内容正文:
第01讲 函数的性质(4大难点)
难点1:复合函数的单调性
在考试中,我们遇到的函数往往不是简单的基础函数,而是由很多基础的函数在一起构成的复合函数。对于复合函数题,我们一般需要研究其函数性质进行求解,其中研究复合函数的单调性能够帮助我们更快地解决问题。
判断复合函数单调性的方法:
减函数
减函数
增函数
增函数
增函数
增函数
增函数
减函数
减函数
减函数
增函数
减函数
【例题】(2023·福建厦门·厦门双十中学校考模拟预测)已知函数,若成立,则实数的取值范围为
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A.
C.
B.
D.
【答案】C
【解析】由题意,,
对于题目所给这个复合函数,我们想要知道实数的取值范围需要解不等式,而在解不等式之前,我们需要先搞清楚这个函数的性质,我们需要对这个函数进行化简。
在中,
,
我们发现这个函数经过化简后和含有公共项,因此研究函数的性质就转变成了研究的性质了。
在中,
,
∵,
∴函数是偶函数,
下面我们研究函数的单调性,而我们知道函数是单调增函数,我们只需研究函数的单调性。而函数又是由和组成,但和又都是函数变形,因而组成了的对勾函数,因此可以知道是增函数,进而求出的单调性。
∵时,,单调递增,
∴组成了对勾函数,
,
当且仅当,即时等号成立,
∴函数在单调递增,
∵函数在定义域上单调递增,
∴在单调递增,
求出单调性和奇偶性后,我们来求函数的单调性和奇偶性。
在中,,
∴关于直线对称,且在单调递增.
我们根据的单调性和奇偶性,即可画出函数的草图,根据草图发现函数值的大小关系可以转化为自变量到轴的距离,从而借助绝对值进行求解,进而求出的取值范围。
∴,
化简得,解得:.
故选:C.
【总结】判断函数单调性方法:
1.简单函数:定义法;
2.一般函数:求导法;
3.对于两种函数的复合函数:复合函数单调性法.
对于复合函数,我们往往需要化简函数来求其单调性,对于复合函数的单调性我们有以下的判断方法:
减函数
减函数
增函数
增函数
增函数
增函数
增函数
减函数
减函数
减函数
增函数
减函数
【变式训练】(2021.四川成都·石室中学校考三模)函数的定义域为,若满足:① 在内是单调函数;②存在,使得在上的值域为,那么就称函数为“梦想函数”.若函数是“梦想函数”,则的取值范围是 .
难点2:函数最值——不等式恒成立(能成立)问题
对于一个函数来说,研究函数的单调性后我们即可得出函数的取值范围和极(最)值。而求函数不等式的恒成立(能成立)问题,是考试常考的重难点之一,其本质就是通过函数的单调性求函数的最值,进而求解不等式。
(1)对于恒成立求参数问题,我们常用分离参数法的方法:
若不等式(是实参数)恒成立,将转化为或恒成立,进而转化为或,求的最值即可。
(2)对于能成立求参数问题,我们常用分离参数法的方法:
若不等式(是实参数)能成立,将转化为或能成立,进而转化为或,求的最值即可。
【例1】(2023.广东深圳·统考模拟预测)(多选)已知函数,若,且,都有,则实数的值可以为
A.
B.
C.
D.
【答案】AB
【解析】由题意,,
我们要求实数的值,需要研究函数的性质,这题是道恒成立问题,我们通过已知条件可以得出。
在中,且,都有,
∴当时,对于恒成立,
我们发现不等式的左右两边都是的形式,因此我们想到构造函数,利用单调性和导数得出不等式关系。
在中,,则函数单调递减,
∴,即,
∴对于恒成立,
对于恒成立问题,大于等于,相当于大于等于的最大值即可,而对于二次函数来说,在上的最小值即在对称轴处取得,即可求出的取值范围。
∴,
在中,对称轴,
∴函数在单调递减,
当时,,
∴,
∴,
∴A、B正确,选项C、D错误,
故选:AB.
【总结】对于恒成立问题,分离参变量后有以下处理思路:
1.若(或),相当于是求(或),即求函数的最大值;
2.若(或),相当于是求(或),即求函数的最小值。
【例2】(2023·湖北黄冈·黄冈中学校考二模)若函数在其定义域内存在实数满足,则称函数为“局部奇函数”.知函数是定义在上的“局部奇函数”,则实数的取值范围是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意,
根据“局部奇函数”定义,若所给函数为“局部奇函数”,则需要满足,即存在一个未知数使得函数有解。
在中,函数是“局部奇函数”,
∴有解,
即方程有解,
∴即有解;
我们可以看出两个项中都含有,我们将看作一个整体,设为,即可多出关于的一元二次方程,然后分离参变量,研究分离变量后的函数的单调性。
设,则(当且仅当时取等号),
∴方程等价于在时有解,
∴在时有解;
在函数中,,
∴函数在上单调递增,