1、函数的单调性与最值 一、选择题1(2021全国卷甲)下列函数中是增函数的为()Af (x)xBf (x)Cf (x)x2Df (x)D法一(排除法):取x11,x20,对于A项有f (x1)1,f (x2)0,所以A项不符合题意;对于B项有f (x1),f (x2)1,所以B项不符合题意;对于C项有f (x1)1,f (x2)0,所以C项不符合题意故选D法二(图像法):如图,在坐标系中分别画出A,B,C,D四个选项中函数的大致图像,即可快速直观判断D项符合题意故选D2函数f (x)x在上的最大值是()ABC2D2A函数f (x)x在(,0)上是减函数,则函数f (x)在上的最大值为f (2)2
2、,故选A3函数f (x)x|1x|的单调递增区间为()A(,0)B(,1C(0,)D1,)Bf (x)因此函数f (x)的单调递增区间为(,1,故选B4已知函数f (x)|xa|在(,1)上是单调函数,则a的取值范围是()A(,1B(,1C1,)D1,)Af (x)由题意知a1,即a1,故选A5已知函数f (x)是定义在区间0,)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x1)f 的x的取值范围是()ABCDD因为函数f (x)是定义在区间0,)上的增函数,满足f (2x1)f 所以02x1,解得x6函数y,x(m,n的最小值为0,则m的取值范围是()A(1,2)B(1,2)C1,2)D1
3、,2)D函数y1,当x(1,)时,函数是减函数,又当x2时,y0,1m2,故选D二、填空题7已知函数f (x)ln xx,若f (a2a)f (a3),则正实数a的取值范围是_(3,)因为f (x)ln xx在(0,)上是增函数,所以解得3a1或a3又a0,所以a38函数f (x)的值域为_,因为 所以2x4,所以函数f (x)的定义域为2,4又y1,y2在区间2,4上均为减函数,所以f (x)在2,4上为减函数,所以f (4)f (x)f (2)即f (x) 9若函数f (x)在(,)上单调递增,则实数m的取值范围是_(0,3由题意知解得0m3三、解答题10已知函数f (x)(1)写出函数f
4、 (x)的定义域和值域;(2)证明:函数f (x)在(0,)上为单调递减函数,并求f (x)在x2,8上的最大值和最小值解(1)定义域为x|x0又f (x)1,所以值域为y|y1(2)证明:任取0x1x2,则f (x1)f (x2)又0x1x2,所以x1x20,x2x10,所以f (x1)f (x2)0,即f (x1)f (x2),所以函数f (x)在(0,)上为单调递减函数在x2,8上的最大值为f (2)2,最小值为f (8)11设函数f (x)ax2bx1(a,bR),F (x)(1)若f (1)0,且对任意实数x均有f (x)0成立,求F (x)的解析式;(2)在(1)的条件下,当x2,
5、2时,g(x)f (x)kx是单调函数,求实数k的取值范围解(1)f (1)0,ba1由f (x)0恒成立,知a0且方程ax2bx10中b24a(a1)24a(a1)20,a1从而f (x)x22x1F (x)(2)由(1)可知f (x)x22x1,g(x)f (x)kxx2(2k)x1,由g(x)在2,2上是单调函数,知2或2,得k2或k6即实数k的取值范围为(,26,)1(2021曲阜模拟)已知函数f (x)logax(a0且a1)满足f (a1)f (a2),则f (2x3)0的解集是()A(,2)BCD(2,)C因为函数f (x)logax(a0且a1)满足f (a1)f (a2),所
6、以0a1,则函数f (x)logax(0a1)是减函数,所以f (2x3)0可化为02x31,求解可得x2,故选C2设函数f (x)g(x)x2f (x1),则函数g(x)的递减区间是_0,1)由题意知g(x)函数图像如图所示,其递减区间是0,1)3已知f (x),x1,)(1)当a时,用定义证明函数的单调性并求函数f (x)的最小值;(2)若对任意x1,),f (x)0恒成立,试求实数a的取值范围解(1)当a时,f (x)x2,任取1x1x2,则f (x1)f (x2)(x1x2)因为1x1x2,所以x1x21,所以2x1x210又x1x20,所以f (x1)f (x2),所以f (x)在1
7、,)上是增函数,所以f (x)在1,)上的最小值为f (1)(2)因为在区间1,)上,f (x)0恒成立,则等价于a大于函数(x)(x22x)在1,)上的最大值因为(x)(x1)21在1,)上单调递减,所以当x1时,(x)取最大值为(1)3,所以a3,故实数a的取值范围是(3,)1如果函数yf (x)在区间I上是增函数,且函数y在区间I上是减函数,那么称函数yf (x)是区间I上的“缓增函数”,区间I叫作“缓增区间”若函数f (x)x2x是区间I上的“缓增函数”,则“缓增区间”I为()A1,)B0,C0,1D1,D因为函数f (x)x2x的图像的对称轴为直线x1,所以函数yf (x)在区间1,
8、)上是增函数又当x1时,1,令g(x)1(x1),则g(x),由g(x)0得1x,即函数1在区间1,上单调递减故“缓增区间”I为1,2已知定义在R上的函数f (x)满足f (xy)f (x)f (y)1;当x0时,f (x)1(1)求f (0)的值,并证明f (x)在R上是单调递增函数;(2)若f (1)1,解关于x的不等式f (x22x)f (1x)4解(1)令xy0,得f (0)1在R上任取x1x2,则x1x20,f (x1x2)1又f (x1)f (x1x2)x2f (x1x2)f (x2)1f (x2),所以函数f (x)在R上是单调递增函数(2)由f (1)1,得f (2)3,f (3)5由f (x22x)f (1x)4,得f (x22x)f (1x)15,即f (x2x1)f (3),又函数f (x)在R上是增函数,故x2x13,解得x2或x1,故原不等式的解集为x|x2或x1
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