内容正文:
专题5.3 函数的单调性
重难点题型1 定义法证明或判断函数的单调性
1.(25-26高一上·全国·随堂练习)求证:函数在上是减函数.
【答案】证明见解析
【难度】0.85
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性
【分析】根据函数单调性的定义,利用作差法,即可证明
【详解】对于任意的,且,
有,
,
,,,
,即.
函数在上是减函数.
2.(2025高一·全国·专题练习)判断函数的单调性并证明.
【答案】单调递减区间为,单调递增区间为,证明见解析
【难度】0.65
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性
【分析】根据函数单调性的定义,分别在和上证明即可求解.
【详解】对任意,.
因为,所以,.
对任意,有,
从而,即;
对任意,有,
从而,即.
所以的单调递减区间为,单调递增区间为.
3.(24-25高一上·广东汕头·期中)已知函数.
(1)函数单调性的定义证明:函数在上单调递增;
(2)求函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)最大值为1,最小值为.
【难度】0.85
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、利用函数单调性求最值或值域
【分析】(1)任取,且,然后化简变形,判断符号,从而可得结论;
(2)由(1)知在区间上单调递增,从而利用其单调性可求出其最值.
【详解】(1)证明:任取,且,
则
因为,,所以,,,
所以,即,
所以在上单调递增.
(2)由(1)知在区间上单调递增,
所以,,
所以函数在区间上的最大值为1,最小值为.
4.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
【难度】0.85
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、利用函数单调性求最值或值域
【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,.
重难点题型2 求函数的单调区间
1.(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求函数的单调区间、复合函数的单调性
【分析】求得的定义域,利用复合函数的单调性,结合二次函数单调性可得答案.
【详解】函数中,,解得,
又的开口向下,对称轴方程为,
函数在上单调递减,在上单调递增,又在上单调递增,
因此函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数的单调递减区间是.
故选:A
2.(2024高一·全国·专题练习)下列函数中,满足“对于任意,都有”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】求函数的单调区间、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】根据单调函数的定义,结合反比例函数、一次函数、二次函数和对勾函数的性质依次判断即可.
【详解】因为“对于任意,都有”,所以在上单调递增.
A:反比例函数在和上单调递减,故A不符合题意;
B:一次函数在上单调递减,故B不符合题意;
C:二次函数的对称轴为,开口向上,
所以该函数在上单调递增,故C符合题意;
D:对勾函数在和上单调递增,故D不符合题意.
故选:C
3.(2023·海南海口·模拟预测)函数的单调递减区间是( )
A. B.和
C. D.和
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】求函数的单调区间、分段函数的单调性
【分析】将绝对值函数转化成分段函数,由二次函数的性质即可求
【详解】,
则由二次函数的性质知,当时,的单调递减区间为;
当,的单调递减区间为,
故的单调递减区间是和.
故选:B
4.(25-26高二上·吉林白城·阶段练习)已知函数的图象如图.根据图象写出的单调区间,单调递增区间为 ,单调递减区间为 .
【答案】 和
【难度】0.94
【知识点】求函数的单调区间、根据图像判断函数单调性
【分析】根据给定的函数图象确定单调区间即可.
【详解】由图象知在上,单调递增区间为和,单调递减区间为.
故答案为:和,
5.(2025高一·全国·专题练习)(1)函数的定义域是 ;
(2)函数的单调递增区间为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】具体函数的定义域、求函数的单调区间
【分析】(1)根据函数有意义求解即可;
(2)先求出函数的定义域,再结合二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)由,则,
即,解得,
所以函数的定义域是.
(2)由,则
解得或,
所以的定义域为,
而二次函数开口向上,对称轴为,
从而函数的单调递增区间为.
故答案为:;.
6.(24-25高一上·全国·课后作业)函数的单调递减区间为 .
【答案】和
【难度】0.85
【知识点】求函数的单调区间
【分析】整理可得,利用函数单调性的定义判断函数单调性.
【详解】首先,的定义域为,且.
而对任意,根据可知,即,故.
又对任意,根据可知,故.
因此在区间上单调递减,在上单调递减,故函数的单调递减区间为和.
故答案为:和.
重难点题型3 根据函数的单调性求参数的值或取值范围
1.(2025高三·全国·专题练习)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
【难度】0.65
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【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.
2.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)已知函数是上的增函数,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】根据函数的单调性求参数值、已知二次函数单调区间求参数值或范围、根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据函数是上的增函数,每一段函数都为增函数,且在断点处,右边的函数值不小于左边的函数值求解.
【详解】由题意,,
在中,函数在上是增函数,
,
解得.
故选:A.
3.(2025高三·全国·专题练习)“”是“函数在区间上单调递减”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】判断命题的充分不必要条件、根据函数的单调性求参数值、已知二次函数单调区间求参数值或范围
【分析】由充分条件和必要条件的概念,以及二次函数的单调性可得结果.
【详解】充分性:当时,,
易知函数在区间上单调递减.
必要性:若在区间上单调递减,
则需,即,
故“”是“函数在区间上单调递减”的充分不必要条件.
故选:A.
4.(24-25高二下·湖北武汉·期末)“函数在上为增函数”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】判断命题的必要不充分条件、根据函数的单调性求参数值、一次函数的图像和性质
【分析】根据一次函数的单调性及充分必要条件的定义判断即可.
【详解】函数在上为增函数,
等价于,即,
所以“函数在上为增函数”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
5.(24-25高一下·北京·开学考试)定义在上的函数是增函数,则系数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】根据二次函数的单调性,结合函数定义域,列出不等关系,即可求得的范围.
【详解】二次函数的对称轴为,考虑到其定义域为,故.
故选:A.
6.(2025高三·全国·专题练习)已知函数在区间上为增函数,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】求出函数的定义域,根据为定义域的子集列不等式求得,再分离常数可知在区间上为增函数,利用反比例函数的单调性可得,即可得解.
【详解】,定义域为,
故,所以,所以,
又函数在区间上为增函数,
所以在区间上为增函数,
而函数的图象是由的图象平移得到的,
故函数在区间上为增函数,
由反比例函数性质可知,所以,
综上,,即实数a的取值范围是.
故答案为:
7.(2025高三·全国·专题练习)已知函数在区间上为增函数,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性求参数值
【分析】将函数化成,根据反比例函数的单调性列出不等式组求解即得.
【详解】由可知当时,均不符合题意,
当时,函数的单调递增区间为和,
依题意,需使,解得,即实数a的取值范围是.
故答案为:.
8.(24-25高二下·上海·期末)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据一次函数和二次函数单调性,结合分段函数区间端点的函数值大小关系求解即可.
【详解】已知函数,
当时,单调递增,所以最大值为;
当且时,在上单调递增;
所以要使函数在上单调递增,
则,解得或(舍去).
故答案为:.
重难点题型4 根据函数的单调性求最值或值域
1.(25-26高一上·全国·课后作业)函数在区间上的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】利用函数单调性求最值或值域
【分析】根据函数的单调性可得最值.
【详解】由函数在区间上是减函数,
可知当时,函数取最小值.
故选:B
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
【难度】0.85
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、求二次函数的值域或最值
【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.(24-25高一上·全国·周测)已知函数,,则的最值为( )
A.13, B.13,1 C.13, D.1,
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、求二次函数的值域或最值
【分析】将二次函数解析式平方,可得抛物线对称轴方程,结合即可得答案.
【详解】由,
其图象为开口向上且对称轴为的抛物线,
又,所以函数在上递减,在上递增,
所以当时有最大值为13,
当时有最小值为.
故选:A.
4.(24-25高一上·云南红河·阶段练习)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】利用函数单调性求最值或值域
【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.
5.(2025高一·全国·专题练习)函数的最小值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】利用函数单调性求最值或值域
【分析】先确定定义域,再分别分析定义域内不同区间函数的单调性,进而求出最小值.
【详解】函数的定义域为.
①当时,因为与在上均是增函数,
所以在上是增函数,故;
②当时,,
因为与在上均是增函数,
所以在上是增函数,且最大值为,
故在上是减函数,
所以在上是减函数,
故.
综上,函数的最小值为.
故答案为:.
6.(24-25高三下·全国·强基计划)已知,的值域为,则所有可能值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、求二次函数的值域或最值
【分析】首先得,分和两种情况讨论,在时,可对进一步分类讨论得函数单调性、值域情况,从而可列方程组求解,同理可得时的情况.
【详解】的对称轴为,开口向下,
在上单调递增,在上单调递减,
由题意,所以,
情形一:若,
(i)当,可得值域为,
所以,可得,不合题意;
若,可得值域为,
所以,方程组无解,
若,时,可得在处取得最大值,
最小值在或处取得,
所以,解得,
若,可得(舍去,因为与矛盾),
若,即,解得,(舍去,因为与矛盾),
所以,
情形二:若,则,可得,不合题意;
故答案为:.
7.(2024高三·全国·专题练习)函数 在 上的最大值为 ;最小值为 .
【答案】 /
【难度】0.85
【知识点】复杂(根式型、分式型等)函数的值域、利用函数单调性求最值或值域、对勾函数求最值
【分析】令,化简得,令,,利用对勾函数的性质求解最值即可.
【详解】令,则,∵,∴,
∴,
令,,
由对勾函数的性质可知,函数在上为减函数,在上为增函数,
∵,,
∴,,
∴函数在 上的最大值和最小值分别为和.
故答案为:;.
重难点题型5 根据函数的单调性解不等式
1.(25-26高一上·全国·课后作业)已知在定义域上是减函数,且,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【详解】由解得.
2.(25-26高一上·全国·课后作业)已知为上的减函数,则满足的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【详解】因为为上的减函数,且,所以,即,解得或.
3.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,若,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【分析】首先确定函数的单调性,则可将转化为,解不等式可得答案.
【详解】由题意可知,函数的定义域为,且在上单调递增,
∵,
∴,解得或.
故选:C.
4.(24-25高一上·安徽蚌埠·期末)已知函数满足:,当.时,恒成立,且,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题
【分析】不妨设,令,变形得到,得到在R上单调递增,并根据得到,得到不等式,求出答案.
【详解】不妨设,,
故,
令,则,所以在R上单调递增,
因为,所以,
,
所以,解得.
故选:C
5.(25-26高一上·天津西青·阶段练习)已知函数的定义域为,且在定义域内单调递增,则使得不等式成立的的取值集合为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【分析】根据函数的定义域及函数的单调性化简不等式,解不等式可得结论.
【详解】因为函数在单调递增,,
所以,解得,
所以使得不等式成立的的取值集合为,
故答案为:.
6.(25-26高三上·甘肃·阶段练习)已知函数在上单调递增,则不等式的解集为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、根据函数的单调性解不等式
【分析】根据函数的单调性,把函数不等式转化为代数不等式求解.
【详解】因为函数在上单调递增,
,所以,即,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:
重难点题型6 函数不等式的恒成立问题
1.(24-25高一上·河北·期中)已知满足的使得恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、解不含参数的一元二次不等式、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、函数不等式恒成立问题
【分析】解不等式,得到在上恒成立,考虑和两种情况,参变分离,得到.
【详解】由,求出,
在上恒成立,
,
当时,,,
当时,,
其中,当且仅当时,等号成立,
故,
综上,的取值范围为.
故选:A
2.(2024高三·全国·专题练习)若不等式对于一切恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、函数不等式恒成立问题
【分析】由题意可得在上恒成立,根据函数的单调性,求出最小值即可得答案.
【详解】解:因为对于一切恒成立,
则在上恒成立,
又因为和在上单调递减,
故在上单调递减,
.
即.
故选:D.
3.(24-25高一上·浙江·期中)若关于的不等式在当时恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】函数不等式恒成立问题
【分析】将问题转化为一次函数在区间上的函数值恒大于,由此求解出结果.
【详解】因为,
所以关于的一次函数在时恒有,
所以只需在时都有即可,所以,解得,
所以的取值范围是,
故选:A.
4.(25-26高一上·江西景德镇·阶段练习)若,不等式恒成立,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、函数不等式恒成立问题
【分析】令,根据x的范围,可得y的范围,由题意即可,代入计算,即可得答案.
【详解】令,
因为,所以,则,
由恒成立,得的最小值,
又,
所以,即实数m的取值范围是.
故答案为:.
5.(25-26高一上·福建厦门·阶段练习)已知当时,不等式恒成立,则实数a的取值为 .
【答案】/
【难度】0.4
【知识点】二次函数的图象分析与判断、一元二次不等式在实数集上恒成立问题、函数不等式恒成立问题
【分析】考虑,和三种情况,得到前两种不合要求,分析出为方程的正实根,故,求出.
【详解】①,要想,即,
故,解得,不满足,舍去;
②,,,要想,
需满足在恒成立,
但的图象为抛物线,它的开口向上,故矛盾,舍去;
③,当时,,;
当时,,,
考虑的解,因为,故此方程必有两个不同的解,,
而,故此方程有且仅有一个正实根,
故为方程的正实根,故,故,
故答案为:.
6.(25-26高三上·贵州六盘水·阶段练习)已知函数,对任意恒成立,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】函数不等式恒成立问题
【分析】分离参数得,再利用对勾函数性质得到其最值即可.
【详解】对任意恒成立,即当时,恒成立,则,
令,则在单调递增,
所以,所以.
故答案为:.
7.(25-26高三上·吉林长春·开学考试)已知,若不等式对于任意恒成立,则的最小值为 .
【答案】
【难度】0.4
【知识点】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、函数不等式恒成立问题
【分析】令,代入,可得,进而验证可以取到即可.
【详解】令,,则不等式为对于任意恒成立,
取,则,即,解得,
当时,则,即,
由于的最小值为,
当时,则满足恒成立,此时符合题意,
故可以取到,
故答案为:
重难点题型7 函数不等式能成立(有解)问题
1.(23-24高一下·湖北·开学考试)下列选项中是“,”成立的一个必要不充分条件的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】判断命题的必要不充分条件、对勾函数求最值、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】变形得到,根据函数单调性得到,故,由于是的真子集,故A正确,其他选项不合要求.
【详解】,,
即,,
∴,其中在上单调递减,
在上单调递增,
其中时,,当时,,
故,即,
由于是的真子集,故“”的必要不充分条件为“”,
其他选项均不合要求.
故选:A
2.(23-24高一上·浙江绍兴·期中)若存在,有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】分离参数得在上有解,从而,利用对勾函数的单调性求得最值即可求解.
【详解】因为存在,有成立,
所以在上有解,所以,
记,,令,则,,
由对勾函数单调性知,在上单调递减,在上单调递增,
又当时,的函数值为,当时,的函数值为,且,
所以,即实数的取值范围是.
故选:B.
3.(23-24高一上·贵州毕节·期末)命题,若是假命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据特称(存在性)命题的真假求参数、一元二次不等式在某区间上有解问题、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】由题意确定为真命题,则只需,设,根据二次函数的性质求得在上的最大值,即可求得答案.
【详解】若是假命题,则为真命题,故,
只需,
设,则在上单调递减,
在上单调递增,其中,
故,所以,即实数的取值范围是,
故答案为:
4.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知关于的不等式在上有解,则的取值范围为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】函数不等式能成立(有解)问题
【分析】由参变量分离法可知,在有解,则,利用双勾函数的单调性求出函数在上的最大值,即可得出实数的取值范围.
【详解】原不等式等价于在有解,则,
又因为函数在上单调递增,则,所以.
故答案为:.
5.(23-24高一上·重庆·期末)已知函数,若存在,使得不等式成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】一元二次不等式在某区间上有解问题、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】根据存在性的性质,结合二次函数的单调性进行求解即可.
【详解】因为函数的对称轴为,
所以当时,该二次函数单调递增,所以,
因为存在,使得不等式成立,
所以有,或,
因此实数的取值范围为,
故答案为:
6.(2025高一·全国·专题练习)(1)设函数的最大值是,若对于任意的恒成立,则的取值范围是 ;
(2)若不等式对满足的所有都成立,则的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】解不含参数的一元二次不等式、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、基本不等式求和的最小值、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)利用基本不等式可求解,进而利用分离参数法,结合二次函数的性质求解,或者构造二次函数,利用二次函数的性质求解,
(2)将其看作是关于的一次函数,即可列不等式,由一元二次不等式化简求解.
【详解】(1)当时,.当时,(当且仅当时取等号),则,即.
由题意知在时恒成立.
方法一 分离参数得在时恒成立,
故�� 需小于等于函数在区间上的下确界.
,故当时,,
所以.
方法二 在时恒成立(*).
令,则问题(*)等价于在上恒成立,函数的图象的对称轴为直线,且开口向上,
所以在上,,所以,即.
(2)不等式对满足的所有都成立,则对任意的,恒成立,令,则即解得.
故答案为:;
重难点题型8 综合问题
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·阶段练习)已知函数满足对定义域内任意实数,都有成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】常见(一次函数、二次函数、反比例函数等)的函数值域、已知二次函数单调区间求参数值或范围、根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据分段函数的单调性直接可得.
【详解】因为对定义域内任意实数,都有成立,所以在定义域上单调递增.
当时,,所以的图象为开口向下的抛物线,对称轴为,
函数要在上单调递增,得.
当时,,函数要在上单调递增,得.
根据分段函数的单调性可得,,解得.
故选:A.
2.(25-26高三上·湖南长沙·阶段练习)命题“,”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】根据充分不必要条件求参数、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】求出命题“,”为真命题时a的值,再结合充分不必要条件的定义即可得解.
【详解】若命题“,”为真命题,
则,恒成立.
令,
则函数在上单调递减,在上单调递增,且,
所以在当时,取得最大值6,可得,
所以各选项中只有是是的一个充分不必要条件,
即是“,”为真命题的一个充分不必要条件.
故选:D.
3.(2025高三·全国·专题练习)记函数的定义域为R,I为定义域内的某个区间,若存在,使得,则称为I上的“局部奇函数”.若函数为R上的“局部奇函数”,则a的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】函数新定义
【分析】根据“局部奇函数”的定义可知,有实数解;通过换元法可求的取值范围.
【详解】由“局部奇函数”的定义得,使得方程成立,
即有实数解;
方程变形为,
令,则,
故方程在区间上有解,
令,
则或 ;
解得或.
故答案为:.
4.(25-26高一上·全国·期末)已知函数的定义域为R,对任意的a,,都有,当时,,且,若,则不等式的解集是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式
【分析】先由题设结合赋值法求出和,接着求出函数是单调递减函数,再利用函数单调性得,解该不等式即可得解.
【详解】因为对任意的a,,都有,,且,
所以,且.
设任意,则,则,又,
所以,若,则当时,,
则,矛盾,所以,所以,所以函数单调递减,
所以不等式等价于,所以,
故,即,解得.
所以不等式的解集是.
故答案为:
5.(24-25高一上·全国·课后作业)事实上,函数在区间内是减函数,在区间上是增函数.
(1)若函数在区间内是减函数,在区间上是增函数,求;
(2)当时,求在区间内的单调区间.
【答案】(1)
(2)在区间内单调递减,在内单调递增
【难度】0.65
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】(1)根据题意可得,运算求解即可;
(2)整理可得,换元令,结合题意即可得单调性.
【详解】(1)因为函数在区间内是减函数,在区间上是增函数,
由题意可得,解得.
(2)当时,,
令,,则,此时若设,则.
据已知条件,可得在区间上单调递减,在区间上单调递增.
从而在区间内单调递减,在内单调递增.
6.设函数,为常数
(1)对任意,当时,有,求实数的取值范围;
(2)在(1)的条件下,求在区间上的最小值,并求的最小值.
【答案】(1)
(2),的最小值
【难度】0.65
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、利用函数单调性求最值或值域、求二次函数的值域或最值、根据分段函数的单调性求参数
【分析】(1)根据单调性的定义,结合分段函数的单调性,列不等式即可求解,
(2)根据二次函数的性质,结合分类讨论可得,进而根据的单调性求解.
【详解】(1)由可得函数在定义域上单调递增,则,
所以;
(2),对称轴为,
由(1)得,
当,即时,在单调递减,此时,
当,即时,在单调递减,在单调递增,
此时,
故,
当时,单调递减,故,
当时,单调递减,故,
综上可得
7.(24-25高一上·河南郑州·期中)已知函数.
(1)求,;
(2)若在上的最大值为4,求实数a的值;
(3)若,恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1),
(2)或
(3)
【难度】0.65
【知识点】求函数值、根据二次函数的最值或值域求参数、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)由解析式可得答案;
(2)考虑与大小关系,可得相应情况下实数a的值;
(3)令,可将转化为, 恒成立,
然后由单调性可得答案.
【详解】(1)因为,
所以,;
(2)因为是开口向上的抛物线,对称轴为,
则自变量离对称轴越远,函数值越大.
因,则区间中点对应数字为.
①当,即时,
,解得:,满足要求:
②当,即时,
,解得:,满足要求;
综上:或.
(3)
,令,当且仅当时取等号.
题意即为,恒成立,
又在上单调递减,所以当时,,
所以,即.
8.已知是二次函数,且满足
(1)求函数的解析式,并证明在上单调递增;
(2)设函数,求函数的最小值.
【答案】(1),证明见解析;
(2)
【难度】0.65
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、求二次函数的值域或最值、求二次函数的解析式
【分析】(1)利用待定系数法即可求得,再由单调性定义即可证明;
(2)令,则可得,,再利用二次函数性质分类讨论即可得出结论.
【详解】(1)设,由可得;
再由可得,
即,解得;
所以,
又可得,
即函数的解析式为;
取,且,
可得,
因为,则,
所以,即,
可得在上单调递增;
(2)令,则由(1)可知,
可得。
记,,
当时,;
当时,;
当时,,‘
因此可得.
一、单选题
1.(25-26高一上·山东德州·开学考试)若函数的图象如图所示,则其单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】求函数的单调区间、函数图象的应用、根据图像判断函数单调性
【分析】利用函数图象,结合函数单调性的定义,即可求解.
【详解】由函数的图象可知,单调递增区间是,
又由图知,而,所以A不正确,
故选:D.
2.(24-25高三上·福建漳州·阶段练习)已知函数是上的减函数,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据分段函数在上的单调性可得出关于实数的不等式组,进而可求得实数的取值范围.
【详解】由于函数是定义在上的减函数,
所以,函数在区间上为减函数,函数在区间上为减函数,且有,
即,解得.
因此,实数的取值范围是.
故选:A.
3.(25-26高一上·浙江温州·阶段练习)函数在区间上的最大值、最小值分别为( )
A.最大值为,最小值为 B.最大值为,最小值为
C.最大值为1,最小值为 D.最大值为,最小值为
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】利用函数单调性求最值或值域
【分析】将函数解析式变形为,可得其在上的单调性,利用单调性求出最值.
【详解】因为,
由反比例函数性质可得在上单调递增,
当时,,当时,.
故选:B.
4.(24-25高三下·湖南永州·开学考试)已知,则的最小值是( )
A.2 B.3
C.4 D.5
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】利用函数单调性求最值或值域
【分析】利用换元法,令,可将原函数转化为,再根据对勾函数的单调性,即可求出结果.
【详解】令,所以;
所以转化为;
即
又函数在上单调递减,在区间上单调递增,
所以当时,取到最小值为;
即当时,取到最小值,最小值为.
故选:D.
5.(25-26高一上·广东东莞·阶段练习)已知是定义在上的减函数,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【分析】根据函数的单调性及定义域得到不等式组,解得即可.
【详解】因为是定义在上的减函数,
则不等式等价于,
解得或,
所以的取值范围为.
故选:D
6.(24-25高二下·广东深圳·期末)已知函数,对任意,,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】函数不等式恒成立问题
【分析】根据二次函数在给定区间上恒成立,可求参数的取值范围,再进行判断.
【详解】由得:
.
设,则在上恒成立,
则.
所以.
故的最小值为:.
故选:C
7.(2025高一·全国·专题练习)若当时,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】函数不等式恒成立问题
【分析】分离参数,把不等式恒成立转化为函数求最值,根据函数单调性求出最值即可
【详解】因为不等式恒成立,
所以恒成立,
又,且函数在上单调递减,
所以当时,
所以,
故选:C
8.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)若关于的不等式在时有解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求二次函数的值域或最值、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】根据给定条件,分离参数构造函数并求出最小值,再利用有解的条件求出范围.
【详解】不等式,当时,,
则,依题意,,
所以实数的取值范围是.
故选:B
9.(24-25高一上·福建厦门·阶段练习)已知存在使成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】函数不等式能成立(有解)问题
【分析】由,将问题转化为存在,使得,求出的最值得解.
【详解】由,得,
又,
故存在,使得,
令,,则,
,
.
故选:B.
10.(2025高三·全国·专题练习)函数,若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】分段函数的性质及应用、函数不等式恒成立问题
【分析】对分三种情况讨论:时,时,时,分别求出对应的取值范围,最后综合到一起即可得最终结果.
【详解】由题得:,
取特值代入上面的不等式得,∴,
(1)当时,,
恒有成立,记,
∴,,,
∴,∴;
(2)当时,,
恒有,
∴在上恒成立,
又在时,根据二次函数的特征可知的最小值为5,
∴;
(3)当时,,
恒有,
∴,
∴;
综上,,
故选D.
二、填空题
11.(24-25高一上·浙江·期中)函数的单调递增区间是 .
【答案】和
【难度】0.85
【知识点】求函数的单调区间
【分析】作出的图象,根据图象直接判断出单调递增区间.
【详解】作出的图象如下图所示,
由图象可知,的单调递增区间是和,
故答案为:和.
12.(25-26高一上·全国·课前预习)若函数在区间上不单调,则的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数
【分析】将函数化成分段函数的形式,判断单调性即可得解.
【详解】因为函数,
所以该函数在上单调递减,在上单调递增,
又在区间上不单调,所以,
故的取值范围是.
故答案为:.
13.已知函数,是上的严格增函数,则实数的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性求参数值、根据分段函数的单调性求参数
【分析】根据题意,结合分段函数的性质,列出不等式组,即可求解.
【详解】因为函数是上的严格增函数,
则满足 ,解得,故实数的取值范围是.
故答案为:.
14.(25-26高一上·全国·单元测试)函数在区间上的值域为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】常见(一次函数、二次函数、反比例函数等)的函数值域、复杂(根式型、分式型等)函数的值域、利用函数单调性求最值或值域
【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:.
15.(2025高一·全国·专题练习)已知函数,若,则实数的取值范围为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【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:.
16.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数是定义在上的严格减函数,对任意,满足,且,则不等式的解集为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据函数的单调性解不等式
【分析】由定义代入,可求出的值,代入可求出对应的的值,根据题意对不等式变形可得,根据单调性可列出关于的不等关系,结合定义域可求出结果.
【详解】解:令,则有,所以,
因为,所以,所以,
不等式等价于,
函数是定义在上的严格减函数,则,
即,又,且,所以.
故答案为:
17.(24-25高三下·陕西商洛·阶段练习)已知定义在上的函数 满足 ,对任意的,且,恒成立,则不等式的解集为 .
【答案】
【难度】0.4
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式
【分析】设,将转化为,则在上单调递减,将所求不等式转化为,结合函数的单调性解不等式即可.
【详解】设,由,
得,又,
所以,即,
设,则,所以在上单调递减.
由,得,
由,得,即,
即,得,解得,
所以原不等式的解集为.
故答案为:
【点睛】思路点睛:解决本题的思路是将转化为,判断的单调性,结合单调性解不等式即可.
18.(24-25高一上·上海·期中)若对于任意的实数,关于x的不等式在区间上总有解,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【难度】0.4
【知识点】求绝对值不等式中参数值或范围、函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】将不等式在区间上有解问题转化为函数最值问题,将任意的实数a不等式总有解问题转化为恒成立问题求解可得.
【详解】设,.
则关于x的不等式在区间上有解.
由函数图象可知,
,即.
设,
由题意,对于任意的实数a,关于x的不等式在区间上总有解,
则恒成立,故.
作出函数的图象,则,所以.
故实数m的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:借助函数图象确定函数在上的最大值时解题的关键.
三、解答题
19.(24-25高二下·宁夏银川·期末)已知函数,.
(1)单调性的定义证明在区间上是增函数;
(2)解关于的不等式:.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【难度】0.65
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式
【分析】(1)根据题意利用作差法结合单调性的定义分析证明;
(2)根据函数单调性解不等式,注意函数的定义域.
【详解】(1)任取,且,
则,
因为,,
则,且,,
可得,则,即,
所以在上单调递增.
(2)由(1)知:在上单调递增,
因为,可得,解得:,
故不等式的解集为.
20.(24-25高一上·云南昭通·期末)已知函数经过,两点.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性并用定义进行证明;
(3)当时,,求实数的最小值.
【答案】(1)
(2)在上单调递增,证明见解析
(3)
【难度】0.65
【知识点】已知函数类型求解析式、定义法判断或证明函数的单调性、利用函数单调性求最值或值域、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)由点代入解析式,列出方程求解即可;
(2)由单调性的定义作差即可求证;
(3)利用单调性求得最值,即可求解;
【详解】(1),,
,解得,.
(2)在上单调递增,证明如下:
任取,,且,
则,
,,且,
,,,
,即,
所以函数在上单调递增.
(3)由(2)知函数在上单调递增,
由对勾函数性质得在上单调递减,
函数在上的最大值为,
由知,,所以的最小值为.
21.(24-25高一上·陕西商洛·期末)设函数的定义域为,一般地,对于,,若,则称为“凹函数”;若,则称为“凸函数”.对于函数有如下性质:如果常数,那么该函数在上是减函数,在上是增函数.
(1)已知函数,,利用上述性质,求函数的单调区间和值域;
(2)证明:在上是凹函数;
(3)已知函数和函数,若对任意,总存在,使得成立,求实数的值.
【答案】(1)的单调递减区间是,单调递增区间是,值域为;
(2)证明见解析;
(3).
【难度】0.65
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、函数新定义、函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】(1)根据题设描述的性质写出单调区间,再由单调性求最值,即可得值域;
(2)根据凹函数的定义,应用作差法比较大小证明结论;
(3)根据题设求出的值域,将问题化为的值域为的值域的子集,求参数值.
【详解】(1)由已知,函数的单调递减区间是,单调递增区间是,
所以,又,,
所以,所以,
所以在上的值域为.
(2)设,,,
则
,
∴,
∴当时,是凹函数.
(3),
设,,,则,,
由已知性质得,当,即时,单调递减,所以递减区间为,
当,即时,单调递增,所以递增区间为,
由,,,得的值域为,
因为为减函数,所以,,
根据题意,的值域为的值域的子集,
从而有,所以.
22.(23-24高一上·河南·阶段练习)已知是定义在上的奇函数,满足,且当,时,有.
(1)判断函数的单调性;
(2)解不等式:;
(3)若对所有,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)函数是定义在上的增函数.
(2)
(3)
【难度】0.65
【知识点】定义法判断或证明函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)利用函数单调性的定义即可得到结果.
(2)由第一问的结果增函数即可求解不等式的解集.
(3)首先将函数恒成立问题转化成立,就是关于t的不等式求解,再构造函数进而求出实数的取值范围.
【详解】(1)由于函数是定义在上的奇函数,所以,
设则由得到,
即,由函数单调性的定义易得函数是定义在上的增函数.
(2)由(1)知函数是定义在上的增函数,且;
则有,解得,所以不等式的解集为
(3)因为,所以,若对所有,
恒成立,则成立,且,
所以对恒成立,即,恒成立,
令,则,即,解得,故实数的取值范围为
1
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$
专题5.3 函数的单调性
重难点题型1 定义法证明或判断函数的单调性
1.(25-26高一上·全国·随堂练习)求证:函数在上是减函数.
2.(2025高一·全国·专题练习)判断函数的单调性并证明.
3.(24-25高一上·广东汕头·期中)已知函数.
(1)函数单调性的定义证明:函数在上单调递增;
(2)求函数在区间上的最大值和最小值.
4.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.
重难点题型2 求函数的单调区间
1.(23-24高三上·江苏南通·阶段练习)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
2.(2024高一·全国·专题练习)下列函数中,满足“对于任意,都有”的是( )
A. B.
C. D.
3.(2023·海南海口·模拟预测)函数的单调递减区间是( )
A. B.和
C. D.和
4.(25-26高二上·吉林白城·阶段练习)已知函数的图象如图.根据图象写出的单调区间,单调递增区间为 ,单调递减区间为 .
5.(2025高一·全国·专题练习)(1)函数的定义域是 ;
(2)函数的单调递增区间为 .
6.(24-25高一上·全国·课后作业)函数的单调递减区间为 .
重难点题型3 根据函数的单调性求参数的值或取值范围
1.(2025高三·全国·专题练习)若函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)已知函数是上的增函数,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(2025高三·全国·专题练习)“”是“函数在区间上单调递减”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(24-25高二下·湖北武汉·期末)“函数在上为增函数”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.(24-25高一下·北京·开学考试)定义在上的函数是增函数,则系数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2025高三·全国·专题练习)已知函数在区间上为增函数,则实数a的取值范围是 .
7.(2025高三·全国·专题练习)已知函数在区间上为增函数,则实数a的取值范围是 .
8.(24-25高二下·上海·期末)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是 .
重难点题型4 根据函数的单调性求最值或值域
1.(25-26高一上·全国·课后作业)函数在区间上的最小值是( )
A. B. C. D.
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.(24-25高一上·全国·周测)已知函数,,则的最值为( )
A.13, B.13,1 C.13, D.1,
4.(24-25高一上·云南红河·阶段练习)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
5.(2025高一·全国·专题练习)函数的最小值为 .
6.(24-25高三下·全国·强基计划)已知,的值域为,则所有可能值为 .
7.(2024高三·全国·专题练习)函数 在 上的最大值为 ;最小值为 .
重难点题型5 根据函数的单调性解不等式
1.(25-26高一上·全国·课后作业)已知在定义域上是减函数,且,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·全国·课后作业)已知为上的减函数,则满足的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,若,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高一上·安徽蚌埠·期末)已知函数满足:,当.时,恒成立,且,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高一上·天津西青·阶段练习)已知函数的定义域为,且在定义域内单调递增,则使得不等式成立的的取值集合为 .
6.(25-26高三上·甘肃·阶段练习)已知函数在上单调递增,则不等式的解集为 .
重难点题型6 函数不等式的恒成立问题
1.(24-25高一上·河北·期中)已知满足的使得恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2024高三·全国·专题练习)若不等式对于一切恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·浙江·期中)若关于的不等式在当时恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一上·江西景德镇·阶段练习)若,不等式恒成立,则实数m的取值范围是 .
5.(25-26高一上·福建厦门·阶段练习)已知当时,不等式恒成立,则实数a的取值为 .
6.(25-26高三上·贵州六盘水·阶段练习)已知函数,对任意恒成立,则实数a的取值范围为 .
7.(25-26高三上·吉林长春·开学考试)已知,若不等式对于任意恒成立,则的最小值为 .
重难点题型7 函数不等式能成立(有解)问题
1.(23-24高一下·湖北·开学考试)下列选项中是“,”成立的一个必要不充分条件的是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·浙江绍兴·期中)若存在,有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一上·贵州毕节·期末)命题,若是假命题,则实数的取值范围是 .
4.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知关于的不等式在上有解,则的取值范围为 .
5.(23-24高一上·重庆·期末)已知函数,若存在,使得不等式成立,则实数的取值范围为 .
6.(2025高一·全国·专题练习)(1)设函数的最大值是,若对于任意的恒成立,则的取值范围是 ;
(2)若不等式对满足的所有都成立,则的取值范围是 .
重难点题型8 综合问题
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·阶段练习)已知函数满足对定义域内任意实数,都有成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·湖南长沙·阶段练习)命题“,”为真命题的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
3.(2025高三·全国·专题练习)记函数的定义域为R,I为定义域内的某个区间,若存在,使得,则称为I上的“局部奇函数”.若函数为R上的“局部奇函数”,则a的取值范围是 .
4.(25-26高一上·全国·期末)已知函数的定义域为R,对任意的a,,都有,当时,,且,若,则不等式的解集是 .
5.(24-25高一上·全国·课后作业)事实上,函数在区间内是减函数,在区间上是增函数.
(1)若函数在区间内是减函数,在区间上是增函数,求;
(2)当时,求在区间内的单调区间.
6.设函数,为常数
(1)对任意,当时,有,求实数的取值范围;
(2)在(1)的条件下,求在区间上的最小值,并求的最小值.
7.(24-25高一上·河南郑州·期中)已知函数.
(1)求,;
(2)若在上的最大值为4,求实数a的值;
(3)若,恒成立,求实数a的取值范围.
8.已知是二次函数,且满足
(1)求函数的解析式,并证明在上单调递增;
(2)设函数,求函数的最小值.
一、单选题
1.(25-26高一上·山东德州·开学考试)若函数的图象如图所示,则其单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高三上·福建漳州·阶段练习)已知函数是上的减函数,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·浙江温州·阶段练习)函数在区间上的最大值、最小值分别为( )
A.最大值为,最小值为 B.最大值为,最小值为
C.最大值为1,最小值为 D.最大值为,最小值为
4.(24-25高三下·湖南永州·开学考试)已知,则的最小值是( )
A.2 B.3
C.4 D.5
5.(25-26高一上·广东东莞·阶段练习)已知是定义在上的减函数,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二下·广东深圳·期末)已知函数,对任意,,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(2025高一·全国·专题练习)若当时,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)若关于的不等式在时有解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.(24-25高一上·福建厦门·阶段练习)已知存在使成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(2025高三·全国·专题练习)函数,若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.(24-25高一上·浙江·期中)函数的单调递增区间是 .
12.(25-26高一上·全国·课前预习)若函数在区间上不单调,则的取值范围是 .
13.已知函数,是上的严格增函数,则实数的取值范围是 .
14.(25-26高一上·全国·单元测试)函数在区间上的值域为 .
15.(2025高一·全国·专题练习)已知函数,若,则实数的取值范围为 .
16.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数是定义在上的严格减函数,对任意,满足,且,则不等式的解集为 .
17.(24-25高三下·陕西商洛·阶段练习)已知定义在上的函数 满足 ,对任意的,且,恒成立,则不等式的解集为 .
18.(24-25高一上·上海·期中)若对于任意的实数,关于x的不等式在区间上总有解,则实数m的取值范围是 .
三、解答题
19.(24-25高二下·宁夏银川·期末)已知函数,.
(1)单调性的定义证明在区间上是增函数;
(2)解关于的不等式:.
20.(24-25高一上·云南昭通·期末)已知函数经过,两点.
(1)求函数的解析式;
(2)判断函数在上的单调性并用定义进行证明;
(3)当时,,求实数的最小值.
21.(24-25高一上·陕西商洛·期末)设函数的定义域为,一般地,对于,,若,则称为“凹函数”;若,则称为“凸函数”.对于函数有如下性质:如果常数,那么该函数在上是减函数,在上是增函数.
(1)已知函数,,利用上述性质,求函数的单调区间和值域;
(2)证明:在上是凹函数;
(3)已知函数和函数,若对任意,总存在,使得成立,求实数的值.
22.(23-24高一上·河南·阶段练习)已知是定义在上的奇函数,满足,且当,时,有.
(1)判断函数的单调性;
(2)解不等式:;
(3)若对所有,恒成立,求实数的取值范围.
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