3.2 函数的值域(最值)及应用 讲义-2025届高三数学一轮复习
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内容正文:
3.2 函数的值域(最值)及应用
目录
考点一:函数值域(最值)的解法 2
考向1:单调性法 2
考向2:型 3
考向3:型 3
考向4:型 4
考向5:分式型 5
一(二)次分式函数 5
分式型三角函数 6
含根式的分式函数 7
考点二:根据值域求参数值或取值范围 7
前提
设函数 的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
(1),都有 ;
(2),使得
(1),都有;
(2),使得
结论
M为最大值
M为最小值
考点一:函数值域(最值)的解法
考向1:单调性法
方法提炼
【例1.1.】
函数的值域是( )
A. B. C. D.
【例1.2.】
函数的值域为
A. B. C. D.
【例1.3.】
若,则函数的值域为 .
【例1.4.】
函数在[-4,-2]上的值域是 .
【例1.5.】
函数的值域为 .
【例1.6.】
(多选)如果某函数的定义域与其值域的交集是,则称该函数为“交汇函数”.下列函数是“交汇函数”的是( )
A. B.
C. D.
考向2:型
方法提炼
【例1.7.】
已知函数则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【例1.8.】
函数的值域为( )
A. B. C. D.
【例1.9.】
函数的值域为 .
考向3:型
方法提炼
【例1.10.】
函数的值域是
【例1.11.】
函数的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【例1.12.】
函数的值域是 .
【例1.13.】
函数的值域为( ).
A. B. C. D.
【例1.14.】
函数的值域为( ).
A. B. C. D.
【例1.15.】
函数的值域为
考向4:型
方法提炼
【例1.16.】
已知函数的最大值为M,最小值为m,则的值为( )
A. B. C. D.
【例1.17.】
函数的最大值是 .
【例1.18.】
函数的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
【例1.19.】
函数的值域为 .
【例1.20.】
函数的最大值为 .
【例1.21.】
函数的最大值为 .
考向5:分式型
· 一(二)次分式函数
方法提炼
【例1.22.】
函数的值域( )
A. B.
C. D.
【例1.23.】
已知函数,则对任意实数x,函数的值域是( )
A. B. C. D.
【例1.24.】
函数的值域为 .
【例1.25.】
已知,设,
①当时,的最大值为 .
②当时,的最大值为 .
【例1.26.】
已知,,,则的最小值为 .
【例1.27.】
已知实数若,满足,则的取值范围是 .
【例1.28.】
时,的值域为 .
【例1.29.】
已知,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
· 分式型三角函数
方法提炼
【例1.30.】
函数f(x)=()的值域是 ( )
A.[-] B.[-]
C.[-] D.[-]
【例1.31.】
的最大值为( )
A. B.2 C. D.无最大值
【例1.32.】
函数的值域是 .
【例1.33.】
已知,则的值域为 .
【例1.34.】
函数的值域是 .
【例1.35.】
若,则函数的值域是 .
【例1.36.】
函数的值域为 .
· 含根式的分式函数
方法提炼
【例1.37.】
已知函数,则的最小值为( )
A.0 B.2 C. D.3
【例1.38.】
的值域是 .
【例1.39.】
函数的最大值为 .
【例1.40.】
函数的值域为 .
【例1.41.】
函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【例1.42.】
函数的值域为 .
【例1.43.】
函数的值域为 .
考点二:根据值域求参数值或取值范围
【例2.1.】
已知函数的值域为.若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例2.2.】
若函数的定义域为,值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例2.3.】
已知函数的值域为,则实数t的取值范围是 .
【例2.4.】
已知函数的值域为,则实数的值为 .
【例2.5.】
设函数在区间上的值域是,则的取值范围是 .
【例2.6.】
已知的值域为,则实数( )
A.4或0 B.4或 C.0或 D.2或
【例2.7.】
设函数,若存在区间,使得在上的值域为,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例2.8.】
设函数的定义域为D,若满足条件:存在,使在上的值域为,则称为“倍缩函数”.若函数为“倍缩函数”,则实数t的取值范围是
A. B.
C. D.
【例2.9.】
设,若存在实数,使得的定义域和值域都是,则实数的取值范围为 .
【例2.10.】
已知函数的定义域是(m,n为整数),值域是,则满足条件的整数对的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
(
1
)
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$$
3.2 函数的值域(最值)及应用
目录
考点一:函数值域(最值)的解法 2
考向1:单调性法 2
考向2:型 4
考向3:型 6
考向4:型 10
考向5:分式型 14
一(二)次分式函数 14
分式型三角函数 20
含根式的分式函数 25
考点二:根据值域求参数值或取值范围 30
前提
设函数 的定义域为I,如果存在实数M满足
条件
(1),都有 ;
(2),使得
(1),都有;
(2),使得
结论
M为最大值
M为最小值
考点一:函数值域(最值)的解法
考向1:单调性法
方法提炼
先确定函数的定义域,然后根据函数单调性的定义、基本初等函数的单调性、单调性的运算性质、复合函数单调性的判断法(“同增异减”)来判断出函数的单调性,再根据函数的单调性来求函数的值域。一般地,若函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递增,则值域为;
若函数y=f(x)在区间[a,b]上单调递减,则值域为.
【例1.1.】
函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由得:所以函数的定义域为设,在上是增函数,在上是减函数;时,取最大值4;时,取最小值0;所以则则即函数的值域为故选B
【例1.2.】
函数的值域为
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数函数的性质结合函数的解析式,即可求得答案.
【详解】,,则,
即的值域为,
故选:C
【例1.3.】
若,则函数的值域为 .
【答案】
【分析】先求出函数的值域,即可求出函数的值域.
【详解】因为,,令,因此
,即的值域为.
故答案为:.
【例1.4.】
函数在[-4,-2]上的值域是 .
【答案】
【解析】利用反比例型函数的单调性进行求解即可.
【详解】因为函数在上是单调递减函数,
所以当时,函数也是单调递减函数,
因此有:,即,
所以函数在[-4,-2]上的值域是.
故答案为:
【例1.5.】
函数的值域为 .
【答案】
【解析】由根据的范围先求分母的范围,可得值域.
【详解】,
,,,
所以,则.
故答案为:
【例1.6.】
(多选)如果某函数的定义域与其值域的交集是,则称该函数为“交汇函数”.下列函数是“交汇函数”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】分别计算各选项函数的定义域与值域,再根据“交汇函数”的定义可判断各选项.
【详解】由“交汇函数”定义可知,“交汇函数”表示函数的定义域与值域的交集为,
A选项:的定义域,值域,
则,A选项错误;
B选项:的定义域,值域,
则,B选项正确;
C选项:的定义域,值域,
则,C选项错误;
D选项:的定义域,值域,
则,D选项正确;
故选:BD.
考向2:型
方法提炼
配方法(对称轴法):
对于形如形式的二次函数,利用配方法或直接利用对称轴完成,可以结合图象完成求值域或最值.
【例1.7.】
已知函数则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由已知求得函数的定义域,换元后利用配方法求函数的值域.
【详解】,
由,解得.
.
令,
函数.
当时,;
当时,,
函数的值域为.
故选:D.
【例1.8.】
函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令,可得,求出函数的对称轴,由二次函数的性质可得函数的值域.
【详解】解:令,可得,
可得函数的对称轴为:,故函数在上单调递增,
当时,,故函数的值域为,
故选:B.
【例1.9.】
函数的值域为 .
【答案】
【解析】利用配方法化简式子,可得,然后根据观察法,可得结果.
【详解】函数的定义域为
所以函数的值域为
故答案为:
考向3:型
方法提炼
(1)代数换元: ,令.
(2)三角换元:,令
(或).
(3)
或
①平方法:先移项成 ,并利用两边同时平方去根号,化简得到关于的方程,从而得到关于的不等关系.
② 图像法:令,将问题转化成半圆与直线有交点问题
③柯西不等式:,
当且仅当ad=bc时,等号成立.
(4) 导数法
对可导函数求导,令,求出极值点,判断函数的单调性:
如果定义域是闭区间,则函数的最值一定取在极值点处或区间端点处;如果定义域是开区间且函数存在最值,则函数最值一定取在极值点处。
【例1.10.】
函数的值域是
【答案】
【详解】函数的定义域为,且函数在定义域上是增函数,所以值域是.
【例1.11.】
函数的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【分析】令,则,可得最大值.
【详解】令,则,
得,
则当时,取得最大值.
故选:C
【例1.12.】
函数的值域是 .
【答案】
【详解】解:设,
则
而 ,所以
所以函数的值域为.
【例1.13.】
函数的值域为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】函数,可知函数的定义域为.
当时,可知函数是递增函数,可得
当时,原式化为,
两边同时平方,整理可得:
又且,
解得且
综上可得.
函数的值域为.
故选:.
【例1.14.】
函数的值域为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】方法一:导数法
解:因为
由,解得.
可得函数的定义域为:.
又.
令,则,即在上单调递增,
令,解得,
即在上单调递减,在上单调递增,
所以为极小值点,
又,,.
函数的值域为.
故选:A.
方法二:图像法
由,知,解得
令,则.,即为和两函数图象有交点,作出函数图象,如图所示:
由图可知,当直线和半圆相切时最小,当直线过点A(4,0)时,最大.
当直线和半圆相切时,,解得,由图可知.
当直线过点A(4,0)时,,解得.
所以,即.
故选A.
【例1.15.】
函数的值域为
【答案】
【详解】由题意可得函数的定义域为
当时,当且仅当时等号成立
当时,
当且仅当 ,即取等号
所以函数的值域为
考向4:型
方法提炼
(1)
对于形如,
1
若,可通过判断单调性求解值域;
2
若,可通过平方,构造出二次函数,利用二次函数思想解决问题.
(2) 柯西不等式
,则,当且仅当ad=bc时,等号成立.
(3)
换元法:令,则
(4) 几何意义:转化成距离问题
【例1.16.】
已知函数的最大值为M,最小值为m,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】方法一:函数思想(平方法)
由题设可得,,即,也即,所以,则,故选C.
方法二:对偶思想
根据, ,可构造其对偶式
,,
可得 ,而在区间上单调递减,
可得,即
所以,即
所以,则,故选C.
方法三:柯西不等式
由柯西不等式,得
当且仅当 ,即时,等号成立
所以
又当时,有,
当且仅当时,等号成立
所以
综上,,则,故选C.
方法四:均值不等式
当时,有,
当且仅当时,等号成立
所以
由不等式,当且仅当时取号,从而有
,即
所以,,则,故选C.
方法五:辅助圆思想
令, ,得到
可转化为动直线与定弧线有公共点问题
如图,
圆心到直线的距离为,且,而
解得,即,则,
故选C.
方法六:向量思想
由可构造向量
则
如图,,
所以,故
即
所以,则,
故选C.
【例1.17.】
函数的最大值是 .
【答案】
【详解】由柯西不等式
当且仅当,即时等号成立
所以的最大值为
【例1.18.】
函数的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【详解】
当时取最大值,则的最大值是.
故答案为:B.
【例1.19.】
函数的值域为 .
【答案】
【分析】先求得函数的定义域和单调性,由此可求得函数的值域.
【详解】由已知得,解得,所以的定义域为,
且时与都是减函数,所以在上是减函数,,所以的值域为.
故答案为:.
【例1.20.】
函数的最大值为 .
【答案】
【分析】求出函数的定义域,按分段讨论,并变形函数式,利用换元法求出最大值即得.
【详解】函数的定义域为,
函数在上单调递增,当时, 单调递增,
于是函数在上单调递增,当时,,
当时,,令,则
于是,当且仅当,即时,,
所以当时,函数取得最大值.
故答案为:
【例1.21.】
函数的最大值为 .
【答案】
【分析】的几何意义可知表示点,分别到,的距离差,结合求解即可.
【详解】表示点,分别到,的距离差,
即在函数的图象上求点,使得取得最大值,
如图所示,
易知,当且仅当点位于的延长线与的交点,
所以.
故函数的最大值为.
故答案为:.
考向5:分式型
· 一(二)次分式函数
方法提炼
(1)
代数换元:① ,令;
② ,令
(2) 分离常数法
形如或或 的函数,求其值域可用此法
以为例,解题步骤如下:
第一步:用分子配凑出分母的形式,将函数变形成的形式;
第二步:求出函数在定义域范围内的值域,进而求出的值域.
(3) 反函数法
一次分式型函数,可以通过求反函数的定义域,得到原函数的值域.
(4) 判别式法
求二次分式函数(不同时为0)值域的步骤为:
第一步:将分式化简,确保分母不为0,据此求得函数的定义域
第二步:令,则,即 ①
第三步:将①视为关于的一元二次方程,由于方程有解,所以判别式
第四步:解不等式所得的解即为函数的值域.
【例1.22.】
函数的值域( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解法一:依题意,,其中的值域为,故函数的值域为,故选D.
解法二:由题意,,即函数的定义域为
所以 ,解得
故函数的值域为,故选D.
【例1.23.】
已知函数,则对任意实数x,函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用不等式的性质求出函数值域得解.
【详解】依题意,,
显然,则,于是,
所以函数的值域是.
故选:C
【例1.24.】
函数的值域为 .
【答案】
【详解】令,则 ,
即
当时,
解得.
当时,由可得 ,方程无解,
故的值域为
【例1.25.】
已知,设,
①当时,的最大值为 .
②当时,的最大值为 .
【答案】 ; 1
【分析】①把代入,可得,然后使用法计算可得结果. ②化简式子可得,讨论与,并使用法,计算可得.
【详解】①当时,,,
若,显然有解,
若,
所以.
②,
所以
当时,不符合题意
当时,
即
若,显然有正解,
若,对称轴
所以要使得有正解,则
化简可得:或
所以了,当且仅当,时等号成立.
故答案为:,1
【例1.26.】
已知,,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】利用代入消元法可将问题转化为求解的最小值问题,根据且求得,采用换元的方式将问题转化为求解,的最小值,利用基本不等式求得结果.
【详解】由得:,由得:
令,由得:,即
当时,
当且仅当,即时取等号
即
本题正确结果:
【例1.27.】
已知实数若,满足,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】设,,化简,得到答案.
【详解】设,,.
故答案为:.
【例1.28.】
时,的值域为 .
【答案】
【分析】利用换元法,令,结合二次函数的性质分析求解.
【详解】因为,令,则,
则,,
可知开口向上,对称轴为,且,
所以在内的值域为,
即在内的值域为.
故答案为:.
【例1.29.】
已知,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由基本不等式和可得,化简可得,令,利用换元法,结合对勾函数的性质计算即可求解.
【详解】因为,所以,当且仅当时等号成立,
所以.
因为,
令,则,,
所以,
由对勾函数在上单调递增,则当时函数取到最小值,
所以当时,,
所以.
故选:B.
· 分式型三角函数
方法提炼
(1)或
①有界性法
若可用反表示,则常利用其有界性来求值域.
②分离常数法
(2)
换元法:①,令
② ,令,则
(3) 几何意义法
的几何意义是在直角坐标平面内定点与动点连线的斜率,由此转化为直线与圆有交点的问题,即可求出答案.
【例1.30.】
函数f(x)=()的值域是 ( )
A.[-] B.[-]
C.[-] D.[-]
【答案】C
【分析】由题意结合函数解析式的特征利用换元法,结合三角函数的性质和均值不等式的结论,求解函数的值域即可.
【详解】令,则:,即:,
分类讨论:
当时,,则:,
函数的解析式换元为:
,
当且仅当时等号成立,此时函数的值域为;
当时,,则:,
函数的解析式换元为:
,
当且仅当时等号成立,此时函数的值域为;
综上可得:函数f(x)=( )的值域是,
故选:C
【例1.31.】
的最大值为( )
A. B.2 C. D.无最大值
【答案】D
【详解】方法一:令,则(且),
所以
故函数,函数无最大值.
故选:D.
方法二:由,可得,
当时等式不成立,∴,则有,
∵,∴,解得或,
∴函数的值域是,函数无最大值.
故选:D.
【例1.32.】
函数的值域是 .
【答案】
【分析】将化为,利用余弦函数的有界性,即,解不等式即可得答案.
【详解】由,可得,
当时等式不成立,∴,则有,
∵,∴,,或,
∴函数的值域是,
故答案为:
【例1.33.】
已知,则的值域为 .
【答案】
【详解】令,则
因为,,所以
所以,所以
所以
在上单调递增
所以 ,
所以函数的值域为.
【例1.34.】
函数的值域是 .
【答案】
【分析】方法一:(几何意义法)函数的几何意义是在直角坐标平面内定点与动点连线的斜率,由此转化为直线与圆有交点的问题,即可求出答案.
方法二:(有界性法)依题意可得,利用辅助角公式得到,再根据正弦函数的有界性求出的取值范围.
【详解】方法一:(几何意义法)
函数的几何意义是在直角坐标平面内定点与动点连线的斜率,易知动点在以为圆心,1为半径的圆除以外的点上,
易知直线的斜率存在,设为,则直线为即,
则,解得,即值域为.
故答案为:
方法二:(有界性法)
由可得,
即,
由三角函数辅助角公式可得,
(为辅助角),
则,解得,
故函数的值域为.
【例1.35.】
若,则函数的值域是 .
【答案】
【分析】化简可得.令,根据几何意义求出的范围,即可得出答案.
【详解】,
设,,则.
由于,则,且.
设,
由该式的几何意义得下面图形,,其中直线为圆的切线,由图知.
由图知,
在中,有,,所以,
所以,所以.
所以,,故所求值域为.
故答案为:.
【例1.36.】
函数的值域为 .
【答案】
【分析】,令,则,然后用法求解即可.
【详解】由题可得,,令,则,
即,当,即时,;
当,即时,要使方程有解,则需,得.
综上,
故答案为:
· 含根式的分式函数
方法提炼
(1)
代数换元:①或,令 ;
②,令.
(2)
三角换元:①,令 ;
②,令.
【例1.37.】
已知函数,则的最小值为( )
A.0 B.2 C. D.3
【答案】C
【分析】利用基本不等式可得答案.
【详解】令,则
原式可化为
当且仅当时,即等号成立,
则的最小值为.
故选:C.
【例1.38.】
的值域是 .
【答案】.
【分析】利用换元法,通过化简函数的解析式,转化求解函数的最值,得到函数的值域即可.
【详解】令,则
令,,则
,
或,所以值域为,
故答案为.
【例1.39.】
函数的最大值为 .
【答案】
【分析】利用换元法,结合函数的单调性即可求得最值
【详解】令,则,
所以,所以,
令,,
因为,所以,
所以在上为增函数,
所以,
所以(当,即时取等号),
即函数的最大值为.
【例1.40.】
函数的值域为 .
【答案】
【分析】令 ,便可将关于 x 的二次分式转化为关于 θ 的一次分式,再通过三角恒等变换,将函数式化简为正弦函数式,从而利用正弦函数的有界性和单调性求得函数的值域.
【详解】因为,即
所以函数的定义域为
令
即 ,
因为
所以的值域为
【例1.41.】
函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用换元法以及直线斜率的几何意义、直线与圆的位置关系进行求解.
【详解】依题意且,所以函数的定义域为.
设,,则,,其几何含义表示点与的斜率,为圆弧上一动点,
如图,当为圆弧为右端点时,斜率最小,最小值为,
当与圆弧相切时,直线的斜率存在且最大,设,即,
则圆心到直线的距离,即,如图,显然,所以.
所以函数的值域为.
故选:C.
【例1.42.】
函数的值域为 .
【答案】[,]
【分析】先根据条件求出x的范围,再令,利用三角换元法结合三角函数的值域即可求出结论.
【详解】∵
令,
∴=,
表示两点(﹣3,﹣3)和(cosθ,sinθ)的斜率,,故点在单位圆的上半部分.
如图,斜率最小为,斜率最大值为直线与半圆相切时的斜率,,化简得,由,解得 ,故切线的斜率为.所以斜率的取值范围,也即函数的值域为.
故答案为:
【例1.43.】
函数的值域为 .
【答案】
【分析】根据两点斜率公式,结合圆与直线的位置关系,即可结合图形求解.
【详解】设,, 则,
,故点在单位圆的上半部分.
其几何意义为半圆上一动点到定点的连线的斜率.
如图:,则,
设过点A的直线为,
整理为,由点到直线的距离公式可得
,化简得或(舍),
所以,
故答案为:
考点二:根据值域求参数值或取值范围
【例2.1.】
已知函数的值域为.若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】化复合函数为,,根据已知条件,确定的取值范围,再根据的取值范围确定的取值范围即可.
【详解】因为,令,所以;
令函数的值域为,因为,
所以,所以必须能取到上的所有值,
,解得.
故选:B
【例2.2.】
若函数的定义域为,值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据二次函数性质可确定其最小值为,由可求得,;由此根据值域可确定函数定义域,即可得到的取值范围.
【详解】为开口方向向上,对称轴为的二次函数
令,解得:,
即实数的取值范围为
故选:
【例2.3.】
已知函数的值域为,则实数t的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据函数值域,结合二次函数的单调性,对参数分类讨论,即可求得参数范围.
【详解】令,
当时,,
因为在上单调递增,
因此值域为为的子集,所以;
当时,,
为的子集,所以;
当时,,
当且仅当时取等号,
因为为的子集,所以;
综上,.
故答案为:.
【例2.4.】
已知函数的值域为,则实数的值为 .
【答案】13
【分析】令,则,结合二次函数的性质即可求解.
【详解】由题意可得可得,
令,则,,
∴当时取得最大值,
但由于,故当即时,,解得.
故答案为:13.
【例2.5.】
设函数在区间上的值域是,则的取值范围是 .
【答案】.
【解析】配方求出顶点,作出图像,求出对应的自变量,结合函数图像,即可求解.
【详解】,顶点为
因为函数的值域是,
令,可得或.
又因为函数图象的对称轴为,
且,所以的取值范围为.
故答案为:.
【例2.6.】
已知的值域为,则实数( )
A.4或0 B.4或 C.0或 D.2或
【答案】B
【分析】由题意可得,分的符号进行分类讨论函数的零点,结合值域得出的值,
【详解】解:由,
由,可得,或,或,
它的定义域为,值域为,
若,则,则函数的值域为,不满足条件.
若,则根据函数的定义域为,
此时,函数的零点为,,
若,当时,不满足题意.
若,当时,不满足题意.
所以,求得;
若,则函数的定义域为,
此时函数的零点为,,
同理可得,所以.
综上,或,
故选:B.
【点睛】关键点睛:本题考查函数零点、定义域和值域问题,解答本题的关键是当时,函数的零点为,,若,当时,若,当时,,所以,求得,属于中档题.
【例2.7.】
设函数,若存在区间,使得在上的值域为,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】利用导数分析出函数在区间上为增函数,可得出,可知关于的方程在上有两个不等的实根,利用参变量分离法得出,令,由题意可得出直线与曲线在上的图象有两个交点,利用导数分析函数在区间上的单调性与极值,数形结合可得出实数的取值范围.
【详解】由题意可得,设,则,
所以当时,,
所以函数在上单调递增,所以,
所以在上单调递增,
又因为,所以在上单调递增,
又在上的值域为,所以,
则方程在上的两个根为、,
由,可得,
构造函数,其中,,
令,其中,,
当时,,所以,函数在上单调递增,
当时,,即,此时函数单调递减;
当时,,即,此时函数单调递增.
所以,,,如下图所示:
由图象可知,当时,直线与函数在区间上的图象有两个交点,
因此,实数的取值范围是.
故选:C.
【例2.8.】
设函数的定义域为D,若满足条件:存在,使在上的值域为,则称为“倍缩函数”.若函数为“倍缩函数”,则实数t的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据定义及函数单调性,分析可得关于x的方程,判断出方程有两个不等的实数根;构造函数,通过求导求得极值点,代入后求得t的最大值.
【详解】因为函数为“倍缩函数”,且为递增函数
所以存在,使在上的值域为
则 ,由此可知等价于 有两个不等实数根
令
则,令
解得
代入方程得
解得,因为有两个不等的实数根
所以t的取值范围为
所以选B
【例2.9.】
设,若存在实数,使得的定义域和值域都是,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据单调性可得,设,,由可整理出,从而求得,将方程组变为,整理可得,根据的范围求得的取值范围.
【详解】在是减函数
即:……①
设,
,,
由,得
则①变为: ,
即:
本题正确结果:
【例2.10.】
已知函数的定义域是(m,n为整数),值域是,则满足条件的整数对的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】根据函数的单调性,并画出函数的大致图像即可
【详解】
由,得或
由,得
易知当时,为增函数,当时,为减函数,其图像如上图所示
若使的定义域是(m,n为整数),值域是,满足条件的整数数对有,,,,共5个
故选:D
(
1
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