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2024年暑假初升高衔接数学讲义学案 第13讲 函数的单调性与最值
展开————初中知识回顾————
正比例函数和一次函数:当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小;
反比例函数:当时,函数图像的两个分支分别在第一、三象限。在每个象限内,y随x 的增大而减小。
当时,函数图像的两个分支分别在第二、四象限。在每个象限内,随x 的增大而增大。
二次函数:如果自变量的取值范围是,那么,首先要看是否在自变量取值范围内,若在此范围内,则当x=时,;若不在此范围内,则需要考虑函数在范围内的增减性,如果在此范围内,y随x的增大而增大,则当时,,当时,;如果在此范围内,y随x的增大而减小,则当时,,当时,。学科-网
————高中知识链接————
函数的单调性
(1)增函数:若对于定义域内的某个区间上的任意两个自变量、,当时,都有,那么就说函数在区间上是增函数;
(2)减函数:若对于定义域内的某个区间上的任意两个自变量、,当时,都有
,那么就说函数在区间上是减函数.
函数的最值
1.最大值:一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足:
(1)对于任意的,都有;
(2)存在,使得.
那么,我们称是函数的最大值.
2.最小值:一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足:
(1)对于任意的,都有;
(2)存在,使得.
那么,我们称是函数的最小值.
【经典题型】
初中经典题型
1.下列函数中,对于任意实数,,当时,满足的是( )
A. y=﹣3x+2 B. y=2x+1 C. y=2x2+1 D. y=﹣
【答案】A
∴当x>0时,y随x的增大而增大,当x<0时,y随x的增大而减小,则对于任意实数x1,x2,当x1>x2时,足y1不一定大于y2,故选项C错误,
∵y=﹣,
∴y随x的增大而增大,则对于任意实数x1,x2,当x1>x2时,满足y1>y2,故选项D错误,
故选:A.
点睛:本题考查二次函数图象上点的坐标特征、一次函数图象上点的坐标特征,解答本题的关键是明确一次函数和二次函数图象的变化特点.
2.下列函数的图像在每一个象限内,值随值的增大而增大的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A选项:对于一次函数y=-x+1,k<0,函数的图象在每一个象限内,y值随x值的增大而减小,故本选项错误;
B选项:对于二次函数y=x2-1,当x>0时,y值随x值的增大而增大,当x<0时,y值随x值的增大而减小,故本选项错误;
C选项:对于反比例函数y= ,k>0,函数的图象在每一个象限内,y值随x值的增大而减小,故本选项错误;
D选项:对于反比例函数y=−,k<0,函数的图象在每一个象限内,y值随x值的增大而增大,故本选项正确.
故选D.
3.已知反比例函数y=﹣,当﹣3<x<﹣2时,y的取值范围是( )
A. 0<y<1 B. 1<y<2 C. 2<y<3 D. ﹣3<y<﹣2
【答案】C
【解析】分析:
由题意易得当﹣3<x<﹣2时,函数的图象位于第二象限,且y随x的增大而增大,再计算出当x=-3和x=-2时对应的函数值,即可作出判断了.
4.反比例函数的图象如图所示,以下结论:
①常数m<﹣1;
②在每个象限内,y随x的增大而增大;
③若A(﹣1,h),B(2,k)在图象上,则h<k;
④若P(x,y)在图象上,则P′(﹣x,﹣y)也在图象上.
其中正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】C
【解析】∵反比例函数的图象位于一三象限,
∴m>0
故①错误;
当反比例函数的图象位于一三象限时,在每一象限内,y随x的增大而减小,故②错误;
将A(﹣1,h),B(2,k)代入得到h=﹣m,2k=m,
∵m>0
∴h<k
故③正确;
将P(x,y)代入得到m=xy,将P′(﹣x,﹣y)代入得到m=xy,
故P(x,y)在图象上,则P′(﹣x,﹣y)也在图象上
故④正确,
故选:C.
5.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的开口向上,与x轴交点的横坐标分别为-1、3,则下列说法错误的是( )
A. 对称轴是直线x=1 B. 方程ax2+bx+c=0的解是x1=-1,x2=3
C. 当x<1,y随x的增大而增大 D. 当-1<x<3时,y<0
【答案】C
【解析】A. 抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交点的横坐标分别为-1、3,∴对称轴是直线,故正确;
B.∵抛物线y=ax ²+bx+c(a≠0)与x轴交点的横坐标分别为−1、3,∴方程ax ²+bx+c=0的根是x ₁=−1,x ₂=3,故正确;
C.根据图象得抛物线对称轴为x=1,而抛物线开口方向向上,∴当x<1时,y随x的增大而减小,故错误;
D. 抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的开口向上,∴当-1<x<3时,y<0,故正确;
故选C.
6.若A(﹣4,y1),B(﹣3,y2),C(1,y3)为二次函数y=x2+4x﹣m的图象上的三点,则y1,y2,y3的大小关系是( )
A. y1<y2<y3 B. y2<y1<y3 C. y3<y1<y2 D. y1<y3
【答案】B
7.下列关于二次函数y=x2+2x+3的最小值的描述正确的是( )
A. 有最小值是2 B. 有最小值是3 C. 有最大值是2 D. 有最大值是3
【答案】A
【解析】
试题解析:∵y=x2+2x+3=(x+1)2+2中,a>0,∴二次函数y=x2+2x+3的最小值是2,故选A.
【点睛】根据顶点式得到它的顶点坐标是(-1,2),即可求出函数的最大值.
8.当-2≤x≤l时,二次函数有最大值4,则实数m的值为( )
(A) (B) 或 (C)2或 (D)2或或
【答案】C
【解析】
试题分析:∵当-2≤x≤l时,二次函数有最大值4,
∴二次函数在-2≤x≤l上可能的取值是x=-2或x=1或x=m.
当x=-2时,由解得,此时,它在-2≤x≤l的最大值是,与题意不符.
当x=1时,由解得,此时,它在-2≤x≤l的最大值是4,与题意相符.
当x= m时,由解得,此时. 对,它在-2≤x≤l的最大值是4,与题意相符;对,它在-2≤x≤l在x=1处取得,最大值小于4,与题意不符.
综上所述,实数m的值为2或.
故选C.
高中经典题型
1.若函数f(x)满足“对任意x1,x2∈(0,+∞),当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2)”,则f(x)的解析式可以是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据条件知,f(x)在(0,+∞)上单调递减.
对于A,在(1,+∞)上单调递增,排除A;
对于B,在(0,+∞)上单调递增,排除B;
对于C,在(0,+∞)上单调递减,C正确;
对于D,在(0,+∞)上单调递增,排除D.
2.若函数f(x)=-x2+2ax与g(x)=(a+1)1-x在区间[1,2]上都是减函数,则a的取值范围是( )
A.(-1,0) B.(-1,0)∪(0,1]
C.(0,1) D.(0,1]
【答案】D
3.函数f(x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)))x-lg2(x+2)在区间[-1,1]上的最大值为________.
【答案】3
【解析】由于在R上单调递减,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.
4.求函数的单调区间
【解析】∵
其图象如图所示,所以函数的单调递增区间为和;
单调递减区间为和。
5.的递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解不等式得或,因此函数的定义域为
,令,,由于内层函数在上单调递增,
外层函数为单调递减函数,由复合函数得单调性可知,函数的递增区间是,故选A.
6.函数的单调递增区是( )
A. B. C.和 D.
【答案】D
【实战演练】
————先作初中题 —— 夯实基础————
A 组
1.正比例函数y=(2k+1)x,若y随x增大而减小,则k的取值范围是( )
A. k>- B. k<- C. k= D. k=0
【答案】B
【解析】由题意得, , .
故选B.
2.已知二次函数y=﹣(x﹣h)2(h为常数),当自变量x的值满足2≤x≤5时,与其对应的函数值y的最大值为﹣1,则h的值为( )
A. 3或6 B. 1或6 C. 1或3 D. 4或6
【答案】B
【解析】【分析】分h<2、2≤h≤5和h>5三种情况考虑:当h<2时,根据二次函数的性质可得出关于h的一元二次方程,解之即可得出结论;当2≤h≤5时,由此时函数的最大值为0与题意不符,可得出该情况不存在;当h>5时,根据二次函数的性质可得出关于h的一元二次方程,解之即可得出结论.综上即可得出结论.
【详解】如图,当h<2时,有﹣(2﹣h)2=﹣1,
解得:h1=1,h2=3(舍去);
当2≤h≤5时,y=﹣(x﹣h)2的最大值为0,不符合题意;
当h>5时,有﹣(5﹣h)2=﹣1,
解得:h3=4(舍去),h4=6,
综上所述:h的值为1或6,
故选B.
3.一次函数与二次函数 交于x轴上一点,则当时,二次函数 的最小值为( )
A. 15 B. -15 C. 16 D. -16
【答案】D
4.一次函数若随的增大而增大,则的取值范围是_______.
【答案】m>﹣2
【解析】【分析】根据图象的增减性来确定(m+2)的取值范围,从而求解.
【详解】∵一次函数y=(m+2)x+1,若y随x的增大而增大,
∴m+2>0,解得,m>﹣2,故答案为:m>﹣2.
【点睛】本题考查了一次函数的性质,熟练掌握一次函数的增减性质是解题的关键.
函数值y随x的增大而减小⇔k<0;函数值y随x的增大而增大⇔k>0.
5.在一次函数中,如果的值随自变量的值增大而增大,那么的取值范围是________.
【答案】k>1
【解析】分析:先根据一次函数的性质:y随着x增大而增大得出关于k的不等式,求出k的取值范围即可.
详解:在一次函数中,
∵的值随自变量的值增大而增大,
∴,解得k>1.
故答案为:k>1.
6.已知反比例函数的图像经过点(-2017,2018),当时,函数值y随自变量x的值增大而_________.(填“增大”或“减小”)
【答案】增大
【解析】∵反比例函数的图像经过点(-2017,2018),
∴k=-2017×2018<0,
∴当x>0时,y随x的增大而增大.
故答案为:增大.
7.二次函数y=x2-2x-3,当m-2≤x≤m时函数有最大值5,则m的值可能为___________
【答案】0或4
【解析】分析:根据二次函数的图像和解析式,判断出函数的最值的自变量x的值,然后根据m的范围求出m的值即可.
详解:令y=5,可得x2-2x-3=5,
解得x=-2或x=4
所以m-2=-2,m=4
即m=0或4.
故答案为:0或4.
点睛:此题主要考查了二次函数的最值,求二次函数的最大(小)值有三种方法,第一种可由图像直接得出,第二种配方法,第三种公式法,此题关键是根据最值构造一元二次方程求解.
8.下列关于函数的四个命题:①当时,有最小值10;②为任意实数,时的函数值大于时的函数值;③若,且是整数,当时,的整数值有个;④若函数图象过点和,其中,,则.其中真命题的序号是( )
A.①B.②C.③D.④
【答案】C.
【解析】
试题解析:∵y=x2-6x+10=(x-3)2+1,
∴当x=3时,y有最小值1,故①错误;
当x=3+n时,y=(3+n)2-6(3+n)+10,
当x=3-n时,y=(n-3)2-6(n-3)+10,
∵(3+n)2-6(3+n)+10-[(n-3)2-6(n-3)+10]=0,
∴n为任意实数,x=3+n时的函数值等于x=3-n时的函数值,故②错误;
∵抛物线y=x2-6x+10的对称轴为x=3,a=1>0,
∴当x>3时,y随x的增大而增大,
当x=n+1时,y=(n+1)2-6(n+1)+10,
当x=n时,y=n2-6n+10,
(n+1)2-6(n+1)+10-[n2-6n+10]=2n-4,
∵n是整数,
∴2n-4是整数,故③正确;
∵抛物线y=x2-6x+10的对称轴为x=3,1>0,
∴当x>3时,y随x的增大而增大,x<0时,y随x的增大而减小,
∵y0+1>y0,∴当0<a<3,0<b<3时,a>b,当a>3,b>3时,a<b,当0<a<3,b>3时,a,b的大小不确定,故④错误;
故选C.
————再战高中题 —— 能力提升————
B 组
1.下列函数中,在区间(0,+∞)内单调递减的是( )
A.y=eq \f(1,x)-x B.y=x2-x
C.y=ln x-x D.y=ex-x
【答案】A
2.定义在R上的奇函数y=f(x)在(0,+∞)上递增,且feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=0,则不等式f(lgeq \s\d9(\f(1,9))x)>0的解集为______.
【答案】或
【解析】∵y=f(x)是定义在R上的奇函数,且y=f(x)在(0,+∞)上递增.
∴y=f(x)在(-∞,0)上也是增函数,又feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=0,知feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))=-feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=0.
故原不等式可化为或,
∴或,解得或.
所以原不等式的解集为或.
3.函数的单调递增区间为 .
【答案】和.
【解析】作出函数的图象如下图所示,
由图象可知,函数的单调递增区间为和.
4.已知函数在区间上为增函数,则实数的取值范围 .
【答案】
【解析】函数: ,由复合函数的增减性可知,若 在 (-2,+∞)为增函数,∴1-2a<0,
5.若函数在是增函数,则的取值范围( )
A、 B、 C、 D、
【答案】C
6.函数,的最小值为0,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为在上单调递减,且,所以;故选D.
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