化为f(1)≤f(x-2)≤f(-1),又f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,所以-1≤x-2≤1,解得1≤x≤3.
4.(2022·南通模拟)已知函数f(x)= 若a=50.01,b=lg32,c=lg20.9,则有A.f(a)>f(b)>f(c)B.f(b)>f(a)>f(c)C.f(a)>f(c)>f(b)D.f(c)>f(a)>f(b)
y=ex是增函数,y=e-x是减函数,因此在(0,+∞)上y=ex-e-x单调递增,且此时f(x)>0.f(x)=-x2在x≤0时单调递增,所以f(x)在R上单调递增.c=lg20.9<0,b=lg32,所以01,即a>b>c,所以f(a)>f(b)>f(c).
5.(多选)已知函数f(x)=x- (a≠0),下列说法正确的是A.当a>0时,f(x)在定义域上单调递增B.当a=-4时,f(x)的单调递增区间为(-∞,-2),(2,+∞)C.当a=-4时,f(x)的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞)D.当a>0时,f(x)的值域为R
定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).∵f(x)在(-∞,0),(0,+∞)上单调递增,故A错误;又x→-∞时,f(x)→-∞,x→0-时,f(x)→+∞,∴f(x)的值域为R,故D正确;
由其图象(图略)可知,B,C正确.
6.(多选)已知函数f(x)= 则下列结论正确的是A.f(x)在R上为增函数B.f(e)>f(2)C.若f(x)在(a,a+1)上单调递增,则a≤-1或a≥0D.当x∈[-1,1]时,f(x)的值域为[1,2]
易知f(x)在(-∞,0],(0,+∞)上单调递增,A错误,B正确;若f(x)在(a,a+1)上单调递增,则a≥0或a+1≤0,即a≤-1或a≥0,故C正确;当x∈[-1,0]时,f(x)∈[1,2],当x∈(0,1]时,f(x)∈(-∞,2],故x∈[-1,1]时,f(x)∈(-∞,2],故D不正确.
7.函数y=-x2+2|x|+1的单调递增区间为_________________,单调递减区间为_________________.
(-∞,-1]和[0,1]
(-1,0)和(1,+∞)
画出函数的图象如图所示,单调递增区间为(-∞,-1]和[0,1],单调递减区间为(-1,0)和(1,+∞).
8.(2022·山东师大附中质检)已知函数f(x)=e|x-a|(a为常数),若f(x)在区间[1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是_________.
当x≥a时,f(x)单调递增,当x9.已知函数f(x)=ax- (a>0),且f(x)在(0,1]上的最大值为g(a),求g(a)的最小值.
∴f(x)在(0,1]上单调递增,
∴g(a)的最小值为2.
10.已知函数f(x)=a- .(1)求f(0);
(2)探究f(x)的单调性,并证明你的结论;
f(x)在R上单调递增.证明如下:∵f(x)的定义域为R,∴任取x1,x2∈R且x1
∴f(ax)
11.定义max{a,b,c}为a,b,c中的最大值,设M=max{2x,2x-3,6-x},则M的最小值是A.2 B.3 C.4 D.6
12.如果几个函数的定义域相同、值域也相同,但解析式不同,称这几个函数为“同域函数”. 函数y= 的值域为________,则与y是“同域函数”的一个解析式为_________________________________________________________________________.
y=2x-3,x∈[1,2] 或y=sin(2πx),
x∈[1,2]或y=3x-1-2,x∈[1,2](答案不唯一)
所以x≥1且x≤2,所以函数的定义域为[1,2].
所以f(x)∈[-1,1],所以函数的值域为[-1,1].只要满足定义域为[1,2],且值域为[-1,1]的函数均符合题意,例如y=sin(2πx),x∈[1,2]或y=2x-3,x∈[1,2]或y=3x-1-2,x∈[1,2].
定义域为{x|x≠-2a},
14.(2022·沧州模拟)设函数f(x)=x3-sin x+x,则满足f(x)+f(1-2x)<0的x的取值范围是__________.
f(x)=x3-sin x+x,∵f(-x)=(-x)3-sin(-x)+(-x)=-(x3-sin x+x)=-f(x),∴f(x)为奇函数,又f′(x)=3x2-cs x+1≥0,∴f(x)为R上的增函数,∴f(x)+f(1-2x)<0可化为f(x)<-f(1-2x)=f(2x-1),∴x<2x-1,即x>1,∴满足f(x)+f(1-2x)<0的x的取值范围是(1,+∞).
15.(2022·厦门模拟)函数g(x)=ax+2(a>0),f(x)=x2-2x,对∀x1∈[-1,2],∃x0∈[-1,2],使g(x1)=f(x0)成立,则a的取值范围是
若对∀x1∈[-1,2],∃x0∈[-1,2],使g(x1)=f(x0)成立,只需函数y=g(x)的值域为函数y=f(x)的值域的子集即可.函数f(x)=x2-2x=(x-1)2-1,x∈[-1,2]的值域为[-1,3].当a>0时,g(x)=ax+2单调递增,可得其值域为[2-a,2+2a],要使[2-a,2+2a]⊆[-1,3],
16.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)+1,且当x>0时,f(x)>-1.(1)求f(0)的值,并证明f(x)在R上是增函数;
令x=y=0,得f(0)=-1.在R上任取x1>x2,则x1-x2>0,所以f(x1-x2)>-1.又f(x1)=f[(x1-x2)+x2]=f(x1-x2)+f(x2)+1>f(x2),所以函数f(x)在R上是增函数.
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