内容正文:
数学 必修第一册 XJ
1
3.2.1
3.2.1 函数的单调性与最值
2
3.2.1
课时1 函数的单调性
刷基础
3
1.[江苏苏州2025高一月考]下列说法正确的是( )
C
A.所有的函数在其定义域上都具有单调性
B.若函数在区间上单调递减,则函数的单调递减区间是
C.若函数为上的减函数,则
D.若函数在定义域上有,则函数 是增函数
题型1 单调性定义的理解
4
解析 对于A,函数在其定义域 上不具有单调性,故A错误;
对于B,函数在区间上单调递减,但的单调递减区间是 ,故B错误;
对于C,函数为上的减函数,因为,所以 ,故C正确;
对于D,函数, ,
,满足,但在上单调递增,在 上单调递减,
所以在其定义域 上不是增函数,故D错误.故选C.
题型1 单调性定义的理解
5
2.(多选)[黑龙江牡丹江2025高一期末]函数是上的减函数,且 ,
则下列选项正确的是( )
ABC
A. B.
C. D.
题型1 单调性定义的理解
6
解析 A,B选项,是上的减函数,且,故 ,则
,A,B正确;
C,D选项,因为,,所以 ,
,C正确,D错误.
故选 .
题型1 单调性定义的理解
7
3.[北京人大附中2024高一期中]“函数在区间 上不是增函数”的一个充要条件是
( )
B
A.“存在,,使得且 ”
B.“存在,,使得且 ”
C.“存在,使得 ”
D.“存在,使得 ”
题型1 单调性定义的理解
8
解析 若函数在区间上是增函数,即任意,,使得且 ,则若函数
在区间上不是增函数,即存在,,使得且 .故选B.
题型1 单调性定义的理解
9
4.如图是函数的图象,其定义域为,则函数 的单调递减区间
是( )
C
A. B.
C., D.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
10
解析 若函数单调递减,则对应图象呈下降趋势,则由题图知,的单调递减区间为 ,
,故选C.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
11
特别注意
解题时需注意单调区间不能用“ ”连接.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
12
5.(多选)[陕西咸阳高新一中2024高一质量检测]下列函数中,在区间 上单调递增的是
( )
ABC
A. B. C. D.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
13
解析 作出,,,的图象如图所示,则由函数的图象知, ,
在上单调递增,在上单调递减.故选 .
题型2 确定函数的单调区间及单调性
6.[福建福州2025高一月考]函数 的单调递减区间为( )
B
A. B. C. D.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
15
解析 作出函数 的大致图象,如图所示,由图可
知函数的单调递减区间为 .故选B.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
7.[辽宁省实验中学2025高一期中]设函数为 上的增函数,则下列结论正确的是( )
D
A.在上为增函数 B.在 上为减函数
C.在上为增函数 D.在 上为减函数
题型2 确定函数的单调区间及单调性
17
解析 由题设,满足要求,则为常数函数且定义域不是 ,故排除B;
,在上不是单调函数,且函数 的定义域不是 ,故排除
A,C;
若函数在上为增函数,则在 上为减函数,D正确.故选D.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
18
8.函数 的单调递减区间是_ _____________.
,
解析 当或时,,图象的对称轴方程为 ,
当时,,图象的对称轴方程为 ,
作出 的图象如图所示,
由图可知,的单调递减区间为 ,1, .
题型2 确定函数的单调区间及单调性
19
9.[甘肃张掖2025高一月考]已知函数且经过, 两点.
(1)求函数 的解析式;
【解】将点,的坐标代入解析式得
解得故 .
题型2 确定函数的单调区间及单调性
20
(2)利用单调性的定义证明:在 上单调递增.
【证明】任取,,且 ,
则
,
题型2 确定函数的单调区间及单调性
21
因为,,,所以, ,
故 ,
故,所以在 上单调递增.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
22
链接教材
此题改编自教材第81页例1,利用定义判断函数单调性的步骤:
(1)在定义域内任取 .
(2)计算 并化简整理.
(3)判断 的正负.
(4)得出结论,若,则单调递增;若,则 单调递减.
题型2 确定函数的单调区间及单调性
23
10.[广东广州华南师大附中2025高一期中]函数 的大致图象是( )
B
A. B. C. D.
题型3 函数单调性的应用
24
解析 函数的定义域为,且
当时,因为函数,在上都单调递减,所以函数 在
上单调递减.
当时,由对勾函数的单调性可知,函数在上单调递减,在 上单调
递增,故符合函数 的图象为B选项中的图象.故选B.
题型3 函数单调性的应用
25
规律方法
根据函数解析式判断函数图象的一般方法
(1)验证定义域;
(2)验证特殊值;
(3)验证单调性;
(4)验证奇偶性(后续会学习).
题型3 函数单调性的应用
26
11.[宁夏银川一中2025高一期中]函数为定义在上的减函数,若 ,则( )
C
A. B.
C. D.
题型3 函数单调性的应用
27
解析 是定义在上的减函数,,与的大小关系不能确定,从而, 的
大小关系不确定,故A错误.
,当或时,;当时,,故, 的大
小关系不确定,故B错误.
,, ,故C正确.
,当或时, ;当
时,,故, 的大小关系不确定,D错误.故选C.
题型3 函数单调性的应用
28
12.[湖北孝感2024高一期中]若函数与在区间 上都单调递
减,则实数 的取值范围是( )
A
A. B. C. D.
题型3 函数单调性的应用
29
解析 由题意,函数的图象对应的抛物线开口向下,对称轴为直线,故
在 上单调递减,
若在区间上单调递减,则,解得 .
函数,若在区间上单调递减,则 ,且
或,即或 .
综上,实数的取值范围是 ,故选A.
题型3 函数单调性的应用
30
归纳总结
含参数的单调性问题,应先分析函数的单调性情况,求出函数的单调区间,再结合题中给出的函数的
单调性信息,转化为区间的包含关系,最后由区间的包含关系得到关于参数的不等式(或不等式组)
进行求解.
注意根据二次函数在某一区间上单调性求参数的范围时,利用二次函数图象的对称轴在区间外部或
端点处列不等式求解.
题型3 函数单调性的应用
31
13.[福建泉州2025高一段考]已知函数,则不等式 的
解集为( )
C
A. B. C. D.
题型3 函数单调性的应用
32
解析 函数,由解得 ,则
的定义域为 .
因为是增函数, 也是增函数,
所以是 上的增函数,
由不等式得解得 ,故选C.
题型3 函数单调性的应用
33
规律方法
利用函数的单调性,脱去不等式中的“ ”,转化为关于自变量的不等式,例如对于一个增函数,若有
,则能得到;对于一个减函数,若有,则能得到 .然后通过
解这个相对简单的不等式来解决问题,同时注意定义域的限制.
题型3 函数单调性的应用
34
14.若函数在上单调递减,在上单调递增,则实数 的取值
范围是( )
D
A. B. C. D.
题型3 函数单调性的应用
35
解析 函数根据反比例函数的性质可得在区间 上单调递减,要
使函数在区间上单调递减,则 .
由在上单调递增,得,解得.故实数的取值范围是 .故
选D.
题型3 函数单调性的应用
36
15.[安徽蚌埠2025高一联考]已知定义在上的函数满足 ,
,且当时,,则不等式 的解集为( )
B
A.或 B.或 C. D.
题型3 函数单调性的应用
37
解析 已知, ,
令,则 ,
令,,则 .
令,,且,则 ,
整理得 ,
因为,所以,可得 ,
所以,即 ,
可知在 上单调递增.
又,即 ,
可得,即 ,
结合在定义域上单调递增,可得,解得或 ,
所以不等式的解集为或 .故选B.
题型3 函数单调性的应用
38
16.[甘肃武威2025高一月考]定义在上的函数满足:①当时, ;②对
任意实数,都有 .
(1)证明:当时, ;
【证明】令,则,所以 .
当时,,则 ,
在 中,
令,则,所以 .
题型3 函数单调性的应用
39
(2)判断在 上的单调性;
【解】设,则,所以 ,
于是 ,
故在 上单调递增.
题型3 函数单调性的应用
40
(3)解不等式 .
【解】由题意知,原不等式等价于 ,
由(2)知,在上单调递增,可得,且, ,解
得 .
故原不等式的解集是 .
题型3 函数单调性的应用
41
17.若函数在上单调递减,则实数 的取值范围是_ _____.
解析 当时,,显然此函数在 上单调递减;
当时,函数图象的对称轴为直线,要使函数在 上单调递减,
只需满足解得 .
综上所述,实数的取值范围是 .
易错点1 忽略含参函数的分类讨论而致错
42
易错警示
形如型函数的单调性问题,由于 的值不确定,因此函数不一定是二次函数,要对
的取值进行分类讨论.本题的易错之处是忽视二次项系数为0的情况.
易错点1 忽略含参函数的分类讨论而致错
43
18.[四川眉山2025高一期中联考]已知函数在 上单调递
增,则实数 的取值范围为( )
D
A. B. C. D.
易错点2 忽略分段函数的分界点而致错
44
解析 当时,,函数 的图象开口向下,对称轴为直线
,当时, 单调递增.
当时, ,
又因为函数在上单调递增,当时,函数在 上单调递增.
所以解得 .故选D.
易错点2 忽略分段函数的分界点而致错
45
易错警示
对于分段函数在实数集 上的单调递增(减)的问题,除了保证在定义域的每一个区间上单调性相
同之外,还要考虑在分界点处的函数值的大小关系.若函数是增函数,则在分界点处左边函数值小于
或等于右边函数值;若函数是减函数,则在分界点处右边函数值小于或等于左边函数值,这样才能
满足在 上单调递增(减),否则求出的参数的取值范围会出现错误.
易错点2 忽略分段函数的分界点而致错
46
3.2.1
课时2 函数的最值
刷基础
47
1.已知函数的定义域为,有以下三种说法:①若存在常数,使得对任意 ,有
,则是的最大值;②若存在,使得对任意,有,则
是的最大值;③若存在,使得对任意,且,有,则 是
的最大值.其中正确说法的个数为( )
C
A.0 B.1 C.2 D.3
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
48
解析 由函数最大值的概念知②③正确.
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
49
2.[江西师大附中2024高一期中]函数, 的值域是( )
C
A. B.
C. D.
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
50
解析 ,
当时,单调递增,,且当时, ,
当时,单调递增,,且当时, ,
故函数,,的值域是 .故选C.
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
51
3.[浙江绍兴2025高一期中]已知,,记,则函数 ,
的最大值为( )
B
A. B.1 C. D.2
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
52
解析 由得或 ,
当时,,,在 上单调递增;
当时,,,在, 上单调递增;
当时,,,在 上单调递减.
因此在上单调递增,在上单调递减,所以 ,故选B.
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
53
4.[辽宁大连八中2025高一段考]若函数的值域是 ,则函数
的值域是( )
B
A. B. C. D.
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
54
解析 因为函数的值域是,所以函数的值域是 .
令,则 ,由对勾函数的性质可知,函数
在上单调递减,在 上单调递增,
而,, ,
则,即函数的值域是 .故选B.
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
55
5.(多选)[吉林长春实验中学2025高一期中]已知函数 ,
则下列命题正确的是( )
BC
A.当 时,函数最大值为1
B.当 时,函数最大值为0
C.若存在最大值,则
D.,在 上不可能单调递减
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
56
解析 A选项,当时,在上单调递减,故 ;
在上单调递增,在 上单调递减,
故,所以当 时,函数最大值不存在,故A错误.
B选项,当时,在上单调递减,故 ;
在上单调递增,在 上单调递减,
故,所以当 时,函数最大值为0,故B正确.
C选项,因为在上单调递减,所以 ;
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
57
若,则在上单调递增,则 .
因为,所以,此时 无最大值;
若,则在上单调递增,在 上单调递减,
则,要使存在最大值,则,解得 ,故C正确.
D选项,注意到当,时,在 上单调递减,故D错误.
故选 .
题型1 函数的最大(小)值的判定及求解
58
6.已知函数在上的值域为,则实数 的取值范围是( )
A
A. B. C. D.
题型2 函数的最大(小)值的应用
59
解析 二次函数图象的对称轴为直线 ,
在上的值域为, ,
,由图可知 .故选A.
题型2 函数的最大(小)值的应用
7.生产一定数量商品的全部费用称为生产成本,它可以表示为商品数量的函数.现知一企业生产某
种商品的件数为时的成本函数为(万元), .若售出一件商品收入是
20万元,那么该企业为获取最大利润,应生产这种商品的件数为( )
A
A.18 B.36 C.22 D.9
题型2 函数的最大(小)值的应用
61
解析 由题意可知,售出件商品时的收入是 万元,则企业获得的利润
, .
由二次函数的性质可知,当时,利润最大, 该企业为获取最大利润,应生产这种商品的件数为
18.故选A.
题型2 函数的最大(小)值的应用
62
8.[河南信阳高级中学2024高一月考]已知若是 的最小值,
则实数 的取值范围为( )
C
A. B. C. D.
题型2 函数的最大(小)值的应用
63
解析 当时, ,
所以要使是的最小值,则 ,
又当时,,当且仅当 时取等号,
所以,即,解得,又因为,所以 .故选C.
题型2 函数的最大(小)值的应用
64
归纳总结
本题中分段函数的最小值应该是两段最小值中的较小者,故应分析两段的最小值并给出它们的不等关系.
题型2 函数的最大(小)值的应用
65
9.[广东广州广雅中学2025高一质量检测]已知,函数在区间 上
的最大值是5,则 的取值范围是( )
B
A. B. C. D.
题型2 函数的最大(小)值的应用
66
解析 当时,在上单调递减,在 上单调递增,
所以 ,
当时, ,
此时的最大值为,解得 ,舍去;
当时, ,符合题意;
当时,, ,
则
或
题型2 函数的最大(小)值的应用
67
解得或 .
综上,实数的取值范围是 .故选B.
题型2 函数的最大(小)值的应用
10.[江苏西交大苏州附中2025高一期中]已知函数, .
(1)若,求函数, 的值域.
【解】若,则
当时, .
当时, ,
所以函数,的值域为 .
题型2 函数的最大(小)值的应用
69
(2)设,是否存在实数,使得的最小值为 ?若存在,请求出所有符
合条件的实数 ;若不存在,请说明理由.
[答案] 由题意可得
①当时,根据二次函数的性质,可知函数在 上单调递减,
在上单调递增,所以函数的最小值为 .
又的最小值为,所以,解得 .
题型2 函数的最大(小)值的应用
70
②当时,根据二次函数的性质,可知函数在上单调递减,在 上单
调递增,所以函数的最小值为 .
又的最小值为,所以,解得,又,所以 .
③当时,根据二次函数的性质,可知函数在 上单调递减,
在上单调递增,所以函数的最小值为 .
又的最小值为,所以,解得 .
综上所述,存在实数,使得的最小值为,此时 .
题型2 函数的最大(小)值的应用
71
11.[山东济宁2024高一期中]设函数,若不等式 对任意的
恒成立,则实数 的取值范围是( )
B
A. B. C. D.
题型3 恒成立与能成立问题
72
解析 ,即在区间 上恒成立.
令,则的图象开口向上且对称轴为 轴.
若,此时,而不恒为负数,所以 不恒成立,矛盾;
若,此时,要使得,则 恒成立,
而在上单调递增,所以 ,
所以只需满足,解得或 (舍去),故选B.
题型3 恒成立与能成立问题
73
12.已知函数的定义域为,设函数的定义域为.若,使得 成
立,则实数 的取值范围为( )
C
A. B. C. D.
题型3 恒成立与能成立问题
74
解析 由题意得,可得,故 .
若,使得成立,故在上, .
又,即的图象开口向上且对称轴为直线 ,易知在
上,单调递减,所以,故 .故选C.
题型3 恒成立与能成立问题
75
13.[浙江杭州2025高一期中]若命题“,不等式 恒成立”是真
命题,则实数 的取值范围是( )
A
A. B. C. D.
题型3 恒成立与能成立问题
76
解析 若命题“,不等式恒成立”是真命题,则 ,不
等式 恒成立.
令,则,,则有,可得 .
因为函数,在区间 上均为减函数,
所以函数在区间 上为减函数,
故当时,,所以 ,
即实数的取值范围是 .故选A.
题型3 恒成立与能成立问题
77
规律方法
不等式的恒成立与有解问题的转化规则
①若在上恒成立,则 ;
②若在上恒成立,则 ;
③若在上有解,则 ;
④若在上有解,则 .
题型3 恒成立与能成立问题
78
14.[广东深圳华中师大附中2025高一月考]已知函数,, ,
.对于任意的,存在,使得,则实数 的取值范围是
________.
题型3 恒成立与能成立问题
79
解析 由题意知,对于任意的,存在,使得 ,即需满足
.
函数在上单调递减,所以 ,
当时,在区间上单调递增,则 ,
所以,解得,所以 ;
当时,在区间上单调递减,则 ,
所以,解得,所以 ;
当时, 符合题意.
综上所述,实数的取值范围是 .
题型3 恒成立与能成立问题
80
15.[黑龙江哈尔滨四中等校2025高一期中联考]已知函数 .
(1)当时,求函数 的单调递增区间(写出结论即可);
【解】当时,
所以函数的单调递增区间为, .
题型3 恒成立与能成立问题
81
(2)在(1)的条件下,当时,恒成立,求实数 的取值范围;
[答案] 由(1)可知,当时, ,
则,即 ,
即在 上恒成立.
因为函数在 上单调递减,
所以,所以 ,
故实数的取值范围为 .
题型3 恒成立与能成立问题
82
(3)当时,求函数在上的最小值 .
[答案] 当时,,其图象的对称轴为直线 ,
所以函数在上单调递增, ;
当时,又 ,
结合图象知,在上单调递减,在 上单调递增,
所以 ;
当时,,其图象的对称轴为直线 ,
题型3 恒成立与能成立问题
83
因为此时的图象是开口向下的抛物线,所以 ,
即 ,
综上所述,
题型3 恒成立与能成立问题
84
16.(多选)已知函数的定义域为,值域为,则 的可能的取值是
( )
BCD
A.1 B.2 C.3 D.4
易错点 忽略参数的分类讨论而致错
85
解析 因为函数在区间上单调递减,在上单调递增,所以在 上
的最小值为,且 .
①当时,由值域为,可知必有 ,
所以且,解得,此时 .
②当时,由值域为,可知必有 ,
所以且,解得,此时 .
综上可知,,所以的可能的取值有2,3,4,故选 .
易错点 忽略参数的分类讨论而致错
86
17.[甘肃张掖2025高一月考]已知二次函数的最小值为1,且 .
(1)求 的解析式;
【解】是二次函数,且,图象的对称轴为直线 .
又 的最小值为1,
设 .
又, .
.
易错点 忽略参数的分类讨论而致错
87
(2)若在区间上不单调,求实数 的取值范围;
[答案] 要使在区间上不单调,则,解得 .
故实数的取值范围是 .
易错点 忽略参数的分类讨论而致错
88
(3)若,试求 的最小值.
[答案] 由(1)知,图象的对称轴为直线 .
若,则在上单调递增, ;
若,即,则在上单调递减, ;
若,即,则 .
综上,当时, ;
当时, ;
当时, .
易错点 忽略参数的分类讨论而致错
89
易错警示
二次函数在不定区间上的最值问题,应按照二次函数图象的对称轴与区间的相对位置关系进行分类
讨论后求其最值.本题中由于函数图象的对称轴确定,区间变化,因此应该按照对称轴在区间两侧与
在区间内分类讨论.
易错点 忽略参数的分类讨论而致错
90
3.2.1
课时2 函数的最值
刷提升
91
1.(多选)[山西太原实验中学2025高一月考]已知函数 的图象是一条连续不断的曲线,
的定义域为,,且,下列选项可判断 为单调函数的是( )
ABC
A.
B.
C.
D.,
92
解析 A选项,,,,有,由函数单调性定义可得在
上单调递减,A正确;
B选项, ,
因为,,,所以,故 ,
由函数单调性定义可得在 上单调递增,B正确;
C选项,,故,又, 且
,所以由函数单调性定义可得在 上单调递增,C正确;
D选项,由题意得或 ,不是单调函数,D错误.
故选 .
93
2.[甘肃天水2025质检]定义一种运算,设,
为常数,且,则使函数的最大值为4的 的值可以是( )
A
A.或4 B.6 C.4或6 D.
94
解析 在 上的最大值为5,
由,解得或,所以当 时,
,所以要使函数 的最大值为4,则根据定
义可知当时,的图象必经过点 ,如图,即
时,,此时解得,符合题意;当 时,
的图象必经过点,即时, ,解得
,符合题意.故 或4.故选A.
3.若“,”为真命题,则 的取值范围为( )
B
A. B.
C. D.
96
解析 原不等式可化为 ,
令,是关于 的一次函数,
因为“, ”为真命题,
所以或 ,
即或,解得或 ,
所以的取值范围为 .故选B.
97
4.对于定义域为的函数,如果存在区间 ,同时满足下列两个条件:
在区间 上是单调的;
②当定义域是时,的值域也是,则称是函数 的一个“黄金区间”.
如果是函数的一个“黄金区间”,则 的最大值为( )
C
A. B.1 C. D.2
98
思路导引
利用函数单调性得利用这个同构方程得,为方程 的两个同
号的实数根,由得出的取值范围,再由根与系数的关系表示出,进而求出 的最值.
99
解析 由题意,在,上均单调递增,而函数 在“黄
金区间”上单调,所以或,且在 上单调递增,
故即,为方程 的两个同号实数根,
即方程有两个同号的实数根,因为 ,所以只需要
或 ,
又所以 ,则当
时,有最大值 .故选C.
100
5.[福建泉州2025高一段考]已知函数,.若对 ,
,,使得,则实数 的取值范围是( )
A
A. B. C. D.
101
解析 ,令,,则 ,
令, ,
在上单调递减,在上单调递增,所以,则 .
易知在区间上单调递增,则 ,
又,,,使得 ,
所以解得 ,故选A.
102
6.[江西多校2025高一联考]若的最小值是4,则实数 的值为_________.
6或
103
解析 当时,
,解得 ,符合题意;
当时,
,解得 ,符合题意;
当时,, ,舍掉.
综上,或 .
104
7.[江苏泰州中学2024高一期中]已知在 上单调递增,
在上为增函数,则是 的________________.(在“充分不必要
条件”“必要不充分条件”“充要条件”“既不充分也不必要条件”中选择最合适的填写)
必要不充分条件
105
解析 因为在 上单调递增,
所以当时, ,满足题意;
当时,则有,解得 .
综上,当在上单调递增时,实数的取值范围为 .
因为在 上为增函数,
所以解得 .
若成立,则一定成立,反之则不一定成立,所以是 的必要不充分条件.
106
8.[辽宁鞍山一中2025高一月考]已知函数,且满足, .
(1)判断在 上的单调性,并用定义证明;
【解】由函数满足, ,
可得解得
则 .
在 上单调递增,证明如下:
任取,,且 ,则
,
107
由,可得 ,
又,, ,
则,即 ,
所以在 上单调递增.
108
(2)设,若对任意的,总存在 ,使得
成立,求实数 的取值范围.
[答案] 对任意的,由在 上单调递增,
可得,即 ,
则在上的值域, .
函数图象的对称轴为直线 ,
当时,在 上单调递增,
值域 ,
由题意可得,则
解得 ;
109
当时,在 上单调递减,
值域 ,
由题意可得,则
解得 .
综上,实数的取值范围为 , .
110
9.[北京大学2022强基计划]已知是二次函数,,且,则
____.
36
111
解析 由,可设 ,则由
得 ,
所以,且,整理后即为 .
由得 .
若,则必有,此时与 矛盾,
所以且 ,
整理后为 ,
与相加即得 ,
即,所以,所以 .
又由于在原不等式中令可得 ,
所以,由此解得 .
所以,所以 .
$$