内容正文:
3.2.1 函数单调性
知识要点梳理
知识点1 函数的单调性
1.函数的单调性
条件
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
都有f(x1)<f(x2)
都有f(x1)>f(x2)
结论
f(x)在区间I上单调递增.特别地,当函数f(x)在它的定义域上单调递增时,我们就称它是增函数
f(x)在区间I上单调递减.特别地,当函数f(x)在它的定义域上单调递减时,我们就称它是减函数
图示
注意点:
(1)区间I可以是整个定义域D,也可以是定义域的真子集.即应在函数的定义域内研究单调性.
(2)同区间性,即x1,x2∈I.
(3)任意性,即不可以用区间I上的特殊值代替.
(4)有序性,即要规定x1<x2.
(6)单调递增(递减)是函数的局部性质,增(减)函数是函数的整体性质.
2.单调区间
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.
3.利用定义证明函数的单调性
利用定义证明函数单调性的步骤
(1)取值:设x1,x2是该区间内的任意两个值,且x1<x2.
(2)作差变形:作差f(x1)-f(x2)或f(x2)-f(x1),通过配方、通分、因式分解、有理化等方法,向有利于判断差的符号的方向变形,一般化为积的形式.
(3)定号:确定f(x1)-f(x2)或f(x2)-f(x1)的符号,必要时,进行分类讨论.
(4)结论:根据定义确定单调性.
知识点2 函数单调性的简单应用
角度1 已知单调性求参数的范围
已知函数单调性求解析式中参数的值(或范围)时,重点在于找到影响函数单调性的因素,具体如下:若为二次函数,先判断开口方向与对称轴,再利用单调性确定参数满足的条件;若为一次函数,则由一次项系数的正负决定单调性;若为分段函数,则数形结合,每一段的函数的单调性均要考虑,并注意临界值的大小,探求参数满足的条件.
角度2 应用单调性解不等式
(1)利用函数的单调性可以比较函数值的大小,此时要注意将对应的自变量转化到同一个单调区间上.
(2)利用函数的单调性可以求解不等式,若不等式的两边具备“同构形式”(如f(a)>f(b)),则可以依据函数单调性的定义,将符号“f”去掉,列出关于自变量的不等式(组),然后求解,此时注意函数的定义域.
知识点3 函数的最大值和最小值
1.函数的最值
-
最大值
最小值
条件
一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,如果存在实数M满足
∀x∈D,都有
f(x)≤M
∀x∈D,都有
f(x)≥M
∃x0∈D,使得f(x0)=M
结论
M是函数y=f(x)的最大值
M是函数y=f(x)的最小值
几何
意义
f(x)图象上最高点的纵坐标
f(x)图象上最低点的纵坐标
函数的最大值和最小值统称为最值.
注意点:
(1)并不是所有的函数都有最大(小)值.
(2)一个函数至多有一个最大(小)值,但取得最大(小)值时的x0可以有多个.
(3)研究函数最值需先研究函数的定义域和单调性.
(4)对于定义域内的任意x都满足f(x)≤M(f(x)≥M),那么M不一定是函数f(x)的最大(小)值,只有定义域内存在一点x0,使f(x0)=M时,M才是函数的最大(小)值,否则不是.比如f(x)=-x2≤3成立,但3不是f(x)的最大值,0才是它的最大值.
2.利用函数的单调性求函数的最值
(1)利用单调性求最值的一般步骤
①判断函数的单调性.
②根据单调性找到最值点,并计算出最值.
(2)函数的最值与单调性的关系
①若函数在闭区间[a,b]上单调递减,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(a),最小值为f(b).
②若函数在闭区间[a,b]上单调递增,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(b),最小值为f(a).
③若函数f(x)在区间[a,b]上单调递增,在区间[b,c]上单调递减,则f(x)在区间[a,c]上的最大值是f(b),最小值是f(a)与f(c)中较小的一个.
④若函数f(x)在区间[a,b]上单调递减,在区间[b,c]上单调递增,则f(x)在区间[a,c]上的最小值是f(b),最大值是f(a)与f(c)中较大的一个.
⑤求最值时一定要注意所给区间的开闭,若是开区间,则不一定有最大(小)值.
考点题型突破
一、题型一 根据图象求单调区间
1.(25-26高一上·海南·期中)下列图象表示的函数为减函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·广东潮州·阶段检测)已知函数的定义域为,其图象如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.的单调递减区间为
B.的最大值为
C.的最小值为
D.的单调递增区间为
3.(25-26高三下·青海西宁·阶段检测)已知函数的图象如图所示,则( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.在区间上单调递减
D.在区间上单调递增
4.(25-26高一上·陕西咸阳·期中)函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一上·天津滨海新区·期中)已知函数的图象如图所示,则其单调递减区间是_______.
二、题型二 求已知函数的单调区间
6.(25-26高二·全国·暑假作业)下列函数在区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高一上·广东深圳·期中)关于函数,下列判断正确的是( )
A.在上单调递减 B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.在上单调递增
8.(25-26高一上·浙江杭州·期末)若关于的不等式的解集为,则下列选项正确的是( )
A.
B.函数在上单调递减
C.
D.不等式的解集为
9.(26-27高一上·全国·课堂例题)函数的单调递减区间是________,单调递增区间是________.
10.(25-26高一上·重庆·期末)函数的单调递增区间是__________.
三、题型三 单调性的证明
11.(2026高一·全国·专题练习)已知函数,
(1)用定义法判断在区间上的单调性;
(2)求出该函数在区间上的最大值和最小值.
12.(25-26高一上·浙江杭州·期中)已知函数,
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明你的结论.
(2)求该函数在区间上的最大值与最小值.
13.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知函数且经过,两点.
(1)求函数的解析式;
(2)利用单调性的定义证明:在上单调递增.
14.(25-26高一下·山东潍坊·期中)已知函数满足,.
(1)求
(2)用定义法判断在上的单调性,并求在上的值域.
四、题型四 复合函数的单调区间
15.(25-26高一上·山东潍坊·阶段检测)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
16.(26-27高三上·四川遂宁·开学考试)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
17.(2026高一·全国·专题练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
18.(25-26高二下·天津·阶段检测)函数在区间上单调递减,则a的取值范围为________
19.(专题06期末真题百练通关03高一数学上学期沪教版必修第一册)函数的增区间是______.
五、题型五 已知单调性求参数
20.(26-27高二上·河南·阶段检测)已知函数的单调递减区间为,单调递增区间为,则( )
A. B. C. D.
21.(2026·河北沧州·模拟预测)已知函数在区间上单调递增,则的可能取值是( )
A. B. C. D.
22.(25-26高二下·河北衡水·期末)设函数,已知对任意恒成立,则( )
A.曲线过定点 B.的取值范围是
C.在区间上单调递减 D.在区间上单调递增
23.(2024高二下·福建·学业考试)已知函数在区间是减函数,则实数a的取值范围是________
24.(24-25高一上·四川宜宾·期中)若函数是上的单调函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
25.(25-26高二下·辽宁辽阳·期末)已知在上满足,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
26.(25-26高二下·甘肃·期末)已知函数对任意的,总满足以下不等关系:,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
六、题型六 利用单调性求最值
27.(2026高一·全国·专题练习)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
28.(2026·山东济南·模拟预测)已知表示,中的最小者,则函数的最大值为( )
A.0 B.1 C.3 D.4
29.(26-27高一上·黑龙江黑河·开学考试)若时,则的最大值与最小值分别是( ).
A., B.,
C., D.,
30.(26-27高一上·全国·课后作业)函数在上的最大值和最小值分别是________.
31.(2026高一上·全国·专题练习)已知函数,
(1)求的值域.
(2),求的最小值.
(3),求的值域.
32.(25-26高一下·安徽阜阳·开学考试)已知函数,且.
(1)用定义证明函数在上是增函数;
(2)求函数在区间上的最大值和最小值.
33.(25-26高一上·广西玉林·期中)已知函数().
(1)对都有成立,求实数取值范围;
(2)求在上的最小值;
(3)求(2)中函数的最大值.
七、题型七 根据最值求参数
34.(2026高一·全国·专题练习)函数在区间上的最大值为4,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
35.(25-26高一上·辽宁锦州·期末)若函数在区间上的最大值为1,则实数( )
A.0 B.1 C.2 D.0或1
36.(25-26高二下·广东汕尾·期末)函数在上的最大值与最小值之和为,则实数_________.
37.(2025高一上·北京海淀·专题练习)已知二次函数,当时,函数有最大值,则______.
38.(25-26高一上·北京·期中)已知函数在区间上的值域为,则实数的取值范围为______.
39.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)已知函数.
(1)若,判断在上的单调性,并证明;
(2)当时,的最大值为1,求实数的值.
八、题型八 根据单调性比较大小
40.(2026高一·全国·专题练习)若函数在上单调递减,则下列一定成立的是( )
A. B.
C. D.
41.(25-26高一上·安徽·阶段检测)已知二次函数的最大值为,则( )
A. B.
C. D.
42.(25-26高一上·四川南充·期中)已知函数,且不等式的解集为,若,,,则,,的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
43.(24-25高一上·安徽淮北·期末)已知函数在R上严格单调递增,且,则( )
A. B.
C. D.
44.(安徽省天一大联考2024-2025学年高一上学期12月联考数学试卷)若,则( )
A. B. C. D.
45.(25-26高一上·四川广安·期中)已知函数,且,则与的大小关系是______.
46.(25-26高一上·河南·阶段检测)已知函数.
(1)用定义法证明:是增函数;
(2)证明:.
九、题型九 根据单调性解不等式
47.(2026·广西崇左·二模)已知函数在上单调递增,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
48.(25-26高一下·湖南娄底·开学考试)已知定义在上的函数满足任意,且,都有成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
49.(2026·陕西榆林·模拟预测)定义在上的函数满足,,都有成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
50.(2026高三·全国·专题练习)已知函数为R上的减函数,若,则______;若,则实数x的取值范围是______.
51.(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知函数.
(1)用定义证明函数在定义域上为增函数;
(2)求解不等式.
52.(25-26高一上·四川巴中·阶段检测)已知函数,
(1)用定义法证明函数在区间上是增函数;
(2)试比较与的大小关系;
(3)若,求实数的取值范围.
十、题型十 恒(能)成立问题
53.(25-26高二下·广东深圳·期末)若关于的不等式在时有解,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
54.(25-26高二下·北京延庆·期末)已知不等式对任意的都成立,则实数的最小值是( )
A. B. C. D.
55.(26-27高三上·北京·开学考试)不等式对任意恒成立,则的最小值是( )
A. B. C.8 D.10
56.(25-26高一下·重庆·阶段检测)已知函数,若对任意恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
57.(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)已知函数.
(1),求实数的取值范围;
(2),使得,求实数的值;
(3),求实数的取值范围.
十一、题型十一 分段函数的单调性问题
58.(25-26高一下·贵州毕节·期中)已知在R上满足,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
59.(25-26高二下·河北·期末)已知函数若,则t的取值范围为( )
A. B. C. D.
60.(26-27高二上·内蒙古鄂尔多斯·开学考试)若函数,在满足对任意实数,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
61.(25-26高一上·重庆·期末)已知函数.
(1)求的值;
(2)画出函数的图象,并写出函数的单调递增区间.
62.(25-26高一上·海南海口·阶段检测)设函数,则不等式的解集为______.
63.(25-26高一下·辽宁营口·阶段检测)已知函数.
(1)若的最大值为4,求实数a的值;
(2)若在上单调递增,求实数a的取值范围;
(3)若,求实数a的取值范围.
十二、题型十二 抽象函数的单调性
64.(2026高一上·全国·专题练习)已知函数的定义域为,满足,且对于任意实数有,当时,.
(1)求的值;
(2)求证在定义域上是单调递增函数.
65.(25-26高一下·陕西西安·开学考试)已知函数满足,,,且当时.
(1)求的值;
(2)证明:,;
(3)判断的单调性并用单调性定义给出证明.
66.(25-26高一下·陕西安康·期中)已知函数的定义域为,对任意正实数,,恒有,且当时,.
(1)求证:,且当时,;
(2)判断在上的单调性;
(3)若存在,使得,求实数的取值范围.
67.(25-26高一下·广东江门·阶段检测)已知函数的定义域为,且,当时,.
(1)求,判断的正负,并给出证明;
(2)判断在上的单调性,并给出证明;
(3)若关于x的不等式有解,求实数a的取值范围.
68.(25-26高二下·河南·阶段检测)已知函数满足:对任意实数,,,,且当时,.
(1)求的值;
(2)证明:是上的单调递减函数;
(3)若对,,求实数的取值范围.
试卷第1页(共3页)
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3.2.1 函数单调性
知识要点梳理
知识点1 函数的单调性
1.函数的单调性
条件
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
都有f(x1)<f(x2)
都有f(x1)>f(x2)
结论
f(x)在区间I上单调递增.特别地,当函数f(x)在它的定义域上单调递增时,我们就称它是增函数
f(x)在区间I上单调递减.特别地,当函数f(x)在它的定义域上单调递减时,我们就称它是减函数
图示
注意点:
(1)区间I可以是整个定义域D,也可以是定义域的真子集.即应在函数的定义域内研究单调性.
(2)同区间性,即x1,x2∈I.
(3)任意性,即不可以用区间I上的特殊值代替.
(4)有序性,即要规定x1<x2.
(6)单调递增(递减)是函数的局部性质,增(减)函数是函数的整体性质.
2.单调区间
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.
3.利用定义证明函数的单调性
利用定义证明函数单调性的步骤
(1)取值:设x1,x2是该区间内的任意两个值,且x1<x2.
(2)作差变形:作差f(x1)-f(x2)或f(x2)-f(x1),通过配方、通分、因式分解、有理化等方法,向有利于判断差的符号的方向变形,一般化为积的形式.
(3)定号:确定f(x1)-f(x2)或f(x2)-f(x1)的符号,必要时,进行分类讨论.
(4)结论:根据定义确定单调性.
知识点2 函数单调性的简单应用
角度1 已知单调性求参数的范围
已知函数单调性求解析式中参数的值(或范围)时,重点在于找到影响函数单调性的因素,具体如下:若为二次函数,先判断开口方向与对称轴,再利用单调性确定参数满足的条件;若为一次函数,则由一次项系数的正负决定单调性;若为分段函数,则数形结合,每一段的函数的单调性均要考虑,并注意临界值的大小,探求参数满足的条件.
角度2 应用单调性解不等式
(1)利用函数的单调性可以比较函数值的大小,此时要注意将对应的自变量转化到同一个单调区间上.
(2)利用函数的单调性可以求解不等式,若不等式的两边具备“同构形式”(如f(a)>f(b)),则可以依据函数单调性的定义,将符号“f”去掉,列出关于自变量的不等式(组),然后求解,此时注意函数的定义域.
知识点3 函数的最大值和最小值
1.函数的最值
-
最大值
最小值
条件
一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,如果存在实数M满足
∀x∈D,都有
f(x)≤M
∀x∈D,都有
f(x)≥M
∃x0∈D,使得f(x0)=M
结论
M是函数y=f(x)的最大值
M是函数y=f(x)的最小值
几何
意义
f(x)图象上最高点的纵坐标
f(x)图象上最低点的纵坐标
函数的最大值和最小值统称为最值.
注意点:
(1)并不是所有的函数都有最大(小)值.
(2)一个函数至多有一个最大(小)值,但取得最大(小)值时的x0可以有多个.
(3)研究函数最值需先研究函数的定义域和单调性.
(4)对于定义域内的任意x都满足f(x)≤M(f(x)≥M),那么M不一定是函数f(x)的最大(小)值,只有定义域内存在一点x0,使f(x0)=M时,M才是函数的最大(小)值,否则不是.比如f(x)=-x2≤3成立,但3不是f(x)的最大值,0才是它的最大值.
2.利用函数的单调性求函数的最值
(1)利用单调性求最值的一般步骤
①判断函数的单调性.
②根据单调性找到最值点,并计算出最值.
(2)函数的最值与单调性的关系
①若函数在闭区间[a,b]上单调递减,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(a),最小值为f(b).
②若函数在闭区间[a,b]上单调递增,则f(x)在[a,b]上的最大值为f(b),最小值为f(a).
③若函数f(x)在区间[a,b]上单调递增,在区间[b,c]上单调递减,则f(x)在区间[a,c]上的最大值是f(b),最小值是f(a)与f(c)中较小的一个.
④若函数f(x)在区间[a,b]上单调递减,在区间[b,c]上单调递增,则f(x)在区间[a,c]上的最小值是f(b),最大值是f(a)与f(c)中较大的一个.
⑤求最值时一定要注意所给区间的开闭,若是开区间,则不一定有最大(小)值.
考点题型突破
一、题型一 根据图象求单调区间
1.(25-26高一上·海南·期中)下列图象表示的函数为减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据图象和减函数定义依次判断各个选项即可.
【详解】对于A,该函数随着的增大,的取值在减小,符合减函数定义,A正确;
对于B,该函数随着的增大,的取值在增大,不符合减函数定义,B错误;
对于C,该函数在轴右侧,随着的增大,的取值在增大,不符合减函数定义,C错误;
对于D,该函数在轴左侧,随着的增大,的取值在增大,不符合减函数定义,D错误.
故选:A.
2.(25-26高一上·广东潮州·阶段检测)已知函数的定义域为,其图象如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.的单调递减区间为
B.的最大值为
C.的最小值为
D.的单调递增区间为
【答案】D
【分析】利用函数的图象逐项判断即可.
【详解】对于A,由图象可知:的单调递减区间为,A正确;
对于B,当时,,B正确;
对于C,当时,,C正确;
对于D,由图象可知:的单调递增区间为和,但并非严格单调递增,不能用“”连接,D错误.
故选:D.
3.(25-26高三下·青海西宁·阶段检测)已知函数的图象如图所示,则( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.在区间上单调递减
D.在区间上单调递增
【答案】AD
【分析】利用数形结合思想即可判断.
【详解】由图可知函数在区间和上单调递增,
在区间和上单调递减.故AD选项正确.
4.(25-26高一上·陕西咸阳·期中)函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】讨论,当时由反比例函数找到可能图像;当时,时由基本不等式得到函数存在最值找到可能图象;当时,由函数在上的单调性找到函数图像.
【详解】当时,,B可能;
当时,,函数中,,
则,当且仅当时取等号,D可能;
当时,,函数在上单调递减,在上单调递减,
因此函数在上单调递减,C可能,
无论取何值,选项A都不可能.
故选:BCD.
5.(25-26高一上·天津滨海新区·期中)已知函数的图象如图所示,则其单调递减区间是_______.
【答案】和
【分析】根据图象,呈下降趋势所对应的区间为单调递减区间.
【详解】观察图象可知,的单调递减区间为和.
故答案为:和.
二、题型二 求已知函数的单调区间
6.(25-26高二·全国·暑假作业)下列函数在区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数的单调性对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】对于A,在R上单调递减,故A错误;
对于B,易知开口向上,对称轴为,
所以在区间上单调递增,故B正确;
对于C,开口向下,对称轴为,
所以在上单调递增,在上单调递减,故C错误;
对于D,开口向上,对称轴为,
所以在上单调递减,故D错误.
7.(24-25高一上·广东深圳·期中)关于函数,下列判断正确的是( )
A.在上单调递减 B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.在上单调递增
【答案】AC
【分析】通过分离常数+反比例函数平移的方法,结合初中已学的反比例函数单调性规律来分析.
【详解】将整理得: ,
该函数的定义域为,
其图象是由反比例函数的图象向左平移1个单位、再向下平移1个单位得到的.
当时,随增大而递增且恒为正,随增大而递减,
因此在上单调递减,A正确、B错误.
当时,随增大而递增且恒为负,随增大而递减,
因此在上单调递减,C正确、D错误.
8.(25-26高一上·浙江杭州·期末)若关于的不等式的解集为,则下列选项正确的是( )
A.
B.函数在上单调递减
C.
D.不等式的解集为
【答案】ACD
【分析】利用三个二次的关系,将条件转化成方程的根的情况,判断a的符号,利用韦达定理得到a,b,c的数量关系,再根据选项一一判断或求解不等式即可.
【详解】对于A选项:由题意,方程有两根为和2,且,A正确;
由韦达定理,,即.
对于B选项:,
因,故该函数在上单调递增,B错误.
对于C选项:因,且,
故,C正确;
对于D选项:,,则,则,解得,D正确.
故选:ACD
9.(26-27高一上·全国·课堂例题)函数的单调递减区间是________,单调递增区间是________.
【答案】
【详解】,故其对称轴为,结合函数图象知其单调递减区间是,单调递增区间是.
10.(25-26高一上·重庆·期末)函数的单调递增区间是__________.
【答案】
【分析】根据对勾函数的单调性质进行求解即可.
【详解】因为,
所以对勾函数的单调递增区间是.
故答案为:
三、题型三 单调性的证明
11.(2026高一·全国·专题练习)已知函数,
(1)用定义法判断在区间上的单调性;
(2)求出该函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)证明:,且,
则 ,
因,则,
则,即,
则在区间上单调递增.
(2)最小值为,最大值为.
【分析】(1)利用定义法,设,再化简求得即可判断;
(2)由的单调性即可判断最值.
【详解】(1)略
(2)由(1)可知在区间上单调递增,
则的最小值为,最大值为.
12.(25-26高一上·浙江杭州·期中)已知函数,
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明你的结论.
(2)求该函数在区间上的最大值与最小值.
【答案】(1)
在上的单调递增,证明如下:
在内任取,且,
,
因为,所以,
所以,即,
所以在上的单调递增.
(2)最大值为,最小值为
【分析】(1)根据单调性的定义,按照取值、作差、整理、定号,得结论的步骤,证明即可.
(2)根据的单调性,结合条件,代入数据,即可得答案.
【详解】(1)略
(2)由(1)得在上的单调递增,
所以的最大值为,的最小值为.
13.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知函数且经过,两点.
(1)求函数的解析式;
(2)利用单调性的定义证明:在上单调递增.
【答案】(1)
(2)证明:任取,且,
则
,
因为,且,
所以,
故,
故,
所以在上单调递增.
【分析】(1)将已知两点坐标代入解析式后求解;
(2)根据单调性的定义证明:任取,且,利用作差法证明.
【详解】(1)将点,的坐标代入解析式得,
解得,故.
(2)略
14.(25-26高一下·山东潍坊·期中)已知函数满足,.
(1)求
(2)用定义法判断在上的单调性,并求在上的值域.
【答案】(1)
(2)在上单调递减,在上的值域为
【分析】(1)利用换元法求解函数的解析式;
(2)利用定义法证明的单调性,并求解值域.
【详解】(1)令,则,将其代入得
,将替换为,得;
(2)任取,且,则
因为,所以,因为,所以,即
分母恒成立,
因此,即,所以在上单调递减。
由单调性可知,在上单调递减,最大值在左端点处取得:
最小值在右端点处取得:
所以在上的值域为.
四、题型四 复合函数的单调区间
15.(25-26高一上·山东潍坊·阶段检测)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,可知函数在上单调递增,
设,可作出函数图像:
可知函数在上单调递减,在上,
则的定义域为.
根据复合函数同增异减原则,可知在上单调递减,D正确.
16.(26-27高三上·四川遂宁·开学考试)函数的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求函数的定义域,设,分别判断内外函数的单调性,利用复合函数的性质即得.
【详解】由解得或,所以函数的定义域为,
设,函数在上单调递增,
二次函数的开口向上,对称轴为直线,
则二次函数在上单调递减,在上单调递增,
由复合函数的“同增异减”的性质,可知函数的单调递增区间为.
17.(2026高一·全国·专题练习)函数的单调递减区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当时,,此时函数单调递增,
当时,,此时函数单调递减,
即函数的单调递减区间为.
18.(25-26高二下·天津·阶段检测)函数在区间上单调递减,则a的取值范围为________
【答案】
【分析】先求解函数的定义域,再利用复合函数“同增异减”的单调性规则,结合二次函数的性质确定的取值范围.
【详解】由已知,,解得或,所以函数的定义域为,
令,其对称轴为,结合函数定义域可知,
在上单调递减,在上单调递增,
因为在上单调递增,
根据复合函数“同增异减”原则,要使函数在区间上单调递减,
则函数也要在区间上单调递减,且,
所以,所以
19.(专题06期末真题百练通关03高一数学上学期沪教版必修第一册)函数的增区间是______.
【答案】
【分析】由偶次根式有意义,可得定义域为,再根据复合函数的同增异减法则可得.
【详解】函数是由函数复合而成的,
在其定义域上为增函数,
要求函数的增区间即求函数的增区间,
由于函数的增区间为,
又由函数的定义域为,
故函数的增区间是.
故答案为:.
五、题型五 已知单调性求参数
20.(26-27高二上·河南·阶段检测)已知函数的单调递减区间为,单调递增区间为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用韦达定理求解即可.
【详解】由题知,当时,或,
所以可得,即,
所以.
21.(2026·河北沧州·模拟预测)已知函数在区间上单调递增,则的可能取值是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】函数的单调递增区间为,
依题意,,则,解得,
因此的可能取值是,ABD是,C不是.
22.(25-26高二下·河北衡水·期末)设函数,已知对任意恒成立,则( )
A.曲线过定点 B.的取值范围是
C.在区间上单调递减 D.在区间上单调递增
【答案】ABC
【分析】由二次函数的基本性质,结合函数过定点的判定、恒成立条件下参数范围求解、单调性与对称轴的关系逐一分析选项.
【详解】对于A:将整理为,令,可得,取值与无关,
因此曲线恒过定点,A正确;
对于B:是开口向上的二次函数,对任意恒成立,
则判别式,解得,即,B正确;
对于C:二次函数的对称轴为,由得对称轴范围是,
区间内的所有值均小于,即全部在对称轴左侧,开口向上的二次函数在对称轴左侧单调递减,
因此在上单调递减,C正确;
对于D:当时,对称轴为,区间在对称轴左侧,此时在上单调递减,D错误.
23.(2024高二下·福建·学业考试)已知函数在区间是减函数,则实数a的取值范围是________
【答案】
【详解】的对称轴为,开口向上,递减区间为.
所以,所以.
24.(24-25高一上·四川宜宾·期中)若函数是上的单调函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】函数在上单调,且开口向下,在区间上不可能单调递减,
函数在上不可能单调递减,故在上单调递增,
,解得,
的取值范围是.
25.(25-26高二下·辽宁辽阳·期末)已知在上满足,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由得出在上单调递增,因为其中二次函数的系数,故分和两类讨论,结合一次函数单调性,二次函数单调性列出不等式可求得的范围.
【详解】由题意知,在上单调递增,
当时,,满足题意;
当时,得,
所以.
26.(25-26高二下·甘肃·期末)已知函数对任意的,总满足以下不等关系:,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得:
当时,有,
当时,有,
说明在上严格单调递减.
已知,
可知是一个斜率为的一次函数,在上单调递减,
是一个开口向下的二次函数,对称轴为轴,
在上单调递减,故满足即可实现在上严格单调递减.
,,则,
解得.
六、题型六 利用单调性求最值
27.(2026高一·全国·专题练习)函数的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求二次函数的对称轴,根据单调性确定闭区间上的最值.
【详解】函数的对称轴为,
在单调递减,在单调递增,
所以,,
当,,
故原函数的值域为.
28.(2026·山东济南·模拟预测)已知表示,中的最小者,则函数的最大值为( )
A.0 B.1 C.3 D.4
【答案】C
【详解】令,整理得一元二次方程,解得或.
当或时,,因此;
当时,,因此.
求分段函数的最大值:
时,;
时,是递减函数,;
时,是递增函数,.
综上,当时的最大值为3.
29.(26-27高一上·黑龙江黑河·开学考试)若时,则的最大值与最小值分别是( ).
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】通过换元将含根式的函数转化为二次函数,利用二次函数在闭区间上的最值性质求解.
【详解】令,由可得,且,
代入原函数得,,该函数为开口向下的二次函数,对称轴为,
将代入函数,得;
开口向下的二次函数在闭区间上的最小值在端点处取得,
分别代入端点: 当时,;
当时,; 比较得,
因此当时,函数取最大值,最大值为,
当时,函数取最小值,最小值为.
30.(26-27高一上·全国·课后作业)函数在上的最大值和最小值分别是________.
【答案】,1
【分析】对分式函数分离常数,判断区间上单调性,再代入区间端点求得最值.
【详解】,
因为在上单调递增,
所以在上单调递增,
所以,.
31.(2026高一上·全国·专题练习)已知函数,
(1)求的值域.
(2),求的最小值.
(3),求的值域.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)函数在上单调递减,所以,即,所以值域为.
(2)函数在上单调递减,在上单调递增,
所以的最小值为.
(3)函数在在上单调递增,
所以,即,所以值域为.
32.(25-26高一下·安徽阜阳·开学考试)已知函数,且.
(1)用定义证明函数在上是增函数;
(2)求函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)证明:因为函数,且,所以,解得,
故.
任取,且,
则,
因为,所以,则,
所以,即,
故函数在上为增函数.
(2)最大值为5,最小值为4
【分析】(1)先由条件求出的值,再利用函数的单调性定义证明;
(2)利用函数的单调性计算即得函数在给定区间上的最值.
【详解】(1)略;
(2)由(1)知,函数在上为增函数,则其在上为增函数,
则,
故函数在区间上的最大值为5,最小值为4.
33.(25-26高一上·广西玉林·期中)已知函数().
(1)对都有成立,求实数取值范围;
(2)求在上的最小值;
(3)求(2)中函数的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据计算;
(2)分、、三种情况讨论;
(3)根据分段函数的单调性求最值.
【详解】(1)由题意得,对恒成立,
则,得,
故的取值范围为;
(2)对称轴为,且开口朝上,
则在上单调递减,在上单调递增,
当,即时,;
当,即时,;
当,即时,,
则;
(3)由(2)可知,当时,;
当时,;
当时,,
故的最大值为.
七、题型七 根据最值求参数
34.(2026高一·全国·专题练习)函数在区间上的最大值为4,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】显然,
若,则函数在区间上是减函数,
则,解得,不满足,舍去;
若,则函数在区间上是增函数,则,解得.
综上,.
35.(25-26高一上·辽宁锦州·期末)若函数在区间上的最大值为1,则实数( )
A.0 B.1 C.2 D.0或1
【答案】A
【分析】先分离变量,再由复合函数的单调性知,分类讨论即可.
【详解】函数,
当时,,不满足函数在区间上最大值为1,不符合题意;
当时,函数在区间上单调递减,
所以最大值为,不符合题意;
当时,函数在区间上单调递增,
所以最大值为,解得;
综上所述,实数.
故选:A
36.(25-26高二下·广东汕尾·期末)函数在上的最大值与最小值之和为,则实数_________.
【答案】
【分析】分,,,四种情况讨论,结合条件,利用的单调性,即可求解.
【详解】若,易知在区间上单调递增,
由题知,解得,不合题意,
若,即时,在区间上单调递增,
由题知,解得,不合题意,
若,即时,在区间上单调递减,在区间上单调递增,
又,,,
当,即时,
由题有,解得,又,则,所以满足题意,
当,即时,由题有,解得,
又,则,不合题意,
若,即时,在区间上单调递减,
由题知,解得,不合题意,
综上所述,实数.
37.(2025高一上·北京海淀·专题练习)已知二次函数,当时,函数有最大值,则______.
【答案】
【分析】对二次项系数分类讨论并结合二次函数的性质建立方程,进而求解参数即可.
【详解】对于二次函数,先讨论的正负,
当时,对于,对称轴为,此时最大值在端点处取得,
当时,,
当时,,
因为,所以,即最大值为,
而函数有最大值,则,解得,
当时,最大值在对称轴处取得,
当时,,
可得,解得,不符合题意,排除,
综上,的值为.
故答案为:
38.(25-26高一上·北京·期中)已知函数在区间上的值域为,则实数的取值范围为______.
【答案】
【分析】由对勾函数的单调性得到在和的单调性上,讨论与情况下,的最大值和最小值,再根据的值域为,列出的方程或不等式,求解即得.
【详解】,
由对勾函数的单调性知,
时,单调递减;时,单调递增;
∴在处取得极小值
若,则在上单调递减,,,
因为的值域为,所以,解得;
若,则在上单调递减,在上单调递增,
,,
因为的值域为,所以,解得,
又,所以.
综上,
故答案为:.
39.(25-26高一上·辽宁·阶段检测)已知函数.
(1)若,判断在上的单调性,并证明;
(2)当时,的最大值为1,求实数的值.
【答案】(1)
若,则,在上单调递减.证明如下:
设,则
,
因为,所以,
所以,所以,
所以,即,
所以在上单调递减.
(2).
【分析】(1)利用定义法,按照取值,作差,整理,定号,得结论的步骤,结合解析式,化简计算,即可得证.
(2)令,令,为开口向下,对称轴为的抛物线,分别讨论、和三种情况,根据二次函数的性质,分别求出的最大值,结合条件,求出a值,综合即可得答案.
【详解】(1)略
(2)令,则,因为,所以,
则令,为开口向下,对称轴为的抛物线,
①当时,函数在上单调递减,
所以,解得,不符合题意,舍去;
②当时,函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,解得舍去);
③当时,函数在上单调递增,
所以,解得,不符合题意,舍去.
综上,实数的值为.
八、题型八 根据单调性比较大小
40.(2026高一·全国·专题练习)若函数在上单调递减,则下列一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为在上单调递减,且,
所以.
41.(25-26高一上·安徽·阶段检测)已知二次函数的最大值为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用对称性得出,再结合函数的单调性即可.
【详解】由题意可知,的图象关于直线对称,所以,
又在上是减函数,所以.
故选:C.
42.(25-26高一上·四川南充·期中)已知函数,且不等式的解集为,若,,,则,,的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据一元二次不等式的解集确定参数值,再由二次函数的区间单调性及对称性判断大小关系即可.
【详解】由题设是的两个根,且,则,可得,
所以,其图象开口向下且对称轴为,
所以在上单调递增,且,而,
所以,即.
故选:B
43.(24-25高一上·安徽淮北·期末)已知函数在R上严格单调递增,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】由条件,可推得且,再结合单调性逐一分析选项.
【详解】因为,所以.
因为在R上严格单调递增,
所以.
选项A:例如,,满足,
但,故A错误.
选项B:由,得,即,故B正确.
选项C:由,得,即,故C错误.
选项D:由且,两式相加得:,故D正确.
44.(安徽省天一大联考2024-2025学年高一上学期12月联考数学试卷)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,根据定义法分析的单调性,然后将问题转化为“” ,结合单调性可知结果.
【详解】设函数,任取,
则
,
因为,且,
所以,所以,
所以,所以,所以在上单调递减,
由,可得,
即,所以,即.
故选:B.
45.(25-26高一上·四川广安·期中)已知函数,且,则与的大小关系是______.
【答案】
【分析】由绝对值的几何意义,结合二次函数的性质,即可得解.
【详解】由绝对值的几何意义可知,在数轴上表示到的距离比到1的距离更近,
而,该二次函数的对称轴为,且开口朝上,易知到对称轴的距离越近,函数值越小,故,
故答案为:.
46.(25-26高一上·河南·阶段检测)已知函数.
(1)用定义法证明:是增函数;
(2)证明:.
【答案】(1)证明:
任取,且,
则
,
因为,所以,
所以,即,
所以在R上单调递增.
(2)证明:
由(1)得在R上单调递增,且,
所以,则,得证.
【分析】(1)根据定义法证明单调性的步骤,取值、作差、整理、变形、得结论,结合解析式,化简整理,即可得证.
(2)由(1)得在R上单调递增,所以,代入解析式,即可得证.
【详解】(1)略;
(2)略.
九、题型九 根据单调性解不等式
47.(2026·广西崇左·二模)已知函数在上单调递增,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数在上单调递增,,所以,解得,故B正确.
48.(25-26高一下·湖南娄底·开学考试)已知定义在上的函数满足任意,且,都有成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】确定函数单调性,通过和两类情况讨论求解即可.
【详解】由条件对任意成立,可知是定义在上的单调递减函数,
则等价于两种情况:
情况1:
,
因为单调递减,等价于,
解得,又,得:;
情况2:
,
因为单调递减,等价于,
解得,又,解集为,
综上:不等式的解集为.
49.(2026·陕西榆林·模拟预测)定义在上的函数满足,,都有成立,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题确定函数的单调性,通过和两类情况讨论求解即可.
【详解】由题知函数在上单调递增,
当时,不等式可化为,即,解得;
当时,不等式可化为 ,即,此时无解.
综上,不等式 的解集为.
50.(2026高三·全国·专题练习)已知函数为R上的减函数,若,则______;若,则实数x的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为函数是上的减函数,且, 根据减函数的性质:自变量越大,函数值越小,可得,故①处填.
由,且是上的减函数, 可得自变量满足,同时分式有意义需.
解不等式,即,等价于且, 解得或,故②处填.
51.(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知函数.
(1)用定义证明函数在定义域上为增函数;
(2)求解不等式.
【答案】(1)
设任意;
因为,所以,
所以,即,
所以在上是增函数;
(2)
【分析】(1)根据增函数的定义,作差证明即可;
(2)根据第一问结论,列出不等式组证明即可.
【详解】(1)略
(2)是上的增函数且.
解得
所以不等式的解集为
52.(25-26高一上·四川巴中·阶段检测)已知函数,
(1)用定义法证明函数在区间上是增函数;
(2)试比较与的大小关系;
(3)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)任取 ,且 ,
则
因为 ,所以 ,,,因此 ,
即分子分母都为正,故 ,即,
所以函数在区间上是增函数;
(2)
(3)
【分析】(1)根据单调性的定义,结合作差法即可求解;
(2)利用单调性来判断大小即可;
(3)根据函数的单调性,结合函数定义域,即可列不等式求解..
【详解】(1)略
(2)因为,且函数在区间上是增函数,
所以;
(3)因为 定义域为,且在 上是增函数,
所以由不等式可得:
,解得,
即 或 ,
故实数 的范围为:.
十、题型十 恒(能)成立问题
53.(25-26高二下·广东深圳·期末)若关于的不等式在时有解,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求函数在区间上的最小值,再根据有解条件确定的取值范围即可.
【详解】设,,则不等式在上有解等价于.
对任意,有,当且仅当,即时等号成立.
因为,故在上的最小值为,所以.
故的取值范围为.
54.(25-26高二下·北京延庆·期末)已知不等式对任意的都成立,则实数的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意.
设,则.
若,则方程的解为;
若,由方程有解,
可得且.
综上.所以.
所以实数的最小值为2.
55.(26-27高三上·北京·开学考试)不等式对任意恒成立,则的最小值是( )
A. B. C.8 D.10
【答案】D
【详解】对任意,不等式恒成立,
而函数在上单调递减,则,因此
所以的最小值是10.
56.(25-26高一下·重庆·阶段检测)已知函数,若对任意恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】当时,,
当时,,此时,
当时,,
所以的最大值为.
因为对任意恒成立,
所以,即,
整理得,用数轴穿根法解得或,
即实数的取值范围是.
57.(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)已知函数.
(1),求实数的取值范围;
(2),使得,求实数的值;
(3),求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)将问题转化为两个函数的最值问题,解不等式 即可;
(2)将问题转化为两个函数与在上值域关系,列式计算即可;
(3)设得到在上单调递减,再根据减函数的定义即可求出.
【详解】(1)因为,
因为,
当时,,
因为,当时,,
因为,
所以,即,
所以;
(2)由(1)知,
因为,所以,
由题意,
则,所以;
(3),
设,所以,
即在上单调递减,
所以,
根据定义法,设,
所以,
即在上恒成立,
因为,所以,所以,
所以.
十一、题型十一 分段函数的单调性问题
58.(25-26高一下·贵州毕节·期中)已知在R上满足,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】条件可转化为函数在R上单调递增,结合一次函数单调性、二次函数单调性列不等式可求的范围.
【详解】由题意知,在R上单调递增,
当时,,满足题意;
当时,需满足,解得,所以.
综上,.
59.(25-26高二下·河北·期末)已知函数若,则t的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先计算出的值,再根据的取值范围分和两种情况,分别代入分段函数对应的解析式列不等式求解,最后将两种情况的解集合并得到的取值范围.
【详解】,
当,即时,,由,得;
当,即时,,由,得,解得,
综上,,即的取值范围为.
60.(26-27高二上·内蒙古鄂尔多斯·开学考试)若函数,在满足对任意实数,都有成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用分段函数的特点进行求解.
【详解】对任意实数,都有成立,
所以在上单调递增,
当时,若使单调递增,则需满足;
当时,若使单调递增,需满足二次函数的对称轴,即:,
若在上单调递增,则需满足,即:,
所以实数的取值范围为.
61.(25-26高一上·重庆·期末)已知函数.
(1)求的值;
(2)画出函数的图象,并写出函数的单调递增区间.
【答案】(1)
(2)
函数的单调递增区间为.
【分析】(1)根据分段函数计算函数值;
(2)先画出函数图象,再根据函数图象判断函数的单调递增区间.
【详解】(1);
(2)
由图象知函数的单调递增区间为.
62.(25-26高一上·海南海口·阶段检测)设函数,则不等式的解集为______.
【答案】
【分析】分析分段函数的单调性,然后分类讨论求解不等式即可.
【详解】当时,单调递减,;
当时,是常数函数.
当且,即时,由不等式可得,
即,解得或,所以;
当且,即时,,
故不等式的解为;
当且,即时,,
不等式恒成立,所以不等式的解为;
当且,即时,,
不等式成立,所以不等式的解为;
综上,不等式的解集为.
故答案为:.
63.(25-26高一下·辽宁营口·阶段检测)已知函数.
(1)若的最大值为4,求实数a的值;
(2)若在上单调递增,求实数a的取值范围;
(3)若,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)分别求和时的取值范围,结合反比例函数和一次函数,比较两段的最值,结合最大值为4建立关于的方程求解;
(2)根据分段函数在上单调递增,可得各段函数分别单调递增,且左段函数在处的函数值不大于右段函数在处的函数值,再根据单调性条件建立关于的不等式求解;
(3)判断和与0的大小关系,分情况讨论,分别利用单调性、函数值大小建立不等式求解.
【详解】(1)当时,,取不到4,
所以时,的最大值为4,
因为在上单调递增,
所以,则.
(2)当时,单调递增;
当时,单调递增,
因为在上单调递增,只需,则,
所以实数a的取值范围为.
(3)易知,
当,即,
因为在上单调递增,所以成立;
当,即,
因为在上单调递增,所以成立;
当时,,,
所以,,
所以,不符合题意.
综上所述,实数a的取值范围为.
十二、题型十二 抽象函数的单调性
64.(2026高一上·全国·专题练习)已知函数的定义域为,满足,且对于任意实数有,当时,.
(1)求的值;
(2)求证在定义域上是单调递增函数.
【答案】(1)
(2)当时,.
即,由于对于任意实数,,有,
则,即有时,.
设,则,,
则由,
得,即.
故在定义域上是单调递增函数.
【分析】(1)利用赋值法即可求得答案;
(2)先由题意推出时,.继而设,可得,,则由,推出,即可证明结论.
【详解】(1)由于对于任意实数,有,
令,则,即,
再令,则,
由于,则;
(2)略
65.(25-26高一下·陕西西安·开学考试)已知函数满足,,,且当时.
(1)求的值;
(2)证明:,;
(3)判断的单调性并用单调性定义给出证明.
【答案】(1)
(2)证明:①当时,显然,有,符合题意;
②当时,令,则,所以,
因为,所以,所以,
所以当时,,此时,符合题意;
③当时,则,,符合题意.
综上所述,,.
(3)单调递增.
证明:设任意,,且,
则
,
由(2)可知,对,,
又,得,
所以,即,
所以函数在上单调递增.
【分析】(1)根据赋值法代入求解即可.
(2)结合已知条件,分情况证明即可.
(3)根据单调性的定义判断证明即可.
【详解】(1)将,代入得,
即,
因为当时,,所以,
所以.
(2)略
(3)略
66.(25-26高一下·陕西安康·期中)已知函数的定义域为,对任意正实数,,恒有,且当时,.
(1)求证:,且当时,;
(2)判断在上的单调性;
(3)若存在,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)
由题可知,所以,
因为,则,又,
所以,
所以当时,;
(2)单调递增
(3)
【分析】(1)利用已知条件,对自变量赋值可证且当时;
(2)根据函数单调性的定义判断;
(3)利用(2)的单调性和函数的定义域建立不等式组,求解;
【详解】(1)略
(2)任取,则,则,
又,
所以,
所以在上的单调递增;
(3)由题意,需满足定义域条件 ,解得,且,
由(2)知 单调递增,原不等式等价于 ,
要使该不等式有解,只需 小于 在其定义域 上的最大值,
令,则,
所以,解得,
所以的取值范围为
67.(25-26高一下·广东江门·阶段检测)已知函数的定义域为,且,当时,.
(1)求,判断的正负,并给出证明;
(2)判断在上的单调性,并给出证明;
(3)若关于x的不等式有解,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
令,则,
因为当时,,所以;
令,则,
若,则,,则,
故对于,为正;
(2)
在上单调递增,证明如下:
任取,且,则,则,
则,
因为,所以,即,
故在上单调递增;
(3)
【分析】(1)令,求出,再令,结合时的正负性判断;
(2)利用定义判断单调性;
(3)利用单调性结合一元二次函数的性质判断.
【详解】(1)令,则,
因为当时,,所以;
令,则,
若,则,,则,
故对于,为正;
(2)在上单调递增,证明如下:
任取,且,则,则,
则,
因为,所以,即,
故在上单调递增;
(3)因为关于x的不等式有解,且在上单调递增,
所以有解,即在上有解,
故,得或,
故实数a的取值范围为.
68.(25-26高二下·河南·阶段检测)已知函数满足:对任意实数,,,,且当时,.
(1)求的值;
(2)证明:是上的单调递减函数;
(3)若对,,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)任取,且,则,
由条件知,
所以.
所以,故是上的单调递减函数;
(3)
【分析】(1)由赋值法求解;
(2)由函数单调性的定义求解;
(3)由二次不等式恒成立求解.
【详解】(1)令,可得,结合知;
(2)略
(3)令,知,,故.
又因为是上的单调递减函数,所以,等价于,,
即对,恒成立.
当时,不恒成立,舍去;
当时,,解得,
综上所述,实数的取值范围是.
试卷第1页(共3页)
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