内容正文:
专题06 函数单调性、奇偶性、周期性、对称性
题型1 用定义法证明函数的单调性(重点)
题型9 函数奇偶性判断(常考点)
题型2 求函数单调区间(常考点)
题型10 由函数奇偶性求解析式(重点)
题型3 根据函数的单调性求参数(重点)
题型11 函数奇偶性应用(常考点)
题型4根据函数的单调性解不等式(常考点)
题型12 抽象函数的奇偶性(常考点)
题型5 根据函数单调性求值域(常考点)
题型13 由函数的奇偶性求参数(重点)
题型6 根据函数的值域(最值)求参数(常考点)
题型14 函数奇偶性+单调性求解析式(常考点)
题型7 函数不等式恒成立问题(重点)(难点)
题型15 函数奇偶性、单调性、奇偶性、对称性综合应用(重点)(难点)
题型8函数不等式能成立 (重点)(难点)
题型16 函数综合应用(大题)(重点)(难点)
题型17 抽象函数综合问题(大题)(重点)(难点)
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题型一 用定义法证明函数的单调性(共5小题)
1.已知函数,且,设.
(1)求函数的解析式;
(2)用定义法判断的单调性.
2.已知函数,图象经过点,且.
(1)求a,b的值;
(2)判断并证明函数在区间上的单调性.
3.已知函数,其中.
(1)当时,若,求函数的最小值;
(2)当时,若,判断并证明函数的单调性.
4.已知函数
(1)求的值;
(2)若,试判断函数在上的单调性,并说明理由.
5.已知函数
(1)求的值;
(2)若,用单调性定义证明:函数在上是减函数.
题型二 求函数单调区间(共5小题)
6.函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.,
7.函数的单调递减区间为 .
8.函数的单调递增区间为 .
9.已知函数,则的单调递增区间为 .
10.已知函数,.求函数的单调区间.
题型三 根据函数的单调性求参数 (共5小题)
11.已知函数,满足:对任意,当时,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
12.若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
13.若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
14.设函数在区间上具有单调性,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.已知函数,满足对任意的实数且,都有,则实数的取值范围为 .
题型四 根据函数的单调性解不等式 (共5小题)
16.,其中,若,则得取值范围是( )
A. B. C. D.
17.已知定义在上的函数满足对,都有,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
18.已知函数,若,则实数的取值范围为 .
19.已知函数,若,则实数的取值范围 .
20.已知函数,,求实数的取值范围.
题型五 根据函数单调性求值域(共5小题)
21.函数的值域为( )
A. B.
C. D.
22.函数在区间上的值域为 .
23.求函数的值域.
24.已知函数,且
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的最值.
25.求函数的最大值和最小值.
题型六 根据函数的值域(最值)求参数(共5小题)
26.已知函数在区间上的最大值为5,则( )
A.2 B.3 C.15 D.3或15
27.函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
28.设函数,若是的最小值,则实数t的取值范围是( )
A. B.
C. D.
29.函数在上的最大值为,则 .
30.已知函数的最小值、最大值分别为1,3,求的值.
题型七 函数不等式恒成立问题 (共5小题)
31.已知不等式的解集为,若不等式对恒成立,则实数的取值范围为 .
32.已知定义在上的函数,.当时,的最小值为.
(1)若,求的值;
(2)求的解析式;
(3)若对于,总有成立,求实数的取值范围.
33.已知函数在区间上有最大值4和最小值1.
(1)求a,b的值;
(2)若存在,使对任意的都成立,求实数t的取值范围.
34.已知函数.
(1)若的解集为,求,的值;
(2)若,求不等式的解集;
(3)在(1)的条件下,若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
35.已知函数()
(1)设函数在区间上的最小值为,求的表达式;
(2)对(1)中的,当,时,恒有成立,求实数m的取值范围.
题型八 函数不等式能成立 (共5小题)
36.已知函数,(),若,,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
37.已知,若,对均有成立,则实数m的取值范围为 .
38.设函数,函数.
(1)若对于任意的,总存在,使得,求实数的取值范围;
(2)若存在,使得成立,求实数的最大值.
39.已知函数,,()
(1)当时,求的值;
(2)若对任意,都有成立,求实数a的取值范围;
(3)若,,使得不等式成立,求实数a的取值范围.
40.已知函数在区间上有最大值4和最小值1.
(1)求,的值;
(2)若存在,使对任意的都成立,求实数的取值范围.
题型九 函数奇偶性判断(共5小题)
41.函数,则( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.既非奇函数也非偶函数 D.既是奇函数也是偶函数
42.若定义在上的函数满足:对于任意,有,则下列说法一定正确的是( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是奇函数 D.是偶函数
43.已知函数,,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是奇函数
44.(多选)已知函数的定义域为,则下列说法正确的是( )
A.可以表示为一个偶函数与一个奇函数之和
B.若是奇函数,则是偶函数
C.若是偶函数,则是偶函数
D.若是奇函数,则是奇函数
45.(多选)已知函数下列命题正确的是( )
A.若是奇函数,则
B.若是奇函数,则
C.若是减函数,则的取值范围为
D.若是减函数,则的取值范围为
题型十 由函数奇偶性求解析式(共5小题)
46.已知函数是定义域为的偶函数,且当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
47.(多选)已知是定义在R上的奇函数,当时,,则( )
A. B.是奇函数
C. D.当时,
48.已知是奇函数,当时,,则当时, .
49.已知为偶函数,若当时, ,则的解析式是 .
50.设是定义在上的函数,时,,当为奇函数时,函数 .
题型十一 函数奇偶性应用(共5小题)
51.已知函数的最大值为,最小值为,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
52.已知函数.若的最小值为,则的最大值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
53.函数,若.则( )
A. B. C.0 D.3
54.函数是定义在上的奇函数,设函数的最大值为,最小值为,则 .
55.如果奇函数在区间上单调递减且最大值为5,那么函数在区间上最小值 .
题型十二 抽象函数的奇偶性(共5小题)
56.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数对任意实数,都满足,且,,则函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
57.已知,且是定义在R上的奇函数,,则( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.既不是奇函数也不是偶函数
58.已知f(x+y)=f(x)+f(y)对任意实数x,y都成立,则函数f(x)是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数,也是偶函数
D.既不是奇函数,也不是偶函数
59.(多选)已知定义在上的函数满足,定义在上的函数满足,则( )
A.不是奇函数
B.既是奇函数又是偶函数
C.是奇函数
D.既不是奇函数又不是偶函数
60.(多选)定义域为R的函数满足,且当时,.以下结论正确的是( )
A.为奇函数 B.为偶函数
C.为增函数 D.为减函数
题型十三 由函数的奇偶性求参数(共5小题)
61.已知为奇函数,则( )
A. B.2 C.0 D.1
62.已知函数是定义在上的奇函数,则 , .
63.已知、为实数,且函数是偶函数,则 .
64.已知.若为偶函数,则 .
65.设且是奇函数,则实数的值为 .
题型十四 函数奇偶性+单调性求解析式(共5小题)
66.已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)探究的奇偶性;
(3)求不等式的解集.
67.已知函数是定义在 R 上的奇函数,且
(1)确定函数f(x)的解析式;
(2)用定义证明f(x)在上单调递减;
(3)若都有 ,求m的取值范围.
68.已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)解不等式.
69.已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)解不等式.
70.函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求的解析式;
(2)判断并证明的单调性;
(3)解不等式.
题型十五 函数奇偶性、单调性、奇偶性、对称性综合应用(共5小题)
71.(多选)已知定义域为的函数为奇函数,的图象关于直线对称,则( )
A.的图象关于点中心对称 B.为奇函数
C.是周期为4的函数 D.
72.(多选)已知函数是定义在上的奇函数,且,则( )
A.的一个周期为3 B.的图象关于直线对称
C. D.
73.(多选)定义在R上的偶函数满足,且在上是增函数,则( )
A.的图象关于直线对称 B.在上是增函数
C.在上是减函数 D.
74.(多选)若函数是奇函数,是奇函数,则下列选项一定正确的是( )
A.函数图象关于点对称 B.函数的周期为1
C. D.
75.(多选)定义在上的奇函数满足,且在上是增函数,下面判断正确的是( )
A.的周期是
B.是函数的最大值
C.的图象关于点对称
D.在上是减函数
题型十六 函数综合应用(大题)(共5小题)
76.已知定义在上的函数图象关于原点对称.
(1)求的解析式;
(2)判断并用定义证明的单调性;
(3)解不等式.
77.若函数对于定义域中的任意实数x,都存在实常数a,b满足,则称关于点对称.
(1)已知函数的图像关于对称,求实数m的值;
(2)在(1)的结论下,已知,若对于任意的正实数t和负实数x,恒有成立,求实数k的取值范围.
78.已知函数.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)判断并证明函数在区间上的单调性;
(3)解关于的不等式:.
79.定义:对于关于的函数,函数在范围内的最大值,记作.如函数,在范围内,该函数的最大值是,即.请根据以上信息,完成以下问题:已知函数(为常数).
(1)若.
①直接写出该函数的表达式,并求的值;
②已知,求的值.
(2)若该函数的图象经过点,且,求的值.
80.已知函数.
(1)用函数单调性的定义证明:在上单调递增.
(2)若,函数.
(i)证明:的图象关于直线对称;
(ii)求在上的值域(用含的式子表示).
题型十七 抽象函数综合问题(大题)(共5小题)
81.已知定义在上的函数满足对任意的x,,,当时,,.
(1)证明:为奇函数.
(2)证明:在上是减函数.
(3)求不等式的解集.
82.已知定义在上的函数满足:对,都有,且当时,.
(1)判断函数的奇偶性并用定义证明;
(2)判断函数在上的单调性,并用单调性定义证明;
(3)解不等式:.
83.定义在上的函数满足当时,,且对任意的,,有.证明:
(1);
(2)对任意的恒有;
(3)是增函数.
84.已知函数的定义域为,对任意,都满足,且,当时,且.
(1)求,的值;
(2)用函数单调性的定义证明在上单调递减;
(3)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
85.定义在上的函数满足,,且时,.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)求关于t的不等式的解集.
$专题06 函数单调性、奇偶性、周期性、对称性
题型1 用定义法证明函数的单调性(重点)
题型9 函数奇偶性判断(常考点)
题型2 求函数单调区间(常考点)
题型10 由函数奇偶性求解析式(重点)
题型3 根据函数的单调性求参数(重点)
题型11 函数奇偶性应用(常考点)
题型4根据函数的单调性解不等式(常考点)
题型12 抽象函数的奇偶性(常考点)
题型5 根据函数单调性求值域(常考点)
题型13 由函数的奇偶性求参数(重点)
题型6 根据函数的值域(最值)求参数(常考点)
题型14 函数奇偶性+单调性求解析式(常考点)
题型7 函数不等式恒成立问题(重点)(难点)
题型15 函数奇偶性、单调性、奇偶性、对称性综合应用(重点)(难点)
题型8函数不等式能成立 (重点)(难点)
题型16 函数综合应用(大题)(重点)(难点)
题型17 抽象函数综合问题(大题)(重点)(难点)
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题型一 用定义法证明函数的单调性(共5小题)
1.已知函数,且,设.
(1)求函数的解析式;
(2)用定义法判断的单调性.
【答案】(1)
(2)在区间和和上分别单调递减
【分析】(1)直接根据题意代入求值即可;
(2)根据定义法判断函数的单调性即可.
【详解】(1)因为,所以,则,
故.
(2)易得的定义域为,,
则,
①当时,,
则,即,
故在区间上单调递减;
②当时,,
则,即,
故在区间单调递减,
③当时,,
则,即,
故在区间单调递减,
综上,在区间和和和上分别单调递减.
2.已知函数,图象经过点,且.
(1)求a,b的值;
(2)判断并证明函数在区间上的单调性.
【答案】(1);
(2)单调递增,证明见解析.
【分析】(1)根据给定条件,建立方程组并求解即得.
(2)判断单调性,再利用函数单调性定义推理论证.
【详解】(1)依题意,,所以.
(2)由(1)知,,函数在上单调递增.
任意,则,
由,得,即,因此,
所以函数在上单调递增.
3.已知函数,其中.
(1)当时,若,求函数的最小值;
(2)当时,若,判断并证明函数的单调性.
【答案】(1)
(2)单调递减;证明见详解.
【分析】(1)根据基本不等式即可得结果;
(2)利用定义证明单调性即可.
【详解】(1)因为,则,
∵,∴,
当且仅当,即时,等号成立.
故函数的最小值为.
(2)函数在区间上单调递减,证明如下:
因为,则
,且,则
由,得,,
于是,即.
所以,函数在区间上单调递减.
4.已知函数
(1)求的值;
(2)若,试判断函数在上的单调性,并说明理由.
【答案】(1)
(2)减函数;答案见解析
【分析】(1)由函数解析式计算即可;
(2)由单调性的定义证明即可;
【详解】(1),
所以,
(2),
函数在上单调递减,证明如下:
设,
则,
由于,,则,
故,即
所以在上为减函数.
5.已知函数
(1)求的值;
(2)若,用单调性定义证明:函数在上是减函数.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)先根据函数解析式求出的值,代入即可求解;
(2)根据函数单调性的定义证明即可.
【详解】(1)因为,所以,
所以.
(2)由题意可得,
且,
,
因为,所以,,,
所以,即,
因此函数在上是减函数.
题型二 求函数单调区间(共5小题)
6.函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.,
【答案】A
【分析】应用分段函数性质结合二次函数的单调性即可判断.
【详解】函数,
当时,单调递增区间为;
当时,单调递增区间为,单调递减区间为;
所以函数的单调递减区间为.
故选:A.
7.函数的单调递减区间为 .
【答案】、
【分析】作出函数的图象,可得出该函数的单调递减区间.
【详解】因为,
由此画出函数的图象如图所示,
由图可知,函数的单调递减区间为、.
故答案为:、.
8.函数的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】利用分离常数法,得,结合的范围可得答案.
【详解】,
由,得,
当时,单调递减,单调递增;
当时,单调递减,单调递增,
所以的单调增区间为.
故答案为:.
9.已知函数,则的单调递增区间为 .
【答案】,
【分析】根据绝对值的符号分类讨论,利用二次函数的单调性判断即可.
【详解】当时,,
函数图像对称轴方程为,开口向下,此时的单调递增区间为;
当时,,
函数图像对称轴方程为,开口向下,此时的单调递增区间为.
综上,的单调递增区间为,.
故答案为:,
10.已知函数,.求函数的单调区间.
【答案】单调递增区间为和,单调递减区间为
【分析】由,利用二次函数的性质求解.
【详解】由题意得
当时,,
此时函数的单调递增区间为,没有单调递减区间;
当时,,
此时函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
综上所述,函数的单调递增区间为和,单调递减区间为.
题型三 根据函数的单调性求参数 (共5小题)
11.已知函数,满足:对任意,当时,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得函数在上单调递增,列出不等式组求解即可.
【详解】因为对任意,当时,都有成立,
所以函数在上单调递增,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:C.
12.若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分,和讨论函数在上的单调性,即可得出答案.
【详解】当时,在上单调递增,满足题意,
当时,,满足题意,
当时,,由对勾函数的性质知,
若满足题意则,解得.
综上,.
故选:B.
13.若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,则,,利用单调递增则单调性相同的性质,得出在上单调递增,且,分情况讨论得出的取值范围.
【详解】令,则,.
已知在上单调递增,则在上单调递增,且.
若,则,此时在单调递增,
且,符合题意.
若,则须满足:
即.
综上,.
故选:C.
14.设函数在区间上具有单调性,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】在本题中先求出函数的对称轴,再根据函数在区间上具有单调性,分类讨论,确定对称轴与区间的位置关系来求解的取值范围.
【详解】对于函数,可得对称轴为.
因为函数在区间上具有单调性,所以对称轴不在区间内.
当时,即,函数在区间上单调递增.
当时,即,函数在区间上单调递减.
所以的取值范围是或.
故选:D.
15.已知函数,满足对任意的实数且,都有,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用已知条件判断函数的单调性然后转化分段函数推出不等式组,即可求出a的范围.
【详解】对任意的实数,都有,即成立,
可得函数图像上任意两点连线的斜率小于0,说明函数是减函数;
可得:,
解得,
故答案为:.
题型四 根据函数的单调性解不等式 (共5小题)
16.,其中,若,则得取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】画出函数图像,结合对称性构造不等式即可求解;
【详解】
画出函数的图像,
当时,,
,
即,
同理:当时,也可得,
所以的图像的图像关于对称;
所以等价于,
即,
解得:或,
又,
所以得取值范围是,
故选:B
17.已知定义在上的函数满足对,都有,若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意根据函数单调性定义可得在上单调递增,原不等式等价于,即可解出.
【详解】由,得,
令,则,因此函数在上单调递增,
由,得,
由,得,
即,则,解得,
所以原不等式的解集为.
故选:C
18.已知函数,若,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】作出函数的图象,分析该函数的单调性,结合所求不等式可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】作出函数的图象如下图所示:
由图可知,在上是减函数.
因为,所以,即,
即,解得,所以实数的取值范围为.
故答案为:.
19.已知函数,若,则实数的取值范围 .
【答案】或
【分析】求出函数的单调区间及单调性,再利用单调性解不等式.
【详解】函数的定义域为,函数在上都递增,
因此函数在上单调递增,由,
则,解得或,
所以实数的取值范围是或.
故答案为:或
20.已知函数,,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】由一元二次函数的图象和性质可得,两边平方取绝对值解不等式即可.
【详解】因为一元二次函数的对称轴为,开口向上,
根据单调性可知距离对称轴越远,函数值越大,
所以由,得,即,
所以,即,
所以,即,
所以,
等价于或,
解得.
题型五 根据函数单调性求值域(共5小题)
21.函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】结合对勾函数的单调性即可求解.
【详解】化简可得:,
设,则.
由对勾函数的性值可知:
函数是奇函数,在上单调递减,上单调递增,
当时,在处取得最小值,当或时,,
所以的值域为,
所以函数值域为,
故选:C.
22.函数在区间上的值域为 .
【答案】
【分析】根据函数在上的单调性求解即可.
【详解】因为函数在上恒正且单调递增,则在上单调递减,
所以,故的值域为.
故答案为:.
23.求函数的值域.
【答案】
【分析】当时,得,当时,得,令,通过换元进行求解.
【详解】当时,得,
当时,得,
令,得,
因为且,函数在和上单调递增,
得或,
则或,
综上知,函数的值域为:
24.已知函数,且
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的最值.
【答案】(1)
(2)最小值为,最大值为
【分析】(1)法一:根据求出的值,利用换元法求的解析式即可;
法二:根据配凑法得到,根据求出的值,即得到解析式.
(2)利用函数单调性的定义求函数在上的单调性,进而求得最值.
【详解】(1)方法一:因为,,令,即,
所以,则,解得,
所以,
令,,则,
则,,
所以函数的解析式为.
方法二:由题意,所以,
又,所以,解得,
所以,即函数的解析式为.
(2)由(1)知,任取,,且,
则,
因为,,所以,即,
所以函数在上单调递增,
同理,任取,且,则,
因为,,所以,即,
所以函数在上单调递减,
故在上单调递减,在上单调递增,
又,,
故在上的最小值为,最大值为.
25.求函数的最大值和最小值.
【答案】,
【分析】将函数变形换元,然后利用函数单调性求解即可.
【详解】因为,则,
令,因为,所以,
令,
取,且,
由
,
因为,且,
所以,
所以且,
所以,
所以在上为减函数,
则,,
所以,又在上单调递减
所以,.
题型六 根据函数的值域(最值)求参数(共5小题)
26.已知函数在区间上的最大值为5,则( )
A.2 B.3 C.15 D.3或15
【答案】B
【分析】先将函数进行分离常数的变形,然后根据反比例函数的性质分析其单调性,再结合函数在给定区间上的最大值列出关于的方程,进而求解的值.
【详解】.因为,所以函数在上单调递减,所以函数在区间上的最大值为,解得.
故选:B.
27.函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由具体函数的定义可得且,再分和,结合条件,当时,,从而可知A,B和C均错误,选项D,令,且,则,当时,,可求得,又时,,即可求解.
【详解】由题知且,解得且,
又,则当时,恒成立,此时,不满足函数的值域为,所以选项A,B和C均错误,
对于选项D,当时,令,且,则,
当时,,
令,易知在区间上单调递减,则当时,,
在区间上单调递减,则当时,,
所以当时,,又当时,,所以满足题意,
故选:D.
28.设函数,若是的最小值,则实数t的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数的性质结合基本不等式求解即可.
【详解】,当时,,
当且仅当即时,等号成立;
当时,,要使是的最小值,
只需在上递减,且,
即,解得.
故选:B
29.函数在上的最大值为,则 .
【答案】
【分析】按照和分类判断出函数在上的单调性,即可得出函数的最值,利用最值列式求解即可.
【详解】易知,是由向左平移1个单位得到,
当时,即在上单调递减,
所以在上单调递减,
所以,解得,与矛盾;
当时,即在上单调递增,
所以在上单调递增,所以,解得.
故答案为:.
30.已知函数的最小值、最大值分别为1,3,求的值.
【答案】或
【分析】转化为关于的方程有解,进而根据判别式列不等式,由不等式的解集求解系数的值即可.
【详解】由题意定义域为,则在上有解,
当时,,
由题意知的解集为,
故1和3为关于y的二次方程的两个根
则,解得或.
当时,方程为,
此时,使得方程有解,且使得方程有解,
综上所述,或.
题型七 函数不等式恒成立问题 (共5小题)
31.已知不等式的解集为,若不等式对恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】由题可得,则不等式等价于对恒成立,设,分析函数的值域,再结合恒成立问题列出不等式组求解即可.
【详解】因为不等式的解集为,
由可得,所以且,即,
或根据图象可得,
不等式对恒成立,
等价于不等式对恒成立.
设,
当时,在上是增函数,,
当时,.
因此函数的值域为,
又不等式对恒成立,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
32.已知定义在上的函数,.当时,的最小值为.
(1)若,求的值;
(2)求的解析式;
(3)若对于,总有成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由对称性以及二次函数的对称轴可求;
(2)讨论对称轴的范围,分三种情况:当时,;当时,,当时,.
(3)首先讨论的单调性,得到单调性后可转化为与的不等式.
【详解】(1)因为,所以关于对称,
又因为的对称轴为,
所以,即.
(2)函数,是一个开口向上的二次函数,对称轴为,
所以当,即时,
当,即时,
当,即时,
综上所述 , .
(3)当时,且单调递减;
当时,的对称轴为,在单调递减;
当时,单调递减,
所以单调递减,
因此,总有成立可转化为,总有,
即 ,
因为,当且仅当时取等号,所以,
故实数的取值范围为.
33.已知函数在区间上有最大值4和最小值1.
(1)求a,b的值;
(2)若存在,使对任意的都成立,求实数t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由二次函数的性质列方程组即可求解;
(2)原题条件等价于对任意的都成立,进一步列不等式组即可求解.
【详解】(1)因为,且,
可知的图象开口向上,对称轴为,可知在上单调递增,
则,解得.
(2)由(Ⅰ)得,
因为存在,使对任意的都成立,
由(Ⅰ)可知:在内单调递增,则,
可得,即对任意的都成立,
因为可得,解得,
故实数的取值范围为.
34.已知函数.
(1)若的解集为,求,的值;
(2)若,求不等式的解集;
(3)在(1)的条件下,若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【分析】(1)根据不等式解集得到方程的两根为1,2,代入后得到方程组,求出答案;
(2)变形为,分,,,和五种情况,得到不等式的解集;
(3)只需,换元后,由基本不等式求出函数最小值,进而得到,求出答案.
【详解】(1)因为关于的不等式的解集为,
所以关于的方程的两根为1,2,
所以解得
(2)因为,所以.
①当时,不等式为,解集为;
②当时,不等式可化为,解集为或;
③当时,,不等式可化为,解集为;
④当时,,不等式可化为,解集为;
⑤当时,,不等式可化为,解集为,
综上,当时,解集为;当时,解集为或;
当时,解集为;当时,解集为;
当时,解集为.
(3)由(1)知不等式对任意恒成立,
即对任意恒成立,
只需.
因为,且,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
所以,,故实数的取值范围为.
35.已知函数()
(1)设函数在区间上的最小值为,求的表达式;
(2)对(1)中的,当,时,恒有成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由函数的图象是开口向上抛物线,且对称轴为,分类讨论,求得函数的最大值,进而求得的表达式;
(2)当时,求得,转化为当,恒有,令,得到,分类讨论,求得的取值范围,即可求解.
【详解】(1)解:函数的图象是开口向上抛物线,且对称轴为,
当时,函数在区间上单调递增,所以;
当时,函数在区间上单调递减,所以;
当时,函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以,
所以的表达式为.
(2)解:当时,可得,可得,
因为当,恒有成立,
所以当,恒有,
令,则,
当时,即时,,解得,所以;
当时,即时,,解得,所以,
综上所述,实数的取值范围是.
题型八 函数不等式能成立 (共5小题)
36.已知函数,(),若,,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求两个函数的值域,再根据题意判断两值域间的包含关系解得.
【详解】因为,对,有.
同理,对,有.
由,,使得,得
,得.
故选:B.
37.已知,若,对均有成立,则实数m的取值范围为 .
【答案】
【分析】令,由题设得,先由一元二次函数性质直接求出,接着分、和三种情况求出即可求解.
【详解】令,
因为,对均有成立,
所以,
因为,所以函数在上单调递增,
所以当时,,
当时,在上单调递增,所以,
所以,所以;
当时,在上恒成立,所以,
所以,符合题意;
当时,在上单调递减,所以,
所以,所以.
综上,满足题意的实数m的取值范围为.
故答案为:.
38.设函数,函数.
(1)若对于任意的,总存在,使得,求实数的取值范围;
(2)若存在,使得成立,求实数的最大值.
【答案】(1)
(2)1
【分析】(1)转化为,由基本不等式得到,由函数单调性得到,从而得到不等式,求出答案;
(2)参变分离得到,变形后,由基本不等式求出的最大值,从而求出答案.
【详解】(1)对于任意的,总存在,使得,
即,
其中,,
当且仅当,即时,等号成立,
故,
因为是减函数,所以当时,,
所以,解得.
(2)时,可得,,
即,
因为,分离参数可得
,
由题意,不等式在存在解集,则
因为,
当且仅当,即时等号成立,所以,解得,
所以的最大值为1.
39.已知函数,,()
(1)当时,求的值;
(2)若对任意,都有成立,求实数a的取值范围;
(3)若,,使得不等式成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)将自变量代入求函数值即可;
(2)由题设恒成立,结合求参数范围;
(3)问题化为在,,有成立,求出,讨论对称轴与区间位置关系列不等式求参数范围.
【详解】(1)由题设,则;
(2)由题设恒成立,即恒成立,
所以,只需,可得;
(3)由题设,在,,有成立,
对于,,易知,
对于,,
当,时,,显然,满足;
当,时,,只需,可得;
当,时,,只需,无解;
综上,.
40.已知函数在区间上有最大值4和最小值1.
(1)求,的值;
(2)若存在,使对任意的都成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合二次函数单调性和最值列式求解即可;
(2)根据存在性问题结合二次函数最值可得对任意的都成立,结合一次函数性质分析求解.
【详解】(1)因为,且,
可知的图象开口向上,对称轴为,可知在上单调递增,
则,解得.
(2)由(1)得,
因为存在,使对任意的都成立,
由(1)可知:在内单调递增,则,
可得,即对任意的都成立,
可得,解得或,
故实数的取值范围为.
题型九 函数奇偶性判断(共5小题)
41.函数,则( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.既非奇函数也非偶函数 D.既是奇函数也是偶函数
【答案】B
【分析】利用函数奇偶性的定义判断即可.
【详解】函数的定义域为,
当时,,有,;
当时,,有,;
当,,,
综上所述,对任意的,成立,所以函数为偶函数,
故选:B.
42.若定义在上的函数满足:对于任意,有,则下列说法一定正确的是( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是奇函数 D.是偶函数
【答案】A
【分析】利用赋值法结合奇偶性定义判断即可.
【详解】令得,所以,
令得,所以,
令得,
令得,
所以是奇函数,
故选:A
43.已知函数,,则( )
A.是奇函数 B.是奇函数
C.是奇函数 D.是奇函数
【答案】C
【分析】根据奇偶性的概念分别判断函数的奇偶性,再利用奇偶性的概念与性质逐项判断即可得结论.
【详解】函数的定义域为,则,所以函数是奇函数,
函数的定义域为,所以,则是偶函数,
所以,不能确定奇偶性,A错误;
,不能确定奇偶性,B错误;
,则是奇函数,C正确;
,则是偶函数,D错误.
故选:C.
44.(多选)已知函数的定义域为,则下列说法正确的是( )
A.可以表示为一个偶函数与一个奇函数之和
B.若是奇函数,则是偶函数
C.若是偶函数,则是偶函数
D.若是奇函数,则是奇函数
【答案】ABD
【分析】根据给定条件,利用函数奇偶性定义逐项分析判断.
【详解】对于A,,令,
则,即是偶函数,是奇函数,
而,因此可以表示为一个偶函数与一个奇函数之和,A正确;
对于B,是奇函数,则,,是偶函数,B正确;
对于C,是偶函数,则,,是奇函数,C错误;
对于D,是奇函数,则,,是奇函数,D正确.
故选:ABD
45.(多选)已知函数下列命题正确的是( )
A.若是奇函数,则
B.若是奇函数,则
C.若是减函数,则的取值范围为
D.若是减函数,则的取值范围为
【答案】AC
【分析】根据奇函数的性质即可求解,根据单调性的性质即可求解CD.
【详解】当时,.
若是奇函数,则,解得,
当时,时,,
也满足奇函数,故A正确.
若是减函数,则,解得,C正确.
故选:AC
题型十 由函数奇偶性求解析式(共5小题)
46.已知函数是定义域为的偶函数,且当时,,则当时,( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用偶函数的性质求函数解析式即得.
【详解】当时,,则,
∵函数是定义域为的偶函数,∴,
∴.
故选:A.
47.(多选)已知是定义在R上的奇函数,当时,,则( )
A. B.是奇函数
C. D.当时,
【答案】AD
【分析】AB选项,由奇函数得到,,进而得到,得到为偶函数,B错误;C选项,;D选项,由函数的奇偶性结合时的解析式,求出答案.
【详解】AB选项,因为是定义在R上的奇函数,
根据奇函数性质可知,,A正确;
的定义域为R,由于,
则,
即为偶函数,B错误;
C选项,当时,,则,
故,C错误;
D选项,当时,,则,
所以,D正确.
故选:AD.
48.已知是奇函数,当时,,则当时, .
【答案】
【分析】利用函数奇偶性以及时的解析式代入计算可得结果.
【详解】当时,可得,
所以,
又是奇函数,因此,可得.
故答案为:
49.已知为偶函数,若当时, ,则的解析式是 .
【答案】
【分析】由偶函数的定义求时的解析式,两式结合即可得函数的解析式.
【详解】若,则,
则当时,,
又为偶函数,则,
即当时,,
因此可得.
故答案为:.
50.设是定义在上的函数,时,,当为奇函数时,函数 .
【答案】
【分析】根据题意,利用奇偶性求另一半区间解析式即可.
【详解】当时,,.
因为是奇函数,则,则.
故答案为:
题型十一 函数奇偶性应用(共5小题)
51.已知函数的最大值为,最小值为,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【分析】由题意可得,可求的值.
【详解】由,得,函数的定义域为,
令,定义域为,定义域关于原点对称,
又,所以为奇函数,
所以,
则的图象关于点对称,所以.
故选:C.
52.已知函数.若的最小值为,则的最大值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】B
【分析】构造一个函数,通过证明函数为奇函数,说明函数的最大值,进而求出原函数的最大值.
【详解】令函数,所以最小值为,
已知,所以在上为奇函数,
则在上的最大值为,所以的最大值为;
故选:B.
53.函数,若.则( )
A. B. C.0 D.3
【答案】D
【分析】应用已知结合奇偶性计算求值.
【详解】函数,
若,则,
则.
故选:D.
54.函数是定义在上的奇函数,设函数的最大值为,最小值为,则 .
【答案】
【分析】利用奇函数的性质,可证明函数关于点成中心对称图形,即可求得.
【详解】由函数,
因为函数是定义在上的奇函数,所以有,
则,
所以可得函数关于点成中心对称图形,
因为函数的最大值为,最小值为,
所以最大值点与最小值点关于点成中心对称图形,
即,
故答案为:.
55.如果奇函数在区间上单调递减且最大值为5,那么函数在区间上最小值 .
【答案】
【分析】直接利用奇函数的对称性与单调性即可得出所求的答案.
【详解】因为奇函数在区间上单调递减且最大值为5,
根据奇函数关于原点对称,
所以在区间上单调递减且最小值为.
故答案为:.
题型十二 抽象函数的奇偶性(共5小题)
56.(24-25高一上·江苏扬州·期中)已知函数对任意实数,都满足,且,,则函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
【答案】B
【分析】用赋值法,先令求得,再令求解后即可判断.
【详解】在中,
令,则,又,所以,
令得,所以,
所以是偶函数,
故选:B.
57.已知,且是定义在R上的奇函数,,则( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.既不是奇函数也不是偶函数
【答案】B
【分析】根据函数奇偶性的定义,判断与的关系即可求解.
【详解】由已知的定义域为R,
因为是定义在R上的奇函数,所以,
所以,
所以为偶函数,
又,,又,
所以,所以不为奇函数,
故选:B.
58.已知f(x+y)=f(x)+f(y)对任意实数x,y都成立,则函数f(x)是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数,也是偶函数
D.既不是奇函数,也不是偶函数
【答案】A
【分析】首先求,再通过赋值,结合奇函数的定义,证明函数是奇函数.
【详解】令x=y=0,所以f(0)=f(0)+f(0),
所以f(0)=0.
又因为f(x-x)=f(x)+f(-x)=0,
所以f(-x)=-f(x),
所以f(x)是奇函数.
故选:A
59.(多选)已知定义在上的函数满足,定义在上的函数满足,则( )
A.不是奇函数
B.既是奇函数又是偶函数
C.是奇函数
D.既不是奇函数又不是偶函数
【答案】BC
【分析】根据,对取特殊值,分别根据奇函数与偶函数的定义可判断的奇偶性,根据可得,进而可得奇偶性.
【详解】令,得,令,得,则,
所以既是奇函数又是偶函数.
由,得,
因为,所以是奇函数.
故选:BC
60.(多选)定义域为R的函数满足,且当时,.以下结论正确的是( )
A.为奇函数 B.为偶函数
C.为增函数 D.为减函数
【答案】AC
【解析】由题意,令x=y=0,可求得,令y=-x,代入条件,可求得的奇偶性,任取,且,利用定义法,结合题意,即可证明的单调性
【详解】因为对于任意x,y都有,
令x=y=0,则,即,
令y=-x,则,所以,
所以为奇函数,故A正确,
任取,且,
则,
因为,所以,
所以,即,
所以在R上为单调递增函数,故C正确,
故答案为:AC
题型十三 由函数的奇偶性求参数(共5小题)
61.已知为奇函数,则( )
A. B.2 C.0 D.1
【答案】A
【分析】根据奇函数定义结合函数定义域计算求解.
【详解】函数是奇函数,且,都在定义域内,
所以且,
所以且,
所以,所以.
故选:A.
62.已知函数是定义在上的奇函数,则 , .
【答案】 1 0
【分析】由题知区间需对称,则,结合,即可求解,注意需检验.
【详解】因为函数是定义在上的奇函数,
所以且,所以,.
此时,是定义在上的奇函数.
故答案为:1;0
63.已知、为实数,且函数是偶函数,则 .
【答案】
【分析】根据偶函数的性质,结合二次函数的对称性,即可列式求解.
【详解】函数是偶函数,
则且,得,
所以.
故答案为:4
64.已知.若为偶函数,则 .
【答案】
【分析】利用偶函数的定义求出参数值.
【详解】函数的定义域为R,由为偶函数,得,
即,而不恒为0,
所以.
故答案为:0.
65.设且是奇函数,则实数的值为 .
【答案】
【分析】根据计算可得.
【详解】函数为奇函数,
则,即,
所以,解得,经检验符合题意.
故答案为:
题型十四 函数奇偶性+单调性求解析式(共5小题)
66.已知函数的图象经过点.
(1)求的解析式;
(2)探究的奇偶性;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)偶函数
(3)
【分析】(1)利用代入法进行求解即可;
(2)根据函数奇偶性的定义进行判断即可;
(3)利用函数的单调性,结合偶函数的性质进行求解即可.
【详解】(1)把点的坐标分别代入中,
得;
(2)显然函数的定义域为全体实数,
因为,
所以函数是偶函数;
(3)当时,函数单调递增,且,
所以此时函数单调递减,
因为函数是偶函数,
所以由
,或,
因此原不等式的解集为.
67.已知函数是定义在 R 上的奇函数,且
(1)确定函数f(x)的解析式;
(2)用定义证明f(x)在上单调递减;
(3)若都有 ,求m的取值范围.
【答案】(1);
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)根据函数为R上的奇函数,则,再根据已知条件即可求解;(2)根据函数单调性的定义即可证明;(3)利用函数的单调性和定义域即可解不等式.
【详解】(1)因为函数 是定义在 R 上的奇函数,且 ,则
由,解得,经检验符合题意,
所以函数解析式为.
(2)证明:任取,,
所以,所以f(x)在上单调递减.
(3)由(2)可知,函数在上单调递减,且为奇函数,又 ,
则,解得.
所以m的取值范围.
68.已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)解不等式.
【答案】(1);
(2)单调递增,证明见解析;
(3).
【分析】(1)根据奇函数性质求得,结合对应函数值求得,即得解析式;
(2)应用单调性定义,作差法证明函数单调性;
(3)根据函数的奇偶性、单调性解不等式即可.
【详解】(1)由题设,即,故,
由,故;
(2)函数在上的单调递增,证明如下:
令,则,
而,故,
故函数在上的单调递增.
(3)由题设得,则,
故解集为.
69.已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)解不等式.
【答案】(1),
(2)在上为减函数,证明见解析
(3)
【分析】(1)根据函数的奇偶性和单调性列方程来求得,从而求得的解析式.
(2)根据单调性的定义,计算来判断的单调性.
(3)利用函数的单调性和奇偶性求得不等式的解集.
【详解】(1)因为函数是定义在上的奇函数,
所以,即,解得,
所以,而,所以,解得,
所以,.
(2)函数在上为减函数,
证明如下:任取,且,
则,
因为,所以,,,,
所以,
即,所以函数在上为减函数.
(3)因为是奇函数,
所以不等式可化为,
因为函数在上为减函数,所以.
解得,所以不等式的解集为.
70.函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求的解析式;
(2)判断并证明的单调性;
(3)解不等式.
【答案】(1),
(2)函数在上单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)由已知得,求出,的值,即可求得函数的解析式,再检验即可;
(2)根据函数单调性的定义可证明;
(3)根据函数的单调性和奇偶性建立不等式组,求解即可.
【详解】(1)由函数是定义在上的奇函数,得,解得,
经检验,时,,
所以是上的奇函数,满足题意,
又,解得,
故,;
(2)函数在上单调递增,证明如下:
任取且,
则,
因为且,所以,,
,,,
所以,所以,即,
所以在上单调递增.
(3)因为为奇函数,
所以,
由(2)可知在上单调递增
所以,解得,
即不等式的解集为.
题型十五 函数奇偶性、单调性、奇偶性、对称性综合应用(共5小题)
71.(多选)已知定义域为的函数为奇函数,的图象关于直线对称,则( )
A.的图象关于点中心对称 B.为奇函数
C.是周期为4的函数 D.
【答案】ACD
【分析】运用奇函数性质和对称性得到原函数的周期性,借助赋值可解.
【详解】为奇函数,得到,向右平移1个单位得到,则的图象关于点中心对称,则A正确.
则,的图象关于直线对称,
则,则,
则,则是周期为4的函数.则C正确.
令,则由,知,则..故D正确.
前面式子推不出,故B错误.
故选:ACD.
72.(多选)已知函数是定义在上的奇函数,且,则( )
A.的一个周期为3 B.的图象关于直线对称
C. D.
【答案】AD
【分析】根据函数的奇偶性、周期性、对称性一一判定即可.
【详解】由题意可知,
所以,即的一个周期为3,故A正确;
因为函数是定义在上的奇函数,
故有,
即的图象关于对称,故B错误;
由上,但不能确定的大小,
故C错误;
由上有,故D正确;
故选:AD.
73.(多选)定义在R上的偶函数满足,且在上是增函数,则( )
A.的图象关于直线对称 B.在上是增函数
C.在上是减函数 D.
【答案】AD
【分析】由题可得分析可得,进而可判断AD,利用函数的对称性结合条件可判断BC.
【详解】因为,是偶函数,
所以,即,
所以函数的图象关于直线对称,故A正确;
由偶函数在对称区间上的单调性相反,得在上是减函数,故B错误;
因为函数的图象关于直线对称,且在上是减函数,
所以在上是增函数,故C错误;
由,可得,故D正确.
故选:AD.
74.(多选)若函数是奇函数,是奇函数,则下列选项一定正确的是( )
A.函数图象关于点对称 B.函数的周期为1
C. D.
【答案】AC
【分析】函数是奇函数,由奇函数的性质,知,图象关于对称,即;由是奇函数,利用奇函数的定义,得,结合得,即函数的周期为,所以,,即可求解.
【详解】是奇函数,则,即,所以函数图象关于点对称,故A选项正确;
又是奇函数,时,;时,,得,
又,令得,,即,所以函数的周期为,故B选项错误;
因为,无法判断,故C选项正确,D选项错误;
故选:AC.
75.(多选)定义在上的奇函数满足,且在上是增函数,下面判断正确的是( )
A.的周期是
B.是函数的最大值
C.的图象关于点对称
D.在上是减函数
【答案】BD
【分析】先证明函数的周期为8,再画出函数的图象得解.
【详解】解:定义在上的奇函数满足,
所以函数的图象关于直线对称,
得,即,
则.
的周期为.
所以函数的图象如下:
由图可得,正确答案为:,.
故选:.
题型十六 函数综合应用(大题)(共5小题)
76.已知定义在上的函数图象关于原点对称.
(1)求的解析式;
(2)判断并用定义证明的单调性;
(3)解不等式.
【答案】(1)
(2)在上单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)由关于原点对称可得,再结合关于原点对称,计算即可;
(2)借助定义法证明即可得;
(3)结合奇函数性质及函数单调性计算即可得.
【详解】(1)由题意可得,
即,,故,
即,此时有,
故关于原点对称,故,
即的解析式为;
(2)在上单调递增;证明如下:
令,则
,
由,则,,,
故,即在上单调递增;
(3)由题意可得为奇函数,则有,
又因为在上单调递增,则有,解得,
所以原不等式的解集为.
77.若函数对于定义域中的任意实数x,都存在实常数a,b满足,则称关于点对称.
(1)已知函数的图像关于对称,求实数m的值;
(2)在(1)的结论下,已知,若对于任意的正实数t和负实数x,恒有成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件对函数对称点的定义进行求解即可.
(2)先根据基本不等式的性质求出的最小值,然后结合抛物线的性质求出的范围.
【详解】(1)由题意知,若的图像关于点对称,则.
∵的图像关于点对称,∴,
∴,∴,∴.
(2)由题意知恒成立.
∵,∴,
∴要使得不等式恒成立,则在上恒成立,
即在上恒成立.
设,.
①当即时,,∴,∴.
②当即时,.
综上可知,.
78.已知函数.
(1)判断并证明函数的奇偶性;
(2)判断并证明函数在区间上的单调性;
(3)解关于的不等式:.
【答案】(1)是定义在上的奇函数
(2)在上单调递增,证明见解析
(3)
【分析】(1)根据函数奇偶性的判定方法即可;
(2)根据函数的单调性的判断方法即可判断证明;
(3)利用(2)的结论,可将不等式转化为不等式组,求解即得.
【详解】(1)是定义在上的奇函数,证明如下:
依题意,函数的定义域关于原点对称,
又,
是定义在上的奇函数.
(2)在上单调递增,理由如下:
任取,且,
则,
,,
,且,,
,
,即,
在上单调递增.
(3)由(2)知,在上单调递增,
由可得,,解得:
故不等式的解集为.
79.定义:对于关于的函数,函数在范围内的最大值,记作.如函数,在范围内,该函数的最大值是,即.请根据以上信息,完成以下问题:已知函数(为常数).
(1)若.
①直接写出该函数的表达式,并求的值;
②已知,求的值.
(2)若该函数的图象经过点,且,求的值.
【答案】(1)①;②.
(2)时,或;当时,.
【分析】(1)①当时,可得出,分析二次函数在的增减性,即可求出的值;
②对实数的取值进行分类讨论,分析函数在上的增减性,结合可求得实数的值;
(2)根据已知条件求出的值,然后对实数的取值进行分类讨论,并对的取值进行分类讨论,分析函数在时的增减性,结合可求得实数的值.
【详解】(1)①若,则,
当时,随着的增大而减小;当时,随着的增大而增大.
当时,;当时,,故;
②若,且当时,随着的增大而减大,
此时,不合乎题意;
若,且时,随着的增大而减小;当时,随着的增大而增大.
若,则,不合乎题意,
若,则,因为,解得,合乎题意;
综上所述,.
(2)因为函数(为常数),则,解得.
若,则,当时,,则,合乎题意;
若,则,
若,且当时,随着的增大而增大,
此时,即,因为,解得;
若,且当时,随着的增大而增大,
当时,随着的增大而减小,此时,合乎题意;
综上所述,当时,或;当时,.
80.已知函数.
(1)用函数单调性的定义证明:在上单调递增.
(2)若,函数.
(i)证明:的图象关于直线对称;
(ii)求在上的值域(用含的式子表示).
【答案】(1)证明见解析;
(2)(i)证明见解析;(ii)见解析
【分析】(1)由单调性的定义证明即可;
(2)(i)只需证明成立即可;(ii)根据对称性可知,只需研究在区间上的值域即可,结合函数的单调性即可得解.
【详解】(1),任取,且,
则
因为,且,所以,,,
所以,即,故在上单调递增.
(2)(i)由题意得,
,
故,故的图象关于直线对称.
(ii)由于的图象关于直线对称,所以只需研究区间,
由(1)知在上单调递增,令,则,整理得
,又,解得.
当时,在单调递增,的值域为;
当时,,
所以在单调递减,在单调递增,的值域为;
当时,,在单调递减,又,
的值域为.
题型十七 抽象函数综合问题(大题)(共5小题)
81.已知定义在上的函数满足对任意的x,,,当时,,.
(1)证明:为奇函数.
(2)证明:在上是减函数.
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)令、,结合奇偶性定义即可证;
(2)设有,结合已知和单调性定义即可证;
(3)利用奇偶性、单调性,化不等式为,即可求解集.
【详解】(1)令,则,所以,
令,则,
所以且定义域为R,故为奇函数;
(2)设,因为,
所以,
所以,
因为,所以,所以,故在上单调递减;
(3)因为为奇函数,且,所以,
不等式化为,
因为在上单调递减,所以,即,解得,
即不等式的解集是.
82.已知定义在上的函数满足:对,都有,且当时,.
(1)判断函数的奇偶性并用定义证明;
(2)判断函数在上的单调性,并用单调性定义证明;
(3)解不等式:.
【答案】(1)函数是奇函数,证明见解析
(2)函数在上单调递减,证明见解析
(3)
【分析】(1)利用函数的奇偶性定义求解;
(2)利用函数的单调性定义证明;
(3)利用函的奇偶性和单调性求解即可.
【详解】(1)函数是奇函数,
证明:令,则,解得,
令,则,令,则.
为定义在上的奇函数.
(2)函数在上单调递减,
证明:,设,则,
,
,,.
又,,
又当时,,由(1)知为定义在上的奇函数.
则当时,,,
,即,即,
在上单调递减;
(3)因为,
由(1)知为定义在上的奇函数,
则,
的定义域为且在上是单调递减的,
解得,
不等式的解集为.
83.定义在上的函数满足当时,,且对任意的,,有.证明:
(1);
(2)对任意的恒有;
(3)是增函数.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
(3)证明见解析.
【分析】(1)令代入关系式,结合已知求值,即可证;
(2)令得到,再由已知得,则,结合(1)结论,即可证;
(3)法一:应用作商法,法二:应用作差法,结合函数单调性定义判断证明.
【详解】(1)令,则,又,故;
(2)令,则,即,
由题意,当时,则,有,
所以,又,
所以;
(3)法一:,且,令,
则,则,
因为,所以,,
所以,是增函数;
法二:,且,
所以,
由,得,又,
所以,即,
所以是增函数.
84.已知函数的定义域为,对任意,都满足,且,当时,且.
(1)求,的值;
(2)用函数单调性的定义证明在上单调递减;
(3)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)对进行赋值,计算即可求得答案;
(2)利用函数的单调性定义结合题设条件推理证明即得;
(3)利用(1)已得将不等式等价变形得到,再利用函数的单调性得到,求出函数的最小值,代入求解关于的一元二次不等式即可.
【详解】(1)由,取,可得:,
又当时,,则,
再取,可得:;
(2),
,且,则,依题,
则,
即在上单调递减;
(3)由已知,
又由(1)得,则有,
因在上单调递减,则恒成立,
即恒成立,又,
则,解得,
故实数的取值范围为.
85.定义在上的函数满足,,且时,.
(1)判断并证明的奇偶性;
(2)求关于t的不等式的解集.
【答案】(1)奇函数,证明见解析
(2)
【分析】(1)利用赋值法整理化简等式,根据奇偶函数的定义,可得答案;
(2)利用函数单调性的定义证明函数的单调性,根据单调性以及题意化简不等式,可得答案.
【详解】(1)令,可得,所以.
令,可得,所以.
又的定义域为,图象关于原点对称,故为奇函数.
(2)任取,,且,则,
于是,
因为,所以,由题意,
又为奇函数,所以,
所以,即,在上单调递减.
因为为奇函数,所以在单调递减,所以在上单调递减.
由,可知.
所以不等式,
等价于,
所以,解得.所以,原不等式的解集为.
$