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文檔簡介
第03講3.2.1單調(diào)性與最大(?。┲嫡n程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)①理解單調(diào)函數(shù)的定義,理解增函數(shù)、減函數(shù)、單調(diào)區(qū)間、單調(diào)性的定義.②掌握定義法證明函數(shù)單調(diào)性的步驟.③掌握函數(shù)單調(diào)區(qū)間的寫法.④理解函數(shù)的最大(小)值的概念及其幾何意義.⑤.會借助單調(diào)性求最值.⑥掌握求二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最值.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),要求掌握函數(shù)單調(diào)性的證明,會求常用函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,會利用函數(shù)的單調(diào)性求函數(shù)的最大與最小值.并能通過函數(shù)的單調(diào)性求待定參數(shù)的值.知識點01:函數(shù)的單調(diào)性1、增函數(shù)與減函數(shù)1.1增函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)的定義域為,區(qū)間,如果,當(dāng)時,都有,那么就稱函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增.(如圖:圖象從左到右是上升的)特別地,當(dāng)函數(shù)在它的定義域上單調(diào)遞增時,稱它是增函數(shù)(increasingfunction).1.2減函數(shù)一般地,設(shè)函數(shù)的定義域為,區(qū)間,如果,當(dāng)時,都有,那么就稱函數(shù)在區(qū)間上是單調(diào)遞減.(如圖:圖象從左到右是下降的)特別地,當(dāng)函數(shù)在它的定義域上單調(diào)遞增時,稱它是減函數(shù)(decreasingfunction).2、函數(shù)的單調(diào)性與單調(diào)區(qū)間如果函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增或單調(diào)遞減,那么就說函數(shù)在這一區(qū)間具有(嚴(yán)格的)單調(diào)性,區(qū)間叫做的單調(diào)區(qū)間.3、常見函數(shù)的單調(diào)性函數(shù)單調(diào)性一次函數(shù)()當(dāng)時,在上單調(diào)遞增當(dāng)時,在上單調(diào)遞減反比例函數(shù)()當(dāng)時,在和上單調(diào)遞減當(dāng)時,在和上單調(diào)遞增二次函數(shù)()對稱軸為當(dāng)時,在上單調(diào)遞減;在上單調(diào)遞增當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減知識點02:函數(shù)單調(diào)性的判斷與證明1、定義法:一般用于證明,設(shè)函數(shù),證明的單調(diào)區(qū)間為①取值:任取,,且;②作差:計算;③變形:對進(jìn)行有利于符號判斷的變形(如通分,因式分解,配方,有理化等);如有必要需討論參數(shù);④定號:通過變形,判斷或(),如有必要需討論參數(shù);⑤下結(jié)論:指出函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性2、圖象法一般通過已知條件作出函數(shù)的圖象(或者草圖),利用圖象判斷函數(shù)的單調(diào)性.3、性質(zhì)法(1)函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性與在給定區(qū)間上的單調(diào)性相反;(2)函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性與的單調(diào)性相同;(3)和的公共定義區(qū)間,有如下結(jié)論;增增增不確定增減不確定增減減減不確定減增不確定減【即學(xué)即練1】(2023春·青海西寧·高二校考開學(xué)考試)已知函數(shù).(1)判斷函數(shù)在上的單調(diào)性,并證明;【答案】(1)函數(shù)在上單調(diào)遞減,理由見詳解【詳解】(1)函數(shù)在上單調(diào)遞減;理由如下:取,規(guī)定;則因為,所以所以所以函數(shù)在上單調(diào)遞減知識點03:函數(shù)的最大(小)值1、最大值:對于函數(shù),其定義域為,如果存在實數(shù)滿足:①,都有②,使得那么稱是函數(shù)的最大值;2、最小值:對于函數(shù),其定義域為,如果存在實數(shù)滿足:①,都有②,使得那么稱是函數(shù)的最小值;知識點四:復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性(同增異減)一般地,對于復(fù)合函數(shù),單調(diào)性如下表示,簡記為“定義域優(yōu)先,同增異減”,即內(nèi)層函數(shù)與外層函數(shù)單調(diào)性相同時,復(fù)合函數(shù)為增函數(shù);內(nèi)層函數(shù)與外層函數(shù)單調(diào)性不同時,復(fù)合函數(shù)為減函數(shù)::令:和增增增增減減減增減減減增【即學(xué)即練2】(2023·全國·高三專題練習(xí))當(dāng)時,則函數(shù)的值域為(
)A. B.C. D.【答案】C【詳解】令,因為,所以,當(dāng)時,函數(shù)單調(diào)遞減,故,當(dāng)時,即,所以,所以函數(shù)的值域為:.故選:C.題型01定義法判斷或證明函數(shù)單調(diào)性【典例1】(2023·高一課時練習(xí))下列有關(guān)函數(shù)單調(diào)性的說法,不正確的是(
)A.若為增函數(shù),為增函數(shù),則為增函數(shù)B.若為減函數(shù),為減函數(shù),則為減函數(shù)C.若為增函數(shù),為減函數(shù),則為增函數(shù)D.若為減函數(shù),為增函數(shù),則為減函數(shù)【答案】C【詳解】根據(jù)不等量的關(guān)系,兩個相同單調(diào)性的函數(shù)相加單調(diào)性不變,選項A,B正確;選項D:為增函數(shù),則為減函數(shù),為減函數(shù),為減函數(shù),選項D正確;選選C:若為增函數(shù),為減函數(shù),則的增減性不確定.例如為上的增函數(shù),當(dāng)時,在上為增函數(shù);當(dāng)時,在上為減函數(shù),故不能確定的單調(diào)性.故選:C【典例2】(2023秋·廣東·高一校聯(lián)考期末)已知函數(shù),且,.(1)求函數(shù)的解析式;(2)根據(jù)定義證明函數(shù)在上單調(diào)遞增.【答案】(1)(2)證明見解析【詳解】(1)由已知,解得,;(2)任取,則,,,,即,函數(shù)在上單調(diào)遞增.【變式1】(2023秋·高一課時練習(xí))求證:函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù).【答案】證明見解析【詳解】證明:任取,.又,,.∴,則,即.∴在區(qū)間上是增函數(shù).【變式2】(2023春·新疆烏魯木齊·高一新疆師范大學(xué)附屬中學(xué)校考開學(xué)考試)設(shè)函數(shù).(1)用定義證明函數(shù)在區(qū)間上是單調(diào)減函數(shù);【答案】(1)見解析;【詳解】(1)任取,因為在上是單調(diào)減函數(shù)【變式3】(2023·全國·高一專題練習(xí))求證:函數(shù)在區(qū)間上是減函數(shù).【答案】證明見解析【詳解】設(shè),且,則,,且,又,,,即,故函數(shù)在區(qū)間是減函數(shù).題型02求函數(shù)單調(diào)區(qū)間【典例1】(2023春·山東濱州·高一??茧A段練習(xí))函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是(
)A. B.C. D.【答案】B【詳解】由知,函數(shù)為開口向上,對稱軸為的二次函數(shù),則單調(diào)遞增區(qū)間是.故選:B.【典例2】(2023秋·山東棗莊·高一棗莊八中??茧A段練習(xí))函數(shù)的減區(qū)間是(
)A. B.C., D.【答案】C【詳解】由圖象知單調(diào)減區(qū)間為,故選:.【變式1】(2023春·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·高一校考開學(xué)考試)如圖是函數(shù)的圖象,則函數(shù)的減區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】解:若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則對應(yīng)的函數(shù)圖象為從左到右下降的.由圖象知,函數(shù)的圖象在,上分別是從左到右下降的,則對應(yīng)的減區(qū)間為,,故選:D.題型03復(fù)合函數(shù)單調(diào)區(qū)間【典例1】(2023·高一課時練習(xí))函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】函數(shù)的定義域需要滿足,解得定義域為,因為在上單調(diào)遞增,所以在上單調(diào)遞增,故選:D.【典例2】(2023·海南海口·統(tǒng)考模擬預(yù)測)函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是(
)A. B.和C. D.和【答案】B【詳解】,則由二次函數(shù)的性質(zhì)知,當(dāng)時,的單調(diào)遞減區(qū)間為;當(dāng),的單調(diào)遞減區(qū)間為,故的單調(diào)遞減區(qū)間是和.故選:B【變式1】(2023·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】A【詳解】當(dāng)時,,則函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,則函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是.故選:A題型04根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)【典例1】(2023秋·四川達(dá)州·高一??茧A段練習(xí))若函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù),則實數(shù)的取值范圍是______【答案】【詳解】二次函數(shù)的圖像開口向上,單調(diào)增區(qū)間為,又函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù),則,解之得,則實數(shù)的取值范圍是故答案為:【典例2】(2023·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)在區(qū)間上是減函數(shù),則整數(shù)的取值可以為()A. B. C.0 D.1【答案】A【詳解】解:由題意可得,解得,∴整數(shù)a的取值可以為.故選:A【變式1】(2023春·青海西寧·高二校考開學(xué)考試)已知在上是增函數(shù),則的取值范圍是________.【答案】【詳解】由于在上是增函數(shù),所以,所以的取值范圍是.故答案為:【變式2】(2023·全國·高一專題練習(xí))“”是“函數(shù)在區(qū)間上為減函數(shù)”的(
)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】A【詳解】的圖象如圖所示,要想函數(shù)在區(qū)間上為減函數(shù),必須滿足,因為是的子集,所以“”是“函數(shù)在區(qū)間上為減函數(shù)”的充分不必要條件.故選:A題型05根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性解不等式【典例1】(2023秋·高一課時練習(xí))已知函數(shù)是定義在上的增函數(shù),且,則的取值范圍是(
)A. B.(2,3)C.(1,2) D.(1,3)【答案】A【詳解】∵是定義在R上的增函數(shù),且,∴,解得,則a的取值范圍為.故選:A.【典例2】(2023春·廣東深圳·高二深圳市高級中學(xué)??奸_學(xué)考試)已知函數(shù)在定義域上是減函數(shù),且,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【詳解】因為函數(shù)在定義域上是減函數(shù),且,則有解得,所以實數(shù)的取值范圍是.故選:A.【典例3】(2023秋·云南保山·高一統(tǒng)考期末)已知定義在上的函數(shù),滿足,且當(dāng)時,.(1)討論函數(shù)的單調(diào)性,并說明理由;(2)若,解不等式.【答案】(1)在上單調(diào)遞增,理由見解析(2)【詳解】(1)解:在上單調(diào)遞增,理由如下:因為定義域為,不妨取任意,且,則,由題意,即,所以在上單調(diào)遞增.(2)因為,令,由可得:,即,由,可得,令,,則,所以不等式,即,即,由(1)可知在定義域內(nèi)單調(diào)遞增,所以只需,解得,所以不等式的解集為.【變式1】(2023·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)y=f(x)在R上單調(diào)遞減,且f(2m-3)>f(-m),則實數(shù)m的取值范圍是(
)A.(-∞,-1) B.(-1,+∞) C.(1,+∞) D.(-∞,1)【答案】D【詳解】因為函數(shù)y=f(x)在R上單調(diào)遞減,且f(2m-3)>f(-m),所以,得,所以實數(shù)m的取值范圍是(-∞,1),故選:D【變式2】(2023·山東棗莊·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)是定義在上的減函數(shù),且,則的取值范圍是______.【答案】【詳解】函數(shù)是定義在上的減函數(shù),且,∴,解得.故答案為:題型06根據(jù)單調(diào)性(圖象)求最值或值域【典例1】(多選)(2023秋·云南怒江·高一校考期末)已知函數(shù)的定義域為,其圖象如圖所示,則下列說法中正確的是()A.的單調(diào)遞減區(qū)間為B.的最大值為C.的最小值為D.的單調(diào)遞增區(qū)間為【答案】ABC【詳解】對于A,由圖象可知:的單調(diào)遞減區(qū)間為,A正確;對于B,當(dāng)時,,B正確;對于C,當(dāng)時,,C正確;對于D,由圖象可知:的單調(diào)遞增區(qū)間為和,但并非嚴(yán)格單調(diào)遞增,不能用“”連接,D錯誤.故選:ABC.【典例2】(2023春·重慶·高二統(tǒng)考階段練習(xí))函數(shù)是定義在上的奇函數(shù),且.(1)求實數(shù)a,b,并確定函數(shù)的解析式;(2)判斷在(-1,1)上的單調(diào)性,并用定義證明你的結(jié)論;(3)寫出的單調(diào)減區(qū)間,并判斷有無最大值或最小值?如有,寫出最大值或最小值.(本小問不需要說明理由)【答案】(1)(2)見解析(3)單調(diào)減區(qū)間為x=-1時,,當(dāng)x=1時,.【詳解】(1)是奇函數(shù),.即,,,又,,,(2)任取,且,,,,,,在(-1,1)上是增函數(shù).(3)單調(diào)減區(qū)間為當(dāng)x=-1時,,當(dāng)x=1時,.【變式1】(2023·全國·高一專題練習(xí))設(shè)對任意的有,且當(dāng)時,.(1)求證是上的減函數(shù);(2)若,求在上的最大值與最小值.【答案】(1)證明見解析;(2).【詳解】(1)令,則有,令,則,設(shè)且,則,因為時,所以,所以是上的減函數(shù).(2)由(1):是上的減函數(shù),所以在上單調(diào)遞減,又,,所以.【變式2】(2023秋·高一單元測試)已知函數(shù)是上的偶函數(shù)(1)求實數(shù)的值,判斷函數(shù)在,上的單調(diào)性;(2)求函數(shù)在,上的最大值和最小值.【答案】(1),單調(diào)遞增(2)最小值,最大值【詳解】(1)若函數(shù)是上的偶函數(shù),則,即,解得,所以,函數(shù)在上單調(diào)遞減.(2)由(1)知函數(shù)在上單調(diào)遞減,又函數(shù)是上的偶函數(shù),所以函數(shù)在,上為增函數(shù),所以函數(shù)在,上為增函數(shù),在,上為減函數(shù).又所以題型07根據(jù)函數(shù)的最值(值域)求參數(shù)【典例1】(2023·全國·高一專題練習(xí))函數(shù)在時有最大值為,則的值為(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】解:因為時,,當(dāng)且僅當(dāng),即時取“”,所以函數(shù),解得,,所以.故選:C.【典例2】(2023·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù),它的最大值為,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】由題意,函數(shù)表示開口向上,且對稱軸為的拋物線,要使得當(dāng),函數(shù)的最大值為,則滿足且,解得,所以實數(shù)的取值范圍是.故選D.【典例3】(2023秋·廣東茂名·高三統(tǒng)考階段練習(xí))設(shè)函數(shù)若存在最小值,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】B【詳解】若時,,;若時,當(dāng)時,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,故沒有最小值;若時,時,單調(diào)遞減,,當(dāng)時,,若函數(shù)有最小值,需或,解得.故選:B【典例4】(2023·全國·高一專題練習(xí))已知(1)根據(jù)單調(diào)性的定義證明函數(shù)在區(qū)間上是減函數(shù)(2)若函數(shù)()的最大值與最小值之差為1,求實數(shù)的值【答案】(1)證明見解析(2)【詳解】(1)且,則,因為,所以,又因為,所以,因此,所以在是減函數(shù);(2)由(1)可知,是減函數(shù),所以時,取得最大值為,時,取得最小值為,因為最大值與最小值之差為1,所以,解得.【變式1】(2023·上海·高三專題練習(xí))設(shè)若是的最小值,則的取值范圍是.【答案】【詳解】由題意,當(dāng)時,的極小值為,當(dāng)時,極小值為,是的最小值,則.【變式1】(2023秋·江西宜春·高一??计谀┮阎瘮?shù).(1)若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,求實數(shù)的取值范圍;(2)若在區(qū)間上有最大值3,求實數(shù)的值.【答案】(1);(2)或.【詳解】(1)的對稱軸,要滿足題意,只需,故實數(shù)的取值范圍為.(2)當(dāng)時,在單調(diào)遞減,則在上的最大值為,令,解得;當(dāng)時,在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,則在上的最大值為,令,解得或,都不滿足,故舍去;當(dāng)時,在單調(diào)遞增,則在上的最大值為,令,解得;綜上所述,或.題型08二次函數(shù)最值問題(含參)【典例1】(2023·高一課時練習(xí))已知函數(shù)的表達(dá)式,若,求函數(shù)的最值.【答案】答案見解析【詳解】解:函數(shù)的圖像的對稱軸為直線.①當(dāng),即時,,;②當(dāng),即時,,;③當(dāng),即時,,;④當(dāng),即時,,.∴,.【典例2】(2023·全國·高三專題練習(xí))已知二次函數(shù)滿足,且.(1)求的解析式;(2)求函數(shù)在區(qū)間,上的最大值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè),則,因為,所以,故,解得:又所以,所以;(2)由(1)得,圖象開口向上,對稱軸為.當(dāng)時,,所以此時函數(shù)的最大值為;當(dāng)時,,所以此時函數(shù)的最大值為;綜上:.【變式1】(2022秋·寧夏銀川·高一??茧A段練習(xí))已知函數(shù)()的最小值為–1.(1)求實數(shù)a的值;(2)當(dāng),時,求函數(shù)的最小值.【答案】(1)2(2)答案詳見解析【詳解】(1)∵函數(shù),∴函數(shù)的圖象開口向上,對稱軸為直線.∴,解得或(舍).∴實數(shù)a的值為2.(2)由(1)知函數(shù)的圖象開口向上,對稱軸為直線.①當(dāng),即時,函數(shù)在區(qū)間上為減函數(shù),∴;②當(dāng)時,函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù),∴;③當(dāng),即時,易知.綜上,當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,.【變式2】(2022秋·陜西西安·高一??茧A段練習(xí))已知函數(shù),求函數(shù)在區(qū)間上的最小值【答案】【詳解】,(1)當(dāng),即時,,(2)當(dāng),即時,,(3)當(dāng)即時,,【變式3】(2022秋·廣東深圳·高一深圳市高級中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù).(1)若函數(shù)在上是增函數(shù),求實數(shù)a的取值范圍;(2)若,求時的最小值.【答案】(1)(2)【詳解】(1)的開口向上,對稱軸為,由于函數(shù)在上是增函數(shù),所以,所以的取值范圍是.(2)當(dāng)時,,開口向上,對稱軸為,所以,當(dāng)時,在時取得最小值,即;當(dāng),時,在時取得最小值,即;當(dāng)時,在時取得最小值,即.所以.題型09函數(shù)不等式恒成立問題【典例1】(2023秋·廣東肇慶·高一廣東肇慶中學(xué)校考期中)已知.(1)若不等式對一切實數(shù)恒成立,求實數(shù)的取值范圍;(2)若,解不等式.【答案】(1)(2)解集見解析【詳解】(1)變形得到對一切實數(shù)x恒成立,當(dāng)時,,不對一切實數(shù)x恒成立,舍去;當(dāng)時,則需,解得,綜上,實數(shù)a的取值范圍是;(2),即,因為,所以,因為,所以當(dāng)時,,解集為,當(dāng)時,,解集為,當(dāng)時,,解集為,綜上:當(dāng)時,的解集為,當(dāng)時,的解集為,當(dāng)時,的解集為.【典例2】(2023·江蘇·高一專題練習(xí))已知函數(shù),(1)判斷函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性,并利用定義證明;(2)若對任意的時,恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,理由見解析;(2).【詳解】(1)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,理由如下:取,且,,因為,,故,,,所以,所以在上單調(diào)遞減;取,且,,因為,,故,,,所以,所以在上單調(diào)遞增;(2)若對任意的時,恒成立,時,無意義,舍去,當(dāng)時,,此時無解,舍去,所以,只需求出的最大值,當(dāng)時,單調(diào)遞減,當(dāng)時,單調(diào)遞增,故,又因為,,故,故,所以,因為,故解得:或?qū)崝?shù)的取值范圍是.【變式1】(2023·高一課時練習(xí))已知函數(shù).(1)若對任意的,恒成立,求實數(shù)的取值范圍;(2)若對任意的,恒成立,求的取值范圍.【答案】(1);(2)或.【詳解】(1)解法一:對任意的,恒成立,即恒成立,即對任意的恒成立.①當(dāng)時,不等式為恒成立,此時;②當(dāng)時,,∵,∴,∴,當(dāng)且僅當(dāng)時,即時取“=”,∴,綜上,a的取值范圍為;解法二:由題可得對任意成立,所以,對于二次函數(shù),對稱軸為軸,當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,則,解得;當(dāng)時,則,解得;當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減,則,無解,綜上,a的取值范圍為;(2)由題可得,則當(dāng)時,不等式恒成立,則,整理得:,解得:或,∴x的取值范圍為或.題型10函數(shù)不等式有解問題【典例1】(2023·高一課時練習(xí))已知函數(shù)(1)解關(guān)于的不等式;(2)已知,當(dāng)時,若對任意的,總存在,使成立,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)答案見解析;(2)或.【詳解】(1)由題設(shè),當(dāng)時,,故不等式解集為;當(dāng)時,,故不等式解集為;當(dāng)時,,故不等式解集為;(2)由題設(shè),在上,要使任意的,總存在,使成立,所以是值域的子集,顯然時不滿足題設(shè),或,可得或.【典例2】(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上的最大值為3,最小值為.(1)求的解析式;(2)若,使得,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【詳解】(1)的開口向上,對稱軸為,所以在區(qū)間上有:,即,所以.(2)依題意,使得,即,由于,,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.所以.【變式1】(2023·高一單元測試)若存在實數(shù),使得不等式成立,求x的取值范圍.【答案】或【詳解】原不等式可化為.設(shè),當(dāng)時,恒成立,滿足題意;當(dāng)時,恒成立,不滿足題意;當(dāng)時,函數(shù)單調(diào)遞增,要使不等式成立,則應(yīng)有,即有,解得,或;當(dāng)時,函數(shù)單調(diào)遞減,要使不等式成立,則應(yīng)有,即有,解得,.綜上所述,x的取值范圍為或.【變式2】(2023·高一課時練習(xí))已知,其中為常數(shù).(1)若的解集為或,求的值;(2)使,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【詳解】(1)解:即為,因為的解集為或,所以,方程的實數(shù)根為,所以,根據(jù)韋達(dá)定理得,即所以.(2)解:因為使,所以,,因為時,,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,由對勾函數(shù)的性質(zhì)可得在上單調(diào)遞增,所以,所以,解得所以,實數(shù)的取值范圍為.題型11重點方法(分類討論)【典例1】(2023·高一課時練習(xí))定義一種運算,設(shè)(t為常數(shù)),且,則使函數(shù)最大值為4的值是__________.【答案】【詳解】若在上的最大值為4,所以由,解得或,所以要使函數(shù)最大值為4,則根據(jù)新定義,結(jié)合與圖像可知,當(dāng),時,,此時解得,當(dāng),時,,此時解得,故或4,故答案為:或4.
【典例2】(2023·全國·高三對口高考)設(shè)的定義域為,對于任意實數(shù),則的最小值__________.【答案】【詳解】可化為,當(dāng),即時,函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以當(dāng)時,函數(shù)取最小值,最小值為,當(dāng),即時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時,函數(shù)取最小值,最小值為,當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時,函數(shù)取最小值,最小值為,所以,故答案為:.題型12數(shù)學(xué)思想方法(數(shù)形結(jié)合)【典例1】(2023·全國·高一專題練習(xí))已知函數(shù)在上單調(diào)遞增,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)題意,函數(shù)在時為單調(diào)遞增,即,解得;易知,二次函數(shù)是開口向上且關(guān)于對稱的拋物線,所以為單調(diào)遞增;若滿足函數(shù)在上單調(diào)遞增,則分段端點處的函數(shù)值需滿足,如下圖所示:所以,解得;綜上可得.故選:A【典例2】(2023·全國·高三對口高考)已知函數(shù),若存在,使得成立,則實數(shù)的取值范圍是(
)A.或 B. C. D.【答案】D【詳解】若存在,使得成立,則說明在上不單調(diào),當(dāng)時,,圖象如圖,滿足題意;當(dāng)時,函數(shù)的對稱軸,其圖象如圖,滿足題意;當(dāng)時,函數(shù)的對稱軸,其圖象如圖,要使在上不單調(diào),則只要滿足,解得,即.綜上,.故選:D.3.2.1單調(diào)性與最大(?。┲礎(chǔ)夯實基礎(chǔ)B能力提升C綜合素養(yǎng)A夯實基礎(chǔ)一、單選題1.(2023·廣東·高三統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試)在區(qū)間(0,+∞)上不是增函數(shù)的函數(shù)是(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】A選項在上是增函數(shù);B選項在是減函數(shù),在是增函數(shù);C選項在是減函數(shù);D選項在是減函數(shù),在是增函數(shù);故選C.2.(2023秋·江蘇揚州·高一期末)的圖象大致是(
)A.B.C.D.【答案】B【詳解】由題設(shè),故上遞減,上遞增,且最小值,根據(jù)各選項圖象知:B符合要求.故選:B3.(2023秋·高一課時練習(xí))已知函數(shù)在上是增函數(shù),則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】D【詳解】函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是,依題意,,所以,即實數(shù)的取值范圍是.故選:D4.(2023·江蘇·高一專題練習(xí))關(guān)于的不等式的解集為,且不等式恒成立,則實數(shù)t的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】D【詳解】由題意知方程的兩根為,,則,即,,當(dāng)且僅當(dāng)即時,等號成立;設(shè),則在上單調(diào)遞增,故,又不等式恒成立,即,,故實數(shù)t的取值范圍為故選:D.5.(2023·湖北黃岡·浠水縣第一中學(xué)校考模擬預(yù)測)已知函數(shù)若,則的單調(diào)遞增區(qū)間為(
)A. B.C. D.【答案】D【詳解】解:依題意,解得a=-1,故,可知在上單調(diào)遞增故選:D6.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)的值域為,則a的最小值為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【詳解】由已知得當(dāng)時,,值域為;當(dāng)時,,值域為;∵函數(shù)的值域為,∴,則a的最小值為1.故選:A.7.(2023秋·高一課時練習(xí))已知函數(shù),對于任意的恒成立,則實數(shù)的最小值是(
)A.0 B.1 C.2 D.3【答案】D【詳解】對于任意的使恒成立,令(),則,即,設(shè),則,故,即實數(shù)m的最小值是.故選:.8.(2023春·廣東河源·高一龍川縣第一中學(xué)??计谥校┰O(shè)函數(shù),若函數(shù)在上是減函數(shù),則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【詳解】解:由題意得:函數(shù)在上是減函數(shù)在上單調(diào)遞減,則當(dāng)時,當(dāng)時,故,解得,所以的取值范圍為故選:B二、多選題9.(2023春·甘肅武威·高一統(tǒng)考開學(xué)考試)下列函數(shù)中,在上單調(diào)遞增的是(
)A. B. C. D.【答案】AD【詳解】畫出函數(shù)圖象如圖所示,由圖可得A,D中的函數(shù)在上單調(diào)遞增,B,C中的函數(shù)在上不單調(diào).故選:AD.10.(2023秋·高一課時練習(xí))下列函數(shù)中滿足“對任意,∈(0,+∞),都有>0”的是(
)A.=- B.=-3+1C.=+4+3 D.=-【答案】ACD【詳解】因為“對任意,∈(0,+∞),都有>0”,所以不妨設(shè),都有,所以為(0,+∞)上的增函數(shù).對于A:=-在(0,+∞)上為增函數(shù),故A正確;對于B:=-3+1在(0,+∞)上為減函數(shù),故B錯誤;對于C:=+4+3對稱軸為=,開口向上,所以在(0,+∞)上為增函數(shù),故C正確;對于D:=-,因為在(0,+∞)上為增函數(shù),在(0,+∞)上為增函數(shù),所以=-在(0,+∞)上為增函數(shù),故D正確;故選:ACD三、填空題11.(2023·高一課時練習(xí))已知函數(shù)是上的嚴(yán)格減函數(shù),則的取值范圍是______.【答案】【詳解】因為函數(shù)是上的嚴(yán)格減函數(shù),所以,即.故答案為:.12.(2023春·寧夏吳忠·高二青銅峽市高級中學(xué)??计谥校┖瘮?shù)的單調(diào)減區(qū)間為__________.【答案】/【詳解】函數(shù)是由函數(shù)和組成的復(fù)合函數(shù),,解得或,函數(shù)的定義域是或,因為函數(shù)在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,而在上單調(diào)遞增,由復(fù)合函數(shù)單調(diào)性的“同增異減”,可得函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間.故答案為:.四、解答題13.(2023·高一課時練習(xí))已知在上的圖像如圖所示.(1)指出的單調(diào)區(qū)間.(2)分別指出在區(qū)間及上的最大、最小值.【答案】(1)和為單調(diào)遞增區(qū)間;、和為單調(diào)遞減區(qū)間,(2)區(qū)間上,最大值為,最小值為;區(qū)間上,最大值為,最小值為.【詳解】(1)如圖,由圖像可以得出:和為單調(diào)遞增區(qū)間;、和為單調(diào)遞減區(qū)間,(2)如圖,由圖像可以得出:當(dāng)時,,;當(dāng)時,,.14.(2023·高一課時練習(xí))己知函數(shù)為定義在上的減函數(shù),且,試求實數(shù)m的取值范圍.【答案】【詳解】函數(shù)是定義在上的減函數(shù),且,∴,解得.故實數(shù)m的取值范圍為.15.(2023·全國·高三專題練習(xí))利用定義證明函數(shù)在區(qū)間上為減函數(shù).【答案】證明見解析【詳解】任取且,則,因為且,可得,所以,即,即,所以函數(shù)是上的減函數(shù).B能力提升1.(2023·全國·高三對口高考)對于任意,函數(shù)的值恒大于零,則x的取值范圍是(
)A. B.C.或 D.【答案】C【詳解】對任意,函數(shù)的值恒大于零設(shè),即在上恒成立.在上是關(guān)于的一次函數(shù)或常數(shù)函數(shù),其圖象為一條線段.則只需線段的兩個端點在軸上方,即,解得或.故選:C.2.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),滿足對任意的實數(shù),且,都有,則實數(shù)a的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】C【詳解】對任意的實數(shù),都有,即成立,可得函數(shù)圖像上任意兩點連線的斜率小于0,說明函數(shù)是減函數(shù);可得:,解得,故選:C3.(2023·北京·高三專題練習(xí))已知函數(shù)的定義域為,存在常數(shù),使得對任意,都有,當(dāng)時,.若在區(qū)間上單調(diào)遞減,則t的最小值為(
)A.3 B. C.2 D.【答案】B【詳解】因為存在常數(shù),使得對任意,都有,所以函數(shù)的周期為,當(dāng)時,函數(shù)在單調(diào)遞減,所以當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減,因為在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以有,故選:B4.(2023春·天津河?xùn)|·高二天津市第七中學(xué)??茧A段練習(xí))若函數(shù)是定義在上的增函數(shù),且對一切,,滿足,則不等式的解為______.【答案】【詳解】,取,,得到,即,,即,函數(shù)是定義在上的增函數(shù),故,解得.故答案為:.5.(2023·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知函數(shù),,若對任意的,存在,使,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【詳解】函數(shù),當(dāng)時,,則,則,函數(shù)在的值域記為,對任意的,存在,使,則,①當(dāng)時,,則,則;②當(dāng)時,因為,則,則,所以,,解得;③當(dāng)時,因為,則,即,所以,,解得.綜上所述,實數(shù)的取值范圍是.故選:B.C綜合素養(yǎng)1.(多選)(2023秋·廣東肇慶·高一廣東肇慶中學(xué)??计谥校ǘ噙x)已知連續(xù)函數(shù)滿足:①,則有,②當(dāng)時,,③,則以下說法中正確的是()A.B.C.在上的最大值是10D.不等式的解集為【答案】ACD【詳解】因為,則有,令,則,則,故A正確;令,則,令
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