内容正文:
课时训练(9) 函数的单调性
一、单选题
1.下列函数中,在区间(1,+∞)上单调递减的是( )
A.f(x)=
B.f(x)=e-x
C.f(x)=x+
D.f(x)=ln x
B 解析:对于A,f(x)=在定义域[0,+∞)上单调递增,故A错误;对于B,f(x)=e-x=()x在定义域R上单调递减,故B正确;对于C,f(x)=x+,则f′(x)=1-=,当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,所以f(x)=x+在(1,+∞)上单调递增,故C错误;对于D,f(x)=ln x在定义域(0,+∞)上单调递增,故D错误.
2.函数f(x)=在( )
A.(-∞,1)∪(1,+∞)上单调递增
B.(-∞,1)∪(1,+∞)上单调递减
C.(-∞,1)和(1,+∞)上单调递增
D.(-∞,1)和(1,+∞)上单调递减
C 解析:函数f(x)的定义域为{x|x≠1},f(x)==-1,根据函数y=-的单调性及有关性质,可知f(x)在(-∞,1)和(1,+∞)上单调递增.
3.已知函数f(x)=ax+1在R上单调递减,则函数g(x)=a(x2-4x+3)的单调递增区间为( )
A.(-2,+∞)
B.(2,+∞)
C.(-∞,2)
D.(-∞,-2)
C 解析:由函数f(x)=ax+1在R上单调递减,可知a<0.∴g(x)=a(x2-4x+3)的图象开口向下,对称轴为直线x=2,∴g(x)在(-∞,2)上单调递增.故选C.
4.函数y=f(x)在R上是增函数,若a+b≤0,则有( )
A.f(a)+f(b)≤-f(a)-f(b)
B.f(a)+f(b)≥-f(a)-f(b)
C.f(a)+f(b)≤f(-a)+f(-b)
D.f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)
C 解析:∵a+b≤0,∴a≤-b,b≤-a,又函数f(x)在R上是增函数,∴f(a)≤f(-b),f(b)≤f(-a).故f(a)+f(b)≤f(-a)+f(-b),故选C.
5.已知函数f(x)=(t>0)是区间(0,+∞)上的增函数,则实数t的取值范围是( )
A.{1} B.(0,+∞)
C.(1,+∞) D.[1,+∞)
D 解析:∵f(x)=(t>0)是区间(0,+∞)上的增函数,∴∴t≥1.
6.(2025·黄冈模拟)已知函数f(x)=若f(a)=f(a+3),则g(x)=ax2+x的单调递增区间为( )
A.(,+∞) B.(-∞,)
C.(,+∞) D.(-∞,)
D 解析:依题意,解得a=-1,故g(x)=-x2+x,可知g(x)在(-∞,)上单调递增.
二、多选题
7.定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x)的图象如图所示,则下列关于函数f(x)的说法中正确的是( )
A.f(x)在区间[-5,-3]上单调递增
B.f(x)在区间[1,4]上单调递增
C.f(x)在区间[-3,1]∪[4,5]上单调递减
D.f(x)在区间[-5,5]上不单调
ABD 解析:由图可知,f(x)在区间[-5,-3]上单调递增,A正确;f(x)在区间[1,4]上单调递增,B正确;f(x)在区间[-3,1],[4,5]上单调递减,单调区间不可以用“∪”连接,C错误;f(x)在区间[-5,5]上不单调,D正确.
8.(2025·万州期末)如果函数f(x)在[a,b]上单调递增,对于任意的x1,x2∈[a,b](x1≠x2),下列结论中正确的是( )
A.>0
B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0
C.f(a)≤f(x1)<f(x2)≤f(b)
D.<0
AB 解析:由函数单调性的定义,可知若函数f(x)在给定的区间上单调递增,则x1-x2与f(x1)-f(x2)同号,由此可知,选项A,B正确,D错误;对于选项C,因为x1,x2的大小关系无法判断,所以f(x1),f(x2)的大小关系也无法判断,故C错误.
三、填空题
9.下列函数中满足“对任意x1,x2∈(0,+∞),都有>0”的是________(填序号).
①f(x)=-;②f(x)=-3x+1;③f(x)=x2+4x+3;④f(x)=x-.
答案:①③④ 解析:由题意,知f(x)在(0,+∞)上为增函数,①f(x)的增区间为(-∞,0)和(0,+∞);②f(x)在R上单调递减;③f(x)的增区间为(-2,+∞);④f(x)的增区间为(0,+∞)和(-∞,0),故①③④正确.
10.已知函数f(x)=|x+a|在区间(-∞,-1)上是单调函数,则实数a的取值范围是________.
答案:(-∞,1] 解析:作出f(x)的图象如图所示,
由图可知-a≥-1,即a≤1,即实数a的取值范围是(-∞,1].
11.设函数f(x)在R上为增函数,则下列结论正确的是( )
A.y=在R上为减函数
B.y=|f(x)|在R上为增函数
C.y=-在R上为增函数
D.y=-f(x)在R上为减函数
D 解析:对于A,若f(x)=x,则y==,在R上不是减函数,错误;对于B,若f(x)=x,则y=|f(x)|=|x|,在R上不是增函数,错误;对于C,若f(x)=x,则y=-=-,在R上不是增函数,错误;对于D,函数f(x)在R上为增函数,则对于任意的x1,x2∈R,设x1<x2,必有f(x1)<f(x2),对于y=-f(x),则有y1-y2=[-f(x1)]-[-f(x2)]=f(x2)-f(x1)>0,则y=-f(x)在R上为减函数,正确.故选D.
12.(2025·丽水模拟)已知函数y=f(x)的定义域为R,对任意x1,x2且x1≠x2,都有>-1,则下列说法正确的是( )
A.y=f(x)+x是增函数
B.y=f(x)+x是减函数
C.y=f(x)是增函数
D.y=f(x)是减函数
A 解析:不妨令x1<x2,∴x1-x2<0,∵>-1⇔f(x1)-f(x2)<-(x1-x2)⇔f(x1)+x1<f(x2)+x2,令g(x)=f(x)+x,∴g(x1)<g(x2),又x1<x2,∴g(x)=f(x)+x是增函数.
13.(2025·广东四校联考)函数y=()x2-3x+2的单调递增区间是( )
A.(-∞,1] B.[1,2]
C.[,+∞) D.(-∞,]
D 解析:y=()u在R上单调递减,由复合函数的单调性可知,只需求出u=x2-3x+2的单调递减区间.易知u=x2-3x+2=(x-)2-的单调递减区间为(-∞,],故y=()x2-3x+2的单调递增区间是(-∞,].
14.已知命题p:“若f(x)<f(4)对任意的x∈(0,4)都成立,则f(x)在(0,4)上单调递增”.能说明命题p为假命题的一个函数是____________________.
答案:f(x)=(x-1)2(答案不唯一,如f(x)=只要满足题意即可) 解析:由题意知,令f(x)=(x-1)2,满足f(x)<f(4)对任意的x∈(0,4)都成立,
但函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,4)上单调递增,
所以函数f(x)=(x-1)2可以说明命题p为假命题.
15.定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足下面三个条件:①对任意正数a,b,都有f(a)+f(b)=f(ab);②当x>1时,f(x)<0;③f(2)=-1.
(1)求f(1)和f()的值;
(2)试用单调性定义证明:函数f(x)在(0,+∞)上是减函数.
(1)解:令a=b=1得f(1)=f(1)+f(1),则f(1)=0,
而f(4)=f(2)+f(2)=-1-1=-2,且f(4)+f()=f(1)=0,则f()=2.
(2)证明:∀x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,
∴>1,当x>1时,f(x)<0,∴f()<0,
∴f(x2)-f(x1)=f(x1·)-f(x1)=f(x1)+f()-f(x1)=f()<0,即f(x2)<f(x1),
∴f(x)在(0,+∞)上是减函数.
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