内容正文:
第11讲 函数的单调性
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.理解函数单调性定义、最值的定义,凸显数学抽象、数学运算、直观想象的核心素养.
2.了解函数的平均变化率及其与单调性的关系,凸显数学抽象、逻辑推理、数学运算的核心素养.
3.能应用定义法证明函数的单调性、确定单调区间,能结合图象判断函数的单调性、确定单调区间,凸显逻辑推理、数学运算、直观想象的核心素养.
4.会应用函数的单调性比较函数值大小、确定最值(值域)、解简单函数不等式.
知识点 1 单调性的定义与证明
1.单调函数的定义
增函数
减函数
定义
一般地,设函数f(x)的定义域为,区间,如果对于区间I内的任意两个值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是减函数
单调区间
I是y=f(x)的增区间
I是y=f(x)的减区间
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
提醒:(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式或集合表示.
(2)有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“逗号”或“和”连接.
2.证明函数单调性的定义法:
3.函数的最值
设函数y=f(x)的定义域为A,存在x0∈A,使得对于任意的 ,都有,那么称为y=f(x)的最大值,记为;
设函数y=f(x)的定义域为A,存在x0∈A,使得对于任意的 ,都有,那么称为y=f(x)的最小值,记为
知识点 2 函数的平均变化率
1.函数单调性与平均变化率
2.利用平均变化率证明单调性
(1)∀x1,x2∈D(x1≠x2),⇔f(x)在D上是增函数;⇔f(x)在D上是减函数.
(2)步骤:设元--算差--求比--定号--结论
考点一:函数单调性的认识
例1.(23-24高一·全国·课堂例题)函数在某个区间上单调,能否说在整个定义域上单调?
【变式1-1】(23-24高一·全国·课堂例题)单调递增(减)区间定义中的,有什么特征?
【变式1-2】(23-24高一·全国·课堂例题)书写单调区间时有哪些注意事项?
【变式1-3】(23-24高一·全国·课堂例题)“函数的单调递减区间是”与“函数在上单调递减”有什么区别?
考点二:“定义法”判断、证明函数的单调性
例2.(22-23高一上·山东滨州·期中)已知函数,且.
(1)求的值;
(2)判断在区间上的单调性,并利用函数单调性的定义证明.
【变式2-1】(2024高一·全国·专题练习)已知函数(,),当时,用单调性的定义证明在上是增函数.
【变式2-2】(24-25高一上·全国·假期作业)函数,判断函数在上的单调性,并加以证明.
【变式2-3】(2024高一·全国·专题练习)已知函数的定义域为,判断在上的单调性,并用定义证明;
考点三:根据解析式求函数的单调区间
例3.(23-24高一上·山东济宁·阶段练习)已知函数.
(1)求的定义域;
(2)判断函数在上的单调性,并加以证明
【变式3-1】(22-23高一上·上海浦东新·期末)函数的增区间为 .
【变式3-2】(2024高一·全国·专题练习)函数的单调区间为
【变式3-3】(18-19高一·全国·课后作业)函数的单调减区间为 .
考点四: 利用图像求函数的单调区间
例4.(23-24高一上·云南曲靖·期中)已知函数.
(1)求,的值;
(2)若,求实数a的值;
(3)直接写出的单调区间.
【变式4-1】(23-24高一上·河北石家庄·期中)如图为函数的图象,则函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)如图是函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.在和上单调递减
B.在区间上的最大值为3,最小值为-2
C.在上有最大值2,有最小值-1
D.当直线与函数图象有交点时
【变式4-3】(23-24高一上·甘肃金昌·期中)已知函数.
(1)用分段函数的形式表示该函数并画出该函数的图象;
(2)写出此函数的单调区间(不需要写过程).
考点五:根据函数的单调性求参数
例5.(2024高三·全国·专题练习)若函数在集合内为单调递增函数,则实数t的取值范围为 .
【变式5-1】(23-24高一下·广东潮州·开学考试)当 (填入恰当的数)时,函数在上递增.
【变式5-2】(23-24高一上·北京·期中)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【变式5-3】(22-23高一上·内蒙古赤峰·期中)若函数在上不单调,则实数的取值范围为 .
考点六:应用函数的单调性求最值(值域)
例6.(23-24高一上·山东济宁·阶段练习)已知函数.
(1)判断在区间上的单调性,并用定义证明你的结论;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【变式6-1】(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知函数.
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明你的结论;
(2)求该函数在区间上的最大值和最小值.
【变式6-2】(23-24高一上·河南安阳·期末)已知函数,且.
(1)求.
(2)用定义证明函数在上是增函数.
(3)求函数在区间上的最大值和最小值.
【变式6-3】(23-24高一上·河北承德·期末)已知奇函数的图象过点.
(1)判断在上的单调性,并用定义证明;
(2)求在上的值域.
考点七:应用函数的单调性解不等式、比较大小
例7.(23-24高一上·四川遂宁·期末)已知函数在上有定义,且.若对任意给定的实数,均有恒成立,则不等式的解集是 .
【变式7-1】(23-24高一上·山东德州·阶段练习)已知为上的增函数,则满足的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(23-24高一上·重庆南岸·期中)定义在上函数满足以下条件:①函数图象关于轴对称,②在区间是单调递减函数,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【变式7-3】(22-23高一上·北京·期中)已知函数,若,比较: (填“=、>、<、、”)
考点八:函数平均变化率及应用
例8.(23-24高一上·云南昆明·期末)设区间为函数定义域的子集,对任意且,记,,,则:在上单调递增的充要条件是在区间上恒成立;在上单调递减的充要条件是在区间上恒成立.一般地,当时,称为函数在区间(时)或(时)上的平均变化率.设函数,请利用上述材料,解决以下问题:
(1)分别求在区间、上的平均变化率;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【变式8-1】(22-23高一上·全国·课后作业)设函数满足:对任意的都有,则与大小关系是 ( )
A. B.
C. D.
【变式8-2】(2024高一·全国·专题练习)下列函数中,满足“对于任意,都有”的是( )
A. B.
C. D.
【变式8-3】(2024高一·全国·专题练习)已知函数对于任意的,都有,则的大小关系为
1.(23-24高一上·云南曲靖·期中)如图是函数的图象,则函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·北京·期中)下列函数中,在区间上是减函数的是( )
A. B. C. D.
3.(2023高一·全国·课后作业)已知是函数的增区间,则下列结论成立的是( )
A. B. C. D.
4.(多选)(21-22高一上·黑龙江鸡西·期末)定义在R上的函数的图像如图所示,它在定义域上是减函数,给出下列结论,其中正确的有( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
5.(23-24高一上·江苏连云港·期中)函数的单调减区间是 .
6.(23-24高一上·江西上饶·期末)函数的单调递减区间是 .
7.(23-24高一上·广东茂名·阶段练习)已知,则函数的单调递增区间为 .
8.(23-24高二上·广东·期中)已知函数,且.
(1)求实数的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义法证明.
9.(23-24高一上·湖北武汉·阶段练习)已知为二次函数,且满足:对称轴为.
(1)求函数的解析式,并求图象的顶点坐标;
(2)在给出的平面直角坐标系中画出的图象,并直接写出函数的单调增区间.
10.(23-24高一上·甘肃白银·期中)函数.
(1)判断函数在上的单调性,并加以证明.
(2)求函数在上的最值.
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第11讲 函数的单调性
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.理解函数单调性定义、最值的定义,凸显数学抽象、数学运算、直观想象的核心素养.
2.了解函数的平均变化率及其与单调性的关系,凸显数学抽象、逻辑推理、数学运算的核心素养.
3.能应用定义法证明函数的单调性、确定单调区间,能结合图象判断函数的单调性、确定单调区间,凸显逻辑推理、数学运算、直观想象的核心素养.
4.会应用函数的单调性比较函数值大小、确定最值(值域)、解简单函数不等式.
知识点 1 单调性的定义与证明
1.单调函数的定义
增函数
减函数
定义
一般地,设函数f(x)的定义域为,区间,如果对于区间I内的任意两个值x1,x2
当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是增函数
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间I上是减函数
单调区间
I是y=f(x)的增区间
I是y=f(x)的减区间
图象描述
自左向右看图象是上升的
自左向右看图象是下降的
提醒:(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式或集合表示.
(2)有多个单调区间应分别写,不能用符号“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“逗号”或“和”连接.
2.证明函数单调性的定义法:
3.函数的最值
设函数y=f(x)的定义域为A,存在x0∈A,使得对于任意的 ,都有,那么称为y=f(x)的最大值,记为;
设函数y=f(x)的定义域为A,存在x0∈A,使得对于任意的 ,都有,那么称为y=f(x)的最小值,记为
知识点 2 函数的平均变化率
1.函数单调性与平均变化率
2.利用平均变化率证明单调性
(1)∀x1,x2∈D(x1≠x2),⇔f(x)在D上是增函数;⇔f(x)在D上是减函数.
(2)步骤:设元--算差--求比--定号--结论
考点一:函数单调性的认识
例1.(23-24高一·全国·课堂例题)函数在某个区间上单调,能否说在整个定义域上单调?
【答案】答案见解析
【详解】函数在某个区间上单调,在整个定义域上不一定单调.例如,在区间,上都是单调递减的,但在上不具有单调性,如图,且,与单调递减矛盾.
函数在某区间上单调,可以得到在其子区间上有相同的单调性,函数的单调性是对某个区间而言的,在某一点处不存在单调性.
【变式1-1】(23-24高一·全国·课堂例题)单调递增(减)区间定义中的,有什么特征?
【答案】答案见解析
【详解】(1)属于同一个单调区间;
(2)任意性,即“任意的,”中“任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特殊点代替一般,如函数,虽然,且,但函数在定义域上不是增函数;
(3)有大小,通常规定
【变式1-2】(23-24高一·全国·课堂例题)书写单调区间时有哪些注意事项?
【答案】答案见解析
【详解】一个函数出现两个或两个以上单调区间时,单调区间之间用“,”隔开,或者用“和”连接,不能用“”“或”“且”连接.如的单调递减区间在书写时可写成,,而不能写成.
【变式1-3】(23-24高一·全国·课堂例题)“函数的单调递减区间是”与“函数在上单调递减”有什么区别?
【答案】答案见解析
【详解】函数的单调递减区间是,指的是函数单调递减区间的最大范围为,而函数在上单调递减,则指的是是该函数单调递减区间的子区间.
考点二:“定义法”判断、证明函数的单调性
例2.(22-23高一上·山东滨州·期中)已知函数,且.
(1)求的值;
(2)判断在区间上的单调性,并利用函数单调性的定义证明.
【答案】(1);
(2)在上单调递减,在上单调递增
【分析】(1)由函数值求参数;
(2)为对勾函数,在处取得最值,再配合定义法证明单调性即可.
【详解】(1)由;
(2)在单调递减,在单调递增,证明如下:
设,则,
∵,
当,,故,函数单调递减;
当,,故,函数单调递增.
故在单调递减,在单调递增.
【变式2-1】(2024高一·全国·专题练习)已知函数(,),当时,用单调性的定义证明在上是增函数.
【答案】证明见解析
【分析】当时,,利用定义法即可证明函数的单调性.
【详解】当时,,
任取,且,
则.
因为,所以,,,
所以,即.
所以在上是增函数.
【变式2-2】(24-25高一上·全国·假期作业)函数,判断函数在上的单调性,并加以证明.
【答案】函数在上单调递减,证明见解析
【分析】利用单调性的定义证明,先对函数变形,然后任取,设,再对函数值作差,化简后判断符号,即可得结论.
【详解】函数在上单调递减,证明如下:
函数,
任取,设,
则,
因为,,
所以,
故,即,
故函数在上单调递减.
【变式2-3】(2024高一·全国·专题练习)已知函数的定义域为,判断在上的单调性,并用定义证明;
【答案】在上单调递增,证明见解析
【分析】判断函数的单调性,利用函数单调性的定义即可证明.
【详解】在上单调递增,证明如下:设,
;
因为,,,,所以,
所以是在上单调递增.
考点三:根据解析式求函数的单调区间
例3.(23-24高一上·山东济宁·阶段练习)已知函数.
(1)求的定义域;
(2)判断函数在上的单调性,并加以证明
【答案】(1)
(2)在上单调递减,证明见解析
【分析】(1)利用具体函数定义域的求法求解即可;
(2)先判断的单调性,再利用函数单调性的定义法,结合作差法即可得证.
【详解】(1)要使函数有意义,当且仅当,
由得,
所以函数的定义域为.
(2)函数在上单调递减,证明如下:
任取,,
所以.
因为,,所以,,,
又,所以,故,即,
因此函数在上单调递减.
【变式3-1】(22-23高一上·上海浦东新·期末)函数的增区间为 .
【答案】
【分析】根据给定的函数,利用函数单调性定义分析求解即得.
【详解】若的单调递增区间为,
任取,,
因为,,可得恒成立,
即,解得或(舍去),
所以函数的增区间为.
故答案为:
【变式3-2】(2024高一·全国·专题练习)函数的单调区间为
【答案】增区间为和,无单调递减区间,
【分析】分离常数,即可求解.
【详解】,所以的单调递增区间为和
故答案为:单调递增区间为和,无单调递减区间,
【变式3-3】(18-19高一·全国·课后作业)函数的单调减区间为 .
【答案】
【分析】在上任取,计算,变形,判断正负,可得在上的单调性,,同理可得在上单调性,综合可得结果.
【详解】任取,且,
则.
因为,
所以,,,
即,
所以,
即,
所以在区间上单调递减,
同理可证在区间上单调递增,
所以的单调减区间为,
故答案为
考点四: 利用图像求函数的单调区间
例4.(23-24高一上·云南曲靖·期中)已知函数.
(1)求,的值;
(2)若,求实数a的值;
(3)直接写出的单调区间.
【答案】(1)
(2)
(3)单调递增区间,单调递减区间,
【分析】(1)根据分段函数定义直接代入计算即可;
(2)分类讨论实数a的取值范围,解方程即可得出符合题意的a的值;
(3)画出函数图像即可直接写出单调区间.
【详解】(1)根据分段函数解析式可得,
易知;所以
即.
(2)①当时,,
解得,或(舍).
②当时,,解得(舍).
综上可得.
即实数a的值为
(3)
画出函数图像如图所示:
所以,单调递增区间,单调递减区间,
【变式4-1】(23-24高一上·河北石家庄·期中)如图为函数的图象,则函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据图象直接得到其单调增区间.
【详解】根据图象知的单调递增区间为,
故选:D.
【变式4-2】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)如图是函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.在和上单调递减
B.在区间上的最大值为3,最小值为-2
C.在上有最大值2,有最小值-1
D.当直线与函数图象有交点时
【答案】A
【分析】根据函数图象,结合函数的基本性质,逐项判断,即可得出结果.
【详解】A选项,由函数图象可得,在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,故A正确;
B选项,由图象可得,函数在区间上的最大值为,无最小值,故B错;
C选项,由图象可得,函数在上有最大值,有最小值,故C错;
D选项,由图象可得,为使直线与函数的图象有交点,只需,故D错.
故选:A.
【变式4-3】(23-24高一上·甘肃金昌·期中)已知函数.
(1)用分段函数的形式表示该函数并画出该函数的图象;
(2)写出此函数的单调区间(不需要写过程).
【答案】(1),作图见解析
(2)单调递减区间为,无单调递增区间.
【分析】(1)利用三段法写出分段函数形式,并画出函数图象;
(2)数形结合得到函数的单调区间.
【详解】(1)当时,,
当时,,
当时,,
所以,
画出函数图象如下:
(2)由函数的图象可知,函数的单调递减区间为,无单调递增区间.
考点五:根据函数的单调性求参数
例5.(2024高三·全国·专题练习)若函数在集合内为单调递增函数,则实数t的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据对勾函数的性质可得的单调性,则,解之即可求解.
【详解】由对勾函数的性质知在内为单调递增函数.
要使在内为单调递增函数,则,即,
解得,所以实数的取值范围为.
故答案为:
【变式5-1】(23-24高一下·广东潮州·开学考试)当 (填入恰当的数)时,函数在上递增.
【答案】1(答案不唯一,只需即可)
【分析】由题意可知:的单调递增区间为,结合单调性分析求解.
【详解】因为的单调递增区间为,
若函数在上递增,
则,可取.
故答案为:1(答案不唯一,只需即可).
【变式5-2】(23-24高一上·北京·期中)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】将函数写成分段函数,即可得到函数的单调区间,依题意可得,解得即可.
【详解】因为,
所以在上单调递增,在上单调递减,
又函数在上单调递减,所以,解得,
即实数的取值范围是.
故答案为:
【变式5-3】(22-23高一上·内蒙古赤峰·期中)若函数在上不单调,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】求出二次函数的对称轴,从而得到不等式,求出答案.
【详解】的对称轴为,
由题意得,解得,
故实数的取值范围为
故答案为:
考点六:应用函数的单调性求最值(值域)
例6.(23-24高一上·山东济宁·阶段练习)已知函数.
(1)判断在区间上的单调性,并用定义证明你的结论;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)在单调递增,证明见解析
(2)最大值为,最小值为
【分析】(1)先转化,判断其单调性,再利用函数单调性的定义,结合作差法即可得证;
(2)利用(1)中结论即可得解.
【详解】(1)因为,
因为在单调递减,
所以在单调递增.
定义法证明如下:
任取,,则,
,
所以,故在单调递增.
(2)由(1)得在区间上单调递增,
所以,,
所以在区间上的最大值为,最小值为.
【变式6-1】(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)已知函数.
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明你的结论;
(2)求该函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)单调递增;证明见解析
(2)最大值;最小值
【分析】(1)利用函数单调性的定义即可证明函数的单调性,从而可求解;
(2)根据(1)中结论,从而可求出在区间上的最大值和最小值,从而求解.
【详解】(1)函数在区间上单调递增,证明如下:
由题意知的定义域为,,且,则,
,
所以函数在区间上单调递增.
(2)由(1)知在上为增函数,所以在区间上,
当时,,
当时,,
故函数在区间上的最大值为,最小值为.
【变式6-2】(23-24高一上·河南安阳·期末)已知函数,且.
(1)求.
(2)用定义证明函数在上是增函数.
(3)求函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)1
(2)证明见解析
(3)最大值为,最小值为
【分析】(1)由题意列式计算,即可求得答案;
(2)根据函数单调性的定义,即可证明结论;
(3)根据函数的单调性,即可求得答案.
【详解】(1)由题意知函数,且,
故,则
(2)证明:由(1)知,
任取且,
则,
因为且,可得,则,
所以,即,
所以函数在上为单调递增函数.
(3)函数在上为单调递增函数,
所以,
所以函数在区间上的最大值为,最小值为.
【变式6-3】(23-24高一上·河北承德·期末)已知奇函数的图象过点.
(1)判断在上的单调性,并用定义证明;
(2)求在上的值域.
【答案】(1)在上单调递减,证明见解析
(2)
【分析】(1)利用定义法证明单调性即可.
(2)利用单调性法求解值域即可.
【详解】(1)由题意可得解得
当时,函数是奇函数,所以.
在上单调递减,证明如下:
,且.
因为,所以.
所以,即,
所以在上单调递减.
(2)由(1)得在上单调递减.
因为为奇函数,所以在上单调递减,
所以在上单调递减.
,
故在上的值域为.
考点七:应用函数的单调性解不等式、比较大小
例7.(23-24高一上·四川遂宁·期末)已知函数在上有定义,且.若对任意给定的实数,均有恒成立,则不等式的解集是 .
【答案】
【分析】由题意易知函数在上单调递减,讨论与大小关系,再结合,利用单调性即可列出不等式组,解之即可得解.
【详解】因为对任意给定的实数,均有恒成立,
所以函数在上单调递减,又,
又不等式,
所以当,即时 ,,
则,解得,故;
当,即时 ,,
则,解得,故;
综上,不等式的解集为.
故答案为:.
【变式7-1】(23-24高一上·山东德州·阶段练习)已知为上的增函数,则满足的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的单调性得到,从而得到,即可求解.
【详解】因为为上的增函数,
所以由,得:,
即,即,解得:,
所以实数的取值范围为,
故选:C.
【变式7-2】(23-24高一上·重庆南岸·期中)定义在上函数满足以下条件:①函数图象关于轴对称,②在区间是单调递减函数,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的对称性与单调性比较大小.
【详解】由函数图象关于轴对称,
则,,
又函数在区间是单调递减函数,
所以,
即,
故选:B.
【变式7-3】(22-23高一上·北京·期中)已知函数,若,比较: (填“=、>、<、、”)
【答案】
【分析】法一:利用作差法即可得解;
法二:利用函数的单调性亦可得解.
【详解】法一:因为,
所以,
因为,所以,
所以,即.
法二:因为,
所以在上单调递减,
又因为,所以.
故答案为:.
考点八:函数平均变化率及应用
例8.(23-24高一上·云南昆明·期末)设区间为函数定义域的子集,对任意且,记,,,则:在上单调递增的充要条件是在区间上恒成立;在上单调递减的充要条件是在区间上恒成立.一般地,当时,称为函数在区间(时)或(时)上的平均变化率.设函数,请利用上述材料,解决以下问题:
(1)分别求在区间、上的平均变化率;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)在区间上的平均变化率为,在上的平均变化率为
(2)
【分析】(1)根据所给定义计算可得;
(2)参变分离可得在时恒成立,利用所给定义证明在上单调递增,上单调递减,即可求出当时,从而求出参数的取值范围.
【详解】(1)因为,则,,,
所以,,
所以在区间上的平均变化率为,在上的平均变化率为.
(2)因为当时,不等式恒成立,
所以在时恒成立,
对于函数,,
设任意且,则,
因为且,所以,,则,
所以,即在上恒成立,
所以在区间上单调递增,同理可证在上单调递减,
所以当时,所以.
【点睛】关键点睛:第二问的关键是参变分离得到在时恒成立,结合所给定义证明函数,的单调性.
【变式8-1】(22-23高一上·全国·课后作业)设函数满足:对任意的都有,则与大小关系是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件确定函数的单调性,进而比较函数值大小即可.
【详解】因为,当时;当时;
所以函数在实数上单调递增,又,所以.
故选:A
【变式8-2】(2024高一·全国·专题练习)下列函数中,满足“对于任意,都有”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】
根据单调函数的定义,结合反比例函数、一次函数、二次函数和对勾函数的性质依次判断即可.
【详解】
因为“对于任意,都有”,所以在上单调递增.
A:反比例函数在和上单调递减,故A不符合题意;
B:一次函数在上单调递减,故B不符合题意;
C:二次函数的对称轴为,开口向上,
所以该函数在上单调递增,故C符合题意;
D:对勾函数在和上单调递增,故D不符合题意.
故选:C
【变式8-3】(2024高一·全国·专题练习)已知函数对于任意的,都有,则的大小关系为
【答案】(或)
【分析】
由函数单调递减的性质即可求解.
【详解】
因为函数对于任意的,都有,
所以在区间上是减函数,
所以,所以.
故答案为:(或).
1.(23-24高一上·云南曲靖·期中)如图是函数的图象,则函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数图象即可得出单调递减区间.
【详解】根据题意,结合函数图象可得函数的单调递减区间为:.
故选:.
2.(23-24高一上·北京·期中)下列函数中,在区间上是减函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】用函数单调性定义可判断得结果.
【详解】选项A:任取,则,
又,所以,即,所以函数在为减函数,故A正确;
选项B:任取,则,
又,所以,即,所以函数在为增函数,故B错误;
选项C:任取,则,
又,所以,即,所以函数在为增函数,故C错误;
选项D:任取,则,
又,所以,即,所以函数在为增函数,故D错误;
故选:A.
3.(2023高一·全国·课后作业)已知是函数的增区间,则下列结论成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据单调性的定义判断即可.
【详解】因为是函数的增区间,所以,故A正确;
由于无法确定、的取值情况,故无法判断的符号,故B、C、D错误;
故选:A
4.(多选)(21-22高一上·黑龙江鸡西·期末)定义在R上的函数的图像如图所示,它在定义域上是减函数,给出下列结论,其中正确的有( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】BC
【分析】根据图象平移的方法可得的图象,再逐个选项判断即可.
【详解】将图像向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到图像,如图所示:
由图像可知,A错误,B正确,
又当时,,当时,,故C正确,D错误.
故选: BC.
5.(23-24高一上·江苏连云港·期中)函数的单调减区间是 .
【答案】
【分析】画出函数图象,数形结合得到答案.
【详解】画出函数的图象,如下:
故单调递减区间为.
故答案为:
6.(23-24高一上·江西上饶·期末)函数的单调递减区间是 .
【答案】
【分析】根据二次函数的性质判断即可.
【详解】二次函数开口向上,对称轴为,
所以函数的单调递减区间为.
故答案为:
7.(23-24高一上·广东茂名·阶段练习)已知,则函数的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】将绝对值去掉,转化为分段函数,画出图象求解即可.
【详解】,画出函数图象,
结合图象得函数的单调递增区间为.
故答案为:.
8.(23-24高二上·广东·期中)已知函数,且.
(1)求实数的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义法证明.
【答案】(1)
(2)递增,证明见解析
【分析】(1)由可得答案;
(2)在递增,利用单调性定义证明即可.
【详解】(1),且,
,解得:;
(2)由(1)得:在递增,
证明如下:
设任意,
则
,
,
,
,
在上单调递增.
9.(23-24高一上·湖北武汉·阶段练习)已知为二次函数,且满足:对称轴为.
(1)求函数的解析式,并求图象的顶点坐标;
(2)在给出的平面直角坐标系中画出的图象,并直接写出函数的单调增区间.
【答案】(1),顶点坐标为.
(2)图象见解析,函数的增区间为:和.
【分析】(1)设出二次函数解析式,根据条件得到方程组,解得解析式,再计算顶点即可.
(2)确定函数解析式,画出函数图象,根据图象得到单调区间.
【详解】(1)设函数为,所以,解得,
所以,所以,所以顶点坐标为.
(2),
图象如图所示:
函数的增区间为:和.
10.(23-24高一上·甘肃白银·期中)函数.
(1)判断函数在上的单调性,并加以证明.
(2)求函数在上的最值.
【答案】(1)函数在上单调递减,证明见解析
(2)
【分析】(1)判断函数的单调性,利用函数单调性的定义即可证明;
(2)根据函数在区间上的单调性,代入求值,即得答案.
【详解】(1)函数在上单调递减,证明如下:
函数,任取,设,
则,
因为,,则,
故,即,
故函数在上单调递减;
(2)由(1)知函数在上单调递减,
故.
(
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