2.2函数的单调性 讲义——2027届高三数学一轮复习

2026-05-09
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普通

资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 教案-讲义
知识点 函数的单调性
使用场景 高考复习-一轮复习
学年 2027-2028
地区(省份) 河北省
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 692 KB
发布时间 2026-05-09
更新时间 2026-05-11
作者 匿名
品牌系列 -
审核时间 2026-05-09
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来源 学科网

摘要:

该高中数学高考复习学案系统梳理了函数单调性专题,涵盖定义、判断方法、单调区间及含参单调性等核心考点,按“定义理解—判断应用—区间求解—参数讨论”逻辑构建知识网络,通过填空定义、例题探究等问题链引导学生自主梳理,形成层次分明的认知体系。 亮点在于自主诊断与方法内化设计,开篇设置定义填空任务和单调性判断例题,学生可通过练1、练2、练3分层练习定位薄弱点,培养数学思维与符号表达能力。每个模块配有方法指导(如定义法证明步骤)和真题演练(如新高考Ⅰ卷题),帮助学生自主提升,教师可依学情精准指导,实现因材施教。

内容正文:

第2节 函数的单调性 借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大(小)值,理解它们的作用和实际意义.    函数单调性的判断 定 义 x1,x2 一般地,设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D,如果   x1,x2∈I,当x1<x2时 f(x1)与 f(x2) 都有    都有    结论 函数f(x)在区间I上    函数f(x)在区间I上   ♝ 图象描述 自左向右看图象是    自左向右看图象是    结论:若函数f(x),g(x)在区间I上具有单调性,则在区间I上具有以下性质: (1)在公共定义域内,增函数+增函数=增函数;减函数+减函数=减函数;增函数-减函数=增函数;减函数-增函数=减函数; (2)若k>0,则kf(x)与f(x)单调性相同;若k<0,则kf(x)与f(x)单调性相反; (3)函数y=f(x)(f(x)>0)在公共定义域内与y=-f(x),y=的单调性相反. (1)〔多选〕下列函数中满足“对任意x1,x2∈(0,+∞),都有>0(x1≠x2)”的是(  ) A.f(x)=- B.f(x)=-3x+1 C.f(x)=x2+4x+3 D.f(x)=x-1 (2)已知函数f(x)=,判断f(x)在[0,+∞)上的单调性,并证明. 1.函数单调性的判断方法 (1)定义法;(2)图象法;(3)利用已知函数的单调性;(4)导数法. 2.利用定义法证明或判断函数的单调性的步骤 练1 (1)已知函数y=f(x)的定义域为R,“f(2)>f(8)”是“函数y=f(x)在区间[2,8]上单调递减”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 (2)已知定义域为(-1,1)的函数f(x)=,判断函数f(x)的单调性,并证明. 求函数的单调区间 单调区间的定义 如果函数y=f(x)在区间I上     或      ,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,    叫做y=f(x)的单调区间. 提醒:(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示;(2)当函数有多个单调区间时应分开写,不能用“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“,”或“和”连接. (1)定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x)的图象如图所示,则下列关于函数f(x)的说法错误的是(  ) A.函数在区间[-5,-3]上单调递增 B.函数在区间[1,4]上单调递增 C.函数在区间[-3,1]∪[4,5]上单调递减 D.函数在区间[-5,5]上没有单调性 (2)函数f(x)=(x-4)·|x|的单调递增区间是(  ) A.(-∞,0) B.(-∞,0)∪(2,+∞) C.(-∞,0)和(2,+∞) D.(2,+∞) 听课记录                                                                                                    求函数单调区间的方法   求函数的单调区间,应先求定义域,在定义域内求单调区间,常用方法:①定义法;②图象法;③性质法;④导数法. 练2 (1)下列说法正确的是(  ) A.若定义在(a,b)上的函数f(x)有无穷多对x1,x2∈(a,b),使得x1<x2时,有f(x1)<f(x2),则f(x)在(a,b)上单调递增 B.若定义在R上的函数f(x)在区间(-∞,0]上单调递增,在区间(0,+∞)上也单调递增,则函数f(x)在R上是增函数 C.若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,则函数的单调递增区间是[1,+∞) D.若函数f(x)在区间I上单调递增且f<f,则x1<x2 (2)〔多选〕下列四个选项中,能使函数f(x)=-x单调递减的区间是(  ) A.( 0,) B.(0,1) C.( ,+∞) D.(1,+∞) 含参函数的单调性 (1)(2026·湖南长沙模拟)若函数f(x)=4|x-a|+3在区间[1,+∞)上不单调,则a的取值范围是(  ) A.[1,+∞) B.(1,+∞) C.(-∞,1) D.(-∞,1] (2)(2024·新高考Ⅰ卷6题)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,+∞) 听课记录                                                                                                                                                      利用单调性求参数范围(或值)的策略 练3 试讨论函数f(x)=(a≠0)在(-1,1)上的单调性. 第2节 函数的单调性 (时间:60分钟,满分:87分) [备注:单选、填空题5分,多选题6分] 1.下列函数在R上为增函数的是(  ) A.y=x2 B.y=x C.y=- D.y=                                                                                                                                                       2.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则该函数的单调递增区间为(  ) A.[-1,2]∪[4,5] B.[-1,2]和[4,5] C.[-3,-1]∪[2,4] D.[-3,-1]和[2,4]                                                                                                                                                       3.若函数f(x)=(m-1)x+b在R上是减函数,则f(m)与f(1)的大小关系是(  ) A.f(m)<f(1) B.f(m)>f(1) C.f(m)≤f(1) D.f(m)=f(1)                                                                                                                                                       4.(2026·广东茂名模拟)已知函数f=在区间上单调递增,则a的取值范围为(  ) A. B. C. D.                                                                                                                                                                                                         5.已知函数f=,下列结论正确的是(  ) A.函数f的减区间是∪ B.函数f在上单调递减 C.函数f在上单调递增 D.函数f的增区间是                                                                                                     6.〔多选〕已知函数f(x)在R上是增函数,g(x)在R上是减函数,则下列说法正确的是(  ) A.y=-f(x)在R上是减函数 B.y=f(x)-g(x)在R上是增函数 C.y=在R上是增函数 D.y=[f(x)]2在R上是增函数                                                                                                                                                       7.设函数f(x)=g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的单调递增区间是    .                                                                                                     8.函数f(x)=ln (x2-2x-8)的单调递减区间是    .                                                                                                                                                       9.已知f(x)=满足对任意x1≠x2,都有<0恒成立,则实数a的取值范围是    .                                                                                                                                                       10.(13分)已知定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足f()=f(x1)-f(x2),且当x>1时,f(x)<0. (1)求f(1)的值; (2)证明:f(x)为减函数. 11.已知函数y=f(x)的定义域为R,对任意x1,x2且x1≠x2,都有>-1,则下列说法正确的是(  ) A.y=f(x)+x是增函数 B.y=f(x)+x是减函数 C.y=f(x)是增函数 D.y=f(x)是减函数                                                                                                                                                       12. 已知函数f(x)=在区间[-10,-3]上单调递增,则实数a的取值范围是(  ) A.(-∞,-2)∪(0,3) B.(-∞,-2)∪(0,3] C.(-∞,-2)∪(0,10) D.(-∞,-2)∪(0,10]                                                                                                                                                       13.〔开放创新题〕能使“函数f(x)=x|x-1|在区间I上不是单调函数,且在区间I上的函数值的集合为[0,2]”是真命题的一个区间I为    .                                                                                                                                                       14. (13分)〔一题多解〕已知a>0,函数f(x)=x+(x>0),求证:函数f(x)在(0,]上单调递减,在[,+∞)上单调递增 学科网(北京)股份有限公司 $ 第2节 函数的单调性 课标要求 借助函数图象,会用符号语言表达函数的单调性、最大(小)值,理解它们的作用和实际意义. 函数单调性的判断 定 义 x1,x2 一般地,设函数f(x)的定义域为D,区间I⊆D,如果 ∀ x1,x2∈I,当x1<x2时 f(x1)与 f(x2) 都有 f(x1)<f(x2)  都有 f(x1)>f(x2)  结论 函数f(x)在区间I上 单调递增  函数f(x)在区间I上 单调递减  图象描述 自左向右看图象是 上升的  自左向右看图象是 下降的  结论:若函数f(x),g(x)在区间I上具有单调性,则在区间I上具有以下性质: (1)在公共定义域内,增函数+增函数=增函数;减函数+减函数=减函数;增函数-减函数=增函数;减函数-增函数=减函数; (2)若k>0,则kf(x)与f(x)单调性相同;若k<0,则kf(x)与f(x)单调性相反; (3)函数y=f(x)(f(x)>0)在公共定义域内与y=-f(x),y=的单调性相反. (1)〔多选〕下列函数中满足“对任意x1,x2∈(0,+∞),都有>0(x1≠x2)”的是(  ) A.f(x)=- B.f(x)=-3x+1 C.f(x)=x2+4x+3 D.f(x)=x-1 解析:ACD 因为对任意x1,x2∈(0,+∞),都有>0(x1≠x2),所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.对于A,根据反比例函数性质可知,f(x)=-在(0,+∞)上单调递增,符合题意;对于B,根据一次函数性质可知f(x)=-3x+1在(0,+∞)上单调递减,不符合题意;对于C,根据二次函数性质可知f(x)=x2+4x+3在(0,+∞)上单调递增,符合题意;对于D,根据一次函数性质可知f(x)=x-1在(0,+∞)上单调递增,符合题意.故选A、C、D. (2)已知函数f(x)=,判断f(x)在[0,+∞)上的单调性,并证明. 解:f(x)在[0,+∞)上单调递增. 证明如下:任取0≤x1<x2, 则f(x1)-f(x2)=-=. 因为0≤x1<x2,所以x1-x2<0,(x1+1)(x2+1)>0, 故f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),故f(x)在[0,+∞)上单调递增. 规律方法 1.函数单调性的判断方法 (1)定义法;(2)图象法;(3)利用已知函数的单调性;(4)导数法. 2.利用定义法证明或判断函数的单调性的步骤 练1 (1)已知函数y=f(x)的定义域为R,“f(2)>f(8)”是“函数y=f(x)在区间[2,8]上单调递减”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 解析:B 若函数y=f(x)在区间[2,8]上单调递减,则对于∀x1,x2∈[2,8],且x1<x2,均有f(x1)>f(x2),∴f(2)>f(8),故后者为前者的必要条件,然而,由f(2)>f(8),无法推出函数y=f(x)在区间[2,8]上单调递减,因此,“f(2)>f(8)”并非充分条件.综上,“f(2)>f(8)”是“函数y=f(x)在区间[2,8]上单调递减”的必要不充分条件. (2)已知定义域为(-1,1)的函数f(x)=,判断函数f(x)的单调性,并证明. 解:函数f(x)=在(-1,1)上为增函数. 证明如下:任取-1<x1<x2<1, 则f(x1)-f(x2)=- =. 因为-1<x1<x2<1,所以x2-x1>0,x1x2-1<0, 则有f(x1)-f(x2)<0,故f(x)在(-1,1)上为增函数. 求函数的单调区间 单调区间的定义 如果函数y=f(x)在区间I上 单调递增 或 单调递减 ,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性, 区间I 叫做y=f(x)的单调区间. 提醒:(1)单调区间只能用区间表示,不能用不等式表示;(2)当函数有多个单调区间时应分开写,不能用“∪”连接,也不能用“或”连接,只能用“,”或“和”连接. (1)定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x)的图象如图所示,则下列关于函数f(x)的说法错误的是( C ) A.函数在区间[-5,-3]上单调递增 B.函数在区间[1,4]上单调递增 C.函数在区间[-3,1]∪[4,5]上单调递减 D.函数在区间[-5,5]上没有单调性 解析: 同一函数的两个单调区间一般不能用“∪”连接,故C表示错误.其余选项很明显都是正确的. (2)函数f(x)=(x-4)·|x|的单调递增区间是( C ) A.(-∞,0) B.(-∞,0)∪(2,+∞) C.(-∞,0)和(2,+∞) D.(2,+∞) 解析:f(x)=(x-4)·|x|=函数图象如图所示,由图可知函数的单调递增区间为(-∞,0)和(2,+∞),故选C. 规律方法 求函数单调区间的方法   求函数的单调区间,应先求定义域,在定义域内求单调区间,常用方法:①定义法;②图象法;③性质法;④导数法. 练2 (1)下列说法正确的是( D ) A.若定义在(a,b)上的函数f(x)有无穷多对x1,x2∈(a,b),使得x1<x2时,有f(x1)<f(x2),则f(x)在(a,b)上单调递增 B.若定义在R上的函数f(x)在区间(-∞,0]上单调递增,在区间(0,+∞)上也单调递增,则函数f(x)在R上是增函数 C.若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,则函数的单调递增区间是[1,+∞) D.若函数f(x)在区间I上单调递增且f<f,则x1<x2 解析: 无穷多对x1,x2不等价于对任意x1,x2,A错误;设函数f(x)=则f(x)在(-∞,0]上单调递增,在(0,+∞)上也单调递增,但f(0)>f(1),不符合增函数的定义,B错误;若f(x)=x,则f(x)在[1,+∞)上单调递增,但f(x)的单调递增区间是R,C错误;由函数单调性的定义,知D正确. (2)〔多选〕下列四个选项中,能使函数f(x)=-x单调递减的区间是( CD ) A.( 0,) B.(0,1) C.( ,+∞) D.(1,+∞) 解析:令t=,显然t=在[0,+∞)上为增函数.又y=t-t2=-( t-)2+(t≥0)在上单调递减,由≥得x≥,所以f(x)的单调递减区间是[,+∞),即四个选项中能使f(x)单调递减的区间为C、D. 含参函数的单调性 (1)(2026·湖南长沙模拟)若函数f(x)=4|x-a|+3在区间[1,+∞)上不单调,则a的取值范围是( B ) A.[1,+∞) B.(1,+∞) C.(-∞,1) D.(-∞,1] 解析:(1)因为函数f(x)=4|x-a|+3在(-∞,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,又函数f(x)在区间[1,+∞)上不单调,所以a>1.故选B. (2)(2024·新高考Ⅰ卷6题)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( B ) A.(-∞,0] B.[-1,0] C.[-1,1] D.[0,+∞) 解析:(2)因为f(x)在R上单调递增,且x≥0时,f(x)=ex+ln(x+1)单调递增,则需满足解得-1≤a≤0,即a的取值范围是[-1,0].故选B. 规律方法 利用单调性求参数范围(或值)的策略 练3 试讨论函数f(x)=(a≠0)在(-1,1)上的单调性. 解:设-1<x1<x2<1, f(x)=a()=a(1+), 则f(x1)-f(x2)=a(1+)-a(1+)=, 由于-1<x1<x2<1, 所以x2-x1>0,x1-1<0,x2-1<0, 故当a>0时,f(x1)-f(x2)>0, 即f(x1)>f(x2),函数f(x)在(-1,1)上单调递减; 当a<0时,f(x1)-f(x2)<0, 即f(x1)<f(x2),函数f(x)在(-1,1)上单调递增. (时间:60分钟,满分:87分)[备注:单选、填空题5分,多选题6分] 1.下列函数在R上为增函数的是(  ) A.y=x2 B.y=x C.y=- D.y= 解析:B y=x2在(-∞,0]上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,故A错误;y=x在R上为增函数,故B正确;y=-在[0,+∞)上单调递减,故C错误;y=在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递减,故D错误. 2.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则该函数的单调递增区间为(  ) A.[-1,2]∪[4,5] B.[-1,2]和[4,5] C.[-3,-1]∪[2,4] D.[-3,-1]和[2,4] 解析:B 由图象知,该函数的单调递增区间为[-1,2]和[4,5],故选B. 3.若函数f(x)=(m-1)x+b在R上是减函数,则f(m)与f(1)的大小关系是(  ) A.f(m)<f(1) B.f(m)>f(1) C.f(m)≤f(1) D.f(m)=f(1) 解析:B 因为函数f(x)=(m-1)x+b在R上是减函数,所以m-1<0,得m<1,所以f(m)>f(1).故选B. 4.(2026·广东茂名模拟)已知函数f=在区间上单调递增,则a的取值范围为(  ) A. B. C. D. 解析:D 由x2-6x+5≥0,可得x≤1或x≥5,即函数f的定义域为(-∞,1]∪[5,+∞),又因为t=x2-6x+5在[5,+∞)上单调递增,在(-∞,1]上单调递减,y=在[0,+∞)上单调递增,由复合函数的单调性可知f=在区间[5,+∞)上单调递增, a≥5.故选D. 5.已知函数f=,下列结论正确的是(  ) A.函数f的减区间是∪ B.函数f在上单调递减 C.函数f在上单调递增 D.函数f的增区间是 解析:C 由y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,作出函数y=-x2+2x+3的图象,利用图象的变换可得f=的图象,如图所示,所以函数f(x)在(-∞,-1)和(1,3)上单调递减,在(-1,1)和(3,+∞)上单调递增.故选C. 6.〔多选〕已知函数f(x)在R上是增函数,g(x)在R上是减函数,则下列说法正确的是(  ) A.y=-f(x)在R上是减函数 B.y=f(x)-g(x)在R上是增函数 C.y=在R上是增函数 D.y=[f(x)]2在R上是增函数 解析:AB A中,函数f(x)在R上是增函数,则y=-f(x)在R上是减函数,故A正确;B中,g(x)在R上是减函数,则-g(x)在R上是增函数,又f(x)在R上是增函数,故f(x)-g(x)在R上是增函数,故B正确;C中,函数g(x)在R上是减函数,但y=在R上不一定是增函数,如g(x)=-x在R上是减函数,但y==-在R上不是增函数,故C错误;D中,函数f(x)在R上是增函数,但y=[f(x)]2在R上不一定是增函数,如f(x)=x在R上是增函数,但y=[f(x)]2=x2在R上不是增函数,故D错误. 7.设函数f(x)=g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的单调递增区间是 (-∞,0),(1,+∞) . 解析:由题意知g(x)=该函数图象如图所示,由图象知,函数g(x)的单调递增区间是(-∞,0),(1,+∞). 8.函数f(x)=ln (x2-2x-8)的单调递减区间是 (-∞,-2) . 解析:由x2-2x-8>0,得f(x)的定义域为{x|x>4或x<-2}.设t=x2-2x-8,则y=ln t为增函数.要求函数f(x)的单调递减区间,即求函数t=x2-2x-8的单调递减区间(定义域内).因为函数t=x2-2x-8在(4,+∞)上单调递增,在(-∞,-2)上单调递减,所以函数f(x)的单调递减区间为(-∞,-2). 9.已知f(x)=满足对任意x1≠x2,都有<0恒成立,则实数a的取值范围是 [,) . 解析:由函数单调性定义可得函数f(x)在R上单调递减,则根据分段函数单调性的判断方法可知解得≤a<. 10.(13分)已知定义在区间(0,+∞)上的函数f(x)满足f()=f(x1)-f(x2),且当x>1时,f(x)<0. (1)求f(1)的值; (2)证明:f(x)为减函数. 解:(1)令x1=x2>0,代入得f(1)=f(x1)-f(x1)=0,故f(1)=0. (2)证明:任取x1,x2∈(0,+∞),且x1>x2,则>1, 由于当x>1时,f(x)<0,∴f()<0, 即f(x1)-f(x2)<0,因此f(x1)<f(x2), ∴函数f(x)在区间(0,+∞)上是减函数. 11.已知函数y=f(x)的定义域为R,对任意x1,x2且x1≠x2,都有>-1,则下列说法正确的是(  ) A.y=f(x)+x是增函数 B.y=f(x)+x是减函数 C.y=f(x)是增函数 D.y=f(x)是减函数 解析:A 不妨令x1<x2,∴x1-x2<0,∵>-1⇔f(x1)-f(x2)<-(x1-x2)⇔f(x1)+x1<f(x2)+x2,令g(x)=f(x)+x,∴g(x1)<g(x2),又x1<x2,∴g(x)=f(x)+x是增函数. 12. 已知函数f(x)=在区间[-10,-3]上单调递增,则实数a的取值范围是(  ) A.(-∞,-2)∪(0,3) B.(-∞,-2)∪(0,3] C.(-∞,-2)∪(0,10) D.(-∞,-2)∪(0,10] 解析:B 因为函数f(x)=在[-10,-3]上单调递增,所以a(2+a)>0,且30+ax≥0在[-10,-3]上恒成立,所以解得a<-2或0<a≤3. 13.〔开放创新题〕能使“函数f(x)=x|x-1|在区间I上不是单调函数,且在区间I上的函数值的集合为[0,2]”是真命题的一个区间I为 [,2](答案不唯一) . 解析:当x≥1时,f(x)=x(x-1)=x2-x;当x<1时,f(x)=x(1-x)=-x2+x,∴f(x)在,(1,+∞)上单调递增,在上单调递减.令f(x)=0,解得x=1或x=0;令f(x)=2,解得x=2,∴只需I=[a,2],0≤a<1或I=(b,2],0≤b<1时,f(x)在I上不单调且函数值的集合为[0,2]. 14.(13分)〔一题多解〕已知a>0,函数f(x)=x+(x>0),求证:函数f(x)在(0,]上单调递减,在[,+∞)上单调递增. 证明:法一(定义法) 设x1>x2>0, 则f(x1)-f(x2)=x1+-x2-=x1-x2+=.∵x1>x2>0,∴x1-x2>0,x1x2>0, 当x1,x2∈(0,]时,0<x1x2<a,∴x1x2-a<0,∴f(x1)-f(x2)<0,f(x1)<f(x2),∴f(x)在(0,]上单调递减. 当x1,x2∈[,+∞)时,x1x2>a,∴x1x2-a>0,∴f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2),∴f(x)在[,+∞)上单调递增. 故函数f(x)在(0,]上单调递减,在[,+∞)上单调递增. 法二(导数法) f'(x)=1-=(x>0),令f'(x)>0⇒x2-a>0⇒x>,令f'(x)<0⇒x2-a<0⇒0<x<,∴f(x)在(0,]上单调递减,在[,+∞)上单调递增 学科网(北京)股份有限公司 $

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2.2函数的单调性 讲义——2027届高三数学一轮复习
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