内容正文:
第02讲 函数的单调性与最大(小)值
目录
第一部分:基础知识 1
第二部分:高考真题回顾 3
第三部分:高频考点一遍过 3
高频考点一:函数的单调性 3
角度1:求函数的单调区间 3
角度2:根据函数的单调性求参数 4
角度3:复合函数的单调性 4
角度4:根据函数单调性解不等式 5
高频考点二:函数的最大(小)值 6
角度1:利用函数单调性求最值 6
角度2:根据函数最值求参数 7
角度3:不等式恒成立问题 8
角度4:不等式有解问题 8
第四部分:典型易错题型 10
第一部分:基础知识
1、函数的单调性
(1)单调性的定义
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,;
①当时,都有,那么就说函数在区间上是增函数
②当时,都有,那么就说函数在区间上是减函数
(2)单调性简图:
(3)单调区间(注意先求定义域)
若函数在区间上是增函数或减函数,则称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.
(4)复合函数的单调性(同调增;异调减)
对于函数和,如果当时,,且在区间上和在区间上同时具有单调性,则复合函数在区间上具有单调性,并且具有这样的规律:增增(或减减)则增,增减(或减增)则减.
2、函数的最值
(1)设函数的定义域为,如果存在实数满足
①对于任意的,都有;
②存在,使得
则为最大值
(2)设函数的定义域为,如果存在实数满足
①对于任意的,都有;
②存在,使得
则为最小值
3、常用高频结论
(1)设,.
①若有或,则在闭区间上是增函数;
②若有或,则在闭区间上是减函数.此为函数单调性定义的等价形式.
(2)函数相加或相减后单调性:
设,两个函数,在区间上的单调性如下表,则在上的单调性遵循(增+增=增;减+减=减)
增
增
增
减
减
减
增
减
增
减
增
减
(3)对钩函数单调性:(,)的单调性:在和上单调递增,在和上单调递减.
(4)常见对钩函数:(),的单调性:在和上单调递增,在和上单调递减.
第二部分:高考真题回顾
1.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
2.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
第三部分:高频考点一遍过
高频考点一:函数的单调性
角度1:求函数的单调区间
典型例题
例题1.(25-26高一上·全国·课后作业)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
例题2.(2025高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间为 .
精练高频考点
1.(2026高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间为 .
2.(2025高一·全国·专题练习)画出函数的图象,根据图象写出函数的单调减区间 .
角度2:根据函数的单调性求参数
典型例题
例题1.(2025·江西·二模)若函数 在区间上单调递增,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
例题2.(2025·山东济宁·二模)若函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
精练高频考点
1.(2025·陕西西安·模拟预测)若函数在上单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2025·河北保定·二模)若函数在上单调,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
角度3:复合函数的单调性
典型例题
例题1.(25-26高三上·全国·课后作业)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
例题2.(24-25高三下·湖北·阶段练习)已知函数在上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
方法总结:复合函数单调性遵循:同调增;异调减(同增异减)。
具体的若函数在内单调,在内单调,且集合.
(1)若是增函数,是增(减)函数,则是增(减)函数
(2)若是减函数,是增(减)函数,则是减(增)函数
精练高频考点
1.(2025·广东茂名·一模)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2024高三·全国·专题练习)函数的单调增区间为( )
A. B.
C.和 D.
角度4:根据函数单调性解不等式
典型例题
例题1.(25-26高三上·全国·课后作业)已知在定义域上是减函数,且,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
友情提醒:本题最容易忽视的就是定义域,解题时很容易得到而忽略了定义域而造成错解,一轮复习时要特别引起注意,定义域是最容易被忽视的错解原因之一。
例题2.(24-25高三下·河北承德·开学考试)已知定义域为的偶函数满足:对任意,,都有成立,则满足的取值范围是( )
A. B. C. D.
精练高频考点
1.(25-26高三上·全国·课后作业)已知是定义在区间上的增函数,且,则的取值范围是 .
2.(2026高三·全国·专题练习)函数在上单调递增,且为奇函数,若,则满足的x的取值范围是 .
3.(24-25高三上·上海·期中)已知定义域为的偶函数在上为严格减函数,则不等式的解集为 .
方法总结:对于在上是偶函数,且在单调递减,则;特别提醒不能忽略定义域;另外偶函数问题对变量加绝对值来比较大小
高频考点二:函数的最大(小)值
角度1:利用函数单调性求最值
典型例题
例题1.(25-26高三上·全国·课后作业)函数的最小值和最大值分别是( )
A.3,6 B.1,3 C.1,4 D.1,6
例题2.(25-26高三上·全国·课后作业)函数的最小值是 .
方法总结:函数单调性常涉及:
①图象法
②复合函数(同增异减)
③相加法:设,两个函数,在区间上的单调性如下表,则在上的单调性遵循(增+增=增;减+减=减)
增
增
增
减
减
减
增
减
增
减
增
减
精练高频考点
1.(24-25高三下·湖南永州·开学考试)已知,则的最小值是( )
A.2 B.3
C.4 D.5
2.(2025·广东肇庆·二模)已知函数,则的最小值是 .
角度2:根据函数最值求参数
典型例题
例题1.(2024高三·全国·专题练习)设函数且在上的最大值和最小值之和为,则的值为( )
A. B. C. D.3
例题2.(23-24高三上·广西南宁·期中)函数在上的值域为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
精练高频考点
1.(24-25高三上·青海·阶段练习)已知函数在区间上的最大值为5,则 .
2.(23-24高三上·全国·课后作业)已知函数.
(1)若函数在区间上y随x增大而增大,求实数a的取值范围;
(2)若函数在区间上的最大值为1,求实数a的值.
角度3:不等式恒成立问题
典型例题
例题1.(2025·安徽·模拟预测)已知函数,当时,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例题2.(上海市2024-2025学年高三下学期5月调研数学试卷)设,.已知函数的定义域为,且.
(1)若函数是偶函数,求的值;
(2)设,若对任意的,均有,求的取值范围.
精练高频考点
1.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,其中a,.若对任意的,不等式在上恒成立,则b的取值范围为 .
2.(2025高三·全国·专题练习)已知不等式对满足的一切实数m恒成立,则x的取值范围为 .
角度4:不等式有解问题
典型例题
例题1.(多选)(24-25高三上·广东湛江·阶段练习)已知不等式在上有解,则实数的取值可以为( )
A. B. C. D.
例题2.(24-25高三下·浙江·期中)已知函数.
(1)当时,求关于的不等式的解;
(2)若对任意的,存在,使得成立,求实数的取值范围.
精练高频考点
1.(24-25高三上·福建南平·期中)已知函数,若对均有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·浙江杭州·期中)已知奇函数经过点.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性并用定义进行证明;
(3)若存在,使得不等式成立,求实数m的取值范围.
第四部分:典型易错题型
备注:单调区间容易忽视定义域
1.(24-25高三上·广东广州·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·天津河东·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
备注:分段函数单调性问题容易忽视分段点大小比较
1.(23-24高三上·天津南开·期中)函数是上的减函数,则的取值范围是 .
备注:利用单调性解不等式容易忽略函数定义域
1.(24-25高三上·福建泉州·阶段练习)已知定义在上的偶函数,且当时,单调递减,则关于的不等式的解集是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·广东佛山·阶段练习)已知定义在上的偶函数在上单调递增,且,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
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第02讲 函数的单调性与最大(小)值
目录
第一部分:基础知识 1
第二部分:高考真题回顾 3
第三部分:高频考点一遍过 5
高频考点一:函数的单调性 5
角度1:求函数的单调区间 5
角度2:根据函数的单调性求参数 7
角度3:复合函数的单调性 9
角度4:根据函数单调性解不等式 11
高频考点二:函数的最大(小)值 13
角度1:利用函数单调性求最值 13
角度2:根据函数最值求参数 15
角度3:不等式恒成立问题 17
角度4:不等式有解问题 20
第四部分:典型易错题型 24
第一部分:基础知识
1、函数的单调性
(1)单调性的定义
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,;
①当时,都有,那么就说函数在区间上是增函数
②当时,都有,那么就说函数在区间上是减函数
(2)单调性简图:
(3)单调区间(注意先求定义域)
若函数在区间上是增函数或减函数,则称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.
(4)复合函数的单调性(同调增;异调减)
对于函数和,如果当时,,且在区间上和在区间上同时具有单调性,则复合函数在区间上具有单调性,并且具有这样的规律:增增(或减减)则增,增减(或减增)则减.
2、函数的最值
(1)设函数的定义域为,如果存在实数满足
①对于任意的,都有;
②存在,使得
则为最大值
(2)设函数的定义域为,如果存在实数满足
①对于任意的,都有;
②存在,使得
则为最小值
3、常用高频结论
(1)设,.
①若有或,则在闭区间上是增函数;
②若有或,则在闭区间上是减函数.此为函数单调性定义的等价形式.
(2)函数相加或相减后单调性:
设,两个函数,在区间上的单调性如下表,则在上的单调性遵循(增+增=增;减+减=减)
增
增
增
减
减
减
增
减
增
减
增
减
(3)对钩函数单调性:(,)的单调性:在和上单调递增,在和上单调递减.
(4)常见对钩函数:(),的单调性:在和上单调递增,在和上单调递减.
第二部分:高考真题回顾
1.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】判断指数型复合函数的单调性、对数型复合函数的单调性、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】利用基本初等函数的单调性,结合复合函数的单调性判断ABC,举反例排除D即可.
【详解】对于A,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故A错误;
对于B,因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递减,故B错误;
对于C,因为在上单调递减,在上单调递减,
所以在上单调递增,故C正确;
对于D,因为,,
显然在上不单调,D错误.
故选:C.
2.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【知识点】由对数函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题
【分析】解法一:由题意可知:的定义域为,分类讨论与的大小关系,结合符号分析判断,即可得,代入可得最值;解法二:根据对数函数的性质分析的符号,进而可得的符号,即可得,代入可得最值.
【详解】解法一:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,此时;
当时,可知,此时;
可知若,符合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
综上所述:,即,
则,当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为;
解法二:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
则当时,,故,所以;
时,,故,所以;
故, 则,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:分别求、的根,以根和函数定义域为临界,比较大小分类讨论,结合符号性分析判断.
第三部分:高频考点一遍过
高频考点一:函数的单调性
角度1:求函数的单调区间
典型例题
例题1.(25-26高一上·全国·课后作业)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求函数的单调区间
【详解】作出函数的图象,如图所示.由图象得的单调递增区间为和.
例题2.(2025高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间为 .
【答案】,
【知识点】求函数的单调区间、复合函数的单调性
【分析】首先求出函数的定义域,再根据复合函数的单调性计算可得.
【详解】令,解得且,
所以的定义域为,
又是一个复合函数,它由与复合而成.
由下表可知,的单调递增区间为,.
单调递减
单调递减
单调递增
单调递减
单调递减
单调递增
单调递增
单调递减
单调递减
单调递增
单调递减
单调递减
故答案为:,
精练高频考点
1.(2026高三·全国·专题练习)函数的单调递增区间为 .
【答案】,
【知识点】分段函数的性质及应用、求函数的单调区间、画出具体函数图象
【分析】利用分段函数思想,来作出图象,即可得单调增区间.
【详解】,
画出函数图象,如图所示,
根据图象知,函数的单调递增区间为和.
故答案为:,.
2.(2025高一·全国·专题练习)画出函数的图象,根据图象写出函数的单调减区间 .
【答案】
【知识点】求函数的单调区间、画出具体函数图象、根据图像判断函数单调性
【分析】作出函数的图象,结合图形即可求解.
【详解】,
作出函数的图象,如图所示,
由图象可知函数的单调递减区间是.
故答案为:
角度2:根据函数的单调性求参数
典型例题
例题1.(2025·江西·二模)若函数 在区间上单调递增,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性求参数值、复合函数的单调性、由指数(型)的单调性求参数
【分析】根据指数复合函数单调性计算求参即可.
【详解】根据函数 在区间上单调递增,且单调递增,
可得在区间上单调递增,所以.
故选:D.
例题2.(2025·山东济宁·二模)若函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据函数的单调性求参数值、判断指数型复合函数的单调性
【分析】是由与复合而成,先分析外层函数单调性,再根据复合函数单调性确定内层函数单调性,进而求出的取值范围.
【详解】是由与复合而成,
在中,,,所以在上单调递减.
因为在上单调递减,且外层函数在上单调递减,
根据复合函数“同增异减”的原则,可知内层函数在上单调递增.
对于二次函数,其图象开口向上,对称轴为.
二次函数在对称轴右侧单调递增,要使在上单调递增,
则对称轴需满足,解得.
故选:A.
精练高频考点
1.(2025·陕西西安·模拟预测)若函数在上单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据函数的单调性求参数值、由指数(型)的单调性求参数
【分析】根据指数函数、二次函数以及复合函数的单调性求解即可.
【详解】因为函数在上为增函数,在上为减函数,在上为增函数,
且函数在上单调,
根据复合函数的单调性,可得,即,
所以的取值范围是.
故选:A.
2.(2025·河北保定·二模)若函数在上单调,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】根据指数函数的单调性可知.对的取值范围进行分类讨论去绝对值,结合指数函数的单调性即可求解.
【详解】当时,根据指数函数在上单调递增,可知.
当时,,所以,在上单调递增;
当时,,在上不单调;
当时,,所以,在上单调递减.
综上,.
故选:C.
角度3:复合函数的单调性
典型例题
例题1.(25-26高三上·全国·课后作业)函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】复合函数的单调性
【详解】有意义,则,解得.设,其图象开口向下,对称轴为直线,当时,单调递增,当时,单调递减.又在定义域内单调递增,根据复合函数单调性“同增异减”的性质,当单调递增时,单调递增.
例题2.(24-25高三下·湖北·阶段练习)已知函数在上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】已知二次函数单调区间求参数值或范围、由指数(型)的单调性求参数、复合函数的单调性
【分析】根据复合函数的单调性有在上单调递减,结合二次函数的性质求参数范围.
【详解】由题设,函数在上单调递增,
易知在上单调递减,
当时,满足题设,
当时,或,
综上,.
故选:B.
方法总结:复合函数单调性遵循:同调增;异调减(同增异减)。
具体的若函数在内单调,在内单调,且集合.
(1)若是增函数,是增(减)函数,则是增(减)函数
(2)若是减函数,是增(减)函数,则是减(增)函数
精练高频考点
1.(2025·广东茂名·一模)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性求参数值、复合函数的单调性、具体函数的定义域
【分析】求出函数的定义域,再根据复合函数的单调性求解即可.
【详解】由,可得或,
即函数的定义域为,
又因为在上单调递增,在上单调递减,
在上单调递增,
由复合函数的单调性可知在区间上单调递增,
.
故选:D.
2.(2024高三·全国·专题练习)函数的单调增区间为( )
A. B.
C.和 D.
【答案】C
【知识点】复合函数的单调性
【分析】求出原函数的定义域,利用复合函数法可得出原函数的单调递增区间.
【详解】由可得且,
所以,函数的定义域为,
因为开口向下,其对称轴为,
所以的减区间为和,
因为函数在、上均为减函数,
所以,函数的单调增区间为和.
故选:C.
角度4:根据函数单调性解不等式
典型例题
例题1.(25-26高三上·全国·课后作业)已知在定义域上是减函数,且,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【详解】由解得.
友情提醒:本题最容易忽视的就是定义域,解题时很容易得到而忽略了定义域而造成错解,一轮复习时要特别引起注意,定义域是最容易被忽视的错解原因之一。
例题2.(24-25高三下·河北承德·开学考试)已知定义域为的偶函数满足:对任意,,都有成立,则满足的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数奇偶性的应用、根据函数的单调性解不等式
【分析】根据题意得到函数的单调性,再结合偶函数化简不等式求解即可.
【详解】由对任意,都有成立,
得在上单调递增,
又为偶函数,则不等式等价于,
所以,解得,
即满足题意的x取值范围为:
故选:C.
精练高频考点
1.(25-26高三上·全国·课后作业)已知是定义在区间上的增函数,且,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【详解】由题意,得解得①.因为是定义在区间上的增函数,且,所以,解得②.综合①②得.所以的取值范围是.
2.(2026高三·全国·专题练习)函数在上单调递增,且为奇函数,若,则满足的x的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】由函数的单调性及奇偶性即可求解.
【详解】因为是奇函数,
故.
又是增函数,,.
所以,
则,解得.
故答案为:
3.(24-25高三上·上海·期中)已知定义域为的偶函数在上为严格减函数,则不等式的解集为 .
【答案】
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】根据条件,利用偶函数的性质,得到,即可求解.
【详解】因为是定义域为的偶函数,且在上为严格减函数,
由,得到,整理得到,解得,
故答案为:.
方法总结:对于在上是偶函数,且在单调递减,则;特别提醒不能忽略定义域;另外偶函数问题对变量加绝对值来比较大小
高频考点二:函数的最大(小)值
角度1:利用函数单调性求最值
典型例题
例题1.(25-26高三上·全国·课后作业)函数的最小值和最大值分别是( )
A.3,6 B.1,3 C.1,4 D.1,6
【答案】C
【知识点】利用函数单调性求最值或值域
【详解】函数在区间上单调递减,把6,3分别代入得.
例题2.(25-26高三上·全国·课后作业)函数的最小值是 .
【答案】
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、具体函数的定义域
【详解】由得的定义域为.又函数在区间上单调递增,函数在区间上单调递增,所以函数在区间上单调递增.所以当时,.
方法总结:函数单调性常涉及:
①图象法
②复合函数(同增异减)
③相加法:设,两个函数,在区间上的单调性如下表,则在上的单调性遵循(增+增=增;减+减=减)
增
增
增
减
减
减
增
减
增
减
增
减
精练高频考点
1.(24-25高三下·湖南永州·开学考试)已知,则的最小值是( )
A.2 B.3
C.4 D.5
【答案】D
【知识点】利用函数单调性求最值或值域
【分析】利用换元法,令,可将原函数转化为,再根据对勾函数的单调性,即可求出结果.
【详解】令,所以;
所以转化为;
即
又函数在上单调递减,在区间上单调递增,
所以当时,取到最小值为;
即当时,取到最小值,最小值为.
故选:D.
2.(2025·广东肇庆·二模)已知函数,则的最小值是 .
【答案】
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、求二次函数的值域或最值
【分析】分别求出函数在各段上的最小值,再比较即可求出.
【详解】当时,单调递减,所以.
当时,在区间上单调递减,在区间上单调增,
所以.
综上所述,的最小值是.
故答案为:.
角度2:根据函数最值求参数
典型例题
例题1.(2024高三·全国·专题练习)设函数且在上的最大值和最小值之和为,则的值为( )
A. B. C. D.3
【答案】B
【知识点】由对数(型)的单调性求参数、对数型复合函数的单调性、根据指数函数的最值求参数、根据函数的最值求参数
【分析】结合函数与的单调性可知在单调递增或单调递减,从而可得函数在上的最值分别为,代入可求的值.
【详解】由换底公式可得,
又与在区间上具有相同的单调性,
故在上单调递增或单调递减,在上的最值分别为,
故,由题意,解得.
故选:B
例题2.(23-24高三上·广西南宁·期中)函数在上的值域为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据函数的最值求参数
【分析】根据二次函数的性质进行求解即可.
【详解】二次函数图象的对称轴为:,在上的值域为,,,由图可知.
故选:A.
精练高频考点
1.(24-25高三上·青海·阶段练习)已知函数在区间上的最大值为5,则 .
【答案】3
【知识点】根据解析式直接判断函数的单调性、根据函数的最值求参数
【分析】化简函数,根据函数的解析式判断函数的单调性,再根据最值,即可求解.
【详解】因为在区间上是减函数,所以,解得.
故答案为:3
2.(23-24高三上·全国·课后作业)已知函数.
(1)若函数在区间上y随x增大而增大,求实数a的取值范围;
(2)若函数在区间上的最大值为1,求实数a的值.
【答案】(1)
(2)或
【知识点】根据函数的最值求参数、根据函数的单调性求参数值
【分析】(1)根据函数的单调性可得对称轴满足的条件,故可得参数的取值范围;
(2)就,及分类讨论后可得实数的值.
【详解】(1)由题设可得函数在上为增函数,而二次函数的对称轴为,
故即.
(2)二次函数的对称轴为,
当即时,函数在上为减函数,故最大值为即,符合;
当即时,函数在上递增,在上递减,
故最大值为,
故,解得或,因,故两解均舍;
当即时,此时函数在为增函数,
故最大值为即,
综上,或.
角度3:不等式恒成立问题
典型例题
例题1.(2025·安徽·模拟预测)已知函数,当时,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数不等式恒成立问题
【分析】分三种情况恒成立化简,再结合参数分离应用基本不等式计算求参.
【详解】函数,当时,,
当时,,符合题意;
当时,函数,不符合题意;
当时,函数恒成立,所以恒成立,
因为,所以恒成立,
所以恒成立,即得,
当时,恒成立,
当时,恒成立,
令,恒成立,
因为,当且仅当时取最小值4,
所以,符合题意;
则的取值范围是.
故选:C.
例题2.(上海市2024-2025学年高三下学期5月调研数学试卷)设,.已知函数的定义域为,且.
(1)若函数是偶函数,求的值;
(2)设,若对任意的,均有,求的取值范围.
【答案】(1),.
(2)
【知识点】利用导数研究不等式恒成立问题、由奇偶性求参数、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)方法一:首先根据函数是偶函数,求出的值,然后根据定义域两个端点的偶函数性质求出的值;
方法二:首先根据函数是偶函数,求出的值,然后根据求出的值.
(2)首先根据定义域求出的范围,然后通过讨论不同的范围下,利用函数的单调性和最大最小值,求出满足不等式成立的的范围,即是最终要求的答案.
【详解】(1)方法一:由函数是偶函数,,可知,解得,
同时,则,解得,
此时,对任意,显然有.
综上所述:,.
方法二:由函数是偶函数,,可知,解得.
且对任意,有,即,
化简得恒成立,所以.
综上所述:,.
(2)根据,,且,则或.
情况1:当时,对任意,,
故要使得,只需.
即,设,,
则,故是上的严格增函数,
故只需,解得,则.
情况2:当时,对任意,,
故要使得,只需.
即,设,,
由情况1可知,是上的严格增函数,
只需,即,与无交集,舍去.
综上所述,的取值范围是.
精练高频考点
1.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,其中a,.若对任意的,不等式在上恒成立,则b的取值范围为 .
【答案】
【知识点】函数不等式恒成立问题
【分析】利用变更主元法将问题转化为对任意的,不等式恒成立,进而有不等式在上恒成立,参变分离得,利用对勾函数的单调性求得,即可得解.
【详解】先将a看作主元,记关于a的一次函数,
则对任意的,不等式恒成立.
由于,故单调递增,则只要,
因此不等式在上恒成立.
分离变量得不等式在上恒成立,
故,
由对勾函数的单调性知在上单调递减,
所以,所以,即.
故答案为:
2.(2025高三·全国·专题练习)已知不等式对满足的一切实数m恒成立,则x的取值范围为 .
【答案】
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、函数不等式恒成立问题
【分析】设,原题意化为对恒成立,利用二次函数性质列不等式组,解一元二次不等式组即可.
【详解】设,
则不等式对满足的一切实数m恒成立
对恒成立.
当时,
即解得
故x的取值范围是.
故答案为:
角度4:不等式有解问题
典型例题
例题1.(多选)(24-25高三上·广东湛江·阶段练习)已知不等式在上有解,则实数的取值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【知识点】一元二次不等式在某区间上有解问题、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】变换得到在上有解,设,则,得到,根据对勾函数的单调性计算最值得到答案.
【详解】由,即,,
故在上有解,
设,则,
则,
因为函数在上单调递减,在上单调递增,
且当时,;当时,,
则的最大值为,故.
故选:AB.
例题2.(24-25高三下·浙江·期中)已知函数.
(1)当时,求关于的不等式的解;
(2)若对任意的,存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由指数函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】(1)利用二次函数的性质及得到,解一元二次不等式及指数函数的单调性求解集;
(2)问题化为,上,应用基本不等式及分类讨论求函数的最值,进而求参数范围.
【详解】(1)由题设,则在上单调递增,
由,且,即,
所以,可得,故,
所以不等式的解集为;
(2)由题意,,上,
在上,,
当且仅当时取等号,故,
在上,的开口向上且对称轴为,
当时,在上单调递增,则,
此时,不符合前提;
当时,在上单调递减,在上单调递增,
则,
此时,故;
当时,在上单调递减,则,
此时恒成立,即;
综上,.
精练高频考点
1.(24-25高三上·福建南平·期中)已知函数,若对均有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】求出函数在上的最小值,可得出,再结合恒成立可求得实数的取值范围.
【详解】因为,则该函数在上为增函数,
当时,,
因为对均有,
所以,,则,解得.
故选:D.
2.(24-25高三上·浙江杭州·期中)已知奇函数经过点.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性并用定义进行证明;
(3)若存在,使得不等式成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递增;证明见解析
(3)
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、利用函数单调性求最值或值域、由奇偶性求函数解析式、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】(1)根据为奇函数求出的值,根据的图象经过点求出即可求解;
(2)利用单调性的定义判断即可;
(3)由已知得,根据单调性求出最值即可求解.
【详解】(1)因为为奇函数,所以,
即,所以,得,
所以,,
因为函数经过点,所以,解得,
所以;
(2),,
,
因为,,所以,
所以,即,
所以函数在上单调递增;
(3)因为存在,使得不等式成立,
则,
由(2)知,函数在上单调递增,且为奇函数,
所以函数在上单调递增,
所以当时,;
令,,
的图象开口方向向上,对称轴方程为,
当时,,
所以,解得或,所以;
当时,,
所以,解得或,所以,
综上,或,
所以实数m的取值范围为.
第四部分:典型易错题型
备注:单调区间容易忽视定义域
1.(24-25高三上·广东广州·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】具体函数的定义域、求函数的单调区间、复合函数的单调性
【分析】现根据解析式有意义的条件求的定义域,然后在定义域内,利用复合函数的单调性法则求得结果.
【详解】要使函数有意义,则,
即,解得或,
函数定义域为.
令,则,在上单调递减,
对称轴为,开口向上,
在上单调递减,在上单调递增,
根据复合函数“同增异减”原则,可知的单调递减区间是.
故选:D.
2.(24-25高三上·天津河东·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】求函数的单调区间、求对数型复合函数的定义域、对数型复合函数的单调性
【分析】利用复合函数单调性的判断直接求解即可.
【详解】由题知,,
可得函数的定义域为,
可分解为和,
因为函数在上单调递减,
且在上单调递减,
在上单调递增,
综上,函数的单调递减区间为.
故选:D
备注:分段函数单调性问题容易忽视分段点大小比较
1.(23-24高三上·天津南开·期中)函数是上的减函数,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据分段函数的单调性求参数、分段函数的单调性
【分析】由分段函数单调性先分段分析,再在定义域上分析,建立关于的不等式组求解可得.
【详解】是上的减函数,
,解得,
故的取值范围是.
故答案为:.
备注:利用单调性解不等式容易忽略函数定义域
1.(24-25高三上·福建泉州·阶段练习)已知定义在上的偶函数,且当时,单调递减,则关于的不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】由区间关于0对称求得,然后利用偶函数的定义变形不等式,再根据单调性化简后,即可求解.
【详解】由题意,,
是偶函数,则不等式化为,
又在是单调递减,
所以,解得,
故选:D.
2.(24-25高三上·广东佛山·阶段练习)已知定义在上的偶函数在上单调递增,且,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】根据奇偶性与单调性的关系列出不等式求解,注意函数定义域.
【详解】因为已知为上的偶函数,且在上单调递增,
所以不等式,即,解得.
故选:A.
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