内容正文:
热点04 函数的单调性、奇偶性
考点1 函数的单调性
1.单调性的定义
增函数
减函数
定义
一般地,设函数的定义域为,如果对于定义域内某个区间上的任意两个自变量的值,[
当时,都有,那么就说函数在区间上是增函数
当时,都有,那么就说函数在区间上是减函数
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
温馨提示:定义中的有以下3个特征
(1)任意性,即“任意取”中“任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特殊代替一般;
(2)有大小,通常规定;
(3)属于同一个单调区间.
2.函数的单调区间
如果函数在区间上单调递增或单调递减,那么就说函数在这一区间上具有(严格的)单调性,区间叫做函数的单调区间.
温馨提示:(1)函数的单调性是对定义域内某个区间而言的,它是函数的一个局部性质.
(2)函数在定义域的某个区间D上单调,不一定在定义域上单调.如等.
(3)并非所有的函数都具有单调性,如,它的定义域是,但不具有单调性.
考点2 函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于原点对称
注意:(1)奇偶性是函数的整体性质,所以判断函数的奇偶性应先明确它的定义域;
(2)奇偶函数的定义域关于原点对称,反之,若定义域不关于原点对称,则这个函数一定不具有奇偶性.
知识点3 奇偶函数的性质
(1)若一个奇函数在原点处有定义,即有意义,则一定有.
(2)若是奇函数,则在其关于原点对称的区间上单调性一致.
(3)若是偶函数,则在其关于原点对称的区间上单调性相反.
热点一 根据解析式直接判断函数的单调性和奇偶性
例1.下列函数中为偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对于A,函数的定义域为R,且,故是奇函数;
对于B,函数的定义域为,关于原点不对称,是非奇非偶函数;
对于C,函数的定义域为,且,故是奇函数;
对于D,函数的定义域为R,,是偶函数.
故选:D.
例2.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
【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
变式1-1.下列选项中的函数在上为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于A,的定义域为,定义域不为,故不符合,
对于B,定义域为,且,故为偶函数,不符合,
对于C,定义域为,且,故为奇函数,符合,
对于D,定义域为,且,故不为奇函数,不符合,
故选:C
变式1-2.(多选)下列函数中,既是偶函数又在区间单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】对于A选项,函数,其定义域为R,,
所以是偶函数;
函数对称轴为,所以在区间上单调递增,故A正确;
对于B选项,函数,其定义域为,,,
所以不是偶函数,故B错误;
对于C选项,函数,其定义域为,
所以是奇函数,不是偶函数,故C错误;
对于D选项,函数,其定义域为,,
所以是偶函数,
当时,在区间上单调递增,故D正确.
故选:AD.
变式1-3.(多选)下列函数中,在定义域内既为奇函数,又为增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】对于A,,则的定义域为,且在上既为奇函数,又为增函数,故A正确;
对于B,因为,所以不为奇函数,故B错误;
对于C,由于的定义域为,且,所以为奇函数,又,由复合函数的单调性知为增函数,故C正确;
对于D,由于,故在定义域上不可能为增函数,故D错误.
故选:AC.
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于对函数奇偶性和单调性定义的熟练运用.
热点二 定义法判断或证明函数的单调性和奇偶性
例3.判断函数在区间上的单调性,并利用单调性的定义证明你的结论.
【答案】单调递减,证明见解析
【详解】函数在区间上单调递减.
证明如下:设任意,且,
则,
因为,且,
所以,又,
所以,即,
所以在上单调递减.
例4.已知函数,且其定义域为.
(1)判定函数的奇偶性;
(2)利用单调性的定义证明:在上单调递减;
【答案】(1)奇函数,理由见解析
(2)证明见解析
【详解】(1)为奇函数,理由如下:
因为,且函数定义域为,关于原点对称,
所以为奇函数.
(2)任取,
所以,,
则,
所以,
故在上单调递减.
变式2-1.已知函数,且此函数图象过点.
(1)求实数m的值;
(2)用定义法判断函数在上的单调性.
【答案】(1)4
(2)单调递减;
【详解】(1)由题意可得,所以实数m的值为4,
(2)因为,设,
则,
因为,所以,
所以,所以,
所以函数在上为单调递减.
变式2-2.已知函数的图象过点.
(1)求实数m的值;
(2)判断函数的奇偶性并证明;
(3)求证:函数在上单调递减.
【答案】(1)
(2)函数为奇函数;证明见解析;
(3)证明见解析
【详解】(1)根据题意,函数的图象过点,
所以
(2)函数的定义域为,
又,所以函数为奇函数
(3)证明:任取,则,
所以,
则,即,
所以函数在上单调递减
变式2-3.已知函数.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)判断函数在区间的单调性,并用定义法证明.
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)函数在区间上单调递增,证明见解析
【详解】(1)奇函数,证明如下,
易知,函数的定义域为,关于原点对称,
又,所以函数的奇函数.
(2)函数在区间上单调递增,证明如下,
任取,且,
则,
因为,且,所以,
得到,即,所以函数在区间上单调递增.
热点三 根据函数的单调性求参数
例5.“函数在区间上不单调”的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】函数在区间上不单调,对称轴为,
“函数在区间上不单调”的一个必要不充分条件可以是.
故选:C.
例6.已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【答案】
【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3-1.(多选)已知函数在区间上不具有单调性,则的值可以是( )
A.9 B.-1 C.-5 D.0
【答案】BD
【详解】由题意的对称轴为,
由于在区间上不具有单调性,
故,解得,
所以AC错误,BD正确.
故选:BD.
变式3-2.满足对任意实数,都有,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【详解】解:对任意实数,都有,
即与同号,
故为上的增函数,
故分段函数的每一段单调递增,且分界点处单调递增,
故,
解得:.
故答案为:.
变式3-3.已知函数在上单调递增,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】若,则在上单调递增,满足题意;
若,易知二次函数图象关于对称,若在上单调递增,
当,则,解得;
当,则恒成立.
综上可知.
故答案为:
热点四 根据函数的奇偶性求参数
例7.若函数为偶函数,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】A
【详解】函数为偶函数,所以,
即得,
的定义域为,
在 或其子集上,即得,
所以恒成立,所以,,可得.
故选:A.
例8.已知函数为奇函数,则的值是( )
A.0 B.0或10 C.4或68 D.68
【答案】D
【详解】由题设,的定义域为R,且为奇函数,则,
所以或,
当,则,满足,此时;
当,则不是奇函数,不合题设;
故选:D
变式4-1.已知函数()是偶函数,则函数的单调递增区间为 .
【答案】
【详解】函数是偶函数,则,即,
整理得,而不恒为0,因此,,
函数的定义域为,根据复合函数的单调性,易知单调递增区间为.
故答案为:
变式4-2.已知a为实数,则“”是“是奇函数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由是奇函数,
则,即,
即,
所以,即,
所以“”是“是奇函数”的充分不必要条件.
故选:A.
变式4-3.已知函数满足为奇函数,则 , .
【答案】
【详解】设函数.
因为为奇函数,,
所以由,可得,
所以,
所以,
整理得,
所以,解得.
故答案为:;.
热点五 由奇偶性求函数的解析式
例9.已知二次函数满足:.
(1)求的解析式;
(2)若为定义在R上的奇函数,且当时,求在R上的解析式.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)依题意,设,由,
得,整理得,
于是,解得,,
所以的解析式为.
(2)由(1)知,当时,,
由为定义在R上的奇函数,得,
当时,,,
所以在R上的解析式为.
例10.已知,分别是上的奇函数和偶函数,且,试求和的表达式.
【答案】,
【详解】解析: 以代替条件等式中的,则有,
又,分别是上的奇函数和偶函数,
故.
又,
联立可得,.
变式5-1.已知函数是偶函数,当时,,则当时, .
【答案】
【详解】解:当时,可得,
又因为当时,,
所以,
又因为函数是偶函数,即,
所以,
所以当时,.
故答案为:.
变式5-2.已知函数在R上是奇函数,当时,.
(1)求函数在R上的解析式;
(2)并写出单调区间(不必证明).
【答案】(1);
(2)递减区间是,,递增区间是.
【详解】(1)函数在R上是奇函数,当时,,
则当时,,而,
所以函数在R上的解析式为.
(2)当时,,函数在上单调递增,在上单调递减,
当时,,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数的递减区间是,,递增区间是.
变式5-3.函数的定义域为,是偶函数,是奇函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意可得,解得,
因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:B.
热点六 由函数奇偶性、单调性比较大小
例11.已知函数在区间上单调递减,且的图像关于对称,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由的图像关于对称可知;
又因为在区间上单调递减,且,
所以,即.
故选:C
例12.(多选)已知函数为偶函数,当,时,成立,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】当,时,成立,故函数在单调递减,
函数为偶函数,故函数在上单调递增,
对选项A:,错误;
对选项B:,正确;
对选项C:,故,错误;
对选项D:,,
当且仅当,即时等号成立,故,正确;
故选:BD
变式6-1.若偶函数在上单调递增,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由偶函数知:,又在上单调递增且,
所以,即.
故选:D
变式6-2.设函数为定义在上的偶函数,且在区间上为增函数,则,,从小到大的顺序为
【答案】
【详解】因为函数为定义在上的偶函数,
所以,,
又在区间上为增函数,
所以
所以
故答案为:
变式6-3.已知函数.
(1)利用函数的单调性定义证明在上单调递增;
(2)若,试比较,的大小.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)证明:由题目条件得:,
任取,
则.
因为,
所以,,
则,即.
故在上单调递增.
(2)解:因为,
所以.
又因为,当且仅当时,等号成立,而.
所以.
因为在上单调递增,
所以.
热点七 由函数奇偶性、单调性解不等式
例13.若函数是偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】由于函数是偶函数,在区间上单调递增,且,
所以,且函数在上单调递减.
由此画出满足条件的一个函数的图象,如图所示,
由图可知,的解集是,
故选:B.
例14.已知定义在R上的偶函数在上的图象如图所示,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据偶函数的图象特征,
可知当时,,当时,
由,得,
等价于或
解得,或.
所以不等式解集为:
故选:D
变式7-1.对于函数,分析并求解下列问题:
(1)判断函数的奇偶性并证明;
(2)试用函数单调性的定义证明:函数在区间上单调递增;
(3)解不等式:;
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【详解】(1)函数为奇函数,理由如下:
函数的定义域为,关于原点对称,
又,
所以为奇函数.
(2),且,
则
,
,,
,,
在上单调递增.
(3)在区间上单调递增,且为奇函数,
在上单调递增,
令,解得或,
又,即,
或,
解得或或,
所以不等式的解集为.
变式7-2.函数的图象经过点,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数的图象经过点,则,即,
所以是减函数.
又,所以是奇函数,
,
不等式化为,即,
所以,解得.
故选:B
变式7-3.若定义在上的函数同时满足;①为奇函数;②对任意的,,且,都有.则称函数具有性质P.已知函数具有性质P,则不等式的解集为 .
【答案】
【详解】因为对任意的,,且,都有,
不妨设,则,可得,则,
构造函数,则,,
所以函数在上为单调递减函数,
又因为为奇函数,所以,
所以函数为上的偶函数,
所以函数在为单调递增函数,
当时,即时,有,
由,可得,
所以,解得,此时无解;
当时,即时,由,可得,
所以,解得或,
综上可得,不等式的解集为.
故答案为:.
热点八 奇偶函数对称性的应用
例15.已知函数是定义在R上的偶函数,且在上单调递增,,则的解集为 .(用区间表示)
【答案】
【详解】由函数是定义在R上的偶函数,可得函数的图象关于对称,
又由函数在上单调递增,可得函数在上单调递减,
因为,可得,
所以,当时,;当时,;当时,,
对于不等式,如图所示,
当时,可得,解得;
当时,可得,解得,
综上可得,不等式的解集为.
故答案为:.
例16.设函数的定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为是奇函数,所以①;
因为是偶函数,所以②.
令,由①得:,由②得:,
因为,所以,即,
令,由①得:,所以,所以,
解得:,所以.
所以.
故选:D.
变式8-1.已知函数,,函数,若为偶函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数为偶函数,可的图象关于对称,所以,
由,可得,
即,所以函数关于对称,
又因为,所以是定义在上的偶函数,
所以,
所以,即,
所以函数是周期为4的周期函数,
所以,
则.
故选:D.
变式8-2.已知是定义在上的奇函数,且函数为偶函数,当时,,则 , .
【答案】 / /
【详解】因为是定义在上的奇函数,则,
又函数为偶函数,则,可得,
则,可得,可知的一个周期为4,
所以;.
故答案为:;.
变式8-3.已知函数,且为偶函数,给出以下四个结论:
①若,则;
②若,则;
③若,且,则;
④若,则.
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】由于函数,且为偶函数,
故可得关于直线对称,即的对称轴为,
则,即,
对于①,若,则,
当且仅当,即时取等号,故,①正确;
对于②,若,,
当且仅当,即时取等号,故,②正确;
对于③,若,且,即时,,
则,③正确;
对于④,若,则,
即得,④正确,
故正确结论的个数是4,
故选:D
热点九 抽象函数的奇偶性、单调性
例17.已知函数的定义域为R,,,则下列结论错误的是( )
A. B.是奇函数
C. D.的图象关于点对称
【答案】D
【详解】取,则,即,得,故A正确;
取,则,得,故是奇函数,B正确;
对任意的都有,可得,
因此的图象关于点对称,故D错误;
由于且是奇函数,得,即,
因此,C正确.
故选:D
【点睛】关键点点睛:
由得到,即可判断对称,利用,即可利用递推法求解.
例18.(多选)已知定义域为R的函数,对任意x,,都有,且,则( )
A. B.为偶函数
C.为奇函数 D.
【答案】BCD
【详解】令,得,
又,所以,故A错误;
令得,,
所以,,所以为偶函数,故B正确;
令,,得,所以,
又,
所以,
而的定义域是全体实数,所以为奇函数,故C正确;
,所以,
所以,故4是的周期,
又,,,
所以,,
,
,
故D正确.
故选:BCD.
【点睛】方法点睛:在判断抽象函数的奇偶性、单调性时常采用赋值法.
变式9-1.定义在上的函数满足:,当时,有,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】中,令得,解得,
中,令得,
故,
又的定义域为,所以为奇函数,
任取,则,
又时,,则,
即,故在上单调递减,
由对称性可得时,,故在上单调递减,
,
所以,解得.
故选:D
变式9-2.(多选),,非常数函数都有,则下列结论正确的是( )
A. B.若,是偶函数
C.若,则 D.的值不可能是
【答案】ABC
【详解】由条件①,
对于A,取,有即(*),
若,则为常数,与题意矛盾,即,故A正确;
对于B,由A项已得,代入(*),可得,
在①式中,取,有②,
再取,有,可得,
则有或.因 ,故,
代入②式,可得,用替换,即得,
故为偶函数,即B正确;
对于C,若,在①式中取,
可得则有,由B项知为偶函数,
在①式中,取,有,即③,
再取,有即,
用替换,即得④,
由③④,易得,
即,
由上已得,,,,
依次代入,可得,,故C正确;
对于D,取,
因,
而,即符合①式,
此时,故D错误.
故选:ABC.
【点睛】思路点睛:本题主要考查抽象函数的性质探究,属于难题.解题思路上,一般应从抽象函数的等式入手,结合选项启发,对其中的未知量进行针对性赋值,使其往选项要求的方向发展,进行判断、验证,有时还需构造符合题意的函数解析式,判断排除选项.
变式9-3.已知函数的定义域为,且,均有.当时,.
(1)证明:为减函数;
(2)若,求不等式的解集;
(3)若且,比较与的大小并证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3),证明见解析
【详解】(1),且,
令,则,
所以,
即,
则,所以函数为减函数.
(2)因为,
所以由,可得,
因为,均有,
所以,
所以,
又因为函数为减函数,且定义域为,
所以,解得,
所以原不等式的解集为.
(3)因为,,
所以,
所以,即,
又因为函数为减函数,
所以,
根据,均有,
可将化为,
即.
一、单选题
1.(2023-24高一上·北京·期中)函数是上是减函数,那么下述式子中正确的是( )
A. B.
C. D.以上关系均不确定
【答案】A
【详解】对进行变形可得.
因为任何数的平方都大于等于,那么,即.
因为函数在上是减函数,且.
根据减函数的性质,自变量越大函数值越小,所以.
故选:A.
2.(2023-24高一上·山东滨州·期中)函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】函数的定义域为,且,
所以为奇函数,函数图象关于原点对称,故排除A、B;
又当时,故排除C.
故选:D
3.(2023-24高一上·北京·期中)设函数的定义域为,则“在区间上单调递增”是“在区间上的最大值为”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】若“在区间上单调递增”,
则“在区间上的最大值为”;
若“在区间上的最大值为”,
则在区间上不一定单调.
所以“在区间上单调递增”是“在区间上的最大值为”的充分不必要条件.
故选:A
4.(2023-24高一上·北京·期中)如果偶函数在上是减函数且最小值是4,那么在上是( )
A.减函数且最小值是4 B.减函数且最大值是4
C.增函数且最小值是4 D.增函数且最大值是4
【答案】C
【详解】偶函数在上是减函数且最小值是4,所以,
则在上是增函数且最小值为,
故选:C
5.(2023-24高一上·江苏南通·期中)已知函数是定义在上的奇函数,若在区间上单调递增,且,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】为奇函数,
,且函数在轴两侧单调性相同,
在区间上单调递增,
在区间上单调递减
则对于求解集,使用分类讨论思想:
(1)当,,,且在区间上单调递增,
;
(2)当,,,且在区间上单调递增,
.
综上所述:,
故选:C.
6.(2024·陕西榆林·一模)已知为奇函数,则( )
A. B.14 C. D.7
【答案】C
【详解】因为为奇函数,
故,
,
,
,
故.
故选:C.
7.(2024·山东济南·三模)已知函数的定义域为R,且,则下列结论一定成立的是( )
A. B.为偶函数
C.有最小值 D.在上单调递增
【答案】C
【详解】由于函数的定义域为R,且,
令,则,得,
时,恒成立,无法确定,A不一定成立;
由于不一定成立,故不一定为偶函数,B不确定;
由于的对称轴为与的位置关系不确定,
故在上不一定单调递增,D也不确定,
由于表示开口向上的抛物线,故函数必有最小值,C正确,
故选:C
【点睛】关键点睛:解答本题的关键是利用赋值法确定函数,进而结合二次函数性质求解.
8.(2023-24高一下·云南昆明·期末)已知奇函数 的定义域为,在区间上单调递增,,且 为偶函数. 若关于的不等式对恒成立,则实数取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由为上的奇函数,则关于点对称,则,
又为偶函数,则,故关于对称,则,
则,是周期为4的周期函数,
又在区间上单调递增,因此在区间上单调递减,
又,则,因此,
又关于的不等式对恒成立,则,
因此,可得,,
故选:C.
二、多选题
9.(2023-24高一上·湖北·期中)已知函数在上具有单调性,下列说法正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】函数在上具有单调性,则或,
解得或.
故选:BC
10.(2023-24高一下·陕西咸阳·期末)对于任意的表示不超过的最大整数.十八世纪,被“数学王子”高斯采用,因此得名为高斯函数,人们更习惯称为“取整函数”.下列说法正确的是( )
A.函数为奇函数
B.函数的值域为
C.对于任意的,不等式恒成立
D.不等式的解集为
【答案】BCD
【详解】对于A,当时,,当,,
所以不是奇函数,所以A错误,
对于B,因为表示不超过的最大整数,所以当时,,
所以函数的值域为,所以B正确,
对于C,因为时,,
所以,所以C正确,
对于D,由,得,
因为表示不超过的最大整数,所以,所以D正确.
故选:BCD
【点睛】思路点睛:关于新定义题的思路有:
(1)找出新定义有几个要素,找出要素分别代表什么意思;
(2)由已知条件,看所求的是什么问题,进行分析,转换成数学语言;
(3)将已知条件代入新定义的要素中;
(4)结合数学知识进行解答.
11.(2023-24高一上·辽宁辽阳·期中)已知函数为定义在上的偶函数,当时,,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.在上单调递减
D.的值域为
【答案】ABD
【详解】对于A,因为是定义在上的偶函数,所以,解得,故A正确;
对于B,由,,
,故B正确;
对于C,,,则,
所以函数在上不满足单调递减,故C错误;
对于D,由,,令,则,且,
,,
,即,
由偶函数对称性可知,的值域为.故D正确.
故选:ABD.
三、填空题
12.(2023-24高一上·陕西西安·期中)已知函数是定义在上的偶函数,则 .
【答案】
【详解】因为函数是定义在上的偶函数,
所以且,
即且,
所以且,
则.
故答案为:
13.(2023-24高一上·上海虹口·期末)已知定义在上的奇函数在区间上是严格减函数.若对于任意的,总有成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题意定义在上的奇函数在区间上是严格减函数,
所以在上严格单调递减,
所以,
由题意若对于任意的,恒有成立,
则恒成立,
当时,有,满足题意,
当时,恒成立,
此时,
解得,满足题意,
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
14.(2023-24高一上·湖南永州·期末)若函数在定义域内存在实数使得,其中,则称函数为定义域上的“阶局部奇函数”,对于任意的实数,函数恒为上的“阶局部奇函数”,则的取值集合是 .
【答案】
【详解】由题意得,函数恒为上的“阶局部奇函数”,
即在上有解,则有,
即有解,
当时,,满足题意;
当时,对于任意的实数,,
变形可得,解可得:,
由,故.
故答案为:.
四、解答题
15.(2023-24高一上·贵州铜仁·期中)已知函数.
(1)若为奇函数,求a的值;
(2)求在上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值为,无最小值
【详解】(1)由题意,
∵为奇函数,∴,
即
解得;
(2)由(1)可知,
,.
∵,
∴,,∴,
即在上是增函数.
∴,无最小值.
综上所述:,无最小值.
16.(2023-24高一上·河北邯郸·期中)已知函数 ,图象经过点 ,且 .
(1)求的值;
(2)用定义法证明函数 在区间 上单调递增.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意得,
解得
(2)由(1)可知,
,且,
,
因为,所以,
又,所以,
所以,即,所以,
所以函数在区间上单调递增.
17.(2023-24高一上·重庆·期中)已知二次函数满足:且.
(1)求的解析式;
(2)若在区间上单调递增,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)设二次函数,
则,
由,得,解得,又,
即,于是,
所以的解析式是.
(2)由(1)得,
当时,的单调递增区间为,依题意,,则;
当时,的单调递增区间为,依题意,,
则,解得,
所以实数的取值范围是.
18.(2023-24高一上·江西南昌·期中)在上最小值为.
(1)求的解析式;
(2)令,点在图象上,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),函数对称轴为,
①当,即时,在上单调递减,
故;
②当,即时,;
③当时,在上单调递增,;
综上所述:.
(2),
设,,为偶函数,
当时,,函数单调递增,
故在上单调递增,在上单调递减,
可以由向左平移1个单位得到,
故函数关于对称,且在上单调递增,在上单调递减,
,即,解得,即.
19.(2023-24高一上·重庆·期中)已知定义在上的函数满足:①对任意的,都有;②当且仅当时,成立.
(1)求;
(2)判断并证明的单调性;
(3)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递增,证明见解析
(3)
【详解】(1)令,则,
解得;
(2)函数在上单调递增,
证明:任取,
则,
所以,
因为,
所以,则,
所以,即,
所以函数在上单调递增;
(3)由(2)函数在上单调递增,
所以不等式恒成立,即恒成立,,
当恒成立时,,又,所以,
当恒成立时,,
令,则,且,
所以,
当时,,
所以,
综合得
2
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$$
热点04 函数的单调性、奇偶性
考点1 函数的单调性
1.单调性的定义
增函数
减函数
定义
一般地,设函数的定义域为,如果对于定义域内某个区间上的任意两个自变量的值,[
当时,都有,那么就说函数在区间上是增函数
当时,都有,那么就说函数在区间上是减函数
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
温馨提示:定义中的有以下3个特征
(1)任意性,即“任意取”中“任意”二字绝不能去掉,证明时不能以特殊代替一般;
(2)有大小,通常规定;
(3)属于同一个单调区间.
2.函数的单调区间
如果函数在区间上单调递增或单调递减,那么就说函数在这一区间上具有(严格的)单调性,区间叫做函数的单调区间.
温馨提示:(1)函数的单调性是对定义域内某个区间而言的,它是函数的一个局部性质.
(2)函数在定义域的某个区间D上单调,不一定在定义域上单调.如等.
(3)并非所有的函数都具有单调性,如,它的定义域是,但不具有单调性.
考点2 函数的奇偶性
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有
图象关于原点对称
注意:(1)奇偶性是函数的整体性质,所以判断函数的奇偶性应先明确它的定义域;
(2)奇偶函数的定义域关于原点对称,反之,若定义域不关于原点对称,则这个函数一定不具有奇偶性.
知识点3 奇偶函数的性质
(1)若一个奇函数在原点处有定义,即有意义,则一定有.
(2)若是奇函数,则在其关于原点对称的区间上单调性一致.
(3)若是偶函数,则在其关于原点对称的区间上单调性相反.
热点一 根据解析式直接判断函数的单调性和奇偶性
例1.下列函数中为偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对于A,函数的定义域为R,且,故是奇函数;
对于B,函数的定义域为,关于原点不对称,是非奇非偶函数;
对于C,函数的定义域为,且,故是奇函数;
对于D,函数的定义域为R,,是偶函数.
故选:D.
例2.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
【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
变式1-1.下列选项中的函数在上为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对于A,的定义域为,定义域不为,故不符合,
对于B,定义域为,且,故为偶函数,不符合,
对于C,定义域为,且,故为奇函数,符合,
对于D,定义域为,且,故不为奇函数,不符合,
故选:C
变式1-2.(多选)下列函数中,既是偶函数又在区间单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】对于A选项,函数,其定义域为R,,
所以是偶函数;
函数对称轴为,所以在区间上单调递增,故A正确;
对于B选项,函数,其定义域为,,,
所以不是偶函数,故B错误;
对于C选项,函数,其定义域为,
所以是奇函数,不是偶函数,故C错误;
对于D选项,函数,其定义域为,,
所以是偶函数,
当时,在区间上单调递增,故D正确.
故选:AD.
变式1-3.(多选)下列函数中,在定义域内既为奇函数,又为增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】对于A,,则的定义域为,且在上既为奇函数,又为增函数,故A正确;
对于B,因为,所以不为奇函数,故B错误;
对于C,由于的定义域为,且,所以为奇函数,又,由复合函数的单调性知为增函数,故C正确;
对于D,由于,故在定义域上不可能为增函数,故D错误.
故选:AC.
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于对函数奇偶性和单调性定义的熟练运用.
热点二 定义法判断或证明函数的单调性和奇偶性
例3.判断函数在区间上的单调性,并利用单调性的定义证明你的结论.
【答案】单调递减,证明见解析
【详解】函数在区间上单调递减.
证明如下:设任意,且,
则,
因为,且,
所以,又,
所以,即,
所以在上单调递减.
例4.已知函数,且其定义域为.
(1)判定函数的奇偶性;
(2)利用单调性的定义证明:在上单调递减;
【答案】(1)奇函数,理由见解析
(2)证明见解析
【详解】(1)为奇函数,理由如下:
因为,且函数定义域为,关于原点对称,
所以为奇函数.
(2)任取,
所以,,
则,
所以,
故在上单调递减.
变式2-1.已知函数,且此函数图象过点.
(1)求实数m的值;
(2)用定义法判断函数在上的单调性.
【答案】(1)4
(2)单调递减;
【详解】(1)由题意可得,所以实数m的值为4,
(2)因为,设,
则,
因为,所以,
所以,所以,
所以函数在上为单调递减.
变式2-2.已知函数的图象过点.
(1)求实数m的值;
(2)判断函数的奇偶性并证明;
(3)求证:函数在上单调递减.
【答案】(1)
(2)函数为奇函数;证明见解析;
(3)证明见解析
【详解】(1)根据题意,函数的图象过点,
所以
(2)函数的定义域为,
又,所以函数为奇函数
(3)证明:任取,则,
所以,
则,即,
所以函数在上单调递减
变式2-3.已知函数.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)判断函数在区间的单调性,并用定义法证明.
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)函数在区间上单调递增,证明见解析
【详解】(1)奇函数,证明如下,
易知,函数的定义域为,关于原点对称,
又,所以函数的奇函数.
(2)函数在区间上单调递增,证明如下,
任取,且,
则,
因为,且,所以,
得到,即,所以函数在区间上单调递增.
热点三 根据函数的单调性求参数
例5.“函数在区间上不单调”的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】函数在区间上不单调,对称轴为,
“函数在区间上不单调”的一个必要不充分条件可以是.
故选:C.
例6.已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【答案】
【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3-1.(多选)已知函数在区间上不具有单调性,则的值可以是( )
A.9 B.-1 C.-5 D.0
【答案】BD
【详解】由题意的对称轴为,
由于在区间上不具有单调性,
故,解得,
所以AC错误,BD正确.
故选:BD.
变式3-2.满足对任意实数,都有,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【详解】解:对任意实数,都有,
即与同号,
故为上的增函数,
故分段函数的每一段单调递增,且分界点处单调递增,
故,
解得:.
故答案为:.
变式3-3.已知函数在上单调递增,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】若,则在上单调递增,满足题意;
若,易知二次函数图象关于对称,若在上单调递增,
当,则,解得;
当,则恒成立.
综上可知.
故答案为:
热点四 根据函数的奇偶性求参数
例7.若函数为偶函数,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】A
【详解】函数为偶函数,所以,
即得,
的定义域为,
在 或其子集上,即得,
所以恒成立,所以,,可得.
故选:A.
例8.已知函数为奇函数,则的值是( )
A.0 B.0或10 C.4或68 D.68
【答案】D
【详解】由题设,的定义域为R,且为奇函数,则,
所以或,
当,则,满足,此时;
当,则不是奇函数,不合题设;
故选:D
变式4-1.已知函数()是偶函数,则函数的单调递增区间为 .
【答案】
【详解】函数是偶函数,则,即,
整理得,而不恒为0,因此,,
函数的定义域为,根据复合函数的单调性,易知单调递增区间为.
故答案为:
变式4-2.已知a为实数,则“”是“是奇函数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由是奇函数,
则,即,
即,
所以,即,
所以“”是“是奇函数”的充分不必要条件.
故选:A.
变式4-3.已知函数满足为奇函数,则 , .
【答案】
【详解】设函数.
因为为奇函数,,
所以由,可得,
所以,
所以,
整理得,
所以,解得.
故答案为:;.
热点五 由奇偶性求函数的解析式
例9.已知二次函数满足:.
(1)求的解析式;
(2)若为定义在R上的奇函数,且当时,求在R上的解析式.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)依题意,设,由,
得,整理得,
于是,解得,,
所以的解析式为.
(2)由(1)知,当时,,
由为定义在R上的奇函数,得,
当时,,,
所以在R上的解析式为.
例10.已知,分别是上的奇函数和偶函数,且,试求和的表达式.
【答案】,
【详解】解析: 以代替条件等式中的,则有,
又,分别是上的奇函数和偶函数,
故.
又,
联立可得,.
变式5-1.已知函数是偶函数,当时,,则当时, .
【答案】
【详解】解:当时,可得,
又因为当时,,
所以,
又因为函数是偶函数,即,
所以,
所以当时,.
故答案为:.
变式5-2.已知函数在R上是奇函数,当时,.
(1)求函数在R上的解析式;
(2)并写出单调区间(不必证明).
【答案】(1);
(2)递减区间是,,递增区间是.
【详解】(1)函数在R上是奇函数,当时,,
则当时,,而,
所以函数在R上的解析式为.
(2)当时,,函数在上单调递增,在上单调递减,
当时,,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数的递减区间是,,递增区间是.
变式5-3.函数的定义域为,是偶函数,是奇函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意可得,解得,
因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:B.
热点六 由函数奇偶性、单调性比较大小
例11.已知函数在区间上单调递减,且的图像关于对称,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由的图像关于对称可知;
又因为在区间上单调递减,且,
所以,即.
故选:C
例12.(多选)已知函数为偶函数,当,时,成立,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】当,时,成立,故函数在单调递减,
函数为偶函数,故函数在上单调递增,
对选项A:,错误;
对选项B:,正确;
对选项C:,故,错误;
对选项D:,,
当且仅当,即时等号成立,故,正确;
故选:BD
变式6-1.若偶函数在上单调递增,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由偶函数知:,又在上单调递增且,
所以,即.
故选:D
变式6-2.设函数为定义在上的偶函数,且在区间上为增函数,则,,从小到大的顺序为
【答案】
【详解】因为函数为定义在上的偶函数,
所以,,
又在区间上为增函数,
所以
所以
故答案为:
变式6-3.已知函数.
(1)利用函数的单调性定义证明在上单调递增;
(2)若,试比较,的大小.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)证明:由题目条件得:,
任取,
则.
因为,
所以,,
则,即.
故在上单调递增.
(2)解:因为,
所以.
又因为,当且仅当时,等号成立,而.
所以.
因为在上单调递增,
所以.
热点七 由函数奇偶性、单调性解不等式
例13.若函数是偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】由于函数是偶函数,在区间上单调递增,且,
所以,且函数在上单调递减.
由此画出满足条件的一个函数的图象,如图所示,
由图可知,的解集是,
故选:B.
例14.已知定义在R上的偶函数在上的图象如图所示,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据偶函数的图象特征,
可知当时,,当时,
由,得,
等价于或
解得,或.
所以不等式解集为:
故选:D
变式7-1.对于函数,分析并求解下列问题:
(1)判断函数的奇偶性并证明;
(2)试用函数单调性的定义证明:函数在区间上单调递增;
(3)解不等式:;
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【详解】(1)函数为奇函数,理由如下:
函数的定义域为,关于原点对称,
又,
所以为奇函数.
(2),且,
则
,
,,
,,
在上单调递增.
(3)在区间上单调递增,且为奇函数,
在上单调递增,
令,解得或,
又,即,
或,
解得或或,
所以不等式的解集为.
变式7-2.函数的图象经过点,则关于的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数的图象经过点,则,即,
所以是减函数.
又,所以是奇函数,
,
不等式化为,即,
所以,解得.
故选:B
变式7-3.若定义在上的函数同时满足;①为奇函数;②对任意的,,且,都有.则称函数具有性质P.已知函数具有性质P,则不等式的解集为 .
【答案】
【详解】因为对任意的,,且,都有,
不妨设,则,可得,则,
构造函数,则,,
所以函数在上为单调递减函数,
又因为为奇函数,所以,
所以函数为上的偶函数,
所以函数在为单调递增函数,
当时,即时,有,
由,可得,
所以,解得,此时无解;
当时,即时,由,可得,
所以,解得或,
综上可得,不等式的解集为.
故答案为:.
热点八 奇偶函数对称性的应用
例15.已知函数是定义在R上的偶函数,且在上单调递增,,则的解集为 .(用区间表示)
【答案】
【详解】由函数是定义在R上的偶函数,可得函数的图象关于对称,
又由函数在上单调递增,可得函数在上单调递减,
因为,可得,
所以,当时,;当时,;当时,,
对于不等式,如图所示,
当时,可得,解得;
当时,可得,解得,
综上可得,不等式的解集为.
故答案为:.
例16.设函数的定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为是奇函数,所以①;
因为是偶函数,所以②.
令,由①得:,由②得:,
因为,所以,即,
令,由①得:,所以,所以,
解得:,所以.
所以.
故选:D.
变式8-1.已知函数,,函数,若为偶函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数为偶函数,可的图象关于对称,所以,
由,可得,
即,所以函数关于对称,
又因为,所以是定义在上的偶函数,
所以,
所以,即,
所以函数是周期为4的周期函数,
所以,
则.
故选:D.
变式8-2.已知是定义在上的奇函数,且函数为偶函数,当时,,则 , .
【答案】 / /
【详解】因为是定义在上的奇函数,则,
又函数为偶函数,则,可得,
则,可得,可知的一个周期为4,
所以;.
故答案为:;.
变式8-3.已知函数,且为偶函数,给出以下四个结论:
①若,则;
②若,则;
③若,且,则;
④若,则.
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】由于函数,且为偶函数,
故可得关于直线对称,即的对称轴为,
则,即,
对于①,若,则,
当且仅当,即时取等号,故,①正确;
对于②,若,,
当且仅当,即时取等号,故,②正确;
对于③,若,且,即时,,
则,③正确;
对于④,若,则,
即得,④正确,
故正确结论的个数是4,
故选:D
热点九 抽象函数的奇偶性、单调性
例17.已知函数的定义域为R,,,则下列结论错误的是( )
A. B.是奇函数
C. D.的图象关于点对称
【答案】D
【详解】取,则,即,得,故A正确;
取,则,得,故是奇函数,B正确;
对任意的都有,可得,
因此的图象关于点对称,故D错误;
由于且是奇函数,得,即,
因此,C正确.
故选:D
【点睛】关键点点睛:
由得到,即可判断对称,利用,即可利用递推法求解.
例18.(多选)已知定义域为R的函数,对任意x,,都有,且,则( )
A. B.为偶函数
C.为奇函数 D.
【答案】BCD
【详解】令,得,
又,所以,故A错误;
令得,,
所以,,所以为偶函数,故B正确;
令,,得,所以,
又,
所以,
而的定义域是全体实数,所以为奇函数,故C正确;
,所以,
所以,故4是的周期,
又,,,
所以,,
,
,
故D正确.
故选:BCD.
【点睛】方法点睛:在判断抽象函数的奇偶性、单调性时常采用赋值法.
变式9-1.定义在上的函数满足:,当时,有,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】中,令得,解得,
中,令得,
故,
又的定义域为,所以为奇函数,
任取,则,
又时,,则,
即,故在上单调递减,
由对称性可得时,,故在上单调递减,
,
所以,解得.
故选:D
变式9-2.(多选),,非常数函数都有,则下列结论正确的是( )
A. B.若,是偶函数
C.若,则 D.的值不可能是
【答案】ABC
【详解】由条件①,
对于A,取,有即(*),
若,则为常数,与题意矛盾,即,故A正确;
对于B,由A项已得,代入(*),可得,
在①式中,取,有②,
再取,有,可得,
则有或.因 ,故,
代入②式,可得,用替换,即得,
故为偶函数,即B正确;
对于C,若,在①式中取,
可得则有,由B项知为偶函数,
在①式中,取,有,即③,
再取,有即,
用替换,即得④,
由③④,易得,
即,
由上已得,,,,
依次代入,可得,,故C正确;
对于D,取,
因,
而,即符合①式,
此时,故D错误.
故选:ABC.
【点睛】思路点睛:本题主要考查抽象函数的性质探究,属于难题.解题思路上,一般应从抽象函数的等式入手,结合选项启发,对其中的未知量进行针对性赋值,使其往选项要求的方向发展,进行判断、验证,有时还需构造符合题意的函数解析式,判断排除选项.
变式9-3.已知函数的定义域为,且,均有.当时,.
(1)证明:为减函数;
(2)若,求不等式的解集;
(3)若且,比较与的大小并证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3),证明见解析
【详解】(1),且,
令,则,
所以,
即,
则,所以函数为减函数.
(2)因为,
所以由,可得,
因为,均有,
所以,
所以,
又因为函数为减函数,且定义域为,
所以,解得,
所以原不等式的解集为.
(3)因为,,
所以,
所以,即,
又因为函数为减函数,
所以,
根据,均有,
可将化为,
即.
一、单选题
1.(2023-24高一上·北京·期中)函数是上是减函数,那么下述式子中正确的是( )
A. B.
C. D.以上关系均不确定
【答案】A
【详解】对进行变形可得.
因为任何数的平方都大于等于,那么,即.
因为函数在上是减函数,且.
根据减函数的性质,自变量越大函数值越小,所以.
故选:A.
2.(2023-24高一上·山东滨州·期中)函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】函数的定义域为,且,
所以为奇函数,函数图象关于原点对称,故排除A、B;
又当时,故排除C.
故选:D
3.(2023-24高一上·北京·期中)设函数的定义域为,则“在区间上单调递增”是“在区间上的最大值为”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】若“在区间上单调递增”,
则“在区间上的最大值为”;
若“在区间上的最大值为”,
则在区间上不一定单调.
所以“在区间上单调递增”是“在区间上的最大值为”的充分不必要条件.
故选:A
4.(2023-24高一上·北京·期中)如果偶函数在上是减函数且最小值是4,那么在上是( )
A.减函数且最小值是4 B.减函数且最大值是4
C.增函数且最小值是4 D.增函数且最大值是4
【答案】C
【详解】偶函数在上是减函数且最小值是4,所以,
则在上是增函数且最小值为,
故选:C
5.(2023-24高一上·江苏南通·期中)已知函数是定义在上的奇函数,若在区间上单调递增,且,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】为奇函数,
,且函数在轴两侧单调性相同,
在区间上单调递增,
在区间上单调递减
则对于求解集,使用分类讨论思想:
(1)当,,,且在区间上单调递增,
;
(2)当,,,且在区间上单调递增,
.
综上所述:,
故选:C.
6.(2024·陕西榆林·一模)已知为奇函数,则( )
A. B.14 C. D.7
【答案】C
【详解】因为为奇函数,
故,
,
,
,
故.
故选:C.
7.(2024·山东济南·三模)已知函数的定义域为R,且,则下列结论一定成立的是( )
A. B.为偶函数
C.有最小值 D.在上单调递增
【答案】C
【详解】由于函数的定义域为R,且,
令,则,得,
时,恒成立,无法确定,A不一定成立;
由于不一定成立,故不一定为偶函数,B不确定;
由于的对称轴为与的位置关系不确定,
故在上不一定单调递增,D也不确定,
由于表示开口向上的抛物线,故函数必有最小值,C正确,
故选:C
【点睛】关键点睛:解答本题的关键是利用赋值法确定函数,进而结合二次函数性质求解.
8.(2023-24高一下·云南昆明·期末)已知奇函数 的定义域为,在区间上单调递增,,且 为偶函数. 若关于的不等式对恒成立,则实数取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由为上的奇函数,则关于点对称,则,
又为偶函数,则,故关于对称,则,
则,是周期为4的周期函数,
又在区间上单调递增,因此在区间上单调递减,
又,则,因此,
又关于的不等式对恒成立,则,
因此,可得,,
故选:C.
二、多选题
9.(2023-24高一上·湖北·期中)已知函数在上具有单调性,下列说法正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】函数在上具有单调性,则或,
解得或.
故选:BC
10.(2023-24高一下·陕西咸阳·期末)对于任意的表示不超过的最大整数.十八世纪,被“数学王子”高斯采用,因此得名为高斯函数,人们更习惯称为“取整函数”.下列说法正确的是( )
A.函数为奇函数
B.函数的值域为
C.对于任意的,不等式恒成立
D.不等式的解集为
【答案】BCD
【详解】对于A,当时,,当,,
所以不是奇函数,所以A错误,
对于B,因为表示不超过的最大整数,所以当时,,
所以函数的值域为,所以B正确,
对于C,因为时,,
所以,所以C正确,
对于D,由,得,
因为表示不超过的最大整数,所以,所以D正确.
故选:BCD
【点睛】思路点睛:关于新定义题的思路有:
(1)找出新定义有几个要素,找出要素分别代表什么意思;
(2)由已知条件,看所求的是什么问题,进行分析,转换成数学语言;
(3)将已知条件代入新定义的要素中;
(4)结合数学知识进行解答.
11.(2023-24高一上·辽宁辽阳·期中)已知函数为定义在上的偶函数,当时,,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.在上单调递减
D.的值域为
【答案】ABD
【详解】对于A,因为是定义在上的偶函数,所以,解得,故A正确;
对于B,由,,
,故B正确;
对于C,,,则,
所以函数在上不满足单调递减,故C错误;
对于D,由,,令,则,且,
,,
,即,
由偶函数对称性可知,的值域为.故D正确.
故选:ABD.
三、填空题
12.(2023-24高一上·陕西西安·期中)已知函数是定义在上的偶函数,则 .
【答案】
【详解】因为函数是定义在上的偶函数,
所以且,
即且,
所以且,
则.
故答案为:
13.(2023-24高一上·上海虹口·期末)已知定义在上的奇函数在区间上是严格减函数.若对于任意的,总有成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题意定义在上的奇函数在区间上是严格减函数,
所以在上严格单调递减,
所以,
由题意若对于任意的,恒有成立,
则恒成立,
当时,有,满足题意,
当时,恒成立,
此时,
解得,满足题意,
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
14.(2023-24高一上·湖南永州·期末)若函数在定义域内存在实数使得,其中,则称函数为定义域上的“阶局部奇函数”,对于任意的实数,函数恒为上的“阶局部奇函数”,则的取值集合是 .
【答案】
【详解】由题意得,函数恒为上的“阶局部奇函数”,
即在上有解,则有,
即有解,
当时,,满足题意;
当时,对于任意的实数,,
变形可得,解可得:,
由,故.
故答案为:.
四、解答题
15.(2023-24高一上·贵州铜仁·期中)已知函数.
(1)若为奇函数,求a的值;
(2)求在上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值为,无最小值
【详解】(1)由题意,
∵为奇函数,∴,
即
解得;
(2)由(1)可知,
,.
∵,
∴,,∴,
即在上是增函数.
∴,无最小值.
综上所述:,无最小值.
16.(2023-24高一上·河北邯郸·期中)已知函数 ,图象经过点 ,且 .
(1)求的值;
(2)用定义法证明函数 在区间 上单调递增.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意得,
解得
(2)由(1)可知,
,且,
,
因为,所以,
又,所以,
所以,即,所以,
所以函数在区间上单调递增.
17.(2023-24高一上·重庆·期中)已知二次函数满足:且.
(1)求的解析式;
(2)若在区间上单调递增,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)设二次函数,
则,
由,得,解得,又,
即,于是,
所以的解析式是.
(2)由(1)得,
当时,的单调递增区间为,依题意,,则;
当时,的单调递增区间为,依题意,,
则,解得,
所以实数的取值范围是.
18.(2023-24高一上·江西南昌·期中)在上最小值为.
(1)求的解析式;
(2)令,点在图象上,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),函数对称轴为,
①当,即时,在上单调递减,
故;
②当,即时,;
③当时,在上单调递增,;
综上所述:.
(2),
设,,为偶函数,
当时,,函数单调递增,
故在上单调递增,在上单调递减,
可以由向左平移1个单位得到,
故函数关于对称,且在上单调递增,在上单调递减,
,即,解得,即.
19.(2023-24高一上·重庆·期中)已知定义在上的函数满足:①对任意的,都有;②当且仅当时,成立.
(1)求;
(2)判断并证明的单调性;
(3)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递增,证明见解析
(3)
【详解】(1)令,则,
解得;
(2)函数在上单调递增,
证明:任取,
则,
所以,
因为,
所以,则,
所以,即,
所以函数在上单调递增;
(3)由(2)函数在上单调递增,
所以不等式恒成立,即恒成立,,
当恒成立时,,又,所以,
当恒成立时,,
令,则,且,
所以,
当时,,
所以,
综合得
2
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