内容正文:
第07讲 单调性及最大(小)值
一、必备知识整合
知识点一、函数的单调性
1.增函数、减函数的概念
一般地,设函数的定义域为,区间
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有 ,那么就说在区间上是增函数.
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有 ,那么就说在区间上是减函数.
2.单调性定义的等价形式
(1)函数在区间上是增函数:
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,.
(2)函数在区间上是减函数:
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,.
3.单调性与单调区间
(1)单调区间的定义
如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间.
函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
4.证明函数单调性的步骤
(1) .
(2) .
(3) .
(4) .
5.函数单调性的判断方法
(1) .
(2) .
(3) .
(4)记住几条常用的结论
①若是增函数,则为 ;若是减函数,则为 ;
②若和均为增(或减)函数,则在和的公共定义域上为 ;
③若且为增函数,则函数为 ,为 ;若且为减函数,则函数为 ,为 .
6.复合函数单调性的判断: .
7.利用函数单调性求参数的范围
(1)在上恒成立在上的 .
(2)在上恒成立在上的 .
知识点二、基本初等函数的单调性
1. 一次函数
2. 二次函数
3. 反比例函数
知识点三、函数的最大(小)值
前提
一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,如果存在实数M满足
条件
(1)∀x∈D,都有f(x)≤M;
(2)∃x0∈D,使得f(x0)=M
(1)∀x∈D,都有f(x)≥M;
(2)∃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
二、考点分类精讲
►考点01 单调性的概念
【例1】若函数在上是增函数,对于任意的,(),则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1】设函数的定义域为,已知为上的减函数,,,则是的( )
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
【变式2】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
【变式3】下列函数中,满足“对任意x1,x2∈(0,+∞),当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2)”的是( )
A.f(x)=|x| B.f(x)=
C.f(x)=-x2+2x D.f(x)=ex
►考点02 单调性的证明
【例2】判断并证明在的单调性.
【变式1】已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并证明;
(2)求函数的值域.
【变式2】设函数.
(1)判断函数在区间和上的单调性,并证明;
(2)若,求函数在上的最大值;
(3)若,且,使得成立,求实数t的取值范围.
【变式3】已知函数,且.
(1)求实数的值;
(2)判断在区间上的单调性并用定义证明.
►考点03 求函数的单调区间
【例3】的单调增区间为( )
A.
B.
C. D.
【变式1】以下函数在其定义域上为增函数的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】函数的增区间是
A.
B.
C. D.
【变式3】函数的单调递增区间为( )
A.
B.
C. D.
►考点04 利用函数单调性求参数的取值范围
【例4】若函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A.
B.
C. D.
【变式1】已知在上单调,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C. D.
【变式2】若是定义在上的减函数,则a的取值范围是( )
A.
B.
C. D.
【变式3】已知函数.
(Ⅰ)若函数在区间上具有单调性,求实数k的取值范围;
(Ⅱ)若对任意的恒成立,求实数k的取值范围.
►考点05 利用函数单调性的性质解不等式
【例5】已知在定义域上是减函数,且,则的取值范围为( )
A. (0,1) B.(-2,1)
C.(0,) D.(0,2)
【变式1】函数满足:对任意的总有.则不等式的解集为________.
【变式2】已知函数
(1)判断并证明函数在的单调性;
(2)若函数的定义域为且满足,求的范围.
【变式3】定义在上的函数满足,且,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
►考点06 利用函数单调性的性质比较函数值的大小关系
【例6】已知函数的图象关于直线对称,当时,恒成立,设,,(其中e=2.71828…),则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【变式1】定义在R上的函数f(x)关于y轴对称,并满足:对任意的x1,x2∈(-∞,0](x1≠x2),有<0,则( )
A.f(-2)<f(3)<f(4) B.f(-2)>f(3)>f(4)
C.f(3)<f(4)<f(-2) D.f(4)<f(-2)<f(3)
【变式2】函数在是增函数,若,则有 ( )
A. B.
C. D.
【变式3】(多选)函数f(x)的定义域为R,对任意的实数x1,x2(x1≠x2),满足x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),下列结论正确的是( )
A.函数f(x)是减函数 B.f(-5)<f(0)<f(1)
C.f(0)=0 D.不等式f(2x-1)<f(3-x)的解集为
►考点07 利用单调性求函数的最值
【例7】函数在区间上的最大值为( )
A.
B.
C. D.
【变式1】若函数 在区间上的值域为,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【变式2】(多选)下列函数中,值域正确的是( )
A.当x∈[0,3)时,函数y=x2-2x+3的值域为[2,6)
B.函数y=的值域为R
C.函数y=2x-的值域为
D.函数y=的值域为[,+∞)
【变式3】设函数,若对于,恒成立,则实数的取值范围是( )
A.
B. C. D.
►考点08 抽象函数单调性问题
【例8】已知函数是定义在R上的增函数,并且满足,.(1)求的值;(2)若,求的取值范围.
【变式1】柯西(Cauchy,1789—1857)是著名的法国数学家.我们把函数方程f(x+y)=f(x)+f(y)称为柯西方程,满足该方程的函数f(x)称为“加性函数”.请写出一个在R上单调递减的加性函数 .
【变式2】已知函数的定义域是,对定义域的任意都有,且当时,,;
(1)求证:;(2)试判断在的单调性并用定义证明你的结论;
(3)解不等式
【变式3】已知定义在(0,+∞)上的函数f(x),满足f(mn)=f(m)+f(n)(m,n>0),且当x>1时,f(x)>0.
(1)求证:f=f(m)-f(n);(5分)
(2)若f(2)=1,解不等式f(x+2)-f(2x)>2.(9分)
三、课后作业
1.函数在区间上的最小值是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
2.下列函数中,在上为减函数的是( )
A. B.
C. D.
3.若函数是上的减函数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.如果函数在上是增函数,那么实数的取值范围( )
A. B.
C. D.
5.已知函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.函数f (x)=1-( )
A.在(-1,+∞)上单调递增 B.在(1,+∞)上单调递增
C.在(-1,+∞)上单调递减 D.在(1,+∞)上单调递减
7.函数的单调减区间是( )
A. B.
C. D.
8.(多选)已知函数,下列结论正确的是( )
A.定义域、值域分别是, B.单调减区间是
C.定义域、值域分别是, D.单调减区间是
9.(多选)已知函数f(x)的定义域为R,对任意a,b∈R,都有f(a)f(b)=f(a+b),f(0)≠0且当x>0时,0<f(x)<1,则( )
A.∀x∈R,都有f(x)=-
B.当x<0时,f(x)>1
C.f(x)是减函数
D.若f(3)=则不等式f(2t2-5t)>的解集为
10.函数f(x)=的单调递增区间为 .
11.函数的单调递减区间为________
12.已知函数在上的最大值为,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
13.已知.
(1)用分段函数的形式表示;(2)画出的图象,并写出函数的单调区间和值域.
14.已知函数.
(1)试判断函数在区间上的单调性,并证明;
(2)求函数在区间上的值域.
15.已知函数.
(1)判断在上的单调性,并用定义法证明;
(2)已知在上的最大值为m,若正实数a,b满足,求最小值.
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第07讲 单调性及最大(小)值
一、必备知识整合
知识点一、函数的单调性
1.增函数、减函数的概念
一般地,设函数的定义域为,区间
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是增函数.
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是减函数.
2.单调性定义的等价形式
(1)函数在区间上是增函数:
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,.
(2)函数在区间上是减函数:
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,;
任取,且,.
3.单调性与单调区间
(1)单调区间的定义
如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间.
函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
4.证明函数单调性的步骤
(1)取值.设是定义域内一个区间上的任意两个量,且;
(2)变形.作差变形(变形方法:因式分解、配方、有理化等)或作商变形;
(3)定号.判断差的正负或商与1的大小关系;
(4)得出结论.
5.函数单调性的判断方法
(1)定义法:根据增函数、减函数的定义,按照“取值—变形—判断符号—下结论”进行判断.
(2)图象法:就是画出函数的图象,根据图象的上升或下降趋势,判断函数的单调性.
(3)直接法:就是对我们所熟悉的函数,如一次函数、二次函数、反比例函数等,直接写出它们的单调区间.
(4)记住几条常用的结论
①若是增函数,则为减函数;若是减函数,则为增函数;
②若和均为增(或减)函数,则在和的公共定义域上为增(或减)函数;
③若且为增函数,则函数为增函数,为减函数;若且为减函数,则函数为减函数,为增函数.
6.复合函数单调性的判断:同增异减
7.利用函数单调性求参数的范围
(1)在上恒成立在上的最大值.
(2)在上恒成立在上的最小值.
知识点二、基本初等函数的单调性
1. 一次函数
2. 二次函数
3. 反比例函数
知识点三、函数的最大(小)值
前提
一般地,设函数y=f(x)的定义域为D,如果存在实数M满足
条件
(1)∀x∈D,都有f(x)≤M;
(2)∃x0∈D,使得f(x0)=M
(1)∀x∈D,都有f(x)≥M;
(2)∃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
二、考点分类精讲
►考点01 单调性的概念
【例1】若函数在上是增函数,对于任意的,(),则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C【解析】由函数的单调性定义知,若函数在给定的区间上是增函数,则,与同号,由此可知,选项A,B,D都正确.若,则,故选项C不正确.故选:C.
【变式1】设函数的定义域为,已知为上的减函数,,,则是的( )
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
【答案】A
【变式2】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
【答案】A
【解析】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.
【变式3】下列函数中,满足“对任意x1,x2∈(0,+∞),当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2)”的是( )
A.f(x)=|x| B.f(x)=
C.f(x)=-x2+2x D.f(x)=ex
【答案】 B
【解析】对任意x1,x2∈(0,+∞),
当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),
则函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,
f(x)=|x|在(0,+∞)上单调递增,故A错误;
f(x)=在(0,+∞)上单调递减,故B正确;
f(x)=-x2+2x=-(x-1)2+1在(0,+∞)上不单调,故C错误;
f(x)=ex在(0,+∞)上单调递增,故D错误.
►考点02 单调性的证明
【例2】判断并证明在的单调性.
【解析】根据函数单调性的定义:任取,所以
因为,所以,所以所以原函数单调递增。
【变式1】已知函数,.
(1)判断函数的单调性,并证明;
(2)求函数的值域.
【答案】(1)单调递增,证明见解析;(2)
【解析】(1)在区间上单调递增,
证明如下:任取且,
,
因为,所以,,,
所以,即,
所以函数在区间上单调递增.
(2)由(1)知:在区间上单调递增,
所以,,
所以函数的值域是.
【变式2】设函数.
(1)判断函数在区间和上的单调性,并证明;
(2)若,求函数在上的最大值;
(3)若,且,使得成立,求实数t的取值范围.
【解析】(1)函数在区间单调递减,在上单调递增,证明如下:
设,,
当时,,,当时,,
,故在区间单调递减,在上单调递增.
(2)若,由(1)知,函数在区间单调递减,在上单调递增,又,故函数在上的最大值为.
(3),使得成立,即,由(2)知,故,解得或.
【变式3】已知函数,且.
(1)求实数的值;
(2)判断在区间上的单调性并用定义证明.
【答案】(1)1;(2)在区间上单调递减,证明见解析.
【解析】(1)由,得,所以.
(2)由(1)知,其定义域为,
在区间上单调递减.
证明如下:
任取,且,
.
因为,,且,
所以,,,
则,所以,
故在区间上单调递减.
►考点03 求函数的单调区间
【例3】的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【变式1】以下函数在其定义域上为增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于A选项,,由于反比例函数为减函数,故为减函数,A选项错误;
对于B选项,的对称轴为,开口向上,故为增函数,B选项正确;
对于C选项,由于上是减函数,故由复合函数的单调性得为定义域上的减函数,C选项错误;
对于D选项,为减函数,故D选项错误.
故选:B.
【变式2】函数的增区间是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由二次函数的图象可知
在上是增函数故选:C
【变式3】函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,
所以递增区间是.
故选:C.
►考点04 利用函数单调性求参数的取值范围
【例4】若函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.【答案】B
【变式1】已知在上单调,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.【答案】D
【变式2】若是定义在上的减函数,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为是定义在上的减函数,
所以,即,解得,
故选:A
【变式3】已知函数.
(Ⅰ)若函数在区间上具有单调性,求实数k的取值范围;
(Ⅱ)若对任意的恒成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由函数知,
函数图象的对称轴为.
因为函数在区间上具有单调性,
所以或,
解得或,
所以实数的取值范围为.
(2) 因为对任意的恒成立,
所以可得对任意的恒成立,
因为,当且仅当时等号成立,即,
所以只需,解得,
所以实数的取值范围为.
►考点05 利用函数单调性的性质解不等式
【例5】已知在定义域上是减函数,且,则的取值范围为( )
A.
(0,1) B.(-2,1) C.(0,) D.(0,2)
【答案】A
【变式1】函数满足:对任意的总有.则不等式的解集为________.
【答案】
【解析】因为对任意的总有
所以函数是上的单调增函数,
从而由得,解得.
故答案为:
【变式2】已知函数
(1)判断并证明函数在的单调性;
(2)若函数的定义域为且满足,求的范围.
【答案】(1)证明见解析,时,函数为减函数;(2).
【解析】(1),在上是减函数,证明如下:
设,则,
,,,,
,在上为减函数;
(2)由(1)可知:当时,函数为减函数,
由得,,解得,范围为.
【变式3】定义在上的函数满足,且,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B【解析】,不妨设,故,即,
令,则,故在上单调递减,,
不等式两边同除以得:,因为,所以,即,
根据在上单调递减,故,综上:故选:B
►考点06 利用函数单调性的性质比较函数值的大小关系
【例6】已知函数的图象关于直线对称,当时,恒成立,设,,(其中e=2.71828…),则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B【解析】因为当时,恒成立,所以函数在上是减函数,又函数的图象关于直线对称,所以,
而,所以,所以,故选:B.
【变式1】定义在R上的函数f(x)关于y轴对称,并满足:对任意的x1,x2∈(-∞,0](x1≠x2),有<0,则( )
A.f(-2)<f(3)<f(4) B.f(-2)>f(3)>f(4)
C.f(3)<f(4)<f(-2) D.f(4)<f(-2)<f(3)
【答案】A
【解析】因为对任意的x1,x2∈(-∞,0](x1≠x2),有<0,
所以f(x)在(-∞,0]上单调递减,
又f(x)关于y轴对称,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,
则f(2)<f(3)<f(4),
又f(-2)=f(2),
所以f(-2)<f(3)<f(4).
【变式2】函数在是增函数,若,则有 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,又函数在上是增函数,故故选:C.
【变式3】(多选)函数f(x)的定义域为R,对任意的实数x1,x2(x1≠x2),满足x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),下列结论正确的是( )
A.函数f(x)是减函数 B.f(-5)<f(0)<f(1)
C.f(0)=0 D.不等式f(2x-1)<f(3-x)的解集为
【答案】BD
【解析】由x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),
得(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,
因此f(x)是增函数,A错误;
由-5<0<1,得f(-5)<f(0)<f(1),B正确;
不一定有f(0)=0,如f(x)=2x在R上为增函数,f(0)=1,C错误;
由f(2x-1)<f(3-x),得2x-1<3-x,解得x<D正确.
►考点07 利用单调性求函数的最值
【例7】函数在区间上的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,则问题转化为求函数在区间上的最大值.根据对勾函数的性质,得函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,所以.故选:B
【变式1】若函数 在区间上的值域为,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】A
【解析】函数在其定义域上为增函数,故或,同理或,,,故.故选:A.
【变式2】(多选)下列函数中,值域正确的是( )
A.当x∈[0,3)时,函数y=x2-2x+3的值域为[2,6)
B.函数y=的值域为R
C.函数y=2x-的值域为
D.函数y=的值域为[,+∞)
【答案】 ACD
【解析】对于A,(配方法)y=x2-2x+3=(x-1)2+2,
由x∈[0,3),再结合函数的图象(如图①所示),可得函数的值域为[2,6).
对于B,(分离常数法)y==2+,显然≠0,∴y≠2.
故函数的值域为(-∞,2)∪(2,+∞).
对于C,(换元法)设t=,则x=t2+1,且t≥0,∴y=2(t2+1)-t=2,
由t≥0,再结合函数的图象(如图②所示),可得函数的值域为.
对于D,函数的定义域为[1,+∞),
∵y=与y=在[1,+∞)上均单调递增,∴y=在[1,+∞)上为增函数,∴当x=1时,ymin=,即函数的值域为[,+∞).
【变式3】设函数,若对于,恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,,由,得,不符合题意;
当时,函数的对称轴为,
当时,函数在区间上单调递增,此时函数,
要使,恒成立,只需,解得,所以;
当时,函数在区间上单调递减,此时函数,
要使,恒成立,只需,解得,不符合题意;
综上:实数的取值范围是.
故选:B
►考点08 抽象函数单调性问题
【例8】已知函数是定义在R上的增函数,并且满足,.(1)求的值;(2)若,求的取值范围.
【解析】(1)因为,令,得,即;
(2)由题意知,,∴由,可得,又在R上单调递增,∴,即,∴的取值范围是.
【变式1】柯西(Cauchy,1789—1857)是著名的法国数学家.我们把函数方程f(x+y)=f(x)+f(y)称为柯西方程,满足该方程的函数f(x)称为“加性函数”.请写出一个在R上单调递减的加性函数 .
【答案】f(x)=-x(答案不唯一)
【解析】设f(x)=-x,在R上单调递减.
f(x+y)=-x-y,f(x)=-x,f(y)=-y,满足f(x+y)=f(x)+f(y).
所以函数f(x)=-x是在R上单调递减的加性函数.
【变式2】已知函数的定义域是,对定义域的任意都有,且当时,,;
(1)求证:;(2)试判断在的单调性并用定义证明你的结论;
(3)解不等式
【解析】(1)令,得,解得,再令,则所以
(2)在上为增函数,证明如下:设,则,因为时,所以由(1)知所以所以在上为增函数.
(3)因为,所以,得,又因为,所以,
所以由上可知,是定义在上为增函数所以,原不等式,解得,即原不等式的解集为.
【变式3】已知定义在(0,+∞)上的函数f(x),满足f(mn)=f(m)+f(n)(m,n>0),且当x>1时,f(x)>0.
(1)求证:f=f(m)-f(n);(5分)
(2)若f(2)=1,解不等式f(x+2)-f(2x)>2.(9分)
(1)证明 f(m)=f=f +f(n),
即f=f(m)-f(n).
(2)解 任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,则>1.
由(1)得f(x2)-f(x1)=f>0,
即f(x2)>f(x1),
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵f(2)=1,∴2=f(2)+f(2)=f(4),
f(x+2)-f(2x)>2⇔f(x+2)>f(2x)+f(4)⇔f(x+2)>f(8x),
又f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴解得0<x<
故不等式f(x+2)-f(2x)>2的解集为.
三、课后作业
1.函数在区间上的最小值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
2.下列函数中,在上为减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
3.若函数是上的减函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A【解析】因为函数是上的减函数,所以,解得.
4.如果函数在上是增函数,那么实数的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数为二次函数,对称轴为,故函数在单调递减,单调递增,因此:.故选:B
5.已知函数在上单调递减,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为函数在上单调递减,
所以 ,
解得,
所以a的取值范围是,
故选:A
6.函数f (x)=1-( )
A.在(-1,+∞)上单调递增 B.在(1,+∞)上单调递增
C.在(-1,+∞)上单调递减 D.在(1,+∞)上单调递减
【答案】B
【解析】f (x)图象可由y=-图象沿x轴向右平移一个单位长度,再向上平移一个单位长度得到,如图所示.
故选:B
7.函数的单调减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
直接通过解析式,结合二次函数图象得:递增,在递减,故选:A.
8.(多选)已知函数,下列结论正确的是( )
A.定义域、值域分别是, B.单调减区间是
C.定义域、值域分别是, D.单调减区间是
【答案】BC
9.(多选)已知函数f(x)的定义域为R,对任意a,b∈R,都有f(a)f(b)=f(a+b),f(0)≠0且当x>0时,0<f(x)<1,则( )
A.∀x∈R,都有f(x)=- B.当x<0时,f(x)>1
C.f(x)是减函数 D.若f(3)=则不等式f(2t2-5t)>的解集为
【答案】BCD
【解析】令a=0,b=1,则f(0)f(1)=f(1),易知0<f(1)<1,所以f(0)=1.
当x<0时,-x>0,所以0<f(-x)<1,又f(x)f(-x)=f(x-x)=f(0)=1,
所以f(x)=即f(x)>1,A错误,B正确;
设x1<x2,且x1,x2∈R,则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2+x2)-f(x2)=f(x1-x2)f(x2)-f(x2)=f(x2)[f(x1-x2)-1],又x1<x2,所以x1-x2<0,所以f(x1-x2)>1,
又当x<0时,f(x)>1,当x>0时,0<f(x)<1,f(0)=1,
所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
所以f(x)是减函数,C正确;因为f(3)=
所以f(12)=f(6)f(6)=[f(3)]4=所以f(2t2-5t)>
即f(2t2-5t)>f(12),又f(x)是减函数,
所以2t2-5t<12,解得-<t<4,
所以不等式f(2t2-5t)>f(12)的解集为D正确.
10.函数f(x)=的单调递增区间为 .
【答案】
【解析】f(x)==2-
由2x+3≠0,得x≠-
当x∈时,y=单调递减,
f(x)单调递增;
当x∈时,y=单调递减,
f(x)单调递增,
所以f(x)的单调递增区间为.
11.函数的单调递减区间为________
【答案】(或)
【解析】对于函数,有,解得或.
所以,函数的定义域为.
内层函数在区间上为减函数,在区间上为增函数,
外层函数在上为增函数,
因此,函数的单调递减区间为(或).
故答案为:(或).
12.已知函数在上的最大值为,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】的图象如下图:
对称轴为,
令,得.
因为,
所以数形结合可得或.
故选:D
13.已知.
(1)用分段函数的形式表示;(2)画出的图象,并写出函数的单调区间和值域.
【解析】(1)当时,当时,,
当时,,所以.
(2)的图象如图:由图易得,的单调递增区间为,单调递减区间为,的值域为.
14.已知函数.
(1)试判断函数在区间上的单调性,并证明;
(2)求函数在区间上的值域.
【解析】(1)函数在上的为增函数,理由如下:
任取,且,有
∵,∴
∴即∴函数在区间上单调递增
(2)
由(1)可知函数在区间上单调递增,∴,又∵时,,∴∴∴函数的值域为.
15.已知函数.
(1)判断在上的单调性,并用定义法证明;
(2)已知在上的最大值为m,若正实数a,b满足,求最小值.
【答案】(1)在上单调递增,证明见解析;(2)2.
【解析】(1)函数在上单调递增.
证明如下:
令,
.
因为,所以,,
所以,
所以,即,
所以函数在上单调递增.
(2)由(1)知函数在上单调递增,
所以函数在上的最大值为,
即,所以,
所以,
当且仅当时等号成立.
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