内容正文:
第2节 函数的单调性与最值
1.(多选题)给定下列函数,其中在区间(0,1)上单调递减的函数是( )
解析:BC [函数在(0,+∞)上为单调递增函数,函数在(-1,+∞)上为单调递减函数,函数y=|x-1|在(-∞,1)上为单调递减函数,函数y=2x+1在(-∞,+∞)上为单调递增函数.]
2.(2025·青岛一模)已知函数f(x)=2ax2+4(a-3)x+5在区间(-∞,3)上是减函数,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:D [当a=0时,f(x)=-12x+5,
在(-∞,3)上是减函数;
当a≠0时,由,得0<a≤.
综上,a的取值范围是.]
3.(2024·新课标Ⅰ卷)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
解析:B [由题意知函数f(x)在R上单调递增,令h(x)=-x2-2ax-a,则h(x)的对称轴必大于等于0,否则与题意不符,即-a≥0⇒a≤0,排除C、D项;又因为当x=0时,f(x)=1,所以当x=0时,h(x)≤1⇒-x2-2ax-a≤1,代入x=0,得-a≤1⇒a≥-1,综上可知,-1≤a≤0,故a的取值范围是[-1,0].]
4.(2025·北京市二模)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,对任意x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,有f(x)=>0.若f(1)=0,则不等式(x-1)f(x)>0的解集是( )
A.(-1,1)∪(1,+∞) B.(-1,1)
C.(-∞,-1)∪(1,+∞) D.(-∞,-1)∪(0,1)
解析:A [已知f(x)是定义在R上的偶函数,则f(x)=f(-x),又对任意x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有>0,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,则函数f(x)在(-∞,0)上单调递减,又f(1)=0,所以f(-1)=f(1)=0,根据函数f(x)的单调性可知:(x-1)f(x)>0等价为,或,即,或,解得x>1或-1<x<1,即不等式的解集为(-1,1)∪(1,+∞).]
5.(多选题)关于函数f(x)=,下列结论正确的是( )
A.图象关于y轴对称
B.图象关于原点对称
C.在(-∞,0)上单调递增
D.f(x)恒大于0
解析:ACD [函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),f(x)=,f(-x)
=-=-
===f(x),
∴f(x)=是偶函数,图象关于y轴对称,故A正确,B错误;
6.(2025·长沙市二模)已知函数f(x)=|ln x-a|+a(a>0)在[1,e2]上的最小值为1,则a的值为____________.
解析:由题意ln x∈[0,2],当a≥2时,f(x)=2a-ln x在[1,e2]上单调递减,f(x)的最小值为f(e2)=2a-2=1,a=<2,所以a≥2不成立;当0<a<2时,f(x)=,f(x)在[1,ea)上单调递减,在[ea,e2]上单调递增,f(x)的最小值为f(ea)=a=1,符合题意,故a=1.
答案:1
7.(2025·江苏八市联考)若函数f(x)=的值域为(2,+∞),则实数a的取值范围为________.
解析:当x>4时,f(x)=log2x,此时f(x)>log24=2当x≤4时,6a-x>2恒成立,即6a>2+x在x≤4时恒成立,即6a>6,即a>1.
答案:a>1
8.(新定义题)若函数y=exf(x)在定义域上单调递增,则称函数f(x)具有“Г性质”.已知函数f(x)=2-x+a具有“Г性质”,则实数a的取值范围是____________.
解析:设g(x)=ex(2-x+a),则g′(x)=ex(2-x+a)+ex=ex,由题意知f(x)具有Г性质,则g(x)在R上单调递增,因为ex>0恒成立,所以2-x+a+2-x·ln≥0恒成立,a≥-2-xln-2-x,即a≥2-x·(ln 2-1)恒成立,解得a≥0,所以实数a的取值范围是[0,+∞).
答案:[0,+∞)
9.已知f(x)=(x≠a),
(1)若a=-2,试证f(x)在(-∞,-2)上单调递增;
(2)若a>0且f(x)在(1,+∞)上单调递减,求a的取值范围.
解:(1)证明:任取x1<x2<-2,
则f(x1)-f(x2)=-
=.
∵(x1+2)(x2+2)>0,x1-x2<0,
∴f(x1)<f(x2).
∴f(x)在(-∞,-2)上单调递增.
(2)任设1<x1<x2,则
f(x1)-f(x2)=-=
.
∵a>0,x2-x1>0,∴要使f(x1)-f(x2)>0,
只需(x1-a)(x2-a)>0恒成立,∴a≤1.
综上可知,a的取值范围是(0,1].
10.已知定义在R上的函数f(x)满足:①f(x+y)=f(x)+f(y)+1;②当x>0时,f(x)>-1.
(1)求f(0)的值,并证明f(x)在R上是单调增函数;
(2)若f(1)=1,解关于x的不等式f(x2+2x)+f(1-x)>4.
解:(1)令x=y=0,得f(0)=-1.
在R上任取x1>x2,则x1-x2>0,
f(x1-x2)>-1.
又f(x1)=f((x1-x2)+x2)=f(x1-x2)+f(x2)+1>f(x2),所以,函数f(x)在R上是单调增函数.
(2)由f(1)=1,得f(2)=3,f(3)=5.
由f(x2+2x)+f(1-x)>4,得f(x2+x+1)>f(3),
又函数f(x)在R上是增函数,故x2+x+1>3,解得x<-2或x>1,
故原不等式的解集为{x|x<-2,或x>1}.
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