内容正文:
3.2函数的基本性质(人教2019A版专用)
目录
【知识回顾】 2
【基础自测】 3
【巩固训练】 15
【提升训练】 29
知识回顾
1.函数的单调性
条件
一般地,设函数f(x)的定义域为I,区间D⊆I.如果∀x1,x2∈D,当x1<x2时
都有f(x1)<f(x2)
都有f(x1)>f(x2)
结论
f(x)在区间D上单调递增
f(x)在区间D上单调递减
图示
②当函数f(x)在它的定义域上单调递增时,称它是增函数;当函数f(x)在它的定义域上单调递减时,称它是减函数.
(2)函数的单调区间
如果函数y=f(x)在区间D上是单调递增或单调递减,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
2.函数的最值
最大值
最小值
条件
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
∀x∈I,都有f(x)≤M
∀x∈I,都有f(x)≥M
∃x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M是函数y=f(x)的最大值
M是函数y=f(x)的最小值
几何意义
f(x)图象上最高点的纵坐标
f(x)图象上最低点的纵坐标
3. 奇函数、偶函数的定义及图象特征
(1)偶函数的定义及图象特征
①偶函数的定义:设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数.
②偶函数的图象特征:偶函数的图象关于y轴对称.反之,图象关于y轴对称的函数一定是偶函数.
(2)奇函数的定义及图象特征
①奇函数的定义:设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数.
②奇函数的图象特征:奇函数的图象关于原点对称.反之,图象关于原点对称的函数一定是奇函数.
4. 函数的奇偶性
如果函数f(x)是奇函数或偶函数,那么就说函数f(x)具有奇偶性.
温馨提醒 (1)奇函数与偶函数的定义域都关于原点对称;若一个函数的定义域不关于原点对称,则这个函数是非奇非偶函数.
(2)若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0.
5. 函数奇偶性与单调性的关系
(1)若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递增,即在对称区间上单调性一致(相同).
(2)若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递减,即在对称区间上单调性相反.
(3)若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为M,则f(x)在[-b,-a]上有最小值为-M.
(4)若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为N,则f(x)在[-b,-a]上有最大值为N.
6. 抽象函数的奇偶性
设函数y=f(x)与y=g(x)是奇函数,且它们公共定义域为D.则h(x)是奇函数,M(x)是偶函数.
若f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,在它们公共定义域上,y=f(x)·g(x)是奇函数,函数y=f[g(x)]与y=g[f(x)]都是偶函数.
基础自测
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(23-24高三上·上海杨浦·期中)已知函数,.若成立,则下列论断中正确的是( )
A.函数在上一定是增函数;
B.函数在上一定不是增函数;
C.函数在上可能是减函数;
D.函数在上不可能是减函数.
2.(2024高三·全国·专题练习)若函数是奇函数,函数是偶函数,则( )
A.函数是奇函数
B.函数是奇函数
C.函数是奇函数
D.函数是奇函数
3.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知函数在区间上是单调函数,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)设是定义域为的奇函数,,当时,,则( )
A.1 B.
C. D.
5.(24-25高三上·北京·开学考试)已知函数是定义在上的增函数,则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一上·湖北荆州·期中)定义在R上的函数满足:对任意的(),都有,且,函数关于直线对称,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高一上·北京·期中)函数的最小值为( )
A. B.0 C.1 D.2
8.(24-25高三上·河北秦皇岛·开学考试)已知为上的减函数,设函数,则满足不等式的的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.(23-24高一上·陕西汉中·期中)如果函数在区间上是减函数,则实数的值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.
10.(23-24高一·江苏·假期作业)下列函数在区间上是减函数的是( )
A. B.
C. D.
11.(22-23高一上·广东深圳·期末)已知函数的图象关于y轴对称,且对于,当时,恒成立,若对任意的恒成立,则实数a的取值范围可以是下面选项中的( )
A. B.
C. D.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(23-24高三下·安徽·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则当时, .
13.(2024高三·全国·专题练习)若是上单调递减的一次函数,且,则 .
14.(23-24高一上·江西南昌·阶段练习)若函数的单调递增区间是,,则a的值为 .若在,为增函数,则a的范围为 .
四、解答题(本大题共5小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. (13分) (24-25高一上·江西·阶段练习)已知函数.
(1)判断在上的单调性,并用定义证明;
(2)判断命题“,”的真假,并说明理由.
16. (15分) (2023高二·湖南衡阳·学业考试)若二次函数的图象的对称轴为,最小值为,且.
(1)求的解析式;
(2)若关于x的不等式在区间上恒成立,求实数m的取值范围.
17. (15分) (24-25高一上·山西太原·期中)已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)根据定义证明:在上单调递增.
18. (17分) (24-25高一上·湖南·期中)设函数.
(1)若,且,求m的值;
(2)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明你的结论;
(3)若对任意的恒成立,求实数a的取值范围.
19. (17分) (24-25高一上·浙江嘉兴·期中)已知函数,且.
(1)求;
(2)根据定义证明函数在区间上单调递增;
(3)在区间上,若函数满足,求实数的取值范围.
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
A
D
C
A
B
BC
AD
题号
11
答案
ABC
1.D
【分析】根据函数单调性的定义判断即可.
【详解】因为函数,且成立,
则函数在上不可能是减函数,可能是增函数,也可能不是增函数,
如,满足,但是在上不具有单调性,
故D正确,A、B、C错误.
故选:D
2.C
【分析】根据函数的奇偶性对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】依题意,函数是奇函数,函数是偶函数,
A选项,,所以是偶函数,A选项错误.
B选项,,
所以函数是偶函数,B选项错误.
C选项,,
所以函数是奇函数,C选项正确.
D选项,,
所以函数是非奇非偶函数,D选项错误.
故选:C
3.C
【分析】根据给定条件,利用二次函数的单调性列式求解即可.
【详解】函数的图象对称轴为,
由函数在区间上是单调函数,得或,解得或,
所以实数m的取值范围是.
故选:C
4.A
【分析】首先根据奇函数的性质得到,从而得到,再计算即可.
【详解】是定义域为的奇函数,,
当时,,
所以,
所以当时,,.
故选:A
5.D
【分析】利用函数的定义域及单调性计算即可.
【详解】由题意可知,解不等式得.
故选:D
6.C
【分析】根据题意得到在上单调递减,且为偶函数,故在上单调递增,分和,结合函数单调性求出解集.
【详解】因为对任意的(),都有,
所以在上单调递减,
因为关于直线对称,所以关于轴对称,即为偶函数,
所以在上单调递增,
因为,所以,
当时,,令得,即,
所以,所以,
当时,,令得,即,
所以,所以,
综上,的解集为.
故选:C
7.A
【分析】根据函数的单调性求解.
【详解】由已知时是减函数,,此时,
时,是增函数,且,
所以,
故选:A.
8.B
【分析】先判断出的奇偶性,再根据函数的单调性即可求解.
【详解】解:由题意知:的定义域为,关于原点对称,
当时,,,
则,
当,,
当时,,,
则,
故为偶函数,
又 为上的减函数,
在上单调递减,在上单调递增,
,
,即,解得:.
故选:B.
9.BC
【分析】根据对称轴和函数单调性得到,得到答案.
【详解】开口向上,对称轴为,
函数在区间上是减函数,故,
故AD错误,BC正确.
故选:BC
10.AD
【分析】利用基本函数的单调性依次判定即可.
【详解】对于选项A,为开口向下的二次函数且在区间上是减函数;
对于选项B,在区间上是增函数;
对于选项C,在上是增函数;
对于选项D,在区间上是减函数.
故选:AD.
11.ABC
【分析】分析出的单调性与奇偶性,进而根据单调性和奇偶性解不等式得到,分与两种情况,参变分离后,结合基本不等式得到,从而判断ABC正确,D错误.
【详解】由题意得为偶函数,且在上,单调递减,
故在上单调递增,
因为,故,
所以,
当时,恒成立,满足要求,
当时,在上恒成立,
其中,当且仅当,即时,等号成立,
故,解得,
综上,a的取值范围为
A选项,由于,A正确;
B选项,,B正确;
C选项,,C正确;
D选项,显然不是的子集,D错误.
故选:ABC
12.
【分析】
利用奇函数的性质可求时的解析式.
【详解】
当时,,
因为函数是定义在上的奇函数,
故.
故答案为:.
13.
【分析】利用待定系数法设出,求出,再根据恒等式可求出结果.
【详解】因为是上单调递减的一次函数,所以可设,
所以,
又因为,所以恒成立,
所以,因为,所以,.
所以.
故答案为:
14.
【分析】根据绝对值函数的单调性的性质进行求解即可.
【详解】的单调递增区间,,
由得,
若在,为增函数,则,解得,
故答案为:,.
15.(1)单调递增;证明见解析
(2)真命题,理由见解析
【分析】(1)利用定义法证明函数在上单调性步骤,取点,作差,判号,下结论;
(2)由(1)可知在上单调递增,且,所以,然后整理判断即可.
【详解】(1)判断:在上单调递增.
证明:,且,有,
因为,所以,,,
因此,即,
所以函数在上单调递增;
(2)判断:命题“,”真命题.
因为根据题意可知,,且,
由(1)可知在上的单调递增,所以,即.
所以命题“,”是真命题.
16.(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件列方程组来求得,也即求得.
(2)由分离常数,进而求得的取值范围.
【详解】(1)由为二次函数,可设
∵图象的对称轴为,最小值为-1,且,
∴,∴,
∴.
(2)∵,即在上恒成立,
又∵当时,有最小值0,
∴,
∴实数m的取值范围为.
18.(1)是上的奇函数,证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)先证明定义域关于原点对称,再证明,从而可证明是上的奇函数;
(2)利用单调性的定义来证明即可.
【详解】(1)是上的奇函数.
证明:由题意得的定义域为,,都有,
,是上的奇函数.
(2)证明:,,且,
则,
,,,,,
,,在上单调递增.
19.(1)
(2)在区间上单调递减,证明见解析
(3).
【分析】(1)根据函数值列方程,求解即可;
(2)根据函数单调性的定义证明即可;
(3)利用换元法化简不等式,再分离参数,转化为最值问题,求最值即可.
【详解】(1)∵,∴,∴,又,则.
(2)在区间上单调递减.
证明:,且,则,
化简得,
由,得,∴,,
∴,于是,即.
∴在区间上单调递减.
(3)设,由知,,
将其代入,得,
化简得恒成立,
设,则在上恒成立.
即.
∵与在上单调递增,∴在上单调递增,
∴,∴,
∴实数a的取值范围是.
19.(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)由,求解即可;
(2)利用函数的单调性的定义证明即可;
(3)利用函数的单调性求解不等式即可.
【详解】(1)∵,
∴,
∴.
(2)由于,
证明:,且,
则
,
∵,
∴,
∴,即,
故在上单调递增.
(3)∵在上单调递增,所以,
∴, ,
∴.
巩固训练
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(24-25高一上·海南海口·期中)函数,若对,,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·河北唐山·期中)函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·江西·期中)已知函数是上的偶函数,当时,,则当时,( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·宁夏石嘴山·阶段练习)若函数是定义在上的奇函数,函数是偶函数,则( )
A.2 B.0 C.60 D.62
5.(23-24高一上·四川眉山·期中)已知函数的最小值为8.则实数的值是( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
6.(24-25高一上·江西鹰潭·期中)已知定义在上的函数f(x)满足对,,都有,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高一下·山西大同·阶段练习)高斯函数是用德国著名的数学家高斯的名字命名的,即设,用表示不超过的最大整数,例如,.已知函数,有下列四个结论:①;②在上单调递增;③的最小值为0;④没有最大值,其中所有正确结论的序号为( )
A.①②③ B.①③④ C.①④ D.①②
8.(24-25高一上·天津滨海新·阶段练习)已知函数为定义在上的奇函数,且在为减函数,在为增函数,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)下面命题正确的是( )
A.已知,则“”是“”的充分不必要条件
B.命题“若,使得”的否定是“”
C.若函数的定义域为,则函数的定义域为
D.函数在上单调递增,则a的取值范围是
10.(23-24高二下·浙江温州·期中)定义在上的函数,满足,且当时,,则使得在上恒成立的可以是( )
A.1 B.2 C. D.
11.(2024·山东·模拟预测)已知定义在上的函数,满足,且当时,,则( )
A. B.为偶函数
C. D.若,则x的取值范围为
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(24-25高三上·四川成都·阶段练习)若函数在上单调,则实数的取值范围为 .
13.(24-25高一上·湖南·期中)已知函数,若不等式成立,则的取值范围是 .
14.(24-25高一上·辽宁·期中)已知函数是定义域为,图象恒过点,对于上任意,都有,则关于的不等式的解集为 .
四、解答题(本大题共5小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. (13分) (24-25高一上·新疆·期中)已知函数.
(1)求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并用定义法证明;
(3)若对任意的,都有,求的取值范围.
16. (15分) (24-25高一上·山西阳泉·期中)已知函数,
(1)若时,求的解集;
(2)若在上单调递减,求的取值范围;
(3)求在上的最大值.
17. (15分) (24-25高一上·福建福州·期中)已知函数,
(1)判断函数的奇偶性;
(2)根据函数单调性的定义证明函数在区间上单调递减;
(3)对于函数,,若,求实数的取值范围.
18. (17分) (24-25高一上·广西玉林·期中)已知函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,现有函数和函数.
(1)若,求函数的最值;
(2)若关于x的不等式的解集为,求实数m的取值范围;
(3)若对于,,使得成立,求实数m的取值范围.
19. (17分) (24-25高一上·福建厦门·期中)已知函数.
(1)判断函数在上的单调性,并用函数单调性的定义证明;
(2)解不等式:.
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
A
B
C
C
B
B
ACD
ABC
题号
11
答案
BC
1.A
【分析】根据题意得到在上单调递减,分段函数在上单调递减,需每一段上均单调递减,且分段处左端点值大于等于右端点值,得到不等式,求出答案.
【详解】因为,,都有成立,
所以在上单调递减,
故,解得,
故实数的取值范围为.
故选:A
2.D
【分析】由二次函数的对称轴与区间的关系即可判断.
【详解】的对称轴为:,
由题意可得,解得.
故选:D
3.A
【分析】利用函数的奇偶性求解析式即可.
【详解】因为函数为偶函数,所以.
当时,,
所以当时,.
故选:A.
4.B
【分析】根据题意,可得,又,令,得解.
【详解】因为函数是R上的奇函数,所以,
又函数是偶函数,则,令,
.
故选:B.
5.C
【分析】将原函数分离常数,由题意,结合反比例函数的性质建立方程,解之即可.
【详解】由,
而函数在上单调递减,所以函数在上单调递减,
又其在上的最小值为8,
所以,解得.
故选:C.
6.C
【分析】变形给定的不等式,构造函数并确定单调性,再利用单调性求解不等式.
【详解】由,得,令,
则,因此函数在上单调递增,由,得,
由,得,即,
则,解得,所以原不等式的解集为.
故选:C
【点睛】思路点睛:构造函数是基本的解题思路,因此观察题目所给的数的结构特点,以及数与数之间的内在联系,合理构造函数,利用函数单调性定义判断单调性是解题的关键.
7.B
【分析】根据所给定义计算出,,即可判断①②,分段分别化简函数解析式,再确定相应的函数值的取值范围,画出函数图象(部分),即可判断③④.
【详解】因为,
所以,,所以,故①正确;
因为,所以在上不可能单调递增,故②错误;
当时,所以,
当时,所以,所以,所以;
当时,所以,所以,所以;
当时,所以,所以,所以;
,所以当时;
所以的图象(部分)如下所示:
由图可知有最小值且最小值为,无最大值,故③、④正确.
故选:B
8.B
【分析】由题意先明确函数在上的单调性和函数值情况并作出函数图,接着分、和三种情况分析即可求解.
【详解】由题意可知,且在上单调递增,在上单调递减,如图:
当时,,故,此时;
当时,满足;
当时,,,
此时,则,所以,
综上,不等式的解集为.
故选:B.
9.ACD
【分析】A选项,解不等式,得到或,根据真子集关系得到A正确;B选项,特称量词命题的否定是全称量词命题,把存在改为任意,把结论否定;C选项,根据函数特征得到不等式,求出定义域;D选项,分离常数,根据函数单调性得到不等式,求出a的取值范围.
【详解】A选项,,解得或,显然是或的真子集,
则“”是“”的充分不必要条件,A正确;
B选项,“若,使得”的否定是“”,B错误;
C选项,函数的定义域为,故,且,
解得,故的定义域为,C正确;
D选项,函数,
由于在上单调递增,故,解得,
则a的取值范围是,D正确.
故选:ACD
10.ABC
【分析】根据题意,一步步转化到时,,
则,作函数的图象,结合图象可求出的最大值.
【详解】由题意可知,如图所示
当时,,
即;
当时,,
故;
当时,,
故;
令,
解得或,
所以或,
所以的最大值为.
即.
故选:ABC.
11.BC
【分析】用赋值法先令求得,再令即可求得判断A;然后令可判断奇偶性判断B;任取,则,由可得单调性判断C;利用奇偶性与单调性解不等式判断D.
【详解】对于A,在中,
令得,因此,
再令得,则,故A错;
对于B,令得,
所以,是偶函数,故B正确;
对于C,设,则,,
所以,在上是增函数,
从而,故C正确;
对于D,是偶函数,则,又在上是增函数,所以,解得且,故D错误.
故选:BC.
12.或
【分析】运用二次函数的单调性知识,结合对称轴可解.
【详解】函数的对称轴为,
故当或时,函数在上单调,
即或,
故答案为:或.
13.
【分析】构造函数,利用的奇偶性与单调性求解即可.
【详解】设,定义域为,
则,故是奇函数.
不等式等价于不等式,
即不等式.
因为是奇函数,所以.
因为均是上的减函数,所以是上的减函数,
则,即,解得.
则的取值范围是.
故答案为:.
14.
【分析】构造函数,利用的单调性,把函数不等式转化为代数不等式求解.
【详解】因为,所以,
即,即在上单调递增.
又,所以.
由,即.
所以.
故答案为:
15.(1)
(2)单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)利用配凑法直接求解即可;
(2)任取,由可得结论;
(3)根据单调性可得,根据可构造不等式求得结果.
【详解】(1),.
(2)在上单调递增,证明如下:
任取,
,
,,,,
在上单调递增.
(3)由(2)知:在上单调递增,,
,解得:,的取值范围为.
16.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)依题意可得,再解一元二次不等式即可;
(2)求出函数的对称轴,即可得到,解得即可;
(3)分、两种情况讨论,分别求出函数的最大值.
【详解】(1)当时,,
,即,即,
解得,所以不等式的解集为;
(2)的对称轴是,
又在上单调递减,
,解得,即的取值范围为;
(3)因为的对称轴为,
当,即时,,
当,即时,
.
17.(1)为奇函数
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)定义法判断函数的奇偶性;
(2)根据函数单调性的定义证明函数的单调性;
(3)利用函数单调性解不等式.
【详解】(1)函数,定义域为R,
,所以为奇函数.
(2)证明:根据题意,任取,
则,
因为,则,,,
则,即,
故在上单调递减.
(3)由(1)得,在上单调递减,
若,,
解得,即所求范围是.
18.(1)最小值为,最大值为3
(2)
(3)
【分析】(1)结合题意可得函数的单调性,进而求解最值;
(2)转化问题为不等式对于恒成立,进而分和两种情况讨论求解即可;
(3)转化问题为,由(1)可得函数,时的最大值,进而结合二次函数的开口方向和对称轴讨论求解即可.
【详解】(1)由题意,函数在上单调递减,在区间上单调递增,
且,,,
所以函数的最小值为,最大值为3.
(2)由题意,关于x的不等式的解集为,
即不等式对于恒成立,
当时,不等式为,即不恒成立,不符合题意;
当时,有,解得.
综上所述,实数m的取值范围为.
(3)由题意,对于,,使得成立,
则.
对于函数,,由(1)知,.
对于函数,,
若,,则,而,不符合题意.
若,当,即,所以当时,恒成立,
所以,
则,即,不符合题意;
若,当,即时,,
则,即,所以;
当,即时,,
则,即,所以此种情况不合题意;
当时,,
所以;
综上所述,实数m的取值范围为.
19.(1)增函数,证明见解析
(2)
【分析】(1)根据函数单调性定义即可证明函数在(0,+∞)为增函数;
(2)先证明函数为奇函数,再由奇函数性质及函数单调性求解即可.
【详解】(1)函数在上的单调递增,证明如下:
设任意且,
则,
因为且,
所以,,
所以,即,
所以函数在上的单调递增.
(2)由知定义域为,关于原点对称,
又,所以函数为奇函数,
由可得,
因为,,
所以,解得,
即不等式的解集为.
提升训练
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(24-25高三上·江苏宿迁·期中)已知是定义在上的奇函数,当时,,若在上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·广西桂林·期中)已知定义在上的函数在上单调递减,且对任意的,总有,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高三上·广东湛江·阶段练习)已知函数在上单调递减,且的图象关于直线对称,则,的大小关系是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·云南昆明·期中)已知定义在上的函数满足,,当时,都有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二下·山东德州·阶段练习)已知函数,,,若对于任意,总存在,使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一上·天津南开·期中)已知函数 . 记,则 的最大值与 的最小值的差为 ( )
A.-4 B.4 C. D.
7.(24-25高一上·上海·期中)已知,若存在,使得不等式能成立,则实数的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
8.(2023·全国·三模)已知函数在上的最小值为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.(24-25高一上·浙江·期中)下列结论错误的是( )
A.若,则在上单调递增
B.在上单调递增
C.在定义域内单调递减
D.若在R上单调递增,则a的取值范围为
10.(24-25高一上·湖南·期中)已知函数的定义域为,且,则下列选项正确的是( )
A. B.
C.是奇函数 D.是偶函数
11.(24-25高一上·宁夏银川·期中)已知函数的定义域是都有,且当时,,且,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数在上单调递增
C.
D.满足不等式的的取值范围是
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(24-25高一上·江苏连云港·期中)若函数在上单调递增,则实数的取值范围为 .
13.(24-25高一上·安徽·期中)定义在上的函数满足:对,且,都有成立,且,则不等式的解集为 .
14.(24-25高一上·北京·期中)已知奇函数定义域为R,当时, ,则 ;若,则实数m的取值范围是 .
四、解答题(本大题共5小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. (13分) (24-25高一上·广东汕头·期中)已知函数.
(1)判断在上的单调性,并用函数单调性的定义证明;
(2)求在上的值域;
(3)求解关于的不等式.
16. (15分) (23-24高一上·四川泸州·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求,的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明;
(3)设,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
17. (15分) (24-25高一上·江苏无锡·期中)给定函数.
(1)当,时,求证:在区间上单调递增;
(2)已知在区间上的最大值为,求的最小值;
(3)若在上恒成立且,求证:.
18. (17分) (24-25高一上·重庆·期中)定义在上的函数满足:如果对任意的,都有(当且仅当时等号成立),则称函数为定义在上的凹函数;如果对任意的,都有(当且仅当时等号成立),则称函数为定义在上的凸函数,如果函数在定义域上为凹函数或凸函数,则称函数具有凹凸性.
(1)判断函数和的凹凸性并用上述定义证明;
(2)若函数为定义在上的凹函数,求的取值范围;
(3)若是定义在上的凹函数,单调递增,恒正;是定义在上的凸函数,单调递减,恒正,判断函数在上的凹凸性并证明.
19. (17分) (24-25高一上·云南临沧·阶段练习)若定义域是的函数对任意的,都有成立,且当0时,.
(1)判断的奇偶性,并证明;
(2)判断的单调性,并证明;
(3)解关于的不等式.
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
D
C
D
B
B
D
ACD
ABC
题号
11
答案
ABD
1.A
【分析】首先根据奇函数的性质,求的解析式,根据二次函数的对称轴列式,即可求解.
【详解】设,,因为函数的奇函数,所以,
则,
若函数在上单调递减,所以,得.
故选:A
2.D
【分析】根据二次函数的单调性和对称轴的关系可得,再将对任意的,都有恒成立问题,转化为只要,即可求得的范围.
【详解】因为函数对称轴为,
函数在上单调递减,则,
且函数在上单调递减,在上单调递增,
则,
因为,,
即,则,
若对任意的,都有,
则只要 即可,即 ,解得:,
又因为,则 .
故选:D.
3.D
【分析】结合函数的对称性及单调性即可比较大小
【详解】因为函数在上单调递减,且的图象关于直线对称,
所以函数在上单调递增,
因为,所以,
即;
故选:D
4.C
【分析】令,由已知不等式和等式可求得的奇偶性和单调性,将所求不等式化为,由单调性可得自变量大小关系,进而解得结果.
【详解】不妨令,则由得:,
令,则在上单调递增;
,,
为定义在上的奇函数,在上单调递增;
由得:,即,
,解得:,即不等式的解集为.
故选:C.
5.D
【分析】先利用换元法将函数,转化为,利用双勾函数的性质求得的值域,根据二次函数的性质求得的值域,再根据对于任意,总存在,使得成立,则由的值域包含的值域求解.
【详解】,,
,,
设,则,则函数等价为,
由对勾函数的单调性可得,
时,单调递减,
时,单调递增,
当时,函数取得最小值,,
当时,,当时,,
设函数的值域为,则函数的值域;
由,在上是减函数,
则最大值为,最小值,,
设的值域为,则,
若对于任意,总存在,使得成立,
则等价为,即,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:根据对于任意,总存在,使得成立,得出的值域包含的值域,是解决本题的关键.
6.B
【分析】先分析的正负区间,从而得出在各区间的函数解析式,结合,,利用函数的单调性求解 的最大值与 的最小值即可.
【详解】由题意,,
故当或时,,当时,,
故当或时,,
当时,.
又对称轴为,开口向上,对称轴为,开口向下,
且,.
综上有当时,为增函数,
当时,为减函数,
当时为减函数,
故最大值为;
当时,为减函数,
当时,为减函数,
当时为增函数,
故最小值为.
故 的最大值与 的最小值的差为.
故选:B
7.B
【分析】设函数,讨论函数的奇偶性和单调性,利用函数的性质,把函数不等式转化为代数不等式,再结合的取值范围,求的取值范围
【详解】设,
则,所以函数为奇函数;
当时,在上单调递增.
所以函数函数在上为增函数.
所以.
所以.
所以,时能成立.
因为,所以或.
所以或.
故选:B
【点睛】方法点睛:解这种函数不等式的问题,不要急于代入函数解析式,转化成代数不等式,而是应该分析函数的性质,利用函数性质把函数不等式转化为代数不等式.
8.D
【分析】由已知可得当时,可得恒成立,通过分离变量,结合函数性质可求的取值范围
【详解】
因为,函数在上的最小值为,
所以对,恒成立,
所以恒成立,即恒成立,
当时,,
当时,可得恒成立.
当或时,不等式显然成立;
当时,,
因为,所以,,,
所以;
当时,,
因为,所以,,,
所以.
综上可得,实数b的取值范围是.
故选:D.
【点睛】对于恒成立问题,常用到以下两个结论:
(1)恒成立⇔;
(2)恒成立⇔.
9.ACD
【分析】由单调性的定义可得A错误;由二次函数的性质可得B正确;由单调函数的规定可得C错误;由分段函数的单调性结合二次函数和分式型函数的性质可得D错误;
【详解】对于A、不符合任意性,故A错误;
对于B、,在递增,故B正确;
对于C、在和递减,不能说在定义域内单调递减,故C错误;
对于D、由题意,得,解得,故D错误;
故选:ACD.
10.ABC
【分析】运用赋值法,结合奇偶函数得定义判断即可.
【详解】对于A选项,令,则,即,A正确;
对于B选项,令,则,令,则,则,故.B正确;
对于C选项,是奇函数,C正确;
对于D选项,是非奇非偶函数,D不正确.
故选:ABC.
11.ABD
【分析】A选项,令得;B选项,任选,且,令,得,由时,得到,在定义域上单调递增;C选项,赋值得到,C错误;D选项,根据,得到,,变形得到,
结合在定义域上单调递增,得到不等式,求出解集.
【详解】A选项,中,令得,,
解得,A正确;
B选项,任选,且,
中,令,得,
因为当时,,又,所以,
故,
所以在定义域上单调递增,B正确;
C选项,中,令得,
故,
故,C错误;
D选项,因为,所以,
中,令得,
,
由于在定义域上单调递增,
故,解得,D正确.
故选:ABD
12.
【分析】根据分段函数在R上单调递增列出不等式组,解此不等式组即可作答.
【详解】由题意可得,解得.
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
13.
【分析】构造函数,根据单调性即可解出不等式.
【详解】不妨设,由条件可得,
即,令,
则,所以在上单调递增,
又因为,所以由得,所以.
故答案为:.
14.
【分析】第一空,由奇函数定义可得答案;第二空,由奇函数性质可判断单调性,即可得答案.
【详解】第一空,由奇函数定义,;
第二空,注意到在上单调递增,
又奇函数在对称区间上单调性相同,则在R上单调递增,
则,故.
故答案为:;.
15.(1)在区间上单调递增,证明见解析
(2)
(3)或.
【分析】(1)证明函数单调性步骤,取点,作差,变形判号,下结论;
(2)由函数单调性求出最值,得到值域;
(3)根据,及函数单调性,得到不等式,求出解集.
【详解】(1)在区间上单调递增,理由如下:
对于,,且,
则,
因为,,且,所以,,
于是,即,故在区间上单调递增;
(2)由(1)可知在上单调递增,
,,
所以在上的值域为.
(3)因为,,由(1)得在区间上单调递增,
故,即,
解得(舍去)或,
所以或.
所以不等式的解集为或.
16.(1),;
(2)单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)由题可得图象过点结合可得,的值;
(2)由单调性证明步骤可证得结论;
(3)由题可得,后讨论k结合单调性可得,即可得范围.
【详解】(1))因为函数是定义在上的奇函数,且,
则,解得,.所以函数,
经检验,函数为奇函数,所以,;
(2)在上单调递增.
证明如下:设
则,
其中,,
所以,即,
故函数在上单调递增;
(3)因为对任意的,总存在,使得,所以,
因为在上单调递增,所以,
当时,;所以恒成立,符合题意;
当时,在上单调递增,则,
所以,解得;
当时,函数在上单调递减,则,
所以,解得.,
综上所述,实数的取值范围为.
17.(1)证明见解析;
(2);
(3)证明见解析.
【分析】(1)利用单调性定义证明即可;
(2)由,结合已知得,代入目标式并应用二次函数性质求最值;
(3)根据已知得、,联立即可证结论.
【详解】(1)由题设,令,则,
,而,
所以,即,故在区间上单调递增,得证.
(2)由,当且仅当,即时等号成立,此时,
所以,当时,取得最小值为.
(3)由,得恒成立,则,即,
又,得.
综上,,整理得,则,所以.
18.(1)答案与证明见解析
(2)
(3)凹函数;证明见解析
【分析】(1)根据凹函数和凸函数的定义判断,分别代入函数表达式进行证明不等式成立;
(2)根据凹函数的定义转化为不等式恒成立问题,再分离参数,转化为最值范围问题求解可得;
(3)根据定义设出,通过的凹凸性和单调性来分析的凹凸性,利用不等式,,使用放缩法证明可得.
【详解】(1)函数是定义在上的凸函数.
证明:设是区间内任意实数,
,;
由
,当且仅当时等号成立.
且,,
得,
故函数是定义在上的凸函数.
函数是定义在上的凹函数.
证明:设任意两实数,函数是定义在上的凹函数.
,
由,
得,当且仅当时等号成立.
函数是定义在上的凹函数.
(2)若函数为定义在上的凹函数,
则任意,恒成立,
即恒成立,
由
由(1)已证,则,
①当时,,不等式成立,.
②当时,,
则有恒成立.
因为
由,则,
当且仅当时等号成立,由,
可知,
要使对任意恒成立,
则.
综上所述,任意,要使恒成立,则.
故的取值范围为.
(3)函数在上是凹函数.
要证明在上是凹函数,
只需证(当且仅当时等号成立).
证明:设任意,
①当时,则,且.
由是定义在上的凹函数,则;
由是定义在上的凸函数,则,
由单调递增,且得,,
且
由单调递减,且得,,
;
因为
,
且,
故只需要证明.
,
由,得,
即,又,
则.
故;
②当时,;
③当时,与①同理可证得.
综上所述,对任意的,都有(当且仅当时等号成立).
故函数在上是凹函数.
【点睛】关键点点睛:解决本题的关键在于运算与放缩,利用与的凹凸性,利用,两个不等式将所证式子放缩变形后证明即可.
19.(1)奇函数,证明见解析
(2)在上单调递减,证明见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)利用赋值法,结合函数的奇偶性的定义进行证明.
(2)利用函数单调性的定义,通过计算来进行证明.
(3)根据函数的单调性、奇偶性等知识,结合对进行分类讨论来求得正确答案.
【详解】(1)函数为奇函数,
证明如下:令,可得,故,
令可得,
即.
又函数的定义域是,故函数为奇函数.
(2)函数单调递减,
证明如下:任取,则,
故,即,
所以在上单调递减.
(3)因为在上单调递减,且为奇函数,
则不等式,
可化为,即.
即,即,
当时,不等式为,解得,
则不等式的解集;
当时,不等式变形为0,
由于,
解得或,
故此时不等式的解集为;
当时,不等式变形为0,
由于,
解得,
故此时不等式的解集为.
综上所述,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
【点睛】方法点睛:
奇偶性判断:通过与的关系来判断奇偶性,这种方法适用于所有定义域对称的函数.
单调性判断:利用函数的定义域上任意两点的值,结合单调性定义证明函数的单调性.
不等式求解:将不等式转化为符合函数特性的形式,通过分类讨论(正、负及零)来求解.
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3.2函数的基本性质(人教2019A版专用)
目录
【知识回顾】 2
【基础自测】 3
【巩固训练】 7
【提升训练】 10
知识回顾
1.函数的单调性
条件
一般地,设函数f(x)的定义域为I,区间D⊆I.如果∀x1,x2∈D,当x1<x2时
都有f(x1)<f(x2)
都有f(x1)>f(x2)
结论
f(x)在区间D上单调递增
f(x)在区间D上单调递减
图示
②当函数f(x)在它的定义域上单调递增时,称它是增函数;当函数f(x)在它的定义域上单调递减时,称它是减函数.
(2)函数的单调区间
如果函数y=f(x)在区间D上是单调递增或单调递减,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
2.函数的最值
最大值
最小值
条件
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足
∀x∈I,都有f(x)≤M
∀x∈I,都有f(x)≥M
∃x0∈I,使得f(x0)=M
结论
M是函数y=f(x)的最大值
M是函数y=f(x)的最小值
几何意义
f(x)图象上最高点的纵坐标
f(x)图象上最低点的纵坐标
3. 奇函数、偶函数的定义及图象特征
(1)偶函数的定义及图象特征
①偶函数的定义:设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数.
②偶函数的图象特征:偶函数的图象关于y轴对称.反之,图象关于y轴对称的函数一定是偶函数.
(2)奇函数的定义及图象特征
①奇函数的定义:设函数f(x)的定义域为I,如果∀x∈I,都有-x∈I,且f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数.
②奇函数的图象特征:奇函数的图象关于原点对称.反之,图象关于原点对称的函数一定是奇函数.
4. 函数的奇偶性
如果函数f(x)是奇函数或偶函数,那么就说函数f(x)具有奇偶性.
温馨提醒 (1)奇函数与偶函数的定义域都关于原点对称;若一个函数的定义域不关于原点对称,则这个函数是非奇非偶函数.
(2)若奇函数f(x)在x=0处有定义,则f(0)=0.
5. 函数奇偶性与单调性的关系
(1)若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递增,即在对称区间上单调性一致(相同).
(2)若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上单调递增,则f(x)在[-b,-a]上单调递减,即在对称区间上单调性相反.
(3)若f(x)为奇函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为M,则f(x)在[-b,-a]上有最小值为-M.
(4)若f(x)为偶函数且在区间[a,b](a<b)上有最大值为N,则f(x)在[-b,-a]上有最大值为N.
6. 抽象函数的奇偶性
设函数y=f(x)与y=g(x)是奇函数,且它们公共定义域为D.则h(x)是奇函数,M(x)是偶函数.
若f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,在它们公共定义域上,y=f(x)·g(x)是奇函数,函数y=f[g(x)]与y=g[f(x)]都是偶函数.
基础自测
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(23-24高三上·上海杨浦·期中)已知函数,.若成立,则下列论断中正确的是( )
A.函数在上一定是增函数;
B.函数在上一定不是增函数;
C.函数在上可能是减函数;
D.函数在上不可能是减函数.
2.(2024高三·全国·专题练习)若函数是奇函数,函数是偶函数,则( )
A.函数是奇函数
B.函数是奇函数
C.函数是奇函数
D.函数是奇函数
3.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知函数在区间上是单调函数,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)设是定义域为的奇函数,,当时,,则( )
A.1 B.
C. D.
5.(24-25高三上·北京·开学考试)已知函数是定义在上的增函数,则满足的x的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一上·湖北荆州·期中)定义在R上的函数满足:对任意的(),都有,且,函数关于直线对称,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高一上·北京·期中)函数的最小值为( )
A. B.0 C.1 D.2
8.(24-25高三上·河北秦皇岛·开学考试)已知为上的减函数,设函数,则满足不等式的的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.(23-24高一上·陕西汉中·期中)如果函数在区间上是减函数,则实数的值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.
10.(23-24高一·江苏·假期作业)下列函数在区间上是减函数的是( )
A. B.
C. D.
11.(22-23高一上·广东深圳·期末)已知函数的图象关于y轴对称,且对于,当时,恒成立,若对任意的恒成立,则实数a的取值范围可以是下面选项中的( )
A. B.
C. D.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(23-24高三下·安徽·阶段练习)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则当时, .
13.(2024高三·全国·专题练习)若是上单调递减的一次函数,且,则 .
14.(23-24高一上·江西南昌·阶段练习)若函数的单调递增区间是,,则a的值为 .若在,为增函数,则a的范围为 .
四、解答题(本大题共5小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. (13分) (24-25高一上·江西·阶段练习)已知函数.
(1)判断在上的单调性,并用定义证明;
(2)判断命题“,”的真假,并说明理由.
16. (15分) (2023高二·湖南衡阳·学业考试)若二次函数的图象的对称轴为,最小值为,且.
(1)求的解析式;
(2)若关于x的不等式在区间上恒成立,求实数m的取值范围.
17. (15分) (24-25高一上·山西太原·期中)已知函数.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)根据定义证明:在上单调递增.
18. (17分) (24-25高一上·湖南·期中)设函数.
(1)若,且,求m的值;
(2)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明你的结论;
(3)若对任意的恒成立,求实数a的取值范围.
19. (17分) (24-25高一上·浙江嘉兴·期中)已知函数,且.
(1)求;
(2)根据定义证明函数在区间上单调递增;
(3)在区间上,若函数满足,求实数的取值范围.
巩固训练
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(24-25高一上·海南海口·期中)函数,若对,,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·河北唐山·期中)函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·江西·期中)已知函数是上的偶函数,当时,,则当时,( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·宁夏石嘴山·阶段练习)若函数是定义在上的奇函数,函数是偶函数,则( )
A.2 B.0 C.60 D.62
5.(23-24高一上·四川眉山·期中)已知函数的最小值为8.则实数的值是( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
6.(24-25高一上·江西鹰潭·期中)已知定义在上的函数f(x)满足对,,都有,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高一下·山西大同·阶段练习)高斯函数是用德国著名的数学家高斯的名字命名的,即设,用表示不超过的最大整数,例如,.已知函数,有下列四个结论:①;②在上单调递增;③的最小值为0;④没有最大值,其中所有正确结论的序号为( )
A.①②③ B.①③④ C.①④ D.①②
8.(24-25高一上·天津滨海新·阶段练习)已知函数为定义在上的奇函数,且在为减函数,在为增函数,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)下面命题正确的是( )
A.已知,则“”是“”的充分不必要条件
B.命题“若,使得”的否定是“”
C.若函数的定义域为,则函数的定义域为
D.函数在上单调递增,则a的取值范围是
10.(23-24高二下·浙江温州·期中)定义在上的函数,满足,且当时,,则使得在上恒成立的可以是( )
A.1 B.2 C. D.
11.(2024·山东·模拟预测)已知定义在上的函数,满足,且当时,,则( )
A. B.为偶函数
C. D.若,则x的取值范围为
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(24-25高三上·四川成都·阶段练习)若函数在上单调,则实数的取值范围为 .
13.(24-25高一上·湖南·期中)已知函数,若不等式成立,则的取值范围是 .
14.(24-25高一上·辽宁·期中)已知函数是定义域为,图象恒过点,对于上任意,都有,则关于的不等式的解集为 .
四、解答题(本大题共5小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. (13分) (24-25高一上·新疆·期中)已知函数.
(1)求的解析式;
(2)判断在上的单调性,并用定义法证明;
(3)若对任意的,都有,求的取值范围.
16. (15分) (24-25高一上·山西阳泉·期中)已知函数,
(1)若时,求的解集;
(2)若在上单调递减,求的取值范围;
(3)求在上的最大值.
17. (15分) (24-25高一上·福建福州·期中)已知函数,
(1)判断函数的奇偶性;
(2)根据函数单调性的定义证明函数在区间上单调递减;
(3)对于函数,,若,求实数的取值范围.
18. (17分) (24-25高一上·广西玉林·期中)已知函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,现有函数和函数.
(1)若,求函数的最值;
(2)若关于x的不等式的解集为,求实数m的取值范围;
(3)若对于,,使得成立,求实数m的取值范围.
19. (17分) (24-25高一上·福建厦门·期中)已知函数.
(1)判断函数在上的单调性,并用函数单调性的定义证明;
(2)解不等式:.
提升训练
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(24-25高三上·江苏宿迁·期中)已知是定义在上的奇函数,当时,,若在上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·广西桂林·期中)已知定义在上的函数在上单调递减,且对任意的,总有,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高三上·广东湛江·阶段练习)已知函数在上单调递减,且的图象关于直线对称,则,的大小关系是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·云南昆明·期中)已知定义在上的函数满足,,当时,都有,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高二下·山东德州·阶段练习)已知函数,,,若对于任意,总存在,使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一上·天津南开·期中)已知函数 . 记,则 的最大值与 的最小值的差为 ( )
A.-4 B.4 C. D.
7.(24-25高一上·上海·期中)已知,若存在,使得不等式能成立,则实数的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
8.(2023·全国·三模)已知函数在上的最小值为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.(24-25高一上·浙江·期中)下列结论错误的是( )
A.若,则在上单调递增
B.在上单调递增
C.在定义域内单调递减
D.若在R上单调递增,则a的取值范围为
10.(24-25高一上·湖南·期中)已知函数的定义域为,且,则下列选项正确的是( )
A. B.
C.是奇函数 D.是偶函数
11.(24-25高一上·宁夏银川·期中)已知函数的定义域是都有,且当时,,且,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数在上单调递增
C.
D.满足不等式的的取值范围是
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(24-25高一上·江苏连云港·期中)若函数在上单调递增,则实数的取值范围为 .
13.(24-25高一上·安徽·期中)定义在上的函数满足:对,且,都有成立,且,则不等式的解集为 .
14.(24-25高一上·北京·期中)已知奇函数定义域为R,当时, ,则 ;若,则实数m的取值范围是 .
四、解答题(本大题共5小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. (13分) (24-25高一上·广东汕头·期中)已知函数.
(1)判断在上的单调性,并用函数单调性的定义证明;
(2)求在上的值域;
(3)求解关于的不等式.
16. (15分) (23-24高一上·四川泸州·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求,的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明;
(3)设,若对任意的,总存在,使得成立,求实数的取值范围.
17. (15分) (24-25高一上·江苏无锡·期中)给定函数.
(1)当,时,求证:在区间上单调递增;
(2)已知在区间上的最大值为,求的最小值;
(3)若在上恒成立且,求证:.
18. (17分) (24-25高一上·重庆·期中)定义在上的函数满足:如果对任意的,都有(当且仅当时等号成立),则称函数为定义在上的凹函数;如果对任意的,都有(当且仅当时等号成立),则称函数为定义在上的凸函数,如果函数在定义域上为凹函数或凸函数,则称函数具有凹凸性.
(1)判断函数和的凹凸性并用上述定义证明;
(2)若函数为定义在上的凹函数,求的取值范围;
(3)若是定义在上的凹函数,单调递增,恒正;是定义在上的凸函数,单调递减,恒正,判断函数在上的凹凸性并证明.
19. (17分) (24-25高一上·云南临沧·阶段练习)若定义域是的函数对任意的,都有成立,且当0时,.
(1)判断的奇偶性,并证明;
(2)判断的单调性,并证明;
(3)解关于的不等式.
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