内容正文:
第06讲 函数的性质:单调性、奇偶性、最大(小)值
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点1、单调性与最大(小)值 4
知识点2、奇偶性 5
04 题型归纳,举一反三 6
题型一:已知单调性求参数范围 6
题型二:比较大小 6
题型三:已知奇偶性求参数 7
题型四:中值模型 7
题型五:最大值与最小值问题 8
题型六:利用性质解函数不等式问题 9
题型七:单调性、奇偶性的综合问题 10
05 过关测试 12
知识点1、单调性与最大(小)值
(1)增函数
设函数的定义域为I,区间DI.如果,,当时,都有,那么就称函数在区间D上单调递增.
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,我们就称它是增函数.
(2)减函数
设函数的定义域为I,区间DI.如果,,当时,都有,那么就称函数在区间D上单调递增.
特别地,当函数在它的定义域上单调递减时,我们就称它是减函数.
(3)单调性、单调区间、单调函数
如果函数在区间D上单调递增或单调递减,那么就说函数在区间D上具有(严格的)单调性,区间D叫做的单调区间.
如果函数在某个区间上具有单调性,那么就称此函数在这个区间上是单调函数.
(4)证明函数在区间D上单调递增或单调递减,基本步骤如下:
①设值:设,且 ;
②作差: ;
③变形:对变形,一般是通分,分解因式,配方等.这一步是核心 ,要注意变形到底;
④判断符号,得出函数的单调性.
(5)函数的最大值与最小值
①最大值:设函数的定义域为I,如果存在实数M满足:
(1)对于任意的,都有;
(2)存在,使得.
那么我们称M是函数的最大值.
②最小值:设函数的定义域为I,如果存在实数m满足:
(1)对于任意的,都有;
(2)存在,使得.
那么我们称是函数的最小值.
知识点2、奇偶性
(1)偶函数
设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做偶函数.
关于偶函数有下面的结论:
①偶函数的定义域一定关于原点对称.也就是说定义域关于原点对称是函数为偶函数的一个必要条件;
②偶函数的图象关于轴对称.反之也成立;
③偶函数在关于原点对称的两个区间上的增减性相反.
(2)奇函数
设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做奇函数.
关于奇函数有下面的结论:
①奇函数的定义域一定关于原点对称.也就是说定义域关于原点对称是函数为奇函数的一个必要条件;
②奇函数的图象关于坐标原点对称.反之也成立;
③如果奇函数当时有意义,那么.即当有意义时,奇函数的图象过坐标原点;
④奇函数在关于原点对称的两个区间上的增减性相同.
题型一:已知单调性求参数范围
【例1】(25-26高一上·福建三明·月考)已知函数满足对定义域内任意实数,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(25-26高一上·重庆·期中)若函数在上是单调递增函数,则的取值集合是( ).
A. B.
C. D.
【变式1-2】(25-26高一上·河南信阳·期中)函数,满足对、且,都有,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1-3】(25-26高一上·河北邯郸·期中)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型二:比较大小
【例2】(25-26高一上·广东·期末)设偶函数的定义域为,当时,是增函数,则,,的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【变式2-1】(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.
【变式2-2】(22-23高一上·重庆渝中·期末)已知定义在R上的函数满足:关于中心对称,是偶函数,且在上是增函数,则( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(25-26高一上·江苏·期末)已知是定义在上的偶函数,是定义在上的奇函数,且,在上单调递增,则下列不等关系恒成立的是( )
A. B.
C. D.
题型三:已知奇偶性求参数
【例3】(25-26高一上·江苏泰州·月考)已知函数为偶函数,则( )
A. B. C.1 D.2
【变式3-1】(25-26高一上·安徽·期中)已知函数为奇函数,则( )
A.3 B.1 C. D.2
【变式3-2】(2025·山东·三模)已知为偶函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(25-26高一上·江苏宿迁·期中)若函数是奇函数,则( )
A. B.
C. D.
题型四:中值模型
【例4】(25-26高一上·山东泰安·期中)设函数在区间的最大值为M,最小值为m,则 .
【变式4-1】(25-26高一上·宁夏石嘴山·期中)已知,若正实数满足,则的最小值是
【变式4-2】(24-25高一上·贵州遵义·期中)若函数,则 .
【变式4-3】(24-25高一上·江西吉安·期中)已知函数,则 .
【变式4-4】(25-26高一上·重庆·期中)设函数()的最大值为M,最小值为m,则 .
题型五:最大值与最小值问题
【例5】(25-26高一上·重庆·月考)已知函数.
(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)求函数的值域.
(3)设函数,且函数在区间上的最小值为7,求的值.
【变式5-1】(25-26高一上·湖南长沙·月考)已知函数
(1)若为偶函数,求在上的值域;
(2)若在区间上是减函数,求实数的取值范围;
(3)当时,的图象恒在直线的上方,求实数的取值范围.
【变式5-2】(25-26高一上·四川自贡·期中)已知函数的图象过点,且.
(1)求函数的解析式;
(2)当时,求函数的最大值;
(3)判断函数在上的单调性,并利用定义证明你的结论.
【变式5-3】(24-25高一上·湖南·期中)已知函数,,
(1)用函数单调性的定义证明:函数在区间上单调递减.
(2)当时,写出的单调区间.
(3)若在上为单调函数,求的取值范围.
(4)求函数的最大值与最小值之差.
题型六:利用性质解函数不等式问题
【例6】(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数是定义域在上的奇函数,且.
(1)求的值;
(2)用定义法证明函数在上单调递增;
(3)解不等式.
【变式6-1】(25-26高一上·四川成都·期中)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)试判断的单调性,并用定义证明;
(3)解关于的不等式.
【变式6-2】(25-26高一上·云南昭通·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
(3)解不等式.
【变式6-3】(25-26高一上·江苏盐城·期中)已知函数的定义域为,满足:对,都有,当时,,且.
(1)求的值,并证明是奇函数;
(2)证明:是上的减函数;
(3)解关于的不等式.
题型七:单调性、奇偶性的综合问题
【例7】(25-26高一上·重庆·月考)已知定义在上的奇函数,且.
(1)求的值,判断在上的单调性,并用定义证明;
(2)解关于实数的不等式
(3)若对,恒成立,求实数的取值范围.
【变式7-1】(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断并用定义证明的单调性;
(3)若对任意,不等式恒成立,求k的取值范围.
【变式7-2】(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)已知函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)已知函数,若对,都有,求实数的取值范围.
【变式7-3】(25-26高一上·西藏拉萨·期末)已知函数为奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断函数在和上的单调性并证明;
(3)若对任意的,都有,求m的取值范围.
1.(25-26高一上·山东烟台·期末)已知函数,则( )
A.3 B.4 C.-5 D.-1
2.(20-21高一上·江苏南京·月考)在同一坐标系内,函数()和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·内蒙古包头·期中)正数满足,,若不等式对任意实数恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一上·浙江·月考)已知函数是定义在上的偶函数,满足在上单调递增,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高一上·四川成都·期中)已知是定义在上的偶函数,且在上单调递减,设,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一上·浙江杭州·期中)函数的图象大致为( ).
A. B.
C. D.
7.(25-26高一上·重庆·期中)已知函数,若有四个实根,从左到右依次为且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一上·青海·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
9.(多选题)(25-26高一上·山东烟台·期末)对于函数,下列描述正确的是( )
A.在定义域内单调递增 B.在定义域内单调递减
C.值域是 D.图像是中心对称图形
10.(多选题)(25-26高一上·广西·期中)已知函数对任意实数、恒有,当时,,且,则下列说法正确的是( )
A. B.是偶函数
C.为上的减函数 D.在上的最大值为6
11.(多选题)(24-25高一上·山西太原·期中)已知函数对于一切实数、都有,当时,,,则下列结论正确的是( )
A. B.若,则
C.是增函数 D.
12.(25-26高一上·山西吕梁·月考)已知函数的定义域为,为偶函数,且对任意的(),都有,则关于的不等式的解集为 .
13.(25-26高一上·广东揭阳·期中)已知函数为定义在上的单调函数,则的取值范围是 .
14.(25-26高一上·云南昭通·期中)若幂函数为偶函数,则 .
15.(25-26高一上·重庆江北·期中)定义在上的奇函数为减函数,且,则实数的取值范围是 .
16.(25-26高一上·山东泰安·期中)已知.
(1)求的值域;
(2)设,若,,使得,求实数的取值范围.
17.(25-26高一上·全国·期末)已知函数为偶函数,为奇函数,且满足.
(1)求;
(2)当时,判断和的大小关系.
18.(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数为奇函数,且不为常函数.
(1)求的值;
(2)若,用定义法证明:在上单调递减;
(3)若(2)中的对,不等式恒成立,求实数的取值范围.
19.(25-26高一上·山西吕梁·月考)已知函数.
(1)求的零点;
(2)若函数是偶函数,且当时,,求的解析式;
(3)判断在定义域上的单调性,并用定义法证明.
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第06讲 函数的性质:单调性、奇偶性、最大(小)值
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点1、单调性与最大(小)值 4
知识点2、奇偶性 5
04 题型归纳,举一反三 6
题型一:已知单调性求参数范围 6
题型二:比较大小 8
题型三:已知奇偶性求参数 10
题型四:中值模型 11
题型五:最大值与最小值问题 13
题型六:利用性质解函数不等式问题 17
题型七:单调性、奇偶性的综合问题 21
05 过关测试 27
知识点1、单调性与最大(小)值
(1)增函数
设函数的定义域为I,区间DI.如果,,当时,都有,那么就称函数在区间D上单调递增.
特别地,当函数在它的定义域上单调递增时,我们就称它是增函数.
(2)减函数
设函数的定义域为I,区间DI.如果,,当时,都有,那么就称函数在区间D上单调递增.
特别地,当函数在它的定义域上单调递减时,我们就称它是减函数.
(3)单调性、单调区间、单调函数
如果函数在区间D上单调递增或单调递减,那么就说函数在区间D上具有(严格的)单调性,区间D叫做的单调区间.
如果函数在某个区间上具有单调性,那么就称此函数在这个区间上是单调函数.
(4)证明函数在区间D上单调递增或单调递减,基本步骤如下:
①设值:设,且 ;
②作差: ;
③变形:对变形,一般是通分,分解因式,配方等.这一步是核心 ,要注意变形到底;
④判断符号,得出函数的单调性.
(5)函数的最大值与最小值
①最大值:设函数的定义域为I,如果存在实数M满足:
(1)对于任意的,都有;
(2)存在,使得.
那么我们称M是函数的最大值.
②最小值:设函数的定义域为I,如果存在实数m满足:
(1)对于任意的,都有;
(2)存在,使得.
那么我们称是函数的最小值.
知识点2、奇偶性
(1)偶函数
设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做偶函数.
关于偶函数有下面的结论:
①偶函数的定义域一定关于原点对称.也就是说定义域关于原点对称是函数为偶函数的一个必要条件;
②偶函数的图象关于轴对称.反之也成立;
③偶函数在关于原点对称的两个区间上的增减性相反.
(2)奇函数
设函数的定义域为,如果,都有,且,那么函数就叫做奇函数.
关于奇函数有下面的结论:
①奇函数的定义域一定关于原点对称.也就是说定义域关于原点对称是函数为奇函数的一个必要条件;
②奇函数的图象关于坐标原点对称.反之也成立;
③如果奇函数当时有意义,那么.即当有意义时,奇函数的图象过坐标原点;
④奇函数在关于原点对称的两个区间上的增减性相同.
题型一:已知单调性求参数范围
【例1】(25-26高一上·福建三明·月考)已知函数满足对定义域内任意实数,都有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数对定义域内任意实数,都有,
所以函数在定义域上单调递增,
当时,函数为开口向下,
对称轴为的抛物线,
此时若函数要在上单调递增,则,
当时,函数,
若函数要在单调递增,则,
根据分段函数的单调性可得:
,
解得:,
故选:B.
【变式1-1】(25-26高一上·重庆·期中)若函数在上是单调递增函数,则的取值集合是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由已知,当时,,
又函数在上是单调递增函数,则,即;
当,,
由函数在上单调递增可知,,解得,
综上所述,,
故选:B.
【变式1-2】(25-26高一上·河南信阳·期中)函数,满足对、且,都有,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】不妨设,由,可得,
所以函数在上为减函数,
依题意得,
解得,所以.
所以实数a的取值范围是.
故选:D.
【变式1-3】(25-26高一上·河北邯郸·期中)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】二次函数的对称轴为,
若二次函数在区间上单调递增,有,可得.
若函数单调递增,有.
若函数在上单调递增,
有,可得.
故选:A.
题型二:比较大小
【例2】(25-26高一上·广东·期末)设偶函数的定义域为,当时,是增函数,则,,的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】因为函数为偶函数,,,
当时,是增函数,又,
所以,即.
故选:A.
【变式2-1】(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
【解析】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.
【变式2-2】(22-23高一上·重庆渝中·期末)已知定义在R上的函数满足:关于中心对称,是偶函数,且在上是增函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为关于中心对称,
所以对称中心是,即是奇函数,故,
因为是偶函数,所以的对称轴是,即,
所以中,将替换为,得到,
故,将替换为,得到,
所以,因此的周期为8.
所以,,,
因为在上递增且是奇函数,所以在上递增,
所以,即.
故选:D.
【变式2-3】(25-26高一上·江苏·期末)已知是定义在上的偶函数,是定义在上的奇函数,且,在上单调递增,则下列不等关系恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,且,
所以,.
对于A:因为,在上单调递增,所以,故A错误;
对于B:因为,在上单调递增,所以,故B错误;
对于C:因为,在上单调递减,所以,故C正确;
对于D,因为正负不知, 所以大小关系不定,故D错误;
故选:C.
题型三:已知奇偶性求参数
【例3】(25-26高一上·江苏泰州·月考)已知函数为偶函数,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【解析】令,解得,
定义域为,
,即恒成立,
,化简得,
解得.
故选:D
【变式3-1】(25-26高一上·安徽·期中)已知函数为奇函数,则( )
A.3 B.1 C. D.2
【答案】C
【解析】因是定义域上的奇函数,
所以,得,
经验证时,是奇函数,故.
故选:C
【变式3-2】(2025·山东·三模)已知为偶函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由可得,故函数的定义域为,
因为函数为偶函数,则,
即,
所以对任意的恒成立,
故,解得.
故选:A.
【变式3-3】(25-26高一上·江苏宿迁·期中)若函数是奇函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】,,
是奇函数,
,
,.
故选:B.
题型四:中值模型
【例4】(25-26高一上·山东泰安·期中)设函数在区间的最大值为M,最小值为m,则 .
【答案】4050
【解析】,
令,
则当时,,,
又,即为奇函数,
则,由题意得,故,
故答案为:4050.
【变式4-1】(25-26高一上·宁夏石嘴山·期中)已知,若正实数满足,则的最小值是
【答案】8
【解析】因为的定义域为,且,所以为奇函数,
又因为,所以,
因为单调递增,所以,即,
,
当且仅当,即时,取最小值8.
故答案为:8.
【变式4-2】(24-25高一上·贵州遵义·期中)若函数,则 .
【答案】4049
【解析】令,显然,
即为奇函数,所以,则的图像关于中心对称,
则,又,
故
.
故答案为:4049
【变式4-3】(24-25高一上·江西吉安·期中)已知函数,则 .
【答案】4
【解析】令,则;
因,即满足,
又
,知是上的奇函数;
则.
故答案为:4.
【变式4-4】(25-26高一上·重庆·期中)设函数()的最大值为M,最小值为m,则 .
【答案】4050
【解析】,
令,,
则,即为奇函数,
则,
由题意得,故
故答案为:4050.
题型五:最大值与最小值问题
【例5】(25-26高一上·重庆·月考)已知函数.
(1)判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)求函数的值域.
(3)设函数,且函数在区间上的最小值为7,求的值.
【解析】(1)偶函数,理由如下:
由题意得,则,
所以的定义域为,关于原点对称,
由,
则,
所以是偶函数.
(2)因为,
因为,又因为,则,
①当时,为增函数,此时,故的值域为,
②当时,为减函数,此时,故的值域为.
综上所述,当时,故的值域为.
当时,的值域为.
(3)由题意,
设,因为为增函数,为减函数,所以为增函数,
所以时,,
所以在区间上的最小值为,且对称轴为,开口向上,
①当,即时,此时在区间上单调递增,
所以当时,取得最小值为,不符合题意,故舍去;
②当,即时,此时在区间上单调递减,
在上单调递增,则时,有最小值为,解得(负值舍去),符合题意;
③当,即时,此时在区间上单调递减,
所以当时,最小值为,解得舍去.
综上所述,的值为.
【变式5-1】(25-26高一上·湖南长沙·月考)已知函数
(1)若为偶函数,求在上的值域;
(2)若在区间上是减函数,求实数的取值范围;
(3)当时,的图象恒在直线的上方,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为函数为偶函数,
所以,
所以在上单调递减,在上单调递增.
且,,.
所以当时,.
即所求函数的值域为.
(2)因为函数的图象是开口向上的抛物线,对称轴为,
又函数在上单调递减,所以.
所以实数的取值范围为.
(3)由题意,当时,的图象恒在直线的上方,
所以在区间上恒成立,即,
等价于恒成立,
因为(当且仅当即时取等号).
所以.
所以实数的取值范围为.
【变式5-2】(25-26高一上·四川自贡·期中)已知函数的图象过点,且.
(1)求函数的解析式;
(2)当时,求函数的最大值;
(3)判断函数在上的单调性,并利用定义证明你的结论.
【解析】(1)由的图象过点,得,
又,
联立解得:,,
函数的解析式为;
(2)由(1)得,
,,
所以当且仅当时,,
所以;
(3)函数在上是减函数.证明如下:
设,
则
,
由,得,,,,
因此,即,
所以函数在上是减函数.
【变式5-3】(24-25高一上·湖南·期中)已知函数,,
(1)用函数单调性的定义证明:函数在区间上单调递减.
(2)当时,写出的单调区间.
(3)若在上为单调函数,求的取值范围.
(4)求函数的最大值与最小值之差.
【解析】(1)当时,.
设是区间上任意两个实数,且,
则,于是,
由函数单调性的定义可知,函数在区间上单调递减.
(2)当时,
所以的单调递增区间为,的单调递减区间为.
(3)
由,得或.
由题意得在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
因为在上为单调函数,所以在上为增函数,
所以,即的取值范围是.
(4)由,得,
即.
当时,,则;
当时,,则,解得且.
综上,的取值范围是,即的最大值为2,最小值为.
故的最大值与最小值之差为5.
题型六:利用性质解函数不等式问题
【例6】(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数是定义域在上的奇函数,且.
(1)求的值;
(2)用定义法证明函数在上单调递增;
(3)解不等式.
【解析】(1)由函数是定义域在上的奇函数,可得,
又由,可得,则,
此时满足题意,所以,
(2)由(1)得,其中,
任取,且,
则,
因为,且,可得,
所以,即,
所以函数是上的单调递增函数.
(3)因为函数是定义域在上的奇函数,且在上的单调递增函数,
则不等式,即为,
则满足,解得,
所以不等式的解集为.
【变式6-1】(25-26高一上·四川成都·期中)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)试判断的单调性,并用定义证明;
(3)解关于的不等式.
【解析】(1)由题意,则,
此时,
则,即为奇函数,满足题意,
所以.
(2)在上单调递减,证明如下:
由(1)知,,
任取,且,
则,
因为,所以,,,
故,即,
所以在上单调递减.
(3)由,
则,
由(2)知,在上单调递减,
所以,则,即,
当时,不等式为,解得;
当时,,不等式可化为,解得;
当时,不等式可化为,
当时,,解得或;
当时,,解得;
当时,,解得或.
综上所述,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
【变式6-2】(25-26高一上·云南昭通·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式;
(2)判断并证明在上的单调性;
(3)解不等式.
【解析】(1)因为函数是定义在上的奇函数,
所以,故,
又因为,则,
此时,,则,
所以函数为奇函数,满足题意,
故函数的解析式为.
(2)函数在上单调递增,证明如下:
任取,且,
则,
因为,所以,,,,
因此,即,
所以函数在上单调递增.
(3)因为函数为奇函数,
由,则,
由(2)知,函数在上单调递增,
则,解得,
所以不等式的解集为.
【变式6-3】(25-26高一上·江苏盐城·期中)已知函数的定义域为,满足:对,都有,当时,,且.
(1)求的值,并证明是奇函数;
(2)证明:是上的减函数;
(3)解关于的不等式.
【解析】(1)令,得,所以.
令,得,
所以,
所以,
所以是奇函数.
(2)设,且.
由
,
因为,所以,
因为时,,
所以,即,
即,所以,
所以是上的减函数.
(3)由,
得,
即,
即,
即
即.
因为,所以,
又,所以,
所以.
由(2)知,是上的减函数,
所以,即,
解得或,
所以不等式的解集为.
题型七:单调性、奇偶性的综合问题
【例7】(25-26高一上·重庆·月考)已知定义在上的奇函数,且.
(1)求的值,判断在上的单调性,并用定义证明;
(2)解关于实数的不等式
(3)若对,恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)为定义在上的奇函数,
故,即,故,,
又,故,解得,
在上单调递增,证明如下:
,任取,且,
故,
因为,且,所以,,
又,,所以,
故,所以在上单调递增;
(2)为定义在上的奇函数,
,
又在上单调递增,故,解得,
故不等式的解集为;
(3)令,
对,恒成立,
故只需,
其中在上单调递增,故,
若,则,满足;
若,在上单调递减,
故,故,解得或(舍去);
若,在上单调递增,
故,故,解得或(舍去);
综上,的取值范围是或或.
【变式7-1】(25-26高一上·安徽马鞍山·期中)已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断并用定义证明的单调性;
(3)若对任意,不等式恒成立,求k的取值范围.
【解析】(1)∵为定义域内的奇函数,
∴,即,解得,
∴,
∵,为奇函数,符合题意,
∴.
(2)由(1)知:,是上的减函数.下面进行证明:
任取,且,
则
,
∵为增函数,,
∴,,,
∴,
∴,
∴是上的减函数.
(3)∵为奇函数,
对任意,不等式恒成立可化为:
,即对任意恒成立.
又是上的减函数,
∴对任意恒成立,可化为:
对任意恒成立,
即对任意恒成立.
记,,只需,
由对勾函数的性质知在上单调递增,
∴,
∴,即k的取值范围是.
【变式7-2】(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)已知函数是奇函数.
(1)求实数的值;
(2)判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(3)已知函数,若对,都有,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为是奇函数,
则其定义域关于原点对称,即,
则,
经验证,此时,
故满足题意;
(2)函数在单调递增.
证明:,且,
则,
因为,所以,则,
所以,
即,所以,
函数在单调递增.
(3)由题意得:,
由(2)知,在上单调递增,所以,
由,得对称轴方程为,
①当时,即时,,
解得,又,
故;
②当时,即时,,
解得,又,
所以;
③当时,即时,,
解得,又,
所以.
综上,实数的取值范围为.
法二:第(3)问也可转化为,
设,
即恒成立,
即转化为求当时m的取值范围.
,对称轴为,
①当时,即时,,
解得,又,
故;
②当时,即时,,
解得,又,
所以;
③当时,即时,,
解得,又,
所以.
综上,实数的取值范围为.
【变式7-3】(25-26高一上·西藏拉萨·期末)已知函数为奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断函数在和上的单调性并证明;
(3)若对任意的,都有,求m的取值范围.
【解析】(1)(1)由为奇函数,定义域为,可得,
即,解得,
此时,又,
满足为奇函数,所以.
(2)函数在上单调递减,在上单调递增,
,且,
有,
当时, ,所以,
所以在上单调递增.
当时,,
所以,所以,
所以在上单调递减.
(3)若对任意的,都有,
只需,
由(2)可知,又,
所以,
所以,解得,或,
即m的取值范围是.
1.(25-26高一上·山东烟台·期末)已知函数,则( )
A.3 B.4 C.-5 D.-1
【答案】A
【解析】令,所以,
的定义域为,又因为,所以为奇函数.
由对数运算及的奇偶性可知,
因为,所以,所以,所以,所以.
故选:A
2.(20-21高一上·江苏南京·月考)在同一坐标系内,函数()和的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】对于A,结合函数的图象得,结合的图象得,即,可能成立,故A正确;
对于B,结合函数的图象得,结合的图象得,即,两者矛盾,故B错误;
对于C,结合函数的图象得,结合的图象得,即,两者矛盾,故C错误;
对于D,结合函数的图象得,结合的图象得,无解,故D错误;
故选:A.
3.(24-25高一上·内蒙古包头·期中)正数满足,,若不等式对任意实数恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】正数满足,,
故,
当且仅当,即时等号成立,
不等式对任意实数x恒成立,
则对任意实数x恒有,
对任意实数x恒成立,
对任意实数x恒成立,
又,
,即实数的取值范围是,
故选:A
4.(25-26高一上·浙江·月考)已知函数是定义在上的偶函数,满足在上单调递增,且,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为函数是定义在上的偶函数,满足函数在上单调递增,且,
所以函数在上单调递增,且,
所以当;
当;当;当
时,成立.
故选:D.
5.(25-26高一上·四川成都·期中)已知是定义在上的偶函数,且在上单调递减,设,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为是定义在上的偶函数,且在上单调递减,
所以,且在上单调递增,
由幂函数和指数函数的单调性可知,
由对数函数单调性可知,
所以,故,即.
故选:D
6.(25-26高一上·浙江杭州·期中)函数的图象大致为( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为,
结合图象只有D符合,
故选:D
7.(25-26高一上·重庆·期中)已知函数,若有四个实根,从左到右依次为且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】有四个实根等价于与有三个或四个交点;
若有三个交点,则或;若有四个交点,则且;
作出大致图象如下图所示,
结合图象可知:,
,;
令,则,
由图象可知,,则,;
,,
,
若,则,整理可得:恒成立,
,,,解得:;
综上所述:;
当时,,,
即的取值范围为.
故选:D.
8.(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
【解析】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
9.(多选题)(25-26高一上·山东烟台·期末)对于函数,下列描述正确的是( )
A.在定义域内单调递增 B.在定义域内单调递减
C.值域是 D.图像是中心对称图形
【答案】ACD
【解析】,
对于A,B:因为,所以,所以函数的定义域为,
又因为单调递增,所以单调递增,所以单调递减,
所以单调递增,所以单调递增,故A正确,B错误;
对于C:又,所以,所以,所以,
所以,所以,
所以的值域是,故C正确;
对于D:
,
所以函数图像关于点中心对称,故D正确;
故选:ACD
10.(多选题)(25-26高一上·广西·期中)已知函数对任意实数、恒有,当时,,且,则下列说法正确的是( )
A. B.是偶函数
C.为上的减函数 D.在上的最大值为6
【答案】ACD
【解析】取,则,所以,故A正确.
取,则,
所以对任意恒成立,所以为奇函数,故B不正确;
任取、且,则,
所以,所以,
又为奇函数,所以,所以.
故为上的减函数,故C正确;
因为函数为上的减函数,则在上的最大值为,
因为,
所以,故在上的最大值为,故D正确.
故选:ACD.
11.(多选题)(24-25高一上·山西太原·期中)已知函数对于一切实数、都有,当时,,,则下列结论正确的是( )
A. B.若,则
C.是增函数 D.
【答案】AD
【解析】对于A,令,,则,
由时,得,,故A正确;
对于B,,则,故B错误.
对于C,设,则,
,,即,
又,,在上单调递减,故C错误;
对于D,令,则,
当时,,,
,对于任意,,D正确.
故选:AD
12.(25-26高一上·山西吕梁·月考)已知函数的定义域为,为偶函数,且对任意的(),都有,则关于的不等式的解集为 .
【答案】
【解析】因为为偶函数,所以的图象关于直线对称,
又对任意的,都有,
所以在上单调递增,
所以可等价为,即,
当时,不等式可化为,即,
令,则,由于,无解;
当时,不等式可化为,即,
即,所以,解得.
综上,关于的不等式的解集为.
故答案为:
13.(25-26高一上·广东揭阳·期中)已知函数为定义在上的单调函数,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为函数在上为减函数,且函数为定义在上的单调函数,
故函数在上为减函数,
所以在上为减函数,则,
函数在上为减函数,则,解得,
且有,解得,
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
14.(25-26高一上·云南昭通·期中)若幂函数为偶函数,则 .
【答案】
【解析】因为为幂函数,则,解得或.
当时,,为奇函数,不符合题意;
当时,,为偶函数,符合题意,所以.
故答案为:.
15.(25-26高一上·重庆江北·期中)定义在上的奇函数为减函数,且,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为定义在上的奇函数为减函数,
若,则,
所以,解得:,
故实数的取值范围是.
故答案为:.
16.(25-26高一上·山东泰安·期中)已知.
(1)求的值域;
(2)设,若,,使得,求实数的取值范围.
【解析】(1),
,,,,,
故的值域为.
(2)由题意可知:,
由指数函数性质得在定义域内单调递增,
可知在定义域内单调递增,且,可得,
又因为,所以,可得.
①当时,,与题意矛盾,所以.
②当时,,则,解得.
③当时,,则,解得.
综上,或.
17.(25-26高一上·全国·期末)已知函数为偶函数,为奇函数,且满足.
(1)求;
(2)当时,判断和的大小关系.
【解析】(1)由题设可知,由于为偶函数,为奇函数,
则,联立,解得;
(2)因为,
由,当且仅当时取等号,且
所以,即.
18.(25-26高一上·广东深圳·期中)已知函数为奇函数,且不为常函数.
(1)求的值;
(2)若,用定义法证明:在上单调递减;
(3)若(2)中的对,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)由为奇函数,则对定义域内的每一个都有,
所以,即,所以,
当时,函数为常函数,与已知矛盾,
所以.
(2)由(1)知,,
任取,则,
,则,,
,即所以,
所以函数在上单调递减.
(3)对任意的,,
即,得,
记函数,,
则函数在区间上单调递减,
函数在区间上的最大值为,
,因此,实数的取值范围是.
19.(25-26高一上·山西吕梁·月考)已知函数.
(1)求的零点;
(2)若函数是偶函数,且当时,,求的解析式;
(3)判断在定义域上的单调性,并用定义法证明.
【解析】(1)令,即,所以,
即,所以,解得,即的零点是.
(2)当时,,
当时,,又函数是偶函数,
所以
综上,.
(3)函数在上单调递增,证明如下:
任取,且,
则,
又,所以,所以,故,
所以,即,
所以函数在上单调递增.
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