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函数单调性的应用
姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________
一、单选题(共6小题)
1. 若函数f(x)在(-∞,-1]上是增函数,则下列关系式中成立的是( )
A. f <f(-1)<f(-2) B. f(-1)<f <f(-2)
C. f(-2)<f(-1)<f D. f(-2)<f <f(-1)
2. 已知函数f(x)=x2+bx+c图象的对称轴为直线x=2,则下列关系式正确的是( )
A. f(-1)<f(1)<f(2) B. f(1)<f(2)<f(-1)
C. f(2)<f(1)<f(-1) D. f(1)<f(-1)<f(2)
3. 若函数y=x2+(2a-1)x+1在区间(-∞,2]上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. (3,+∞) D. (-∞,-3]
4. 若f(x)= 在定义域R上为减函数,则实数a的取值范围为( )
A. (-∞,0) B. (0,3) C. (0,2] D. (0,2)
5. 如果函数f(x)=ax2+2x-3在区间(-∞,4)上是单调递增的,则实数a的取值范围是( )
A. (- ,+∞) B. [- ,+∞) C. [- ,0) D. [- ,0]
6. (2023·江苏省扬州市高邮市月考)已知函数,且满足:对任意都有,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题(共2小题)
7. (2023·广东省惠州市惠州中学月考)若函数在上是单调函数,则的取值可能是( )
A. 0 B. 1 C. D. 3
8. 设f(x),g(x)都是区间D上的单调函数,有如下四个命题,正确的是( )
A. 若f(x)是增函数,g(x)是增函数,则f(x)-g(x)是增函数
B. 若f(x)是增函数,g(x)是减函数,则f(x)-g(x)是增函数
C. 若f(x)是减函数,g(x)是增函数,则f(x)-g(x)是减函数
D. 若f(x)是减函数,g(x)是减函数,则f(x)-g(x)是减函数
三、填空题(共4小题)
9. 已知函数f(x)=x2+ax+b在区间(-∞,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,且f(m+2)<f(2),则实数m的取值范围是________.
10. 若函数f(x)=(2k+1)x+1是减函数,则实数k的取值范围是________.
11. 若函数f(x)=ax2+(a-3)x+1在(-1,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是________.
12. 已知二次函数f(x)的图象关于y轴对称,且f(x)在[0,+∞)上单调递增,则f(0),f(3),f(-4)的大小关系为________________.
四、解答题(共2小题)
13. 已知函数f(x)= (x≠a).
(1)若a=-2,试证明f(x)在区间(-∞,-2)上单调递增;
(2)若a>0,且f(x)在区间(1,+∞)上单调递减,求a的取值范围.
14. (2023·广东省江门市鹏权中学期中)已知函数.
(1)判断函数的单调性,并利用定义证明;
(2)若,求实数的取值范围.
参考答案
1. 【答案】D
【解析】∵f(x)在(-∞,-1]上是增函数,且-2<- <-1,∴f(-2)<f <f(-1).故选D.
2. 【答案】C
【解析】因为该二次函数的图象开口向上,对称轴为直线x=2,所以f(x)在(-∞,2]上单调递减.因为2>1>-1,所以f(2)<f(1)<f(-1),故选C.
3. 【答案】B
【解析】∵函数y=x2+(2a-1)x+1的图象是开口向上,直线x= 为函数的对称轴,又∵函数在区间(-∞,2]上单调递减,故2≤ ,解得a≤- ,∴实数a的取值范围为 .
4. 【答案】C
【解析】∵f(x)为R上的减函数,∴当x≤1时,f(x)单调递减,即a-3<0,①
当x>1时,f(x)单调递减,即a>0,②
且(a-3)×1+5≥ ,③
联立①②③得0<a≤2,∴实数a的取值范围为(0,2],故选C.
5. 【答案】D
【解析】当a=0时,f(x)=2x-3,在定义域R上是单调递增的,故在(-∞,4)上单调递增;当a≠0时,二次函数f(x)图象的对称轴为直线x=- ,
∵f(x)在(-∞,4)上单调递增,
∴a<0,且- ≥4,解得- ≤a<0,
综上所述,实数a的取值范围是[- ,0].故选D.
6. 【答案】A
【解析】不妨设
由,
设,,
因为当时,有,即,
所以函数在时单调递增,的对称轴为,
所以有.
故选:A.
7. 【答案】BC
【解析】当时,为增函数,
所以当时,也为增函数,
所以,解得.
故选:BC.
8. 【答案】BC
【解析】对于A,令f(x)=x,g(x)=2x,均为增函数,而f(x)-g(x)=-x为减函数,A错误;
对于B,设x2>x1,且x1,x2∈D,
则f(x2)>f(x1),g(x2)<g(x1),
∴-g(x2)>-g(x1),
∴f(x2)-g(x2)>f(x1)-g(x1),
故f(x)-g(x)是增函数,B正确;
对于C,设x2>x1,且x1,x2∈D,
则f(x2)<f(x1),g(x2)>g(x1),
∴-g(x2)<-g(x1),
∴f(x2)-g(x2)<f(x1)-g(x1),
故f(x)-g(x)是减函数,C正确;
对于D,令f(x)=-x,g(x)=-2x,均为减函数,
而f(x)-g(x)=x为增函数,故D错误.
9. 【答案】(-2,0)
【解析】∵f(x)在(-∞,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,
∴- =1,∴a=-2.函数f(x)的图象如图所示.
∵f(m+2)<f(2),f(0)=f(2),
∴0<m+2<2,∴-2<m<0,
则实数m的取值范围为(-2,0).
10. 【答案】
【解析】由题意知,2k+1<0,解得k< .
11. 【答案】[-3,0]
【解析】①a=0时,f(x)=-3x+1在R上单调递减,
∴a=0满足条件;
②a≠0时,f(x)=ax2+(a-3)x+1,
对称轴为x=- ,
∴
解得-3≤a<0.
由①②得-3≤a≤0,故a的取值范围是[-3,0].
12. 【答案】f(0)<f(3)<f(-4)
【解析】因为二次函数f(x)的图象关于y轴对称,所以f(-4)=f(4),又二次函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以f(0)<f(3)<f(4),即f(0)<f(3)<f(-4).
13. 【答案】(1)证明 a=-2时,f(x)= ,设x1<x2<-2,则f(x1)-f(x2)= - = .
因为(x1+2)(x2+2)>0,x1-x2<0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
故函数f(x)在区间(-∞,-2)上单调递增.
(2)解 任取1<x1<x2,则f(x1)-f(x2)= - = .
因为a>0,x2-x1>0,所以要使f(x1)-f(x2)>0,
只需(x1-a)(x2-a)>0恒成立,
所以a≤1.故a的取值范围是(0,1].
14. 【答案】解:(1)在上递减,理由如下:
任取,且,
则,
因为,且,则有,,
可得,即,
所以在上单调递减.
(2)由(1)可知在上递减,
所以由,得,解得,
所以实数的取值范围为.
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