内容正文:
指数函数的图像和性质常见的十大题型
题型一 指数函数的图象识别与应用
【解题技巧】图象题的通法是“一看定义域,二看奇偶性,三取特殊值”:先由解析式求定义域,判断奇偶性确定图象的对称性与分布范围;再利用(且)过定点、单调性由底数决定(时增,时减)确定走向;最后取等特殊值比较函数值排除错误选项。易错点:忽视角函数中的符号讨论、忽略定义域限制、平移方向“左加右减、上加下减”记反。
1.函数的图象大致为( )
A.B.C. D.
2.已知函数的图象如下图所示,则的图象可能是( )
A. B.
C. D.
3.函数的图像大致为( )
A.B.C. D.
4.函数的图象大致是( )
A.B.C.D.
5.二次函数与指数函数的图象只可能是( )
A. B. C. D.
6.函数的图象大致是( )
A. B. C. D.
7.如图是指数函数①,②,③,④的图像,则a,b,c,d与0和1的大小关系是( )
A. B.
C. D.
8.若则函数的图象必不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
9.的图象如图所示,为常数,则( )
A. B. C. D.
10.已知两个指数函数,的部分图象如图所示,则( )
A. B. C. D.
11.如图,设a,b,c,d>0,且不等于1,y=ax,y=bx, y=cx,y=dx在同一坐标系中的图象如图,则a,b,c,d的大小顺序( )
A.a<b<c<d B.b<a<c<d C.b<a<d<c D.a<b<d<c
12.函数的零点个数为
A.1 B.2 C.3 D.4
13.已知,则函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
14.函数(,且)与在同一坐标系中的图像可能是( )
A.. B. C. D.
15.如图是指数函数(1);(2);(3);(4)的图象,则,,,与1的大小关系是______.
题型二 指数函数图象恒过定点
【解题技巧】求指数型函数恒过定点的通法:令指数部分等于零,解出,再代入解析式求出对应的值,定点即为。依据是对一切且,恒有。若解析式为,则图象恒过。易错点:只令指数为零而忘记代回求纵坐标;把“恒过定点”误解为与底数的具体取值有关;含平移变换时漏加或错加平移量。
1.已知函数的图象恒过定点,则( )
A. B. C.0 D.2
2.已知函数(,且)的图象恒过定点,则点的坐标为_____.
3.函数(且)的图象恒过定点______.
4.函数(且)恒过定点__________.
5.已知函数(且)的图像恒过定点,则______.
6.函数(且)恒过定点________
7.已知函数(,且)的图象恒过定点,则的坐标为________.
题型三 指数函数的定义域与值域
【解题技巧】求定义域的通法:分式令分母不为零,根式看被开方数非负,复合函数由内到外逐层限制。求值域的通法:先明确定义域,再依据单调性取端点值;含的式子可设()换元,转化为二次函数在给定区间上求最值。易错点:值域受定义域制约,不能死背结论;换元后忘记标注新变量的范围;分段函数要分段求值域再取并集;忽略对底数的分类讨论。
1.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
2.函数的定义域为( )
A. B. C. D.
3.函数的值域为( )
A. B. C. D.
4.函数的值域为( )
A. B. C. D.
5.已知(,为常数)的图象经过点,则的值域为( )
A. B. C. D.
6.函数在区间上的最小值是
A. B. C. D.
7.函数在区间上的最大值是( )
A. B. C. D.
8.函数的定义域为___________.
9.函数的定义域是__________.
10.函数 的定义域是___________ .
11.当时,函数的值域是______.
12.已知函数的值域为,则的取值范围为____.
13.函数y=的值域是__________.
14.已知函数,则其值域为___________.
题型四 指数式比较大小
【解题技巧】比较大小通法:同底数幂用指数函数的单调性;底数、指数都不同时先寻找中间量或搭桥,或借助“时递增且值为正,时递减且值为正”界定各数的范围;仍无法比较时取特殊值或作差变形。易错点:不区分底数大于1还是小于1就使用增减性;忽略“各数同正”的判断前提;中间量选取不当导致比较中断。
1.已知,则( )
A. B.
C. D.
2.设,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
3.已知,,,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
4.已知,,,则( )
A. B.
C. D.
5.已知,,,则( )
A. B. C. D.
6.若,则下列关系正确的是( ).
A. B.
C. D.
7.若,,,则a,b,c大小关系_____.(按从大到小顺序排列)
题型五 指数函数的奇偶性与性质综合
【解题技巧】判断奇偶性分三步:一看定义域是否关于原点对称,不对称则必非奇非偶;二算,与或比较,也可用(奇)或(偶)判断;三下结论。综合题先用待定系数法求出参数并验证,再借助“奇函数图象关于原点对称、偶函数图象关于y轴对称”转化条件。易错点:漏验定义域的对称性;含参数时未回代检验;凭图象直观代替严谨论证。
1.我国著名的数学家华罗庚先生曾说:数缺形时少直观,形缺数时难入微;数形结合百般好,隔裂分家万事休.在数学学习和研究中,常用函数的图象来研究函数的性质.下列函数中,既是奇函数,又在区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
2.下列函数既是增函数,又是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
3.下列函数中,既是奇函数,又在定义域内为减函数的是( )
A. B. C. D.
4.下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A. B. C. D.
5.已知函数,则( )
A.的定义域为 B.为奇函数
C.为上的减函数 D.无最值
6.下列判断正确的有( )
A. B.
C. D.
7.若函数 的图像经过点 , 则( )
A. B. 在 上单调递减
C. 的最大值为 81 D. 的最小值为
8.定义在上的函数,则下列结论中正确的是( )
A.的单调递减区间是 B.的单调递增区间是
C.的最大值是 D.的最小值是
题型六 指数函数的单调性与单调区间
【解题技巧】判断或证明单调性优先用定义法“取值—作差—变形—定号”,复合函数用“同增异减”。求单调区间必须先保定义域:含参数时按与分类,底数与复合方向共同决定增减。易错点:单调区间之间只能用“和”或逗号连接,不能用“∪”符号;忽略定义域的整体限制;分段函数在分界点处要检验端点函数值的衔接,否则整体单调性不成立。
1.若,则是的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.既不充分也不必要条件 D.充分不必要条件
2.已知函数在区间上对任意的,都满足,则实数a的取值范围是( ).
A. B. C. D.
3.下列函数中是增函数的为( )
A. B. C. D.
4.函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
5.设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知函数是上的单调递增函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.若函数在R上是减函数,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
二、多选题
8.已知函数是定义在R上的减函数,则a的取值可以是 ( )
A. B. C. D.
三、填空题
9.已知函数,若为上的减函数,则的取值范围为___.
四、解答题
题型七 指数函数的最值与参数
【解题技巧】指数函数在闭区间上的最值由单调性决定:时最大值为、最小值为,时恰好相反。已知最大值与最小值之和(或差)求参数时,先写出最值的表达式再解方程,出现形式时注意绝对值的处理。易错点:时最值位置颠倒;忘记最值之差非负;解出后未检验且;区间含参数时漏讨论单调性的变化。
1.若指数函数在区间上的最大值和最小值之和为,则的值为
A. B. C. D.
2.若函数,且在上的最大值与最小值的差为,则a的值为( )
A. B. C.或2 D.或
3.函数且,当时,值域为,则的值可能是( )
A. B. C. D.2
4.若函数(,)在区间上的最大值与最小值的差为,则实数的值为( ).
A. B. C. D.
5.若指数函数在区间上的最大值和最小值之和为,则的值为__
6.函数(,且)在区间上的最大值比最小值大,则a的值为_____.
题型八 解答题:指数函数的基本量与值域
【解题技巧】解答题书写规范:求参数常由图象过定点(或过已知点)代入列方程求解;求值域先明确定义域,再按单调性取端点,或设换元化为二次函数问题。解不等式时先化为同底的与比较,再依据与1的大小去掉指数符号。易错点:换元后新变量的范围未求;底数未分类讨论;去指数时不等号方向写反;最后结果不回代检验。
1.已知函数.
(1)当时,求在区间上的值域;
(2)当时,解不等式.
2.已知函数,.
(1)当时,求的值域:
(2)若单调递增,求m的取值范围.
3.已知函数的图象过点.
(1)求与的值;
(2)求时,的最大值与最小值.
4.已知函数
(1)求函数的值域;
(2)解不等式.
5.已知指数函数的图象经过点.
(1)求及的值;
(2)当时,求函数的值域.
6.已知,求的最大值与最小值.
题型九 解答题:奇偶性与单调性综合
【解题技巧】综合解答题的通法:第一步用奇(偶)函数的定义求参数,奇函数常由或特殊点快速得出,求出后必须验证定义域;第二步用定义证明单调性,规范书写“设,作差、因式分解、判断符号”;第三步将不等式利用奇偶性移项,再由单调性去掉对应法则“脱壳”,化为整式不等式或恒成立、有解问题,分离参数求范围。易错点:脱壳时忽视单调性前提;恒成立与有解的条件混淆。
1.已知函数是定义在上的奇函数,当时,.
(1)求函数的解析式;
(2)求的值域;
(3)若不等式,求实数的取值范围.
2.已知函数是定义在上的奇函数,且当时,.
(1)用定义证明函数在区间上的单调性;
(2)求函数在上的解析式.
3.已知函数是定义域在R上的奇函数.
(1)求实数a的值:
(2)判断函数的单调性并证明;
(3)若对任意的不等式恒成立,求实数k的取值范围.
4.已知函数是奇函数.
(1)求的值,并判断的单调性(不必说明理由);
(2)若存在,使不等式成立,求实数的取值范围.
5.已知定义域为的函数是奇函数.
(1)求的值.
(2)判断函数的单调性,并用定义证明.
(3)当时,恒成立,求实数的取值范围.
6.已知函数为奇函数.
(1)求实数k的值;
(2)若对,不等式恒成立,求实数m的取值范围.
7.已知函数.
(1)讨论函数的奇偶性,并说明理由;
(2)当为奇函数时,对任意的,不等式恒成立,求实数的最大值.
8.已知函数为定义在R上的奇函数.
(1)求a的值;
(2)判断函数的单调性,并用单调性定义证明;
(3)若关于x的不等式有解,求t的取值范围.
题型十 解答题:单调性、最值与恒成立
【解题技巧】含参综合题思路:由单调性列条件,分段函数需满足“同增且左段上界不超过右段下界”(同减类似)并检验端点;最值问题先由单调性写出最值再列方程;恒成立问题优先分离参数:恒成立等价于a不小于的最大值,恒成立等价于a不大于其最小值,“存在”型结论相反。易错点:端点等号的取舍;分离参数时忽视定义域;区间端点处最值重复计算。
1.已知函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)若有最大值3,求的值;
(3)若的值域是,求的值.
2.已知函数(且)是定义在上的奇函数.
(1)求实数的值;
(2)若且关于的不等式对任意恒成立,求实数的取值范围
3.已知函数(且).
(1)若为偶函数,求的值;
(2)若,且在区间的最大值比最小值大,求的值.
学科网(北京)股份有限公司
参考答案
题型一 指数函数的图象识别与应用
1.A
【详解】由解析式知,函数定义域为R,且,即为奇函数,排除B、D;
当趋向于时,、都趋向于,而的变化率快于,所以趋向于0,排除C.
故选:A
2.C
【详解】根据函数的图象可知,
再由指数函数图象及性质可知,为单调递增,可排除AB,
且与轴交点为,又,所以,即交于轴正半轴上,排除D,可知C正确;
故选:C
3.D
【详解】
若函数有意义,则,解得,
所以函数的定义域为;
因为,所以;
所以为定义域上的偶函数,图像关于轴对称,可排除选项A,C;
当时, ,排除选项B.
故选:D.
4.D
【详解】解:由,得函数是以为底数的指数函数,
且函数为减函数,故D选项符合题意.
故选:D.
5.A
【详解】根据指数函数知同号且不相等,可知二次函数的对称轴,可排除,
对于选项,时,所以,又,所以,与指数函数单调递减矛盾,故不正确.
故答案为:
6.B
【详解】函数是偶函数,其图象关于轴对称,
当时,函数的图象是减函数,函数的值域,
结合选项可得只有B符合,
故选:B.
7.B
【详解】当底数大于1时指数函数是定义域内的增函数,
当底数大于0小于1时是定义域内的减函数,
由图可知,大于1,,大于0小于1.
又由图可知,即.,即.
,,,与1的大小关系是.
故选:.
8.B
【详解】试题分析:令,则的图像如图所示,
不经过第二象限,故选B.
9.D
【详解】由可得,
由图知函数单调递减,故,排除A,B项;
由图知,当时,,
因时,函数为减函数,故得.
故选:D.
10.D
【详解】由图可知函数,均单调递增,则,.
当时,,得,所以.
故选:D
11.C
【详解】由题意得,根据指数函数的图象与性质,可作直线,得到四个交点,自下而上可知指数函数的底数依次增大,即,故选C.
12.C
【详解】令,得,画出和的图像如下图所示,由图可知,两个函数图像有个交点,也即有个零点.
故选C.
13.AD
【详解】由于当时,,排除B,C,
当时,,此时函数图象对应的图形可能为A,
当时,,此时函数图象对应的图形可能为D.
故选:AD.
14.BD
【详解】由题意得,中若,,则,
若,,则;
中表示纵截距.
对于A,图像中,图像中,故A错误;
对于B,图像中,图像中,故B正确;
对于C,图像中,图像中,故C错误;
对于D,图像中,图像中,故D正确;
故选:BD
15.
【详解】作直线与四个指数函数图象相交,
由图可得,即.
故答案为:
题型二 指数函数图象恒过定点
1.C
【详解】令,解得:,即;
当时,,所以,
综上可得:.
故选:C
2.
【详解】令,解得,此时,
所以函数(,且)的图象恒过定点.
故答案为:
3.
【详解】令,得,则,所以的图象恒过定点.
故答案为:.
4.
【详解】因为当且时,,所以函数(且)的图象恒过定点.
故答案为:
5.5
【详解】令,解得,函数值与没有关系,此时,
故函数过定点,即,,所以.
故答案为:5.
6.
【详解】由得,此时,
即函数过定点.
故答案为:.
7.
【详解】由函数可知,当时,,
即函数的图象恒过点.
故答案为:.
题型三 指数函数的定义域与值域
1.B
【详解】由题意可知,,解得且;
故该函数定义域为.
故选:B.
2.D
【详解】由题意得,所以,解得.
故选:D.
3.B
【详解】依题意,,当且仅当时取等号,而函数在R上单调递减,
则,所以函数的值域为.
故选:B
4.A
【详解】令,则
在上单调递减,∴,又,
∴的值域为.
故选:A.
5.C
【详解】因为函数的图象经过点,则,所以,,则,
因为函数在上为增函数,
当时,,即.
故选:C.
6.B
【详解】由于在上递减,所以当时,函数取得最小值为.
故选B.
7.D
【解析】由指数函数的单调性计算即可得解.
【详解】由题意,函数在区间单调递减,
所以函数在区间上的最大值是.
故选:D.
8..
【详解】由题意得,解得,则其定义域为.
故答案为:.
9.
【详解】对于函数,
则,解得且,
所以函数的定义域为.
故答案为:
10.
【详解】要使函数有意义,须使.
所以.
因为函数是减函数,所以,所以.
所以函数 的定义域是.
故答案为:.
11.
【详解】是增函数,时,,即,值域为.
故答案为:.
12.
【详解】由函数,
当时,可得,
因为函数的值域为,
所以函数在上必为增函数,
则满足,解得,即实数的取值范围是.
故答案为:.
13.
【详解】令,则.
所以.
函数y=的值域是.
点睛:通过整体换元,将函数化为简单初等函数是常用的一种求值域的方法,本题中注意指数函数的图象是以x轴为渐近线的,容易被学生忽视.
14.
【详解】解:令,∵,∴,
∴,
又关于对称,
即时,函数取得最小值,即,
即时,函数取得最大值,即,
,.
故答案为:.
题型四 指数式比较大小
1.B
【详解】因为,由幂函数单调性可知,,
由指数函数单调性可知,.
综上所述,所以.
故选:B
2.D
【详解】,,,,;
在上单调递增,,;
综上所述:.
故选:D.
3.C
【详解】因为是增函数,又,所以,
又是减函数,所以,则,
故选:C.
4.A
【详解】因为在上单调递增,所以,即,
又,
所以.
故选:A
5.B
【详解】因为在第一象限为增函数,,所以,
因为在第一象限为增函数,,所以,
所以,
故选:B.
6.AC
【详解】由,得到,
易知在定义域上单调递增,得到,所以选项A正确,
对于选项B,取,显然有,但,所以选项B错误,
对于选项C,因为在定义域上单调递减,所以,即,所以选项C正确,
对于选项D,若,则,所以选项D错误,
故选:AC.
7.
【详解】对于和,
因为在上单调递增,且,
所以,即;
对于和,
因为在上单调递增,且,
所以,即;
综上,.
故答案为:.
题型五 指数函数的奇偶性与性质综合
1.C
【详解】,故不是奇函数,A错误;
为对勾函数,在上单调递减,在上单调递增,故B错误;
,在上单调递增,且定义域为R,,故为奇函数,满足要求,C正确;
定义域为R,且,故不是奇函数,D错误.
故选:C
2.C
【详解】对于A,函数在其定义域上为单调递减,且为非奇非偶函数,故A错误;
对于B,函数在其定义域上为单调递增,且为非奇非偶函数,故B错误;
对于C,根据幂函数的性质可知,函数是增函数,又是奇函数,故C正确;
对于D,函数的定义域为R,关于原点对称,
因为,所以函数是偶函数,故D错误.
故选:C
3.B
【解析】分析各选项中函数的奇偶性及其在定义域上的单调性,可得出结论.
【详解】对于A选项,函数为非奇非偶函数,且在定义域上为减函数;
对于B选项,函数为奇函数,且在定义域上为减函数;
对于C选项,函数为奇函数,且在定义域上不单调;
对于D选项,函数为非奇非偶函数,且在定义域上为减函数.
故选:B.
4.BD
【详解】选项四个函数定义域都是R,
函数的斜率为-2,在R上单调递减,故A错误;
函数,,则是奇函数,
任取,则,所以在R上单调递增;故B正确;
,则在单调递减,在单调递增,故C错误;
,则,所以是奇函数,
因为单调递增,单调递减,所以在R上单调递增,故D正确.
故选:BD.
5.ABD
【详解】由,所以,故A正确;
,
因为,
所以为奇函数,故B正确;
因为的定义域为,
所以选项C不正确;
当时,,所以,即,
当时,,
即,所以无最值,
故选:ABD
6.BCD
【详解】在上是减函数,,,故A不正确;
在上是增函数,,;故B正确;
在上是增函数,,;故C正确;
在上是减函数,,,故D正确.
故选:BCD.
7.AC
【详解】对于:由题意得 , 得 ,故正确;
对于:令函数 , 则该函数在上单调递减,在 上单调递增.
因为 是减函数, 所以在上单调递增, 在 上单调递减, 故错误;
对于:因为在上单调递增, 在 上单调递减,
所以 ,无最小值.故正确, 错误;
故选:.
8.ACD
【详解】设,,则是增函数,且,
又函数在上单调递增,在上单调递减,
因此在上单调递增,在上单调递减,故A正确,B错误;
,故C正确;
,,因此的最小值是,故D正确.
故选:ACD.
题型六 指数函数的单调性与单调区间
1.A
【详解】函数是R上的减函数,则.
故选:A
2.C
【详解】由题意,函数在区间上单调递减,
则,解得,
即实数a的取值范围是.
故选:C.
3.D
【详解】对于A: ,由一次函数性质,为减函数,不满足题意,故A错误;
对于B:,由指数函数的性质可知为减函数,不满足题意,故B错误;
对于C:,由幂函数的性质可知在上为减函数,不满足题意,故C错误;
对于D: ,由幂函数的性质可知,为增函数,满足题意,故D正确.
故选:D.
4.A
【详解】设,根据二次函数的单调性可知,
在上单调递增,在上单调递减,
在上单调递增,根据“同增异减”可得,
函数的单调递减区间是.
故选:A.
5.D
【详解】函数在上单调递增,而函数在区间上单调递减,
所以在区间单调递减,所以,解得.
故选:D.
6.D
【详解】由题意得,解得,
故实数的取值范围是.
故选:D
7.B
【详解】令,由于函数在上是减函数,
函数为上的增函数,则函数为上的减函数,
所以,,解得.
故选:B.
8.BCD
【详解】因为函数是定义在R上的减函数,
所以,
因为,所以选项A不符合题意;显然选项B符合题意;
因为,所以选项,因此C符合题意;
因为,所以,因此选项D符合题意,
故选:BCD
9.
【详解】由题意得,当时,函数单调递减,且当时,,
当时,函数 单调递减,且当时,,
得 ,解得,
即实数的取值范围为.
故答案为:
题型七 指数函数的最值与参数
1.B
【详解】因为指数函数在区间上单调,且,
即 解得,又
所以
故选B
2.D
【详解】解:当时,在单调递减,
即,
解得:或(舍);
当时,在单调递增,
即,
解得:或(舍);
综上所述:或.
故选:D.
3.BC
【详解】当时,函数单调递减,,解得
当时,函数单调递增,,解得.
故选:BC.
4.CD
【详解】当时,在上单调递增,
此时,解得:,
当时,在上单调递减,
此时,解得:,
所以则实数的值为或,
故选:CD.
5.3
【详解】解:因为当时,指数函数为增函数,
则在区间上,,,
又指数函数在区间上的最大值和最小值之和为,
则,即,
又,即,
故答案为:3.
6.或
【详解】当时,则函数在区间上单调递增,
由题意可得:,解得或(舍去);
当 时,则函数在区间上单调递减,
由题意可得:,解得或(舍去);
综上所述:或 .
故答案为:或.
题型八 解答题:指数函数的基本量与值域
1.(1)
(2)或.
【详解】(1)当时,,
令,因为,所以,
令,则函数在上单调递增,
∴当时,有最小值,
当时,有最大值,
∴函数在区间上的值域为.
故时,在区间上的值域为.
(2)当时,.
由,得,即,
解得 或,
所以 或,
所以不等式的解集为或.
2.(1)
(2)
【详解】(1)当时,,
令,则,故,
所以的值域为.
(2)由(1)可得,,
因为在上单调递增,
要使在上单调递增,只需在上单调递增即可,
①当时,在上单调递减,不符合题意;
②当时,的图象开口向下,不符合题意;
③当时,则需,解得:.
所以m的取值范围是.
3.(1),;(2)最小值为,最大值为.
【详解】(1)由已知可得点在函数图像上.
∴∴,又不符合题意
∴.
(2)由(1)可得
∵∴在其定义域上是增函数.
∴在区间上单调递增,
所以最小值为,最大值为.
4.(1)
(2)或
【详解】(1)因为的定义域为,
则,令,则,
又,,开口向上,对称轴为,
所以当时,,
所以函数的值域为.
(2)因为,
所以由得,得或,得或,
所以不等式的解集为或.
5.(1);
(2)函数在的值域为
【详解】(1)解:指数函数的图象经过点
,
,则;
(2)解:,
,
,
当,即时,取得最小值为;
又
的最大值为
函数在的值域为.
6.,
【详解】当时,,
设,,
则当时,;当时,,
即,.
题型九 解答题:奇偶性与单调性综合
1.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据题意,是定义在上的奇函数,则,
设,则,,
又由函数为奇函数,则,
则;
(2)当时,;当时,;
当时,;
所以的值域为;
(3)根据题意,当时,.则函数在上单调递增,
又由函数是定义在上的奇函数,则函数在上单调递增,
由,有,
,解得,
所以实数的取值范围为.
2.(1)
设,
,由于,
所以,
所以在上单调递增.
(2)
【详解】(1)略
(2)依题意,函数是定义在上的奇函数,
当时,,所以
.
当时,,
所以.
3.(1);
(2)在上是增函数,
设任意,
由于,则,即有,则有,
故在上是增函数.
(3)
【详解】(1)函数 是定义域在R上的奇函数,
由,得,即有,
下面检验:,
且定义域为R关于原点对称,所以为奇函数,故符合.
(2)略
(3)因为对任意的,不等式恒成立,
所以对于恒成立,
因为是定义域在R上的奇函数,所以对于恒成立,
又在R上是增函数,所以,即对于恒成立,
而函数
,
,当且仅当,即时等号成立,
所以在上的最大值为,所以,
所以实数的取值范围为.
4.(1),为增函数
(2)
【详解】(1) ,
,
检验:,定义域为,
,
为奇函数,
故.
∴,
∴为增函数.
(2) ,
,
设,
因为,
即存在,使b成立,
当时,,
.
5.(1)
(2)减函数,证明如下:
由(1)知,
任取,设,则,
因为函数在R上是增函数,,∴.又,
∴,即,∴在上为减函数.
(3)
【详解】(1)因为在定义域为R上是奇函数,所以,即,
∴,
则,由,
则当时,原函数为奇函数.
(2)在上为减函数.证明略;
(3)因是奇函数,从而不等式:,
等价于,
因为减函数,由上式推得:.
即对一切有:恒成立,设,
令,则有,
∴,
∴,即k的取值范围为.
6.(1)
(2)
【详解】(1)因为是奇函数,
所以,解得,此时符合题意.
(2)原问题即为,即恒成立,
则,
设,
则,
,∴当时,y取得最小值26,
要使不等式在上恒成立,则,
7.(1)答案见解析;(2)1.
【详解】(1)根据题意,函数,
,
分析可得:当时,,函数为奇函数,
当时,且,函数为非奇非偶函数.
(2)∵是奇函数,故由(1)知,从而,
由对任意的,不等式恒成立,得,,
令,故,
由于函数在上单调递增,
∴,
因此,当不等式在上恒成立时,实数的最大值为1.
8.(1);
(2)在上单调递增,证明如下:
由条件知,任取,
所以
,
又因为,在R上单调递增,
所以且,
所以,所以,
所以在R上单调递增;
(3).
【详解】(1)因为为奇函数,所以,所以,
所以且,所以,所以,
所以;
(2)略
(3)有解即有解,
由的奇偶性可知进一步等价于有解,
由的单调性可知进一步等价于有解,
即关于的不等式有解.
,
因为,所以,,
所以的取值范围是,
所以,所以,
即的取值范围是.
题型十 解答题:单调性、最值与恒成立
1.(1)的单调递增区间是,单调递减区间是
(2)1
(3)0
【详解】(1)当时,的定义域为R,
令,由在上单调递增,在上单调递减,
而在R上单调递减,
所以在上单调递减,在上单调递增,
即的单调递增区间是,单调递减区间是.
(2)令,,
由于有最大值3,所以应有最小值,
因此必有.解得,即有最大值3时,a为1.
(3)由指数函数的性质知,要使的值域为,
应使的值域为R,
因此只能(因为若,则为二次函数,其值域不可能为R),
故a的值为0.
2.(1)2;
(2).
【详解】(1)由是上的奇函数,得,解得,
此时,显然,即是奇函数,
所以.
(2)由(1)知,,由,得,而且,解得,
函数都是上的增函数,因此在上单调递增,
不等式,
依题意,,,函数在上单调递增,
则当时,,因此,解得,
所以实数的取值范围是.
3.(1); (2)或.
【详解】(1)由题意,函数(且),
因为函数为偶函数,则满足,
即,即,
则且,解得.
(2)由,可得,
解得,即函数,
当时,函数在上为单调递增函数,
此时函数的最大值为,最小值为,
又因为在区间的最大值比最小值大,即,解得;
当时,函数在上为单调递减函数,
此时函数的最大值为,最小值为,
又因为在区间的最大值比最小值大,即,解得;
综上,实数的值为或.
学科网(北京)股份有限公司
$