内容正文:
课时作业(六) 函数的单调性与最值
[基础保分练]
1.(2023·北京卷)下列函数中,在区间(0,+∞)上单调递增的是( )
A.f(x)=-ln x B.f(x)=
C.f(x)=- D.f(x)=3|x-1|
答案:C
2.函数f(x)=的单调递增区间是( )
A.(-∞,1] B.[1,+∞)
C.[1,3] D.[-1,1]
答案:D
3.(2024·长沙二模)定义在R上的偶函数f(x)在[0,+∞)上单调递减,且f(-3)=0,若不等式f(x-m)>0的解集为(-1,5),则m的值为( )
A.3 B.2 C.-2 D.-3
答案:B
4.已知函数f(x)在R上是递减函数,a,b∈R且a+b<0,则有( )
A.f(a)+f(b)<0
B.f(a)+f(b)>0
C.f(a)+f(b)<f(-a)+f(-b)
D.f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b)
答案:D
5.若函数y=在{x|1≤|x|≤4,x∈R}上的最大值为M,最小值为m,则M-m=( )
A. B.2 C. D.
答案:A
6.(多选)下列函数中,在区间(2,+∞)上单调递增的是( )
A.f(x)=|x-3|
B.f(x)=x+
C.f(x)=x3+2x
D.f(x)=
答案:BC
7.(多选)(2025·淄博模拟)已知函数f(x)=a(a>0且a≠1)在区间[1,3)上单调递增,则实数a的取值可能是( )
A. B.
C. D.
答案:ABC
8.已知函数f(x)的定义域为R,当x>0时满足:①f(x)-2f(-x)=0;②对任意x1>0,x2>0,x1≠x2,有(x1-x2)(f(x1)-f(x2))>0恒成立;③f(4)=2f(2)=2,则不等式x[f(x)-1]>0的解集为________.(用区间表示)
答案:(-4,0)∪(2,+∞) 解析:根据题意,当x>0时满足f(x)-2f(-x)=0,即f(x)=2f(-x),
又由f(4)=2f(2)=2,则f(-4)=1,f(2)=1.
若对任意x1>0,x2>0,x1≠x2有(x1-x2)(f(x1)-f(x2))>0恒成立,则f(x)在(0,+∞)上为增函数,
设x1<x2<0,则-x1>-x2>0,有[(-x1)-(-x2)]·[f(-x1)-f(-x2)]>0,
即(x2-x1)[f(x1)-f(x2)]>0,所以(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]<0,
则f(x)在(-∞,0)上为减函数,
x[f(x)-1]>0⇒或
分析可得-4<x<0或x>2,即不等式的解集为(-4,0)∪(2,+∞).
9.函数f(x)=x+的值域为________.
答案:[,+∞) 解析:由2x-1≥0,得x≥,∴函数f(x)的定义域为[,+∞).
又函数f(x)=x+在[,+∞)上单调递增,
∴当x=时,函数取最小值f()=,
∴函数f(x)的值域为[,+∞).
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)在区间[2,8]上的最大值和最小值.
(1)解:函数f(x)的定义域为{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)=-=-=.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,+∞)上为单调递减函数,在区间[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.(2025·临沂模拟)若实数x,y满足2 022x-2 022y<2 023-x-2 023-y,则( )
A.x-y<0 B.x-y>0
C.<1 D.>1
答案:A
12.(多选)已知函数f(x)=则下列结论正确的是( )
A.f(x)在R上为增函数
B.f(e)>f(2)
C.若f(x)在(a,a+1)上单调递增,则a≤-1或a≥0
D.当x∈[-1,1]时,f(x)的值域为[1,2]
答案:BC
13.已知定义域为(0,+∞)的减函数f(x)满足f(xy)=f(x)+f(y),且f(2)=-1,则不等式f(x+2)+f(x+4)>-3的解集为__________.
答案:(-2,0) 解析:由题意知,
-3=3f(2)=f(8),f(x+2)+f(x+4)=f(x2+6x+8),
f(x+2)+f(x+4)>-3⇒⇒⇒-2<x<0.
14.(2025·南通模拟)已知f(x)在(0,+∞)上是减函数,且f(x)+f(y)=f(xy)+1对任意的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,故答案为1-log3x(答案不唯一).
15.(2025·厦门集美中学模拟)已知函数f(x)是定义域为R的函数,f(2+x)+f(-x)=0,对任意x1,x2∈[1,+∞)(x1<x2),均有f(x2)-f(x1)>0,已知a,b(a≠b)为关于x的一元二次方程x2-2x+t2-3=0的两个解,求关于t的不等式f(a)+f(b)+f(t)>0的解集.
解:由f(2+x)+f(-x)=0,得f(1)=0且函数f(x)关于点(1,0)对称.
由对任意x1,x2∈[1,+∞)(x1<x2),均有f(x2)-f(x1)>0,
可知函数f(x)在[1,+∞)上单调递增.
又因为函数f(x)的定义域为R,所以函数f(x)在R上单调递增.
因为a,b(a≠b)为关于x的一元二次方程x2-2x+t2-3=0的两个解,
所以Δ=4-4(t2-3)>0,解得-2<t<2,且a+b=2,即b=2-a.
又f(2+x)+f(-x)=0,令x=-a,则f(a)+f(b)=0,
则由f(a)+f(b)+f(t)>0,得f(t)>0=f(1),所以t>1.
综上,t的取值范围是(1,2).
16.已知函数f(x)满足f(x+y)=f(x)+f(y)-1(x,y∈R),当x>0时,f(x)>1,且f(1)=2.
(1)求f(0),f(-1)的值,并判断f(x)的单调性;
(2)当x∈[1,2]时,不等式f(ax2-3x)+f(x)<1恒成立,求实数a的取值范围.
解:(1)令x=y=0,得f(0+0)=f(0)+f(0)-1,得f(0)=1,
令x=-1,y=1,得f(0)=f(-1)+f(1)-1,
得f(-1)=0.
设x1,x2是任意两个不相等的实数,且x1<x2,所以x2-x1>0,所以f(x2)-f(x1)=f(x2-x1+x1)-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-1-f(x1)=f(x2-x1)-1,
因为x2-x1>0,所以f(x2-x1)>1,所以f(x2-x1)-1>0,
因此f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1),所以f(x)在R上为增函数.
(2)因为f(ax2-3x)+f(x)<1,即f(ax2-2x)+1<1,即f(ax2-2x)<0,
又f(-1)=0,所以f(ax2-2x)<f(-1),
又f(x)在R上为增函数,所以ax2-2x<-1在x∈[1,2]上恒成立,
得ax2-2x+1<0在x∈[1,2]上恒成立,即a<-在x∈[1,2]上恒成立,即a<,x∈[1,2].
因为-=-+1,当x=2时,-取得最小值,所以a<,
所以实数a的取值范围是.
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