内容正文:
课时作业(六) 函数的单调性与最值
[基础保分练]
1.(多选)下列函数中在区间(0,1)上单调递减的是( )
A.y=x B.y=21-x
C.y=ln (x+1) D.y=|1-x|
BD 解析:A项,y=x在(0,1)上单调递增,
B项,y=21-x=2×()x在R上单调递减,
C项,y=ln (x+1)在(0,1)上单调递增,
D项,y=|1-x|=在(0,1)上单调递减.
2.函数f(x)=1-( )
A.在(-1,+∞)上单调递增
B.在(1,+∞)上单调递增
C.在(-1,+∞)上单调递减
D.在(1,+∞)上单调递减
B 解析:f(x)图象可由y=-图象向右平移一个单位长度,再向上平移一个单位长度得到,如图所示.
∴函数f(x)在(-∞,1)和(1,+∞)上单调递增.
3.(2024·西城区一模)已知函数f(x)=若f(x)存在最小值,则c的最大值为( )
A. B.
C. D.
A 解析:因为当-2<x<0时,f(x)=x2+x,图象为开口向上且以x=-为对称轴的抛物线,
此时f(x)min=f(-)=-;当0≤x<c时,f(x)=-,单调递减,此时令-=-,得x=,
所以c的取值范围为(0,],
所以c的最大值为.故选A.
4.设偶函数f(x)的定义域为R,当x∈[0,+∞)时,f(x)单调递增,则f(-2),f(π),f(-3)的大小关系是( )
A.f(π)>f(-3)>f(-2)
B.f(π)>f(-2)>f(-3)
C.f(π)<f(-3)<f(-2)
D.f(π)<f(-2)<f(-3)
A 解析:因为f(x)是偶函数,
所以f(-3)=f(3),f(-2)=f(2).
又因为函数f(x)在[0,+∞)上单调递增,
所以f(π)>f(3)>f(2),
即f(π)>f(-3)>f(-2).
5.(多选)(2025·山东日照实验中学月考)已知函数f(x)=x-(a≠0),下列说法正确的是( )
A.当a>0时,f(x)在定义域上单调递增
B.当a=-4时,f(x)的单调递增区间为(-∞,-2),(2,+∞)
C.当a=-4时,f(x)的值域为(-∞,-4]∪[4,+∞)
D.当a>0时,f(x)的值域为R
BCD 解析:当a>0时,f(x)=x-,
定义域为(-∞,0)∪(0,+∞).
∵f(x)在(-∞,0),(0,+∞)上单调递增,故A错误;
又当x→-∞时,f(x)→-∞,
当x→0-时,f(x)→+∞,
∴f(x)的值域为R,故D正确;
当a=-4时,f(x)=x+,
由其图象(图略)可知,BC正确.
6.函数y=+3,x∈[4,5]的值域____________.
答案: 解析:由f(x)=-在(0,+∞)上单调递增,
∴y=-+3在[4,5]上单调递增.
又当x=4时,y=;当x=5时,x=.
∴函数y的值域为.
7.若函数f(x)=ex-e-x,则不等式f(2x+1)+f(x-2)>0的解集为________.
答案: 解析:由f(-x)=-f(x),知f(x)=ex-e-x为奇函数,又易证在定义域R上f(x)是增函数,则不等式f(2x+1)+f(x-2)>0等价于f(2x+1)>-f(x-2)=f(-x+2),则2x+1>-x+2,即x>,故不等式的解集为.
8.已知f(x)=若函数f(x)的值域为[1,+∞),则a的最小值为______.
答案:-3 解析:由函数f(x)=可得f(2)=1,要使得函数f(x)的值域为[1,+∞),则满足解得-3≤a≤0,所以实数a的最小值为-3.
9.函数f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,对任意的x,y∈(0,+∞),都有f(x+y)=f(x)+f(y)-1,且f(4)=5.
(1)求f(2)的值;
(2)解不等式f(m-2)≥3.
解:(1)f(4)=f(2+2)=f(2)+f(2)-1,又f(4)=5,
∴f(2)=3.
(2)f(m-2)≥f(2),∴解得2<m≤4,∴m的取值范围为(2,4].
10.已知函数f(x)=.
(1)写出函数f(x)的定义域和值域;
(2)证明:函数f(x)在(0,+∞)上为单调递减函数,并求f(x)在x∈[2,8]上的最大值和最小值.
(1)解:定义域为{x|x≠0}.又f(x)=1+,所以值域为{y|y≠1}.
(2)证明:设0<x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=(1+)-(1+)=
-=.
又0<x1<x2,所以x1x2>0,x2-x1>0,
所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,在x∈[2,8]上,f(x)的最大值为f(2)=2,最小值为f(8)=.
[技能提分练]
11.若2x+5y≤2-y+5-x,则有( )
A.x+y≥0 B.x+y≤0
C.x-y≤0 D.x-y≥0
B 解析:原不等式可化为2x-5-x≤2-y-5y,
记函数f(x)=2x-5-x,
则原不等式可化为f(x)≤f(-y).
又函数f(x)在R上单调递增,
所以x≤-y,即x+y≤0.
12.若函数f(x)=在R上为增函数,则实数b的取值范围是( )
A.(,+∞) B.[1,2]
C.( D.(-∞,2]
B 解析:f(x)=在R上为增函数,
∴解得1≤b≤2,
∴实数b的取值范围是[1,2].
13.(2025·衡阳一中月考)如果几个函数的定义域相同、值域也相同,但解析式不同,称这几个函数为“同域函数”.函数y=-的值域为________,则与y是“同域函数”的一个解析式为________.
答案:[-1,1] y=2x-3,x∈[1,2]或y=sin 2πx,x∈[1,2]或y=3x-1-2,x∈[1,2](答案不唯一) 解析:因为y=-,
所以x≥1且x≤2,
所以函数的定义域为[1,2].
显然,函数y=f(x)=-在[1,2]上单调递增,所以f(x)∈[-1,1],所以函数的值域为[-1,1].
只要满足定义域为[1,2],且值域为[-1,1]的函数均符合题意,
例如y=sin 2πx,x∈[1,2]或y=2x-3,x∈[1,2]或y=3x-1-2,x∈[1,2].
14.已知函数f(x)=x3+(a>0)的最小值为8,求实数a的值.
解:由x-a≥0,得x≥a,故函数的定义域为[a,+∞).易知函数f(x)在[a,+∞)上单调递增,所以f(x)min=f(a)=a3=8,解得a=2.
[素养拉分练]
15.已知f(x)在(0,+∞)上是减函数,且f(x)+f(y)=f(xy)+1对任意x∈(0,+∞)都成立,写出一个满足以上特征的函数f(x)=__________.
答案:1-log3x(答案不唯一) 解析:由题意可知,f(x)+f(y)可变化为f(xy)的形式,由此可想到对数函数,又因为f(x)在(0,+∞)上是减函数且f(x)+f(y)=f(xy)+1,所以满足条件的一个函数可取f(x)=1-log3x.
16.函数g(x)=ax+2(a>0),f(x)=x2-2x,对∀x1∈[-1,2],∃x0∈[-1,2],使g(x1)=f(x0)成立,求a的取值范围.
解:若对∀x1∈[-1,2],∃x0∈[-1,2],
使g(x1)=f(x0)成立,只需函数y=g(x)的值域为函数y=f(x)的值域的子集即可.
函数f(x)=x2-2x=(x-1)2-1,x∈[-1,2]的值域为[-1,3].
当a>0时,g(x)=ax+2单调递增,
可得其值域为[2-a,2+2a],
要使[2-a,2+2a]⊆[-1,3],
需
解得0<a≤,
综上,a的取值范围为.
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