内容正文:
课时作业(八) 函数的单调性与最值
基础过关练
一、单项选择题
1.(2025·广东联考)下列函数在区间(0,+∞)上不是增函数的是( )
A.y=2x+1 B.y=3x2+1
C.y= D.y=2x2+x+1
答案 C
解析 A选项y=2x+1在R上是增函数;B选项y=3x2+1在(-∞,0]是减函数,在[0,+∞)是增函数;C选项y=在(-∞,0),(0,+∞)是减函数;D选项y=2x2+x+1=2+在 是减函数,在 是增函数.故选C.
2.(2025·扬州质检)f(x)=|1-x| 的图象大致是( )
A B
C D
答案 B
解析 由题设f(x)=故(-∞,1]上递减,(1,+∞)上递增,且最小值f(1)=0,
根据各选项图象知:B符合要求.故选B.
3.函数f(x)=-x+在上的最大值是( )
A. B.-
C.-2 D.2
答案 A
解析 因为函数y=-x和y=在上均单调递减,
所以f(x)=-x+在上单调递减,
所以f(x)max=f(-2)=2-=.
4.(2025·邵阳统考)已知f(x)是偶函数,f(x)在[1,3]上单调递增,则f(1),f(-2),f(-3)的大小关系为( )
A.f(1)>f(-2)>f(-3)
B.f(-2)>f(-3)>f(1)
C.f(-3)>f(1)>f(-2)
D.f(-3)>f(-2)>f(1)
答案 D
解析 因为f(x)是偶函数,
所以f(-2)=f(2),f(-3)=f(3).
因为f(x)在[1,3]上单调递增,
所以f(3)>f(2)>f(1),
所以f(-3)>f(-2)>f(1).
5.已知函数f(x)=x2-2ax+4在[0,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围为( )
A.(-∞,-1] B.[-1,+∞)
C.[0,+∞) D.(-∞,0]
答案 D
解析 函数f(x)=x2-2ax+4 的单调递增区间是[a,+∞),依题意,[0,+∞)⊆[a,+∞),
所以a≤0,即实数a 的取值范围是(-∞,0].故选D.
6.(2024·新课标Ⅰ卷)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a取值的范围是( )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
答案 B
解析 因为f(x)在R 上单调递增,且x≥0 时,f(x)=ex+ln (x+1)单调递增,
则需满足解得-1≤a≤0,
即a的取值范围是[-1,0].故选B.
二、多项选择题
7.(2025·聊城模拟)下列函数中满足“对任意x1,x2 ∈(0,+∞),都有>0”的是( )
A.f(x)=-
B.f(x)=-3x+1
C.f(x)=x2+4x+3
D.f(x)=x-
答案 ACD
解析 因为“对任意x1,x2 ∈(0,+∞),都有 >0”,
所以不妨设0<x1<x2,都有f(x1)<(x2),
所以f(x)为(0,+∞)上的增函数.
对于A:f(x)=-在(0,+∞)上为增函数,故A正确;
对于B:f(x)=-3x+1在(0,+∞)上为减函数,故B错误;
对于C:f(x)=x2+4x +3对称轴为x=-2,开口向上,所以在(0,+∞)上为增函数,故C正确;
对于D:f(x)=x-,因为y1=x 在(0,+∞)上为增函数,y2=- 在(0,+∞)上为增函数,所以f(x)=x- 在(0,+∞)上为增函数, 故D正确.故选ACD.
8.已知函数f(x)=-x2+2|x|+1,则下列说法正确的是( )
A.函数y=f(x)在(-∞,-1]上单调递增
B.函数y=f(x)在[-1,0]上单调递减
C.当x=0时,函数y=f(x)有最小值
D.当x=-1或x=1时,函数y=f(x)有最大值
答案 ABD
解析 因为f(x)=-x2+2|x|+1,
所以f(x)=
作出函数f(x)的图象如图所示,
由图象可知f(x)在(-∞,-1]上单调递增,在[-1,0]上单调递减,故A、B正确;
由图象可知f(x)在x=-1或x=1时,函数y=f(x)有最大值,没有最小值,故C错误,D正确.
三、填空题
9.(2025·松原联考)已知函数f(x)=2x-2-x,则不等式f(3x-1)<f(1-x)的解集为________.
答案
解析 因为函数y=2x与y=-2-x均在R上是增函数,
所以f(x)在R上是增函数,
所以f(3x-1)<f(1-x)等价于3x-1<1-x,解得x<.
10.(2025·银川质检)函数f(x)= 的单调减区间为________.
答案 (-∞,-6]
解析 函数f(x)= 是由函数g(u)= 和u(x)=x2+4x-12 组成的复合函数,
由x2+4x-12≥0,解得x≤-6 或x≥2,
∴ 函数y=f(x)的定义域是{x|x≤-6 或x≥2},
∵函数u(x)=x2+4x-12 在(-∞,-6]单调递减,在[2,+∞)单调递增,
而g(u)= 在[0,+∞)上单调递增,
由复合函数单调性的“同增异减”,可得函数f(x)的单调减区间(-∞,-6].
四、解答题
11.已知函数f(x)=x|x-4|.
(1)把f(x)写成分段函数,并在平面直角坐标系内画出函数f(x)的大致图象;
(2)写出函数f(x)的单调递减区间.
解 (1)f(x)=x|x-4|=
函数f(x)的大致图象如图所示.
(2)由(1)中函数的图象可知,函数f(x)的单调递减区间为(2,4).
12.(2025·重庆联考)已知f(x)=(x∈R).
(1)判断函数f(x)的单调性,并用定义证明;
(2)解关于t的不等式f(t2-3)+f(2t)<0.
解 (1)f(x)==1-在R上是增函数.
证明:在R上任取x1,x2且x1<x2,
f(x1)-f(x2)= - =,
由x1<x2可知0<2x1<2x2,
所以2x1-2x2<0,2x1+1>0,2x2+1>0,
所以f(x1)-f(x2)<0,
即f(x1)<f(x2).
即f(x)在R上是增函数.
(2)易知f(-x)===-f(x),
所以函数f(x)为奇函数,
由(1)知,函数f(x)在R上是增函数,
由f(t2-3)+f(2t)<0,可得f(t2-3)<-f(2t)=f(-2t),
所以t2-3<-2t,即t2+2t-3<0,
解得-3<t<1,
即关于t的不等式f(t2-3)+f(2t)<0的解集为{t|-3<t<1}.
考能提升练
13.(多选)(2025·重庆模拟)已知函数f(x)=(a∈R),则下列说法正确的是( )
A.f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(-2,+∞)
B.f(x)在[-1,0]上的值域为[2-a,1]
C.若f(x)在(-∞,-2)上单调递减,则a<1
D.若a>1,则f(x)在定义域上单调递增
答案 AC
解析 选项A:由x+2≠0 得x≠-2,则f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(-2,+∞).判断正确;
选项B:f(x)==a+,
由x∈[-1,0],可得x+2∈[1,2],则∈,
当a=1时,f(x)=a,则f(x)在[-1,0]上的值域为{1};
当a<1时,∈[1-a,2-2a],a+∈[1,2-a],
即f(x)在[-1,0]上的值域为[1,2-a];
当a>1 时,∈[2-2a,1-a],a+∈[2-a,1],
即f(x)在[-1,0]上的值域为[2-a,1].
综上,当a=1时,f(x)在[-1,0]上的值域为{1};当a<1时,f(x)在[-1,0]上的值域为[1,2-a];当a>1时,f(x)在[-1,0]上的值域为[2-a,1].判断错误;
选项C:f(x)==a+,
若f(x)在(-∞,-2)上单调递减,则2-2a>0,解得a<1.判断正确;
选项D:f(x)==a+,
则a>1时,f(x)在(-∞,-2)和(-2,+∞)上单调递增.判断错误.故选AC.
14.函数f(x)的定义域为A,若x1,x2∈A 且f(x1)=f(x2)时总有x1=x2,则称f(x)为单函数.例如,函数f(x)=2x+1(x∈R)是单函数.下列说法中:
①函数f(x)=x2+1(x∈R)是单函数;
②函数f(x)=x3-1(x∈R)是单函数;
③若函数f(x)为单函数,x1,x2∈A 且x1≠x2,则f(x1)≠f(x2);
④若函数f(x)是A上的单函数,则f(x)是A上的单调函数.
其中所有正确说法的序号是__________.
答案 ②③
解析 对于①,若函数f(x)=x2+1(x∈R)是单函数,
则由f(x1)=f(x2)得x+1=x+1,解得x1=x2 或x1=-x2,不满足单函数的定义,故①错误;
对于②,若函数f(x)=x3-1(x∈R)是单函数,
则由f(x1)=f(x2)得x-1=x-1,解得x1=x2,满足单函数的定义,故②正确;
对于③,若函数f(x)为单函数,x1,x2∈A 且f(x1)=f(x2)时总有x1=x2,
其逆否命题为x1,x2∈A 且x1≠x2,则f(x1)≠f(x2),故③正确;
对于④,对于f(x)=,满足函数f(x)是(1,2)∪(2,+∞)上的单函数,
但f(x)在(1,2)∪(2,+∞)上不是单调函数,故④错误.故答案为②③.
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