专题07 邂逅六大网红函数:V型函数、对勾函数、飘带函数、黎曼函数、高斯函数、狄利克雷函数 (专项训练6大重点题型)高一数学人教A版必修第一册
2026-08-24
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 小结 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 函数及其性质 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.34 MB |
| 发布时间 | 2026-08-24 |
| 更新时间 | 2026-08-24 |
| 作者 | 高中数学教辅专家孙小明 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59319731.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦六大特殊函数(V型、对勾、飘带、黎曼、高斯、狄利克雷),以题型为载体系统考查函数定义、性质及应用,强化数学抽象与逻辑推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|V型函数|5题|定义辨析、单调性、参数范围|从绝对值函数到“v型函数”抽象定义,递进考查函数对应关系|
|对勾函数|5题|单调性证明、最值、恒成立|结合基本不等式,构建性质应用到综合问题的逻辑链|
|飘带函数|5题|奇偶性、单调性、值域|分式函数变形与图像性质关联,深化函数性质理解|
|黎曼函数|5题|定义理解、性质综合|特殊定义与奇偶性、周期性结合,提升抽象思维|
|高斯函数|5题|取整运算、不等式、性质判断|从基础取整到综合应用,培养逻辑推理能力|
|狄利克雷函数|5题|奇偶性、单调性、命题判断|特殊分段函数性质辨析,强化数学语言表达|
内容正文:
专题07 邂逅六大网红函数:V型函数、对勾函数、飘带函数、黎曼函数、高斯函数、狄利克雷函数
常考题型·精准突破
◆题型1 V型函数
1.【答案】 否
【详解】是偶函数,且在递减,递增.
当时,;当时,.
若取,则不存在,使得.
所以不是“型函数”.
由于是“型函数”.
当时,在上单调递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
当时,在递减,递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
综上可知:.
故答案为:否;
2.【答案】(1)
(2),理由见解析.
【详解】(1)函数的对称轴为:,
当函数在区间上单调递增时,有,
因为,所以此不等式的解集为空集,
当函数在区间上单调递减时,有,解得或,
综上所述:实数的取值范围为:;
(2)因为,所以函数在上单调递减,因此此时函数的最小值为,
当时,即,此时显然不是“型函数”;
当时,所以,因为函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,因此,
要想是“型函数”,只需;
当时,,此时在上单调递增,在上单调递减,因此函数的最大值为,所以此时函数不可能是“型函数”,
综上所述:存在实数,使得是“型函数”.
3.【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:因为在区间上具有单调性,
所以或,解得或,
即实数的取值范围是;
(2)解:因为函数图象的对称轴方程为,
所以函数在上递减,
当时,设函数的值域为,则,
当时,设函数的值域为,
因为函数是“型函数”,
由“型函数”的定义知:
①若,则存在唯一,使,所以在上单调且,
②若,则存在唯一,使,所以在上单调且,
所以函数在轴两侧的图象必须“等高”且单调,即且在上单调,
当时,,不合题意;
当时,在上单调递增,在上单调递减,,不合题意;
当时,在上单调递增,,
所以,则舍去),
综上,
则,
由方程,
当时,方程为,
因为,
所以方程有两个实数根,设为,
则,
所以方程有两个异号实数根,
故当时,方程有且仅有一个实数根,
当时,方程为,
又因方程存在两个不相等的实数,
所以,
即当时,方程一定有一个实数根,即,所以,
由,得,则,
由,得,
则
,
因为函数在上都是增函数,
所以函数在上是增函数,
当时,,
当时,,
所以.
4.【答案】(1)
不是“型函数”,理由如下:
函数,当时,,当时,,
当时,,不存在,使,
所以不是“型函数”;
(2)存在,
(3).
【详解】(1)略
(2)首先函数的定义域为,则,得,
由复合函数单调性可知,函数在单调递减,在区间单调递增,
所以只需对任意恒成立即可,所以;
(3)函数是“型函数”,
当时,在上单调递增,,
而,要使存在且唯一,则有,解得:,所以,
当时,在单调递减,在单调递增,所以,而,要使存在且唯一,则有,
设,即,解得,解得:
所以.
5.【答案】(1)
是偶函数,且在递减,递增.
当时,;当时,.
若取,则不存在,使得.
所以不是“型函数”.
(2)1
(3)
【详解】(1)略
(2)首先函数定义域为,
则,解得.
由复合函数单调性可知:在单调递减,在单调递增.
所以只需对恒成立即可.
所以,即的最小值为1.
(3)由题是“型函数”.
当时,在上单调递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
当时,在递减,递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
综上可知:.
◆题型2对勾函数
1.【答案】/0.75
【解析】因为,则,
所以,即,
当,即,恒成立,
因为,则,所以.
当,即或时,恒成立,
因为,
所以.
综上,,
所以实数的最大值为.
2.【答案】/0.75
【解析】因为,则,,即
当,因为,则,恒成立.
当因为,所以时,
因为恒成立,所以.
综上,
所以实数的最大值为.
3.【答案】(1)
的递减区间是,递增区间是,值域是.
(2)
【详解】(1)函数,,令,则,
由对勾函数性质知,函数在上单调递减,在上单调递增,
而在上单调递增,又当时,,当时,,
因此在上单调递减,在上单调递增,,,
所以函数的递减区间是,递增区间是,值域是.
(2)当时,,
令,显然函数在上单调递增,
则当时,,于是当时,取得最小值5,
因为对,都有成立,则,
所以m的取值范围是.
4.【答案】(1)
在上单调递增,理由如下:
证明:任取,且,,
则
因为,故且
于是,即,所以在单调递增
(2)
依题意得,,即,整理得
因为,所以,即
又依题意m,,故
因为,故等号不成立,所以
(3)不存在,理由:
假设存在实数,使得在的值域是,易知,
因为定义域为,区间是连续区间,故符号相同
当时,因为,故,即
由(1)可知,在单调递增,于是,即,故有,
得,这与矛盾,故无解
同理,当时,可得.
由,可得是奇函数,由对称性可知在单调递增.
于是,得,解得,这与矛盾,故无解.
综上所述,不存在符合要求的实数s,t.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
◆题型3飘带函数
1.【答案】AC
【解析】先整理函数,由函数的单调性,可知本题函数的单调性,利用单调性知函数没有最小值,在时,函数取得最大值,判断选项即可.因为,所以,
令,下面证明在单减,单增,
任取,且,则
,,,,
,即,所以函数在上是减函数,同理可证函数在上是增函数.
故知在上是减函数,在上是增函数.
所以在上是增函数,在上是减函数,当时,函数取得最大值为,没有最小值.
故选:AC
2.【答案】D
【详解】由题意得,解得,则且,
因为,所以是奇函数,①错.
因为均在内单调递减,所以在内单调递减,没有最小值,②对③错,
由得,,④对.
故选:D
3.【答案】 C
【详解】 当m=0时,f(x)=|x|(x≠0),选项A有可能;
当m=1时,f(x)=
易得f(x)在(0,+∞)上单调递增,
根据对勾函数图象易得在(-∞,-1)上单调递减,在(-1,0)上单调递增,选项D有可能;
当m=-1时,f(x)=
易得f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,选项B有可能,所以选项C不可能.故选C.
4.【答案】(1)或
(2)和或和
【详解】(1)当时,是上的增函数,
所以,即,解得;
当时,是上的减函数,
所以,即,解得;
故或.
(2)当时,,令,
所以的两个零点分别是和;
当时,,令,
所以的两个零点分别是和;
故的零点为和或和.
5.【答案】(1)和
(2)为奇函数.
因为且,
又因为 ,
所以是奇函数.
(3)不存在. 假设存在实数,,使得在上的值域是,易知,
因为定义域为,区间是连续区间,故,符号相同.
当时,由得在单调递增,
于是,即,故有,
得,这与矛盾,故无解;
同理,当时,又因为是奇函数,由对称性可知在单调递增.
于是,得,
解得,这与矛盾,故无解;
综上所述,不存在符合要求的实数,.
【详解】(1)当,时,,令,
解得,,所以的两个零点分别是和.
(2)略.
(3)略.
◆题型4黎曼函数
1.【答案】A
【详解】因为,即,
且函数是定义在上的奇函数,则,即,
由题意可得:,,
所以.
故选:A.
2.【答案】D
【详解】若函数是定义在实数集上的偶函数,且对任意x都有,
可得,故偶函数是周期为4的周期函数,
由 ,当时,,
,由且为无理数,,
,
所以
故选:D.
3.【答案】/
【详解】因为,所以,令得,
因为是奇函数,所以,所以,所以的周期为4,
所以,
由题意得,此时,它是一个既约真分数,因此,
即,则.
4.【答案】 /
【详解】解:因为,所以;
∵是定义在R上的奇函数,且对任意x都有,∴,
∴,即的周期为2,
∵当时,,
故.
故答案为:;.
5.【答案】(1),,
(2){为大于的正整数}
(3)
【详解】(1)因为,
所以R=,,
(2)依题意,,
当时,,则方程无解,
当为内的无理数时,,则方程无解,
当(,,为既约真分数)时,则,为大于的正整数.
则由方程,解得,为大于的正整数,
综上,方程,的解集为{为大于的正整数}.
(3)若或或为内无理数时,,
而>0,此时, 若(,,为既约真分数),
则,为大于的正整数,
则,得,解得,
又因为(,,为既约真分数),所以
综上,不等式的解为.
◆题型5高斯函数
1.【答案】D
【详解】由不等式,可得,
解得,则,根据取整函数定义可知.
故选:D.
2.【答案】B
【详解】作出的部分图像如下所示:
A.由图像知在区间上单调递增,A选项正确;
B.的值域为,B选项错误;
C.,C选项正确;
D.根据高斯函数的定义及的值域为,所以的值域为,D选项正确.
故选:B.
3.【答案】D
【详解】不等式,即,
方程,可得或,
当时,不等式为,解得,所以,不合题意;
当时,,由,解得,
由不等式的解集为,所以有,解得;
当时,,由,解得,
由不等式的解集为,所以有,解得.
综上,的取值范围为.
故选:D
4.【答案】B
【详解】,则,故或,,
对比选项知:成立的一个充分必要条件是,其他选项不满足.
故选:B.
5.【答案】②③④
【详解】对于①,当时,,当,,
所以不是奇函数,所以①错误,
对于②,因为表示不超过的最大整数,所以当时,,
且可取遍任意整数,所以函数的值域为,所以②正确,
对于③,当时,设,,,
,,,则,,
则,则,
由,故,则恒成立,所以③正确,
对于④,由,得,
因为表示不超过的最大整数,所以,所以④正确.
故答案为:②③④.
◆题型6狄利克雷函数
1.【答案】B
【详解】对①,当为无理数时,,所以,
当为有理数时,,所以,所以对任意,恒由,所以①错误;
对②,当为无理数时,为无理数,所以,
当为有理数时,为有理数,所以 ,所以②正确;
对③,任取一个不为零的有理数,当为无理数时,则为无理数,
所以,
当为有理数时,则为有理数,所以,
所以任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立,③正确;
对④,,,,得,,,
所以,,,此时为等边三边形,故④正确;
综上:命题②③④正确.
故选:.
2.【答案】C
【详解】对①:当为无理数时,,所以;当为有理数时,,所以,所以对任意,恒有,故①错误;
对②:当为无理数时,也为无理数,所以;当为有理数时,也为有理数,所以,故②正确;
对③:对任意实数,任取一个不为零的有理数,若为无理数时,则也为无理数,所以;
当为有理数时,则也为有理数,所以,所以任取一个不为零的有理数,,对任意实数均成立,故③正确;
对④:取,,,得,,,所以,,,此时为等边三角形,故④正确.
综上所述:②③④为真命题,故C正确.
故选:C.
3.【答案】ACD
【详解】选项A,因为(其中,且),而,
所以的定义域为,所以A的说法正确;
选项B,根据函数的对应法则,是有理数时,是无理数时,所以的值域为,所以B的说法错误;
选项C,若,则,;
若,则,,综合可得,所以为偶函数,所以C的说法正确;
选项D,由于实数具有稠密性,任何两个有理数之间都有无理数,任何两个无理数之间也都有理数,其函数值在和之间无间隙转换,
所以在实数集上不具有单调性,所以D的说法正确.
故选:ACD
4.【答案】ABD
【详解】对于A,,正确,
对于B,或,所以,,正确,
对于C,的值域为,错误,
对于D,当为有理数时,为有理数,则,
当为无理数时,为无理数,则,
故为偶函数,故D正确;
故选:ABD
5.【答案】AB
【详解】对于A中,函数的定义域为,关于原点对称,
若为有理数,则也为有理数,则有;
若为无理数,则也为无理数,则有,
所以为定义域上的偶函数,所以A正确;
对于B中,当为有理数时, ,则;
若为无理数时,,则,
所以对,均有,所以函数为偶函数,所以B正确;
对于C中,由B知,对,均有,所以C错误;
对于D中,当时,,,
此时,则,所以D错误.
故选:AB.
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专题07 邂逅六大网红函数:V型函数、对勾函数、飘带函数、黎曼函数、高斯函数、狄利克雷函数
常考题型·精准突破
题型1 V型函数
题型2 对勾函数
题型3 飘带函数
题型4 黎曼函数
题型5高斯函数
题型6 狄利克雷函数
常考题型·精准突破
◆题型1 V型函数
1.(24-25高一上·北京·期中)定义在上的函数满足:对任意的,都存在唯一的,使得,则称函数是“型函数”.
(i)是否为“型函数”?_________;(填“是”或“否”)
(ii)若函数是“型函数”,则实数的取值范围是________.
2.(21-22高一上·江苏苏州·期中)定义在上的函数满足:对任意给定的非零实数,存在唯一的非零实数,有成立,则称函数是“型函数”.已知函数,,.
(1)若在区间上具有单调性,求实数的取值范围;
(2)设函数,是否存在实数,使得是“型函数”,若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.
3.(22-23高一上·福建厦门·期中)定义在上的函数满足:对任意给定的非零实数,存在唯一的非零实数,成立,则称函数是“v型函数”.已知函数,,.
(1)若在区间上是单调函数,求实数a的取值范围;
(2)设函数是“v型函数”,若方程存在两个不相等的实数,求的取值范围.
4.(24-25高一上·四川绵阳·期中)定义在上的函数满足:对任意,都存在唯一,使得,则称函数是“型函数”(其中).
(1)判断是否为“型函数”?并说明理由;
(2)是否存在实数,使得函数是“型函数”,若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)若函数是“型函数”,求实数的取值范围.
5.(22-23高一上·浙江宁波·期末)定义在上的函数满足:对任意的,都存在唯一的,使得,则称函数是“型函数”.
(1)判断是否为“型函数”?并说明理由;
(2)若存在实数,使得函数始终是“型函数”,求的最小值;
(3)若函数,是“型函数”,求实数的取值范围.
◆题型2对勾函数
1.(2026高三·全国·专题练习)若对勾函数 对于任意的,都有,则实数的最大值为______.
2.(25-26高三上·广东东莞·期中)因函数的图象形状象对勾,我们称形如“”的函数为“对勾函数”该函数具有性质:在上是减函数,在上是增函数,若对勾函数 对于任意的,都有,则实数的最大值为__________.
3.(23-24高一上·云南昆明·阶段练习)由于函数的图象形状如勾,因此我们称形如“”的函数叫做“对勾函数”,该函数有如下性质:在上是减函数,在上是增函数.
(1)已知函数,,利用题干性质,求函数的单调区间和值域;
(2)若对于,都有恒成立,求m的取值范围.
4.(25-26高一上·福建宁德·期末)(,)是由正比例函数和反比例函数相加构成的函数,其图象具有独特的“双勾”形状,被称为“对勾函数”.
(1)若,判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(2)若两个不相等的正数m,n满足,求证:;
(3)若,是否存在实数s,t,使得在上的值域是?若存在,求出所有s,t的值;若不存在,说明理由.
◆题型3飘带函数
1.(多选)已知函数,则该函数( )
A.最大值为 B.最小值为1 C.没有最小值 D.最小值为
2.(25-26高一上·安徽·期中)形如的函数一般称为飘带函数.若飘带函数的图象经过两点和.则以下四个判断中①是定义域上的偶函数;②在内单调递减;③有最小值;④,正确的有( )
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.②④
3.函数的图象不可能是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·安徽·期中)一般地,我们把形如的函数称为飘带函数,若飘带函数在上的最小值、最大值分别为和1.
(1)确定a,b的值;
(2)求的零点.
5.(25-26高二下·福建福州·期末)一般地,我们把形如()的函数称为飘带函数.
(1)若,,求函数的零点;
(2)判断的奇偶性,并给予证明;
(3)若,,是否存在实数,,使得在上的值域是?若存在,求出所有,的值;若不存在,说明理由.
◆题型4黎曼函数
1.(23-24高一上·河南郑州·期中)已知定义在区间上的黎曼函数为:,若函数是定义在上的奇函数,且对任意的都有,当时,,则( )
A. B. C. D.
2.(22-23高一下·辽宁·阶段检测)波恩哈德·黎曼是德国著名数学家,黎曼函数是他发现并提出的,其解析式为:,若函数是定义在实数集上的偶函数,且对任意x都有,当时,,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二下·湖南长沙·期末)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用.黎曼函数定义在上,其解析式为,若函数是定义在R上的奇函数,且对任意的x,都有,当时,,则________.
4.(21-22高一上·山东德州·期中)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国著名的数学家波恩哈德・黎曼发现提出,在高等数学中有着广泛的应用.其定义为:,则________;若函数是定义在上的奇函数,且对任意都有,当时,,则________.
5.(24-25高一上·江苏盐城·阶段检测)黎曼函数是一个特殊的函数,是德国著名数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在数学中有广泛的应用,黎曼函数定义在上,.
(1)求,,;
(2)请用描述法写出满足方程的解集;
(3)解不等式.
◆题型5高斯函数
1.(23-24高一上·山东聊城·期中)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉.设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数,也称取整函数,例如,.若不等式成立,则实数x的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·河北邢台·阶段检测)高斯是德国著名数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德,牛顿被世界公认为数学三大天才,用表示不超过的最大整数,我们称为高斯函数,则关于函数,下列说法错误的是( )
A.在区间上单调递增
B.函数的值域为
C.
D.的值域为
3.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)高斯,著名的数学家、物理学家、天文学家,是近代数学奠基者之一,享有“数学王子”之称.函数为高斯函数,其中表示不超过实数的最大整数,如.若关于的不等式的解集为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
D
4.(24-25高一上·四川遂宁·阶段检测)对,表示不超过的最大整数,如,,,我们把,叫做取整函数,也称之为高斯(Gaussian)函数,也有数学爱好者形象的称其为“地板函数”,早在十八世纪,人类史上伟大的数学家,哥廷根学派的领袖约翰·卡尔·弗里德里希·高斯(Johann Carl FriedriCh Gaussian)最先提及,因此而得名“高斯(Gaussian)函数”.在现实生活中,这种“截尾取整”的高斯函数有着广泛的应用,如停车收费、EXCEL电子表格,在数学分析中它出现在求导、极限、定积分、级数等等各种问题之中.则不等式成立的充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高一上·天津·阶段检测)对于任意的,表示不超过x的最大整数.18世纪,被“数学王子”高斯采用,因此得名为高斯函数,人们更习惯称为“取整函数”.给出下列四个结论:
①函数为奇函数;
②函数的值域为;
③对于任意的,不等式恒成立;
④不等式的解集为.
其中所有正确结论的序号是________.
◆题型6狄利克雷函数
1.(23-24高一上·上海·期末)德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其名命名函数,该函数被称为狄利克雷函数,关于狄利克雷函数有如下四个命题:
①;②对任意,恒有成立;
③任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立;
④存在三个点,,,使得为等边三角形;
其中正确的序号为( )
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①②③
2.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末)德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其命名函数,该函数被称为狄利克雷函数,关于狄利克雷函数有如下四个命题:
①;②对任意,恒有成立;
③任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立;
④存在三个点、、,使得为等边三角形;
其中真命题的序号为( )
A.①②③④ B.②④ C.②③④ D.①②③
3.(25-26高一上·广东珠海·阶段检测)(多选)历史上第一个给出函数一般定义的是19世纪德国数学家狄利克雷(Dirichlet),狄利克雷在1829年给出了著名函数:(其中为有理数集,为无理数集).一般地,广义的狄利克雷函数可定义为:(其中,且),以下对说法正确的有( )
A.定义域为 B.当时,的值域为
C.为偶函数 D.在实数集上不具有单调性
4.(25-26高一上·福建厦门·期中)(多选)德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,是解析数论的创始人之一,以其命名的函数,称为狄利克雷函数,则关于,下列说法正确的是( )
A. B.,
C.的值域为 D.为偶函数
5.(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段检测)(多选)狄利克雷是德国著名数学家,函数被称为狄利克雷函数,下面给出关于狄利克雷函数的结论中正确的是( )
A.为偶函数
B.为偶函数
C.,使得
D.
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专题07 邂逅六大网红函数:V型函数、对勾函数、飘带函数、黎曼函数、高斯函数、狄利克雷函数
常考题型·精准突破
题型1 V型函数
题型2 对勾函数
题型3 飘带函数
题型4 黎曼函数
题型5高斯函数
题型6 狄利克雷函数
常考题型·精准突破
◆题型1 V型函数
1.(24-25高一上·北京·期中)定义在上的函数满足:对任意的,都存在唯一的,使得,则称函数是“型函数”.
(i)是否为“型函数”?_________;(填“是”或“否”)
(ii)若函数是“型函数”,则实数的取值范围是________.
【答案】 否
【详解】是偶函数,且在递减,递增.
当时,;当时,.
若取,则不存在,使得.
所以不是“型函数”.
由于是“型函数”.
当时,在上单调递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
当时,在递减,递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
综上可知:.
故答案为:否;
2.(21-22高一上·江苏苏州·期中)定义在上的函数满足:对任意给定的非零实数,存在唯一的非零实数,有成立,则称函数是“型函数”.已知函数,,.
(1)若在区间上具有单调性,求实数的取值范围;
(2)设函数,是否存在实数,使得是“型函数”,若存在,求出实数的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),理由见解析.
【详解】(1)函数的对称轴为:,
当函数在区间上单调递增时,有,
因为,所以此不等式的解集为空集,
当函数在区间上单调递减时,有,解得或,
综上所述:实数的取值范围为:;
(2)因为,所以函数在上单调递减,因此此时函数的最小值为,
当时,即,此时显然不是“型函数”;
当时,所以,因为函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,因此,
要想是“型函数”,只需;
当时,,此时在上单调递增,在上单调递减,因此函数的最大值为,所以此时函数不可能是“型函数”,
综上所述:存在实数,使得是“型函数”.
3.(22-23高一上·福建厦门·期中)定义在上的函数满足:对任意给定的非零实数,存在唯一的非零实数,成立,则称函数是“v型函数”.已知函数,,.
(1)若在区间上是单调函数,求实数a的取值范围;
(2)设函数是“v型函数”,若方程存在两个不相等的实数,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:因为在区间上具有单调性,
所以或,解得或,
即实数的取值范围是;
(2)解:因为函数图象的对称轴方程为,
所以函数在上递减,
当时,设函数的值域为,则,
当时,设函数的值域为,
因为函数是“型函数”,
由“型函数”的定义知:
①若,则存在唯一,使,所以在上单调且,
②若,则存在唯一,使,所以在上单调且,
所以函数在轴两侧的图象必须“等高”且单调,即且在上单调,
当时,,不合题意;
当时,在上单调递增,在上单调递减,,不合题意;
当时,在上单调递增,,
所以,则舍去),
综上,
则,
由方程,
当时,方程为,
因为,
所以方程有两个实数根,设为,
则,
所以方程有两个异号实数根,
故当时,方程有且仅有一个实数根,
当时,方程为,
又因方程存在两个不相等的实数,
所以,
即当时,方程一定有一个实数根,即,所以,
由,得,则,
由,得,
则
,
因为函数在上都是增函数,
所以函数在上是增函数,
当时,,
当时,,
所以.
4.(24-25高一上·四川绵阳·期中)定义在上的函数满足:对任意,都存在唯一,使得,则称函数是“型函数”(其中).
(1)判断是否为“型函数”?并说明理由;
(2)是否存在实数,使得函数是“型函数”,若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)若函数是“型函数”,求实数的取值范围.
【答案】(1)
不是“型函数”,理由如下:
函数,当时,,当时,,
当时,,不存在,使,
所以不是“型函数”;
(2)存在,
(3).
【详解】(1)略
(2)首先函数的定义域为,则,得,
由复合函数单调性可知,函数在单调递减,在区间单调递增,
所以只需对任意恒成立即可,所以;
(3)函数是“型函数”,
当时,在上单调递增,,
而,要使存在且唯一,则有,解得:,所以,
当时,在单调递减,在单调递增,所以,而,要使存在且唯一,则有,
设,即,解得,解得:
所以.
5.(22-23高一上·浙江宁波·期末)定义在上的函数满足:对任意的,都存在唯一的,使得,则称函数是“型函数”.
(1)判断是否为“型函数”?并说明理由;
(2)若存在实数,使得函数始终是“型函数”,求的最小值;
(3)若函数,是“型函数”,求实数的取值范围.
【答案】(1)
是偶函数,且在递减,递增.
当时,;当时,.
若取,则不存在,使得.
所以不是“型函数”.
(2)1
(3)
【详解】(1)略
(2)首先函数定义域为,
则,解得.
由复合函数单调性可知:在单调递减,在单调递增.
所以只需对恒成立即可.
所以,即的最小值为1.
(3)由题是“型函数”.
当时,在上单调递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
当时,在递减,递增,.
而,要使存在且唯一,则有,解得.
所以.
综上可知:.
◆题型2对勾函数
1.(2026高三·全国·专题练习)若对勾函数 对于任意的,都有,则实数的最大值为______.
【答案】/0.75
【解析】因为,则,
所以,即,
当,即,恒成立,
因为,则,所以.
当,即或时,恒成立,
因为,
所以.
综上,,
所以实数的最大值为.
2.(25-26高三上·广东东莞·期中)因函数的图象形状象对勾,我们称形如“”的函数为“对勾函数”该函数具有性质:在上是减函数,在上是增函数,若对勾函数 对于任意的,都有,则实数的最大值为__________.
【答案】/0.75
【解析】因为,则,,即
当,因为,则,恒成立.
当因为,所以时,
因为恒成立,所以.
综上,
所以实数的最大值为.
3.(23-24高一上·云南昆明·阶段练习)由于函数的图象形状如勾,因此我们称形如“”的函数叫做“对勾函数”,该函数有如下性质:在上是减函数,在上是增函数.
(1)已知函数,,利用题干性质,求函数的单调区间和值域;
(2)若对于,都有恒成立,求m的取值范围.
【答案】(1)
的递减区间是,递增区间是,值域是.
(2)
【详解】(1)函数,,令,则,
由对勾函数性质知,函数在上单调递减,在上单调递增,
而在上单调递增,又当时,,当时,,
因此在上单调递减,在上单调递增,,,
所以函数的递减区间是,递增区间是,值域是.
(2)当时,,
令,显然函数在上单调递增,
则当时,,于是当时,取得最小值5,
因为对,都有成立,则,
所以m的取值范围是.
4.(25-26高一上·福建宁德·期末)(,)是由正比例函数和反比例函数相加构成的函数,其图象具有独特的“双勾”形状,被称为“对勾函数”.
(1)若,判断函数在上的单调性,并用定义证明;
(2)若两个不相等的正数m,n满足,求证:;
(3)若,是否存在实数s,t,使得在上的值域是?若存在,求出所有s,t的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
在上单调递增,理由如下:
证明:任取,且,,
则
因为,故且
于是,即,所以在单调递增
(2)
依题意得,,即,整理得
因为,所以,即
又依题意m,,故
因为,故等号不成立,所以
(3)不存在,理由:
假设存在实数,使得在的值域是,易知,
因为定义域为,区间是连续区间,故符号相同
当时,因为,故,即
由(1)可知,在单调递增,于是,即,故有,
得,这与矛盾,故无解
同理,当时,可得.
由,可得是奇函数,由对称性可知在单调递增.
于是,得,解得,这与矛盾,故无解.
综上所述,不存在符合要求的实数s,t.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
◆题型3飘带函数
1.(多选)已知函数,则该函数( )
A.最大值为 B.最小值为1 C.没有最小值 D.最小值为
【答案】AC
【解析】先整理函数,由函数的单调性,可知本题函数的单调性,利用单调性知函数没有最小值,在时,函数取得最大值,判断选项即可.因为,所以,
令,下面证明在单减,单增,
任取,且,则
,,,,
,即,所以函数在上是减函数,同理可证函数在上是增函数.
故知在上是减函数,在上是增函数.
所以在上是增函数,在上是减函数,当时,函数取得最大值为,没有最小值.
故选:AC
2.(25-26高一上·安徽·期中)形如的函数一般称为飘带函数.若飘带函数的图象经过两点和.则以下四个判断中①是定义域上的偶函数;②在内单调递减;③有最小值;④,正确的有( )
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.②④
【答案】D
【详解】由题意得,解得,则且,
因为,所以是奇函数,①错.
因为均在内单调递减,所以在内单调递减,没有最小值,②对③错,
由得,,④对.
故选:D
3.函数的图象不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】 C
【详解】 当m=0时,f(x)=|x|(x≠0),选项A有可能;
当m=1时,f(x)=
易得f(x)在(0,+∞)上单调递增,
根据对勾函数图象易得在(-∞,-1)上单调递减,在(-1,0)上单调递增,选项D有可能;
当m=-1时,f(x)=
易得f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,选项B有可能,所以选项C不可能.故选C.
4.(24-25高一上·安徽·期中)一般地,我们把形如的函数称为飘带函数,若飘带函数在上的最小值、最大值分别为和1.
(1)确定a,b的值;
(2)求的零点.
【答案】(1)或
(2)和或和
【详解】(1)当时,是上的增函数,
所以,即,解得;
当时,是上的减函数,
所以,即,解得;
故或.
(2)当时,,令,
所以的两个零点分别是和;
当时,,令,
所以的两个零点分别是和;
故的零点为和或和.
5.(25-26高二下·福建福州·期末)一般地,我们把形如()的函数称为飘带函数.
(1)若,,求函数的零点;
(2)判断的奇偶性,并给予证明;
(3)若,,是否存在实数,,使得在上的值域是?若存在,求出所有,的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)和
(2)为奇函数.
因为且,
又因为 ,
所以是奇函数.
(3)不存在. 假设存在实数,,使得在上的值域是,易知,
因为定义域为,区间是连续区间,故,符号相同.
当时,由得在单调递增,
于是,即,故有,
得,这与矛盾,故无解;
同理,当时,又因为是奇函数,由对称性可知在单调递增.
于是,得,
解得,这与矛盾,故无解;
综上所述,不存在符合要求的实数,.
【详解】(1)当,时,,令,
解得,,所以的两个零点分别是和.
(2)略.
(3)略.
◆题型4黎曼函数
1.(23-24高一上·河南郑州·期中)已知定义在区间上的黎曼函数为:,若函数是定义在上的奇函数,且对任意的都有,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,即,
且函数是定义在上的奇函数,则,即,
由题意可得:,,
所以.
故选:A.
2.(22-23高一下·辽宁·阶段检测)波恩哈德·黎曼是德国著名数学家,黎曼函数是他发现并提出的,其解析式为:,若函数是定义在实数集上的偶函数,且对任意x都有,当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】若函数是定义在实数集上的偶函数,且对任意x都有,
可得,故偶函数是周期为4的周期函数,
由 ,当时,,
,由且为无理数,,
,
所以
故选:D.
3.(25-26高二下·湖南长沙·期末)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在高等数学中有着广泛的应用.黎曼函数定义在上,其解析式为,若函数是定义在R上的奇函数,且对任意的x,都有,当时,,则________.
【答案】/
【详解】因为,所以,令得,
因为是奇函数,所以,所以,所以的周期为4,
所以,
由题意得,此时,它是一个既约真分数,因此,
即,则.
4.(21-22高一上·山东德州·期中)黎曼函数是一个特殊的函数,由德国著名的数学家波恩哈德・黎曼发现提出,在高等数学中有着广泛的应用.其定义为:,则________;若函数是定义在上的奇函数,且对任意都有,当时,,则________.
【答案】 /
【详解】解:因为,所以;
∵是定义在R上的奇函数,且对任意x都有,∴,
∴,即的周期为2,
∵当时,,
故.
故答案为:;.
5.(24-25高一上·江苏盐城·阶段检测)黎曼函数是一个特殊的函数,是德国著名数学家波恩哈德·黎曼发现并提出,在数学中有广泛的应用,黎曼函数定义在上,.
(1)求,,;
(2)请用描述法写出满足方程的解集;
(3)解不等式.
【答案】(1),,
(2){为大于的正整数}
(3)
【详解】(1)因为,
所以R=,,
(2)依题意,,
当时,,则方程无解,
当为内的无理数时,,则方程无解,
当(,,为既约真分数)时,则,为大于的正整数.
则由方程,解得,为大于的正整数,
综上,方程,的解集为{为大于的正整数}.
(3)若或或为内无理数时,,
而>0,此时, 若(,,为既约真分数),
则,为大于的正整数,
则,得,解得,
又因为(,,为既约真分数),所以
综上,不等式的解为.
◆题型5高斯函数
1.(23-24高一上·山东聊城·期中)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的美誉.设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数,也称取整函数,例如,.若不等式成立,则实数x的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由不等式,可得,
解得,则,根据取整函数定义可知.
故选:D.
2.(25-26高一上·河北邢台·阶段检测)高斯是德国著名数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德,牛顿被世界公认为数学三大天才,用表示不超过的最大整数,我们称为高斯函数,则关于函数,下列说法错误的是( )
A.在区间上单调递增
B.函数的值域为
C.
D.的值域为
【答案】B
【详解】作出的部分图像如下所示:
A.由图像知在区间上单调递增,A选项正确;
B.的值域为,B选项错误;
C.,C选项正确;
D.根据高斯函数的定义及的值域为,所以的值域为,D选项正确.
故选:B.
3.(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)高斯,著名的数学家、物理学家、天文学家,是近代数学奠基者之一,享有“数学王子”之称.函数为高斯函数,其中表示不超过实数的最大整数,如.若关于的不等式的解集为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】不等式,即,
方程,可得或,
当时,不等式为,解得,所以,不合题意;
当时,,由,解得,
由不等式的解集为,所以有,解得;
当时,,由,解得,
由不等式的解集为,所以有,解得.
综上,的取值范围为.
故选:D
4.(24-25高一上·四川遂宁·阶段检测)对,表示不超过的最大整数,如,,,我们把,叫做取整函数,也称之为高斯(Gaussian)函数,也有数学爱好者形象的称其为“地板函数”,早在十八世纪,人类史上伟大的数学家,哥廷根学派的领袖约翰·卡尔·弗里德里希·高斯(Johann Carl FriedriCh Gaussian)最先提及,因此而得名“高斯(Gaussian)函数”.在现实生活中,这种“截尾取整”的高斯函数有着广泛的应用,如停车收费、EXCEL电子表格,在数学分析中它出现在求导、极限、定积分、级数等等各种问题之中.则不等式成立的充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,则,故或,,
对比选项知:成立的一个充分必要条件是,其他选项不满足.
故选:B.
5.(25-26高一上·天津·阶段检测)对于任意的,表示不超过x的最大整数.18世纪,被“数学王子”高斯采用,因此得名为高斯函数,人们更习惯称为“取整函数”.给出下列四个结论:
①函数为奇函数;
②函数的值域为;
③对于任意的,不等式恒成立;
④不等式的解集为.
其中所有正确结论的序号是________.
【答案】②③④
【详解】对于①,当时,,当,,
所以不是奇函数,所以①错误,
对于②,因为表示不超过的最大整数,所以当时,,
且可取遍任意整数,所以函数的值域为,所以②正确,
对于③,当时,设,,,
,,,则,,
则,则,
由,故,则恒成立,所以③正确,
对于④,由,得,
因为表示不超过的最大整数,所以,所以④正确.
故答案为:②③④.
◆题型6狄利克雷函数
1.(23-24高一上·上海·期末)德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其名命名函数,该函数被称为狄利克雷函数,关于狄利克雷函数有如下四个命题:
①;②对任意,恒有成立;
③任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立;
④存在三个点,,,使得为等边三角形;
其中正确的序号为( )
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①②③
【答案】B
【详解】对①,当为无理数时,,所以,
当为有理数时,,所以,所以对任意,恒由,所以①错误;
对②,当为无理数时,为无理数,所以,
当为有理数时,为有理数,所以 ,所以②正确;
对③,任取一个不为零的有理数,当为无理数时,则为无理数,
所以,
当为有理数时,则为有理数,所以,
所以任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立,③正确;
对④,,,,得,,,
所以,,,此时为等边三边形,故④正确;
综上:命题②③④正确.
故选:.
2.(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末)德国数学家狄利克雷在数学领域成就显著,以其命名函数,该函数被称为狄利克雷函数,关于狄利克雷函数有如下四个命题:
①;②对任意,恒有成立;
③任取一个不为零的有理数,对任意实数均成立;
④存在三个点、、,使得为等边三角形;
其中真命题的序号为( )
A.①②③④ B.②④ C.②③④ D.①②③
【答案】C
【详解】对①:当为无理数时,,所以;当为有理数时,,所以,所以对任意,恒有,故①错误;
对②:当为无理数时,也为无理数,所以;当为有理数时,也为有理数,所以,故②正确;
对③:对任意实数,任取一个不为零的有理数,若为无理数时,则也为无理数,所以;
当为有理数时,则也为有理数,所以,所以任取一个不为零的有理数,,对任意实数均成立,故③正确;
对④:取,,,得,,,所以,,,此时为等边三角形,故④正确.
综上所述:②③④为真命题,故C正确.
故选:C.
3.(25-26高一上·广东珠海·阶段检测)(多选)历史上第一个给出函数一般定义的是19世纪德国数学家狄利克雷(Dirichlet),狄利克雷在1829年给出了著名函数:(其中为有理数集,为无理数集).一般地,广义的狄利克雷函数可定义为:(其中,且),以下对说法正确的有( )
A.定义域为 B.当时,的值域为
C.为偶函数 D.在实数集上不具有单调性
【答案】ACD
【详解】选项A,因为(其中,且),而,
所以的定义域为,所以A的说法正确;
选项B,根据函数的对应法则,是有理数时,是无理数时,所以的值域为,所以B的说法错误;
选项C,若,则,;
若,则,,综合可得,所以为偶函数,所以C的说法正确;
选项D,由于实数具有稠密性,任何两个有理数之间都有无理数,任何两个无理数之间也都有理数,其函数值在和之间无间隙转换,
所以在实数集上不具有单调性,所以D的说法正确.
故选:ACD
4.(25-26高一上·福建厦门·期中)(多选)德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,是解析数论的创始人之一,以其命名的函数,称为狄利克雷函数,则关于,下列说法正确的是( )
A. B.,
C.的值域为 D.为偶函数
【答案】ABD
【详解】对于A,,正确,
对于B,或,所以,,正确,
对于C,的值域为,错误,
对于D,当为有理数时,为有理数,则,
当为无理数时,为无理数,则,
故为偶函数,故D正确;
故选:ABD
5.(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段检测)(多选)狄利克雷是德国著名数学家,函数被称为狄利克雷函数,下面给出关于狄利克雷函数的结论中正确的是( )
A.为偶函数
B.为偶函数
C.,使得
D.
【答案】AB
【详解】对于A中,函数的定义域为,关于原点对称,
若为有理数,则也为有理数,则有;
若为无理数,则也为无理数,则有,
所以为定义域上的偶函数,所以A正确;
对于B中,当为有理数时, ,则;
若为无理数时,,则,
所以对,均有,所以函数为偶函数,所以B正确;
对于C中,由B知,对,均有,所以C错误;
对于D中,当时,,,
此时,则,所以D错误.
故选:AB.
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