内容正文:
专题10 函数值域求法技巧全归纳
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典例详解 2
类型一、直接法 2
类型二、配方法 2
类型三、换元法 3
类型四、分离常数法 4
类型五、基本不等式法 4
类型六、单调性法 5
类型七、判别式法 6
压轴专练 7
一、定义域优先
函数的值域取决于定义域和对应法则,不论采用什么方法求函数的值域,都要考虑定义域,函数的问题必须遵循“定义域优先”的原则。
二、常见函数的值域
(1) 一次函数的值域为R.
(2)二次函数,当时的值域为,当时的值域为.,
(3)反比例函数的值域为.
(4)对勾函数:对勾函数: 值域:
类型一、直接法
直接法:对于简单函数的值域问题,可通过基本初等函数的图象、性质直接求解;
一、单选题
1.(24-25高一上·四川·期中)函数,的值域为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·江苏镇江·期中)已知函数的定义域为,则其值域为( )
A. B. C. D.
二、填空题
3.函数,的值域是 .
4.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数的值域为 .
类型二、配方法
配方法:配方法是二次型函数值域的基本方法
即形如“”或“”的函数均可用配方法求值域;
一、单选题
1.如果函数,那么函数的值域为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·广东广州·期中)函数的值域是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数,的值域为( ).
A. B. C. D.
类型三、换元法
换元法:利用换元法将函数转化为易求值域的函数,常用的换元有
(1)或的结构,可用“”换元;
(2)(均为常数,),可用“”换元;
一、单选题
1.(24-25高一上·辽宁朝阳·期末)函数的值域为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·黑龙江鹤岗·期中)函数的值域是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·辽宁朝阳·阶段练习)若函数的值域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·广东汕头·期中)已知是单调递增的一次函数,满足,则函数的值域为( )
A. B.
C. D.
二、填空题
5.函数的值域为 .
类型四、分离常数法
分离常数法:形如的函数,应用分离常数法求值域,即,然后求值域;
一、填空题
1.(25-26高一上·全国·课前预习)函数的值域是 .
2.(24-25高一上·浙江台州·期中)函数在的值域是 .
3.(24-25高一上·山东日照·阶段练习)若,则的最小值为 .
4.函数的值域是 .
5.(2025高一·全国·专题练习)函数的值域为 .
类型五、基本不等式法
基本不等式法:形如的函数,可用基本不等式法求值域,利用基本不等式法求函数的值域时,要注意条件“一正、二定、三相等”,即利用求函数的值域(或最值)时,应满足三个条件:①;②(或)为定值;③取等号的条件为,三个条件缺一不可;
一、填空题
1.函数的值域为 .
2.当时,函数的值域为 .
3.函数 的值域为 .
4.已知函数,当时,值域为 ;当时,值域为 .
类型六、单调性法
函数单调性法:确定函数在定义域上的单调性,根据函数单调性求出函数值域(或最值)
(1)形如的函数可用函数单调性求值域;
(2)形如的函数,当时,若利用基本不等式等号不能成立时,可考虑利用对勾函数求解;
当时,在和上为单调函数,可直接利用单调性求解
一、单选题
1.(25-26高一上·全国·课前预习)函数在区间上的最小值是( )
A.0 B.1 C. D.4
2.(2025高一·全国·专题练习)函数的最值为( ).
A.最大值为8,最小值为0 B.不存在最小值,最大值为8
C.最小值为0,不存在最大值 D.不存在最小值,也不存在最大值
3.(25-26高一上·全国·单元测试)函数在上的最小值是( )
A.4 B. C. D.5
4.(25-26高一上·全国·单元测试)已知函数的定义域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一上·全国·课前预习)已知函数的最大值为,最小值为,则( )
A. B. C.2 D.3
二、解答题
6.(24-25高一上·全国·课前预习)已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并证明;
(2)求函数的最大值和最小值.
7.(24-25高一上·贵州贵阳·期末)已知函数
(1)判断在区间上的单调性,并用定义证明;
(2)求在区间上的值域.
类型七、判别式法
判别式法:形如或的函数求值域,可将函数转化为关于的方程,利用二次项系数不为0,判别式或二次项系数为0,一次方程有解得出函数的值域
一、单选题
1.已知正实数满足则的最大值是( )
A. B. C. D.
2.若函数的最大值为,最小值为,则( )
A.4 B.6
C.7 D.8
二、填空题
3.函数的最大值为 .
三、解答题
4.求函数的值域.
一、单选题
1.(23-24高一上·河南郑州·阶段练习)函数的值域是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·江苏·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·广东深圳·期中)已知函数的值域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·浙江·期中)已知函数,则该函数的值域是( )
A. B. C. D.
5.已知函数,则的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.4
二、填空题
6.(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)函数的值域为
7.函数的值域是 .
8.(23-24高一上·四川内江·阶段练习)函数的值域为 .
9.函数的值域为 .
10.函数的值域是 .
11.(24-25高一上·全国·课后作业)函数的值域为 .
12.若实数x,y满足,则x的最大值是 .
13.(24-25高一上·四川成都·期中)函数的值域为 .
14.(23-24高一上·江苏南京·期中)函数的最大值为 .
15.若,,则当 时,取得最大值,该最大值为 .
三、解答题
16.求函数的值域.
(1)
(2)
17.求下列函数的值域:
(1),;
(2),;
(3);
(4);
(5);
(6);
(7).
18.(24-25高一上·湖南·期末)已知函数.
(1)若,求的值;
(2)判断在上的单调性并利用定义法证明;
(3)求在上的最大值.
19.(23-24高一上·北京·期末)已知,.
(1)当时,判断函数的单调性,并写出函数的单调区间;
(2)当时,判断函数在区间上的单调性,并用单调性定义进行证明;
(3)当时,求函数在区间上的最小值.
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专题10 函数值域求法技巧全归纳
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典例详解 2
类型一、直接法 2
类型二、配方法 3
类型三、换元法 4
类型四、分离常数法 7
类型五、基本不等式法 9
类型六、单调性法 11
类型七、判别式法 16
压轴专练 18
一、定义域优先
函数的值域取决于定义域和对应法则,不论采用什么方法求函数的值域,都要考虑定义域,函数的问题必须遵循“定义域优先”的原则。
二、常见函数的值域
(1) 一次函数的值域为R.
(2)二次函数,当时的值域为,当时的值域为.,
(3)反比例函数的值域为.
(4)对勾函数:对勾函数: 值域:
类型一、直接法
直接法:对于简单函数的值域问题,可通过基本初等函数的图象、性质直接求解;
一、单选题
1.(24-25高一上·四川·期中)函数,的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由反比例函数的单调性求值域即可.
【详解】因为函数是反比例函数,在上单调递减,所以,
所以值域为.
故选:D
2.(24-25高一上·江苏镇江·期中)已知函数的定义域为,则其值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意可得在上单调递增,进而可求值域.
【详解】因为在上单调递增,所以在上单调递增,
又,,所以值域为.
故选:B.
二、填空题
3.函数,的值域是 .
【答案】
【分析】根据函数单调性可得最值.
【详解】由函数,在上单调递减,
所以,
故答案为:.
4.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数的值域为 .
【答案】
【分析】由得出答案.
【详解】因为,所以,所以函数的值域为.
故答案为:
类型二、配方法
配方法:配方法是二次型函数值域的基本方法
即形如“”或“”的函数均可用配方法求值域;
一、单选题
1.如果函数,那么函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据二次函数在区间上的单调性,即可得到结果.
【详解】,开口向上,对称轴为直线,
在区间上单调递增,
,
时,的值域是.
故选:C
2.(23-24高一上·广东广州·期中)函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,由二次函数的性质,即可得到结果.
【详解】因为函数的对称轴为,
则当时,,
当时,,即.
故选:B
3.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数,的值域为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由,得,再代入运算即可.
【详解】由,得,
所以.
故选:C.
类型三、换元法
换元法:利用换元法将函数转化为易求值域的函数,常用的换元有
(1)或的结构,可用“”换元;
(2)(均为常数,),可用“”换元;
一、单选题
1.(24-25高一上·辽宁朝阳·期末)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】换元法,令,得到,从而得到函数值域.
【详解】令,则,
则,
故当时,取得最大值,最大值为,
所以的值域为.
故选:D
2.(24-25高一上·黑龙江鹤岗·期中)函数的值域是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】复合函数求值域,先令根号内的函数为新函数,利用配方法得到函数值域,再由外函数的单调性得到最值,从而求出值域.
【详解】令,
∵在上单调递减,
且当时,,
∴.
故选:A.
3.(24-25高一上·辽宁朝阳·阶段练习)若函数的值域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,通过换元法将表示为,然后根据二次函数的性质求解出的值域.
【详解】令,得,,则,
所以,对称轴,开口向上且,所以,
所以函数的值域为.
故选:C.
4.(24-25高一上·广东汕头·期中)已知是单调递增的一次函数,满足,则函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用待定系数法求得,换元令,结合二次函数求值域.
【详解】设,
则,
可得,解得,即,
令,则,
可得,
因为的图象开口向上,对称轴为,
可得在上单调递增,且当时,,
可得,即函数的值域为.
故选:B.
二、填空题
5.函数的值域为 .
【答案】
【分析】先求出函数的定义域,将函数式两边取平方得,利用换元成,,利用函数的单调性求得函数的最值即得函数值域.
【详解】由题意可得,解得,即函数定义域为,
则,
设,则,显然在上为减函数,
故当时,即时,取到最大值4,则函数的最大值为2;
当时,即时,取得最小值2,则函数的最小值为.
故函数的值域为.
故答案为:.
类型四、分离常数法
分离常数法:形如的函数,应用分离常数法求值域,即,然后求值域;
一、填空题
1.(25-26高一上·全国·课前预习)函数的值域是 .
【答案】
【分析】分离常数后,即可求解.
【详解】因为,所以,
故所求值域为.
故答案为:.
2.(24-25高一上·浙江台州·期中)函数在的值域是 .
【答案】
【分析】化简函数解析式,得到函数在的单调性,然后求出值域.
【详解】,
∵当时,,∴函数在上单调递减,
则,
∴,即.
故答案为:.
3.(24-25高一上·山东日照·阶段练习)若,则的最小值为 .
【答案】
【分析】利用分离常数法可得,利用换元法,根据函数的单调性求最值即可.
【详解】,
,
,
令,则,
在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,.
即的最小值为.
故答案为:.
4.函数的值域是 .
【答案】且
【分析】求出给定函数的定义域,再利用分离常数法求出函数的值域.
【详解】函数中,,则且,
于是,由,得;由,得,
所以原函数的值域为且.
故答案为:且
5.(2025高一·全国·专题练习)函数的值域为 .
【答案】且.
【分析】由题意得,其中且,由此即可得解.
【详解】,其中且,
所以,
所以且,
所以函数的值域为且.
故答案为:且..
类型五、基本不等式法
基本不等式法:形如的函数,可用基本不等式法求值域,利用基本不等式法求函数的值域时,要注意条件“一正、二定、三相等”,即利用求函数的值域(或最值)时,应满足三个条件:①;②(或)为定值;③取等号的条件为,三个条件缺一不可;
一、填空题
1.函数的值域为 .
【答案】
【分析】根据基本不等式即可解出.
【详解】因为,所以,当且仅当时取等号.
故答案为:.
2.当时,函数的值域为 .
【答案】
【分析】根据题意可得,结合基本不等式运算求解.
【详解】因为,则,
则,可得,
当且仅当,即时,等号成立,
所以函数的值域为.
故答案为:.
3.函数 的值域为 .
【答案】
【分析】,分别讨论和时,由基本不等式求得的范围即可求解.
【详解】定义域为,
当时,,
当且仅当即时等号成立,所以,
当时,,
当且仅当即时等号成立,所以,
所以函数的值域为,
故答案为:.
4.已知函数,当时,值域为 ;当时,值域为 .
【答案】
【分析】空1,分,两种情况,运用基本不等式解决即可;空2,根据对勾函数特点,运用函数单调性解决即可.
【详解】由题知,函数,,
当时,,
此时,
当且仅当,即时取等号,
当时,,此时,
,
当且仅当,即时取等号,
所以当时,值域为;
当时,
因为,
所以,
当时,,
当时,,
所以当时,.
故答案为:;.
类型六、单调性法
函数单调性法:确定函数在定义域上的单调性,根据函数单调性求出函数值域(或最值)
(1)形如的函数可用函数单调性求值域;
(2)形如的函数,当时,若利用基本不等式等号不能成立时,可考虑利用对勾函数求解;
当时,在和上为单调函数,可直接利用单调性求解
一、单选题
1.(25-26高一上·全国·课前预习)函数在区间上的最小值是( )
A.0 B.1 C. D.4
【答案】A
【分析】分段去掉绝对值符号,利用单调性求解可得.
【详解】,
则在上单调递减,在上单调递增,
故.
故选:A
2.(2025高一·全国·专题练习)函数的最值为( ).
A.最大值为8,最小值为0 B.不存在最小值,最大值为8
C.最小值为0,不存在最大值 D.不存在最小值,也不存在最大值
【答案】B
【分析】先根据二次函数求出的最小值,无最大值,再根据反比例函数的单调性求解函数的最值,即可得解.
【详解】令,则.
又,故在上单调递减,当,即时,函数有最大值8,无最小值.
故选:B.
3.(25-26高一上·全国·单元测试)函数在上的最小值是( )
A.4 B. C. D.5
【答案】B
【分析】由对勾函数的单调性求解.
【详解】由对勾函数的单调性知,
函数在上单调递增,
所以.
故选:B
4.(25-26高一上·全国·单元测试)已知函数的定义域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】当时,,利用对勾函数的单调性求得的值域,进而求在上的值域,最后结合进而得解.
【详解】由,定义域为,且,
当时,.
令,,
由对勾函数的单调性知,当时,函数单调递减;当时,函数单调递增.
所以,即,
所以当时,,又,
所以当时,函数的值域为.
故选:C.
5.(25-26高一上·全国·课前预习)已知函数的最大值为,最小值为,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【分析】求解函数的定义域,并对进行平方,进而判断其单调性,得到最值.
【详解】由题意得函数的定义域满足,且,
解得,则函数的定义域为.
由得,
则在区间内的最大值为,最小值为.
易知函数在区间内单调递增,在区间内单调递减,
所以函数在区间内单调递增,在区间内单调递减,
则函数在处取得最大值,即,
又,
所以函数的最小值为6,即.
所以.
故选:A
二、解答题
6.(24-25高一上·全国·课前预习)已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并证明;
(2)求函数的最大值和最小值.
【答案】(1)在上是增函数,证明见解析
(2)最小值为,最大值为
【分析】(1)根据函数单调性的定义,利用作差法,即可证明;
(2)根据函数的单调性求函数的最值.
【详解】(1)在上是增函数,证明如下:
任取且,
.
,
,,
,即,
在上为增函数.
(2)由(1)知,在上为增函数,
则,.
7.(24-25高一上·贵州贵阳·期末)已知函数
(1)判断在区间上的单调性,并用定义证明;
(2)求在区间上的值域.
【答案】(1)在区间上的单调递增,证明见解析
(2)
【分析】(1)任取,然后利用作差法比较与的大小即可判断;
(2)结合函数的奇偶性及单调性即可求解.
【详解】(1)在区间上的单调递增,证明如下:
任取,,
则,
因为,所以,所以,所以,
即,所以,即在区间上的单调递增;
(2)因为,即为奇函数,
由可得在上单调递增,
由奇函数的对称性可知,在上单调递增,
因为,,
故函数的值域为 .
类型七、判别式法
判别式法:形如或的函数求值域,可将函数转化为关于的方程,利用二次项系数不为0,判别式或二次项系数为0,一次方程有解得出函数的值域
一、单选题
1.已知正实数满足则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,则,代入已知等式,化为关于x的方程,由判别式非负,解得t的最大值.
【详解】设,则,
因为,
所以,即:,
所以,
解得:,
又因为,为正实数,
所以,
所以的最大值为.
故选:C.
2.若函数的最大值为,最小值为,则( )
A.4 B.6
C.7 D.8
【答案】B
【分析】直接用判别式法求函数的最大值和最小值.
【详解】设,,,
时,,
时,因为,所以,解得,即且,
综上,最大值是,最小值是,和为6.
故选:B.
二、填空题
3.函数的最大值为 .
【答案】/0.25
【分析】利用判别式法求函数值域即可.
【详解】原函数可以化简为在时有解,
当时,,
当不等于0时,,
解得且不等于0,
故所求最大值为.
故答案为:.
三、解答题
4.求函数的值域.
【答案】
【分析】根据分式函数的特点,因定义域为,可将其化成关于的一元二次方程恒有实根的情况,通过根的判别式即可求得函数的值域.
【详解】因为恒成立,故,
则由可得,,
当时,,适合题意;
当时,由于,故恒有实数根,
故,解得且,
综上可得,的值域为.
一、单选题
1.(23-24高一上·河南郑州·阶段练习)函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】得到函数的单调性,从而得到函数值域.
【详解】在上单调递增,在上单调递减,
故当处取得最大值,最大值为,
又时,,当时,,
故值域为.
故选:B
2.(24-25高一上·江苏·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用配方法可求得该函数的值域.
【详解】因为,所以,.
因此,函数的值域为.
故选:C.
3.(24-25高一上·广东深圳·期中)已知函数的值域为,则函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,则,,进而将原问题等价于求函数,的值域,再利用二次函数的性质可得解.
【详解】设,则,
又,则,
则原问题等价于求函数的值域,
由二次函数的性质可知,的对称轴为,且开口向下,
当时,,
所求值域为.
故选:C.
4.(24-25高一上·浙江·期中)已知函数,则该函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先求出函数的定义域,令,将两边平方,求出取值范围,再由,即可求出的取值范围.
【详解】令,则,解得,
所以函数的定义域为,
则,因为,所以,
所以,则,所以,
显然,所以,即该函数的值域为.
故选:D
5.已知函数,则的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.4
【答案】D
【分析】由函数解析式得到,再通过换元结合基本不等式求解即可;
【详解】,,
所以,
设,由,可得:,
则,所以,,则
,当且仅当,即,即时等号成立.
故选:D.
二、填空题
6.(24-25高一上·上海浦东新·阶段练习)函数的值域为
【答案】
【分析】求出函数的定义域,分离常数,结合反比例函数的值域即可得解.
【详解】函数的定义域为,,
而,则,
所以函数的值域是.
故答案为:
7.函数的值域是 .
【答案】
【分析】利用二次函数以及反比例函数性质计算可得结果.
【详解】易知函数的值域为,
再根据反比例函数性质可得的值域即为.
故答案为:
8.(23-24高一上·四川内江·阶段练习)函数的值域为 .
【答案】
【分析】利用换元法将问题转化为二次函数的值域求解,即可得答案.
【详解】令,,则,
则,即为,
其图象对称轴为,则该函数在上单调递减,
故,
故函数的值域为,
故答案为:
9.函数的值域为 .
【答案】
【分析】令,换元得,再求二次函数的值域即可.
【详解】,
令,则,
得,
当时,取得最小值为,
则函数的值域为
故答案为:
10.函数的值域是 .
【答案】
【分析】根据基本不等式,分和两种情况讨论即可得解.
【详解】易知,
,
当时,
,
当且仅当时取等号,
当时,,
,
当且仅当时取等号,
综上可得函数的值域为,
故答案为:.
11.(24-25高一上·全国·课后作业)函数的值域为 .
【答案】
【分析】求出函数的定义域,化简函数解析式为,利用基本不等式可求得函数的值域.
【详解】对于函数,有,可得,
所以函数的定义域为,
所以,
当且仅当即当时等号成立,
故函数的值域为.
故答案为:.
12.若实数x,y满足,则x的最大值是 .
【答案】/
【分析】把已知条件整理为的形式,利用,求得的取值范围,从而得出最大值.
【详解】将条件变形为,,解得,
故.
故答案为:
13.(24-25高一上·四川成都·期中)函数的值域为 .
【答案】
【分析】将函数式转化为方程,即该方程在上有解,讨论和,结合判别式法即可求值域.
【详解】由解析式知:函数的定义域为R,且,
整理可得,即该方程在上有解,
当时,,显然成立;
当时,有,整理得,即,
综上,原函数值域为.
故答案为:.
14.(23-24高一上·江苏南京·期中)函数的最大值为 .
【答案】/
【分析】将采用分离常数法得到,然后当取到最小值时,函数有最大值,即得到答案.
【详解】,因为,
所以,当时等号成立,所以.
故答案为:.
15.若,,则当 时,取得最大值,该最大值为 .
【答案】 / /
【分析】令,则,代入整理得到,利用求出最值及此时的值.
【详解】令,则,
则,
即,
由,解得:,
故,
故,解得:,,
所以当且仅当,时,等号成立,
故答案为:,
三、解答题
16.求函数的值域.
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由基本不等式求出函数值域;
(2)由对勾函数单调性求出值域.
【详解】(1),由基本不等式得,
当且仅当,即时,等号成立.
故值域为;
(2),由对勾函数性质得,
在上单调递增,在上单调递减,
其中当时,,
当时,,当时,,
故值域为
17.求下列函数的值域:
(1),;
(2),;
(3);
(4);
(5);
(6);
(7).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7).
【分析】(1)可由观察法求解;(2)函数是二次函数,可采用配方法结合图像求解;(3)函数是一个分式型函数,可采用分离常数法将其整理为一个常数加一个分式,或用表示出,由求解;(4)利用变量的代换,即换元法求值域;(5)通过变形,利用基本不等式求最值;(6)通过变形,利用基本不等式求最值;(7)通过变形利用判别式法求解.
【详解】(1)(观察法)由,分别代入求值,可得函数的值域为.
(2)(配方法),由,再结合函数的图像,可得函数的值域为.
(3)(分离常数法) ,因为,所以,所以故函数的值域为.
(4)(换元法) 设,则,且,
所以,由,再结合函数的图像,可得函数的值域为.
(5)因为,所以,当且仅当,即时,等号成立.
故函数的值域为.
(6)因为,所以,令,则,当且仅当,即时,等号成立,所以,,故函数的值域为.
(7)由知,
整理得.
当时,方程无解;当时,,即.
故所求函数的值域为.
18.(24-25高一上·湖南·期末)已知函数.
(1)若,求的值;
(2)判断在上的单调性并利用定义法证明;
(3)求在上的最大值.
【答案】(1);
(2)在区间上单调递减,在区间上单调递增,证明见解析;
(3).
【分析】(1)先根据已知条件求出进而求出,再开方即可求解.
(2)先求出,再利用定义法证明函数的单调性求出单调区间即可.
(3)利用(2)中结论,根据函数的单调性,结合,分、两种情况讨论即可求解.
【详解】(1)因为,所以,即
因为,所以.
(2)在区间上单调递减,在区间上单调递增,证明如下:
任取,且,
则,
因为,且,所以,
当时,,所以,即,
当时,,所以,即,
所以在区间上单调递减,在区间上单调递增.
(3)当时,由(2)知在上单调递减,所以;
当时,由(2)知在上单调递减,在上单调递增,
因为,所以若,则,
若,则.
综上,.
19.(23-24高一上·北京·期末)已知,.
(1)当时,判断函数的单调性,并写出函数的单调区间;
(2)当时,判断函数在区间上的单调性,并用单调性定义进行证明;
(3)当时,求函数在区间上的最小值.
【答案】(1)判断见解析,减区间是,增区间是;
(2)单调递增,证明见解析;
(3).
【分析】(1)利用对勾函数单调性判断单调性,再写出单调区间.
(2)先由函数式组成判断函数的单调性,再运用函数单调性定义进行证明.
(3)根据给定区间及双勾函数的图象进行分类讨论,再进行合并表述即得.
【详解】(1)当时,函数定义域为,
,函数是奇函数,
由对勾函数知,函数在上单调递减,在上单调递增,
由奇函数的性质知,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数的单调递减区间是;递增区间是.
(2)当时,在上单调递增.
任取,有,
由,得,,则,即,
所以函数在区间上单调递增.
(3)由(1)知,当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
①当,即时,在上单调递增,则;
②当,即时,在上单调递减,则;
③当,即时,,
所以.
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