内容正文:
清单06 函数的概念及其表示、函数的基本性质
(单调性、奇偶性、对称性、周期性)
(19个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】函数的图象
1.1、函数图象的平移变换(左“+”右“-”;上“+”下“-”)
①
②
③
④
注:左右平移只能单独一个加或者减,注意当前系数不为1,需将系数提取到外面.
1.2、函数图象的对称变换
①的图象的图象;
②的图象的图象;
③的图象的图象;
1.3、函数图象的翻折变换(绝对值变换)
①的图象的图象;
(口诀;以轴为界,保留轴上方的图象;将轴下方的图象翻折到轴上方)
②的图象的图象.
(口诀;以轴为界,去掉轴左侧的图象,保留轴右侧的图象;将轴右侧图象翻折到轴左侧;本质是个偶函数)
【清单02】函数的单调性
2.1增函数
一般地,设函数的定义域为,区间,如果,当时,都有,
那么就称函数在区间上单调递增.(如图:图象从左到右是上升的)
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,称它是增函数(increasing function).
2.2减函数
一般地,设函数的定义域为,区间,如果,当时,都有,
那么就称函数在区间上是单调递减.(如图:图象从左到右是下降的)
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,称它是减函数(decreasing function).
【清单03】函数的奇偶性
3.1偶函数:一般地,设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做偶函数.
3.2奇函数:一般地,设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做奇函数.
【清单04】函数奇偶性的判断
4.1定义法:
(1)先求函数的定义域,判断定义域是否关于原点对称.
(2)求,根据与的关系,判断的奇偶性:
①若是奇函数
②若是偶函数
③若既是奇函数又是偶函数
④若既不是奇函数也不是偶函数
4.2图象法:
(1)先求函数的定义域,判断定义域是否关于原点对称.
(2)若的图象关于轴对称是偶函数
(3)若的图象关于原点对称是奇函数
4.3性质法:
,在它们的公共定义域上有下面的结论:
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
不能确定
不能确定
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
不能确定
不能确定
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
偶函数
【清单05】幂函数的图象与性质
5.1、五个幂函数的图象(记忆五个幂函数的图象)
当时,我们得到五个幂函数:
;;;;
5.2、五个幂函数的性质
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
在上单调递增
在上单调递减
在单调递增
在上单调递增
在单调递增
在上单调递减
在上单调递减
定点
【考点题型一】函数图象识别
【解题方法】特殊值法,单调性,奇偶性
【例1-1】(23-24高一上·河南·期中)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(23-24高一上·浙江·期中)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【例1-2】(23-24高三上·浙江温州·阶段练习)函数的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(23-24高一上·辽宁·阶段练习)函数的图像简图可能是( )
A. B.
C. D.
【考点题型二】判断并证明函数的单调性
【解题方法】定义法
【例2-1】(24-25高一上·江西上饶·开学考试)(1)试用函数单调性的定义证明:函数在区间上单调递增.
(2)求出函数的值域.
【变式2-1】(23-24高一上·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知函数.
(1)求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并根据定义证明.
【例2-2】(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.
【变式2-2】(24-25高一上·上海·课堂例题)判断函数在区间上的单调性,并证明你的结论.
【考点题型三】求函数的单调区间
【解题方法】图象法
【例3-1】(23-24高一下·全国·课后作业)函数的单调增区间是( ).
A. B.
C. D.,
【变式3-1】(2024高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间是( )
A. B. 和
C.和 D. 和
【例3-2】(23-24高二下·福建南平·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B.和
C. D.和
【变式3-2】(23-24高一上·广东深圳)函数的一个单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【考点题型四】求复合函数的单调区间
【解题方法】同增异减;图象平移
【例4-1】(2024高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(23-24高一上·北京·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【例4-2】(23-24高一上·黑龙江)函数的单调递增区间是( )
A. B.,
C. D.
【变式4-2】(23-24高一上·重庆沙坪坝·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【考点题型五】根据函数单调性求参数
【解题方法】图象法
【例5-1】(2024高三·全国·专题练习)若函数在区间上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(23-24高一上·北京·期中)函数在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例5-2】(23-24高一上·河南·期中)函数在区间上单调递增,则实数b的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(23-24高三上·全国·阶段练习)函数在区间上不单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点题型六】判断函数的奇偶性
【解题方法】定义法,图象法
【例6-1】(多选)(23-24高一上·广东湛江·期中)下列函数是奇函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式6-1】(24-25高一上·全国·课堂例题)判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
【例6-2】(24-25高一上·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说理.
(1);
(2);
(3);
(4)
【变式6-2】(2024高一·全国·专题练习)判断下列各函数是否具有奇偶性
(1)
(2)
(3)
(4);
(5)
(6)
【考点题型七】利用函数奇偶性求参数,求值
【解题方法】奇偶性定义
【例7-1】(23-24高一下·河南新乡·期末)已知函数是奇函数,则( )
A.0 B.1 C. D.2
【变式7-1】(2024高一·全国·专题练习)已知函数为偶函数,则 .
【例7-2】(23-24高一上·浙江宁波·期末)若函数为偶函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.或
【变式7-2】(23-24高一下·河南洛阳·期末)已知函数是奇函数,且,则 .
【考点题型八】利用函数奇偶性解不等式
【解题方法】奇偶性+单调性
【例8-1】(24-25高二上·广东东莞·阶段练习)函数,经过点,则关于的不等式解集为( )
A. B.
C. D.
【变式8-1】(23-24高三上·四川内江·阶段练习)已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【例8-2】(23-24高一·河南安阳·阶段练习)已知奇函数在其定义域上是减函数,且,则的取值范围为 .
【变式8-2】(23-24高二下·广东茂名·期末)已知函数,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【考点题型九】函数的对称性和周期性
【解题方法】公式法
【例9-1】(24-25高三上·辽宁·开学考试)已知定义在上的函数,对,都有,若函数的图象关于直线对称,则( )
A. B. C.2 D.1
【变式9-1】(23-24高一下·全国·课后作业)若定义域为的奇函数满足,则在上的零点个数至少有 个.
【例9-2】(24-25高二上·安徽阜阳·开学考试)定义在上的函数满足,且关于对称,当时,,则 .
【变式9-2】(24-25高三上·四川泸州·开学考试)已知定义在上的函数的图象关于y轴对称,且满足,又,,则的值是( )
A.2 B. C.2024 D.2025
【考点题型十】函数单调性、奇偶性、对称性、周期性综合应用
【解题方法】图象法+公式+定义
【例10-1】(多选)(23-24高一上·陕西西安·期中)已知函数是定义在上的偶函数,当时,,则下列说法正确的有( )
A. B.在单调递增
C.的解集是 D.的最大值是
【变式10-1】(多选)(23-24高三上·江苏宿迁·阶段练习)已知函数的图象关于直线对称,函数的图象关于点对称,则下列说法正确的是( )
A. B.是奇函数
C. D.的周期为4
【例10-2】(多选)(23-24高一下·浙江杭州·阶段练习)已知函数的定义域为,且为奇函数,为偶函数,且对任意的,且,都有,则下列结论正确的为( )
A.可能是偶函数 B.
C. D.
【变式10-2】(多选)(23-24高三上·重庆沙坪坝·开学考试)若函数的定义域为,则( )
A. B.
C. D.
【考点题型十一】利用函数奇偶性求解析式
【解题方法】奇偶性定义
【例11-1】(24-25高三上·四川绵阳·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
(3)解不等式.
【变式11-1】(24-25高三上·北京·开学考试)已知函数的图象过点,且函数图象又关于原点对称.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
【例11-2】(23-24高二下·山东聊城·阶段练习)已知函数,的解集为.
(1)求a,b的值;
(2)若是定义在上的奇函数,且当时,
(ⅰ)求的解析式
(ⅱ)求不等式的解集.
【变式11-2】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,.
(1)求时,函数的解析式;
(2)若函数的最小值为2,求实数的取值.
【考点题型十二】求分段函数的单调区间
【解题方法】图象法
【例12-1】(23-4高一上·河南郑州·阶段练习)已知,则( )
A.是偶函数,且在上单调递增
B.是奇函数,且在上单调递增
C.是偶函数,且在上单调递减
D.是奇函数,且在上单调递减
【变式12-1】(23-24高一上·河北石家庄)f(x)=的单调增区间为 .
【例12-2】(23-24高一上·陕西咸阳·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B.∪
C.和 D.
【变式12-2】(23-24高二下·山东聊城·阶段练习)已知函数
(1)求的值;
(2)在坐标系中画出的草图;
(3)写出函数的单调区间和值域.
【考点题型十三】根据分段函数的单调性求参数
【解题方法】图象法
【例13-1】(24-25高一上·江西上饶·开学考试)已知函数在定义域上是减函数,则实数a的取值可以为( )
A. B. C.1 D.2
【变式13-1】(24-25高三上·安徽蚌埠·开学考试)设函数是上的减函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例13-2】(23-24高一上·安徽淮北·期中)已知函数,在上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式13-2】(23-24高一上·安徽阜阳·阶段练习)函数,若对任意,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【例13-3】(23-24高一下·吉林长春·开学考试)已知函数满足对任意实数,都有成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式13-4】(23-24高二上·云南迪庆·期末)若函数,且对于,恒有,则实数的取值范围是 .
【考点题型十四】分段函数的值域或最值问题
【解题方法】图象法
【例14-1】(24-25高一上·全国·课前预习)已知函数,求函数的最大值、最小值.
【变式14-1】(24-25高三上·山西晋中·阶段练习)已知函数,求:
(1)求的值;
(2)当时,求的值域.
【例14-2】(23-24高一上·广东深圳·期中)已知函数是定义在R上的函数,.
(1)将函数写成分段函数的形式,并画出函数的图象;
(2)根据图象写出值域.
(3)若与有两个交点,求的取值范围.
【变式14-2】(23-24高一上·天津·期中)已知函数,,设函数.
(1)求的解析式;
(2)画出的图象,并求出其值域:
【考点题型十五】二次函数的最值问题(不含参数的二次函数最值问题)
【解题方法】配方法+图象法
【例15-1】(23-24高一上·广东茂名·期中)函数在上的最小值是( )
A. B. C. D.
【变式15-1】(23-24高一上·浙江宁波·阶段练习)已知 ,则函数的最大值是( )
A. B. C. D.
【例15-2】(23-24高一上·北京顺义·阶段练习)已知函数,
(1)求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【变式15-2】(23-24高一上·福建福州·期中)函数的值域为 .
【考点题型十六】二次函数的最值问题(含参数的二次函数最值问题)
【解题方法】图象法+分类讨论
【例16-1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.
(1)求的最大值;
(2)当时,求的最大值.
【变式16-1】(23-24高一上·广东惠州·阶段练习)已知二次函数.
(1)当时,若在上的值域为,求m的取值范围;
(2)求在上的最小值的解析式.
【例16-2】(23-24高一上·北京·期中)已知二次函数.
(1)若存在使成立,求k的取值范围;
(2)当时,求在区间上的最小值.
【变式16-2】(24-25高三上·江苏宿迁·阶段练习)已知函数.
(1)若,求函数在区间上的值域;
(2)若函数在区间上有最小值3,求的值.
【考点题型十七】恒成立与能成立问题
【解题方法】判别法+变量分离法
【例17-1】(24-25高三上·福建宁德·开学考试)已知不等式.
(1)是否存在实数,使不等式对任意恒成立,并说明理由;
(2)若不等式对于恒成立,求的取值范围;
(3)若不等式对于恒成立,求实数的取值范围.
【变式17-1】(2024高二上·新疆·学业考试)设函数
(1)若,求不等式的解集;
(2)若时,不等式恒成立,求的取值范围.
【例17-2】(23-24高一上·安徽安庆·阶段练习)已知函数,不等式的解集是.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的不等式在上有解,求实数的取值范围.
【变式17-2】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)已知函数,
(1)解关于的不等式;
(2)当时,若对于不等式恒成立,求实数的取值范围.
【考点题型十八】抽象函数综合问题
【例18-1】(24-25高三上·福建宁德·开学考试)函数的定义域为,且满足对于任意,有,当.
(1)证明:在上是增函数;
(2)证明:是偶函数;
(3)如果,解不等式.
【变式18-1】(23-24高一上·湖南益阳·阶段练习)已知定义在上的函数,对任意,都有,且当时,.
(1)求并判断的奇偶性;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【例18-2】(24-25高三上·湖南长沙·阶段练习)已知定义在上的函数对任意实数,恒有,且当时,.
(1)求证为奇函数;
(2)试判断在上的单调性并证明;
(3)解关于的不等式.
【变式18-2】(23-24高一下·贵州六盘水·期中)已知函数的定义域为,对任意,都满足,且.当时,,且.
(1)求,的值;
(2)用函数单调性的定义证明在上单调递增;
(3)若对任意的,恒成立,求实数a的取值范围.
【考点题型十九】函数基本性质中的新定义问题
【例19-1】(24-25高一上·全国·开学考试)若函数在上的最大值记为,最小值记为,且满足,则称函数是在上的“美好函数”.
(1)函数①;②;③,其中函数 是在上的“美好函数”;(填序号)
(2)已知函数.
①函数是在上的“美好函数”,求的值;
②当时,函数是在上的“美好函数”,请直接写出的值;
(3)已知函数,若函数是在(为整数)上的“美好函数”,且存在整数,使得,求的值.
【例19-2】(23-24高二下·浙江宁波·期中)已知函数的定义域为M,区间,对任意,且,记,.若,则称在I上具有性质A;若,则称在I上具有性质B:若,则称在I上具有性质C;若,则称在I上具有性质D.
(1)记①充分不必要条件:②必要不充分条件;③充要条件;④既不充分也不必要条件,
则在I上单调递增是在I上具有性质A的________(填正确选项的序号):
在I上单调递增是在I上具有性质B的________(填正确选项的序号);
在I上单调递增是在I上具有性质D的________(填正确选项的序号);
(2)若在满足性质B,求实数a的取值范围;
(3)是否存在m,,使得函数在区间上恰满足性质A,B,C,D中的一个?若不存在,请说明理由:若存在,求实数m的最小值.
提升训练
一、单选题
1.(23-24高三上·新疆伊犁·阶段练习)已知函数,则( )
A.是偶函数,且在上是增函数 B.是奇函数,且在上是增函数
C.是偶函数,且在上是减函数 D.是奇函数,且在上是减函数
2.(24-25高一上·全国·课前预习)设函数的定义域为R,对于任意实数x总有,当时,单调递增,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高一上·陕西宝鸡)下列说法中错误的是( )
A.函数是奇函数
B.函数是偶函数
C.函数,是偶函数
D.函数既不是奇函数,也不是偶函数
4.(24-25高二上·湖南长沙·开学考试)已知函数,定义域为,则下列说法正确的是( )
A.函数的最大值是8 B.函数的最小值是8
C.函数的最大值是 D.函数的最小值是
5.(24-25高三上·山东青岛·开学考试)设,若是的最小值,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高三上·海南省直辖县级单位·开学考试)已知函数的定义域为,且为奇函数,为偶函数,,则( )
A.4050 B.4048 C.4044 D.4036
7.(23-24高一上·北京·期中)定义在上的奇函数满足,当时,,当时,. 不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高三上·北京·开学考试)已知函数满足,对任意,且,都有成立,且,则的解集是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(23-24高二下·山东威海·期末)已知定义在R上的函数满足,当时,,,则( )
A. B.为奇函数
C.在R上单调递减 D.当时,
10.(24-25高三上·甘肃白银·阶段练习)已知函数下列命题正确的是( )
A.的值域为
B.
C.若函数在上单调递减,则的取值范围为
D.若在上单调递减,则的取值范围为
三、填空题
11.(23-24高一下·全国·课堂例题)函数是奇函数,则满足条件的一组值可以是 , .
12.(23-24高一上·安徽淮北·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且,若对任意的,当时,有成立,则不等式的解集为 .
四、解答题
13.(24-25高三上·福建三明·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,满足,当时,有.
(1)求函数的解析式;
(2)解不等式.
14.(23-24高一上·四川内江·阶段练习)已知函数.
(1)当时,求方程的解集;
(2)设在的最小值为,求的表达式.
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清单06 函数的概念及其表示、函数的基本性质
(单调性、奇偶性、对称性、周期性)
(19个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】函数的图象
1.1、函数图象的平移变换(左“+”右“-”;上“+”下“-”)
①
②
③
④
注:左右平移只能单独一个加或者减,注意当前系数不为1,需将系数提取到外面.
1.2、函数图象的对称变换
①的图象的图象;
②的图象的图象;
③的图象的图象;
1.3、函数图象的翻折变换(绝对值变换)
①的图象的图象;
(口诀;以轴为界,保留轴上方的图象;将轴下方的图象翻折到轴上方)
②的图象的图象.
(口诀;以轴为界,去掉轴左侧的图象,保留轴右侧的图象;将轴右侧图象翻折到轴左侧;本质是个偶函数)
【清单02】函数的单调性
2.1增函数
一般地,设函数的定义域为,区间,如果,当时,都有,
那么就称函数在区间上单调递增.(如图:图象从左到右是上升的)
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,称它是增函数(increasing function).
2.2减函数
一般地,设函数的定义域为,区间,如果,当时,都有,
那么就称函数在区间上是单调递减.(如图:图象从左到右是下降的)
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,称它是减函数(decreasing function).
【清单03】函数的奇偶性
3.1偶函数:一般地,设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做偶函数.
3.2奇函数:一般地,设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做奇函数.
【清单04】函数奇偶性的判断
4.1定义法:
(1)先求函数的定义域,判断定义域是否关于原点对称.
(2)求,根据与的关系,判断的奇偶性:
①若是奇函数
②若是偶函数
③若既是奇函数又是偶函数
④若既不是奇函数也不是偶函数
4.2图象法:
(1)先求函数的定义域,判断定义域是否关于原点对称.
(2)若的图象关于轴对称是偶函数
(3)若的图象关于原点对称是奇函数
4.3性质法:
,在它们的公共定义域上有下面的结论:
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
偶函数
奇函数
不能确定
不能确定
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
不能确定
不能确定
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
偶函数
【清单05】幂函数的图象与性质
5.1、五个幂函数的图象(记忆五个幂函数的图象)
当时,我们得到五个幂函数:
;;;;
5.2、五个幂函数的性质
定义域
值域
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
非奇非偶
奇函数
单调性
在上单调递增
在上单调递减
在单调递增
在上单调递增
在单调递增
在上单调递减
在上单调递减
定点
【考点题型一】函数图象识别
【解题方法】特殊值法,单调性,奇偶性
【例1-1】(23-24高一上·河南·期中)函数的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】函数图像的识别、基本不等式求和的最小值
【分析】利用单调性、最值结合图象可得答案.
【详解】当时,,为减函数,排除AD;
当时,,
当且仅当时,取得最小值2,故排除C.
B选项的图象符合题意.
故选:B.
【变式1-1】(23-24高一上·浙江·期中)函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】函数图像的识别、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】首先求出函数的定义域,再将函数改写成分段函数,最后根据函数在上的单调性判断即可;
【详解】解:因为,所以定义域为,所以,当时,因为与在上单调递增,所以函数在定义域上单调递增,故排除A、C、D,
故选:B
【例1-2】(23-24高三上·浙江温州·阶段练习)函数的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】函数图像的识别
【解析】将原函数的解析式变形为,然后根据对勾函数的图象性质即可判断出答案.
【详解】原函数解析式可化为:
其图象可看作是将对勾函数右移个单位,上移个单位而得到,故A选项符合.
故选:A.
【点睛】本题考查根据函数的解析式判断函数的图象,较简单,将原函数解析式合理变形是关键.
【变式1-2】(23-24高一上·辽宁·阶段练习)函数的图像简图可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】复杂(根式型、分式型等)函数的值域、函数图像的识别
【分析】由题可得可排除AB,然后根据时函数值的范围可排除C.
【详解】因为,
所以,故排除AB;
当时,,故排除C.
故选:D.
【考点题型二】判断并证明函数的单调性
【解题方法】定义法
【例2-1】(24-25高一上·江西上饶·开学考试)(1)试用函数单调性的定义证明:函数在区间上单调递增.
(2)求出函数的值域.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、利用函数单调性求最值或值域
【分析】(1)根据题意,任取,令,利用作差法单调性的定义分析证明;
(2)根据(1)中可知:在区间上单调递增,可证在区间上单调递减,根据单调性分析最值,进而可得值域.
【详解】(1)证明:任取,令,
则,
因为,则,
可得,即,
所以函数在区间上单调递增;
(2)由(1)可知:在区间上单调递增,
任取,令,
则,
因为,则,
可得,即,
所以函数在区间上单调递减,
因为,且,
可知函数的最大值为,最小值为2,
所以函数的值域为.
【变式2-1】(23-24高一上·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知函数.
(1)求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并根据定义证明.
【答案】(1)
(2)在上单调递减,证明见解析
【知识点】已知f(g(x))求解析式、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)由配凑法可得函数解析式;
(2)根据函数单调性的定义证明即可.
【详解】(1)因为,
所以.
(2)在上单调递减.
证明如下:
令,则,
,
即,
所以在上单调递减.
【例2-2】(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)
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、定义法判断或证明函数的单调性
【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.
【变式2-2】(24-25高一上·上海·课堂例题)判断函数在区间上的单调性,并证明你的结论.
【答案】函数在上为严格减函数,证明见解析
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性
【分析】利用函数单调性的定义证明即可.
【详解】当时,函数在区间上为严格减函数.
证明:设,
则.
因为,,所以,,,,
所以,所以.
所以当时,函数在上为严格减函数.
【考点题型三】求函数的单调区间
【解题方法】图象法
【例3-1】(23-24高一下·全国·课后作业)函数的单调增区间是( ).
A. B.
C. D.,
【答案】D
【知识点】求函数的单调区间
【分析】首先求出函数的定义域,再根据反比例函数的性质及函数的变换规则判断即可.
【详解】函数的定义域为,
又的图象是由向右平移个单位而来,
的单调递增区间为,,
所以的单调递增区间为,.
故选:D
【变式3-1】(2024高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间是( )
A. B. 和
C.和 D. 和
【答案】B
【知识点】求函数的单调区间、画出具体函数图象
【分析】去绝对值符号表示出分段函数的解析式,根据函数的解析式作出函数图象,进而根据函数图象求出单调区间,即可求出结果.
【详解】
如图所示:
函数的单调递增区间是和.
故选:B.
【例3-2】(23-24高二下·福建南平·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B.和
C. D.和
【答案】D
【知识点】画出具体函数图象、求函数的单调区间
【分析】作出的图象,结合图象可得单调区间.
【详解】因为,
作出的图象,如图所示,
由图象可知:函数的单调递增区间是和.
故选:D.
【变式3-2】(23-24高一上·广东深圳)函数的一个单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据图像判断函数单调性、求函数的单调区间
【分析】由已知,先判断函数的奇偶性,然后分段画出图像,即可读取单调减区间.
【详解】由已知,函数为偶函数,
当时,;当时,;
可画出函数图像,图下图所示:
所以函数的单调递减区间为、,
故选:A.
【考点题型四】求复合函数的单调区间
【解题方法】同增异减;图象平移
【例4-1】(2024高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求函数的单调区间、复合函数的单调性
【分析】先求出函数的定义域,再根据二次函数及复合函数的性质求解即可.
【详解】由题意可得,即,解得或,
令(或),则,
因为的对称轴为,
所以在上递减,在上递增,
因为在定义域内递增,
所以在上递减,在上递增.
故选:C
【变式4-1】(23-24高一上·北京·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】复合函数的单调性
【分析】求出函数的定义域,利用复合函数的单调性,即可求得函数的递减区间.
【详解】对于函数,有,解得或,
所以,函数的定义域为,
内层函数在上单调递减,在上单调递增,
外层函数在上为增函数,
所以,函数的单调递减区间为.
故选:C.
【例4-2】(23-24高一上·黑龙江)函数的单调递增区间是( )
A. B.,
C. D.
【答案】B
【知识点】复合函数的单调性、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】根据复合函数单调性原则“同增异减”,可得答案.
【详解】由,可知函数开口向上,对称轴,且.
因为函数在区间,上单调递减,
所以原函数的单调递增区间,.
故选:B.
【变式4-2】(23-24高一上·重庆沙坪坝·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】复合函数的单调性、与二次函数相关的复合函数问题
【解析】由函数的解析式,求得函数的定义域,再结合二次函数的性质和复合函数的单调性的判定方法,即可求解.
【详解】由函数有意义满足,解得或,
令,
由二次函数的性质,可得函数在上单调递减,在单调递增,
结合复合函数的单调性的判定方法,可得函数在区间单调递减,
即函数的单调递减区间为.
故选:D.
【点睛】本题主要考查了复合函数的单调区间的求解,其中解答中熟记二次函数的图象与性质,以及复合函数的单调性的判定方法是解答的关键,着重考查推理与运算能力.
【考点题型五】根据函数单调性求参数
【解题方法】图象法
【例5-1】(2024高三·全国·专题练习)若函数在区间上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性求参数值、已知二次函数单调区间求参数值或范围
【分析】时,代入可知满足题意;时,求出二次函数的对称轴结合函数在右半部分单调递减得出开口方向,列出不等式组,求解即可得出答案.
【详解】当时,,上单调递减,满足题意;
当时,f(x)的对称轴为直线,由在上单调递减,
知,解得.综上,a的取值范围为.
故选:D
【变式5-1】(23-24高一上·北京·期中)函数在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】分类讨论,根据一次函数、二次函数性质运算求解即可.
【详解】当时,在区间上单调递增,符合题意;
当时,因为函数的对称轴为,
若函数在区间上是增函数,
则或,所以或;
综上,,故实数的取值范围是.
故选:D
【例5-2】(23-24高一上·河南·期中)函数在区间上单调递增,则实数b的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数、已知二次函数单调区间求参数值或范围
【分析】根据二次函数的单调性,结合分段函数的性质即可求解.
【详解】函数
由于在区间上单调递增,所以,
故,平方可得,解得,
当时,函数,图象开口向下,图象关于对称,
由于,所以在上单调递减;
当时,函数,图象开口向上,关于对称,
所以在上单调递减,在上单调递增.
若在区间上单调递增,则有解得.
故选:B.
【变式5-2】(23-24高三上·全国·阶段练习)函数在区间上不单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】根据绝对值函数的性质进行求解即可.
【详解】因为函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当函数在区间上不单调,
则有,即,
故选:B
【考点题型六】判断函数的奇偶性
【解题方法】定义法,图象法
【例6-1】(多选)(23-24高一上·广东湛江·期中)下列函数是奇函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABC
【知识点】具体函数的定义域、函数奇偶性的定义与判断
【分析】直接利用函数的奇偶性的定义判断.
【详解】A.因为的定义域为,
且,A正确;
B.因为的定义域为R,
且 ,B正确
C.因为的定义域为,
设,则,所以,则,
同理当时,,所以函数是奇函数,C正确;
D.由,即,解得 ,
所以函数的定义域是 ,不关于原点对称,
所以函数是非奇非偶函数,故D错误;
故选:ABC
【变式6-1】(24-25高一上·全国·课堂例题)判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)偶函数
(2)既是奇函数又是偶函数
(3)非奇非偶函数
(4)奇函数.
【知识点】函数奇偶性的定义与判断
【分析】先求函数的定义域,如果对称,则利用奇偶性的定义判断即可;若不对称,则是非奇非偶函数.
【详解】(1)函数的定义域为R,关于原点对称,
又,
∴为偶函数.
(2)函数的定义域为,关于原点对称,且,
又,,
∴既是奇函数又是偶函数.
(3)函数的定义域为,不关于原点对称,
∴是非奇非偶函数.
(4)函数的定义域为,
∵,都有,
且,
∴是奇函数.
【例6-2】(24-25高一上·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说理.
(1);
(2);
(3);
(4)
【答案】(1)奇函数,理由见解析
(2)非奇非偶函数,理由见解析
(3)既是奇函数又是偶函数,理由见解析
(4)偶函数,理由见解析
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、具体函数的定义域
【分析】(1)(2)(3)(4)利用定义域是否对称和与的关系式来判断奇偶性.
【详解】(1)由得定义域为,关于原点对称,
∴,此时,
∴函数为奇函数.
(2)由,得定义域为,关于原点不对称,
∴为非奇非偶函数.
(3)由,得,即该函数的图象由点,构成,
这两个点既关于原点对称,也关于轴对称,
∴既是奇函数又是偶函数.
(4)当时,,,∴.
当时,,,∴.
当时,,,∴.
综上可知,对于定义域内的每一个都有,∴为偶函数.
【变式6-2】(2024高一·全国·专题练习)判断下列各函数是否具有奇偶性
(1)
(2)
(3)
(4);
(5)
(6)
【答案】(1)奇函数
(2)非奇非偶函数
(3)非奇非偶函数
(4)奇函数
(5)即是奇函数也是偶函数
(6)非奇非偶函数
【知识点】函数奇偶性的定义与判断
【分析】根据奇偶性的定义判断即可.
【详解】(1)的定义域为,它关于原点对称.
,故为奇函数;
(2)的定义域为不关于原点对称,
故既不是奇函数也不是偶函数;
(3)因为,所以,即函数的定义域为,
不关于原点对称,故既不是奇函数也不是偶函数;
(4)由,得,且,
所以的定义域为,关于原点对称,
所以.又,
所以是奇函数;
(5)对于函数,因为,所以,
其定义域为,关于原点对称.因为对定义域内的每一个,
都有,所以,,
所以既是奇函数又是偶函数;
(6)因为,所以,所以的定义域为,
不关于原点对称,所以既不是奇函数也不是偶函数.
故答案为:①奇函数;②非奇非偶函数;③非奇非偶函数;④奇函数;⑤即是奇函数也是偶函数;⑥非奇非偶函数
【考点题型七】利用函数奇偶性求参数,求值
【解题方法】奇偶性定义
【例7-1】(23-24高一下·河南新乡·期末)已知函数是奇函数,则( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】A
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】利用奇函数定义,列式计算即得.
【详解】由函数是奇函数,得,则,解得,
函数定义域为,是奇函数,
所以.
故选:A
【变式7-1】(2024高一·全国·专题练习)已知函数为偶函数,则 .
【答案】
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、由奇偶性求参数
【分析】由进行求解.
【详解】因为函数为偶函数,所以,
即,
即,
两边平方,化简可得.
要使上式恒成立,则,即.
故答案为:
【例7-2】(23-24高一上·浙江宁波·期末)若函数为偶函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.或
【答案】A
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】根据为偶函数,得在(或其子集)上为偶函数,求得的取值范围.
【详解】函数为偶函数,的定义域为,且为偶函数,
在(或其子集)上为偶函数,
恒成立,
恒成立,
故选: A .
【变式7-2】(23-24高一下·河南洛阳·期末)已知函数是奇函数,且,则 .
【答案】/
【知识点】由奇偶性求函数解析式、由奇偶性求参数
【分析】根据求出,再根据求出即可求出.
【详解】的定义域为,而为奇函数,
故,而,故,故,
所以,此时,故为奇函数,
故,
故答案为:
【考点题型八】利用函数奇偶性解不等式
【解题方法】奇偶性+单调性
【例8-1】(24-25高二上·广东东莞·阶段练习)函数,经过点,则关于的不等式解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式、函数奇偶性的定义与判断、解不含参数的一元二次不等式
【分析】根据图象经过点得到解析式,再判断函数单调性及奇偶性,由此求解不等式即可.
【详解】由函数的图象经过点,得,
则,
所以函数在上单调递减,在上单调递减,
所以在R上单调递减,
又,即函数是奇函数,
不等式,
则,即,解得,
所以原不等式的解集为.
故选:B.
【变式8-1】(23-24高三上·四川内江·阶段练习)已知函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】根据函数解析式可判断出是定义在上的单调递减函数,且为奇函数,将不等式变形即可求得实数的取值范围.
【详解】易知函数的定义域为,且满足,可知为奇函数,
当时,,此时单调递减,
根据奇函数的对称性可知,是定义在上的单调递减函数,
由可得,
所以,可得,解得,
即实数的取值范围为.
故选:A.
【例8-2】(23-24高一·河南安阳·阶段练习)已知奇函数在其定义域上是减函数,且,则的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】根据奇函数性质以及函数单调性限定出不等式取值范围可得结论.
【详解】因为是奇函数,所以等价于,
又函数在定义域上是减函数,
需满足,解得,
即的取值范围为.
故答案为:
【变式8-2】(23-24高二下·广东茂名·期末)已知函数,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式、函数奇偶性的定义与判断、函数奇偶性的应用
【分析】证明函数的奇偶性,再分析出其单调性,从而得到,解出即可.
【详解】由可得且,则为偶函数,
,
因为在上单调递减,在上单调递增,则恒成立,
则在单调递减,在单调递增,
,解得或.
故选:D.
【考点题型九】函数的对称性和周期性
【解题方法】公式法
【例9-1】(24-25高三上·辽宁·开学考试)已知定义在上的函数,对,都有,若函数的图象关于直线对称,则( )
A. B. C.2 D.1
【答案】C
【知识点】函数奇偶性的应用、函数的周期性的定义与求解、函数对称性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】先由函数图象平移的性质得到为偶函数,再利用函数周期性的判定得到为周期函数,进而利用赋值法即可得解.
【详解】因为函数的图象关于直线对称,
又的图象由的图象向左平移一个单位长度得到,
所以的图象关于直线对称,故为偶函数,
因为4,所以,
所以是以8为一个周期的偶函数,
所以,
由,得,则.
故选:C.
【变式9-1】(23-24高一下·全国·课后作业)若定义域为的奇函数满足,则在上的零点个数至少有 个.
【答案】7
【知识点】函数周期性的应用、求函数零点或方程根的个数、函数奇偶性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】运用奇函数性质,结合周期函数性质,赋值即可求解.
【详解】由是定义域为的奇函数可得,
再由可得函数周期为1,
所以,
所以 ,
因为为奇函数,所以,
所以,故,
所以,,,
所以在上的零点个数至少为7.
故答案为:7.
【例9-2】(24-25高二上·安徽阜阳·开学考试)定义在上的函数满足,且关于对称,当时,,则 .
【答案】
【知识点】函数奇偶性的应用、函数对称性的应用、指数函数的判定与求值、由函数的周期性求函数值
【分析】推导出函数是周期为4的周期函数,计算出、、、的值,结合函数的周期性以及并项求和法可求得所求代数式的值.
【详解】由题意得,,令,则,
所以函数图象关于直线对称,即,
设,又关于对称,
所以,即,
所以,所以函数是奇函数,
所以函数图象关于原点中心对称,
所以,所以,
故函数是周期函数,周期为4.
又当时,,且,故可以得出.
进而.
那么
.
故答案为:.
【点睛】结论点睛:函数的对称性:
(1)若,则函数关于成中心对称;
(2)若,则函数关于成中心对称.
【变式9-2】(24-25高三上·四川泸州·开学考试)已知定义在上的函数的图象关于y轴对称,且满足,又,,则的值是( )
A.2 B. C.2024 D.2025
【答案】A
【知识点】函数奇偶性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】根据题意,求得,得到的周期为3,进而求得的值,结合周期性,即可求解.
【详解】因为定义在上的函数满足,
可得,所以,所以函数的周期为3,
又因为函数的图象关于 轴对称,且,
可得,
所以,
则.
故选:A.
【考点题型十】函数单调性、奇偶性、对称性、周期性综合应用
【解题方法】图象法+公式+定义
【例10-1】(多选)(23-24高一上·陕西西安·期中)已知函数是定义在上的偶函数,当时,,则下列说法正确的有( )
A. B.在单调递增
C.的解集是 D.的最大值是
【答案】AD
【知识点】函数奇偶性的应用、求二次函数的值域或最值、函数基本性质的综合应用、由函数奇偶性解不等式
【分析】由奇函数的性质可得,可判断A选项;利用函数单调性和奇偶性可判断B选项;由可得,解该不等式可判断C选项;利用二次函数的基本性质可判断D选项.
【详解】因为数是定义在上的偶函数,当时,.
对于A选项,,A对;
对于B选项,当时,函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,函数在上不单调,B错;
对于C选项,由可得,可得,
解得或,
所以不等式的解集为,C错;
对于D选项,因为函数为偶函数,要求函数的最大值,只需求该函数在上的最大值,
由二次函数的基本性质可知,当时,,D对.
故选:AD.
【变式10-1】(多选)(23-24高三上·江苏宿迁·阶段练习)已知函数的图象关于直线对称,函数的图象关于点对称,则下列说法正确的是( )
A. B.是奇函数
C. D.的周期为4
【答案】BCD
【知识点】函数对称性的应用、函数基本性质的综合应用、函数奇偶性的定义与判断
【分析】利用已知先求的对称轴和对称中心,然后可得周期可判断D;利用对称性分析可判断BD,取特例验证可判断A.
【详解】由函数的图象关于直线对称,得,
即,将换为可得,
所以的图象关于直线对称.
由函数的图象关于点对称,得函数的图象关于点对称,即.
所以的对称轴关于的对称直线也是的对称轴,C正确;
所以的对称中心关于的对称点也是的对称点,B正确;
又,所以,的周期为4,D正确;
根据以上性质,不妨作出满足函数性质的一种图象情况,如图,
由图可知,此时可以不成立,故A错误.
故选:BCD.
【例10-2】(多选)(23-24高一下·浙江杭州·阶段练习)已知函数的定义域为,且为奇函数,为偶函数,且对任意的,且,都有,则下列结论正确的为( )
A.可能是偶函数 B.
C. D.
【答案】ACD
【知识点】函数奇偶性的应用、比较函数值的大小关系、函数基本性质的综合应用
【分析】对选项逐一判断,取常数函数即可判断A选项,根据题设有、,进而可得,由周期性、奇偶性求即可判断B选项,最后结合在上单调递增,即可判断C、D选项.
【详解】对于选项A,当时,符合题意,所以A正确;
对于选项B,由是奇函数,则,
所以①,
是偶函数,同理易知:②,
由②得,联立①式得③,
所以④,
由③④得,即,
所以,选项B错;
对于选项C,由知,当得,
由知,当得,
所以,
所以,
由已知在上单调递增,且,所以,
所以,所以C正确;
对于选项D,由及
得,
所以,
因为,即,所以选项D正确,
故选:ACD.
【变式10-2】(多选)(23-24高三上·重庆沙坪坝·开学考试)若函数的定义域为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【知识点】函数对称性的应用、函数基本性质的综合应用
【分析】根据函数的对称性,由对称轴和对称中心分别判断各个选项即可.
【详解】函数的定义域为R,,
函数关于对称,即,
,
的图象关于点对称.
对于AB:的图象关于点对称,,但无法判断,故B正确,A错误;
对于D:的图象关于直线对称,且,,故D正确;
对于C:的图象关于直线对称,的图象关于点对称,,即,,令,则,故C正确.
故选:BCD.
【考点题型十一】利用函数奇偶性求解析式
【解题方法】奇偶性定义
【例11-1】(24-25高三上·四川绵阳·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
(3)解不等式.
【答案】(1),.
(2)在上为减函数,证明见解析.
(3)
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、由奇偶性求函数解析式、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】(1)根据函数奇偶性的定义可得,结合可得,故可求函数的解析式.
(2)根据单调性的定义可得在上为增函数;
(3)根据(2)中的单调性可求不等式的解.
【详解】(1)函数是定义在上的奇函数,,解得:,
∴,而,解得,
∴,.
(2)函数在上为减函数;证明如下:
任意,且,
则,
因为,所以,,
所以,即,所以函数在上为减函数.
(3)由题意,不等式可化为,
所以,解得,所以该不等式的解集为.
【变式11-1】(24-25高三上·北京·开学考试)已知函数的图象过点,且函数图象又关于原点对称.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【知识点】由奇偶性求函数解析式、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)根据图象关于原点对称得图象过点和,再用待定系数即可求解;
(2)将化为,再用分离参数法求解即可.
【详解】(1)依题意,函数的图象过点和.
所以,故,
(2)不等式可化为.
即对一切的恒成立.
因为,
由对勾函数的性质可得函数在上单调递增,
所以,.
所以实数的取值范围为.
【例11-2】(23-24高二下·山东聊城·阶段练习)已知函数,的解集为.
(1)求a,b的值;
(2)若是定义在上的奇函数,且当时,
(ⅰ)求的解析式
(ⅱ)求不等式的解集.
【答案】(1),
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【知识点】由一元二次不等式的解确定参数、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求函数解析式、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】(1)先求导,结合题意可得1和2是方程的两个根,且,根据韦达定理即可求解;
(2)(ⅰ)由题意根据奇函数的定义以及当时,,可以求出当时的表达式,从而即可进一步求解.
(ⅱ)结合导数分析时,的单调性,再结合奇函数的性质可得函数在上的单调性,进而转化为,利用单调性即可求解.
【详解】(1)因为,所以,
又的解集为,
所以1和2是方程的两个根,且,
所以,解得,.
(2)(ⅰ)由(1)知,,
当时,,
因为是定义在上的奇函数,所以,
当时,,
,
故,
所以.
(ⅱ)当时,,
,所以函数在上单调递增,
又是定义在上的奇函数,,
所以函数在上单调递增,所以函数在上单调递增.
由,得,
所以,即,
所以不等式的解集为.
【变式11-2】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,.
(1)求时,函数的解析式;
(2)若函数的最小值为2,求实数的取值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由奇偶性求函数解析式、求二次函数的值域或最值
【分析】(1)设,得到,再利用函数是定义在上的奇函数求解;
(2)易得,再利用二次函数的性质求解.
【详解】(1)解:设,则,
因为当时,,
所以,
又函数是定义在上的奇函数,
所以;
(2)函数,
其对称轴方程为,
当时,,解得,成立;
当时,,解得,不成立;
当时,,解得,不成立;
故a的值为.
【考点题型十二】求分段函数的单调区间
【解题方法】图象法
【例12-1】(23-4高一上·河南郑州·阶段练习)已知,则( )
A.是偶函数,且在上单调递增
B.是奇函数,且在上单调递增
C.是偶函数,且在上单调递减
D.是奇函数,且在上单调递减
【答案】C
【知识点】分段函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断
【分析】先判断的奇偶性,然后将表示为分段函数的形式,画出的图象,由此确定正确答案.
【详解】的定义域为,,所以是偶函数,
当时,,
当时,,
所以,
画出的图象如下图所示,
在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
故选:C
【变式12-1】(23-24高一上·河北石家庄)f(x)=的单调增区间为 .
【答案】/
【知识点】分段函数的单调性、判断二次函数的单调性和求解单调区间
【分析】画出函数的图象,利用数形结合法求解.
【详解】函数f(x)=的图象如图所示:
由函数的图象知:f(x)的单调增区间是,
故答案为:
【例12-2】(23-24高一上·陕西咸阳·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B.∪
C.和 D.
【答案】C
【知识点】分段函数的单调性、根据图像判断函数单调性
【分析】先对函数化简,然后画出函数图象,结合图象可求出函数的增区间.
【详解】,
函数图象如图所示,
由图可知函数的递增区间为和,
故选:C
【变式12-2】(23-24高二下·山东聊城·阶段练习)已知函数
(1)求的值;
(2)在坐标系中画出的草图;
(3)写出函数的单调区间和值域.
【答案】(1)5
(2)作图见解析
(3)减区间为,增区间为;值域为
【知识点】求分段函数值、分段函数的单调性、分段函数的值域或最值、画出具体函数图象
【分析】(1)先求,再求可得答案;
(2)分段作出图象即可;
(3)根据图象写出单调区间,根据单调性求出值域.
【详解】(1)因为,所以,
所以.
(2)草图如下:
(3)由图可知,减区间为,增区间为;
当时,;
当时,为减函数,所以;
当时,为增函数,所以;
所以的值域为.
【考点题型十三】根据分段函数的单调性求参数
【解题方法】图象法
【例13-1】(24-25高一上·江西上饶·开学考试)已知函数在定义域上是减函数,则实数a的取值可以为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数
【分析】结合二次函数性质与分段函数的单调性定义计算即可得.
【详解】由题意可得,解得,
故选项中A正确,B、C、D错误.
故选:A.
【变式13-1】(24-25高三上·安徽蚌埠·开学考试)设函数是上的减函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据分段函数的单调性求参数
【分析】利用分段函数的单调性及一次函数,二次函数的单调性计算即可.
【详解】由题意可得:,
故实数的取值范围是.
故选:A.
【例13-2】(23-24高一上·安徽淮北·期中)已知函数,在上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据题意,结合分段函数的单调性的判定方法,列出不等式组,即可求解.
【详解】由函数在上单调递减,
根据分段函数单调性的判定方法,则满足且,解得,
实数的取值范围为.
故选:B.
【变式13-2】(23-24高一上·安徽阜阳·阶段练习)函数,若对任意,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据分段函数的单调性求参数
【分析】利用函数单调性的变形式即可判断函数单调性,然后根据分段函数的性质即可求解.
【详解】因为对任意,都有成立,
可得在上是单调递减的,
则,解得.
故选:A
【例13-3】(23-24高一下·吉林长春·开学考试)已知函数满足对任意实数,都有成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数
【分析】由题意可知函数在R上递减,结合分段函数单调性列式求解即可.
【详解】因为函数满足对任意实数,都有 成立,
不妨假设,则,可得,即,
可知函数在R上递减,
则,解得:,
所以的取值范围是.
故选:D.
【变式13-4】(23-24高二上·云南迪庆·期末)若函数,且对于,恒有,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据分段函数的单调性求参数、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】利用分段函数的单调性来求参数的取值范围,即可.
【详解】假设,由得:,
所以可得是单调减函数;
由在上单调递减,可得:,即;
由于是单调减函数,还需要满足,即;
综上可得:实数的取值范围是;
故答案为:.
【考点题型十四】分段函数的值域或最值问题
【解题方法】图象法
【例14-1】(24-25高一上·全国·课前预习)已知函数,求函数的最大值、最小值.
【答案】最大值为2,最小值为
【知识点】分段函数的值域或最值、利用函数单调性求最值或值域
【分析】作出图象,数形结合即可求解.
【详解】作出函数的图象如图所示.
由图象可知,当时,取最大值为2;
当时,取最小值为.
所以的最大值为2,最小值为.
【变式14-1】(24-25高三上·山西晋中·阶段练习)已知函数,求:
(1)求的值;
(2)当时,求的值域.
【答案】(1)11
(2)
【知识点】分段函数的值域或最值、求分段函数值
【分析】(1)根据分段函数解析式运算求解即可;
(2)分、和三种情况,结合分段函数解析运算求解即可.
【详解】(1)因为,所以.
(2)因为,
若,则;
若,则;
若,则;
综上所述:的值域为.
【例14-2】(23-24高一上·广东深圳·期中)已知函数是定义在R上的函数,.
(1)将函数写成分段函数的形式,并画出函数的图象;
(2)根据图象写出值域.
(3)若与有两个交点,求的取值范围.
【答案】(1),函数图象见详解;
(2)
(3)
【知识点】画出具体函数图象、分段函数的值域或最值、二次函数的图象分析与判断、函数图象的变换
【分析】(1)根据的正负打开绝对值,写出,在给定区间上分别画出二次函数的图象;
(2)数形结合,得出函数的值域;
(3)结合函数得出结果.
【详解】(1)函数的解析式为,
函数图象如下图所示:
(2)当时,有最小值-1,由函数的图象可知,函数的值域为;
(3)的图象是保留函数横轴及横轴上方的图象,下方图像象沿轴向上对称翻折,
如图,由的图象可知,当时,直线与函数的图象的交点个数为2,
的取值范围为.
【变式14-2】(23-24高一上·天津·期中)已知函数,,设函数.
(1)求的解析式;
(2)画出的图象,并求出其值域:
【答案】(1)
(2)图象见解析,值域为
【知识点】画出具体函数图象、分段函数的值域或最值、求分段函数解析式或求函数的值、求二次函数的值域或最值
【分析】(1)由题意分别求出当、时的解析式,即可求解;
(2)根据一次函数和二次函数的性质画出对应的图象,结合图形即可得出函数的值域.
【详解】(1)当时,,
所以,
当时,
所以,
所以.
(2)如图所示:
由图象可知函数的最小值为,最大值为,
故函数的值域为.
【考点题型十五】二次函数的最值问题(不含参数的二次函数最值问题)
【解题方法】配方法+图象法
【例15-1】(23-24高一上·广东茂名·期中)函数在上的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求二次函数的值域或最值
【分析】根据题意,结合二次函数的性质,即可求解.
【详解】由函数,
因为,所以当时,函数取得最小值,最小值为.
故选:C.
【变式15-1】(23-24高一上·浙江宁波·阶段练习)已知 ,则函数的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求二次函数的值域或最值
【分析】根据一元二次函数的图象和性质求解即可.
【详解】因为表示对称轴为,开口向下的抛物线,
所以当时取最大值,
故选:C
【例15-2】(23-24高一上·北京顺义·阶段练习)已知函数,
(1)求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)在上单调递减,在上单调递增
(2),
【知识点】求二次函数的值域或最值、判断二次函数的单调性和求解单调区间
【分析】(1)由二次函数开口和对称轴可直接判断;
(2)由定区间的图像特征直接求解即可.
【详解】(1)由,函数对称轴为,又因函数开口向上,
故在上函数单调递减,在上函数单调递增;
(2)因为,时单减,时单增,
,.
【变式15-2】(23-24高一上·福建福州·期中)函数的值域为 .
【答案】
【知识点】求二次函数的值域或最值
【分析】根据二次函数单调性求解值域.
【详解】
开口向上,对称轴为,
函数单调递减,函数单调递增,
当时,,
当时,,
所以.
故答案为:
【考点题型十六】二次函数的最值问题(含参数的二次函数最值问题)
【解题方法】图象法+分类讨论
【例16-1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.
(1)求的最大值;
(2)当时,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求二次函数的值域或最值
【分析】(1)分别在、和的情况下,根据二次函数单调性确定最大值,由此可得;
(2)根据(1)中结论可得,由二次函数性质可得结果.
【详解】(1);
当,即时,在上单调递增,
;
当,即时,
在上单调递增,在上单调递减,;
当时,在上单调递减,
;
综上所述:.
(2)由(1)知:当时,;
当时,;
综上所述:当时,的最大值为.
【变式16-1】(23-24高一上·广东惠州·阶段练习)已知二次函数.
(1)当时,若在上的值域为,求m的取值范围;
(2)求在上的最小值的解析式.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求二次函数的值域或最值、根据二次函数的最值或值域求参数
【分析】(1)结合二次函数的对称轴及端点值,即可求解参数范围.
(2)根据对称轴与区间的位置关系分类讨论求解最小值即可.
【详解】(1)当时,,所以,
又因为,,
所以在上的值域为时,;
(2)由题意可知,的对称轴为,且图象开口向上,
①当时,在上单调递增,
故;
②当时,在上单调递减,在上单调递增,
故;
③当时,在上单调递减,
故.
综上所述,.
【例16-2】(23-24高一上·北京·期中)已知二次函数.
(1)若存在使成立,求k的取值范围;
(2)当时,求在区间上的最小值.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、解不含参数的一元二次不等式、求二次函数的值域或最值
【分析】(1)利用可得答案;
(2)分、、讨论,结合二次函数的性质可得答案.
【详解】(1)若存在使成立,
则,
解得或,
所以k的取值范围是;
(2)当时,,为对称轴是开口向上的抛物线,
因为,所以,
当即时,
;
当即时,
;
当即时,
;
综上所述,当时,;
当时,;
当时,.
【变式16-2】(24-25高三上·江苏宿迁·阶段练习)已知函数.
(1)若,求函数在区间上的值域;
(2)若函数在区间上有最小值3,求的值.
【答案】(1)
(2)或.
【知识点】根据二次函数的最值或值域求参数、求二次函数的值域或最值
【分析】(1)把的值代入函数解析式,再判断函数在已知区间上的单调性,进而可以求解,
(2)讨论对称轴与已知区间的三种位置关系,分别求出最小值,令其为3,解出来的值,进而可以求解.
【详解】(1)若,则,对称轴为,
函数在区间上单调递减,在上单调递增,
所以,;
所以的值域为
(2),对称轴为,
①当,即时,函数在,上是增函数.
,
由,得.
,.
②当,即时,.
由,得,舍去.
③当,即时,函数在,上是减函数,
.
由,得.
,,
综上所述,或.
【考点题型十七】恒成立与能成立问题
【解题方法】判别法+变量分离法
【例17-1】(24-25高三上·福建宁德·开学考试)已知不等式.
(1)是否存在实数,使不等式对任意恒成立,并说明理由;
(2)若不等式对于恒成立,求的取值范围;
(3)若不等式对于恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)不存在,理由见解析
(2)
(3)
【知识点】一元二次不等式在实数集上恒成立问题、函数不等式恒成立问题、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】(1)分及进行讨论,结合根的判别式计算即可得;
(2)参变分离后借助换元法计算即可得;
(3)令,则可结合一次函数的性质计算即可得.
【详解】(1)当时, ,此时,不符合要求,
当时,,
若不等式对任意恒成立,则有,
即,该不等式组无解,
故不存在实数,使不等式对任意恒成立;
(2)由题意可得:当时,恒成立,
令,则,则,
由在上单调递增,故,
则,故;
(3)设,
由题意可得在上恒成立,
故有,即,
由①得或,
由②得,
即可得.
【变式17-1】(2024高二上·新疆·学业考试)设函数
(1)若,求不等式的解集;
(2)若时,不等式恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、函数不等式恒成立问题、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】(1)代入,解出一元二次不等式即可;
(2)分离参数,再利用基本不等式求出右边最小值即可.
【详解】(1)当时,即为,
解得或,
则该不等式解集为.
(2)对恒成立,
即对恒成立,
分离参数得对恒成立,
因为当时,,当且仅当,即时等号成立,
则.
【例17-2】(23-24高一上·安徽安庆·阶段练习)已知函数,不等式的解集是.
(1)求函数的解析式;
(2)若关于的不等式在上有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求二次函数的值域或最值、由一元二次不等式的解确定参数、根据解析式直接判断函数的单调性、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)根据不等式的解集,可得对应方程的解,进而可得参数值及函数解析式;
(2)方法一:分离参数,根据函数单调性可得最值及参数范围;方法二:结合二次函数的最值情况分情况讨论可得参数范围.
【详解】(1)因为的解集是,
则的两根是和,
由根于系数关系可得,
解得,
所以;
(2)方法一:关于的不等式在上有解,等价于,使得,
则,,
因为函数在上单调递减,
所以当时,取到最大值,,
所以,
故的取值范围是;
方法二:由题知,即关于的不等式在上有解,令,等价于在区间上的最小值,
图象的对称轴是,根据二次函数图象对称轴和区间位置关系可知,
①当,即时,此时的最小值,则,解得;
②当,即时,的最小值,此时恒成立,所以得;
③当,即时,,则由,解得;
综上所述,的取值范围是.
【变式17-2】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)已知函数,
(1)解关于的不等式;
(2)当时,若对于不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;
(2).
【知识点】解含有参数的一元二次不等式、函数不等式恒成立问题、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、对勾函数求最值
【分析】(1)分类讨论解析一元二次不等式.
(2)把代入,并等价变形不等式,再分段分离参数,借助对勾函数单调性求出最值即得.
【详解】(1)函数,不等式,
当时,解得;
当时,不等式化为,解得;
当时,不等式化为,若,则;
若,则或;若,则或,
所以当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为.
(2)当时,函数,不等式,
依题意,,不等式,当时,成立,,
当时,恒成立,而函数在上单调递减,
因此,则;
当时,恒成立,而函数在上单调递减,
因此,则,
所以实数的取值范围是.
【考点题型十八】抽象函数综合问题
【例18-1】(24-25高三上·福建宁德·开学考试)函数的定义域为,且满足对于任意,有,当.
(1)证明:在上是增函数;
(2)证明:是偶函数;
(3)如果,解不等式.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、抽象函数的奇偶性、根据函数的单调性解不等式
【分析】(1)根据函数的单调性的定义,即可证得函数的为单调递增函数;
(2)令,求得,再由,求得,进而得出,即可证明结论;
(3)由(2)可得不等式可变为,结合(1)可求得不等式的解集.
【详解】(1)设,则,
由于,所以,所以,
所以,所以,
所以在上是增函数;
(2)因对定义域内的任意,有,
令,则有,
又令,得,
再令,得,从而,
于是有,所以是偶函数.
(3)由于,所以,
于是不等式可化为,
由(2)可知函数是偶函数,则不等式可化为,
又由(1)可知在上是增函数,所以可得,
解得,所以不等式的解集为.
【变式18-1】(23-24高一上·湖南益阳·阶段练习)已知定义在上的函数,对任意,都有,且当时,.
(1)求并判断的奇偶性;
(2)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1),奇函数
(2)
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】(1)令,得到与的关系,可判断函数奇偶性.
(2)先判断函数单调性.再利用函数奇偶性和单调性解不等式,再把恒成立问题转化为求最值问题.即可求解.
【详解】(1)令可得:
(2)先证明:在R上为减函数
证明:设任意,且,则
又当时,,
即在R上为减函数.
,
可得恒成立
当时,2>0恒成立
当时,,综上实数的取值范围是
【例18-2】(24-25高三上·湖南长沙·阶段练习)已知定义在上的函数对任意实数,恒有,且当时,.
(1)求证为奇函数;
(2)试判断在上的单调性并证明;
(3)解关于的不等式.
【答案】(1)证明见解析
(2)单调递增,证明见解析
(3)答案见解析
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【分析】(1)令结合奇函数的定义证明;
(2)利用单调性的定义证明;
(3)利用函数的单调性解抽象不等式.
【详解】(1)证明:取,得;再取,得 ,
即,∴为上的奇函数;
(2)为上的增函数.证明如下:
证明:任意取,且,
则,
∴,
∵,∴,
由已知时,得,∴,即,
∴为上的增函数.
(3),∵为上的增函数,
∴,即.
当时,解集为空集;
当时,;
当时,,
综上所述:当时,解集为空集;
当时,解集为:;
当时,,
【变式18-2】(23-24高一下·贵州六盘水·期中)已知函数的定义域为,对任意,都满足,且.当时,,且.
(1)求,的值;
(2)用函数单调性的定义证明在上单调递增;
(3)若对任意的,恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1),
(2)证明见解析
(3)
【知识点】求函数值、定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)利用赋值法可得与;
(2)利用赋值法可得,且当时;
(3)结合抽象函数的性质及函数的单调性可得不等式,即,根据二次函数最值可知,解不等式即可.
【详解】(1)由,
则,
又当时,,
则,
;
(2)令,则,即,
当时,,且,
即,
即在上恒成立,
由,可知,
令,,且,即,
则,
所以,
即在上单调递增;
(3)由已知,
又由(1)得,
所以,
又函数在上单调递增,
则恒成立,
所以恒成立,
又,
即,
解得.
【考点题型十九】函数基本性质中的新定义问题
【例19-1】(24-25高一上·全国·开学考试)若函数在上的最大值记为,最小值记为,且满足,则称函数是在上的“美好函数”.
(1)函数①;②;③,其中函数 是在上的“美好函数”;(填序号)
(2)已知函数.
①函数是在上的“美好函数”,求的值;
②当时,函数是在上的“美好函数”,请直接写出的值;
(3)已知函数,若函数是在(为整数)上的“美好函数”,且存在整数,使得,求的值.
【答案】(1)①
(2)①或;②或
(3)
【知识点】根据二次函数的最值或值域求参数、函数新定义
【分析】(1)根据“美好函数”的定义逐个分析判断即可;
(2)①分和两种情况求出二次函数在给定范围上的最值,然后利用列方程可求出的值;②求出二次函数的对称轴,然后分,,和四种情况求函数在给定范围上的最值,然后利用列方程可求出的值;
(3)由二次函数的性质可知当时,随的增大而增大,从而可求出,,然后由为整数可求出,再由列方程可求出.
【详解】(1)对于①,
当时,,当时,,
∴,符合题意;
对于②,
当时,,当时,,
∴,不符合题意;
对于③,
当时,,当时,,
∴,不符合题意;
故答案为:①;
(2)①二次函数对称轴为直线,
当时,,当时,,
当时,则当时,随的增大而增大,
,
,
当时,则当时,随的增大而减小,
,
,
综上所述,或;
②二次函数为,对称轴为直线,
当,,
当时,,
当时,.
若,则,解得(舍去);
若,则,解得(舍去),;
若,则,解得,(舍去);
若,则,解得(舍去).
综上所述,或;
(3)由(2)可知,二次函数对称轴为直线,
又,
,
,
当时,随的增大而增大,
当时取得最大值,时取得最小值,
∴
,为整数,且,
,即的值为5,
又∵,
,
.
【例19-2】(23-24高二下·浙江宁波·期中)已知函数的定义域为M,区间,对任意,且,记,.若,则称在I上具有性质A;若,则称在I上具有性质B:若,则称在I上具有性质C;若,则称在I上具有性质D.
(1)记①充分不必要条件:②必要不充分条件;③充要条件;④既不充分也不必要条件,
则在I上单调递增是在I上具有性质A的________(填正确选项的序号):
在I上单调递增是在I上具有性质B的________(填正确选项的序号);
在I上单调递增是在I上具有性质D的________(填正确选项的序号);
(2)若在满足性质B,求实数a的取值范围;
(3)是否存在m,,使得函数在区间上恰满足性质A,B,C,D中的一个?若不存在,请说明理由:若存在,求实数m的最小值.
【答案】(1)①;②;③
(2)
(3)
【知识点】函数不等式恒成立问题、函数新定义、充要条件的证明、必要条件的判定及性质
【分析】(1)结合函数的单调性、充分、必要条件的知识确定正确答案;
(2)根据性质,利用分离常数法,结合不等式的性质求得的取值范围;
(3)将问题转化为恒成立,对的范围进行分类讨论,由此求得的最小值.
【详解】(1)由于,所以,
对于性质,当时,无法判断的符号,故无法判断单调性;
当在上单调递增时,,
所以在上单调递增是在上具有性质的充分不必要条件;
故答案为:①;
对于性质,当时,,所以在上单调递增;
当在上单调递增时,,的符号无法判断,
所以在上单调递增是在上具有性质B的必要不充分条件,
故答案为:②;
对于性质D,若,则,所以在上单调递增;
当在上单调递增时,,,
所以在单调递增是在上具有性质的充要条件;
故答案为:③.
(2)对于任意的,,且,
有,,
由于在,满足性质,
即,
所以,
所以,
因为,所以,
所以,
由于任意的,,且,
所以,所以,
所以实数的取值范围是;
(3)实数的最小值为,理由如下:
因为在上恰满足性质、性质、性质、性质中的一个,
所以对任意,且,
若满足性质,,
若满足性质,则,
若满足性质、,则,
性质、、同时满足,所以仅满足性质,
此时,
有恒成立.
因为的定义域为,
所以,
当时,,
所以,
从而,不合题意;
当时,,
所以,
从而,
要使恒成立,只需使,
即恒成立,
若,则,,使,这与矛盾,
当时,,恒成立,
所以的最小值为.
【点睛】本题属于新概念题,利用对充要条件、充分不必要、必要不充分条件的理解来进行判断,利用不等式的性质,参变分离解决不等式恒成立问题,同时需要利用分类讨论的思想进行不重不漏的讨论.
提升训练
一、单选题
1.(23-24高三上·新疆伊犁·阶段练习)已知函数,则( )
A.是偶函数,且在上是增函数 B.是奇函数,且在上是增函数
C.是偶函数,且在上是减函数 D.是奇函数,且在上是减函数
【答案】B
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】根据奇函数的定义验证为奇函数,根据增函数加增函数为增函数可判断为增函数.
【详解】的定义域为..即函数为奇函数.
当时.为增函数,为减函数.故函数在时为增函数.
故选:B
2.(24-25高一上·全国·课前预习)设函数的定义域为R,对于任意实数x总有,当时,单调递增,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】函数奇偶性的应用、比较函数值的大小关系
【分析】利用偶函数的定义及性质判定即可.
【详解】∵函数的定义域为R且,
∴是定义在R上的偶函数,
∴,,
又∵在上单调递增,且,
∴,即.
故选:A
3.(23-24高一上·陕西宝鸡)下列说法中错误的是( )
A.函数是奇函数
B.函数是偶函数
C.函数,是偶函数
D.函数既不是奇函数,也不是偶函数
【答案】C
【知识点】函数奇偶性的定义与判断
【分析】根据奇偶函数的定义进行判定即可.
【详解】对于A,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
又,,则,所以函数是奇函数;
对于B,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
又,,则,所以函数是偶函数;
对于C,函数的定义域为,定义域不关于原点对称,
所以函数,既不是奇函数,也不是偶函数;
对于D,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
又,,则且,
因此函数既不是奇函数,也不是偶函数.
所以选项中C的说法不正确,
故选:C.
4.(24-25高二上·湖南长沙·开学考试)已知函数,定义域为,则下列说法正确的是( )
A.函数的最大值是8 B.函数的最小值是8
C.函数的最大值是 D.函数的最小值是
【答案】B
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、基本不等式求和的最小值
【分析】利用基本不等式可求得的最小值判断BD;由对勾函数的单调性可知无最大值判断AC.
【详解】函数,又,
所以,所以,
当且仅当,即时取等号,故的最小值为8,故B正确,D错误;
由,知时,,所以,
故无最大值,故AC错误.
故选:B.
5.(24-25高三上·山东青岛·开学考试)设,若是的最小值,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据函数的最值求参数、根据分段函数的值域(最值)求参数
【分析】根据分段函数的最值,结合二次函数和基本不等式,二次不等式求解.
【详解】由于,当,,由于是的最小值,
则为减区间,即有,则恒成立.
由,当且仅当时取等号,所以 ,解得.
综上,a的取值范围为.
故选:A.
6.(24-25高三上·海南省直辖县级单位·开学考试)已知函数的定义域为,且为奇函数,为偶函数,,则( )
A.4050 B.4048 C.4044 D.4036
【答案】A
【知识点】函数奇偶性的应用、函数周期性的应用、函数对称性的应用、由函数的周期性求函数值
【分析】根据题中为奇函数,为偶函数,从而可得出为周期为4的函数,从而可求解.
【详解】由为奇函数,所以,
即,所以函数关于点中心对称,
由为偶函数,则,即,
即,所以函数关于对称,
所以,即,可得,
所以,所以函数为周期为4的函数,
由,所以,则,
所以,且,即,
又,所以,
所以,
所以.
故选:A.
7.(23-24高一上·北京·期中)定义在上的奇函数满足,当时,,当时,. 不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】函数奇偶性的应用、由函数奇偶性解不等式
【分析】由奇函数的定义可得,根据已知条件确定函数在不同区间的符号,通过不等式性质解不等式可得所求解集.
【详解】由奇函数的定义可得,
当时,则,,
当时,则,,
由或,
根据分析可得解集为.
故选:C
8.(24-25高三上·北京·开学考试)已知函数满足,对任意,且,都有成立,且,则的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】由对称性研究单调性、根据函数的单调性解不等式
【分析】由已知条件得到的图象关于对称,从而可知在上为增函数,在上为减函数,且,再画出折线图表示出函数的单调性,即可得到答案.
【详解】因为数满足.
所以的图象关于对称.
因为函数对任意,且,都有成立,
所以在上为增函数.
又因为的图象关于对称,,
所以在为减函数,且.
用折线图表示函数的单调性,如图所示:
由图知:.
故选:D.
二、多选题
9.(23-24高二下·山东威海·期末)已知定义在R上的函数满足,当时,,,则( )
A. B.为奇函数
C.在R上单调递减 D.当时,
【答案】ABD
【知识点】求函数值、定义法判断或证明函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断、比较函数值的大小关系
【分析】A选项,赋值法得到,,;B选项,先赋值得到,令得,故B正确;C选项,令,且,当时,,故,从而在R上单调递增;D选项,先变形得到,又,故,由函数单调性得到D正确.
【详解】A选项,中,令得,,
又,故,
令中,令得,
令得,即,A正确;
B选项,中,令得,解得,
中,令得,
故为奇函数,B正确;
C选项,中,令,且,
故,即,
当时,,故,
即,故在R上单调递增,C错误;
D选项,,,
又,故,
又在R上单调递增,所以,D正确.
故选:ABD
10.(24-25高三上·甘肃白银·阶段练习)已知函数下列命题正确的是( )
A.的值域为
B.
C.若函数在上单调递减,则的取值范围为
D.若在上单调递减,则的取值范围为
【答案】BCD
【知识点】常见(一次函数、二次函数、反比例函数等)的函数值域、根据分段函数的单调性求参数
【分析】由已知结合二次函数及分段函数的值域可判断AB;由二次函数的性质可判断C;由分段函数的单调性可判断D,则可得出结果.
【详解】当时,,
当时,,
所以,B正确,A错误.
若函数在上单调递减,则的取值范围为,C正确.
若在上单调递减,则,解得的取值范围为,D正确.
故选:BCD.
三、填空题
11.(23-24高一下·全国·课堂例题)函数是奇函数,则满足条件的一组值可以是 , .
【答案】 1(不唯一); 0
【知识点】由奇偶性求参数
【分析】由奇函数的性质及定义求解.
【详解】因为函数是奇函数,
所以,得,
当时,,满足,为奇函数.
故答案为:1(不唯一); 0
12.(23-24高一上·安徽淮北·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且,若对任意的,当时,有成立,则不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性解不等式
【分析】根据给定条件,求出函数的单调性、奇偶性,再利用性质解不等式.
【详解】令,由是定义在R上的奇函数,得,则为偶函数,
由对任意的,当时,有成立,
得在上单调递减,
因此函数在上单调递增,由,得,
不等式,因此,解得或,
所以不等式的解集为.
故答案为:
四、解答题
13.(24-25高三上·福建三明·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,满足,当时,有.
(1)求函数的解析式;
(2)解不等式.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由奇偶性求函数解析式、根据函数的单调性解不等式、由奇偶性求参数、由函数奇偶性解不等式
【分析】(1)由奇函数的性质求解解析式即可;
(2)判断出为增函数,结合单调性和定义域列出不等式组,解不等式组即可.
【详解】(1)因为函数是定义在上的奇函数,所以,即,解得,
因为,所以,所以,
所以当时,,
当时,,
则,
综上所述,.
(2)任取,且,
则
,
因为,所以,
所以,即,
故在上为增函数;
因为函数是定义在上的奇函数,
所以,
又由在上为增函数,
所以,
解得,
故原不等式的解集为.
14.(23-24高一上·四川内江·阶段练习)已知函数.
(1)当时,求方程的解集;
(2)设在的最小值为,求的表达式.
【答案】(1)
(2)
【知识点】已知函数值求自变量或参数、利用函数单调性求最值或值域、求二次函数的值域或最值
【分析】(1)把当时,解方程即得.
(2)通过讨论a的取值,确定函数在区间的最小值为.
【详解】(1)当时,,
由,得,解得或,则或,
所以方程的解集为.
(2)当时,,
当时,函数在上单调递减,
则,即;
当时,函数,其图象的对称轴为,
当时,函数在上单调递减,
则,即;
当,即时,函数在上单调递增,
则,即;
当,即时,,即;
当,即时,函数在上单调递减,
则,即,
综上所述:.
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