内容正文:
专题05 函数的性质
基础知识(思维导图)
核心考点(思维导图)
基础题型
题型一 求函数的单调区间
方法点拨:
1.复合函数(同增异减法则)
形式:y=f(g(x)),其中 u=g(x)为内层函数,y=f(u) 为外层函数。
步骤:
求定义域(内层函数值域需满足外层函数定义域);
分别判断内外层函数的单调性;
根据“同增异减”(内外层单调性相同则复合函数增,相反则减)确定单调区间。
2.分段函数(分段判断,端点衔接)
步骤:
分别求各段函数的单调区间;
检查分段点处函数值的衔接(若两段在分界点处单调性一致且函数连续,可合并区间)。
例题解析:
例1.若函数的图象如图所示,则其单调递增区间是( )
A.
B. C. D.
例2.函数的单调递减区间为 .
例3.(25-26高一上·四川泸州·期中)定义.设函数,则的单调递增区间为 .
例4.(11-12高三上·北京·开学考试)函数的单调递增区间为 .
例5.(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数,则函数的单调增区间是( )
A.和 B.
C.和 D.
例6.写出一个同时满足下列3个性质的函数 .
①是偶函数;②在区间上单调递增;③的最小值为2.
变式突破:
1.函数的单调递增区间是 .
2.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 .
3.(24-25高一上·青海·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一上·四川绵阳·月考)定义.设函数,则的单调递增区间为 .
5.(25-26高一上·重庆九龙坡·期中)函数的单调递增区间是 .
6.写出同时满足下列两个条件的一个函数 .
①函数的单调递减区间为;
②函数的值域为.
题型二 根据单调性求参数
方法点拨:
1.函数单调性的定义
设函数的定义域为,区间,如果取区间中的任意两个值,当 时,都有,那么就称函数在区间上是增函数.
2.常用变形
设那么在上是增函数;在上是减函数.
例题解析:
例1.已知函数在[2,4]上是单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B.[8,16]
C. D.
例2.(25-26高三上·黑龙江·期中)函数(且)在区间上是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例3.(25-26高一上·山东菏泽·月考)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例4.(23-24高一上·安徽阜阳·月考)已知函数,若对任意,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
例5.(25-26高一上·云南昭通·期中)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
变式突破:
1.
若函数在上是减函数,则实数a的取值范围是______.
2.(25-26高一上·江苏盐城·期中)函数,若是R上的单调递减函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(2025高一·湖南·专题练习)已知函数,若对于,且,都有,则实数a的取值范围为 .
4.若函数在区间上单调递减, 则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.函数在上单调递增,则实数的取值范围( )
A. B. C. D.
题型三 根据单调性解不等式
方法点拨:
已知函数单调性解不等式
确定定义域:写出 f(x) 的定义域
利用单调性去f:根据函数增减性,将 f(A)>f(B)转化为 A>B或 A<B;
解不等式组:联立定义域条件和转化后的不等式,取交集。
例题解析:
例1.已知在定义域上是减函数,且,则的取值范围( )
A. B. C. D.
例2.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)已知函数是偶函数,且在上单调递减,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
例3.(25-26高三上·重庆·月考)已知定义在上的奇函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
例4.(25-26高一上·重庆渝北·期中)已知定义在上的函数在上单调递增,为偶函数,且,则的解集是( )
A. B.
C. D.
例5.(25-26高一上·山西·月考)已知定义在区间上的奇函数在区间上单调递减,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例6.已知函数在R上是奇函数,当时,,则不等式的解集是( )
A.
B.
C.
D.
变式突破:
1.函数是定义在上的增函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·重庆·月考)已知定义域为的函数满足对任意,都有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·福建泉州·月考)已知定义在上的函数,满足不等式,则的取值范围是 .
4.(25-26高一上·贵州·期中)若函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为 .
5.(25-26高一上·吉林松原·月考)函数是定义域为R的奇函数,当时,,则当时,函数的解析式 .
题型四 根据单调性比较大小
方法点拨:
“定区间,比大小,奇偶性化负为正”
定区间:确认自变量是否在同一单调区间内;
比大小:比较自变量大小,结合单调性得函数值关系;
奇偶性化负为正:遇到负数自变量,先用奇偶性转化;
例题解析:
例1.(25-26高二上·广西南宁·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
例2.(25-26高一上·新疆·期末)若偶函数在上单调递增,则( ).
A. B.
C. D.
例3.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·期中)设函数是定义在R上的单调递增函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
例4.(25-26高三上·安徽·期中)已知是定义域为的偶函数,且在上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
变式突破:
1.(25-26高一上·浙江·期中)设,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·江苏连云港·期中)已知函数在区间上单调递减,且是偶函数,则、、的大小关系为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·江苏泰州·月考)设,则( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一上·浙江温州·期中)已知函数,记,,,则( )
A. B. C. D.
易错点
定义域优先意识薄弱,忽略自变量取值范围
核心问题:解不等式 f(x+1)>f(2x)时,直接用单调性转化为 x+1>2x,忘记先求 f(x) 的定义域(如对数函数需真数>0,分式函数分母≠0)
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专题05 函数的性质
基础知识(思维导图)
核心考点(思维导图)
基础题型
题型一 求函数的单调区间
方法点拨:
1.复合函数(同增异减法则)
形式:y=f(g(x)),其中 u=g(x)为内层函数,y=f(u) 为外层函数。
步骤:
求定义域(内层函数值域需满足外层函数定义域);
分别判断内外层函数的单调性;
根据“同增异减”(内外层单调性相同则复合函数增,相反则减)确定单调区间。
2.分段函数(分段判断,端点衔接)
步骤:
分别求各段函数的单调区间;
检查分段点处函数值的衔接(若两段在分界点处单调性一致且函数连续,可合并区间)。
例题解析:
例1.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
【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.
例2.函数的单调递减区间为 .
【答案】
【分析】由反比例函数的性质可求得的单调递减区间.
【详解】函数的定义域为,
函数的在和上均为单调递减函数,
所认函数的单调递减区间为和.
故答案为:和.
例3.(25-26高一上·四川泸州·期中)定义.设函数,则的单调递增区间为 .
【答案】和
【分析】先由函数新定义和不等式解出分段函数的表达式,再求出单调递增区间即可.
【详解】当即时,解得,
所以,
因为二次函数的对称轴为,开口向下,所以递增区间为,
一次函数在定义域上为递增函数,
综上,的单调递增区间为.
故答案为:和.
例4.(11-12高三上·北京·开学考试)函数的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】根据对数函数的单调性,结合复合函数的单调性,可求原函数的单调递增区间.
【详解】由,得或,所以函数的定义域为,
令,则,因为在上单调递减,
且在上单调递减,在上单调递增,
由复合函数的单调性可知函数的单调递增区间为.
故答案为:.
例5.(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数,则函数的单调增区间是( )
A.和 B.
C.和 D.
【答案】A
【分析】讨论x的取值范围,化简,结合二次函数的单调性,即可确定答案.
【详解】由于函数,
当时,,
由于图象的对称轴为,则函数在上单调递增,
当时,,
由于图象的对称轴为,则函数在上单调递增,
故函数的单调增区间是和.
故选:A
例6.写出一个同时满足下列3个性质的函数 .
①是偶函数;②在区间上单调递增;③的最小值为2.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据给定的函数性质,结合二次函数的相关性质写出一个符合要求的函数解析式即可.
【详解】考虑为偶函数的二次函数,设,,
因为在上单调递增,则,故,解得,
所以时满足题意,取,则.
故答案为:(答案不唯一)
变式突破:
1.函数的单调递增区间是 .
【答案】
【分析】利用数形结合,作出分段二次函数的图象,即可写出单调增区间.
【详解】由作图:
可得函数的单调递增区间是,
故答案为:
2.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
【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,
3.(24-25高一上·青海·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先确定函数的定义域,继而根据复合函数的单调性进行判断,即可得答案.
【详解】由题意知函数满足,解得或,
即函数定义域为,
令,则的图象开口向上,且对称轴为直线,
则在上单调递减,在上单调递增,
又在上单调递增,
故的单调递减区间是.
故选:B
4.(25-26高一上·四川绵阳·月考)定义.设函数,则的单调递增区间为 .
【答案】,(注:和0处,区间端点可开可闭)
【分析】首先将函数写成分段函数的形式,再判断函数的单调区间.
【详解】当,即,得,
所以,得或,所以,
显然,在区间,函数单调递增,在区间,函数单调递增,
在区间,函数单调递增,且在处函数连续,
所以函数的单调递增区间是和.
故答案为:,(注:和0处,区间端点可开可闭)
5.(25-26高一上·重庆九龙坡·期中)函数的单调递增区间是 .
【答案】
【分析】先求出的定义域,根据复合函数单调性的法则:同增异减,即可求出答案.
【详解】令,解得或,所以函数的定义域为,
令,,则,
因为在上单调递增,在上单调递减,
根据复合函数单调性得在上单调递减,
又在上单调递减,在上单调递增,
根据复合函数单调性得在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的单调递增区间是.
故答案为:.
6.写出同时满足下列两个条件的一个函数 .
①函数的单调递减区间为;
②函数的值域为.
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据二次函数的性质结合题意分析求解即可
【详解】由①可考虑函数是对称轴为直线的二次函数,且二次项系数小于0,
由②可考虑,即
故答案为:(答案不唯一).
题型二 根据单调性求参数
方法点拨:
1.函数单调性的定义
设函数的定义域为,区间,如果取区间中的任意两个值,当 时,都有,那么就称函数在区间上是增函数.
2.常用变形
设那么在上是增函数;在上是减函数.
例题解析:
例1.已知函数在[2,4]上是单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B.[8,16]
C. D.
【答案】D
【分析】根据二次函数的性质列不等式求解.
【详解】函数的图象为开口向上的抛物线,对称轴为.
因为该函数在 上单调,因此,需满足:或,
解得:或 .
故选:D
例2.(25-26高三上·黑龙江·期中)函数(且)在区间上是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,即可判断的单调性,结合对数型复合函数的单调性,得到,解得即可.
【详解】设,则,
且,为减函数,
若函数在区间上是减函数,
则需是增函数且时恒成立,
,解得,即的取值范围是.
故选:D.
例3.(25-26高一上·山东菏泽·月考)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由分段函数单调性的判定方法,结合二次函数、指数函数和对数函数的单调性,列不等式求解.
【详解】因为函数在上单调递增,且当时,,
所以在上单调递增,所以对称轴,即;
当时,,所以函数在上单调递增.
若函数在上单调递增,则,即.
综上,实数的取值范围是.
故选:B.
例4.(23-24高一上·安徽阜阳·月考)已知函数,若对任意,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由对任意,都有,得在上单调递减,进而得,解出即可求解.
【详解】由对任意,都有,所以在上单调递减,
所以,
所以,
故选:A.
例5.(25-26高一上·云南昭通·期中)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由的单调性,进而得的单调性,利用复合函数的单调性即可求解.
【详解】函数在R上单调递增,而函数在区间上单调递减,
则有函数在区间上单调递减,
因此,解得,所以的取值范围是,
故选:D.
变式突破:
1.
若函数在上是减函数,则实数a的取值范围是______.
【详解】函数的对称轴为,又函数在上是减函数,所以,故答案为:.
2.(25-26高一上·江苏盐城·期中)函数,若是R上的单调递减函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分段函数在R上单调递减,需满足每段上函数均单调递减,且分段处左端点值大于等于右端点值,从而得到不等式,求出答案.
【详解】由题意得,解得.
故选:B
3.(2025高一·湖南·专题练习)已知函数,若对于,且,都有,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】由函数单调性的定义推出在上单调递增,再由分段函数单调性建立关于的不等式,求解即可.
【详解】不妨设,由,可得:,即,
则函数在上单调递增,
则,解得,即,
故实数a的取值范围为.
故答案为:
4.若函数在区间上单调递减, 则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查复合函数的单调性问题,注意对数函数定义域.
【详解】令,则,
因为函数在区间上单调递减,且在定义域内递增,
所以,解得
故答案为:C
5.函数在上单调递增,则实数的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】结合复合函数单调性、对数函数的定义域求得的取值范围.
【详解】由复合函数单调性遵循“同增异减”可知,因为在上单调递增,且在上单调递增,
故在上也单调递增,且在恒成立,
由此可得:,解得,
故选:A.
题型三 根据单调性解不等式
方法点拨:
已知函数单调性解不等式
确定定义域:写出 f(x) 的定义域
利用单调性去f:根据函数增减性,将 f(A)>f(B)转化为 A>B或 A<B;
解不等式组:联立定义域条件和转化后的不等式,取交集。
例题解析:
例1.已知在定义域上是减函数,且,则的取值范围( )
A. B. C. D.
【详解】因为在定义域上是减函数,
所以,解得,所以. 故选:B.
例2.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)已知函数是偶函数,且在上单调递减,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意得,进而得,解不等式即得.
【详解】因为为偶函数,所以.
由,得
因为在区间上单调递减,
所以,即
所以,解得:,
故的取值范围是.
故选:D.
例3.(25-26高三上·重庆·月考)已知定义在上的奇函数,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由是奇函数求得,根据函数的单调性求解不等式.
【详解】∵函数是奇函数,,即,
,即,为上单调递增的函数,
,则,解得.
故选:A.
例4.(25-26高一上·重庆渝北·期中)已知定义在上的函数在上单调递增,为偶函数,且,则的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由为偶函数,可得函数关于对称,再根据函数的单调性及列出不等式,解之即可.
【详解】因为为偶函数,所以函数关于对称,
又因为函数在上单调递增,且,
则不等式,等价于,解得,
所以的解集是.
故选:B.
例5.(25-26高一上·山西·月考)已知定义在区间上的奇函数在区间上单调递减,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】首先利用奇函数的性质得到、,结合奇函数在对称区间单调性一致,确定在上单调递减;再将不等式转化为,结合函数定义域与单调性列出关于的不等式组,求解得到的范围.
【详解】因为为定义在上的奇函数,
所以,且的图象关于原点对称,
因为在区间上单调递减,所以在区间上单调递减,
则在上单调递减,因为,所以,
所以,所以,所以,所以.
故选:C
例6.已知函数在R上是奇函数,当时,,则不等式的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性得到,画出函数图象,数形结合得到不等式,求出解集.
【详解】在R上是奇函数,故,
故,
当时,单调递增,
令,解得,故,
结合函数为奇函数,作出的图象,如图所示.
由得或,
由图象得或,
所以或,
即不等式的解集是
故选:B
变式突破:
1.函数是定义在上的增函数,则满足的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】因为是定义在上的增函数,由可得,解得. 故选:D.
2.(25-26高一上·重庆·月考)已知定义域为的函数满足对任意,都有,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将变为,构造函数,即可判断的单调性,结合函数单调性,即可得答案.
【详解】由题意知对于任意,,,不妨设,则,
由得,即,
结合得,即,
设,则该函数在上单调递增,且,
因为函数的定义域为,故由有意义可得,
所以不等式可变形为,即,
所以,解得,
即不等式的解集为,
故选:B
3.(25-26高一上·福建泉州·月考)已知定义在上的函数,满足不等式,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】可令,判断的单调性,并且可判断的图象关于点成中心对称,将问题转化为求解.
【详解】易知函数在上为单调性递增,
即可得是上的增函数,
令,则是上的增函数,
易知,
可得,即的图象关于点成中心对称,
由可得,
即,
由可得;所以,
利用是上的增函数可得,
解得. 即的取值范围是.
故答案为:
4.(25-26高一上·贵州·期中)若函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】结合函数的单调性及奇偶性即可求解不等式即可.
【详解】因为是定义在上的偶函数,且在上单调递增,
根据偶函数对称性可知,在上单调递减,
因为,则,
故时,,,;
所以不等式的解集为.
故答案为:.
5.(25-26高一上·吉林松原·月考)函数是定义域为R的奇函数,当时,,则当时,函数的解析式 .
【答案】
【分析】由奇函数的性质可得及,结合对应的解析式即可求解.
【详解】因为函数是定义域为R的奇函数,
所以.
当时,,
则.
因为,
所以时,.
故答案为:.
题型四 根据单调性比较大小
方法点拨:
“定区间,比大小,奇偶性化负为正”
定区间:确认自变量是否在同一单调区间内;
比大小:比较自变量大小,结合单调性得函数值关系;
奇偶性化负为正:遇到负数自变量,先用奇偶性转化;
例题解析:
例1.(25-26高二上·广西南宁·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据指对函数的单调性,考虑与的大小关系,即可判定.
【详解】
故选:B.
例2.(25-26高一上·新疆·期末)若偶函数在上单调递增,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由偶函数有,结合区间单调性即可得答案.
【详解】由偶函数知:,
又在上单调递增且,
所以,即.
故选:D.
例3.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·期中)设函数是定义在R上的单调递增函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据单调性比较即可.
【详解】函数是定义在R上的单调递增函数,且,
所以.
故选:A.
例4.(25-26高三上·安徽·期中)已知是定义域为的偶函数,且在上单调递增,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用偶函数性质将各值转化到,利用单调性比较.
【详解】 因为是偶函数,所以,,
因为,在上单调递增,
所以,即.
故选:A.
变式突破:
1.(25-26高一上·浙江·期中)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据指数函数、对数函数的单调性进行比较即可.
【详解】因为是R上的单调递减函数,
所以;
因为是R上单调递增函数,
所以;
因为在上单调递增,
所以;
又因为,
即,
又因为,
综上,.
故选:A.
2.(25-26高一上·江苏连云港·期中)已知函数在区间上单调递减,且是偶函数,则、、的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据已知得出函数的对称轴为,再结合单调性得出函数在区间上单调递增,进而比较求解.
【详解】因为函数是偶函数,所以,所以函数关于直线对称,
又因为函数在区间上单调递减,所以函数在区间上单调递增,
又因为,所以,
又因为,所以,所以.
故选:C.
3.(25-26高一上·江苏泰州·月考)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用对数函数单调性得出,利用单位圆得出,结合可判断.
【详解】,即,
因,则结合单位圆可知,即,
,
则.
故选:B
4.(25-26高一上·浙江温州·期中)已知函数,记,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先判断函数为偶函数,且在上单调递增,运用对数的运算,将三个自变量化简到内,最后利用单调性、奇偶性比较大小.
【详解】因为函数,定义域为,而且
所以为偶函数,
因为时,在上单调递增;
,
因为,所以,
所以,所以.
故选:C.
易错点
定义域优先意识薄弱,忽略自变量取值范围
核心问题:解不等式 f(x+1)>f(2x)时,直接用单调性转化为 x+1>2x,忘记先求 f(x) 的定义域(如对数函数需真数>0,分式函数分母≠0)
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