内容正文:
第7课 函数的基本性质
普查与练习7 Ⅰ 函数的单调性与最值
1.函数的单调性
a.函数的单调性与单调区间
(1)(2024汇编,10分)判断下列各函数在定义域上的单调性,并用单调性的定义证明结论.
①f(x)=2x-;
②f(x)=,x∈(-1,0).
解:①函数f(x)在R上单调递增.(1分)
证明如下:
易知函数f(x)的定义域为R .
任取x1,x2∈R,设x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=.
∵,∴,∴,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),∴函数f(x)在R上单调递增.(5分)
②函数f(x)在(-1,0)上单调递增.(6分)
证明如下:
任取x1,x2∈(-1,0),设x1<x2,则0<x1x2<1,
∴f(x1)-f(x2)=,
即f(x1)<f(x2),
∴函数f(x)在(-1,0)上单调递增.(10分)
(2)(经典题,5分)下列函数中,在区间(0,+∞)上单调递增的是( )
A.f(x)=-2x
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=-ln(x+1)
解析:A选项, f(x)=.
∵在(0,+∞)上,为增函数,
y=2x为增函数,且两函数值均为正数,
∴为(0,+∞)上的增函数,且y>0,
∴y=为(0,+∞)上的减函数,
∴f(x)=在(0,+∞)上单调递减,
故不符合题意;
B选项, f(x)===2-,
∴f(x)的图像是由反比例函数y=-的图像向左平移2个单位,再向上平移2个单位得到的,如图:
∴由图像可知函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-2)和(-2,+∞).∴f(x)在区间(0,+∞)上单调递增,故符合题意;
C选项, f(x)==2x+.
如图,根据对勾函数y=ax+(a>0,b>0)的图像可知其单调增区间为(-∞,-],[,+∞),单调减区间为[-,0),,
∴可得函数f(x)=2x+在(0,]上单调递减,故不符合题意;
D选项,由f(x)=-ln(x+1)可知函数f(x)的定义域为(-1,+∞).
∵y=在(-1,+∞)上为减函数,y=ln(x+1)在(-1,+∞)上为增函数,
∴f(x)=-ln(x+1)在(-1,+∞)上为减函数,故不符合题意.
(3)(浙江绍兴模拟,4分)关于函数f(x)=log2的单调性的说法正确的是( )
A.在R上是增函数
B.在R上是减函数
C.在区间上是增函数
D.在区间上是减函数
解析:由解析式知函数f(x)的定义域为.
设t=2x-(t>0),显然t=2x-(t>0)在上是增函数,y=log2t在(0,+∞)上是增函数,所以由复合函数的单调性可知,f(x)在区间(,+∞)上是增函数.故选C.
b.根据函数的单调性求参数的取值范围
(4)(2024汇编,25分)①已知函数f(x)=其中a>0,且a≠1,若对任意的x1,x2∈R(x1≠x2),都有>0成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
②已知函数f(x)=lg(x2-4x-5)在(a,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是( )(海南经典真题)
A.(2,+∞) B.[2,+∞) C.(5,+∞) D.[5,+∞)
③若在区间(0,m)内任取实数x1,x2(x1≠x2),不等式(x1lnx2-x2lnx1)(x1-x2)<0均成立,则实数m的最大值是( )
A.e B. C. D.1
④若函数f(x)=2|x-a|+3在区间[1,+∞)上不单调,则实数a的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.(1,+∞) C.(-∞,1) D.(-∞,1]
⑤若函数f(x)=在区间(2,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
解析:①因为对任意的x1,x2∈R(x1≠x2),都有>0成立,所以函数f(x)=在定义域R上是增函数,所以解得≤a<,即实数a的取值范围是.故选C.
②由x2-4x-5>0,得x<-1或x>5,所以函数f(x)=lg(x2-4x-5)的定义域为(-∞,-1)∪(5,+∞).令t=x2-4x-5,x∈(-∞,-1)∪(5,+∞),因为外层函数y=lgt是其定义域内的增函数,所以要使函数f(x)=lg(x2-4x-5)在(a,+∞)上单调递增,则必须使内层函数t=x2-4x-5,x∈(-∞,-1)∪(5,+∞)在(a,+∞)上单调递增,所以(a,+∞)⊆(5,+∞),所以a≥5,即a的取值范围是[5,+∞).故选D.
③设x1<x2,则x1-x2<0,所以x1lnx2-x2lnx1>0.因为x1,x2>0,所以在不等式x1lnx2-x2lnx1>0两边同时除以x1x2并移项,得.令f