内容正文:
第08讲 函数性质的综合应用
目录
01 思维导图 2
02 知识回顾 3
知识点1、单调性与最大(小)值 3
知识点2、奇偶性 4
03 题型精讲 6
题型一:由单调性求参数范围 6
题型二:函数值比较 7
题型三:由奇偶性求参数 9
题型四:中值模型 10
题型五:函数最大值与最小值问题 11
题型六:利用性质解函数不等式 13
题型七:单调性与奇偶性综合问题 15
题型八:新定义问题 18
04 过关测试 25
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上单调递减.
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:由单调性求参数范围
【典例1】(2026·高一·北京·期中)已知函数,则“”是“函数在上单调递减”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】分析充分性:
若,则函数,
由二次函数的性质可知,在上单调递减,充分性成立;
分析必要性:
为开口向下的二次函数,
对称轴为直线,
若函数在上单调递减,
则,因此必要性不成立.
综上,“”是“函数在上单调递减”的充分不必要条件.
【变式1-1】(2026·高一·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
【解析】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,.
【变式1-2】(2026·高一·四川宜宾·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
【解析】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.
【变式1-3】(2026·高一·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.
题型二:函数值比较
【典例2】(2026·高一·四川南充·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
【解析】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
【变式2-1】(2026·高一·福建莆田·期中)函数的定义域为R,满足,且对,.记,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意知,,
由,
得,
因为,所以.
又,
所以在上单调递增,则,
即.
故选:B
【变式2-2】(2026·高一·黑龙江牡丹江·期中)设函数是定义在R上的单调递增函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】函数是定义在R上的单调递增函数,且,
所以.
故选:A.
【变式2-3】(2026·高一·四川眉山·阶段检测)已知函数的定义域为,且它的图象关于对称,当时,恒成立,设,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由函数的定义域为,当时,恒成立,
可得函数在上单调递增,
又由函数的图象关于对称,可得,,
则有,即.
故选:D.
题型三:由奇偶性求参数
【典例3】(2026·高一·辽宁·期中)已知是定义在上的偶函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,得,
并且,即,故,
因此.
【变式3-1】(2026·高一·贵州铜仁·期中)已知是定义域为的偶函数,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】是定义域为的偶函数,
,解得:,,.
故选:A.
【变式3-2】(2026·高一·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3-3】(2026·高一·河南信阳·期中)已知函数是偶函数,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】B
【解析】由是偶函数,则,
满足二次函数的对称轴,
故选:B
题型四:中值模型
【典例4】已知函数且,则的值为________.
【答案】
【解析】因为,
所以,
所以,
所以
.
【变式4-1】(2026·高一·四川南充·期中)若(其中a,b,c为常数),若,则______.
【答案】
【解析】因为,所以,
所以,
所以.
故答案为:
【变式4-2】已知,则________.
【答案】
【解析】设,
则为奇函数,
则,
所以.
所以,
所以.
【变式4-3】(2026·高一·安徽阜阳·期中)已知函数,则的值为___________.
【答案】/
【解析】由函数,令,可得,
又由函数,可得,
所以函数为奇函数,所以,即,
则
.
故答案为:.
题型五:函数最大值与最小值问题
【典例5】(2026·高一·上海·阶段检测)若函数的最大值为,最小值为,则____________.
【答案】4
【解析】,
令,
则,则函数为奇函数,
设的最大值为,则最小值为,
所以,,
则.
故答案为:4.
【变式5-1】(2026·高一·吉林长春·期中)设函数的最大值为,最小值为,则__________.
【答案】
【解析】
令,则,
∴为上的奇函数,
,即,
所以.
故答案为:.
【变式5-2】(2026·高一·海南·期中)已知是定义在上的奇函数,函数的最大值与最小值分别为A,a,则__________.
【答案】4
【解析】.因为是定义在上的奇函数,所以,故关于对称,所以4.
故答案为:4.
【变式5-3】(2026·高一·江苏盐城·期末)若定义在区间上的函数满足:对于任意的,,都有,且时,有,若的最大值为,最小值为,则的值为______.
【答案】4048
【解析】令得,所以,
令得,所以,
令,则,,
因为,又定义域关于原点对称,所以是奇函数,
所以,即,所以.
故答案为:4048
题型六:利用性质解函数不等式
【典例6】(2026·高一·贵州·期中)若函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为______.
【答案】
【解析】因为是定义在上的偶函数,且在上单调递增,
根据偶函数对称性可知,在上单调递减,
因为,则,
故时,,,;
所以不等式的解集为.
故答案为:.
【变式6-1】(2026·高一·福建南平·期中)已知定义域为的奇函数,,且对,总有成立,则不等式的解集为________.
【答案】
【解析】构造,且的定义域为,
且,可知为偶函数,
因为对,且,都有成立,
则,可得,即,
可知函数在上单调递增,可得函数在上单调递减,
由,可得,
对于不等式,显然,
当时,则,可得,符合题意;
当时,则,可得,不符合题意;
当时,则,可得,不符合题意;
当时,则,可得,符合题意;
所以不等式的解集为.
故答案为:.
【变式6-2】(2026·高一·四川成都·期中)已知定义在上的偶函数在上单调递增,且,则不等式的解集为__________.
【答案】
【解析】因为为定义在上的偶函数,且上单调递增,且,
则当或时,,
所以不等式等价于,
等价于或,
因此或 解得
所以不等式的解集为.
故答案为:
【变式6-3】(2026·高一·安徽滁州·期中)已知函数在上为奇函数,则不等式的解集为____.
【答案】
【解析】因为函数在上为奇函数,
所以,.
又,即
所以,
所以解得.
所以.
由与在定义域上单调递增,得在定义域上单调递增.
由不等式,得,
所以解得.
即不等式的解集为.
故答案为:.
题型七:单调性与奇偶性综合问题
【典例7】(2026·高一·全国·期中)已知是定义在上的奇函数.
(1)求,的值及的解析式;
(2)解不等式:.
【解析】(1)
由已知 是定义在 上的奇函数,
可得 ,
又 ,所以 ,
所以的解析式为,.
(2)设 ,易知 ,,,.
则
则,所以在上单调递增.
又是定义在上的奇函数,
由 可得
所以解得 ,
故原不等式的解集为 .
【变式7-1】(2026·高一·广西桂林·阶段检测)已知函数满足,且.
(1)求a,b的值;
(2)判断在上的单调性并证明;
(3)命题“存在,使得成立”为真命题,求实数的最大值;
【解析】(1)由题意得方程组:, 即,
解得:,.
(2)由(1)得,函数在上单调递增.
证明:设,则,
因为,所以,,,
所以,即,
所以函数在上单调递增.
(3)由(2)知函数在上是递增函数,最大值为.
由命题“存在,使得成立”为真命题,得 ,
所以,所以得,所以实数的最大值为.
【变式7-2】(2026·高一·安徽阜阳·期中)已知函数对任意实数、恒有,且当时,,又.
(1)判断的奇偶性;
(2)求证:是上的减函数并求函数在区间上的最大值;
(3)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
【解析】(1)取,则,解得,
取,则,
所以,对任意恒成立,则为奇函数.
(2)任取、且,
则,则,
所以,,故为上的减函数;
则在区间上的最大值为,
因为,则,
故在上的最大值为.
(3)因为为奇函数,且,
整理原式得,
即
可得,而在上是减函数,
所以即恒成立,
①当时,则有,解得,不合乎题意;
②当时,则有,解得.
故的取值范围为.
【变式7-3】(2026·高一·湖南·期中)函数,满足.
(1)求的解析式;
(2)证明:在上为增函数;
(3)解不等式:.
【解析】(1)由且,得,
解得,
所以的解析式为.
(2)任取且,
则 ,
由,得,且,,
则 ,因此,即,所以在上为增函数.
(3)因为,,
故函数是定义在上的奇函数,且在上为增函数,
不等式,
因此 ,解得,
所以原不等式的解集为.
题型八:新定义问题
【典例8】(25-26高一下·上海闵行·期中)已知定义域为的函数为偶函数,它的图像是连续的曲线.任取,定义.
(1)已知,求;
(2)若任取,都有,求证:函数,为周期函数;
(3)若任取,只要存在、且,都有.试判断函数在上的单调性(填写“增函数”“严格增函数”“减函数”“严格减函数”“既存在严格增区间也存在严格减区间”之一),并证明你的结论.
【解析】(1)已知,,则,,
解得或, 故.
(2)已知是偶函数,故对任意,,
由题知任取,都有,故对任意,,
取,得 ①;
取,得,即,
整理得,令,则,代入得 ②,
结合①②可得对任意,,故是以为周期的周期函数,得证.
(3)假设在上不是增函数,则存在,
取,而,由定义知,
而为偶函数,故,故,可知,
而,故,根据题干定义可知,故,与假设矛盾,因此假设不成立,
故在上是增函数.
【变式8-1】(26-27高一上·江西南昌·阶段检测)函数的不动点在数学领域有着重要的地位.对于函数,若存在,使成立,则称为的不动点.已知函数.
(1)当,时,
①求函数的不动点;
②记为函数在上的最大值求;
(2)若的两个不动点为,,且,当时,求实数的取值范围.
【解析】(1)①当 , 时,.
令 ,即 ,整理得 .
即 ,解得 或 .
所以函数 的不动点为 和 .
② 的图象开口向上,对称轴为 ,
所以 在 上的最大值在区间端点处取得,
即 为 与 中较大者.
.
当 ,即 时,,.
当 ,即 时,,.
所以 时 , 时 .
(2)令 ,得 ,, 是该方程的两个不等实根.
由韦达定理得 .
因为 ,,所以 .
所以 ,解得 .
令 ,由 得 ,且 .
则 .
设 ,任取 ,则 .
因为 ,,所以 .
所以 在 上单调递增.
又 ,,所以 ,即 .
检验:此时 ,即 ,又 ,
所以 ,方程有两个不等实根,符合题意.
所以实数 的取值范围是 .
【变式8-2】(26-27高一上·全国·期中)设函数的定义域为.对于任意正实数,定义集合,.
(1)若,对任意给定正实数,求集合;
(2)若 ,对任意给定正实数,集合,求实数a的值;
(3)设函数满足:对于任意正实数,,均有.
(ⅰ)若,且,,证明:对于任意,有;
(ⅱ)若对于任意正实数,,还有,且,均为非空集合,证明:存在唯一的实数,使得或.
【解析】(1)
依题意,,
因此,对于任意, ;
(2)依题意, ,
又集合,,即 ,故 ;
(3)(ⅰ)依题意,,所以,
因为对任意都成立,所以取,
则有,即①,
同理,因为对任意都成立,所以取,
则有,即②,
由①②得,
取,所以,所以.
(ⅱ)定义,
于是,对每个,均有.
又因为,
所以,所以由(ⅰ)可知,若,且,对于任意,有,
下面证明中只有一个元素,
任取,所以对每个,有,即有.
假设中存在两个不同的元素,,不妨设,
所以对任意,.
则对任意和,有.
因此.③
任取.由③,对于任意整数,均有.
由(ⅰ)知,,
对每个整数都成立.这些区间的并集为整个,故.
此时,矛盾,所以中不可能有两个不同的元素.
又因为,故存在唯一实数,使得,
下面证明或,
因为,所以,
所以不可能同时包含小于的点和大于的点,否则由(ⅰ)知,有,矛盾
若中存在大于的元素,则.
于是每个小于的实数均属于.
若还存在某个且,则因为,必有.
任取,则,并且.
由(ⅰ)知,必有,与矛盾.
因此每个都属于,从而.
同理,若中存在小于的元素,则.
【变式8-3】(26-27高一上·全国·期中)俄国数学家切比雪夫(1821-1894)是研究直线逼近函数的理论先驱.设是定义在上的连续函数,称为与直线的偏差.若存在使得,则称为直线的偏差点.记,若存在使得,则称为在切比雪夫意义下的最佳逼近直线.
(1)函数,,,求,的偏差以及偏差点;
(2)函数,,,求,的偏差的最小值,并求出取得最小值时的值;
(3)证明:直线是函数在上的最佳逼近直线.
【解析】(1)记,
当时,又,
故,所以偏差为,偏差点为;
(2)设,
当时,,
所以 ,
要使最大值(即偏差)最小,则,此时偏差最小值为.
(3)法1:要证是在上切比雪夫意义下的最佳逼近直线,
则恒成立,
令,
因为,所以只要证,
即证,设,
则,,,所以,
即,当且仅当,即,等号成立.
法2:假设存在另一条直线,它与函数,的偏差小于,
则对于任意有,即(1),(2),
(3),由(1)(3)得,由(2)(3)得矛盾,
所以假设不成立,从而直线是函数在上的最佳逼近直线.
法3,令.
当,,其最大值只会在区间端点处产生,则,
表示到数轴上两数距离的最大值,为使该最大值最小,则取数轴上两数对应点中点对应数 1,
从而此时,取等号时;
当,,则其最大值可能在时产生,
从而,表示到数轴上数字距离的最大值.
为使该最大值最小,则应取三者中最大,最小两数所对应两点中点处所对应的数.
若,则,则此时,
当且仅当时取等号;
若,且,即时,,因,由双勾函数性质
可得,则,取等号时;
当时,注意到,则此时.
综上的最小值为,对应,即为的最佳逼近直线.
1.(2026·高一·河北·期中)已知偶函数在上单调递增,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意知在上单调递减,且,
当时,,当时,,
当时,,当时,,
综上,的区间为,的区间为,
由得同号,
则或,解得或,
所以的解集为.
2.(2026·高一·宁夏陕西·期中)定义在上的奇函数满足,当时,,当时, 不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】定义在上的奇函数满足,可得,
当时,,当时,,
可得时,;时,,
则等价为 或 ,解得或,
即所求解集为
3.(2026·高一·宁夏陕西·期中)已知偶函数在上单调递减,且,则不等式的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】因为为偶函数,且在上单调递减,
所以在上单调递增,又,
则等价于 或 ,解得:或,
不等式的解集是.
4.(2026·高一·江西·期中)已知函数的定义域为,对、,满足,当时,,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】任取,且,则,
所以,且,
因为当时,,所以,所以,
所以,所以在上单调递减;
因为,所以,,
所以,
所以 ,解得,
因此不等式的解集为.
5.(2026·高一·广西·期中)设是定义在上的偶函数,且,若在上单调递增,则不等式的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由于是定义在上的偶函数,故,
那么,又,在上单调递增,
所以在上单调递减,,
即,同理的解集为或;
由,得 或 ,
即 或,
解得 或,所以不等式的解集是.
6.(2026·高一·江西·期中)设奇函数在递减,且,则的解为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】因为是奇函数,所以 ,又奇函数在递减,
所以函数在和上递减,
又因为,所以,
所以时,, 时,,
所以的解为.
7.(2026·高一·四川·期中)已知函数的图象如下,则函数的单调递增区间为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】因为定义域为,
令,则,即,解得,
所以函数的定义域为,
由题可知在上单调递减,
因为为开口向下,对称轴为的抛物线,
所以在上单调递增,在上单调递减,
根据复合函数单调性原则:同增异减,可得的单调递增区间为.
8.(2026·高一·四川·期中)已知定义域为的奇函数满足,在单调递增,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】因为函数是上的奇函数,
所以,又因为函数在单调递增,
所以函数是上的增函数,
在中,令,
则有 ,
由,
所以,
所以,
所以,
解得或,
即.
9.(多选题)(2026·高一·河北·期中)若为R上的奇函数,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AB
【解析】∵在R上为奇函数,∴.
∵ ,∴,∴,故A正确;
,故B正确;
当时, ,故C错误.
当时,无意义,故D错误.
10.(多选题)(2026·高一·浙江·期中)已知定义在上的函数满足,当时,的值域为,且.则下列说法正确的是( )
A.
B.的值域为
C.在上单调递增
D.的解集是
【答案】ACD
【解析】令,,得,
又,所以,故选项A正确;
令,得,
所以,当时,,
得,此时,
所以的值域为,故选项B错误;
,有,,
所以
,
即,所以在上单调递增,故选项C正确;
若,又,则,
由题可知,
又在上单调递增,得,
由函数在上单调递增,所以,故选项D正确.
11.(多选题)(2026·高一·广西·期中)已知函数的定义域为,则( )
A. B.
C.是奇函数 D.是单调函数
【答案】ABC
【解析】对于A,令,可得,可得,即A正确;
对于B,令,可得,可得,即B正确;
对于C,令,可得,即,
又函数的定义域为R,因此是奇函数,所以C正确;
对于D,因为,而,因此不是单调函数,即D错误.
12.(2026·高一·江苏·期中)已知函数,,的定义域都为,其中为奇函数,为偶函数,且,,则函数__________.
【答案】
【解析】根据函数的奇偶性列方程组,解方程组可得,
因为偶函数,所以,又,
得,即①,
又为奇函数,所以,又,
得②,
将①代入②得,,
,解得.
13.(2026·高一·北京·期中)设是定义在上的偶函数,当时,的图象如图所示,则不等式的解集为______.
【答案】
【解析】由图可知在上,的解集为,
因为是定义在上的偶函数,
所以在上,的解集为,
所以不等式的解集为.
14.(2026·高一·北京·期中)已知函数满足对任意,恒成立,且在上单调,,则下列说法正确的有_____________
①. ②.
③.是奇函数 ④.不可能是一次函数
【答案】①②④
【解析】①:在中,令,
,解得,因此本选项说法正确;
②:在中,令,
,解得,
因为,,
所以,又因为在上单调,
所以在上单调递增,所以,因此本选项说法正确;
③:在中,令,
,
解得,所以函数不是上的奇函数,因此本选项说法不正确;
④:由上可知:,
假设是一次函数,设,
因为,所以有,
当时,,这与矛盾,假设不成立,所以不可能是一次函数,因此本选项说法正确.
15.(2026·高一·全国·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求的解析式;
(2)用定义判断在区间上的单调性.
【解析】(1)由题意可知,所以,
又因为,所以,则,则,
又,为奇函数,满足题意,
所以;
(2)取任意,且,
则.
因为,所以,
因为,所以,即,
所以,即,
所以函数在区间上单调递增.
16.(2026·高一·辽宁·期中)已知函数对任意实数,都有,且当时,.
(1)证明:函数在上是增函数;
(2)已知命题:对任意实数且,不等式恒成立.若命题是真命题,求实数的取值范围.
【解析】(1)设,即,
因为当时,,所以,
由题意可知,即,
所以函数在上是增函数;
(2)由题意可知,当时,得.
再令,代入得,即,所以函数在上是奇函数.
则,
同理,,
则原不等式为,
因为函数在上是增函数,即,
则对任意实数且,不等式恒成立,
等价于对任意实数且,不等式恒成立.
因为,当且仅当,即时取等号.
即得,从而恒成立,解得.
所以实数的取值范围为.
17.(2026·高一·湖北·期中)函数对任意的都有,并且当时,
(1)判断函数是否为奇函数;
(2)证明:在上是增函数;
(3)若,解不等式 ;
【解析】(1)令 可得 ,而奇函数在原点处的函数值必须为 ,故 不可能是奇函数.
(2)任取 ,且 ,则 .
由题设,,于是 .
因为 ,由题意得 ,所以 ,即 .
所以 在 上是增函数.
(3)令 ,则 ,解得 .
于是 .
因为 在 上是增函数,所以 ,即 ,因式分解得 .
解得 ,所以不等式的解集为 .
18.(2026·高三·安徽·阶段检测)已知函数,,且.
(1)求的值;
(2)用定义法证明函数在上的单调性;
(3)若恒成立,求的取值范围.
【解析】(1)将代入得,
得,解得.
(2)由(1)知,故,在区间上,任取,且,
则.
因为,且,,所以,,,
故,即.
由单调性定义,函数在上单调递增.
(3)因为,所以,所以为奇函数,
等价于,
由(2)知在上单调递增,
,解得或,
的取值范围为.
19.(2026·高一·广西·期中)已知二次函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若在区间上单调递增,求的最小值;
(3)求关于的不等式的解集.
【解析】(1)当时,不等式为,即,解得,
则不等式的解集为.
(2)因为,所以开口向上,对称轴为,
因为在区间上单调递增,
所以,解得,所以的最小值为2.
(3)由,则,即,
当,即时,解得或;
当,即时,解得;
当,即时,解得或.
综上所述, 当时,不等式解集为;
当时,不等式解集为;
当时,不等式解集为.
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第08讲 函数性质的综合应用
目录
01 思维导图 2
02 知识回顾 3
知识点1、单调性与最大(小)值 3
知识点2、奇偶性 4
03 题型精讲 6
题型一:由单调性求参数范围 6
题型二:函数值比较 6
题型三:由奇偶性求参数 7
题型四:中值模型 7
题型五:函数最大值与最小值问题 8
题型六:利用性质解函数不等式 8
题型七:单调性与奇偶性综合问题 8
题型八:新定义问题 9
04 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上单调递减.
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:由单调性求参数范围
【典例1】(2026·高一·北京·期中)已知函数,则“”是“函数在上单调递减”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式1-1】(2026·高一·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.
【变式1-2】(2026·高一·四川宜宾·期中)若函数是上的单调函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2026·高一·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.
题型二:函数值比较
【典例2】(2026·高一·四川南充·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.
【变式2-1】(2026·高一·福建莆田·期中)函数的定义域为R,满足,且对,.记,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2026·高一·黑龙江牡丹江·期中)设函数是定义在R上的单调递增函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(2026·高一·四川眉山·阶段检测)已知函数的定义域为,且它的图象关于对称,当时,恒成立,设,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
题型三:由奇偶性求参数
【典例3】(2026·高一·辽宁·期中)已知是定义在上的偶函数,则( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】(2026·高一·贵州铜仁·期中)已知是定义域为的偶函数,则的值为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(2026·高一·安徽·期中)已知函数为奇函数,则( )
A.3 B.1 C. D.2
【变式3-3】(2026·高一·河南信阳·期中)已知函数是偶函数,则( )
A.5 B.4 C.3 D.2
题型四:中值模型
【典例4】已知函数且,则的值为________.
【变式4-1】(2026·高一·四川南充·期中)若(其中a,b,c为常数),若,则______.
【变式4-2】已知,则________.
【变式4-3】(2026·高一·安徽阜阳·期中)已知函数,则的值为___________.
题型五:函数最大值与最小值问题
【典例5】(2026·高一·上海·阶段检测)若函数的最大值为,最小值为,则____________.
【变式5-1】(2026·高一·吉林长春·期中)设函数的最大值为,最小值为,则__________.
【变式5-2】(2026·高一·海南·期中)已知是定义在上的奇函数,函数的最大值与最小值分别为A,a,则__________.
【变式5-3】(2026·高一·江苏盐城·期末)若定义在区间上的函数满足:对于任意的,,都有,且时,有,若的最大值为,最小值为,则的值为______.
题型六:利用性质解函数不等式
【典例6】(2026·高一·贵州·期中)若函数是定义在上的偶函数,且在上单调递增,,则不等式的解集为______.
【变式6-1】(2026·高一·福建南平·期中)已知定义域为的奇函数,,且对,总有成立,则不等式的解集为________.
【变式6-2】(2026·高一·四川成都·期中)已知定义在上的偶函数在上单调递增,且,则不等式的解集为__________.
【变式6-3】(2026·高一·安徽滁州·期中)已知函数在上为奇函数,则不等式的解集为____.
题型七:单调性与奇偶性综合问题
【典例7】(2026·高一·全国·期中)已知是定义在上的奇函数.
(1)求,的值及的解析式;
(2)解不等式:.
【变式7-1】(2026·高一·广西桂林·阶段检测)已知函数满足,且.
(1)求a,b的值;
(2)判断在上的单调性并证明;
(3)命题“存在,使得成立”为真命题,求实数的最大值;
【变式7-2】(2026·高一·安徽阜阳·期中)已知函数对任意实数、恒有,且当时,,又.
(1)判断的奇偶性;
(2)求证:是上的减函数并求函数在区间上的最大值;
(3)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
【变式7-3】(2026·高一·湖南·期中)函数,满足.
(1)求的解析式;
(2)证明:在上为增函数;
(3)解不等式:.
题型八:新定义问题
【典例8】(25-26高一下·上海闵行·期中)已知定义域为的函数为偶函数,它的图像是连续的曲线.任取,定义.
(1)已知,求;
(2)若任取,都有,求证:函数,为周期函数;
(3)若任取,只要存在、且,都有.试判断函数在上的单调性(填写“增函数”“严格增函数”“减函数”“严格减函数”“既存在严格增区间也存在严格减区间”之一),并证明你的结论.
【变式8-1】(26-27高一上·江西南昌·阶段检测)函数的不动点在数学领域有着重要的地位.对于函数,若存在,使成立,则称为的不动点.已知函数.
(1)当,时,
①求函数的不动点;
②记为函数在上的最大值求;
(2)若的两个不动点为,,且,当时,求实数的取值范围.
【变式8-2】(26-27高一上·全国·期中)设函数的定义域为.对于任意正实数,定义集合,.
(1)若,对任意给定正实数,求集合;
(2)若 ,对任意给定正实数,集合,求实数a的值;
(3)设函数满足:对于任意正实数,,均有.
(ⅰ)若,且,,证明:对于任意,有;
(ⅱ)若对于任意正实数,,还有,且,均为非空集合,证明:存在唯一的实数,使得或.
【变式8-3】(26-27高一上·全国·期中)俄国数学家切比雪夫(1821-1894)是研究直线逼近函数的理论先驱.设是定义在上的连续函数,称为与直线的偏差.若存在使得,则称为直线的偏差点.记,若存在使得,则称为在切比雪夫意义下的最佳逼近直线.
(1)函数,,,求,的偏差以及偏差点;
(2)函数,,,求,的偏差的最小值,并求出取得最小值时的值;
(3)证明:直线是函数在上的最佳逼近直线.
1.(2026·高一·河北·期中)已知偶函数在上单调递增,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2026·高一·宁夏陕西·期中)定义在上的奇函数满足,当时,,当时, 不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2026·高一·宁夏陕西·期中)已知偶函数在上单调递减,且,则不等式的解集是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2026·高一·江西·期中)已知函数的定义域为,对、,满足,当时,,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
5.(2026·高一·广西·期中)设是定义在上的偶函数,且,若在上单调递增,则不等式的解集是( )
A.
B.
C.
D.
6.(2026·高一·江西·期中)设奇函数在递减,且,则的解为( )
A.
B.
C.
D.
7.(2026·高一·四川·期中)已知函数的图象如下,则函数的单调递增区间为( )
A.
B.
C.
D.
8.(2026·高一·四川·期中)已知定义域为的奇函数满足,在单调递增,且,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
9.(多选题)(2026·高一·河北·期中)若为R上的奇函数,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
10.(多选题)(2026·高一·浙江·期中)已知定义在上的函数满足,当时,的值域为,且.则下列说法正确的是( )
A.
B.的值域为
C.在上单调递增
D.的解集是
11.(多选题)(2026·高一·广西·期中)已知函数的定义域为,则( )
A. B.
C.是奇函数 D.是单调函数
12.(2026·高一·江苏·期中)已知函数,,的定义域都为,其中为奇函数,为偶函数,且,,则函数__________.
13.(2026·高一·北京·期中)设是定义在上的偶函数,当时,的图象如图所示,则不等式的解集为______.
14.(2026·高一·北京·期中)已知函数满足对任意,恒成立,且在上单调,,则下列说法正确的有_____________
①. ②.
③.是奇函数 ④.不可能是一次函数
15.(2026·高一·全国·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且.
(1)求的解析式;
(2)用定义判断在区间上的单调性.
16.(2026·高一·辽宁·期中)已知函数对任意实数,都有,且当时,.
(1)证明:函数在上是增函数;
(2)已知命题:对任意实数且,不等式恒成立.若命题是真命题,求实数的取值范围.
17.(2026·高一·湖北·期中)函数对任意的都有,并且当时,
(1)判断函数是否为奇函数;
(2)证明:在上是增函数;
(3)若,解不等式 ;
18.(2026·高三·安徽·阶段检测)已知函数,,且.
(1)求的值;
(2)用定义法证明函数在上的单调性;
(3)若恒成立,求的取值范围.
19.(2026·高一·广西·期中)已知二次函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若在区间上单调递增,求的最小值;
(3)求关于的不等式的解集.
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