内容正文:
专题08 高一上期中真题百练通关(51题大压轴题)
选填小压轴
解答压轴
题型1 集合新定义题
题型1 集合新定义题
题型2 基本不等式
题型2 根据充分性必要性求参数
题型3 函数不等式恒成立问题、能成立问题
题型3 基本不等式
题型4 函数单调性应用
题型4 不等式恒成立、能成立问题
题型5 函数奇偶性应用
题型5 函数单调性+奇偶性
题型6 分段函数问题
题型6 抽象函数
选填小压轴
题型一 集合新定义题 (共5小题)
1.(多选)(24-25高一上·江苏·期中)对于集合,我们把集合且叫做集合的差集,记作.已知集合,,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.存在,使得
2.(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期中)给定实数集,定义集合都有,若是非空集合,则称集合中最小的元素为集合的上确界,记作.以下说法正确的是( )
A.若数集中有2024个元素,则数集一定有上确界
B.若数集中没有最大值,则数集中一定没有上确界
C.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
D.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
3.(多选)(24-25高一上·江苏扬州·期中)用表示非空集合中元素的个数,定义,已知集合,则下面正确结论正确的是( ).
A.;
B.;
C.“”是“”的充分不必要条件;
D.若,则
4.(多选)(23-24高一上·江苏南京·期中)在教材的“阅读”材料中谈到如下内容.德国数学家康托尔根据人们在计数时运用的“一一对应”思想给出了两个集合“等势”的概念:若两个无限集的元素之间能建立起一一对应,则称这两个集合等势.由此,下列四组无限集合中等势的有( )
A.和 B.和 C.和 D.和
5.(24-25高一上·江苏盐城·期中)用表示非空集合中的元素的个数,定义,若,,若,则的所有可能取值构成集合,则 .
题型二 基本不等式 (共5小题)
6.(多选)(24-25高一上·江苏徐州·期中)若,满足,则( )
A. B.
C. D.
7.(多选)(24-25高一上·江苏盐城·期中)设正数,满足,则有( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高一上·江苏南通·期中)已知正数满足,则的最小值为 .(结果要化简)
9.(24-25高一上·江苏·期中)已知,,若,则的最小值为
10.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)设,关于的不等式的解集为,则的最大值为 .
题型三 函数不等式恒成立问题、能成立问题(共4小题)
11.(24-25高一上·江苏·期中)已知奇函数的定义域为,且在上单调递增.若存在,使得,则( )
A. B. C. D.
12.(22-23高一上·江苏镇江·期中)已知函数,若对任意,不等式恒成立,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
13.(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知函数,若对于任意的、,且,都有成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
14.(24-25高一上·江苏淮安·期中)已知函数分别为上的偶函数和奇函数,且,若对于任意,任意,使得成立,则的取值范围为 .
题型四 函数单调性应用 (共6小题)
15.(23-24高一上·江苏苏州·期中)已知定义在R上的函数满足,,且当时,,则不等式的解集为( )
A.或 B.或 C. D.
16.(24-25高一上·江苏苏州·期中)设奇函数的定义域为,对任意的,且,都有不等式,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
17.(23-24高一上·江苏盐城·期中)定义在上的函数若满足:①对任意,都有;②对任意,都有,则称函数是以为中心的“中心捺函数”.已知函数是以为中心的“中心捺函数”,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
18.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数,则下列函数中为奇函数且在上单调递增的是( )
A. B. C. D.
19.(22-23高一上·江苏常州·期中)定义在上函数满足且当时,,则使得在上恒成立的m的最小值是 .
20.(24-25高一上·江苏常州·期中)若函数是定义域为,且对,,且,有,不等式的解集为
题型五 函数奇偶性应用 (共4小题)
21.(多选)(24-25高一上·江苏淮安·期中)已知函数的定义域为,对于任意实数满足:,当时,,则下列说法正确的是( )
A. B.为上的增函数
C.为奇函数 D.若,则的取值范围为
22.(多选)(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知,都是定义在上的函数,其中是奇函数,是偶函数,且,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数
B.
C.对,不等式总成立
D.对,且,总有
23.(多选)(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则下列正确的是( )
A.当时,
B.
C.不等式的解集为
D.函数的图象与轴有4个不同的交点,则
24.(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知 (常数),则( )
A.当时,在上是减函数
B.当时,没有最小值
C.当时,的值域为
D.当时,,有
题型七 分段函数问题 (共4小题)
25.(23-24高一上·江苏盐城·期中)设函数为定义在上的奇函数,且当时,,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
26.(23-24高一上·江苏连云港·期中)已知对任意两个实数,定义,设函数,设函数,若存在使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
27.(24-25高一上·江苏苏州·期中)设函数,若是函数的最小值,则实数的取值范围是 .
28.(23-24高一上·江苏徐州·期中)已知函数,若的值域为,则实数的取值范围是 .
解答压轴
题型一 集合新定义题 (共3小题)
29.(24-25高一上·江苏徐州·期中)某同学在网上查阅资料时,无意间发现“笛卡尔积”是一个很有趣的问题.设,是任意两个非空集合,则称集合,为“与的笛卡尔积”,并记集合中的元素个数为.
(1)若,,求与;
(2)若,,求;
(3)若,,为素数,且对任意的恒成立,求实数的最大值,并写出当取到最大值时一组符合条件的,.
30.(24-25高一上·江苏·期中)若非空实数集中存在最大元素和最小元素,则记,.
(1)已知,求和;
(2)已知,小明同学认为“”是“对任意,都有”的充要条件.你认为小明同学的判断是否正确?请说明理由;
(3)已知,为正整数,,若,求证:为奇数.
31.(24-25高一上·江苏南京·期中)已知集合,其中,由中元素可构成两个点集和:,,其中中有个元素,中有个元素.新定义1个性质:若对任意的,必有,则称集合具有性质.
(1)已知集合与集合和集合,判断它们是否具有性质,若有,则直接写出其对应的集合,;若无,请说明理由;
(2)集合具有性质,若,求:集合最多有几个元素?
(3)试判断:集合具有性质是的什么条件,并证明.
题型二 根据充分性必要性求参数(共1小题)
32.(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知集合使不等式成立.
(1)用区间形式表示集合M;
(2)设不等式的解集为N,若是的必要条件,求实数a的取值范围.
题型三 基本不等式 (共3小题)
33.(24-25高一上·江苏南通·期中)定义:若函数对定义域内的每一个值,在其定义域内都有唯一的使成立,则称该函数为“伴随函数”.
(1)判断是否为“伴随函数”,并说明理由;
(2)若函数在定义域上为“伴随函数”,试证明:;
(3)已知函数在上为“伴随函数”,若,,恒有,求的取值范围.
34.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知二次函数.
(1)设,,证明:;
(2)已知集合是满足下列性质的函数的全体:存在非零常数,使得对任意实数,有恒成立.判断函数是否属于集合,并说明理由;
(3)若对任意,不等式恒成立,求的最大值.
35.(23-24高一上·江苏淮安·期中)已知函数.
(1)当时,关于x的不等式的解集为,求实数n的值;
(2)当时,若时,关于x的不等式恒成立,求的最小值;
(3)当时,若时,关于x的不等式恒成立,求m的取值范围.
题型四 不等式恒成立、能成立问题 (共7小题)
36.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知二次函数满足,,且在上的最小值为.
(1)求的解析式;
(2)求在上的最小值;
(3)设,若对任意,存在,使得,求实数的取值范围.
37.(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知函数定义域为,若存在,,实数大于0,对,有成立,则称为定义在上的函数.
(1)已知为定义在上的函数,求最大的区间;
(2)已知为定义在上的函数,求实数的取值范围;
(3)已知为定义在上的函数,求的最小值及此时,的值.
38.(24-25高一上·江苏连云港·期中)设函数的定义域为,若存在常数满足,且对任意的,总存在,使得,称函数为函数.
(1)求证:函数是函数;
(2)若函数是函数,求实数;
(3)若函数是函数,求实数.
39.(24-25高一上·江苏无锡·期中)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间(不需证明);
(2)当时,求函数在区间上的最大值和最小值;
(3)当时,函数在上既有最大值又有最小值,是否存在正整数,使恒成立?若存在,请求出的最小值;若不存在,请说明理由.
40.(23-24高一上·江苏·期中)已知函数为定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)若,使得不等式成立,求实数的取值范围;
(3)若,,使得不等式成立,求实数的最小值.
41.(23-24高一上·江苏苏州·期中)已知函数.
(1)当时,求的值;
(2)若函数的图象与直线有三个不同的交点,求实数的取值范围;
(3)在(2)的条件下,设三个交点的横坐标分别为,若恒成立,求实数的取值范围.
42.(23-24高一上·江苏宿迁·期中)已知函数的定义域为.
(1)求的值,并证明在上单调递增;
(2)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围.
题型五 函数单调性+奇偶性 (共5小题)
43.(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知函数.
(1)判断的奇偶性,并证明你的结论;
(2)记.
(i)讨论在上的单调性,并说明理由.再请直接写出在上的单调区间;
(ii)是否存在这样的区间,使得在上是单调函数,且的取值范围是.若存在,求出区间;若不存在,请说明理由.
44.(23-24高一上·江苏南通·期中)定义在上的函数,对任意的,都有成立,且当时,.
(1)求的值;
(2)证明:在上为增函数;
(3)当时,解不等式.
45.(24-25高一上·江苏南京·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明你的结论;
(3)求函数的值域.
46.(24-25高一上·江苏·期中)已知函数是定义在上的奇函数.且.
(1)求实数,的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明你的结论;
(3)若,求的取值范围.
47.(24-25高一上·江苏·期中)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断的单调性,并用定义证明;
(3)求不等式的解集.
题型六 抽象函数(共4小题)
48.(24-25高一上·江苏常州·期中)已知函数的定义域是且,对定义域内的任意,都有,且当时,,.
(1)判断函数的奇偶性并证明;
(2)求证:在上是增函数;
(3)解不等式:.
49.(24-25高一上·江苏连云港·期中)定义在的函数满足,且当时,.
(1)证明:函数是奇函数;
(2)判断函数在上的单调性并证明.
50.(23-24高一上·江苏宿迁·期中)已知函数为上的增函数,对于任意,都有,且当时,.
(1)求;
(2)证明函数是奇函数;
(3)解关于的不等式,
51.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知定义在上的函数满足,且在上单调递减.
(1)证明:函数是偶函数;
(2)解关于的不等式.
1.(25-26高三上·江苏南通·开学考试)已知a,,且,则的最小值是( )
A.6 B.9 C.13 D.
2.(24-25高一上·江苏无锡·期中)设正实数x,y,z满足,则当取得最大值时,的最大值为( )
A.2 B. C.1 D.
3.(24-25高一上·江苏常州·期中)已知不等式,的解集为,且不等式恒成立,则正实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·江苏南京·期中)已知定义在上的函数满足,若函数与的图象的交点为则( )
A.2 B.1 C. D.0
5.(24-25高三上·江苏南通·期中)已知函数的定义域为,对内的任意两个不相等的数,都有且.若实数m,n满足,则的最小值为( )
A. B. C.20 D.19
6.(24-25高一上·江苏连云港·期中)已知函数,的定义域均为,且,,的图象关于对称,当时,,则的值为( )
A. B. C. D.
7.(多选)(22-23高一上·江苏宿迁·期中)设集合是实数集的子集,如果点满足:对任意,都存在,使得,称为集合的聚点,则在下列集合中,以0为聚点的集合有( )
A. B.
C. D.
8.(多选)(23-24高三上·江苏泰州·期中)已知,,且,则( )
A.的最大值是16 B.的最小值为128
C.的最小值为10 D.的最小值为
9.(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期中)设函数,则( )
A.直线是曲线的对称轴
B.若函数在上单调递减,则
C.对,不等式总成立
D.当时,有
10.(多选)(24-25高三上·江苏扬州·期中)定义在上的函数同时满足以下条件:①;②;③当时,.则下列结论正确的有( )
A.在上单调递增 B.
C. D.
11.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知函数,若集合中恰有个元素,且各元素之和为,则实数的取值范围是 .
12.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知,关于的不等式的解集中有且仅有个整数,,,则 ,的取值范围为 .
13.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知函数是奇函数,不等式组的解集为,且,满足,,则 , .
14.(23-24高一上·江苏南京·期中)若定义在上的函数,则称为狄迪克雷函数.对于狄迪克雷函数,下列结论中正确的是 (填序号即可).
①函数为偶函数;
②对于任意,都有;
③对于任意两数,都有;
④对于任意,都有.
15.(24-25高一上·江苏常州·期中)定义区间、、、的长度均为,其中.
(1)不等式组解集构成的各区间的长度和等于,求实数的取值范围;
(2)已知实数,求满足不等式解集的各区间长度之和.
16.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)已知,,且.
(1)求的最小值;
(2)求的最大值;
(3)求的最大值.
17.(23-24高一上·江苏南通·期中)已知函数,对于任意实数,当时,记的最大值为.
(1)若,求的值;
(2)若,求的取值范围.
18.(24-25高一上·江苏南通·期中)已知二次函数满足:有两个实数根.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,记在时的最小值为,求的表达式;
(3)若与都是整数且,求的值.
19.(24-25高一上·江苏盐城·期中)若函数在上的最大值记为,最小值记为,且满足,则称函数是在上的“美好函数”.
(1)函数是否是在上的“美好函数”,并说明理由;
(2)已知函数是在上的“美好函数”,求的值;
(3)已知函数是在上的“美好函数”,求的值.
20.(24-25高一上·江苏·期中)我们知道,函数为奇函数的充要条件是函数的图象关于坐标原点成中心对称,有同学发现该结论可以推广为:函数的图象关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.
(1)已知函数,且,求的值.
(2)已知函数.
(Ⅰ)求的图象的对称中心;
(Ⅱ)若与的图象有四个公共点,,,,求的值.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题08 高一上期中真题百练通关(51题大压轴题)
选填小压轴
解答压轴
题型1 集合新定义题
题型1 集合新定义题
题型2 基本不等式
题型2 根据充分性必要性求参数
题型3 函数不等式恒成立问题、能成立问题
题型3 基本不等式
题型4 函数单调性应用
题型4 不等式恒成立、能成立问题
题型5 函数奇偶性应用
题型5 函数单调性+奇偶性
题型6 分段函数问题
题型6 抽象函数
选填小压轴
题型一 集合新定义题 (共5小题)
1.(多选)(24-25高一上·江苏·期中)对于集合,我们把集合且叫做集合的差集,记作.已知集合,,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.存在,使得
【答案】BC
【分析】首先求出集合,理解差集的定义,并求出,然后逐个进行判断即可.
【详解】由,解得,
则,
当时,,
又,则,,故A错误,B正确;
对于C,由定义知,又,则,
即,因此可得,
则,解得,故C正确;
对于D,由,,又,
则,可得,
则,无解,因此不存在这样的,使得,故D错误;
故选:BC.
【点睛】关键点睛:本题的关键是理解差集的定义,即,.
2.(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期中)给定实数集,定义集合都有,若是非空集合,则称集合中最小的元素为集合的上确界,记作.以下说法正确的是( )
A.若数集中有2024个元素,则数集一定有上确界
B.若数集中没有最大值,则数集中一定没有上确界
C.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
D.若数集有上确界,则数集一定也有上确界,为
【答案】AC
【分析】根据上确界的定义即可判断AC;举出反例即可判断BD.
【详解】对于A,若数集中有2024个元素,则数集中的元素一定有最大值,
所以数集一定有上确界,故A正确;
对于B,若,当时,,
则数集中的元素没有最大值,
因为,都有,所以,
所以,即数集中有上确界,故B错误;
对于C,若数集有上确界,设,
由上确界的定义可知,对于,都有,
所以,
即,故C正确;
对于D,若,则数集有上确界,且,
此时,
则,故D错误.
故选:AC.
【点睛】关键点点睛:理解新定义的概念是解决本题的关键.
3.(多选)(24-25高一上·江苏扬州·期中)用表示非空集合中元素的个数,定义,已知集合,则下面正确结论正确的是( ).
A.;
B.;
C.“”是“”的充分不必要条件;
D.若,则
【答案】ACD
【分析】根据集合新定义结合一元二次方程逐个分析即可.
【详解】对于A,当时,,此时,故A正确;
对于B,当时,,此时,故B不正确;
对于C,当时,,则,,则,所以;
当时,因为,所以或3,若,则,解得,若,因为方程的两个根和都不是方程的根,所以需满足,解得,所以“”是“”的充分不必要条件,故C正确;
对于D,因为,,则或3,由C可知:或,所以,所以,故D正确;
故选:ACD.
4.(多选)(23-24高一上·江苏南京·期中)在教材的“阅读”材料中谈到如下内容.德国数学家康托尔根据人们在计数时运用的“一一对应”思想给出了两个集合“等势”的概念:若两个无限集的元素之间能建立起一一对应,则称这两个集合等势.由此,下列四组无限集合中等势的有( )
A.和 B.和 C.和 D.和
【答案】AC
【分析】根据集合等势的定义逐项判断即可.
【详解】对于A,对任意,可建立到的一一对应;所以A正确;
对于C,对任意时对应中的,时对应中的,可建立一一对应;所以C正确;
对于,整数集与实数集,自然数集与实数集,之间都无法建立一一对应,所以错误;
故选:AC.
5.(24-25高一上·江苏盐城·期中)用表示非空集合中的元素的个数,定义,若,,若,则的所有可能取值构成集合,则 .
【答案】5
【分析】解方程得到,由定义知道的值,再分类讨论得出结果.
【详解】解得或,即,
∵,∴或,
方程可整理为,
①当时,即方程组只有一个解,则,即,
②当时,即方程组只有三个解,
显然时不成立,∴,即方程有两个不同的解,
⑴当方程只有一个实根时,,,
⑵当方程有二个不同实根时,,或,
显然不是的实根,则是方程其中一个实根,则,解得,
综上所述:.
∴.
故答案为:5
【点睛】方法点睛,在讨论含参方程的根的个数时,需要分类讨论.而本题集合是由两个二次方程相乘得到的方程,第一步需拆分,分别讨论根的个数,注意两个方程可能出现相同的实数根.
题型二 基本不等式 (共5小题)
6.(多选)(24-25高一上·江苏徐州·期中)若,满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据基本不等式或者取特值即可判断各选项的真假,其中D选项,利用三角换元及三角恒等变换进行求解.
【详解】因为(R),由可变形为,
,解得,当且仅当时,,
当且仅当时,,故A错误,B正确;
由可变形为,解得,
当且仅当时取等号,故C正确;
因为变形可得,
设,所以,
因此
,所以当时,即时,
此时,取到最大值2,故D正确.
故选:BCD.
7.(多选)(24-25高一上·江苏盐城·期中)设正数,满足,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】由已知条件结合基本不等式及其相关变形,分别检验各个选项即可判断正误.
【详解】因为正数,满足,
对于A,,
当且仅当,即时,等号成立,故A正确;
对于B,,所以,
,
当且仅当时,等号成立,故B正确;
对于C,由B知,,则,故C错误;
对于D,因为,则,
所以
,
令,则,
则
,
当且仅当,即时,等号成立,
此时,,故D正确.
故选:ABD.
8.(24-25高一上·江苏南通·期中)已知正数满足,则的最小值为 .(结果要化简)
【答案】4
【分析】利用指数与对数的转换以及对数的运算性质,设值法将用同一变量表示,再根据基本不等式求最值.
【详解】正数满足,
设,将用对数表示.
因为,根据对数的定义可得.
同理,因为,则.
又因为,所以.
将中的用含的对数表达式代入并化简;
把,,代入可得:.
进一步化简为.
因为,所以式子变为,即.
又因为,所以.
由于,根据基本不等式得,
当且仅当时取等号.
所以的最小值为.
故答案为:4.
9.(24-25高一上·江苏·期中)已知,,若,则的最小值为
【答案】
【分析】由题意可得,再结合基本不等式计算即可得.
【详解】,
由,,故,,
故,
即,当且仅当,
即,时,等号成立,
故的最小值为.
故答案为:.
10.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)设,关于的不等式的解集为,则的最大值为 .
【答案】
【分析】利用韦达定理表示所求的式子,再利用基本不等式求最值.
【详解】由题意可知,方程的根为,
即,,
,
,
.
故答案为:
题型三 函数不等式恒成立问题、能成立问题(共4小题)
11.(24-25高一上·江苏·期中)已知奇函数的定义域为,且在上单调递增.若存在,使得,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的单调性和奇偶性可得,再将存在问题转化为最值问题进行求解即可.
【详解】由函数为上的奇函数,
则,
又在上单调递增, 则在上单调递增,
则,
则,使得,,使得,
即,在有解,
则,,
令,则,
又,则,,
即,则,
故选:B.
【点睛】方法点睛:
分离参数法解含参不等式恒成立问题和有解问题,可以根据不等式的性质将参数分离出来,得到一个一端是参数,另一端是变量表达式的不等式,具体步骤如下:
(1)分离参数(注意分离参数时自变量的取值范围是否影响不等号的方向).
(2)转化:①若对恒成立,则只需;
②若对恒成立,则只需;
③若,使得有解,则只需;
④若,使得有解,则只需.
(3)求最值.
12.(22-23高一上·江苏镇江·期中)已知函数,若对任意,不等式恒成立,,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】确定函数是增函数,由解析式得,这样利用单调性不等式化为,从而转化为在上恒成立,由二次函数知识分类讨论可得.
【详解】,因此在定义域上是增函数,
,
不等式即为,所以,
所以在上恒成立,
若,即,显然成立,
若,即时,由于,因此,,从而也满足题意,
综上,,
故选:B.
【点睛】方法点睛:本题考查不等式恒成立问题,对函数不等式解题方法一般是利用函数的单调性进行转化,因此本题关键点有两个:一是确定函数的单调性,二是对函数式进行变形:,这由函数解析式分析才能得出.
13.(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知函数,若对于任意的、,且,都有成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数,分析可知,函数在上为减函数,分、两种情况讨论,在时,直接验证即可;在时,根据二次函数的单调性可得出关于实数的不等式组,综合可得出实数的取值范围.
【详解】因为对于任意的、,且,
都有成立,
在不等式两边同时除以可得,
则,
构造函数,则,
所以,函数在上单调递减,
当时,在上单调递增,不合乎题意,
当时,若使得函数在上单调递减,
则,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:解本题的关键在于构造函数后,对实数分类讨论,尤其在处理二次函数在区间上单调性时,要注意对称轴不能在定义域内,另外要分根据图象确定二次函数的开口方向.
14.(24-25高一上·江苏淮安·期中)已知函数分别为上的偶函数和奇函数,且,若对于任意,任意,使得成立,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据题意,由函数的奇偶性可得,的解析式,然后对的范围进行分类讨论,将不等式问题转化为函数最值问题,从而求解.
【详解】由①可得,
又函数分别为上的偶函数和奇函数,
则,,
则②,
①②可得,则,
①②可得,则,
当时,,
当且仅当时,即时,等号成立,
当时,,
其中在上单调递增,在上单调递增,
所以在上单调递增,
则,
,即,
由任意,使得成立,
当时,则,此时满足对于任意,任意,
使得成立,
当时,可得,即,解得,即,
综上,所以的取值范围为.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键在于将的范围分类讨论,转化为函数最值问题
题型四 函数单调性应用 (共6小题)
15.(23-24高一上·江苏苏州·期中)已知定义在R上的函数满足,,且当时,,则不等式的解集为( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】B
【分析】由结合题意,利用单调性的定义法判断在上是增函数,利用赋值法得,从而原不等式等价,利用单调递增化为,解一元二次不等式即可得解.
【详解】任取,且,因为,
所以,
因为时,,所以,
所以,即,
所以在上是增函数.
令,所以,令,所以,
不等式等价于,
所以即,因为在上是增函数,
所以,解得或.
故选:B
16.(24-25高一上·江苏苏州·期中)设奇函数的定义域为,对任意的,且,都有不等式,且,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】令,分析函数的奇偶性与单调性,计算可得出,然后分情况解不等式,即可得出原不等式的解集.
【详解】对任意的,且,都有不等式,
不妨设,则,
令,则,即函数在上为增函数,
因为函数的定义域上是奇函数,即,
则,所以偶函数,
所以函数在上为增函数,在上为减函数,
因为,则,
当时,即时,
由可得,
则,解得,
当时,即时,
由可得,
则,解得,
综上:不等式的解集是.
故选:C.
【点睛】思路点睛:根据函数单调性求解函数不等式的思路如下:
(1)先分析出函数在指定区间上的单调性;
(2)根据函数单调性将函数值的关系转变为自变量之间的关系,并注意定义域;
(3)求解关于自变量的不等式 ,从而求解出不等式的解集.
17.(23-24高一上·江苏盐城·期中)定义在上的函数若满足:①对任意,都有;②对任意,都有,则称函数是以为中心的“中心捺函数”.已知函数是以为中心的“中心捺函数”,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知不等式,结合函数单调性的定义可以判断出函数的单调性,再根据函数平移的性质,结合已知定义可以判断函数的奇偶性,最后利用函数的单调性、奇偶性,结合基本不等式进行求解即可.
【详解】对任意,都有,
不妨设,由,
所以函数是上的减函数.
函数的图象向左平移一个单位变成函数的图象,
因为函数是以为中心的“中心捺函数”,
所以函数是以为中心的“中心捺函数”,
因此函数是奇函数.
由
,
当时,则有,此时没有意义,
当时,由,
,由,
故选:C
【点睛】关键点点睛:本题的关键是根据不等式判断函数的单调性,利用函数平移判断函数的对称性.
18.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数,则下列函数中为奇函数且在上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意求出各选项的解析式,结合奇函数的定义及单调性判断即可.
【详解】对于A,,
定义域为,在上单调递减;
对于B,,
定义域为,在上单调递减;
对于C,,
定义域为,在上单调递增,
设,则,
所以函数不为奇函数;
对于D,,
定义域为,在上单调递增,
设,则,
所以函数为奇函数,符合题意.
故选:D.
19.(22-23高一上·江苏常州·期中)定义在上函数满足且当时,,则使得在上恒成立的m的最小值是 .
【答案】8
【分析】根据给定条件,依次求出函数在上的最大值、最小值,再借助函数图象求解作答.
【详解】定义在上函数满足,当时,,,
当时,,,,
当时,,,,
当时,,,,
由得,,因此当时,恒成立,
观察图象知,,则有,所以m的最小值是8.
故答案为:8
【点睛】关键点睛:涉及由抽象的函数关系及给定区间上的解析式求解析式,在所求解析式的区间上任取变量,再变换到已知解析式的区间上是解题的关键.
20.(24-25高一上·江苏常州·期中)若函数是定义域为,且对,,且,有,不等式的解集为
【答案】
【分析】首先,对不等式进行变形,转化为,再根据定义法以及给定条件分析的单调性,求解不等式即可.
【详解】由题设,其中,可变形为;
令,则,即函数在实数上单调递增;
不等式移项变形可得,
进一步化简得到,
因此原不等式可化简为,即
由于在实数上单调递增,
不等式成立的条件是,解得,
因此,不等式的解集为,
故答案为:
题型五 函数奇偶性应用 (共4小题)
21.(多选)(24-25高一上·江苏淮安·期中)已知函数的定义域为,对于任意实数满足:,当时,,则下列说法正确的是( )
A. B.为上的增函数
C.为奇函数 D.若,则的取值范围为
【答案】ACD
【分析】令代入题设条件可判断A;令并结合奇偶性定义可判断C;令,利用单调性定义及奇函数性质判断B;利用奇函数、单调性解不等式求参数范围判断D.
【详解】令,则,A对;
令,则,即,
所以为奇函数,C对;
由时,则时,
令,则,故,
所以,即为上的减函数,B错;
令,且为奇函数,而,即,
所以,结合B易知在上也为减函数,
所以,可得,D对.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:令判断的奇偶性,进而得时是判断C、D的关键.
22.(多选)(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知,都是定义在上的函数,其中是奇函数,是偶函数,且,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数
B.
C.对,不等式总成立
D.对,且,总有
【答案】ACD
【分析】由是奇函数,是偶函数,且,求出和,利用偶函数的定义判断A选项;求函数值判断B选项;作差法比大小判断C选项;由不等式的性质判断D选项.
【详解】是上的奇函数,是上的偶函数,且,
则,有,
由,得,,
,为偶函数,A选项正确;
,B选项错误;
对,,
所以不等式总成立,C选项正确;
对,且,则,,
所以,
D选项正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:利用函数奇偶性的特征,由,得,求出和的解析式,解决选项中的问题即可.
23.(多选)(24-25高一上·江苏盐城·期中)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则下列正确的是( )
A.当时,
B.
C.不等式的解集为
D.函数的图象与轴有4个不同的交点,则
【答案】ACD
【分析】函数奇偶性求出函数解析式,分段解决分段函数有关的不等式,由函数图像找到交点为4个点的的取值范围.
【详解】当时,,由题意可知,A选项正确;
由题意可知:,B选项错误;
∵,令,则或;令,则或;
∴,即或,即或,C选项正确;
令,即
函数的函数图像如下:
由图像可知,当和存在4个交点时,,D选项正确.
故选:ACD.
【点睛】方法点睛,本题已知分段函数的奇偶性和其中某个区间的解析式,通过奇函数的性质可以求出整个函数的解析式,由此可以借助函数图像来解决一些函数相关的问题.
24.(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知 (常数),则( )
A.当时,在上是减函数
B.当时,没有最小值
C.当时,的值域为
D.当时,,有
【答案】BCD
【分析】对A,比较时两段的值可判断;对B,分别判断和时函数单调性即可得出;对C,根据单调性求出值域即可判断;对D,求出和时范围即可得出.
【详解】对于选项A,当时,,,所以在R上不是减函数,故选项A错误,
对于选项B,当时,在上是减函数,无最小值,
又在上是减函数,也无最小值,即时,无最小值,
当时,在上是增函数,所在在上的最小值为,
又在上是减函数,且,所以当时,无最小值,
综上,当时,无最小值,所以选项B正确.
对于选项C,当时,,
当时,由,得是增函数,
所以,所以的值域是,故选项C正确.
对于选项D,当时,由,得,所,
而当时,,,
因此,,使得,即,所以选项D正确,
故选:BCD.
【点睛】求函数最值和值域的常用方法:
(1)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值;
(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值;
(3)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值;
(4)换元法:对比较复杂的函数可通过换元转化为熟悉的函数,再用相应的方法求最值
题型七 分段函数问题 (共4小题)
25.(23-24高一上·江苏盐城·期中)设函数为定义在上的奇函数,且当时,,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据函数的奇偶性以及当时的解析式,求出的解析式,解不等式,可得x的取值范围,进而结合,再分类讨论,求解相应不等式,即可求得答案.
【详解】由题意知为定义在上的奇函数,则,
当时,,
当时,,
故,
又,得或,
解得或,则;
所以时,,
当时,,解得或,则,
当时,,满足;
当时,,解得,则,
综上,a的取值范围为,
故选:C
【点睛】易错点点睛:本题考查了函数奇偶性以及分段函数的性质问题,涉及到解不等式以及复合函数问题,易错点首先是利用奇偶性求的解析式,其次是求出的x的范围后,要分类讨论a的范围,再求解相应不等式,这里也很容易出错.
26.(23-24高一上·江苏连云港·期中)已知对任意两个实数,定义,设函数,设函数,若存在使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】因为当时,,所以只需要考虑,若存在使得成立,则需要,分类讨论的对称轴与的位置确定最小值求解即可.
【详解】,,的函数图象如下图所示:
是二次函数,开口向上, 对称轴为直线,
因为当时,,所以恒成立,所以只需要考虑,此时.
(1) 当时,在上是增函数,
若存在使得成立,需要,即,即,
则存在使得成立,故;
(2)当时,在上是先减后增的函数,
需要,即,
解得或,
又,
故;
(3)当时,在上是的减函数,
需要即,
综上所述,的取值范围为.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:根据定义,因为当时,,恒成立,当时,故需要,转化为二次函数最值问题即可.
27.(24-25高一上·江苏苏州·期中)设函数,若是函数的最小值,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】分析可知,,然后分、两种情况讨论,根据可得出关于实数的不等式,综合可得出实数的取值范围.
【详解】因为,
当且时,则,这与矛盾,
不合乎题意,所以,,
因为二次函数的对称轴为直线,
当时,即当时,则函数在上为增函数,
根据题意,则有,此时,;
当时,即时,当时,,
由题意可得,整理可得,解得,此时,不存在.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:“动轴定区间”型二次函数最值的方法:
(1)根据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论;
(2)根据二次函数的单调性,分别讨论参数在不同取值下的最值,必要时需要结合区间端点对应的函数值进行分析;
(3)将分类讨论的结果整合得到最终结果.
28.(23-24高一上·江苏徐州·期中)已知函数,若的值域为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据给定条件,由函数最小值为1可得,再按结合的取值情况求解即得.
【详解】函数,当时,,当时,,
而,即有,依题意,,即,又,则有,
当时,函数在上的取值集合为,不符合题意,
于是,函数在上单调递增,则,
有,因此,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
解答压轴
题型一 集合新定义题 (共3小题)
29.(24-25高一上·江苏徐州·期中)某同学在网上查阅资料时,无意间发现“笛卡尔积”是一个很有趣的问题.设,是任意两个非空集合,则称集合,为“与的笛卡尔积”,并记集合中的元素个数为.
(1)若,,求与;
(2)若,,求;
(3)若,,为素数,且对任意的恒成立,求实数的最大值,并写出当取到最大值时一组符合条件的,.
【答案】(1),,,,,,,,,,,.
(2)
(3)6,,.
【分析】(1)根据所给定义计算可得;
(2)根据所给定义计算可得;
(3)首先分析可得,,或,,分两种情况讨论,分别求出或的最小值,即可求出的取值范围,进而可得出符合题意的..
【详解】(1)因为,,且,,
所以,,,,,,
,,,,,.
(2)因为,,所以,,,,
所以,,,,
故.
(3)因为,,且为素数,
所以,或,.
当,时,,又,
当且仅当,即时,取等号,
又为素数,所以等号不成立;
当,时,,
当且仅当,即时,取等号.
所以当时,取得最大值6.
此时符合条件的一组集合是:,.
(答案不唯一,只要满足,即可).
【点睛】思路点睛:关于新定义题的思路有:
(1)找出新定义有几个要素,找出要素分别代表什么意思;
(2)由已知条件,看所求的是什么问题,进行分析,转换成数学语言;
(3)将已知条件代入新定义的要素中;
(4)结合数学知识进行解答.
30.(24-25高一上·江苏·期中)若非空实数集中存在最大元素和最小元素,则记,.
(1)已知,求和;
(2)已知,小明同学认为“”是“对任意,都有”的充要条件.你认为小明同学的判断是否正确?请说明理由;
(3)已知,为正整数,,若,求证:为奇数.
【答案】(1),
(2)不正确,理由见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)直接根据定义即可得到答案;
(2)给出,作为充分性的反例即可;
(3)将题目条件转化为,再使用反证法证明.
【详解】(1)此时,,故,.
(2)不正确,因为当,时,有,故,但.
所以“”不能推出“对任意,都有”.
(3)由定义知,故.
若,则,故.
此时,故,所以为奇数;
若,则,故的最大元素和最小元素同号,从而.
而,故,又因为,所以或.
而为正整数,所以,故,这就得到.
假设是偶数,则是奇数. 由于是偶数,所以和中必有一个偶数,再由是奇数,知是偶数.
设,则,,故.
由于,,故,即.
所以,得.
若,则,得,故为奇数,矛盾;
若,则显然为奇数,矛盾.
这表明假设不成立,所以为奇数.
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于将题目条件适当转化为容易处理的形式,这样便于解决问题.
31.(24-25高一上·江苏南京·期中)已知集合,其中,由中元素可构成两个点集和:,,其中中有个元素,中有个元素.新定义1个性质:若对任意的,必有,则称集合具有性质.
(1)已知集合与集合和集合,判断它们是否具有性质,若有,则直接写出其对应的集合,;若无,请说明理由;
(2)集合具有性质,若,求:集合最多有几个元素?
(3)试判断:集合具有性质是的什么条件,并证明.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)充分不必要条件,证明见解析
【分析】(1)根据定义做出判断,直接写出集合,.
(2)利用定义,探讨出与的关系式,再代入求值.
(3)利用充分条件、必要条件的定义,结合集合与集合个数的大小关系,推理得证.
【详解】(1)①集合,不符合定义,不具有性质;
②集合具有性质,对应集合,;
③集合不是整数集,所以不具有性质.
(2)依题意,集合的元素构成有序数对,共有个,
由,得,又当时,,则当时,,
因此集合的元素个数不超过个,
取,则中元素的个数为个,
所以中元素的个数最多为.
(3)1)当集合具有性质时,
①对于,由定义知:,又集合具有性质,则,
若是中的不同元素,则,中至少有一个不成立,
于是,中至少有一个不成立,因此也是中不同的元素,
所以的元素个数不多于的元素个数,即,
②对于,由定义知:,又集合具有性质,则,
若是中的不同元素,则,中至少有一个不成立,
于是,中至少有一个不成立,因此和也是中不同的元素,
即的元素个数不多于的元素个数,即,
由①②知;
2)集合,则,
,满足,而集合不具有性质,
所以集合具有性质是的充分不必要条件.
【点睛】关键点点睛:涉及集合新定义问题,关键是正确理解给出的定义,然后合理利用定义,结合相关的其它知识,分类讨论,进行推理判断解决.
题型二 根据充分性必要性求参数(共1小题)
32.(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知集合使不等式成立.
(1)用区间形式表示集合M;
(2)设不等式的解集为N,若是的必要条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用分离参数法,转化为有解问题,结合二次函数的性质可求出结果;
(2)根据题意得到,分类讨论根之间的大小关系,从而得到取值范围.
【详解】(1)根据题意可得在上有解,
即在上有解,只需,
令,
由知,
所以,则,
故的取值集合
(2)因为是的必要条件,
所以,显然不为空集,即不为,
因为不等式的解集为N,
所以①当即时,,,
则,解得;
②当即时,,,
则,解得;
综上所述,a的取值范围是.
题型三 基本不等式 (共3小题)
33.(24-25高一上·江苏南通·期中)定义:若函数对定义域内的每一个值,在其定义域内都有唯一的使成立,则称该函数为“伴随函数”.
(1)判断是否为“伴随函数”,并说明理由;
(2)若函数在定义域上为“伴随函数”,试证明:;
(3)已知函数在上为“伴随函数”,若,,恒有,求的取值范围.
【答案】(1)不是,理由见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)取,结合“伴随函数”的定义判断即可;
(2)推导出,结合指数运算可证得结论成立;
(3)分、两种情况讨论,当时,可知不是“伴随函数”;当时,函数在上单调递增,根据求出的值,利用基本不等式求出的最小值,再利用参变量分离得出,令,可得,利用二次函数的基本性质求解即可.
【详解】(1)函数的定义域为,
取,则,此时,不存在,使得,
因此,函数不是“伴随函数”.
(2)因为函数在定义域上为增函数,则存在,
使得,若,则,
根据题意,存在,使得,矛盾,
故,所以,,
所以,,即.
(3)若,则当时,,
此时,不存在,使得,则函数不是“伴随函数”,
所以,,函数在上单调递增,
则,,
由“伴随函数”的定义可得,
因为,解得,即,,
当时,,
则,
当且仅当时,即当时,等号成立,
因为,,恒有,
则,所以,,
令,则,由题意可得,
令,,函数在上单调递增,
所以,,则,
因此,实数的取值范围是.
【点睛】结论点睛:利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
34.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知二次函数.
(1)设,,证明:;
(2)已知集合是满足下列性质的函数的全体:存在非零常数,使得对任意实数,有恒成立.判断函数是否属于集合,并说明理由;
(3)若对任意,不等式恒成立,求的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2),理由见解析
(3)
【分析】(1)由子集的定义证明;
(2)根据新定义用反证法证明;
(3)由不等式恒成立,结合判别式有,于是有,把不等式右边化为的形式,并换元:,再利用对勾函数性质及不等式的性质求得结论.
【详解】(1)若,显然有;
若,设,则有;从而,
故有;
综上可知:.
(2)假设,则,,,
即,因为该式对于任意的实数均成立,从而有
解之得,
而这与矛盾,故.
(3)恒成立,
,故;
,
令,则,,
. 当时,;
当时,,
当且仅当时,取等号,
所以,的最大值为.
【点睛】方法点睛:在出现新定义的问题中,有时解决问题给出的条件较少,可以应用反证法,假设结论的反面成立,这样结论的反面可以作为一个条件参与推理,从而有助于问题的解决.
35.(23-24高一上·江苏淮安·期中)已知函数.
(1)当时,关于x的不等式的解集为,求实数n的值;
(2)当时,若时,关于x的不等式恒成立,求的最小值;
(3)当时,若时,关于x的不等式恒成立,求m的取值范围.
【答案】(1);
(2)答案见解析;
(3).
【分析】(1)由题设解集为,列方程组求参数即可;
(2)讨论、、,结合不等式恒成立,分别得到、在上恒成立、在上恒成立,进而分别求出对应情况下目标式的最小值;
(3)讨论、、,问题化为一元二次不等式恒成立,再分别求出对应参数范围,最后取并.
【详解】(1)由题设解集为,
所以,解得.
(2)由时,关于x的不等式恒成立,且,
当,则恒成立,满足题设,此时,故无最小值;
当,即时,恒成立,即恒成立,
又在上递减,则,故,
所以,只需,当且仅当,时等号成立,
此时,的最小值为2;
当,即时,恒成立,即恒成立,
又在上递减,则,故,
所以,只需,同上分析知:,故无最小值.
综上,时无最小值;时的最小值为2;
(3)由题设,
当时,,对于任意,恒成立;
当时,对于,,即恒成立,
所以,解得,故;
当时,
若,则,,则,即,
因为函数在区间上单调递减,所以,又,所以;
若,则,,则,即,
因为函数在区间上单调递减,所以,又,所以;
若,则时,,即时,即,无解,
此时;
综上,
题型四 不等式恒成立、能成立问题 (共7小题)
36.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知二次函数满足,,且在上的最小值为.
(1)求的解析式;
(2)求在上的最小值;
(3)设,若对任意,存在,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2);
(3)
【分析】(1)依题意利用待定系数法解方程即可得出函数解析式;
(2)根据二次函数性质分类讨论求得函数函数在区间上的单调性,可得的表达式;
(3)易知,将不等式恒成立转化为,再利用函数单调性计算可得.
【详解】(1)由可知关于对称,且在上的最小值为;
故可设,
由可得,;
所以函数的解析式为;
(2)由(1)可知
①当时,,
此时在区间上单调递减,可得,
②当时,,
此时在区间上单调递减,在区间上单调递增,可得,
③当时,
此时在区间上单调递增,;
综上可得;
(3)由题知,当时,;
即求对任意,存在,使得,
令,当时,
即对于,使得恒成立,
也即对于,使得恒成立,
可得,
令,所以,
因为在区间上单调递增,所以当时,;
因此可得.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于将双变量不等式恒成立问题转化为求函数最小值问题,再利用换元法求得函数单调性即可得出结论.
37.(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知函数定义域为,若存在,,实数大于0,对,有成立,则称为定义在上的函数.
(1)已知为定义在上的函数,求最大的区间;
(2)已知为定义在上的函数,求实数的取值范围;
(3)已知为定义在上的函数,求的最小值及此时,的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)结合题意,令求解的范围即可.
(2)结合题意令转化成二次函数在定区间上的恒成立问题求解.
(3)结合题意,将题目转化成恒成立的问题求解即可.
【详解】(1)即解得:
故最大的区间为:
(2)恒成立,即且
即且令则且
则且
故
(3)因为 为定义在 上的 函数,
所以对 恒成立,
分别取 ,
得 ,
则 .
所以 .
,,
当 时, ,
解得: .
故答案为:.
【点睛】新结构题目读懂题目的含义结合所学知识求解是关键.
38.(24-25高一上·江苏连云港·期中)设函数的定义域为,若存在常数满足,且对任意的,总存在,使得,称函数为函数.
(1)求证:函数是函数;
(2)若函数是函数,求实数;
(3)若函数是函数,求实数.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3).
【分析】(1)利用函数为函数的定义求解.
(2)法一:根据函数是函数,先由不成立,得到或;再根据函数的新定义,由,转化为,令,根据在单调递减,由求解;法二:根据函数是函数及在是增函数,由求解;
(3)法一:由,得到,从而,再由函数是函数,化简得到,由求解;法二:同上,由求解.
【详解】(1)解:任取,总存在,
使得,
所以是函数.
(2)法一:因为函数是函数,
若,则当时,,
此时不存在,使得,
所以或;
若任取,存在,使得,
所以,化简得,
令,
因为在单调递减,
所以
当时,得,
当时,得,
综上所述.
法二:因为函数是函数,若,则当时,,
此时不存在,使得,
所以或;
若任取,存在,使得,
只需满足即可,因为在是增函数,
故有,即,
解得.
(3)法一:因为,所以,
所以,
又
所以函数为增函数;
函数是函数,
所以任取,存在,使得,
化简得,
,得,所以.
法二:因为,所以,所以,
又
所以函数为上的增函数;
又函数是函数,
所以任取,存在,使得,
等价于,
即,即,
解得.
【点睛】方法点睛:对任意,存在,使得,由而得解.
39.(24-25高一上·江苏无锡·期中)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间(不需证明);
(2)当时,求函数在区间上的最大值和最小值;
(3)当时,函数在上既有最大值又有最小值,是否存在正整数,使恒成立?若存在,请求出的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)的单调递增区间为,无单调递减区间;
(2)最大值为,最小值为;
(3)存在正整数,满足题意.
【分析】(1)将函数改写成分段函数形式,根据二次函数性质并由函数图象即可得出的单调区间;
(2)代入求得函数在区间上的单调性,计算即可得出最大值和最小值;
(3)分别讨论出函数在不同区间上的单调性,再由最值所在区间结合图象可得的取值范围,利用不等式性质即可求得结果.
【详解】(1)当时,可得,
去绝对值后可得,
易知函数关于对称,所以其在上单调递增,
函数关于对称,所以其在上单调递增,
又易知两函数在处的函数值相等,图象如下图所示:
可知函数的单调递增区间为,无单调递减区间;
(2)时,可得,
当时,,
根据二次函数性质可知在上单调递增;
当时,,
根据二次函数性质可知在上单调递增,在上单调递减;
又;
因此可知函数在区间上的最大值为,最小值为;
(3)当时,,
若,则,
由二次函数性质可得,在上单调递增,
若,则,
由二次函数性质可得,在上单调递增,在上单调递减;
又函数在上既有最大值又有最小值,
所以最大值为,最小值为,
当,令,解得;
当,令,解得;
因此区间中需包含区间,且两边范围不超出和,画出示意图如下:
即满足,因此可得;
所以,又,可得恒成立即可;
显然,
所欲的最小值为3.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于利用函数在上既有最大值又有最小值,并根据函数单调性限定出的范围,得出的表达式即可得出结论.
40.(23-24高一上·江苏·期中)已知函数为定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)若,使得不等式成立,求实数的取值范围;
(3)若,,使得不等式成立,求实数的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由奇函数的性质可得出,可求得的值,由可求得的值,可得出函数的解析式,再结合函数奇偶性的定义验证即可,由此可得出函数的解析式;
(2)由已知可得出,利用双勾函数的单调性求出在上的值域,可得出在有解,由此可求得实数的取值范围;
(3)由已知可得出,化简得出,令,可得出,利用双勾函数的单调性求出函数在上的最小值,即可得出实数的取值范围,即可得解.
【详解】(1)解:为上的奇函数,所以,得,则,
又,所以,所以,
对任意的,,
所以,函数为奇函数,合乎题意,
综上所述,.
(2)解:当时,,
因为函数在上单调递减,在上单调递增,
当时,;当或时,.
所以,所以.
不等式,即,
得在有解,所以且,即
(3)解:因为,所以,
,恒成立,所以,
则,
而
设,其中,则,当且仅当时,即当时等号成立,
因为,则,
所以,,
因为在上单调递增,
所以,函数在上单调递减,可得,
所以,即的最小值为.
【点睛】结论点睛:利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
41.(23-24高一上·江苏苏州·期中)已知函数.
(1)当时,求的值;
(2)若函数的图象与直线有三个不同的交点,求实数的取值范围;
(3)在(2)的条件下,设三个交点的横坐标分别为,若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)5
(2)
(3)
【分析】(1)将代入中,直接求出的值即可;
(2)根据函数的图象与直线有三个不同的交点,对分类讨论,求出的取值范围即可;
(3)根据条件,可得,令,求出的最大值,再求出的取值范围.
【详解】(1)当时,,
所以;
(2),
函数的图象与直线有三个不同的交点,
当,即时,,故;
当,即时,,故;
当,即时,无解;
,
当,即时,,故无解.
综上,实数的取值范围是;
(3)由题知,是的较小根,
是方程的根,所以,
令,
设在上单调递减,
所以时,,因为恒成立,所以,
所以实数的取值范围.
【点睛】关键点点睛:第三问解题的关键点是转化为不等式恒成立问题.
42.(23-24高一上·江苏宿迁·期中)已知函数的定义域为.
(1)求的值,并证明在上单调递增;
(2)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1),证明见解析
(2)
【分析】(1)令可求出的值;再由单调性的定义证明即可;
(2)令可将题意转化为,恒成立,分类讨论,,,由二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)函数的定义域为,
因为,所以,即,解得,,
此时,,成立,
所以的值为1,
任设,则,
因为,所以,
所以,所以,
可证得在上单调递增;
(2)由,
可得,
因为,由(1)知,令,
所以,恒成立
①当时,恒成立,满足题意,
②当时,二次函数的图象开口向上,
对称轴方程为
所以当时,,解得,
③当时,二次函数的图象开口向下,
所以,解得,
综上:实数的取值范围是.
题型五 函数单调性+奇偶性 (共5小题)
43.(24-25高一上·江苏苏州·期中)已知函数.
(1)判断的奇偶性,并证明你的结论;
(2)记.
(i)讨论在上的单调性,并说明理由.再请直接写出在上的单调区间;
(ii)是否存在这样的区间,使得在上是单调函数,且的取值范围是.若存在,求出区间;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)奇函数,证明见解析;
(2)(i)在上递减,在上递增,在上递减,在上递增,;(ii)存在,.
【分析】(1)利用函数奇偶性定义判断证明.
(2)(i)利用单调性定义求出的单调区间,进而求出的单调区间;(ii)假定存在,分类讨论并结合单调性求值域建立方程求解即得.
【详解】(1)函数是奇函数,
函数的定义域为,,
所以函数是奇函数.
(2)(i),,
由,得,
当时,,则,函数在上单调递减;
当时,,则,函数在上单调递增,
当时,,
因此函数在上单调递减,在上单调递增.
(ii)由(i)知,函数在上单调递减,在上单调递增,
假设存在区间符合条件,
①当时,在上单调递减,则,即,
化简得,而,
因此不成立,即无解,不存在;
②当时,在上单调递增,则,即,
是方程,即的两个实根,
解得,符合题意,区间为;
③当时,在上单调递减,则,
化简得,而,则,即,
由,得,,无解,不存在;
④当时,在上单调递增,则,
是方程,即的两个实根,此方程在无解,不存在,
所以存在区间,使得在上是单调函数,且的取值范围是,该区间为.
【点睛】关键点点睛:求出函数在上的单调区间,再按单调性分类讨论是求解问题的关键.
44.(23-24高一上·江苏南通·期中)定义在上的函数,对任意的,都有成立,且当时,.
(1)求的值;
(2)证明:在上为增函数;
(3)当时,解不等式.
【答案】(1)0
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)直接令,即可求出的值
(2)利用已知,结合函数单调性的定义进行证明即可
(3)根据,可得,然后利用函数的单调性进行求解即可.
【详解】(1)令,则;
所以.
(2)设,则,
所以,
,
即,
所以在上为增函数;
(3),
,
,
在上为增函数,
解得:,
所以不等式的解集为.
45.(24-25高一上·江苏南京·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断在上的单调性,并用定义证明你的结论;
(3)求函数的值域.
【答案】(1)
(2)在上单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)奇函数在0处有定义则,结合,建立方程组,求出解析式;
(2)由取值定大小、作差、判断差正负的顺序证明函数的单调性;
(3)对分类,,当时,分子分母同除,借助基本不等式求得值域,由奇函数得到当时的值域,从而得到函数值域.
【详解】(1)∵函数是定义在上的奇函数,
∴,即,又∵,∴,
∴,经检验,为奇函数.
(2)在上单调递增,证明如下:
任取,且,
则,
∵,∴,,,,
∴,
∴在上单调递增.
(3)当时,,
当时,,
令,
当时,,当且仅当,即时,取等号,
∴当时,,
又∵函数是定义在上的奇函数,
∴当时,,
综上所述:,即函数的值域为.
46.(24-25高一上·江苏·期中)已知函数是定义在上的奇函数.且.
(1)求实数,的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明你的结论;
(3)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)根据函数的奇偶性以及的值求得;
(2)利用函数单调性的定义证得的单调性;
(3)根据函数的单调性、奇偶性化简不等式,由此求得的取值范围.
【详解】(1)因为函数是定义在上的奇函数.
所以,解得,
则.
又因为,则,解得,
经检验时,,
则是奇函数.
所以.
(2),函数在上单调递增,
证明:任取.
,
因为,所以,
则,
所以,即,
故函数在上单调递增.
(3)函数是定义在上的奇函数,且.
则,
因为函数在上单调递增.
所以,解得,所以的取值范围是.
47.(24-25高一上·江苏·期中)已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断的单调性,并用定义证明;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)单调递增,证明见解析
(3)或
【分析】(1)根据奇函数的定义进行求解;
(2)结合指数函数的单调性,利用定义法进行单调性证明即可;
(3)由为奇函数,不等式化为,再结合函数单调性求解即可.
【详解】(1)为上的奇函数,则,即
,整理可得,可得
(2)为上的单调递增函数.
证明如下:设,且,
则,因为,
根据指数函数的性质,则,,,
所以,即,
所以为上的单调递增函数.
(3)因为为奇函数,不等式化为,
又因为为上的单调递增函数,所以,解得不等式的解集为或
题型六 抽象函数(共4小题)
48.(24-25高一上·江苏常州·期中)已知函数的定义域是且,对定义域内的任意,都有,且当时,,.
(1)判断函数的奇偶性并证明;
(2)求证:在上是增函数;
(3)解不等式:.
【答案】(1)是偶函数,证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)利用赋值法依次得到,再利用偶函数的定义与赋值法即可得证;
(2)利用已知条件得到,结合函数单调性的定义即可得证;
(3)利用赋值法可得,从而将原不等式化为,结合的单调性得到关于的不等式,解之即可得解.
【详解】(1)是偶函数,证明如下:
因为,
令,则,所以,
令,则,所以,
令,,
即对任意的都有成立,
所以函数是偶函数;
(2)依题意,任取,且,
则,即,
因为当时,,
而,则,所以,
所以,即,
所以在上是增函数;
(3)因为是偶函数,,
,
,
所以不等式可化为,
由(2)可知,在上是增函数,
所以,
所以,,且,
解得,,且,
所以,
故原不等式的解集为.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键在于熟练掌握赋值法,得到所需函数值,从而利用函数的奇偶性与单调性即可得解.
49.(24-25高一上·江苏连云港·期中)定义在的函数满足,且当时,.
(1)证明:函数是奇函数;
(2)判断函数在上的单调性并证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)函数在上单调递减,证明见解析
【分析】(1)利用函数奇偶性的定义证明;
(2)利用函数的单调性的定义证明.
【详解】(1)证明:函数的定义域为,
令,得:,,
再令,则,
即,
所以函数在上是奇函数.
(2)在上是单调递减函数,
证明如下:
任取,,且,则,
则,
因为当时,,
所以,
所以,即,
所以函数在上单调递减.
50.(23-24高一上·江苏宿迁·期中)已知函数为上的增函数,对于任意,都有,且当时,.
(1)求;
(2)证明函数是奇函数;
(3)解关于的不等式,
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)根据抽象函数关系式采用赋值法求解的值;
(2)根据奇函数的定义验证即可;
(3)根据知己确定函数的单调性,将不等式转化为含参一元不等式,分类讨论解不等式即可得结论.
【详解】(1)对于任意,都有.
令得即
(2)函数定义在上,
由(1)并令得,即
所以函数是奇函数
(3)原不等式即,
由(2)是奇函数及对,都有,
得即,
任取、,且,
则,
由,.,
,即,
从而在上是增函数;
所以,即,
当时不等式即,解集为,
当时,方程的两根为或,
①当时,,所求不等式的解集为;
②当时,,所求不等式的解集为;
③当时,,所求不等式的解集为;
综上,当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为.
51.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知定义在上的函数满足,且在上单调递减.
(1)证明:函数是偶函数;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)利用赋值法及偶函数的定义计算即可;
(2)根据(1)的结论及函数的性质计算即可.
【详解】(1)令得,即;
令得,即.
令得,即,
所以是偶函数得证;
(2)由已知定义,
所以即,所以,
因为是偶函数,且在单调递减,
所以,
即的解集为
1.(25-26高三上·江苏南通·开学考试)已知a,,且,则的最小值是( )
A.6 B.9 C.13 D.
【答案】C
【分析】由a,,结合,可得a,.随后注意到由可得,最后将化为,再利用基本不等式可得答案.
【详解】,因a,,
则,同理易得.
则.
从而,
当且仅当,即时取等号.
故选:C
2.(24-25高一上·江苏无锡·期中)设正实数x,y,z满足,则当取得最大值时,的最大值为( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】D
【分析】将代入后剩下关于的二元等式,经齐次化处理后使用基本不等式在时最大值时,将代入原式可得,代入,得到二次函数利用配方法即可求得其最大值.
【详解】,
,又均为正实数,
(当且仅当时取"="),
,此时.
,
,当且仅当时取得"=",满足题意.
的最大值为.
故选:D
【点睛】关键点点睛:对含有多元变量的函数求最值时通常要减少变量的个数,减少变量的个数方法有:①代入消元,把其中一个变量用其它变量表示后代入消元;②对齐次式可通过构造比值消元.
3.(24-25高一上·江苏常州·期中)已知不等式,的解集为,且不等式恒成立,则正实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用二次不等式解集得到,从而利用基本不等式求得的范围,再利用换元法将不等式转化可得,进而利用二次函数性质解决恒成立问题,由此得解.
【详解】因为不等式,的解集为,
所以是方程,的两根,
所以,且,
所以,当且仅当时,等号成立,
而不等式可化为,
所以,
则在上恒成立,即,
因为,
当且仅当时,即,等号成立,
所以,此时,,满足题意,
所以的取值范围是.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键在于,利用参变分离法将问题化为求的最值问题,从而得解.
4.(24-25高一上·江苏南京·期中)已知定义在上的函数满足,若函数与的图象的交点为则( )
A.2 B.1 C. D.0
【答案】C
【分析】根据得中心对称以及中心对称点,进而分析得也关于对称,从而得到两函数图象交点也是对称的,由此得解.
【详解】由得关于对称,
由得,
即,
所以也关于对称,
因此两函数图象交点也是对称的,
假设点与点对称,
则,所以推理可得.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于证明两函数图象交点也是对称的,求出.
5.(24-25高三上·江苏南通·期中)已知函数的定义域为,对内的任意两个不相等的数,都有且.若实数m,n满足,则的最小值为( )
A. B. C.20 D.19
【答案】B
【分析】利用赋值法求得,令,进而可求得,可计算,结合单调性可求得最小值.
【详解】,
令,
和原式比较,
,
都有在上单调递增,
,
.
故选:B.
【点睛】思路点睛:通过构造函数得到,进而运算得到是本题的重点,也是解决有些抽象函数问题的常用方法.
6.(24-25高一上·江苏连云港·期中)已知函数,的定义域均为,且,,的图象关于对称,当时,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题设得到、,结合已知求相关函数值,即可求结果.
【详解】由,则①,
由,则②,
由①有,结合②有,
所以,故,
由的图象关于对称,则③,
由①有,结合②③有,
所以,则,
由知:,
由知:,
且,
综上,.
故选:C
【点睛】关键点点睛:根据题设得到、为关键.
7.(多选)(22-23高一上·江苏宿迁·期中)设集合是实数集的子集,如果点满足:对任意,都存在,使得,称为集合的聚点,则在下列集合中,以0为聚点的集合有( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】根据集合聚点的定义,逐一分析每个集合中元素的性质,并判断是否满足集合聚点的定义,从而得到答案.
【详解】对于集合,对任意的,都存在,使得,
所以0是集合的聚点,A选项正确;
对于集合,对于某个实数,比如,
此时对任意的,都有,
也就是说不可能,从而0不是集合的聚点,B选项错误;
对于集合,对任意的,都存在,即,
使,所以0是集合的聚点,C选项正确;
对于集合,,随着n增大而增大,
的最小值为,故当时,即不存在x,使得,D选项错误.
故选:AC
【点睛】关键点点睛:集合新定义的应用,其中解答中认真审题,正确理解集合的新定义——集合中聚点的含义,结合集合的表示及集合中元素的性质,逐项判定是解答的关键,着重考查推理与论证能力.
8.(多选)(23-24高三上·江苏泰州·期中)已知,,且,则( )
A.的最大值是16 B.的最小值为128
C.的最小值为10 D.的最小值为
【答案】BD
【分析】直接由基本不等式即可判断A、B;通过对进行等价转换,再利用基本不等式即可判断C;通过对进行等价转换,再利用对勾函数单调性即可判断D.
【详解】因为,,且,所以,解得,当且仅当时等号成立,故A错误;
因为,由A选项分析可知,
所以,当且仅当时等号成立,故B正确;
因为,,且,所以,
所以,
等号成立当且仅当,故C错误;
因为,且,
所以不妨令,
因为,
所以单调递增,
所以,
从而,等号成立当且仅当.
故选:BD.
【点睛】关键点点睛:对于A、B两个选项的判断较为简单,而C、D选项的关键是先等价变形表达式,然后利用基本不等式和对勾函数去判断.
9.(多选)(24-25高一上·江苏苏州·期中)设函数,则( )
A.直线是曲线的对称轴
B.若函数在上单调递减,则
C.对,不等式总成立
D.当时,有
【答案】BCD
【分析】根据函数的对称性、单调性、不等式等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】,
画出的图象如下图所示,
对于A,由图可知,不是的对称轴,A错误.
对于B,若函数在上单调递减,由图可知,,B正确.
对于C,对,
,
即总成立,故C正确.
对于D,当时,,则,
此时关于直线对称,故有成立;
当时,,成立;
当时,,
由图知,即成立.
综上所述,当时,,故D正确.
故选:BCD
【点睛】关键点点睛:
函数图象的辅助分析:通过画出函数的图象并结合代数分析,可以更直观地理解函数的性质,是解题过程中非常有效的辅助手段;
单调性与对称性结合分析:通过对函数单调性和对称性分析,确保对函数的所有性质有准确全面的理解,这是判断选项的关键步骤.
10.(多选)(24-25高三上·江苏扬州·期中)定义在上的函数同时满足以下条件:①;②;③当时,.则下列结论正确的有( )
A.在上单调递增 B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】A:根据,的大小关系判断;B:先计算出的值,代入于,可求;C:通过转化可得,由此计算并判断;D:根据条件计算出,的值,结合条件③可判断出的值.
【详解】因为,所以;
因为,所以,所以.
再由,令得:;
由,令得:.
所以.
由上可知:A错误,B正确;
因为,
所以,故C成立;
因为,
,
因为当时,,且,
所以,所以,故D正确.
故选:BCD
【点睛】思路点睛:抽象函数表达式的确定一般需要通过“迭代”的思想,逐步计算出所求函数的表达式;求抽象函数的函数值时可直接采用赋值法.本题中的D项,一方面需要借助赋值法确定出函数值,另一方面要结合③的定义去分析.
11.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知函数,若集合中恰有个元素,且各元素之和为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】易知当时,,又恰有个解,可得,分情况列方程,结合根于系数关系及各解之和可得,结合判别式可得解.
【详解】由已知当时,,
又由已知可得方程恰有个解,则,
即当时,方程至多只有一解,
当时,方程可转化为,即,至多有两个解,
综上所述方程在时有一解为,
方程在时有两个解,,且满足,,
又,解得,
则,
解得,
故答案为:.
12.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知,关于的不等式的解集中有且仅有个整数,,,则 ,的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据不等式解集中有且只有个连续整数,确定解集的区间长度,
得出的取值范围,再由对称轴判断出即可.
【详解】由题意,,即,
设不等式的解集为,则,,
则,
因为不等式解集中有且仅有个整数,所以,
即,解得,
所以的对称轴满足,
而,即离对称轴距离最近的整数只有,
所以,所以三个整数解为,
所以,解得.
故答案为:;
【点睛】关键点点睛:本题入手较难,关键是不等式解集中有个整数如何表示,利用解集的区间长度建立不等式是解题关键.
13.(23-24高一上·江苏南京·期中)已知函数是奇函数,不等式组的解集为,且,满足,,则 , .
【答案】 0 /
【分析】根据奇函数定义求出;根据的解集为,且且,满足,求出即可.
【详解】的定义域为,又函数是奇函数,所以定义域关于对称,
从而,即.当时,,.故;
,不等式组等价于,
因为其解集为,是开区间,所以函数在不单调,所以;
又,所以,因此,是的两个正根,即,
所以,解得,
又因为,所以,
即,解得或(舍).
故答案为:0;.
【点睛】关键点睛:本题主要考察型函数的图象问题,根据的解集为开区间确定函数在不单调,从而确定“,是的两个正根”是解题的关键.
14.(23-24高一上·江苏南京·期中)若定义在上的函数,则称为狄迪克雷函数.对于狄迪克雷函数,下列结论中正确的是 (填序号即可).
①函数为偶函数;
②对于任意,都有;
③对于任意两数,都有;
④对于任意,都有.
【答案】①④
【分析】根据新定义函数、函数的奇偶性等知识对四个结论进行分析,从而确定正确答案.
【详解】①,若,则,则;
若,则,则;
所以为偶函数,所以①正确.
②,由于,所以,所以②错误.
③,不妨设,
所以,,
此时,所以③错误.
④,若,则,则;
若,则,则,
所以对于任意,都有,④正确.
故答案为:①④
【点睛】解新定义题型的步骤:(1)理解“新定义”——明确“新定义”的条件、原理、方法、步骤和结论.(2)重视“举例”,利用“举例”检验是否理解和正确运用“新定义”;归纳“举例”提供的解题方法.归纳“举例”提供的分类情况.(3)类比新定义中的概念、原理、方法,解决题中需要解决的问题.
15.(24-25高一上·江苏常州·期中)定义区间、、、的长度均为,其中.
(1)不等式组解集构成的各区间的长度和等于,求实数的取值范围;
(2)已知实数,求满足不等式解集的各区间长度之和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由解得,则不等式对任意恒成立,得,解之即可;
(2)分类讨论当或、时,结合新定义解出对应的一元二次不等式即可.
【详解】(1)由解得:,
不等式组解集构成的各区间的长度和等于,
不等式对任意恒成立,
令,,
则,
解得:,
实数的范围为
(2)①当或时,原不等式等价于,
整理得:,
令,
,,设的两根为,,
此时原不等式的解集为,,解集的区间长度为;
②当时,
同理可得原不等式的解集为,,此时解集的区间长度为.
综合①②知:原不等式的解集的区间长度之和为,
又由韦达定理可知:,
原不等式的解集的区间长度之和为2.
【点睛】方法点睛:
学生在理解相关新概念、新法则(公式)之后,运用学过的知识,结合已掌握的技能,通过推理、运算等解决问题.在新环境下研究“旧”性质.主要是将新性质应用在“旧”性质上,创造性地证明更新的性质.
16.(24-25高一上·江苏宿迁·期中)已知,,且.
(1)求的最小值;
(2)求的最大值;
(3)求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用,化为,再利用基本不等式求最值即可;
(2)利用,则化为,再利用配凑法,得到,即可利用基本不等式求最值;
(3)先利用利用,则,化为,再利用分离常数法将原式化为,利用换元法得到,分子分母同除以,即可利用基本不等式求最值.
【详解】(1)因为,所以,
因为,,所以,,
所以,
所以,
当且仅当时,即时等号成立,
所以的最小值为.
(2)因为,即,因为,,所以,
所以
整理有:,
因为,所以,,
所以,
即,当且仅当,
即时,取等号,所以的最大值为.
(3)因为,即,因为,,所以,
所以,整理得,
原式化为,
令,则,因为,所以,
所以原式化为:,
整理得:,因为,分子分母同时除以,
得:,因为,所以,,
所以,
所以,当且仅当时,即时,等号成立,
此时,所以当时,取得最大值
【点睛】关键点点睛:
本题关键在于,对分子换元,分子设为一个整体,分子分母同除以新元,
整理后凑出乘积为定值,这样可以算出分母的最小值,也就得到了所求分式的最大值.
17.(23-24高一上·江苏南通·期中)已知函数,对于任意实数,当时,记的最大值为.
(1)若,求的值;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据条件先求出,将绝对值函数表示成分段函数形式,利用数形结合进行求解即可.
(2)先求出,将函数表示成分段函数形式,结合,分区间讨论对应函数的最值进行求解即可.
【详解】(1)当时,,则,
作出的图象,如图:
函数在上单调递增,在上单调递减,
当时,,当时,,
所以.
(2)函数,则,
则,
作出函数的图象,如图:
由,得区间的长度为,,
当时,,函数在上单调递增,
;
当时,,函数在上单调递减,
;
当时,,函数在上单调递减,在上单调递增,
;
当时,,函数在上单调递减,在上单调递增,
,
所以的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:求出函数的解析式,利用数形结合以及函数最值的性质是解决本题的关键.
18.(24-25高一上·江苏南通·期中)已知二次函数满足:有两个实数根.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若,记在时的最小值为,求的表达式;
(3)若与都是整数且,求的值.
【答案】(1)或;
(2);
(3)时,,,时,,.
【分析】(1)由判别式大于0可得;
(2)由已知求得,先分,然后考察对称轴与区间端点的远近,从而得最小值;
(3)求出方程的解,然后根据解是整数,得出或,代入求得.
【详解】(1)由已知有两个不等实根,
所以,解得或;
(2)由,可知,
又,故,显然,
所以,
当时,的图象是开口向上的抛物线,
当时,,,
当时,,
当时,的图象是开口向下的抛物线,
时,,,
时,,,
所以;
(3)由题意,,
由得,
又方程的解都是整数,则或2,
,即时,,,
,即时,,.
综上,时,,,时,,.
【点睛】结论点睛:二次函数在区间的最值,
(1)时,,;
(2),时,,;
(3),时,,;
(4)时,,
,类似讨论可得.
19.(24-25高一上·江苏盐城·期中)若函数在上的最大值记为,最小值记为,且满足,则称函数是在上的“美好函数”.
(1)函数是否是在上的“美好函数”,并说明理由;
(2)已知函数是在上的“美好函数”,求的值;
(3)已知函数是在上的“美好函数”,求的值.
【答案】(1)不是,理由见解析
(2)
(3)或
【分析】(1)求出函数的最值,即可判断;
(2)首先判断函数的单调性,即可求出函数的最值,从而得到方程,解得即可;
(3)结合函数单调性的定义及对勾函数的性质得到函数的单调性,再对分类讨论,分别求出函数的最值,即可得到方程,解得即可.
【详解】(1)因为,则在上单调递增,在上单调递减,
又,,,
所以,,
则,
所以不是在上的“美好函数”;
(2)因为,,
则在上单调递减,所以,,
因为函数是在上的“美好函数”,
所以,解得.
(3)函数的定义域为,
,所以为奇函数,
根据对勾函数的性质可知在上单调递减,在上单调递增,
在上单调递增,在上单调递减,
其中在上单调递减的证明如下:
设,
则
,
因为,所以,
所以,所以,
所以函数在上单调递减.
当,即时在上单调递减,则,,
所以,解得或(舍去),所以,
即在上为“美好函数”;
当时在上单调递增,则,,
所以,方程无解,故舍去;
因为,令,即,解得 或,
因为,,
所以当时,在的最小值为,最大值不可能为,故不符合题意;
当,即时在上单调递减,则,,
所以,解得(舍去)或,所以,
即在上为“美好函数”;
当时,即时,在上单调递增,则,,
所以,方程无解,故舍去;
因为,令,即,解得 或,
因为,,
所以当时,在的最大值为,最小值不可能为,故不符合题意;
综上可得或.
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是理解所给“美好函数”的定义,结合函数的单调性求出函数的最值.
20.(24-25高一上·江苏·期中)我们知道,函数为奇函数的充要条件是函数的图象关于坐标原点成中心对称,有同学发现该结论可以推广为:函数的图象关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.
(1)已知函数,且,求的值.
(2)已知函数.
(Ⅰ)求的图象的对称中心;
(Ⅱ)若与的图象有四个公共点,,,,求的值.
【答案】(1)
(2)(Ⅰ)(Ⅱ)
【分析】(1)利用,即可求解;
(2)(Ⅰ)设对称中心坐标为,根据题意得到为奇函数,得到,解得答案;
(Ⅱ)首先通过平移变化得到的图象的对称中心也为,从而确定函数与图象个公共点也关于对称.
【详解】(1)由,
则,
又,则.
(2)(Ⅰ)设对称中心坐标为,由题意可知,为奇函数,
对任意恒成立,
即,
所以恒成立,
则,解得.
故函数图象的对称中心为.
(Ⅱ)由,
又的图象向右平移个单位长度,再向上平移一个单位长度得到的图象,
则的图象的对称中心也为.
则函数与图象个公共点也关于对称,所以.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$