内容正文:
高中数学函数类特色专项训练
22.定义法判定抽象函数单调性(类对数型f(x+y)=f(x)f(y))【拔高】(全国通用)(解析版)
一、专题知识目录
1. 核心概念与定义(跨章节整合)
2. 性质辨析与易错点(综合辨析)
3. 题型分类与例题精析(细分题型+综合考法)
4. 举一反三强化训练(每题对应一类综合考向)
5. 专题分层测试卷(基础/中等/拔高三层)
二、核心概念与定义
1.1 基础概念(跨章节整合)
1. 【概念1】类对数型抽象函数的定义
○定义表述:设函数的定义域为,若对任意的,都满足,则称为类对数型抽象函数,其原型为指数函数。
○数学符号/表达式:,
○关键特征:满足;若恒不为0,定义域关于原点对称时,;单调性可通过构造结合定义判定。
○跨章节关联:关联指数函数的运算性质与单调性,可类比推导抽象函数的单调性、对称性。
2. 【概念2】类对数型抽象函数单调性的定义判定法
○定义表述:设抽象函数的定义域为,区间,任取且,通过赋值法将转化为,再结合的符号与和的大小关系,确定与的大小,进而判定单调性。
○数学符号/表达式:,,,若且,则;若且,则。
○关键特征:核心是构造的形式,利用函数关系式实现变形;单调性判定需结合的正负与和的大小关系。
○跨章节关联:适用于满足乘积型递推关系的抽象函数,是指数函数性质拓展的核心方法。
1.2 性质辨析与易错点(综合辨析)
性质/结论
正确表述
常见易错点
跨函数辨析举例
的推导与应用
令,得,结合函数非零性得
忽略恒不为0的前提,直接得出;误将用于奇偶性判定
对,若未证,直接推导的过程不严谨
赋值构造的核心逻辑
判定单调性时,构造,转化为,通过判断大小
直接令,无法建立与时性质的联系;未考虑的符号对单调性的影响
判定在上的单调性,若直接令,得,无实际判定意义
单调性与的关系
若时且,则函数单调递增;若时且,则函数单调递减
混淆与的大小关系对应的单调性;忽略的正负对商式符号的影响
已知时,误判,从而得出函数递增的错误结论
三、题型分类与例题精析
题型1: 已知时的范围,判定的单调性
题型特征:函数的定义域为,满足,恒成立,已知时与的大小关系,需用定义法证明函数在上的单调性。
解题步骤:
1. 取值:任取,且,确定;
2. 构造转化:令,代入,得;
3. 作商判号:结合,得,根据已知条件判断其与的大小;
4. 下结论:根据作商结果确定与的大小,结合单调性定义得出结论。
例题1 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
解析:
第一步:取值
任取,且,则。
第二步:构造转化
由,可得:
第三步:作商判号
因为恒成立,所以,等式两边同时除以得:
已知当时,又,因此,即。
第四步:下结论
由且,得,根据函数单调性的定义,函数在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三1-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是减函数。
解析:
第一步:任取,且,则。
第二步:。
第三步:由得,;已知时,故,即。
第四步:由且,得,故在上是减函数。
答案:证明过程如上。
举一反三1-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
解析:
第一步:任取,且,则。
第二步:。
第三步:由得,;已知时,故,即。
第四步:由且,得,故在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三1-3 已知函数的定义域为,满足,,且恒成立,用定义法证明在上是增函数。
解析:
第一步:任取,且,则;令(,整数),。
第二步:。
第三步:由得,。
第四步:由且,得,故在上是增函数。
答案:证明过程如上。
题型2: 单调性与性质综合判定
题型特征:函数满足,恒成立,定义域关于原点对称,需先推导,再结合时的范围判定单调性。
解题步骤:
1. 求:令,结合推导;
2. 推导:令,得,进而推出;
3. 判单调性:任取,转化,作商后结合已知条件判断大小;
4. 下结论:综合性质与单调性得出最终结论。
例题2 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,求证:且在上是增函数。
解析:
第一步:证明
令,则,即。
因为恒成立,所以,解得。
令,则,即。
由得,又,故。
第二步:证明在上是增函数
任取,且,则。
由得:
因为,所以,。
已知时,,因此,即。
由且,得。
综上,且在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三2-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,求证:且在上是减函数。
解析:
证:令得;令得,故。
证单调性:任取,,;,由时得;结合得,故在上是减函数。
答案:证明过程如上。
举一反三2-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,,求证且在上是增函数。
解析:
证:令得;令得,故。
证单调性:由且,得;任取,,;,;结合与同号得,故,在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三2-3 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且在上是增函数,求证:当时,。
解析:
第一步:令得。
第二步:任取,则,,,故。
第三步:因为在上是增函数,,所以。
综上,当时,。
答案:证明过程如上。
四、专题分层测试卷
(一)基础达标卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,则在上的单调性为( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 不增不减 D. 无法确定
解析:根据题型1的判定方法,时,且,,函数为增函数,选A。
答案:A
2. 多选题 关于满足且恒成立的函数,下列说法正确的有( )
A. B. C. 时则函数递减 D. 一定是指数函数
解析:A、B、C说法正确;D错误,抽象函数不一定是指数函数,仅具备相似性质。
答案:ABC
3. 填空题 已知满足,恒成立,任取,则______。
解析:,两边除以得。
答案:
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,证明在上是增函数。
解析:
① 任取且,则;
② ;
③ 由得,;
④ ,故在上是增函数。
答案:证明过程如上。
(2) 已知函数满足,恒成立,且,当时,证明在上是减函数。
解析:
① 任取且,则;
② ,;
③ 由时得,结合得;
④ 故在上是减函数。
答案:证明过程如上。
(二)能力提升卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,则在上是( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 先增后减 D. 无法确定
解析:,得,时,函数为增函数,选A。
答案:A
2. 多选题 已知函数满足,恒成立,当时,则下列说法正确的有( )
A. B. 是增函数 C. D.
解析:令得,A正确;由题型1知是增函数,B正确;,C正确;,D正确。
答案:ABCD
3. 填空题 已知满足,恒成立,且在上是增函数,若,则______。
解析:;。
答案:
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,证明在上是增函数。
解析:
① 任取,则;;
② ,由得;
③ ,故;
④ 因此在上是增函数。
答案:证明过程如上。
(2) 已知函数满足,定义域为,恒成立,且在上是增函数,解不等式。
解析:
① 由得;
② 令得,不等式转化为;
③ 由在上是增函数,得;
④ 解得。
答案:
高中数学函数类特色专项训练
22.定义法判定抽象函数单调性(类对数型f(x+y)=f(x)f(y))【拔高】(全国通用)(原卷版)
一、专题知识目录
1. 核心概念与定义(跨章节整合)
2. 性质辨析与易错点(综合辨析)
3. 题型分类与例题精析(细分题型+综合考法)
4. 举一反三强化训练(每题对应一类综合考向)
5. 专题分层测试卷(基础/中等/拔高三层)
二、核心概念与定义
1.1 基础概念(跨章节整合)
1. 【概念1】类对数型抽象函数的定义
○定义表述:设函数的定义域为,若对任意的,都满足,则称为类对数型抽象函数,其原型为指数函数。
○数学符号/表达式:,
○关键特征:满足;若恒不为0,定义域关于原点对称时,;单调性可通过构造结合定义判定。
○跨章节关联:关联指数函数的运算性质与单调性,可类比推导抽象函数的单调性、对称性。
2. 【概念2】类对数型抽象函数单调性的定义判定法
○定义表述:设抽象函数的定义域为,区间,任取且,通过赋值法将转化为,再结合的符号与和的大小关系,确定与的大小,进而判定单调性。
○数学符号/表达式:,,,若且,则;若且,则。
○关键特征:核心是构造的形式,利用函数关系式实现变形;单调性判定需结合的正负与和的大小关系。
○跨章节关联:适用于满足乘积型递推关系的抽象函数,是指数函数性质拓展的核心方法。
1.2 性质辨析与易错点(综合辨析)
性质/结论
正确表述
常见易错点
跨函数辨析举例
的推导与应用
令,得,结合函数非零性得
忽略恒不为0的前提,直接得出;误将用于奇偶性判定
对,若未证,直接推导的过程不严谨
赋值构造的核心逻辑
判定单调性时,构造,转化为,通过判断大小
直接令,无法建立与时性质的联系;未考虑的符号对单调性的影响
判定在上的单调性,若直接令,得,无实际判定意义
单调性与的关系
若时且,则函数单调递增;若时且,则函数单调递减
混淆与的大小关系对应的单调性;忽略的正负对商式符号的影响
已知时,误判,从而得出函数递增的错误结论
三、题型分类与例题精析
题型1: 已知时的范围,判定的单调性
题型特征:函数的定义域为,满足,恒成立,已知时与的大小关系,需用定义法证明函数在上的单调性。
解题步骤:
1. 取值:任取,且,确定;
2. 构造转化:令,代入,得;
3. 作商判号:结合,得,根据已知条件判断其与的大小;
4. 下结论:根据作商结果确定与的大小,结合单调性定义得出结论。
例题1 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
举一反三1-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是减函数。
举一反三1-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
举一反三1-3 已知函数的定义域为,满足,,且恒成立,用定义法证明在上是增函数。
题型2: 单调性与性质综合判定
题型特征:函数满足,恒成立,定义域关于原点对称,需先推导,再结合时的范围判定单调性。
解题步骤:
1. 求:令,结合推导;
2. 推导:令,得,进而推出;
3. 判单调性:任取,转化,作商后结合已知条件判断大小;
4. 下结论:综合性质与单调性得出最终结论。
例题2 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,求证:且在上是增函数。
举一反三2-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,求证:且在上是减函数。
举一反三2-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,,求证且在上是增函数。
举一反三2-3 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且在上是增函数,求证:当时,。
四、专题分层测试卷
(一)基础达标卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,则在上的单调性为( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 不增不减 D. 无法确定
2. 多选题 关于满足且恒成立的函数,下列说法正确的有( )
A. B. C. 时则函数递减 D. 一定是指数函数
3. 填空题 已知满足,恒成立,任取,则______。
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,证明在上是增函数。
(2) 已知函数满足,恒成立,且,当时,证明在上是减函数。
(二)能力提升卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,则在上是( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 先增后减 D. 无法确定
2. 多选题 已知函数满足,恒成立,当时,则下列说法正确的有( )
A. B. 是增函数 C. D.
3. 填空题 已知满足,恒成立,且在上是增函数,若,则______。
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,证明在上是增函数。
(2) 已知函数满足,定义域为,恒成立,且在上是增函数,解不等式。
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高中数学函数类特色专项训练
22.定义法判定抽象函数单调性(类对数型f(x+y)=f(x)f(y))【拔高】(全国通用)(解析版)
一、专题知识目录
1. 核心概念与定义(跨章节整合)
2. 性质辨析与易错点(综合辨析)
3. 题型分类与例题精析(细分题型+综合考法)
4. 举一反三强化训练(每题对应一类综合考向)
5. 专题分层测试卷(基础/中等/拔高三层)
二、核心概念与定义
1.1 基础概念(跨章节整合)
1. 【概念1】类对数型抽象函数的定义
○定义表述:设函数的定义域为,若对任意的,都满足,则称为类对数型抽象函数,其原型为指数函数。
○数学符号/表达式:,
○关键特征:满足;若恒不为0,定义域关于原点对称时,;单调性可通过构造结合定义判定。
○跨章节关联:关联指数函数的运算性质与单调性,可类比推导抽象函数的单调性、对称性。
2. 【概念2】类对数型抽象函数单调性的定义判定法
○定义表述:设抽象函数的定义域为,区间,任取且,通过赋值法将转化为,再结合的符号与和的大小关系,确定与的大小,进而判定单调性。
○数学符号/表达式:,,,若且,则;若且,则。
○关键特征:核心是构造的形式,利用函数关系式实现变形;单调性判定需结合的正负与和的大小关系。
○跨章节关联:适用于满足乘积型递推关系的抽象函数,是指数函数性质拓展的核心方法。
1.2 性质辨析与易错点(综合辨析)
性质/结论
正确表述
常见易错点
跨函数辨析举例
的推导与应用
令,得,结合函数非零性得
忽略恒不为0的前提,直接得出;误将用于奇偶性判定
对,若未证,直接推导的过程不严谨
赋值构造的核心逻辑
判定单调性时,构造,转化为,通过判断大小
直接令,无法建立与时性质的联系;未考虑的符号对单调性的影响
判定在上的单调性,若直接令,得,无实际判定意义
单调性与的关系
若时且,则函数单调递增;若时且,则函数单调递减
混淆与的大小关系对应的单调性;忽略的正负对商式符号的影响
已知时,误判,从而得出函数递增的错误结论
三、题型分类与例题精析
题型1: 已知时的范围,判定的单调性
题型特征:函数的定义域为,满足,恒成立,已知时与的大小关系,需用定义法证明函数在上的单调性。
解题步骤:
1. 取值:任取,且,确定;
2. 构造转化:令,代入,得;
3. 作商判号:结合,得,根据已知条件判断其与的大小;
4. 下结论:根据作商结果确定与的大小,结合单调性定义得出结论。
例题1 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
解析:
第一步:取值
任取,且,则。
第二步:构造转化
由,可得:
第三步:作商判号
因为恒成立,所以,等式两边同时除以得:
已知当时,又,因此,即。
第四步:下结论
由且,得,根据函数单调性的定义,函数在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三1-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是减函数。
解析:
第一步:任取,且,则。
第二步:。
第三步:由得,;已知时,故,即。
第四步:由且,得,故在上是减函数。
答案:证明过程如上。
举一反三1-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
解析:
第一步:任取,且,则。
第二步:。
第三步:由得,;已知时,故,即。
第四步:由且,得,故在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三1-3 已知函数的定义域为,满足,,且恒成立,用定义法证明在上是增函数。
解析:
第一步:任取,且,则;令(,整数),。
第二步:。
第三步:由得,。
第四步:由且,得,故在上是增函数。
答案:证明过程如上。
题型2: 单调性与性质综合判定
题型特征:函数满足,恒成立,定义域关于原点对称,需先推导,再结合时的范围判定单调性。
解题步骤:
1. 求:令,结合推导;
2. 推导:令,得,进而推出;
3. 判单调性:任取,转化,作商后结合已知条件判断大小;
4. 下结论:综合性质与单调性得出最终结论。
例题2 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,求证:且在上是增函数。
解析:
第一步:证明
令,则,即。
因为恒成立,所以,解得。
令,则,即。
由得,又,故。
第二步:证明在上是增函数
任取,且,则。
由得:
因为,所以,。
已知时,,因此,即。
由且,得。
综上,且在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三2-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,求证:且在上是减函数。
解析:
证:令得;令得,故。
证单调性:任取,,;,由时得;结合得,故在上是减函数。
答案:证明过程如上。
举一反三2-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,,求证且在上是增函数。
解析:
证:令得;令得,故。
证单调性:由且,得;任取,,;,;结合与同号得,故,在上是增函数。
答案:证明过程如上。
举一反三2-3 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且在上是增函数,求证:当时,。
解析:
第一步:令得。
第二步:任取,则,,,故。
第三步:因为在上是增函数,,所以。
综上,当时,。
答案:证明过程如上。
四、专题分层测试卷
(一)基础达标卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,则在上的单调性为( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 不增不减 D. 无法确定
解析:根据题型1的判定方法,时,且,,函数为增函数,选A。
答案:A
2. 多选题 关于满足且恒成立的函数,下列说法正确的有( )
A. B. C. 时则函数递减 D. 一定是指数函数
解析:A、B、C说法正确;D错误,抽象函数不一定是指数函数,仅具备相似性质。
答案:ABC
3. 填空题 已知满足,恒成立,任取,则______。
解析:,两边除以得。
答案:
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,证明在上是增函数。
解析:
① 任取且,则;
② ;
③ 由得,;
④ ,故在上是增函数。
答案:证明过程如上。
(2) 已知函数满足,恒成立,且,当时,证明在上是减函数。
解析:
① 任取且,则;
② ,;
③ 由时得,结合得;
④ 故在上是减函数。
答案:证明过程如上。
(二)能力提升卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,则在上是( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 先增后减 D. 无法确定
解析:,得,时,函数为增函数,选A。
答案:A
2. 多选题 已知函数满足,恒成立,当时,则下列说法正确的有( )
A. B. 是增函数 C. D.
解析:令得,A正确;由题型1知是增函数,B正确;,C正确;,D正确。
答案:ABCD
3. 填空题 已知满足,恒成立,且在上是增函数,若,则______。
解析:;。
答案:
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,证明在上是增函数。
解析:
① 任取,则;;
② ,由得;
③ ,故;
④ 因此在上是增函数。
答案:证明过程如上。
(2) 已知函数满足,定义域为,恒成立,且在上是增函数,解不等式。
解析:
① 由得;
② 令得,不等式转化为;
③ 由在上是增函数,得;
④ 解得。
答案:
高中数学函数类特色专项训练
22.定义法判定抽象函数单调性(类对数型f(x+y)=f(x)f(y))【拔高】(全国通用)(原卷版)
一、专题知识目录
1. 核心概念与定义(跨章节整合)
2. 性质辨析与易错点(综合辨析)
3. 题型分类与例题精析(细分题型+综合考法)
4. 举一反三强化训练(每题对应一类综合考向)
5. 专题分层测试卷(基础/中等/拔高三层)
二、核心概念与定义
1.1 基础概念(跨章节整合)
1. 【概念1】类对数型抽象函数的定义
○定义表述:设函数的定义域为,若对任意的,都满足,则称为类对数型抽象函数,其原型为指数函数。
○数学符号/表达式:,
○关键特征:满足;若恒不为0,定义域关于原点对称时,;单调性可通过构造结合定义判定。
○跨章节关联:关联指数函数的运算性质与单调性,可类比推导抽象函数的单调性、对称性。
2. 【概念2】类对数型抽象函数单调性的定义判定法
○定义表述:设抽象函数的定义域为,区间,任取且,通过赋值法将转化为,再结合的符号与和的大小关系,确定与的大小,进而判定单调性。
○数学符号/表达式:,,,若且,则;若且,则。
○关键特征:核心是构造的形式,利用函数关系式实现变形;单调性判定需结合的正负与和的大小关系。
○跨章节关联:适用于满足乘积型递推关系的抽象函数,是指数函数性质拓展的核心方法。
1.2 性质辨析与易错点(综合辨析)
性质/结论
正确表述
常见易错点
跨函数辨析举例
的推导与应用
令,得,结合函数非零性得
忽略恒不为0的前提,直接得出;误将用于奇偶性判定
对,若未证,直接推导的过程不严谨
赋值构造的核心逻辑
判定单调性时,构造,转化为,通过判断大小
直接令,无法建立与时性质的联系;未考虑的符号对单调性的影响
判定在上的单调性,若直接令,得,无实际判定意义
单调性与的关系
若时且,则函数单调递增;若时且,则函数单调递减
混淆与的大小关系对应的单调性;忽略的正负对商式符号的影响
已知时,误判,从而得出函数递增的错误结论
三、题型分类与例题精析
题型1: 已知时的范围,判定的单调性
题型特征:函数的定义域为,满足,恒成立,已知时与的大小关系,需用定义法证明函数在上的单调性。
解题步骤:
1. 取值:任取,且,确定;
2. 构造转化:令,代入,得;
3. 作商判号:结合,得,根据已知条件判断其与的大小;
4. 下结论:根据作商结果确定与的大小,结合单调性定义得出结论。
例题1 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
举一反三1-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是减函数。
举一反三1-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,用定义法证明在上是增函数。
举一反三1-3 已知函数的定义域为,满足,,且恒成立,用定义法证明在上是增函数。
题型2: 单调性与性质综合判定
题型特征:函数满足,恒成立,定义域关于原点对称,需先推导,再结合时的范围判定单调性。
解题步骤:
1. 求:令,结合推导;
2. 推导:令,得,进而推出;
3. 判单调性:任取,转化,作商后结合已知条件判断大小;
4. 下结论:综合性质与单调性得出最终结论。
例题2 已知函数的定义域为,对任意,都有,恒成立,且当时,,求证:且在上是增函数。
举一反三2-1 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,,求证:且在上是减函数。
举一反三2-2 已知函数的定义域为,满足,恒成立,,求证且在上是增函数。
举一反三2-3 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且在上是增函数,求证:当时,。
四、专题分层测试卷
(一)基础达标卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,则在上的单调性为( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 不增不减 D. 无法确定
2. 多选题 关于满足且恒成立的函数,下列说法正确的有( )
A. B. C. 时则函数递减 D. 一定是指数函数
3. 填空题 已知满足,恒成立,任取,则______。
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且当时,证明在上是增函数。
(2) 已知函数满足,恒成立,且,当时,证明在上是减函数。
(二)能力提升卷(5题)
1. 单选题 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,则在上是( )
A. 增函数 B. 减函数 C. 先增后减 D. 无法确定
2. 多选题 已知函数满足,恒成立,当时,则下列说法正确的有( )
A. B. 是增函数 C. D.
3. 填空题 已知满足,恒成立,且在上是增函数,若,则______。
4. 解答题
(1) 已知函数的定义域为,满足,恒成立,且,证明在上是增函数。
(2) 已知函数满足,定义域为,恒成立,且在上是增函数,解不等式。
是否需要我帮你补充这份专题训练的拔尖拓展卷,增加抽象函数单调性与最值、参数范围的综合题型?
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