内容正文:
第二节 函数的单调性与最值
[基础巩固练]
1.下列函数中,在区间(0,+∞)上为单调增函数的是( )
A.y= B.y=x
C.y=x2 D.y=
解析:C [对于A:y=在(0,+∞)上单调递减,故A错误;对于B:y=x在R上单调递减,故B错误;对于C:y=x2在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递减,故C正确;对于D:y=在(0,+∞)上单调递减,故D错误;故选C.]
2.若函数f(x)=,则f(x)的值域为( )
A.(-∞,3] B.(2,3)
C.(2,3] D.[3,+∞)
解析:C [f(x)==2+,∵x2≥0,∴x2+1≥1,∴0<≤1,∴f(x)∈(2,3].]
3.已知f(x)=在上是减函数,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,1] B.
C. D.
解析:A [令t=x2-2ax,则h(t)=t,因为f(x)在上是减函数,由复合函数的单调性知,函数t=x2-2ax与h(t)=t的单调性相反;又因为h(t)单调递减,所以t=x2-2ax需在上单调递增.函数t=x2-2ax的对称轴为x=a,所以只需要a≤1,故选A.]
4.定义在R上的函数f(x)满足:对任意的x1,x2(x1≠x2),有<0,f(2)=3,则不等式f(x)-2x+1<0的解集为( )
A.(3,+∞) B.(2,+∞)
C.(-∞,3) D.(-∞,2)
解析:B [在R上的函数f(x)满足:对任意的x1,x2(x1≠x2),有<0,所以f(x)在R上单调递减,令g(x)=f(x)-2x+1,则g(x)在R上单调递减,且g(2)=0,则由g(x)<0,即g(x)<g(2),得x>2,所以不等式f(x)-2x+1<0的解集为(2,+∞).故选B.]
5.(多选)下列说法正确的是( )
A.若存在x1,x2∈R,当x1<x2时,有f(x1)<f(x2),则f(x)在R上单调递增
B.函数f(x)=在定义域内单调递减
C.若函数f(x)=x2-mx的单调递减区间是(-∞,1],则m=2
D.若g(x)在R上单调递增,则g(-1)<g(1)
解析:CD [∀x1,x2∈R,对任意1<x2时,有f(x1)<f(x2),则f(x)在R上单调递增,所以A错误;函数f(x)=在区间(0,+∞)内单调递减,在(-∞,0)上单调递减,但是在定义域(-∞,0)∪(0,+∞)上不具有单调性,所以B错误;函数f(x)=x2-mx的对称轴为x=,开口向上,所以单调递减区间为,又函数f(x)=x2-mx的单调递减区间是(-∞,1],所以=1,故m=2,所以C正确;若g(x)在R上单调递增,所以g(-1)<g(1),所以D正确.故选CD.]
6.(多选)(2023·宁德质检)已知函数f(x)=,则下面结论正确的有( )
A.f(x)的图象关于y轴对称
B.f(x)在上单调递减
C.f(x)的值域为R
D.当x∈时,f(x)有最大值
解析:ABD [对于A,由已知可得f(x)为偶函数即可判定;对于B,当x>1时,函数f(x)=可由函数y=向右平移1个单位得到,由此即可得单调性;对于C,由f(x)在∪的单调性结合偶函数的性质即可得值域;对于D,由函数f(x)在的单调性即可判定.
由x2-1≠0得函数f(x)定义域为,所以f(x)==.对于A,由f(-x)===f(x)可得,函数f(x)为偶函数,其图象关于y轴对称,故A正确;对于B,当x>1时,函数f(x)=,该函数可由函数y=向右平移1个单位得到,所以函数f(x)=在上单调递减,故B正确;对于C,当x>0时,函数f(x)=在和上均单调递减,所以该函数在∪上的值域为∪;又因为函数f(x)为偶函数,且f=-1,所以f(x)在其定义域上的值域为∪,故C错误;对于D,当x∈时,函数f(x)在上单调递增,在上单调递减,所以f(x)有最大值为f=-1,故D正确.故选ABD.]
7.若函数f(x)=ex-e-x,则不等式f+f<0的解集是________.
解析:因为f(x)定义域为R,且为R上的单调增函数;则原不等式等价于f<f,也即ln x<1-ln x,整理得ln x<,解得0<x<,故不等式的解集为.
答案:
8.(2022·北京高考)设函数f(x)=若f(x)存在最小值,则a的一个取值为________;a的最大值为________.
解析:根据分段函数中的函数y=-ax+1的单调性进行分类讨论,可知,a=0符合条件,a<0不符合条件,a>0时函数y=-ax+1没有最小值,故f(x)的最小值只能取y=(x-2)2的最小值,根据定义域讨论可知-a2+1≥0或-a2+1≥(a-2)2, 解得 0<a≤1.
若a=0时,f(x)=,∴f(x)min=0;若a<0时,当x<a时