内容正文:
2025年高一数学复习与预习手册(寒假不停学)(人教A版2019)
复习04 函数的基本性质
知识点 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.
3.复合函数的单调性
一般地对于复合函数,如果在上是单调函数,并且在或者上也是单调函数,那么在上的单调性如下表所示,简记为“同增异减”
增
增
增
增
减
减
减
增
减
减
减
增
知识点 2 :最值
定义
几何意义
最大值
一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足:
①,都有;
②,使得.
那么,称是函数的最大值.
函数的最大值是图象最高点的纵坐标
最小值
一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足:
①,都有;
②,使得.
那么,称是函数的最小值.
函数的最小值是图象最低点的纵坐标
注意:(1)最大(小)值必须是一个函数值,是值域中的一个元素.
(2)并不是每一个函数都有最值,如函数既没有最大值,也没有最小值.
(3)最值是函数的整体性质,即在函数的整个定义域内研究其最值.
知识点 3 :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.
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.
(4),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
奇函数
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
知识点 4 :函数的周期
函数周期的常用结论:①若,则;②若,则;
③若,则;④若,则;
⑤若,则();
知识点 5 :函数的对称轴、对称中心
对称轴:(1)函数对于定义域内任意实数满足,则函数关于直线对称,特别地当时,函数关于直线对称;
(2)若是偶函数,则关于直线对称
对称中心:(1)对任意,都有,则点称为函数的中心;
(2)若是奇函数,则关于直线对称
考点01 函数单调性的判断与证明
【方法点拨】证明或判断函数单调性的方法步骤:
①取值:且;②作差变形:作差或,并通过通分、因式分解、配方、有理化等手段,向有利于判断差的符号的方向变形;③定号:确定差或的符号,当符号不确定时,可以进行分类讨论;④结论:根据定义得出结论
例1.已知函数,且
(1)求实数a的值;
(2)判断函数在上的单调性,并证明;
(3)求函数在上的最值.
【答案】(1)
(2)在上单调递增,证明见解析
(3)最小值为,最大值为
【详解】(1)因为,且,所以,所以.
(2)函数在上单调递增.证明如下:
由(1)可得,,
任取,不妨设,
则
因为且,
所以,
所以,即,
所以在上单调递增.
(3)由(2)知,函数在上单调递增,
则当时,有最小值;
当时,有最大值.
例2.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;
【答案】(1),;
(2)是上的增函数,证明见解析.
【详解】(1)是定义在上的奇函数,则,,,
,则;
(2)由(1)知,它在上是增函数,证明如下:
设,且,
则,
因为,所以,,又,
所以,即,
所以是上的增函数.
变式1-1.已知函数 为奇函数,且 .
(1)求实数 的值;
(2)证明函数 在 上是严格增函数.
【答案】(1),
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意知,,即,解得,所以,
又,所以,解得,
所以,.
(2)证明:由(1)知,,
设,则,
又因为,,
所以,即,
所以函数在上是严格增函数.
变式1-2.已知函数.
(1)判断的奇偶性,并说明理由;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明.
【答案】(1)奇函数,证明见详解
(2)单调递增,证明见详解
【详解】(1)因为的定义域为,
又,
所以函数为奇函数.
(2)函数在上单调递增,证明如下:
设,且,
则
,
,,,
所以,即,
所以函数在上单调递增.
变式1-3.已知幂函数的图象关于y轴对称,函数.
(1)求的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义法进行证明.
【答案】(1)4
(2)在上单调递增,证明见解析
【详解】(1)由幂函数的定义可得,解得或,
又因为图象关于y轴对称,所以;所以,故.
(2)由题意可得,其在上单调递增,
证明如下:,令,
则
,
因为,所以,,,即,
故,即,故在上单调递增.
考点02 求函数的单调区间
【方法点拨】(1)求函数单调区间的2种方法:①定义法:即先求出定义域,再利用定义法进行判断求解;②图象法:先画出图象,根据图象求单调区间;
(2)求函数单调区间的注意点:一个函数出现两个或两个以上的单调区间时,不能用“∪”连接两个单调区间,而要用“和”或“,”连接.
例3.函数的单调增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,故单调增区间是.
故选:C
例4.(多选)已知函数,则( )
A.有最小值 B.的单调递增区间为
C.有最大值 D.的单调递增区间为
【答案】AD
【详解】设,
则在上单调递增,在上单调递减.
因为为减函数,所以根据复合函数的单调性可知在上单调递减,在上单调递增,有最小值,无最大值.
故选:AD.
变式2-1.函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,,
则在单调递减,单调递增,
当时,
则在单调递增,
所以的减区间为,
故选:B.
变式2-2.函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意得,解得,故的定义域为,
由于在上单调递减,由复合函数单调性可知,
故只需求解在内的单调递增区间,
开口向下,对称轴为,故即为所求.
故选:B
变式2-3.函数的严格减区间是 .
【答案】和
【详解】函数,
可作出函数的图像,如图,
由图可知,函数的严格减区间为:和.
故答案为:和
考点03 已知函数的单调性求参数
【方法点拨】已知函数的单调性求参数的取值范围的方法是:视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,通过与已知单调区间比较,求参数的取值范围.
例5.设函数,当为上增函数时,实数的值可以是( )
A. B.1 C. D.0
【答案】C
【详解】由题,对称轴,因为函数是上的增函数,
所以,解得.
故选:C.
例6.“”是“函数在上为严格增函数”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【答案】A
【详解】的图象如图所示,要想函数在区间上为增函数,必须满足,因为是的真子集,
所以“”是“函数在区间上为严格增函数”的充分不必要条件.
故选:A
变式3-1.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】D
【详解】因为对任意,都有成立,所以是减函数,
则,解得.
故选:D.
变式3-2.已知函数在上具有单调性,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】的对称轴为,
因为在上具有单调性,所以或,
解之得:或.
故答案为:.
变式3-3.已知函数.
(1)若满足,且,求的解析式;
(2)若函数在区间上不单调,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),
,所以
(2)因为图象为抛物线,开口向上且对称轴为,在上不单调,
所以,
即实数的取值范围为.
考点04 利用函数单调性求值域
例7.函数的值域为 .
【答案】
【详解】由,
函数在上单调递减,
所以当时,,
当时,,
所以函数的值域为.
故答案为:.
例8.已知二次函数满足.
(1)求函数的解析式;
(2)若,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设,
因为
,
所以,解得,所以.
(2),.
当时,在上单调递增,;
当时,;
当时,在上单调递减,.
综上,.
变式4-1.已知函数在区间上的最小值为.
(1)求函数的表达式;
(2)若,求的值及此时函数的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,
所以在上单调递减,
所以;
(2)因为,即,解得,
所以,则在上单调递减,
所以.
即函数在上的最大值为.
变式4-2.若在函数定义域的某个区间上定义运算,若函数.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的值域.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,
令,即,解得;
令,即,解得或;
所以.
(2)因为,且,
当时,,
因为的图象开口向上,对称轴为,
可知在上的最大值为,最小值为,
可得;
当时,可知在上单调递减,
且,可得;
综上所述:,即在上的值域为.
变式4-3.若函数的值域是,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数的值域是,
所以函数的值域是,
令,则,
由对勾函数的性质可知:函数在上单调递减,在上单调递增,
而,,,
则,即函数的值域是.
故选:B.
考点05 根据函数的值域求参数
例9.若函数的最小值为,则实数的取值范围 .
【答案】
【详解】当时,由基本不等式可得,
当且仅当时,即当时,等号成立,
因为函数的最小值为,则,可得,
且有,即,解得,
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
例10.函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题知且,解得且,
又,则当时,恒成立,此时,不满足函数的值域为,所以选项A,B和C均错误,
对于选项D,当时,令,且,则,
当时,,
令,易知在区间上单调递减,则当时,,
在区间上单调递减,则当时,,
所以当时,,又当时,,所以满足题意,
故选:D.
变式5-1.已知,若函数的值域为,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】由函数的值域为,得函数值域包含,
则,解得,
所以的取值范围是.
故答案为:
变式5-2.若函数的值域为R,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
据题意,函数,
令,整理得,解得或,
即函数和交点的横坐标为和0,
在同一坐标系内做出函数和的图像,如图所示,
要使函数的值域为R,则,
所以实数m的取值范围为.
故选:C.
变式5-3.若函数在区间内的值域为,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】当时,,
所以在区间内单调递增,值域为,
所以,解得,
所以;
当时,,
所以在区间内单调递减,值域为,
则,,解得,
所以;
当时,,
所以在区间上单调递减,在上单调递增,
故值域为或,
若,则;
若,则,
综上,的取值范围为.
故答案为:
考点06 函数奇偶性的判断与证明
【方法点拨】先检查定义域是否关于原点对称,若不是,则为非奇非偶函数;若是,则判断是否满足或,若不是,则为非奇非偶函数,若是,则为偶函数或奇函数
例11.下列函数中奇函数是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】对于A,因为的定义域为,,
所以为偶函数,故A错误;
对于B,因为,即,所以的定义域为,
定义域不关于原点对称,所以不具有奇偶性,故B错误;
对于C,因为,解得,所以的定义域为,
,所以为偶函数,故C错误;
对于D,因为,即,解得或,
所以的定义域为,
,
所以为奇函数,故D正确.
故选:D.
例12.下列函数中,是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对于A,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
,
所以函数为偶函数,A错误;
对于B,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
,
所以函数为奇函数,B正确;
对于C,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
,
所以函数为偶函数,C错误;
对于D,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
,
故,,
故,
所以函数为非奇非偶函数,D错误.
故选:B.
变式6-1.已知函数,则“”是“为奇函数”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】C
【详解】当时,,定义域为且关于原点对称,
所以,
所以为奇函数;
当为奇函数时,显然定义域为且关于原点对称,所以,
所以,
所以,
由上可知,“”是“为奇函数”的充要条件,
故选:C.
变式6-2.设函数是定义在上的奇函数,则下列结论中一定正确的是( )
A.函数是奇函数 B.函数是偶函数
C.函数是奇函数 D.函数是偶函数
【答案】C
【详解】函数是定义在上的奇函数,,
A选项:,所以函数不是奇函数,A选项错误;
B选项:,所以函数不是偶函数,B选项错误;
C选项:,即函数是奇函数,C选项正确;
D选项:,所以函数不是偶函数,D选项错误;
故选:C.
变式6-3.(多选)函数,则下列函数的图象中关于轴对称的函数有( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】由,令,则,
得,化简得,即,
则,故关于轴对称;
B选项,将的图象向右平移一个单位得到函数的图象,故的图象关于直线对称,不关于轴对称;
C选项,因为,,不恒成立,
故函数的图象不关于轴对称;
D选项,由A选项可知,,则,易知的图象关于轴对称.
故选:AD
考点07 根据函数奇偶性求值求参
【方法点拨】(1)由函数的奇偶性求函数值时,若所给的函数具有奇偶性,则直接利用或求解;若所给函数不具有奇偶性,一般续利用所给的函数构造一个奇函数或偶函数,然后利用其奇偶性求值;
(2)利用奇偶性求参数的2种类型:
①定义域含参数:奇偶函数的定义域为,根据定义域关于原点对称,利用求参数.
②根据或列式,比较系数利用待定系数法求解.
例13.若函数为奇函数,则 .
【答案】3
【详解】设,则,则,,
因为是奇函数,则,即,可得,
即,所以.
故答案为:3.
例14.设函数,则“”是“是偶函数”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】C
【详解】当时,,,为偶函数,
当是偶函数时,由,
即恒成立,
可得:恒成立,即,
所以“”是“是偶函数”的充要条件,
故选:C.
变式7-1.若函数是定义在上的的偶函数,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】∵函数是定义在上的的偶函数,∴,解得,
∴,
∵,∴,
∴,解得,
∴.
故选:A.
变式7-2.已知是奇函数,则实数a的值为( )
A.或 B. C. D.
【答案】D
【详解】易知的定义域为,由奇函数的定义可知,,则,
整理得恒成立,所以,解得.
故选:D
变式7-3.定义在上的奇函数满足:当,,则 .
【答案】
【详解】∵是定义在上的奇函数,
∴,则,
∴.
故答案为:
考点08 利用函数奇偶性求解析式
【方法点拨】利用函数奇偶性求函数解析式的3个步骤:
①“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,就应在哪个区间上设;②转化到已知区间上,代入已知的解析式;③利用的奇偶性写出或,从而解出.
例15.已知定义在上的奇函数,当时,,当时, .
【答案】
【详解】设,则,
所以,
又因为定义在上的奇函数,所以,
所以,
故答案为:.
例16.已知函数为奇函数,为偶函数,,则 .
【答案】
【详解】函数为奇函数,则,
为偶函数,则,
因为①,则,
所以②,
则由①-②可得.
故答案为:.
变式8-1.已知为上的奇函数,当时,,则时,的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为为上的奇函数,当时,
因为,所以,
所以.
故选:C.
变式8-2.函数是定义在上的奇函数,当时,,则 ;函数解析式为 .
【答案】
【详解】,又因为是定义在上的奇函数,
所以.
因为函数是定义在上的奇函数,所以.
当时,,所以,所以,
所以函数解析式为:.
故答案为:;.
变式8-3.设是偶函数,是奇函数,且,求函数,的解析式.
【答案】,
【详解】因为是偶函数,是奇函数,
所以,.
由①,
用代替得,
所以②.
(①+②)÷2,得.
(①-②)÷2,得.
考点09 利用单调性奇偶性解不等式
【方法点拨】奇偶性与单调性解不等式:①利用已知条件,结合函数的奇偶性,把已知不等式转化为或的形式;
②根据奇函数在对称区间上的单调性一致,偶函数在对称区间上单调性相反,脱掉不等式中的“”转化为简单不等式求解.
例17.已知是奇函数且在单调递增,,则的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为是奇函数且在单调递增,,作出的示意图:
因为有:
当时,,即或,解得;
当时,,即或,解得;
综上有解集为.
故选:A
例18.已知函数是定义在R上的偶函数,在区间上单调递增,且.则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】函数是定义在上的偶函数,则有,
由,则等价于,
在区间上单调递增,所以有,
即或, 解得或,
所以不等式的解集为.
故选:D.
变式9-1.已知函数,则关于的不等式解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为
,
由可得或,
即函数的定义域为,
因为,
所以,函数为偶函数,
任取、,且,
则,,,令,
则,
即,所以,函数在上为增函数,
又因为函数在上为增函数,
所以,函数在上为增函数,
又因为函数在上为增函数,故函数在上为增函数,
由可得,可得,
解得或,因此,原不等式的解集为.
故选:C.
变式9-2.已知函数是定义在上的奇函数,当时,有恒成立,若,则满足的的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,有恒成立,
即有,即,即,
令,不妨设,可得
则可得,即,
所以是上单调递增函数,
又函数是定义在上的奇函数,且,所以,
不等式,
即,所以,
所以满足的的取值范围为.
故选:A.
变式9-3.已知函数是奇函数,
(1)求的值;
(2)若是区间上的减函数且,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)函数是奇函数,
,且,即.
(2),
.
是奇函数,,
是区间上的减函数,
,即有,
,则实数的取值范围是.
考点10 利用单调性奇偶性比大小
【方法点拨】奇偶性与单调性比较大小:看自变量是否在同一单调区间上
①在同一单调区间上,直接利用函数的单调性比较大小;
②不在同一单调区间上,需利用函数的奇偶性把自变量转化到同一单调区间上,然后利用单调性比较大小.
例19.已知函数 是幂函数,对任意的 且 ,满足 ,若 ,则 的值( )
A.恒大于 0 B.恒小于 0 C.等于 0 D.无法判断
【答案】B
【详解】由题意知,是幂函数,
则,解得或,
又对任意的,且,满足,
所以在上单调递增,
①当时,,不满足在上单调递增,故不符合,
②当时,为增函数,故符合.
综述:,即.
又,
所以在上为奇函数且为增函数,
又,即,
所以,
所以.
故选:B.
例20.已知定义在上的函数为偶函数,且在区间上是增函数,记,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:因为函数为偶函数,且在区间上是增函数,
所以,,
且在区间上是减函数,
又,,,
所以,
所以,
故选:A
变式10-1.若偶函数在上是增函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】∵为偶函数,∴,
∵,∴,
∵在上是增函数,∴.
故选:C.
变式10-2.已知,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】易知定义域为,
由可知为偶函数,
则,
当时,有,故在上单调递增,
而,
又,即,因此,
故选:A.
变式10-3.已知是定义域为的偶函数,且在区间上单调递增,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为是定义域为的偶函数,所以,
又在区间上单调递增,所以在单调递减,
因为,
所以,即,
故选:C.
考点11 利用周期性求函数值
例21.已知函数,则的值是( )
A.4043 B.4047 C. D.
【答案】D
【详解】因为函数,
所以时,,则周期,
所以,
当时,,
所以.
故选:D
例22.已知定义域为的奇函数,满足,且当时,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,可知函数周期为,结合函数为奇函数,
所以,
又,
所以,
故选:A
变式11-1.设是定义在上的奇函数,且,当时,,则的值是多少?
【答案】
【详解】由是定义在上的奇函数,且,
则,
可得的一个周期,
所以.
变式11-2.若函数对任意都有,且当时,,则( )
A. B.8 C. D.12
【答案】A
【详解】因为,所以,所以周期为6,
当时,,.
故选:A.
变式11-3.已知函数是定义在R上的奇函数,且满足,当时,,则 .
【答案】1
【详解】,,是的一个周期,
又当时,,
.
故答案为:
考点12 函数对称性的应用
【方法点拨】借助中心对称、轴对称、周期等性质来“去除外衣”比较大小。
例23.(多选)已知是定义在上的偶函数,且,则( )
A.的图象关于直线对称 B.为奇函数
C.的图象关于点对称 D.
【答案】BCD
【详解】因为是偶函数,且,
所以,,
因此的图象关于点对称,也关于点对称,
即,即,
所以为奇函数,故A错误,B和C正确;
因为,所以,于是,
所以,又,
所以,故D正确.
故选:BCD.
例24.已知定义域为的函数在单调递增,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为,则,所以函数关于点对称,
又函数在单调递增,所以函数在上单调递增,
即函数在上单调递增,
不等式转化为,
所以,即,解得,
故不等式的解集为.
故选:C.
变式12-1.若定义在上的函数满足是奇函数,,设函数,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【详解】根据题意,定义在上的函数满足
则,故函数为周期函数,4是函数的一个周期.
因是上的奇函数,则,的图象关于点对称,
于是,,
在,取,得,
因,
则
,
.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用赋值,赋变量,转化抽象关系式,判断和利用函数的周期性和对称性解题.
变式12-2.(多选)已知定义在上的函数满足,且的图象关于直线对称,在上单调递减,则( )
A. B.在上单调递增
C. D.
【答案】ACD
【详解】对于A,因,则,
得图象关于对称,又图象关于直线对称,则,
则,得,
则周期为4,则,故A正确;
对于B,因在上单调递减,又图象关于对称,
则在上单调递减,故B错误;
对于C,因图象关于直线对称,则,
又周期为4,则,故C正确;
对于D,注意到,,
则,
由B分析可知,在上单调递减,结合,
可得,故D正确.
故选:ACD
变式12-3.已知函数的值域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若函数的值域为,
则内函数有定义,故内函数大于或等于0,
当时,函数其定义域为,值域为符合题意;
当时,函数开口向上,若要满足题意则需,解得;
当时,函数开口向下,不可能符合题意;
综上所述:.
故选:A.
1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数,那么“”是“函数是上的增函数”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】当时,是上的增函数,
而由函数是上的增函数,可得
,即得,推不出.
则“”是“函数是上的增函数”的充分不必要条件.
故选:A.
2.(2024-25高一上·黑龙江大庆·期末)已知函数,则下列函数中是奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,
故图象的对称中心为,
所以将的图象向右平移2个单位,再向下平移1个单位后图像关于原点对称,
故为奇函数,
故选:B.
3.(2024-25高一上·甘肃金昌·期中)已知函数为奇函数,则( )
A. B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】由题意得,,即,
整理得,即对恒成立,
∴,∴,.
故选:D.
4.(2024-25高一上·四川成都·期末)函数在上既没有最大值也没有最小值,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由已知可得函数图象的对称轴为直线,且函数在区间上单调,
则或,解得或,又,即,所以或,
即的取值范围是.
故选:C
5.(2024-25高一上·山东日照·期中)已知函数定义域为,且,若对任意的,都有成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数的定义域为R,
当时,,
令函数,依题意,对任意的,恒成立,
因此函数在上单调递增,
当时,则,解得,因此;
当时,函数在单调递增,因此;
当时,则恒成立,因此,
实数a的取值范围是.
故选:B
6.(2024-25高三上·江西抚州·阶段练习)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】∵是奇函数,∴①;
∵是偶函数,∴②.
令,由①得:,由②得:,
∵,∴,即,
令,由①得:,∴,∴,
解得:,,∴.
而,故,故周期为4,
∴.
故选:D.
7.(2024-25高一上·海南海口·阶段练习)(多选)下列关于函数的结论正确的是( )
A.在和上单调递增
B.在和上单调递减
C.在上为增函数
D.在上为增函数
【答案】ABC
【详解】对于A,函数,定义域为,
由函数和在和上都单调递增,
所以在和上单调递增,A正确;
对于B,函数,
其图象可由反比例函数的图象向右平移1个单位,再向上平移1个单位得到,
由于反比例函数在和上单调递减,
所以在和上单调递减,B正确;
对于C,当时,函数,
所以在上为增函数,C正确;
对于D,函数在上单调递减,上单调递增,D错误.
故选:ABC.
8.(2024-25高一上·广东广州·阶段练习)(多选)已知函数,是定义在R上的函数,其中是奇函数,是偶函数,且,若对于任意,都有,则实数a可以为( )
A.1 B.2 C.-1 D.3
【答案】ABD
【详解】由题意得.
因为对于任意,都有,
所以对于任意,都有,
设,得在为增函数.
当时,在为减函数,不符合题意.
当时,.
所以可以为1,2,3.
故选:ABD
9.(2024-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)定义,设,则( )
A.有最大值,无最小值
B.当,的最大值为
C.不等式的解集为
D.的单调递增区间为
【答案】BC
【详解】作出函数的图象,如图所示:
对于A,根据图象,可得无最大值,也无最小值,故A错误;
对于B,由图可知当,的最大值为,可得B正确;
对于C,由解得,并结合图象可得不等式的解集为,可得C正确;
对于D,由图可得,的单调递增区间为,故D错误.
故选:BC
10.(2024-25高一上·云南大理·阶段练习)已知为偶函数,且当时,则,则 .
【答案】/
【详解】根据题意,当时,,则,
又由函数为偶函数,则.
故答案为:
11.(2024-25高一上·安徽合肥·阶段练习)若函数对于任意恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题意得,在上单调递增,
所以,解得.
即实数的取值范围是.
故答案为:.
12.(2024-25高三上·北京顺义·阶段练习)设函数,若,则的单调递增区间是 ,若的值域为,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题知当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,
故的单调递增区间是;
由于在上的值域为,
若的值域为,
只需在上的值域包含即可,
故需,即,
此时在上的值域为,
故需,即,
综上:.
故答案为:;
13.(2024-25高一上·上海·阶段练习)已知 是定义在 上的奇函数,且 时有 .
(1)写出函数 在 上单调区间(不要证明);
(2)解不等式 .
【答案】(1)单调递增区间为,,单调递减区间为
(2)
【详解】(1)当时,,由二次函数的图象和性质可知在上单调递减,在上单调递增,
又因为是定义在上的奇函数,则图象关于原点对称,
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为.
(2)当时,则,,①
又是定义在上的奇函数,所以,②
所以由①②得,
所以,
又,
所以或,
解得:或,
故不等式的解集为.
14.(2024-25高一上·湖北武汉·阶段练习)已知函数,.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若函数在区间上不单调,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当时,,
解得:,所以不等式的解集为;
(2)当时,在上单调递减,不符合题意;
当时,要使在区间上不单调,
其对称轴要满足,即,解得:,
综上所述,的取值范围是.
15.(2024-25高一上·广西玉林·期中)定义在上的函数满足对任意、,恒有,且不恒为.
(1)求和的值;
(2)试判断的奇偶性,并加以证明;
(3)若当时,为增函数,求满足不等式的的取值范围.
【答案】(1),
(2)为偶函数,证明见解析
(3)
【详解】(1)令,得,所以,,
令,得,解得.
(2)为偶函数,证明如下:
令,由得,
因为,所以,,
又不恒为,函数为偶函数.
(3)由知,
又因为函数为偶函数,则,
所以,,
又因为函数在上为增函数,所以,,解得,
故的取值范围为.
16.(2024-25高一上·河南·阶段练习)已知是定义在上的奇函数,满足,且当,时,有.
(1)判断函数的单调性;
(2)解不等式:;
(3)若对所有,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)函数是定义在上的增函数.
(2)
(3)
【详解】(1)由于函数是定义在上的奇函数,所以,
设则由得到,
即,由函数单调性的定义易得函数是定义在上的增函数.
(2)由(1)知函数是定义在上的增函数,且;
则有,解得,所以不等式的解集为
(3)因为,所以,若对所有,
恒成立,则成立,且,
所以对恒成立,即,恒成立,
令,则,即,解得,故实数的取值范围为
17.(2024-25高一上·云南昆明·期中)定义在上的函数满足:对任意,都存在唯一,使得,则称函数是“型函数”(其中).
(1)判断是否为“型函数”?并说明理由;
(2)是否存在实数,使得函数是“型函数”,若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)若函数是“型函数”,求实数的取值范围.
【答案】(1)不是“型函数”;理由见解析
(2)存在,
(3).
【详解】(1)函数,当时,,当时,,当时,,不存在,使,
所以不是“型函数”;
(2)首先函数的定义域为,则,得,
由复合函数单调性可知,函数在单调递减,在区间单调递增,
所以只需对任意恒成立即可,所以;
(3)函数是“型函数”,
当时,在上单调递增,,
而,要使存在且唯一,则有,解得:,所以,
当时,在单调递减,在单调递增,所以,而,要使存在且唯一,则有,
设,即,解得,解得:
所以.
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$$2025年高一数学复习与预习手册(寒假不停学)(人教A版2019)
复习04 函数的基本性质
知识点 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.
3.复合函数的单调性
一般地对于复合函数,如果在上是单调函数,并且在或者上也是单调函数,那么在上的单调性如下表所示,简记为“同增异减”
增
增
增
增
减
减
减
增
减
减
减
增
知识点 2 :最值
定义
几何意义
最大值
一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足:
①,都有;
②,使得.
那么,称是函数的最大值.
函数的最大值是图象最高点的纵坐标
最小值
一般地,设函数的定义域为,如果存在实数满足:
①,都有;
②,使得.
那么,称是函数的最小值.
函数的最小值是图象最低点的纵坐标
注意:(1)最大(小)值必须是一个函数值,是值域中的一个元素.
(2)并不是每一个函数都有最值,如函数既没有最大值,也没有最小值.
(3)最值是函数的整体性质,即在函数的整个定义域内研究其最值.
知识点 3 :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.
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.
(4),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
奇函数
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
偶函数
不能确定
奇函数
偶函数
奇函数
奇函数
奇函数
偶函数
奇函数
知识点 4 :函数的周期
函数周期的常用结论:①若,则;②若,则;
③若,则;④若,则;
⑤若,则();
知识点 5 :函数的对称轴、对称中心
对称轴:(1)函数对于定义域内任意实数满足,则函数关于直线对称,特别地当时,函数关于直线对称;
(2)若是偶函数,则关于直线对称
对称中心:(1)对任意,都有,则点称为函数的中心;
(2)若是奇函数,则关于直线对称
考点01 函数单调性的判断与证明
【方法点拨】证明或判断函数单调性的方法步骤:
①取值:且;②作差变形:作差或,并通过通分、因式分解、配方、有理化等手段,向有利于判断差的符号的方向变形;③定号:确定差或的符号,当符号不确定时,可以进行分类讨论;④结论:根据定义得出结论
例1.已知函数,且
(1)求实数a的值;
(2)判断函数在上的单调性,并证明;
(3)求函数在上的最值.
例2.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;
变式1-1.已知函数 为奇函数,且 .
(1)求实数 的值;
(2)证明函数 在 上是严格增函数.
变式1-2.已知函数.
(1)判断的奇偶性,并说明理由;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明.
变式1-3.已知幂函数的图象关于y轴对称,函数.
(1)求的值;
(2)判断在上的单调性,并用定义法进行证明.
考点02 求函数的单调区间
【方法点拨】(1)求函数单调区间的2种方法:①定义法:即先求出定义域,再利用定义法进行判断求解;②图象法:先画出图象,根据图象求单调区间;
(2)求函数单调区间的注意点:一个函数出现两个或两个以上的单调区间时,不能用“∪”连接两个单调区间,而要用“和”或“,”连接.
例3.函数的单调增区间是( )
A. B. C. D.
例4.(多选)已知函数,则( )
A.有最小值 B.的单调递增区间为
C.有最大值 D.的单调递增区间为
变式2-1.函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
变式2-2.函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
变式2-3.函数的严格减区间是 .
考点03 已知函数的单调性求参数
【方法点拨】已知函数的单调性求参数的取值范围的方法是:视参数为已知数,依据函数的图象或单调性定义,确定函数的单调区间,通过与已知单调区间比较,求参数的取值范围.
例5.设函数,当为上增函数时,实数的值可以是( )
A. B.1 C. D.0
例6.“”是“函数在上为严格增函数”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
变式3-1.函数,若对任意,,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式3-2.已知函数在上具有单调性,则实数的取值范围是 .
变式3-3.已知函数.
(1)若满足,且,求的解析式;
(2)若函数在区间上不单调,求实数a的取值范围.
考点04 利用函数单调性求值域
例7.函数的值域为 .
例8.已知二次函数满足.
(1)求函数的解析式;
(2)若,,求的最小值.
变式4-1.已知函数在区间上的最小值为.
(1)求函数的表达式;
(2)若,求的值及此时函数的最大值.
变式4-2.若在函数定义域的某个区间上定义运算,若函数.
(1)求的解析式;
(2)当时,求的值域.
变式4-3.若函数的值域是,则函数的值域是( )
A. B. C. D.
考点05 根据函数的值域求参数
例9.若函数的最小值为,则实数的取值范围 .
例10.函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式5-1.已知,若函数的值域为,则的取值范围是 .
变式5-2.若函数的值域为R,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式5-3.若函数在区间内的值域为,则的取值范围为 .
考点06 函数奇偶性的判断与证明
【方法点拨】先检查定义域是否关于原点对称,若不是,则为非奇非偶函数;若是,则判断是否满足或,若不是,则为非奇非偶函数,若是,则为偶函数或奇函数
例11.下列函数中奇函数是( )
A.
B.
C.
D.
例12.下列函数中,是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
变式6-1.已知函数,则“”是“为奇函数”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
变式6-2.设函数是定义在上的奇函数,则下列结论中一定正确的是( )
A.函数是奇函数 B.函数是偶函数
C.函数是奇函数 D.函数是偶函数
变式6-3.(多选)函数,则下列函数的图象中关于轴对称的函数有( )
A. B. C. D.
考点07 根据函数奇偶性求值求参
【方法点拨】(1)由函数的奇偶性求函数值时,若所给的函数具有奇偶性,则直接利用或求解;若所给函数不具有奇偶性,一般续利用所给的函数构造一个奇函数或偶函数,然后利用其奇偶性求值;
(2)利用奇偶性求参数的2种类型:
①定义域含参数:奇偶函数的定义域为,根据定义域关于原点对称,利用求参数.
②根据或列式,比较系数利用待定系数法求解.
例13.若函数为奇函数,则 .
例14.设函数,则“”是“是偶函数”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
变式7-1.若函数是定义在上的的偶函数,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
变式7-2.已知是奇函数,则实数a的值为( )
A.或 B. C. D.
变式7-3.定义在上的奇函数满足:当,,则 .
考点08 利用函数奇偶性求解析式
【方法点拨】利用函数奇偶性求函数解析式的3个步骤:
①“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,就应在哪个区间上设;②转化到已知区间上,代入已知的解析式;③利用的奇偶性写出或,从而解出.
例15.已知定义在上的奇函数,当时,,当时, .
例16.已知函数为奇函数,为偶函数,,则 .
变式8-1.已知为上的奇函数,当时,,则时,的解析式为( )
A. B.
C. D.
变式8-2.函数是定义在上的奇函数,当时,,则 ;函数解析式为 .
变式8-3.设是偶函数,是奇函数,且,求函数,的解析式.
考点09 利用单调性奇偶性解不等式
【方法点拨】奇偶性与单调性解不等式:①利用已知条件,结合函数的奇偶性,把已知不等式转化为或的形式;
②根据奇函数在对称区间上的单调性一致,偶函数在对称区间上单调性相反,脱掉不等式中的“”转化为简单不等式求解.
例17.已知是奇函数且在单调递增,,则的解集为( )
A. B. C. D.
例18.已知函数是定义在R上的偶函数,在区间上单调递增,且.则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
变式9-1.已知函数,则关于的不等式解集为( )
A. B.
C. D.
变式9-2.已知函数是定义在上的奇函数,当时,有恒成立,若,则满足的的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式9-3.已知函数是奇函数,
(1)求的值;
(2)若是区间上的减函数且,求实数的取值范围.
考点10 利用单调性奇偶性比大小
【方法点拨】奇偶性与单调性比较大小:看自变量是否在同一单调区间上
①在同一单调区间上,直接利用函数的单调性比较大小;
②不在同一单调区间上,需利用函数的奇偶性把自变量转化到同一单调区间上,然后利用单调性比较大小.
例19.已知函数 是幂函数,对任意的 且 ,满足 ,若 ,则 的值( )
A.恒大于 0 B.恒小于 0 C.等于 0 D.无法判断
例20.已知定义在上的函数为偶函数,且在区间上是增函数,记,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
变式10-1.若偶函数在上是增函数,则( )
A. B.
C. D.
变式10-2.已知,则下列不等式成立的是( )
A. B. C. D.
变式10-3.已知是定义域为的偶函数,且在区间上单调递增,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D.
考点11 利用周期性求函数值
例21.已知函数,则的值是( )
A.4043 B.4047 C. D.
例22.已知定义域为的奇函数,满足,且当时,则的值为( )
A. B. C. D.
变式11-1.设是定义在上的奇函数,且,当时,,则的值是多少?
变式11-2.若函数对任意都有,且当时,,则( )
A. B.8 C. D.12
变式11-3.已知函数是定义在R上的奇函数,且满足,当时,,则 .
考点12 函数对称性的应用
【方法点拨】借助中心对称、轴对称、周期等性质来“去除外衣”比较大小。
例23.(多选)已知是定义在上的偶函数,且,则( )
A.的图象关于直线对称 B.为奇函数
C.的图象关于点对称 D.
例24.已知定义域为的函数在单调递增,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
变式12-1.若定义在上的函数满足是奇函数,,设函数,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
变式12-2.(多选)已知定义在上的函数满足,且的图象关于直线对称,在上单调递减,则( )
A. B.在上单调递增
C. D.
变式12-3.已知函数的值域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数,那么“”是“函数是上的增函数”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
2.(2024-25高一上·黑龙江大庆·期末)已知函数,则下列函数中是奇函数的是( )
A. B. C. D.
3.(2024-25高一上·甘肃金昌·期中)已知函数为奇函数,则( )
A. B.,
C., D.,
4.(2024-25高一上·四川成都·期末)函数在上既没有最大值也没有最小值,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(2024-25高一上·山东日照·期中)已知函数定义域为,且,若对任意的,都有成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2024-25高三上·江西抚州·阶段练习)设函数的定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,.若,则( )
A. B. C. D.
7.(2024-25高一上·海南海口·阶段练习)(多选)下列关于函数的结论正确的是( )
A.在和上单调递增
B.在和上单调递减
C.在上为增函数
D.在上为增函数
8.(2024-25高一上·广东广州·阶段练习)(多选)已知函数,是定义在R上的函数,其中是奇函数,是偶函数,且,若对于任意,都有,则实数a可以为( )
A.1 B.2 C.-1 D.3
9.(2024-25高一上·黑龙江哈尔滨·期中)定义,设,则( )
A.有最大值,无最小值
B.当,的最大值为
C.不等式的解集为
D.的单调递增区间为
10.(2024-25高一上·云南大理·阶段练习)已知为偶函数,且当时,则,则 .
11.(2024-25高一上·安徽合肥·阶段练习)若函数对于任意恒成立,则实数的取值范围是 .
12.(2024-25高三上·北京顺义·阶段练习)设函数,若,则的单调递增区间是 ,若的值域为,则的取值范围是 .
13.(2024-25高一上·上海·阶段练习)已知 是定义在 上的奇函数,且 时有 .
(1)写出函数 在 上单调区间(不要证明);
(2)解不等式 .
14.(2024-25高一上·湖北武汉·阶段练习)已知函数,.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若函数在区间上不单调,求实数a的取值范围.
15.(2024-25高一上·广西玉林·期中)定义在上的函数满足对任意、,恒有,且不恒为.
(1)求和的值;
(2)试判断的奇偶性,并加以证明;
(3)若当时,为增函数,求满足不等式的的取值范围.
16.(2024-25高一上·河南·阶段练习)已知是定义在上的奇函数,满足,且当,时,有.
(1)判断函数的单调性;
(2)解不等式:;
(3)若对所有,恒成立,求实数的取值范围.
17.(2024-25高一上·云南昆明·期中)定义在上的函数满足:对任意,都存在唯一,使得,则称函数是“型函数”(其中).
(1)判断是否为“型函数”?并说明理由;
(2)是否存在实数,使得函数是“型函数”,若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)若函数是“型函数”,求实数的取值范围.
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