内容正文:
分级练(8) 函数的单调性与最值
分级一 提能强化
1.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1个单位长度,再向上平移1个单位长度得到,如图所示.
∴函数f(x)在(-∞,1)和(1,+∞)上单调递增.
2.函数f(x)=lg (x2-4)的单调递增区间为( )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C.(2,+∞) D.(-∞,-2)
C 解析:由复合函数的单调性知,要使f(x)单调递增,需解得x>2.
3.函数f(x)=,x∈(m,n]的最小值为0,则m的取值范围是( )
A.(1,2) B.(-1,2)
C.[1,2) D.[-1,2)
D 解析:∵f(x)==-1+在(-∞,-1)上单调递减,在(-1,+∞)上单调递减,且当x∈(m,n]时最小值为0,即f(n)=0,n=2,∴m<n=2.又函数f(x)的定义域分为两段,x=2在(-1,+∞)上,故m≥-1.综上,-1≤m<2.
4.偶函数f(x)在区间[-2,-1]上单调递减,则函数f(x)在区间[1,2]上( )
A.单调递增,且有最小值f(1)
B.单调递增,且有最大值f(1)
C.单调递减,且有最小值f(2)
D.单调递减,且有最大值f(2)
A 解析:由题意知偶函数f(x)在区间[-2,-1]上单调递减,因为偶函数的图象关于y轴对称,所以f(x)在[1,2]上单调递增,即有最小值为f(1),最大值为f(2).
5.函数f(x)=2|x-a|+3在区间[1,+∞)上不单调,则a的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.(1,+∞)
C.(-∞,1) D.(-∞,1]
B 解析:函数f(x)=2|x-a|+3的增区间为[a,+∞),减区间为(-∞,a],若函数f(x)=2|x-a|+3在区间[1,+∞)上不单调,则a>1.
6.已知定义在R上的函数f(x),对任意x∈(0,π),有f(x)-f(-x)=0,且x1,x2>0时,有>0,设a=f(),b=f(-2),c=f(3),则( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.a<c<b D.c<b<a
A 解析:因为对任意x∈(0,π),f(x)-f(-x)=0,所以f(-2)=f(2).因为x1,x2>0时,有>0,所以函数f(x)在区间(0,π)上是增函数.因为<2<3,所以f()<f(2)<f(3),即f()<f(-2)<f(3),所以a<b<c.
7.函数f(x)=-x+在[-2,-]上的最大值是________.
答案: 解析:易知f(x)在[-2,-]上单调递减,
即f(-2)为最大值,且为2-=.
8.若函数f(x)=是R上的减函数,则a的取值范围是________.
答案:[-6,1) 解析:由题意得解得-6≤a<1.
9.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:函数f(x)的定义域为{x|x≠0}.又f(x)=1+,所以函数f(x)的值域为{y|y≠1}.
(2)证明:由题意可设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,+∞)上为单调递减函数.
在x∈[2,8]上,f(x)的最大值为f(2)=2,最小值为f(8)=.
分级二 知能探究
10.若3x-3y>5-x-5-y,则( )
A.>
B.x3>y3
C.>
D.ln (x2+1)>ln (y2+1)
B 解析:由3x-3y>5-x-5-y得3x-5-x>3y-5-y.设f(x)=3x-5-x,易知f(x)是增函数,所以由3x-5-x>3y-5-y得x>y.当x<0时,C不存在,错误,A错误.当0>x>y时,0<x2<y2,0<x2+1<y2+1,从而ln (x2+1)<ln (y2+1),D错误.由不等式性质知,B正确.
11.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.
A 解析:可令|x|=t,则1≤t≤4,y=-,
易知y=-在[1,4]上单调递增,
∴其最小值为1-1=0;最大值为2-=.
故m=0,M=,则M-m=.
12.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+2)=f(-x),且在区间(1,+∞)上单调递增,则满足f(1-x)>f(x+3)的x的取值范围为( )
A.(-1,+∞) B.(-∞,-1)
C.(-1,1) D.(-∞,1)
B 解析:因为函数f(x)满足f(x+2)=f(-x),所以f(x)的图象关于直线x=1对称.又f(x)在区间(1,+∞)上单调递增,所以在(-∞,1)上单调递减.因为f(1-x)>f(x+3),所以|(1-x)-1|>|(x+3)-1|,即|-x|>|x+2|,平方后解得x<-1.所以x的取值范围为(-∞,-1).
13.已知减函数f(x)的定义域是实数集R,m,n都是实数.如果不等式f(m)-f(n)>f(-m)-f(-n)成立,那么下列不等式成立的是( )
A.m-n<0 B.m-n>0
C.m+n<0 D.m+n>0
A 解析:设F(x)=f(x)-f(-x).
∵f(x)是R上的减函数,
∴f(-x)是R上的增函数,-f(-x)是R上的减函数,
∴F(x)是R上的减函数,
∴当m<n时,有F(m)>F(n),
即f(m)-f(-m)>f(n)-f(-n)成立.
因此,当f(m)-f(n)>f(-m)-f(-n)成立时,不等式m-n<0一定成立.
14.能说明“若函数f(x)和g(x)在R上都是单调递增的,则h(x)=f(x)g(x)在R上单调递增”为假命题的函数f(x)和g(x)的解析式分别是________,________.
答案:f(x)=x g(x)=x(答案不唯一)
解析:根据题意,“若函数f(x)和g(x)在R上都是单调递增的,则h(x)=f(x)g(x)在R上单调递增”为假命题,即函数f(x),g(x)在R上均为增函数,而函数h(x)=f(x)g(x)在R上不是增函数,可考虑f(x),g(x)均为一次函数,可取f(x)=x,g(x)=x,则函数f(x)和g(x)在R上都是单调递增的,但函数h(x)=f(x)g(x)=x2在R上不是增函数.
15.设函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R),F(x)=
(1)若f(-1)=0,且对任意实数x均有f(x)≥0成立,求F(x)的解析式;
(2)在(1)的条件下,当x∈[-2,2]时,g(x)=f(x)-kx是单调函数,求实数k的取值范围.
解:(1)∵f(-1)=0,∴b=a+1.
由f(x)≥0恒成立,知a>0且方程ax2+bx+1=0中
Δ=b2-4a=(a+1)2-4a=(a-1)2≤0,
∴a=1,b=2.
从而f(x)=x2+2x+1.
∴F(x)=
(2)由(1)可知f(x)=x2+2x+1,
∴g(x)=f(x)-kx=x2+(2-k)x+1.
∵g(x)在[-2,2]上是单调函数,
∴-≤-2或-≥2,解得k≤-2或k≥6.
故实数k的取值范围为(-∞,-2]∪[6,+∞).
分级三 素能创新
16.如果函数y=f(x)在区间I上是减函数,而函数y=在区间I上是增函数,那么称函数y=f(x)是区间I上的“缓减函数”,区间I叫“缓减区间”.可以证明函数f(x)=+(a>0,b>0)的单调递增区间为(-∞,-],[,+∞);单调递减区间为[-,0),(0,].若函数h(x)=x2-2x+1是区间I上的“缓减函数”,则下列区间中为函数h(x)的“缓减区间”的是( )
A.(0,2] B.(0,]
C.[,2] D.[1,]
C 解析:对于h(x)=x2-2x+1,单调递减区间是(-∞,2];对于y==+-2,单调递增区间是(-∞,-]和[,+∞).故h(x)=x2-2x+1的“缓减区间”为(-∞,-]和[,2],只有C中的[,2]⊆[,2],其他都不包含在上述区间中的任意一个之内,故选C.
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