复合函数的单调性与不等式恒成立问题

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复合函数的单调性例讲

复合函数的单调性例讲

复 合 函 数 的 单 调 性 例 讲山西忻州五寨一中 摄爱忠高考主要考查:①求复合函数的单调区间;②讨论含参复合函数的单调性或求参数范围问题.①“中间变量”是形成问题转化的桥梁. ②函数思想是解决问题的关键.复合函数定义:1. 设)(u f y =定义域为A,)(x g u =的值域为B,若A B ⊆,则y 关于x 的函数)]([x g f y =叫做函数f 与g 的复合函数,u 叫中间变量.外函数:)(u f y =; 内函数:)(x g u =复合函数的单调性:同增异减.2.若)(x g u = )(u f y =则)]([x g f y =增函数 增函数 增函数 减函数 减函数 增函数 增函数 减函数 减函数 减函数增函数减函数3.求解复合函数的单调性的步骤如下: (1)求复合函数定义域;(2)将复合函数分解为若干个常见函数(一次、二次、幂、指、对函数); (3)判断每个常见函数的单调性;(4)将中间变量的取值范围转化为自变量的取值范围;(5)求出复合函数的单调性。

题型1:内外函数都只有一种单调性的复合型.例 题1:◇已知函数y=log a (2-ax)在[0,1]上是x 的减函数,则a 的取值范围是( )(A).(0,1) (B).(1,2) (C).(0,2) (D).[2,+∞) 解:设y= log a u ,u=2-ax ,∵a 是底数,所以a>0,∵ 函数y=log a u 在u ∈[0,1]上是减函数,而u=2-ax 在区间x ∈[0,1]上是减函数, ∴ y= log a u 是u ∈(0, +∞)上的增函数,故a>1,还要使2-ax>0在区间上总成立, 令g(x)= 2-ax ,由{g(0)=2-a ·0>0g(1)=2-a ·1>0,解得a<2,∴1<a<2,故选(B).变式训练:◇ 已知函数)121ln(-=xy ,求其单调区间. 【分析】:由0121>-x ,得 0<x ,即)0,(-∞∈x . 而函数u y ln =在),0(∞+∈u 上是增函数,函数121-=x u 在)0,(-∞∈x 上是减函数, 故函数)121ln(-=xy 在)0,(-∞∈x 上是减函数. 题型2:外函数有一种单调性内函数有两种单调性的复合型.例 题2:◇求函数y=log 0.5(x 2+4x+3)的单调区间.解:令y= log 0.5u ,u= x 2+4x+3,由x 2+4x+3>0知函数的定义域为),1()3,(∞+-⋃--∞∈x ,因y= log 0.5u 在u ∈(0,+∞)上是减函数,而u= x 2+4x+4在x ∈(-∞,-3)上是减函数, 在(-1,+ ∞)上是增函数,根据复合规律知,函数y=log 0.5(x 2+4x+4) 在x ∈(-∞,-3)上是增函数;在x ∈(-1,+ ∞)上是减函数.变式训练:◇讨论函数34252+-⎪⎭⎫ ⎝⎛=x x y 的单调性。

第2章 复习:复合函数的单调性问题修改

第2章    复习:复合函数的单调性问题修改

复合函数的单调性问题一、知识归纳:1.复合函数的定义:如果y 是t 的函数,t 是x 的函数,即(),()y f t t g x ==,那么关于x 的函数[()]y f g x =叫做函数()y f t =和()t g x =的复合函数。

2.复合函数单调性判断法则:设由()y f t =和()t g x =复合而成的函数为[()]y f g x =。

当()y f t =和()t g x =单调性相同(即同为增函数或同为减函数)时,则复合函数[()]y f g x =是增函数;当()y f t =和()t g x =单调性相异(即一个增函数和一个减函数)时,则复合函数[()]y f g x =是减函数。

记忆口诀:相同则增,相异则减。

二、典型例题:例1.若2()lo g ()a f x a x x =-在区间[2,4]上是增函数,求a 的取值范围。

解:设2()g x ax x =-,则142(4)164001a g a a ⎧≥⎪⎪=->⎨⎪<<⎪⎩或122(2)42011a g a a a ⎧≤⎪⎪=->⇒>⎨⎪>⎪⎩。

例2.设())f x a R =∈。

当(1]x ∈-∞,时()f x 有意义,求实数a 的取值范围。

解:1240,(,1]x x a x ++>∈-∞,设2(0,2],xt =∈则211a tt>--,设2211111111()(),(,)242g t tt t t =--=-++∈+∞。

只要13()24a g >=-。

例3.若函数4323xxy =-⋅+的值域是[1,7],求x 的取值范围。

解:设2xt =,则223333()24y t t t =-+=-+。

[1,7]y ∈ (0,1][2,4t ∴∈ ,再由2xt =得(,0][1,2]x ∈-∞ 。

例4.已知0,100a b ab >>=。

若函数()lg lg x x f x a b=⋅的最小值为14-,求lo g a b 的值。

高三数学 函数的单调性和最值典型例题解析之一

高三数学 函数的单调性和最值典型例题解析之一

高三数学函数的单调性和最值典型例题解析1.由二次函数的值域和对数函数的单调性,求得()f x 的最小值,解不等式112log 48a a ⎛⎫≥+ ⎪⎝⎭,可得所求范围. 【详解】(1)由2040x a a x ->⎧⎨->⎩可得24a x a <<,则()f x 的定义域为()2,4a a ,()log (2)log (4)log (2)(4)a a a f x x a a x x a a x =-+-=--22log (3)a x a a ⎡⎤=--+⎣⎦,当1a >时,()f x 的增区间为()2,3a a ,减区间为()3,4a a .证明:设()22()3g x x a a =--+,()g x 的增区间为(),3a -∞,减区间为()3,a +∞,当1a >时,设1223a x x a <<<,可得()()12g x g x <,()()12log log []a a g x g x <⎡⎤⎣⎦,即()()12f x f x <,可得()f x 在()2,3a a 递增;设1234a x x a <<<,可得()()12g x g x >,()()12log log []a a g x g x >⎡⎤⎣⎦, 即()()12f x f x >,可得()f x 在()3,4a a 递减.(2)由01a <<,()2223x a a a --+≤,可得2()log 2a f x a ≥=,所以112log 48a a ⎛⎫≥+ ⎪⎝⎭,即为211048a a --≤,解得102a <≤,即a 的取值范围是10,2⎛⎤⎥⎝⎦.2. 已知定义域为R 的函数12()12xxf x -=+. (1)试判断函数12()12xxf x -=+在R 上的单调性,并用函数单调性的定义证明;(2)若对于任意t ∈R ,不等式22(2)()0f t t f t k -+-<恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】(1)函数()f x 在R 上单调递减,证明见解析;(2)1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭.【详解】(1)函数12()12xx f x -=+在R 上单调递减.证明如下:任取12,x x ∈R ,且12x x <,122112*********(22)()()1212(12)(12)x x x x x x x x f x f x ----=-=++++,因为12x x <,所以1222x x <,1120x +>,2120x +>,即12()()f x f x >,故函数12()12xxf x -=+在R 上单调递减. (2)因为1221()()1221x x x x f x f x -----===-++,故12()12xxf x -=+为奇函数,所以222(2)()()f t t f t k f k t -<--=-, 由(1)知,函数()f x 在R 上单调递减,故222t t k t ->-,即2220t t k -->对于任意t ∈R 恒成立,所以222k t t <-,令()222g t t t =-,则()min k g t <,因为()22111222222g t t t t ⎛⎫=-=--≥- ⎪⎝⎭,所以()min 12g t =-,所以12k <-,即实数k 的取值范围是1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭.3.下列函数中是偶函数,且在区间(0,1)上单调递增的是() A .22y x =-B .2y x=C .1||||y x x =+D .2||x y x =【答案】AD 【详解】A ,因为()()()2222f x x x f x -=--=-=,22y x =-是偶函数,在区间(0,1)上为增函数,符合题意;B ,因为()()22x x f x f x =--=--=,2y x=是奇函数,且在区间(0,1)上为减函数,不符合题意; C ,因为()()11||||||||f x x x f x x x -=-+=+=-,1||(0)||y x x x =+≠是偶函数,当(0,1)x ∈时,1y x x=+单调递减,不符合题意;D ,因为()()22||||x x f x f x x x -===-,2(0)||x y x x =≠是偶函数,且在区间(0,1)上为增函数,符合题意. 故选:AD4.定义在[1,1]-上的奇函数()f x ,对任意,0m n ≠时,恒有()()0f m f n m n+>+.(1)比较1()2f 与1()3f 大小;(2)判断()f x 在[1,1]-上的单调性,并用定义证明;(3)若810a x -+>对满足不等式11()(2)024f x f x -+-<的任意x 恒成立,求a 的取值范围. 【答案】(1)11()()23f f >;(2)函数()f x 在[1,1]-上为单调递增函数,证明见解析;(3)4a >. 【解析】试题解析:(1)利用作差法,即可比较1()2f 与1()3f 大小;(2)利用单调性定义证明步骤,即可得出结论;(3)先确定x 的范围,再分离参数求最值,即可求a 的取值范围.试题解析:(1)第一步,由()()0f m f n m n+>+得出031213121>⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛f f :∵11()023+-≠,031213121>⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛f f , ∵03121>⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛f f , 第二步,由奇偶性得出结论: ∵11()()23f f >--∵11()()23f f >. (2)第一步,取值、作差: 任取12[1,1]x x ∈-,且12x x <,21212121212121()()()()()()()()()f x f x f x f x f x f x x x x x x x x x -+--=-=--+-.第二步,判断符号:∵2121()()0()f x f x x x +->+-,210x x ->,∵21()()0f x f x ->,第三步,下结论:∵函数()f x 在[1,1]-上为单调递增函数. (3)4a >.考点:函数奇偶性与单调性的综合问题. 5.已知函数()21xf x x =+. (1)判断并证明函数()f x 的奇偶性;(2)判断当()1,1x ∈-时函数()f x 的单调性,并用定义证明; (3)若()f x 定义域为()1,1-,解不等式()()210f x f x -+<. 【答案】(1)奇函数(2)增函数(3)1{|0}3x x <<【解析】试题解析:(1)判断与证明函数的奇偶性,首先要确定函数的定义域是否关于原点对称,再判断f(-x)与f(x)的关系,如果对定义域上的任意x ,都满足f(-x)=f(x)就是偶函数,如果f(-x)=-f(x)就是奇函数,否则是非奇非偶函数。

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析1.画出函数y=|x-1|的图象,并根据图象写出函数的单调区间,以及在各单调区间上,函数是增函数还是减函数。

【答案】见解析【解析】对于画含绝对值的函数的图像,先去绝对值号(注意一定要明确自变量的取值范围,选择与之对应的对应关系),写成分段函数,画出函数图像,函数图象从左到右上升的区间为增区间,下降的区间为减区间,结合图象可得答案.试题解析:由y=|x-1|=画出函数的图像,可得函数的单调区间是,1)减函数,)增函数。

【考点】查函数的单调性,数形结合是解决问题的关键2.函数的最小值为.【答案】5.【解析】首先将函数化简为,该式子可以看作是点到两个定点、的距离.即将求“函数的最小值”问题转化为“求的最小值” ,作出函数图像如下图所示,过点作其关于轴的对称点,连接,交轴于点.此时由三角形的两边之和大于第三边可得:此时取得最小值,即,即为所求.【考点】直线方程的应用.3.已知奇函数f(x)在[-1,0]上为单调递减函数,又α、β为锐角三角形两内角且,则下列结论正确的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】∵奇函数在[-1,0]上是减函数,∴在[0,1]上是增函数,又∵是锐角三角形两内角,∴,又∵,∴,∴,B正确,A错误;.对于C,D:∵为锐角三角形两内角,∴,∴,即,∴,∴C正确,D错误.【考点】1、奇函数单调性的判断;2、三角函数值的大小比较.4.下列函数在其定义域上,既是奇函数又是减函数的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】由奇函数和减函数的概念可知选C.【考点】1.函数的奇偶性;2.函数增减性.5.设定义域为的函数(Ⅰ)在平面直角坐标系内作出函数的图象,并指出的单调区间(不需证明);(Ⅱ)若方程有两个解,求出的取值范围(只需简单说明,不需严格证明). (Ⅲ)设定义为的函数为奇函数,且当时,求的解析式.【答案】(Ⅰ)作图岁详解.单增区间:,,单减区间,;(Ⅱ)或;(Ⅲ).【解析】(Ⅰ)利用一次函数、二次函数的图象及对称性可作出图象,然后根据图象可写单调区间;(Ⅱ)考虑直线与函数的图象只有两个交点时,写出满足的条件;(Ⅲ)当时,,由此可得到的解析式,然后利用函数奇偶性可求得的解析式,又由奇函数的特性易知,进而可求得的解析式.试题解析:(Ⅰ)如图.单增区间:,,单减区间,.(Ⅱ)在同一坐标系中同时作出图象,由图可知有两个解,须或,即或.(Ⅲ)当时,,因为为奇函数,所以,且,所以.【考点】1、分段函数的图象;2、函数单调性及奇偶性.6.提高过江大桥的车辆通行能力可改善整个城市的交通状况.在一般情况下,大桥上的车流速度v (单位:千米/小时)是车流密度(单位:辆/千米)的函数.当桥上的车流密度达到200辆/千米时,造成堵塞,此时车流速度为0;当车流密度不超过20辆/千米时,车流速度为60千米/小时,研究表明:当时,车流速度是车流密度x的一次函数.(1)当时,求函数的表达式;(2)当车流密度为多大时,车流量(单位时间内通过桥上某观点的车辆数,单位:辆/每小时)可以达到最大,并求出最大值(精确到1辆/小时)【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)当车流密度为100辆/千米时,车流量可以达到最大,最大值约为3333辆/小时.【解析】(1)分析可知当时,车流速度为常数所以此时。

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析

高一数学函数的单调性与最值试题答案及解析1.函数的递增区间是___________________ .【答案】[1,+∞)【解析】试题分析:,由一元二次函数的单调性可知,开口向上,递增区间在对称轴右侧,递增区间为[1,+∞).【考点】一元二次函数的单调性.2.设是奇函数,且在内是减函数,又,则的解集是【答案】【解析】∵是奇函数,且在内是减函数,∴在内是减函数,∵==,∴=,则当或时,,当或时,,则不等式等价为①或②.由①得,解得;由②得,解得,所以的解集为或或.【考点】1、函数的单调性;2、函数的奇偶性;3.抽象函数;4.函数图象的应用.3.已知函数,若对于任意,当时,总有,则区间有可能是()A.B.C.D.【答案】B【解析】函数有意义,则解得,又因为二次函数在单调递减,在单调递增,若对于任意,当时,总有,则,在上单调递增.而单调递增,故复合函数在单调递增,故选B.【考点】本题考查复合函数的单调性.4.函数在上是增函数,则实数的范围是()A.≥B.≥C.≤D.≤【答案】B【解析】二次函数的图象抛物线开口向下,对称轴为 ,所以函数在上单调递增;要使函数在上是增函数,必须有,解得 .故选B【考点】1、函数的单调性的概念;2、二次函数的图象和性质5.在区间上不是增函数的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】由初等函数的图像可知C的图像在上是单调递减函数.【考点】本题考查初等函数,通过初等函数的图像判断其单调性.6.(本小题满分12分)已知幂函数的图象经过点.(Ⅰ)求函数的解析式;(Ⅱ)判断函数在区间上的单调性,并用单调性的定义证明.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)在区间上是减函数.【解析】(Ⅰ)属待定系数法求函数解析式,即设出函数方程,代入点计算待定系数(Ⅱ)利用单调性的定义证明单调性,三步:取数并规定大小,作差比较两函数大小,判断点调性试题解析:(Ⅰ)是幂函数,设(是常数)由题,所以所以,即(Ⅱ)在区间上是减函数.证明如下:设,且,则,即在区间上是减函数.【考点】函数解析式的求法,单调性的定义7.已知函数满足当时,总有.若则实数的取值范围是.【答案】或【解析】当时,总有,所以在上单调递增,因为所以为偶函数,所以在上单调递减,因为所以,即,整理的,解得或【考点】(1)函数单调性的概念以及利用单调性比较大小(2)函数奇偶性(3)绝对值不等式和一元二次不等式的解法8.下列函数中既是奇函数,又是在上为增函数的是A.B.C.D.【答案】D【解析】对于A,函数,在区间上是减函数,在是增函数,故A不正确;对于B,函数的定义域是,不是奇函数,故B不正确;对于C,由函数在R上是增函数,知在R上是减函数,故C不正确;对于D,可变形为,是关于x的一次函数,根据奇函数的定义和函数单调性的定义知是奇函数,在R上是增函数,故D正确.【考点】函数的单调性;函数的奇偶性9.若非零函数对任意实数均有,且当时(1)求证:;(2)求证:为R上的减函数;(3)当时,对恒有,求实数的取值范围.【答案】(1)证法一:即又当时,则故对于恒有证法二:为非零函数(2)证明:令且有,又即故又故为R上的减函数(3)实数的取值范围为【解析】(1)由题意可取代入等式,得出关于的方程,因为为非零函数,故,再令代入等式,可证,从而证明当时,有;(2)着眼于减函数的定义,利用条件当时,有,根据等式,令,,可得,从而可证该函数为减函数.(3)根据,由条件可求得,将替换不等式中的,再根据函数的单调性可得,结合的范围,从而得解.试题解析:(1)证法一:即又当时,则故对于恒有 4分证法二:为非零函数(2)令且有,又即故又故为R上的减函数 8分(3)故, 10分则原不等式可变形为依题意有对恒成立或或故实数的取值范围为 14分【考点】1.函数的概念;2.函数的单调性;3.二次函数.10.下列函数中,在区间(0,+∞)上是减函数的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】根据初等函数的图象,可得函数在区间上的单调性,从而可得结论.选项A中在上是减函数选项B中在上是增函数选项C中在上是减函数选项D中在上是增函数故选C考点:函数单调性的概念11.设,则的大小关系是 ( )A.B.C.D.【答案】A【解析】因指数相同,可由幂函数在上为增函数知;因底数相同,可由指数函数在上为减函数知,再由不等式的传递性知故选A.【考点】初等函数单调性及应用,不等式基本性质.12.已知函数(1)若,判断函数在上的单调性并用定义证明;(2)若函数在上是增函数,求实数的取值范围.【答案】(1)函数在上是增函数.(2)【解析】(1)由分离常数法判断函数的单调性,由定义法来证明在上的单调性注意通分后分解因式,判定各因式的符号.(2)设由增函数知,然后分解因式判定含有因式的符号试题解析:(1)当时,, 1分设,则3分∵∴,∴>0, 5分即,∴函数在上是增函数. 6分(2)设,由在上是增函数,有即成立, 8分∵,∴,必须 11分所以,实数的取值范围是 12分【考点】函数单调性的性质证明过程及其应用.13.定义在上的函数满足:①对任意都有:;②当时,,回答下列问题.(1)证明:函数在上的图像关于原点对称;(2)判断函数在上的单调性,并说明理由.(3)证明:,.【解析】(1)利用条件①,令得出,令,得出,因此是上的奇函数,其图像关于原点对称;(2)利用单调性定义进行判断,结合第(1)小题的结论进行化简和①②两个条件对结果的符号进行判断;(3)结合条件①把左边式子的第项化为,由此左边可以化为,再利用第(2)小题的结论得出,原不等式得证.试题解析:(1)令,令,则.所以,在上是奇函数. 4分(2)设,则, 6分而,, 7分即当时,.∴在上单调递减. 8分(3),,.. 13分【考点】函数的奇偶性、单调性,转化与化归思想.14.在,这三个函数中,当时,使恒成立的函数的个数是()A.个B.个C.个D.个【答案】C【解析】根据题意,由于指数函数和对数函数底数大于1,因此是递增函数,而抛物线在给定区间是递增的,那么结合函数凹函数的特点可知,使恒成立的函数为两个函数,故选C.【考点】函数的单调性点评:本题考查指数函数的单调性、基本不等式比较数的大小.15.已知函数,(1)在如图给定的直角坐标系内画出的图象;(2)写出的单调递增区间.【答案】(1)略;(2)。

考点04 函数单调性的5种判断方法及3个应用方向(解析版)

考点04  函数单调性的5种判断方法及3个应用方向(解析版)

专题二函数考点4 函数单调性的5种判断方法及3个应用方向【方法点拨】一、函数单调性的判断及解决应用问题的方法1.判断函数单调性的常用方法(1)定义法;(2)图象法;(3)利用函数的性质“增+增=增,减+减=减”判断;(4)复合函数的单调性根据“同增异减”判断;(5)导数法2.求函数的单调区间先定定义域,在定义域内求单调区间.单调区间不连续时,要用“和”或“,“连接,不能用“U”连接.3.单调性的应用的三个方向(1)比较大小:将自变量转化到同一个单调区间内,利用函数的单调性比较大小;(2)解函数型不等式:利用函数单调性,由条件脱去“f”;(3)求参数值或取值范围:利用函数的单调性构建参数满足的方程(组)、不等式(组).【高考模拟】1.函数()||1f x x =-与()()2g x x x =-的单调递增区间分别为( ) A .[1,+∞),[1,+∞) B .(﹣∞,1],[1,+∞) C .(1,+∞),(﹣∞,1] D .(﹣∞,+∞),[1,+∞)【答案】A 【分析】先对()f x ,()g x 进行化简,再求单调区间即可. 【解析】 解:()1,111,1x x f x x x x -≥⎧=-=⎨-+<⎩,()f x ∴在[)1,+∞上单调递增,()()222()211g x x x x x x -=-==--, ()g x ∴在[)1,+∞上单调递增,故选:A.2.函数y =)A .3,2⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B .3,2⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭C .[)0,+∞D .(],3-∞-【答案】D 【分析】求出函数y =y =.【解析】由题意,230x x +≥,可得3x ≤-或0x ≥,函数y =(][),30,-∞-⋃+∞,令23t x x =+,则外层函数y =[)0,+∞上单调递增,内层函数23t x x =+在上(],3-∞-单调递减,在[)0,+∞上单调递增,所以,函数y =(],3-∞-.故选:D. 【点睛】方法点睛:求解函数的单调区间一般有以下几种方法:一是图象法,主要适用与基本初等函数及其在基本初等函数的基础上进行简单变化后的函数以及分段函数,可以借助图像来得到函数的单调区间;二是复合函数法,主要适用于函数结构较为复杂的函数,采用换元的思想将函数解析式分解为多层,利用同增异减的原理来求解;三是导数法,对于可导函数,可以解相应的导数不等式来求解函数的单调区间.3.函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,则使得()3=-y f x 为增函数的区间为( ) A .()2,3- B .()1,7-C .()1,10-D .()10,4--【答案】C 【分析】先将函数()3=-y f x 看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,再判断增区间即可. 【解析】函数()3=-y f x 可以看作函数()f x 向右平移3个单位所得到,故由函数()f x 在区间()4,7-上是增函数,得()3=-y f x 在区间()1,10-上是增函数. 故选:C.4.函数()2f x x x =-的单调减区间是( ) A .[]1,2 B .[]1,0-C .[]0,2D .[2,)+∞【答案】A 【分析】将函数写成分段函数的形式,即()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩再根据解析式得到函数的单调区间;【解析】()(2),2,(2),2,x x x f x x x x -⋅≥⎧=⎨-⋅<⎩∴直接通过解析式,结合二次函数图象得:(,1),(2,)-∞+∞递增,在[]1,2递减,故选:A.5.函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,4)上递减,则a 的取值范围是( ) A .[3,)-+∞ B .(,3]-∞- C .(,5)-∞ D .[3,)+∞【答案】B 【分析】利用二次函数的性质,比较对称轴和区间端点的大小,列不等式可得a 的取值范围. 【解析】函数f(x)的对称轴是1x a =-,开口向上,则14a -≥,解得3a ≤- 故选:B6.若函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,则实数a 的取值范围为( ). A .(1,)+∞ B .(,1)-∞ C .(0,)+∞ D .(,0)-∞【答案】D 【分析】直接由单调性的定义求解即可 【解析】解:任取12,(0,)x x ∈+∞,且12x x <,因为函数2()()f x ax a -=∈R 在(0,)+∞上单调递增,所以12()()f x f x <,即22120ax ax ---<,所以221211()0a x x -<,21212212()()0x x x x a x x +-⋅<⋅, 因为120x x <<,所以210x x +>,210x x ->,22120x x ⋅>,所以0a <. 故选:D7.如果函数2()2(1)2f x x a x =+-+在区间(],4-∞上单调递减,那么实数a 的取值范围是( ) A .3a ≤- B .3a ≥-C .5a ≤D .5a ≥【答案】A【分析】求出二次函数的对称轴,根据单调区间与对称轴之间的关系建立条件,即可求出a 的取值范围. 【解析】 解:二次函数2()2(1)2f x x a x =+-+的对称轴为2(1)(1)12a x a a -=-=--=-,抛物线开口向上,∴函数在(-∞,1]a -上单调递减,要使()f x 在区间(-∞,4]上单调递减, 则对称轴14a -, 解得3a-.故选:A . 【点睛】本题主要考查二次函数的图象和性质,根据二次函数单调性与对称轴之间的关系是解决本题的关键. 8.“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x=-+单调递减”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 【分析】求出()y f x =的导函数,利用()y f x =单调递减,则()0f x '≤恒成立,求出m 的范围,比较所求范围和条件中给定范围的关系,得出结论. 【解析】 由221()f x m x x '=--,若函数()y f x =单调递减,必有当(0,)x ∈+∞时,2210m x x--≤恒成立,可化为2111m x ⎛⎫≥--+ ⎪⎝⎭,可得m 1≥.故“1m ”是“函数1()2ln f x x mx x =-+单调递减”的充分不必要条件. 故选:A. 9.若函数2()1f x x =-的定义域是(﹣∞,1)∪[2,5),则其值域为( ) A .(﹣∞,0)B .(﹣∞,2]C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦【答案】D 【分析】分x<1和x ∈[2,5)两种情况,利用反比例函数的性质得出函数的值域. 【解析】由题意可得:当x<1时,则x ﹣1<0所以y ∈(﹣∞,0) 当x ∈[2,5)时,则x ﹣1∈[1,4),所以y ∈1,22⎛⎤⎥⎝⎦所以函数的值域为1(,0),22⎛⎤-∞⋃ ⎥⎝⎦.故选:D.10.若关于x 的不等式342xx a+-在[0x ∈,1]2上恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,1]2-B .(0,1]C .1[2-,1]D .[1,)+∞【答案】D 【分析】利用参数分离法进行转化,构造函数求函数的最大值即可得到结论. 【解析】解:由题意知,342xx a +-在(0x ∈,1]2上恒成立,设3()42x f x x =+-,则函数在102⎛⎤ ⎥⎝⎦,上为增函数,∴当12x =时,()12max 113()4211222f x f ==+-=-=, 则1a , 故选:D . 【点睛】 关键点睛:本题的关键是将已知不等式恒成立问题,通过参变分离得到参数的恒成立问题,结合函数的单调性求出最值.11.若01m n <<<且1mn =,则2m n +的取值范围是( )A.)+∞ B .[3,)+∞C.)+∞D .(3,)+∞【答案】D 【分析】先利用已知条件构造函数()2(),01f m m m m+<<=,再求其值域即得结果. 【解析】由01m n <<<且1mn =知,22m n m m +=+,故设()2(),01f m m m m+<<=, 设1201m m <<<,则()1212121212222()()1f m f m m m m m m m m m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+-+=-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 12120,01m m m m -<<<,即1222m m >,故()1212210m m m m ⎛⎫--> ⎪⎝⎭,即12()()f m f m >, 函数2()f m m m =+在()0,1上单调递减,2(1)131f =+=,故函数的值域为(3,)+∞. 故选:D. 【点睛】方法点睛:利用定义证明函数单调性的方法(1)取值:设12,x x 是该区间内的任意两个值,且12x x <; (2)作差变形:即作差,即作差12()()f x f x -,并通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断符号的方向变形; (3)定号:确定差12()()f x f x -的符号;(4)下结论:判断,根据定义作出结论. 即取值---作差----变形----定号----下结论. 12.函数()()2404xf x x x x x =++>+的最小值为( ) A .2 B .103C .174D .265【答案】C 【分析】 令4t x x =+,利用基本不等式求得4t ≥,构造函数()1g t t t=+,证明出函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,由此可求得函数()f x 的最小值. 【解析】令4t x x =+,则21144x x t x x==++,因为0x >,所以44t x x =+≥=,又2414x y x t x x t =++=++,令()1g t t t=+,其中4t ≥, 任取1t 、[)24,t ∈+∞且12t t >,即124t t >≥,则()()()()()121221121212121212111t t t t t t g t g t t t t t t t t t t t --⎛⎫⎛⎫--=+-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 124t t >≥,120t t ∴->,121t t >,()()120g t g t ∴->,即()()12g t g t >,所以,函数()g t 在[)4,+∞上为增函数,因此,()()min 1174444f xg ==+=. 故选:C. 【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件: (1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.13.若函数1y ax =+在区间[]1,3上的最大值是4,则实数a 的值为( ) A .-1 B .1C .3D .1或3【答案】B 【分析】分0a >和0a <两种情况求解,0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,从而可求出其最大值,当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,从而可求出其最大值,进而可得答案 【解析】解:当0a >时,1y ax =+在区间[]1,3上为增函数,则当3x =时,y 取得最大值,即314a +=,解得1a =;当0a <时,1y ax =+在区间[]1,3上为减函数,则当1x =时,y 取得最大值,即14a +=,解得3a =舍去, 所以1a =, 故选:B14.函数2y ax =+在[1,2]上的最大值与最小值的差为3,则实数a 为( ) A .3 B .-3 C .0 D .3或-3【答案】D 【分析】讨论a 的取值,判断函数的单调性,求出函数的最值,作差即可求解. 【解析】解:①当0a =时,2=2y ax =+,不符合题意;②当0a >时,2y ax =+在[]1,2上递增,则()()2223a a +-+=,解得3a =; ③当0a <时,2y ax =+在[]1,2上递减,则()()2223a a +-+=,解得3a =-.综上,得3a =±, 故选:D .15.已知函数24()2tx t f x x --+=+在区间[1,2]-上的最大值为2,则实数t 的值为( )A .2或3B .1或3C .2D .3【答案】A 【分析】 函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+,根据绝对值的最大值为2进行分类讨论检验即可. 【解析】 由题函数()24422tx t f x t x x --+==-+++,4[1,2],[1,4]2x t t t x ∈--+∈--+ ()24422tx t f x t x x --+==-+++的最大值为4t -或1t -当41t t -≥-时,即52t ≤时,最大值42t -=解得:2t =;当41t t -<-时,即52t >时,最大值12t -=解得:3t = 综上所述:t 的值等于2或3. 故选:A 【点睛】解决本题的关键是利用单调性求出42t x -++的范围,再结合绝对值的性质进行求解. 16.若函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R ,则实数a 的取值范围为( ) A .1[2,1)B .1(0,)7C .1[7,1)2D .1[2,1]【答案】C 【分析】根据分段函数的值域为R ,具有连续性,由12log y x =是减函数,可得(21)3y a x a =-+也是减函数,故得210a -<,(21)231a a -⨯+-,可得答案. 【解析】解:函数12,02()(21)3,2log x x f x a x a x <<⎧⎪=⎨⎪-+⎩的值域为R , 由12log y x =是减函数,(21)3y a x a ∴=-+也是减函数,故得210a -<, 解得:12a <, 函数()f x 的值域为R ,12(21)23log 21a a -⨯+=-,解得:17a. ∴实数a 的取值范围是1[7,1)2.故选:C .17.若函数()f x 是R 上的减函数,0a >,则下列不等式一定成立的是( ) A .2()()f a f a < B .1()f a f a ⎛⎫<⎪⎝⎭C .()(2)f a f a <D .2()(1)f a f a <-【答案】D 【分析】根据函数单调性,以及题中条件,逐项判断,即可得出结果. 【解析】因为函数()f x 是R 上的减函数,0a >,A 选项,()21a a a a -=-,当1a >时,2a a >,所以2()()f a f a <;当01a <<时,2a a <,所以2()()f a f a >,即B 不一定成立; B 选项,当1a >时,1a a >,所以1()f a f a ⎛⎫< ⎪⎝⎭;当01a <<时,1a a <,所以1()f a f a ⎛⎫> ⎪⎝⎭,即B 不一定成立;C 选项,0a >时,2a a >,则()(2)f a f a >,所以C 不成立;D 选项,()2221311024a a a a a ⎛⎫--=-+=-+> ⎪⎝⎭,则21a a >-;所以2()(1)f a f a <-,即D一定成立. 故选:D.18.已知函数2()f x x bx c =++,且(2)()f x f x +=-,则下列不等式中成立的是( ) A .(4)(0)(4)f f f -<< B .(0)(4)(4)f f f <-< C .(0)(4)(4)f f f <<- D .(4)(0)(4)f f f <<-【答案】C 【分析】由(2)()f x f x +=-,即可得到()f x 图象的对称轴为1x =,所以根据图象上的点离对称轴的距离即可比较出(0),(4),(4)f f f -的大小关系. 【解析】由(2)()f x f x +=-得()f x 图象的对称轴为1x =,所以()f x 在(,1]-∞上单调递减,在[1,)+∞上单调递增,且(4)(2)f f =-, 所以(0)(2)(4)(4)f f f f <-=<-, 故选:C. 【点睛】方法点睛:该题考查的是有关函数值的比较大小的问题,解题方法如下:(1)首先根据题中所给的函数解析式,判断函数类型,根据题中所给的条件,判断出函数图象的对称轴;(2)利用对称性,将自变量所对应的函数值进行转换; (3)根据函数的单调性求得结果.19.若定义在R 上的偶函数()f x 在[)0,+∞上是减函数,则下列各式一定成立的是( ) A .()()06f f < B .()()32f f -> C .()()13f f -> D .()()58f f -<-【答案】C 【分析】由偶函数及在[)0,+∞上是减函数,知在(,0]-∞上是增函数,即可判断各项的正误. 【解析】A :在[)0,+∞上是减函数,即()()06f f >,错误;B :(3)(3)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()32f f <,即()()32f f -<,错误; C :(1)(1)f f -=,()f x 在[)0,+∞上是减函数,有()()31f f <,即()()13f f ->,正确; D :由题意,()f x 在(,0]-∞上是增函数,()()58f f ->-,错误; 故选:C20.设函数()f x 是(),-∞+∞上的减函数,又若a R ∈,则( ) A .()()2f a f a >B .()()2f a f a < C .()()2f a a f a +<D .()()211f a f +≤【答案】D 【分析】利用特殊值法可判断ABC 选项的正误,利用函数的单调性可判断D 选项的正误. 【解析】对于A 选项,取0a =,则2a a =,()()2f a f a ∴=,A 选项错误; 对于B 选项,取0a =,则2a a =,所以,()()2f af a =,B 选项错误;对于C 选项,取0a =,则2a a a +=,所以,()()2f a a f a +=,C 选项错误;对于D 选项,对任意的a R ∈,211a +≥,所以,()()211f a f +≤,D 选项正确.故选:D.21.函数()f x 的定义域为,(1)0,()f f x '=R 为()f x 的导函数,且()0f x '>,则不等式()()20x f x ->的解集是( )A .(,1)(2,)-∞⋃+∞B .(,1)(1,)-∞⋃+∞C .(0,1)(2,)+∞D .(,0)(1,)-∞⋃+∞【答案】A 【分析】依题意可得()f x 再定义域上单调递增,又()10f =,即可得到1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >;再分类讨论分别计算最后取并集即可;【解析】解:由题意可知()f x 在(),-∞+∞单调递增,又()10f =,1x <时,()0f x <;1 x >时,()0f x >; 对于()()2 0x f x ->,当2x >时,不等式成立, 当12x <<时,()20, 0x f x -<>,不等式不成立; 当1x <时,20x -<,且()0f x <, 不等式成立不等式的解集(,1)(2,)-∞⋃+∞ 故选:A .22.已知定义在R 上的函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足'()()0f x f x ->,()20212021f e =,则不等式1ln 3f x ⎛⎫<⎪⎝⎭)A .()6063,e +∞B .()20210,eC .()2021,e +∞D .()60630,e【答案】D 【分析】由题意构造新函数()()xf x F x e =,得到函数的单调性,对问题进行变形,由单调性转化为求解不等式问题,即可得到结果 【解析】 由题可设()()x f x F x e=,'()()0f x f x ->,则2'()()'()()'()0x x x xf x e f x e f x f x F x e e--==>, 所以函数()F x 在R 上单调递增,2021(2021)(2021)1f F e==,将不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭1ln 311ln ln 3311ln ln 33x x x f x f x e e e ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⋅=, 可得1ln 13F x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即1ln (2021)3F x F ⎛⎫< ⎪⎝⎭,有1ln 20213x <,故得60630x e <<,所以不等式1ln 3f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭()60630,e ,故选:D. 【点睛】关键点睛:本题的解题关键是构造新函数,然后运用函数单调性求解不等式,通常情况构造新函数的形式如:()()xf x F x e =、()()F x xf x =或者()()f x F x x =等,需要结合条件或者问题出发进行构造.23.已知函数2()121xf x =-+,且()41(3)xf f ->,则实数x 的取值范围是( ). A .(2,)+∞ B .(,2)-∞C .(1,)+∞D .(,1)-∞【答案】D 【分析】用导数判断函数()f x 的单调性,再解不等式即可. 【解析】 因为()()22ln 2021x xf x -=<+',所以函数2()121x f x =-+在R 上单调递减, 由于()41(3)xf f ->所以413x-<,得1x <故选:D 【点睛】关键点点晴:判断函数()f x 的单调性是解题的关键.24.已知定义在R 上的函数()f x 满足()13f =,对x ∀∈R 恒有()2f x '<,则()21f x x ≥+的解集为( ) A .[)1,+∞ B .(],1-∞C .()1,+∞D .(),1-∞【答案】B 【分析】构造新函数()()21F x f x x =--,利用导数判断()F x 单减,又(1)0F =可解1x ≤. 【解析】令()()21F x f x x =--,则()()2F x f x ''=-, 又因为对x ∀∈R 恒有()2f x '< 所以()()20F x f x ''=-<恒成立, 所以()()21F x f x x =--在R 上单减. 又(1)(1)210F f =--=, 所以()0F x ≥的解集为(],1-∞ 故选:B 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式; (2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式; (4)解析式较复杂的不等式;25.已知函数f (x ) f (2a 2-5a +4)<f (a 2+a +4) ,则实数a 的取值范围是( ) A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭∪(2,+∞)B .[2,6)C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦∪[2,6)D .(0,6)【答案】C 【分析】由解析式知()f x 在定义域上递增,由已知函数不等式有2222544a a a a ≤-+<++,即可求解a 的取值范围. 【解析】由题意,()f x 在[2,)+∞上单调递增,∵22(254)(4)f a a f a a -+<++,即2222544a a a a ≤-+<++, ∴260a a -<或22520a a -+≥,可得26a ≤<或102a <≤. 故选:C 【点睛】关键点点睛:利用函数的单调性,列不等式求参数的范围.易错点是定义域容易被忽略.26.已知函数()f x 的图象关于y 轴对称,当0x ≥时,()f x 单调递增,则不等式(2)(1)f x f x >-的解集为__________. 【答案】1(,1)(,)3-∞-⋃+∞ 【分析】由题意可得()f x 为偶函数,再由偶函数的性质可将(2)(1)f x f x >-,转化为(2)(1)f x f x >-,再由当0x ≥时,()f x 单调递增,可得21x x >-,从而可求出x 的范围 【解析】解:依题意,()f x 为偶函数,当0x ≥时,()f x 单调递增,要满足(2)(1)f x f x >-,则要求21x x >-,两边平方得22412x x x >-+,即23210x x +->,即(1)(31)0x x +->,解得1(,1)(,)3x ∈-∞-⋃+∞. 故答案为:1(,1)(,)3-∞-⋃+∞.27.设()xf x a x =+,若()36f =,则不等式()()21f x f x ->的解集为____________.【答案】()1,+∞ 【分析】先由()36f =,解出a ,讨论()xf x a x =+的单调性,利用函数单调性解不等式即可.【解析】因为()xf x a x =+,且()36f =,,所以33a =,解得1a =>.()(),ln 1x x f x f a x a x a =+∴=+' ln 0,ln 111,x x a a a a a >∴>∴>+,()x f x a x ∴=+在R 上单增.()()21f x f x ->可化为:21x x ->解得:1x >.不等式()()21f x f x ->的解集为()1,+∞ 故答案为:()1,+∞ 【点睛】利用单调性解不等式通常用于: (1)分段函数型不等式;(2)复合函数型不等式;(3)抽象函数型不等式;(4)解析式较复杂的不等式;28.已知定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,则不等式(1)01f x x +≥-的解集为___________.【答案】[]3,1-- 【分析】先由定义域为R 的奇函数()f x 在区间(0,)+∞上为严格减函数,且()20f =,画出()f x 的草图,结合图像对(1)01f x x +≥-进行等价转化,解不等式即可.【解析】()f x 是定义域为R 的奇函数,且在区间(0,)+∞上为严格减函数,有()20f =,∴()f x 在区间(,0)-∞上为严格减函数且()20f =,可作出()f x 的草图:不等式(1)01f x x +≥-可化为:()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩或()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩对于()1010x f x ->⎧⎨+≥⎩,当1x >时()12,10x f x +>+<,无解;对于()1010x f x -<⎧⎨+≤⎩,当1x <时()12,10x f x +<+≤,由图像观察,210x -≤+≤解得:31x -≤≤- 所以不等式(1)01f x x +≥-的解集为[]3,1--.故答案为:[]3,1-- 【点睛】常见解不等式的类型:(1)解一元二次不等式用图像法或因式分解法; (2)分式不等式化为标准型后利用商的符号法则; (3)高次不等式用穿针引线法; (4)含参数的不等式需要分类讨论.29.已知函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立,则a 的取值范围是_________.【答案】4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【分析】由题意,把函数()()23log 440f x ax x =-+>在x ∈R 上恒成立转化为2430ax x -+>对x ∈R上恒成立,列不等式解得a 的范围. 【解析】()()23log 440f x x x α=-+>恒成立,即()2233log 44log 1430ax x ax x -+>⇔-+>恒成立,所以0a =时显然不成立.当0a ≠时()0Δ16120a a >⎧⎨=-<⎩得43a <,所以4,3a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭.故答案为:4,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【点睛】(1)求参数的范围是常见题型之一,处理的方法有两种:①不分离参数,直接求最大值或最小值,解不等式;②分离参数法.(2)解指、对数型的不等式,通常化为同底的结构,利用函数的单调性解不等式.30.设函数3,1()1+1,1x x f x x x x ≤⎧⎪=⎨->⎪⎩,则不等式()26()f x f x ->的解集为_________.【答案】()3,2- 【分析】先判断函数的单调性,再解抽象不等式. 【解析】当1x >时,31+1y x x=-是增函数,此时1y >; 当1x ≤时, y x =是增函数,此时1y ≤, 所以函数()f x 是单调递增函数,()()2266f x f x x x ->⇔->,解得:32x -<<,所以不等式的解集是()3,2-. 故答案为:()3,2-。

函数单调性经典题目含解析及答案

函数单调性经典题目含解析及答案

答案: (3,)或[3,)
3、已知 f (x) x2 2x 3, g(x) f (5 x2 ) ,试求 g(x) 的单调区间
解析:复合函数的单调性,当复合函数内外层单调区间不同时,以外
层函数为界限。
答案:单调减区间为 (,2), (0,2) ,单调增区间 (2,0), (2,) 4、函数 y 2 在区间[2,4] 上的最大值和最小值
答案:[0, 1]
5
8、已知 f (x) | x a |在 (,1) 上是单调函数,则 a 的取值范围 解析: f (x) | x |是偶函数,可以画图像利用图像平移的特点来判断 答案: (,1] 9、若 y (2k 1)x b 是 R 上的减函数,则 K 的取值范围。 解析:利用一元一次函数的图像 答案: (, 1)
x2 2x 1, x [0,)
解析:利用函数图像法求单调区间及最小值
答案:函数的单调增区间为 (,0), (0,) ,最小值为 f (0) 1
7、函数 f (x) ax2 2(a 1)x 2 在区间 (,4] 为减函数,则 a 的取值范围
解析:利用一元两次函数的开口方向及对称轴或一元一次函数
x
解析:利用函数单调性
答案:20。 20、函数 f (x) 2x2 mx 1在区间[1,4]上是单调函数,则实数 m 的取值
范围
解析:二次函数对称轴与区间关系
答案: m 4或m 16
21、若 f (x) x2 bx c , f (1) 0, f (3) 0
(1)求 b,c 的值
ax 5, a,x 1 x
x

1

R
上的增函数,则
a
的取值范围

对数型复合函数的单调区间解答题(2)

对数型复合函数的单调区间解答题(2)

1.设()log (1)log (3)(0,1)a a f x x x a a =++->≠,且(1)2f =.(1)求a 的值及()f x 的定义域;(2)求()f x 在区间答案:解答:(1)∵(1)2f =,∴log 42(0,1)a a a =>≠,∴2a =. 由10,30,x x +>⎧⎨->⎩得(1,3)x ∈-,∴函数()f x 的定义域为(1,3)-. (2)22222()log (1)log (3)log (1)(3)log [(1)4]f x x x x x x =++-=+-=--+, ∴当(1,1]x ∈-时,()f x 是增函数;当(1,3)x ∈时,()f x 是减函数.函数()f x 在上的最大值是2(1)log 42f ==,函数()f x 在 ∴()f x 在区间2(1)当5a =时,求函数()f x 的定义域; (2)当函数()f x 的定义域为R 时,求实数a 的取值范围.答案:11,2⎫⎛⎫+∞⎪ ⎪⎭⎝⎭(2)(),4-∞.解答:(1)当5a =时,要使函数()f x 有意义,当1x ≤时,不等式①等价于210x -+>,即 当15x <≤时,不等式①等价于10->,∴无解;当5x >时,不等式①等价于2110x ->,即 综上,函数()f x 的定义域为11,2⎫⎛⎫+∞⎪ ⎪⎭⎝⎭(2)∵函数()f x 的定义域为R ,∴不等式1x -+当且仅当()()150x x --≥时取等号)a 的取值范围是(),4-∞.考点:1.含绝对值不等式的解法;2.不等式的恒成立的问题.3,且当(],1x ∈-∞时()f x 有意义,求实数a 的取值范围. 答案:解答:欲使(),1x ∈-∞时,()f x 有意义,需1240x x a ++>恒成立,(1x ≤)恒成立. 在(),1-∞上是增函数, ∴当1x =时,时,满足题意,即a 的取值范围为 4(0a >且1a ≠)在()1,+∞上的单调性,并予以证明. 答案:当1a >时,()f x 在()1,+∞上为减函数;当01a <<时,()f x 在(1,)+∞上为增函数. 解答:,任取211x x >>,则∵11x >,21x >,∴110x ->,210x ->, 又∵12x x <,∴120x x -<.,即21u u <. 当1a >时,log a y x =是增函数,∴21log log a a u u <,即21()()f x f x <;当01a <<时,函数log a y x =是减函数,∴21log log a a u u >,即21()()f x f x >. 当01a <<时, 5.已知函数()log (3)a f x ax =-(0a >且1a ≠).(1)当[0,2]x ∈时,函数()f x 恒有意义,求实数a 的取值范围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数()f x 在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.答案:3(0,1)(1,)2; (2)不存在实数a ,使()f x 在[1,2]上为减函数且最大值为1.解答:(1)由于3y ax =-为减函数,所以要使函数()f x 在[0,2]上恒有意义,因此a 的取值范围是3(0,1)(1,)2; (2)由于3y ax =-为减函数,要使()f x 在[1,2]为减函数且最大值为1,则1a >,且max ()(1)log (3)1a f x f a ==-=,又3y ax =-在[1,2]上需恒大于零,故不存在实数a ,使()f x 在[1,2]上为减函数且最大值为1.6 (1) (2)对于[2,4]x ∈,恒成立,求m 的取值范围. 答案:(1))证明见解答;(2)(0,15)(45,)+∞. 解答:(1),解得1x <-或1x >, ∴函数的定义域为(,1)(1,)-∞-+∞. 当(,1)(1,)x ∈-∞-+∞时,(2)由[2,4]x ∈时, ①当1a >时,∴对[2,4]x ∈恒成立, ∴0(1)(1)(7)m x x x <<+--在[2,4]x ∈恒成立.设()(1)(1)(7)g x x x x =+--,[2,4]x ∈ 则32()77g x x x x =-++-,∴当[2,4]x ∈时,'()0g x >, ∴()y g x =在区间[2,4]上是增函数,min ()(2)15g x g ==. ∴015m <<. ②当01a <<时,由[2,4]x ∈时,对[2,4]x ∈恒成立. ∴(1)(1)(7)m x x x >+--在[2,4]x ∈恒成立. 设()(1)(1)(7)g x x x x =+--,[2,4]x ∈, 由①可知()y g x =在区间[2,4]上是增函数,max ()(4)45g x g ==,∴45m >. ∴m 的取值范围是(0,15)(45,)+∞.7.已知函数()()24log 23f x ax x =++. (1)已知()11f =,求()f x 单调递增区间;(2)是否存在实数a ,使()f x 的最小值为0?若存在, 求出a 的值; 若不存在, 说明理由. 答案:(1)()1,1-;解答:(1)()()24log 23f x ax x =++且()()2411,log 12131,54,1f a a a =∴+⨯+=∴+=∴=-,可得函数()()24log 23f x x x =-++, 2230,x x -++>∴函数的定义域为()1,3-, 令()222314t x x x =-++=--+可得,当()1,1x ∈-时,t 为关于x 的增函数,底数为41,>∴函数()()24log 23f x x x =-++单调递增区间为()1,1-. (2)设存在实数a ,使()f x 最小值为0. 由于底数为41>,可得真数2231t ax x =++≥恒成立, 且真数t 最小值恰好是1.8.已知函数()()()22lg 32215f x m m x m x ⎡⎤=-++-+⎣⎦,如果函数()f x 的值域为R ,求实数m 的取值范围.答案:解答:令()()()2232215g x m m x m x =-++-+, 如果函数()f x 的值域为R ,则()g x 能取到任意的正数,当2320m m -+=时,即1m =或2.经验证当2m =时适合当2320m m -+≠时据二次函数知识知要使的函数值取得所有正在值只需23200m m ⎧-+>⎨∆≥⎩解之得综上可知满足题意的m 的取值范围是 9.已知函数mx x f x ++=)14(log )(2.(1)若)(x f 是偶函数,求实数m 的值;(2)当0>m 时,关于x 的方程上恰有两个不同的实数解,求m 的范围.答案:解答: (1)若)(x f 是偶函数,则有)()(x f x f =-恒成立,即mx mx x x ++=-+-)14(log )14(log 22,即是x mx 22-=对R x ∈恒成立,故1-=m ;(2)当0>m 时,)14(log 2+=x y ,在R 上单增,mx y =在R 上也单增,所以mx x f x ++=)14(log )(2在R 上单增,且1)0(=f ;又)(x f 单增,得令4222++-=t t y ,又0>m ,故10(1)当7m =时,求函数()f x 的定义域;(2)若关于x 的不等式()2f x ≥的解集是R ,求m 的取值范围.答案: (1) ),4()3,(+∞⋃--∞; (2) ]1-,(-∞解答:(1)不等式的解集是以下不等式组解集的并集:⎩⎨⎧>-++≥7212x x x ,或⎩⎨⎧>+-+<≤72121x x x ,或⎩⎨⎧>+---<7211x x x 解得函数)(x f 的定义域为),4()3,(+∞⋃--∞;(2)不等式2)(≥x f 即R x ∈ 时,恒有R ,m m ,34≤+∴的取值范围是 ]1-,(-∞11.已知a ∈R ,函数 (1)当5a =时,解不等式()0f x >;(2)若关于x 的方程2()log [(4)25]0f x a x a --+-=的解集中恰好有一个元素,求a 的取值范围;(3)设0a >,函数()f x 在区间[,1]t t +上的最大值与最小值的差不超过1,求a 的取值范围.答案:()0,⎫+∞⎪⎭; (2)(]{}1,23,4;解答:(1)()0,⎫+∞⎪⎭. ,()()24510a x a x -+--=, 当3a =时,121x x ==-,经检验,满足题意.当3a ≠且4a ≠时,,21x =-,12x x ≠. 1x 是原方程的解当且仅当,即2a >; 2x 是原方程的解当且仅当,即1a >. 于是满足题意的(]1,2a ∈.综上,a 的取值范围为(]{}1,23,4.(3)当120x x <<时, 所以()f x 在()0,+∞上单调递减.函数()f x 在区间[],1t t +上的最大值与最小值分别为()f t ,()1f t +.即()2110at a t ++-≥,对任意因为0a >,所以函数()211y at a t =++-在区间时,y故a 的取值范围为12(1)若函数内单调递增,求a 的取值范围;(2)求函数在区间[1,2]上的最小值.答案:(1)[)1,+∞;(2) 当1a ≥时,()min 0f x =.解答:(1)由已知,得上恒成立,即 又当 (2)当时,在(1,2)上恒成立, 这时在[1,2]上为增函数(1,2)上恒成立,这时在[1,2]上为减函数),1[)(+∞在区间x f )(x f ),1[0)(+∞≥'在x f 1≥a 0)(>'x f )(x f 0)1()(min ==∴f x f )(x f综上,在[1,2]上的最小值为③当13.已知函数22()lg (32)(1)1f x m m x m x ⎡⎤=-++-+⎣⎦的定义域为R ,求实数m 的取值范围.答案: 1m ≤或解答:∵函数()f x 的定义域为R ,∴对于任意x R ∈,恒有22(32)(1)10m m x m x -++-+>①若2320m m -+=,则2m =或1,当1m =时,不等式即为10>,符合题意,当2m =时,不等式即为210x +>,不恒成立,∴2m =不合题意,舍去.②若2320m m -+≠,由题意得 222320(1)4(32)0m m m m m ⎧-+>⎨∆=---+<⎩,解得,即1m <或综上可得,m 的取值范围是1m ≤或 14.已知函数)1,0(log )(≠>=a a x x f a ,且1)2()3(=-f f .(1)若)52()23(+<-m f m f ,求实数m 的取值范围;(2)成立的x 的值. 答案:)(x f 0)(,1min =≥x f a 时解答:定义域0+∞(,)上单调递增,所以可得: 3202503225m m m m ->⎧⎪+>⎨⎪-<+⎩,解得(2)15 (1)求函数)(x f 的定义域;(2)求函数)(x f 的值域.答案:(1)(p ,1);(2)见解答:.解答:(1)要使求函数)(x f 有意义,则得1>x 且p x <, 又因为函数的定义域为非空数集,所以1>p ,所以函数)(x f 的定义域是(p ,1);,其中p x <<1,,即31≤<p 时, 因为)(x h 在],1[p 上单调递减,且0)1(2)1(>-=p h ,0)(=p h , 所以)1(log 1)1(2log )(22-+=-<p p x f ; ,即3>p 时, ,0)(=p h , 所以当p x <<1时,时,即1-<p ,这与1>p 矛盾. 综上所述当31≤<p 时,函数)(x f 的值域是()()1log 1,2-+∞-p ;当3>p 时,函数)(x f 的值域是()]21log 2,(2-+-∞p .16 (1)判断()f x 的奇偶性并证明;(2)若对于[2,4]x ∈,恒有成立,求m 的取值范围. 答案:(1)详见解答;(2)当1>a 时,150<<m ; 当10<<a 时,16>m .解答:(1)解得11x x <->或所以函数()f x 的定义域为(,1)(1,)-∞-+∞ 函数()f x 为奇函数,证明如下:由(I)知函数()f x 的定义域关于原点对称,又因为所以函数()f x 为奇函数(2) 对[2,4]x ∈恒成立 当10<<a 时,对[2,4]x ∈成立.即(1)(7)x x m +⋅->成立,所以015m << 同理当10<<a 时,,解得16m > 综上所述:当1>a 时,150<<m ,当10<<a 时,16>m17.已知函数2()lg(2)f x ax ax =++ (∈a R ).(1)若1a =-,求()f x 的单调区间;(2)若函数()f x 的定义域为R ,求实数a 的取值范围.答案:(1) ()f x 的单调增区间为(2) 08a ≤<.解答:(1)当1a =-时,2()lg(2)f x x x =--+ 220x x --+>,即220x x +-<,解得:21x -<< 所以函数()f x 的定义域为(2,1)-设2()2,(2,1)t x x x x =--+∈-,则()lg f x t =关于t 在(0,)t ∈+∞为增函数. 由复合函数的单调性,()f x 的单调区间与2()2,(2,1)t x x x x =--+∈-的单调区间一致.二次函数2()2,(2,1)t x x x x =--+∈-的对称轴为所以()t x 在所以()f x 的单调增区间为(2)当0a =时,()lg 2f x =为常数函数,定义域为R ,满足条件. 当0a ≠时,()f x 的定义域为R 等价于220ax ax ++>恒成立. 于是有2080a a a >⎧⎨∆=-<⎩,解得:08a << 综上所述,实数a 的取值范围是08a ≤<.18.已知函数()ln(3)ln(3)f x x x =++-.(1)求函数()y f x =的定义域;(2)判断函数()y f x =的奇偶性;(3)若(21)()f m f m -<,求m 的取值范围.答案: (1)()3,3-;(2)函数()f x 为偶函数; 或12m <<. 解答:(1)303330x x x +>⎧⇒-<<⎨->⎩,所以定义域为()3,3-; (2))()3ln()3ln()(x f x x x f =++-=-)(x f ∴为偶函数;(3)因为()()()()2ln 3ln 3ln 9f x x x x=++-=- 可知)(x f 在]3,0[上为减函数,又为偶函数则原不等式可化为⎪⎩⎪⎨⎧>-<<-<-<-|||12|333123m m m m 解得或12m <<.。

人教A版高中数学必修一 7复合函数的单调性

人教A版高中数学必修一 7复合函数的单调性

第7讲 函数的单调性(2)一、教学目标1.掌握函数单调性的定义以及函数的单调区间求法2.理解函数单调性的应用.二、知识点梳理知识点一:复合函数与抽象函数单调性1、复合函数单调性的判断一般地对于复合函数))((x g f y =,如果)(x g t =在()b a ,上是单调函数,并且)(t f y =在()()()b g a g ,或者()()()a g b g ,上也是单调函数,那么()()x g f y =在()b a ,上的单调性如下表所示,简记为“同增异减”讨论复合函数单调性的步骤:① 求出复合函数的定义域;② 复合函数分解成若干个常见的基本函数,并判定其单调性;③ 把中间变量的变化范围转化成自变量的变化范围;④ 根据上述复合函数的单调性规律判定其单调性。

例1、求函数2281)(x x x f --=的单调区间变式训练已知225)(,32)(x x g x x x f -=--=试求()x g 的单调区间2、抽象函数单调性的判断与证明没有给出具体解析式的函数,称为抽象函数,求此类函数的单调性通常有两种方法:一种是“凑”凑定义或凑已知,利用定义或者已知条件得出结论;另一种是赋值,给变量赋值要根据条件与结论的关系。

例2、已知函数)(x f 对任意的R y x ∈,,总有()()()y f x f y x f +=+,且当x>0时,()0<x f .求证:()x f 在R 上为减函数。

知识点二:函数最值的求法求函数最值的方法1、配方法:主要适用于二次函数或者可化为二次函数的函数,要特别注意自变量的取值范围2、换元法:用换元法一定要注意新元的取值范围3、数形结合法:对于图像较容易画出的函数的最值问题,可借助图像直观求出。

4、利用函数的单调性:要注意函数的单调性对函数最值的影响,特别是闭区间上的函数的最值。

例3、利用单调性求最值 求函数12-+=x x y求函数()x x x f +=1的最值利用图像求最值例4、用}{b a ,m in 表示a,b 两个数中较小值,设()}{()()x f x x x x f 则,010,2m in ≥-+=的最大值为_____二次函数最值求二次函数最值有两种类型:一是函数定义域为实数集R ,这时只要根据抛物线的开口方向,应用配方法即可求出;二是函数定义域为某一区间,这时二次函数最大值(最小值)由它单调性确定,而它的单调性由二次函数的开口方向和对称轴的位置来确定;当开口方向和对称轴的位置不确定时,还需进行分类讨论。

高考数学一轮复习讲义(提高版) 专题2.2 函数的单调性(解析版)

高考数学一轮复习讲义(提高版) 专题2.2 函数的单调性(解析版)

第二讲函数的单调性1.函数的单调性(1)单调函数的定义增函数减函数定义一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数图象描述自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的(2)单调区间的定义如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.2.函数的最值前提设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M满足条件(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M (3)对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;(4)存在x0∈I,使得f(x0)=M结论M为最大值M为最小值【套路秘籍】---千里之行始于足下考向一 单调区间求解【例1】(1)下列函数中,定义域是R 且为增函数的是( )A.y =2-xB.y =xC.y =log 2xD.y =-1x(2)函数f (x )=ln (x 2-2x -8) 的单调递增区间是( )A .(-∞,-2)B .(-∞,1)C .(1,+∞)D .(4,+∞) (3)求函数f (x )=|x 2-4x +3|的单调区间 . (4)求函数f (x )=x -ln x 的单调区间 .(5)函数33y x x =-的单调增区间为__________. 【答案】见解析【解析】(1)只有y =2-x与y =x 的定义域为R ,且y =2-x是减函数,y =x 是增函数.选B (2)由x 2-2x -8>0,得x >4或x <-2.设t =x 2-2x -8,则y =ln t 为增函数. 要求函数f (x )的单调递增区间,即求函数t =x 2-2x -8的单调递增区间.∵函数t =x 2-2x -8的单调递增区间为(4,+∞),∴函数f (x )的单调递增区间为(4,+∞).故选D. (3)先作出函数y =x 2-4x +3的图象,由于绝对值的作用,把x 轴下方的部分翻折到上方,可得函数y =|x 2-4x +3|的图象.如图所示.由图可知f (x )在(-∞,1]和[2,3]上为减函数,在[1,2]和[3,+∞)上为增函数,故f (x )的增区间为[1,2],[3,+∞),减区间为(-∞,1],[2,3].(4)由题意,得x >0.y ′=1-1x =x -1x.由y ′=0解得x =1.【修炼套路】---为君聊赋《今日诗》,努力请从今日始列表如下:由上表可知,函数的单调递增区间为(1,+∞),单调递减区间为(0,1).(5)21119033y x x '=->∴-<< ,即单调增区间为11,33⎛⎫- ⎪⎝⎭【举一反三】1.下列函数中,在(0,+∞)上单调递减的是( )A . f(x)=lnxB . f(x)=(x −1)2C . f(x)=2−xD . f(x)=x 3 【答案】C【解析】根据题意,依次分析选项:对于A ,函数f(x)=lnx 为对数函数,在(0,+∞)上为增函数,不符合题意.【套路总结】一.函数单调性的判断方法有 ①定义法; ②图象法;③利用已知函数的单调性; ④导数法.二.复合函数y =f (g (x ))的单调性应根据外层函数y =f (t )和内层函数t =g (x )的单调性判断,遵循“同增异减”的原则.对于B ,函数f(x)=(x −1)2为二次函数,在(−∞,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数,不符合题意. 对于C ,函数f(x)=2−x =(12)x 为指数函数,在(0,+∞)上单调递减,符合题意.对于D ,函数y =x 3为幂函数,在(0,+∞)上为增函数,不符合题意.故选C . 2.函数f (x )=log 2(4+3x −x 2)的单调递减区间是( ) A . (−∞,32] B . [32,+∞) C . (−1,32] D . [32,4) 【答案】D【解析】函数f (x )=log 2(4+3x-x 2),令t=4+3x-x 2>0,求得-1<x <4,即函数的定义域为(-1,4),且f (x )=log 2t ,即求函数t 在定义域内的减区间.再利用二次函数的性质可得t=4+3x-x 2在定义域内的减区间为[32,4).故选D . 3.函数()| g x x =的单调递增区间是 ( )A . [)0+∞,B . (]0-∞,C . (]2-∞-,D . [)2+-∞, 【答案】A【解析】任取120,x x >> 则120,x x -> ()()()()121212120,g x g x x x x x g x g x ->-=->> ,所以函数()| g x x =的单调递增区间是[)0+∞,,故选A.考向二 单调性的运用一---比较大小【例2】定义在R 上的偶函数f (x )满足:对任意的x 1,x 2∈(-∞,0)(x 1≠x 2),都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0.则下列结论正确的是( )A .f (0.32)<f (20.3)<f (log 25) B .f (log 25)<f (20.3)<f (0.32) C .f (log 25)<f (0.32)<f (20.3) D .f (0.32)<f (log 25)<f (20.3) 【答案】A【解析】 ∵对任意x 1,x 2∈(-∞,0),且x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0,∴f (x )在(-∞,0)上是减函数,又∵f (x )是R 上的偶函数,∴f (x )在(0,+∞)上是增函数,∵0<0.32<20.3<log 25,∴f (0.32)<f (20.3)<f (log 25).故选A.【举一反三】1.已知f (x )=2x-2-x,117459279,,log 97a b c -⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭则f (a ),f (b ),f (c )的大小顺序为( ) A.f (b )<f (a )<f (c ) B.f (c )<f (b )<f (a ) C.f (c )<f (a )<f (b ) D.f (b )<f (c )<f (a )【答案】B【解析】易知f (x )=2x -2-x在(-∞,+∞)上是增函数,又a =⎝ ⎛⎭⎪⎫79-14=⎝ ⎛⎭⎪⎫9714>⎝ ⎛⎭⎪⎫9715=b >0,c =log 279<0,∴f (a )>f (b )>f (c ).2.已知函数f (x )的图象向左平移1个单位后关于y 轴对称,当x 2>x 1>1时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0恒成立,设a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .c >a >bB .c >b >aC .a >c >bD .b >a >c【套路总结】(1)比较大小:县判断出函数的单调性,再根据自变量的大小判断出函数值的大小关系。

函数的单调性(解析版)

函数的单调性(解析版)

考点10 函数的单调性【命题解读】考查函数的基本性质,如奇偶性、单调性与最值、函数与方程(零点)、不等式的解法等,考查数学式子变形的能力、运算求解能力、等价转化思想和数形结合思想.其中函数与方程考查频率较高.涉及函数性质的考查;【基础知识回顾】1. 函数单调性的定义(1)一般地,对于给定区间上的函数f(x),如果对于属于这个区间的任意两个自变量x 1、x 2,当x 1<x 2时,都有f(x 1)<f(x 2)(或都有f(x 1)>f(x 2),那么就说f(x)在这个区间上是增函数(或减函数).(2)如果函数y =f(x)在某个区间上是增函数(或减函数),那么就说f(x)在这个区间上具有(严格的)单调性,这个区间叫做f(x)的单调区间;若函数是增函数则称该区间为增区间,若函数为减函数则称该区间为减区间.2. 函数单调性的图像特征对于给定区间上的函数f(x),若函数图像从左向右连续上升,则称函数在该区间上单调递增;若函数图像从左向右连续下降,则称函数在该区间上单调递减.3. 复合函数的单调性对于函数y =f(u)和u =g(x),如果当x ∈(a ,b)时,u ∈(m ,n),且u =g(x)在区间(a ,b)上和y =f(u)在区间(m ,n)上同时具有单调性,则复合函数y =f(g(x))在区间(a ,b)上具有单调性,并且具有这样的规律:增增(或减减)则增,增减(或减增)则减.4. 函数单调性的常用结论(1)对∀x 1,x 2∈D(x 1≠x 2),f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0⇔f(x)在D 上是增函数; f ()x 1-f ()x 2x 1-x 2<0⇔f(x)在D 上是减函数.(2)对勾函数y =x +ax (a>0)的增区间为(-∞,-a]和[a ,+∞),减区间为(-a ,0)和(0,a). (3)在区间D 上,两个增函数的和是增函数,两个减函数的和是减函数.(4)函数f(g(x))的单调性与函数y =f(u)和u =g(x)的单调性的关系是“同增异减”5.常用结论1.若函数f (x ),g (x )在区间I 上具有单调性,则在区间I 上具有以下性质: (1)当f (x ),g (x )都是增(减)函数时,f (x )+g (x )是增(减)函数;(2)若k >0,则kf (x )与f (x )单调性相同;若k <0,则kf (x )与f (x )单调性相反; (3)函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f (x )的单调性相反; (4)复合函数y =f [g (x )]的单调性与y =f (u )和u =g (x )的单调性有关.简记:“同增异减”. 2.增函数与减函数形式的等价变形:∀x 1,x 2∈[a ,b ]且x 1≠x 2,则(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0⇔f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0⇔f (x )在[a ,b ]上是增函数; (x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]<0⇔f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0⇔f (x )在[a ,b ]上是减函数.1、函数y =x 2-5x -6在区间[2,4]上是( )A .递减函数B .递增函数C .先递减再递增函数D .先递增再递减函数【答案】C【解析】作出函数y =x 2-5x -6的图象(图略)知开口向上,且对称轴为x =52,在[2,4]上先减后增.故选C.2、函数y =1x -1在[2,3]上的最小值为( )A .2 B.12 C.13 D .-12【答案】B【解析】 因为y =1x -1在[2,3]上单调递减,所以y min =13-1=12. 故选B.3、已知函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的函数,且在该区间上单调递增,则满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13的x的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫13,23B.⎣⎡⎭⎫13,23C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23【答案】D【解析】因为函数f (x )是定义在区间[0,+∞)上的增函数,满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13.所以0≤2x -1<13, 解得12≤x <23.故选D.4、设函数f(x)在R 上为增函数,则下列结论一定正确的是(D )A. y =1f (x )在R 上为减函数 B. y =|f (x )|在R 上为增函数C. y =-1f (x )在R 上为增函数 D. y =-f (x )在R 上为减函数 【答案】D.【解析】 如f (x )=x 3,则y =1f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),在x =0时无意义,A 、C 错;y =|f (x )|是偶函数,在R 上无单调性,B 错.故选D.5、对数函数log (0a y x a =>且1)a ≠与二次函数2(1)y a x x =--在同一坐标系内的图象不可能是( )A .B .C .D .【答案】BD .【解析】:若1a >,则对数函数log a y x =在(0,)+∞上单调递增,二次函数2(1)y a x x =--开口向上,对称轴102(1)x a =>-,经过原点,可能为A ,不可能为B .若01a <<,则对数函数log a y x =在(0,)+∞上单调递减,二次函数2(1)y a x x =--开口向下,对称轴102(1)x a =<-,经过原点,可能为C ,不可能为D .故选:BD .6、函数y =|-x 2+2x +1|;单调递减区间是 . 【答案】(1-2,1),(1+2,+∞);(,(1,1+2).【解析】作出函数y =|-x 2+2x +1|的图像如图所示.由图像可知,函数y =|-x 2+2x +1|的单调增区间为(1-2,1),(1+2,+∞);单调递减区间是(-∞,1-2),(1,1+2).故应分别考向一函数单调性的证明与判断例1、判断函数f(x)=x1+x 2在区间[1,+∞)上的单调性并证明你的结论.【解析】 函数f (x )=21xx +在区间[1,+∞)上是单调减函数,证明如下: 设x 1、x 2∈[1,+∞),且x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=1211x x +-2221x x +=2212212212(1)(1)1)(1)x x x x x x +-+++(=11122212()(1)1)(1)x x x x x x -++(.∵x 1、x 2∈[1,+∞),且x 1<x 2,∴ x 1-x 2<0,1-x 1x 2<0. 又(1+x 21)(1+x 22)>0,∴ f (x 1)-f (x 2)>0, 即f (x 1)>f (x 2).∴ f (x )=21xx +在[1,+∞)上为减函数. 变式1、试讨论函数f (x )=x +kx (k >0)的单调性.【解析】.法一:由解析式可知,函数的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞).在(0,+∞)内任取x 1,x 2,令x 1<x 2,那么f (x 2)-f (x 1)=⎝⎛⎭⎫x 2+k x 2-⎝⎛⎭⎫x 1+k x 1=(x 2-x 1)+k ⎝⎛⎭⎫1x 2-1x 1=(x 2-x 1)x 1x 2-k x 1x 2.因为0<x 1<x 2,所以x 2-x 1>0,x 1x 2>0. 故当x 1,x 2∈(k ,+∞)时,f (x 1)<f (x 2), 即函数在(k ,+∞)上单调递增. 当x 1,x 2∈(0,k )时,f (x 1)>f (x 2), 即函数在(0,k )上单调递减.考虑到函数f (x )=x +kx (k >0)是奇函数,在关于原点对称的区间上具有相同的单调性,故在(-∞,-k )上单调递增,在(-k ,0)上单调递减.综上,函数f (x )在(-∞,-k )和(k ,+∞)上单调递增,在(-k ,0)和(0,k )上单调递减. 法二:由解析式可知,函数的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞). f ′(x )=1-kx 2.令f ′(x )>0得x 2>k ,即x ∈(-∞,-k )或x ∈(k ,+∞),故函数的单调增区间为(-∞,-k )和(k ,+∞).令f ′(x )<0得x 2<k ,即x ∈(-k ,0)或x ∈(0,k ),故函数的单调减区间为(-k ,0)和(0,k ). 故函数f (x )在(-∞,-k )和(k ,+∞)上单调递增,在(-k ,0)和(0,k )上单调递减. 变式2、试讨论函数f(x)=axx 2+1(a >0)在(0,+∞)上的单调性,并证明你的结论.【解析】 (方法1)设x 1,x 2∈(0,+∞)且x 1<x 2,则f(x 1)-f(x 2)=ax 1x 21+1-ax 2x 22+1=ax 1(x 22+1)-ax 2(x 21+1)(x 21+1)(x 22+1)=a[x 1x 22+x 1-x 2x 21-x 2](x 21+1)(x 22+1)=a (x 2-x 1)(x 1x 2-1)(x 21+1)(x 22+1). ∵x 1<x 2,x 2-x 1>0,又a>0,(x 21+1)(x 22+1)>0. ∴当x 1,x 2∈(0,1)时,x 1x 2-1<0,从而a (x 2-x 1)(x 1x 2-1)(x 21+1)(x 22+1)<0,即f(x 1)-f(x 2)<0⇒f(x 1)<f(x 2),此时f(x)=axx 2+1 (a >0)单调递增; 当x 1,x 2∈(1,+∞)时,x 1x 2-1>0,从而a (x 2-x 1)(x 1x 2-1)(x 21+1)(x 22+1)>0,即f(x 1)-f(x 2)>0⇒f(x 1)>f(x 2),此时f(x)=axx 2+1 (a >0)单调递减. ∴函数f(x)在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数.方法总结: 1. 判断函数的单调性,通常的方法有:(1)定义法;(2)图像法;(3)利用常见函数的单调性;(4)导数法.而要证明一个函数的单调性,基本方法是利用单调性定义或导数法.2. 应用函数单调性的定义证明函数的单调性,其基本步骤如下:取值→作差→变形→确定符号→得出结论其中,变形是十分重要的一步,其目的是使得变形后的式子易于判断符号,常用的方法是(1)分解因式;(2)配方;(3)通分约分等.考向二 函数的单调区间例1、求下列函数的单调区间(1)y =-x 2+2|x|+1;(2)、.函数y =|x |(1-x )的单调递增区间是________.【解析】(1)由2221,0-x 21,0x x x x x ⎧-++⎪⎨-+⎪⎩≥,<,即22(1)2,0-1)2,0.x x y x x ⎧--+⎪=⎨++⎪⎩≥(<画出函数图像如图所示,单调增区间为(-∞,-1],[0,1],单调减区间为[-1,0],[1,+∞).(2)y =|x |(1-x )=⎩⎨⎧x (1-x ),x ≥0,-x (1-x ),x <0 =⎩⎨⎧-x 2+x ,x ≥0,x 2-x ,x<0,函数的大致图象如图所示.由图易知函数的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12.变式1、(2019·河北石家庄二中模拟)函数f (x )=|x 2-3x +2|的单调递增区间是( )A.⎣⎡⎭⎫32,+∞ B.⎣⎡⎦⎤1,32和[2,+∞)C .(-∞,1]和⎣⎡⎦⎤32,2D.⎝⎛⎦⎤-∞,32和[2,+∞)【答案】B【解析】y =|x 2-3x +2|=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-3x +2,x ≤1或x ≥2,-x 2-3x +2,1<x <2.如图所示,函数的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤1,32和[2,+∞).变式2、 函数f(x)=x +12x +1的单调减区间为________________.【答案】 ⎝⎛⎭⎫-∞,-12,⎝⎛⎭⎫-12,+∞【解析】 因为f(x)=x +12x +1=x +12+122x +1=12+14⎝⎛⎭⎫x +12,且定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x|x ≠-12,所以函数f(x)的单调减区间为(-∞,-12),(-12,+∞).方法总结:求函数的单调区间的常用方法与判断函数的单调性的方法类似,有定义法、图像法、利用常见函数的单调性、导数法等.值得引起高度重视的是:(1)函数的单调区间是函数定义域的子区间,所以求单调区间,必须先求出定义域; (2)对于基本初等函数的单调区间,可以直接利用已知结论求解考向三 复合函数的单调区间 例3、求下列函数的单调区间(1)f(x)=x 2-2x -3;(2)212log (32)y x x =-+ 【解析】(2)f(x)=x 2-2x -3的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).令t =x 2-2x -3,∵t =x 2-12x -3在x ∈(-∞,-1]上是减函数,在x ∈[3,+∞)为增函数,又y =t 在t ∈(0,+∞)上是增函数,∴函数f(x)=x 2-2x -3的单调减区间是(-∞,-1],单调递增区间是[3,+∞).(2)令u =x 2-3x +2,则原函数可以看成12log y u =与u =x 2-3x +2的复合函数.由x 2-3x +2>0,解得x <1或x >2.∴函数的定义域为(-∞,1)∪(2,+∞). 又u =x 2-3x +2的对称轴x =32,且开口向上.∴u =x 2-3x +2在(-∞,1)上是减函数,在(2,+∞)上是增函数.而12log y u =在(0,+∞)上是减函数,∴的单调减区间为(2,+∞),单调增区间为(-∞,1).变式1、函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间为( )A .(),0-∞B .()2,+∞C .()0,+∞D .(),2-∞- 【答案】 D【解析】 根据复合函数的单调性判断.因为y =log 12t 在定义域上是减函数,所以求原函数的单调递增区间,即求函数t =x 2-4的单调递减区间,结合函数的定义域,可知所求区间为(-∞,-2). 变式2、函数f (x )=2x -x 2的单调递增区间为( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1【答案】B【解析】令t =x -x 2,由x -x 2≥0,得0≤x ≤1,故函数的定义域为[0,1].因为g (t )=2t 是增函数,所以f (x )的单调递增区间即t =x -x 2的单调递增区间.利用二次函数的性质,得t =x -x 2的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12,即原函数的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12.故选B.方法总结:求复合函数的单调性,首先要注意复合函数的定义域,其次要确定函数是有哪些基本函数复合而成,根据同增异减的性质确定复合函数的单调性。

复合函数的单调性及简单的恒成立问题

复合函数的单调性及简单的恒成立问题

u=g(x)
y=单调递减) ↓
↑ ↓ ↓ ↑
↑ ↓ ↑ ↓
1 2 x 2 x 3的单调区间. 例1:求函数y 2
y 1 2 x 2 x 3 的定义域为 (,3] [1,). 2 1 u , u x 2 2 x 3, 设 y 2
变式:已知函数 f ( x) 8 2x x , g ( x) f (2 x ), 试求 g ( x) 的单调区间.
2 2

恒成立问题:
例2:已知x ax 2 0 在 x [2,3] 恒 成立,求实数a的取值范围。
2
变式1:已知x ax 2 0 在 a [2,3] 恒 成立,求实数x的取值范围。
拓展题: 已知f ( x)是定义在区间 [-1,1]上的函数,且f (1) 1, 若 f ( m) f ( n ) m、n [1,1], m n 0时,有 0, 对任意 mn x [1,1], f ( x) f ( x)都成立. 1 ( 1)解不等式f ( x ) f (1 x); 2 2 (2)若f ( x) t 2ax 1对所有x [1,1]恒成立,求实 数t的取值范围 .
复合函数的单调性及简单的 恒成立问题
复合函数的单调性判断:
1.求复合函数y=f[g(x)]单调区间的步骤(定义域优先原则): (1)确定定义域(公共定义域); (2)将复合函数分解成基本初等函数:y=f(u),u=g(x); (3)分别确定这两个函数的单调区间; (4)若这两个函数同增或同减,则y=f[g(x)]为增函数,若 这两个函数一增一减,则y=f[g(x)]为减函数。 2.复合函数单调性的判断方法可以从下表中得到(同增异减):
当 x 1 时,u是x的增函数,y是u的减函数, 故y是x的减函数。

高一数学:函数的单调性知识点+例题讲解+课堂练习

高一数学:函数的单调性知识点+例题讲解+课堂练习

第3讲 函数的单调性教学内容一、知识梳理单调性定义设函数y =)(x f 的定义域为A ,区间A M ⊆.如果取区间M 上的任意两个值x 1 , x 2,改变量12x x x -=∆>0,则 当)()(12x f x f y -=∆>0时,就称函数)(x f 在区间M 上是增函数; 当)()(12x f x f y -=∆<0时,就称函数)(x f 在区间M 上是增函数. 如果一个函数在某个区间M 上是增函数或是减函数,就说这个函数在这个区间M 上具有单调性(区间M 称为单调区间).二、方法归纳在同一单调区间上,两个增(减)函数的和仍为增(减)函数,但单调性相同的两个函数的积未必是增函数.设[]b a x x ,,21∈,若有 (1)2121)()(x x x f x f -->0,则有[]b a x f ,)(在上是增函数.(2)2121)()(x x x f x f --<0,则有[]b a x f ,)(在上是减函数.在函数)(x f 、)(x g 公共定义域内,增函数+)(x f 增函数)(x g 是增函数; 减函数+)(x f 减函数)(x g 是减函数; 增函数-)(x f 减函数)(x g 是增函数; 减函数-)(x f 增函数)(x g 是减函数. 函数的单调性常应用于如下三类问题: (1)利用函数的单调性比较函数值的大小.(2)利用函数的单调性解不等式,常见题型是,已知函数的单调性,给出两 个函数的大小,求含于自变量中的某个特定的系数,这时就应该利用函数的单调性“脱”去抽象的函数“外衣”,以实现不等式间的转化.(3)利用函数的单调性确定函数的值域,求函数的最大值和最小值. 若函数)(x f y =在定义域()b a ,上递增,则函数值域为()(a f ,)(b f );若函数)(x f y =在定义域()b a ,上递减,则函数值域为()(b f ,)(a f ); 若函数)(x f y =在定义域[]b a , 上递增,则函数值域为 [)(a f ,)(b f ] ; 若函数)(x f y =在定义域 []b a , 上递减,则函数值域为 [)(b f ,)(a f ]; 若函数)(x f y =在定义域[]b a ,上递增,则函数的最大值为)(b f ,最小值为)(a f ;若函数)(x f y =在定义域[]b a ,上递减,则函数的最大值为)(a f ,最小值为)(b f ;三、典型例题精讲[例1]若ax y =与xb y -=在()+∞,0上都是减函数,对函数bx ax y +=3的单调性描述正确的是( )A. 在()+∞∞-,上是增函数B. 在()+∞,0上是增函数C. 在()+∞∞-,上是减函数D. 在()0,∞-上是增函数,在()+∞,0上是减函数 解析: 由函数 ax y =在()+∞,0上是减函数,得 a <0,又函数xby -=在()+∞,0上是减函数,得 b <0, 于是,函数3ax ,bx 在()+∞∞-,上都是减函数, ∴ 函数bx ax y +=3在()+∞∞-,上是减函数,故选C .【技巧提示】 熟悉函数ax y =,3ax y =,bx y =,xby =的单调性与a 、b 的符号的关系,就能正确的描述由它们组合而成的函数的单调性.[例2]求函数31)(--+=x x x f 的最大值.解析:由31431)(-++=--+=x x x x x f ,知函数31)(--+=x x x f 在其定义域 [3,+∞ )上是减函数. 所以31)(--+=x x x f 的最大值是2)3(=f .【技巧提示】 显然由31431-++=--+x x x x 使得问题简单化,当然函数定义域是必须考虑的.又例 已知[]1,0∈x ,则函数x x y --+=12的值域是 .解析:∵ x x y --+=12在[]1,0∈x 上单调递增,∴ 函数x x y --+=12的值域是[])1(),0(f f .即[]3,12-.再例 求函数x x y 21++=的值域.解析:∵ x x y 21++= 在定义域⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞-,21上是增函数,∴ 函数x x y 21++=的值域为 ⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞-,21.[例3]函数)(x f 在R 上为增函数,求函数)1(+=x f y 单调递减区间. 解析:令1+=x u ,则u 在(-∞,-1]上递减, 又函数)(x f 在R 上为增函数,∴ 函数)1(+=x f y 单调递减区间为(-∞,-1].【技巧提示】 这是一个求复合函数的单调性的例子,同时又含有抽象函数.只要知道函数1+x 的单调性,)1(+=x f y 与1+x 的单调性和单调区间相同.如果变函数)(x f 在R 上为减函数,那么函数)1(+=x f y 的单调性与函数1+x 的单调性相反,即函数)1(+=x f y 单调递增区间为(-∞,-1].又例 设函数)(x f 在R 上为减函数,求函数)1(xf y =单调区间. 再例 设函数)(x f 在R 上为增函数,且)(x f >0,求证函数)(1x f y =在R 上单调递减.[例4]试判断函数xbax x f +=)()0,0(>>b a 在()0,+∞上的单调性并给出证明.解析:设120x x >> ,()()()12121212ax x bf x f x x x x x --=- 由于120x x ->故当12,x x ⎫∈∞⎪⎪⎭ 时()()120f x f x ->,此时函数()f x在⎫∞⎪⎪⎭上增函数,同理可证函数()f x在⎛⎝上为减函数.【技巧提示】 xbax x f +=)()0,0(>>b a 是一种重要的函数模型,要引起足够的重视.事实上,函数()()0,0b f x ax a b x =+>>的增函数区间为,⎛-∞ ⎝和⎫∞⎪⎪⎭,减函数区间为⎛ ⎝和⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭.但注意本题中不能说()f x在,⎛-∞ ⎝⎫∞⎪⎪⎭上为增函数,在⎛ ⎝⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭上为减函数, 在叙述函数的单调区间时不能在多个单调区间之间添加符号“∪”和“或”.又例:求函数4522++=x x y 的最小值.解析:由()u g uu x x x x y =+=+++=++=1414452222,[)+∞∈,2u ,用单调性的定义法易证()u u u g 1+= 在[)+∞,2上是增函数,易求函数4522++=x x y 的最小值为25为所求. 再例:已知函数()[)+∞∈++=,1,22x xax x x f . 若对于x [)+∞∈,1,)(x f >0恒成立,试求a 的取值范围.解析:由)(x f = [)+∞∈++=++,1,222x xax x a x x .当a >0时, ()2++=xa x x f 显然有)(x f >0 在[)∞+.1恒成立; a ≤0时,由()[)+∞∈++=++=,x ,xax x a x x x f 1222知其为增函数,只需)(x f 的最小值)1(f =3+a >0,解之,a >-3.∴当a >-3时,)(x f >0在[)+∞,1上恒成立.[例5]已知)(x f 是定义在R 上的增函数,对x ∈R 有)(x f >0,且)10(f =1,设)(x F =)(1)(x f x f +,讨论)(x F 的单调性,并证明你的结论. 解析:在R 上任取1x 、2x ,设1x <2x ,∴)(2x f >)(1x f ,],)()(11)][()([])(1)([])(1)([)()(2112112212x f x f x f x f x f x f x f x f x F x F --=+-+=-∵)(x f 是R 上的增函数,且)10(f =1,∴当x <10时0<)(x f <1,而当x >10时)(x f >1; ① 若1x <2x <10,则0<)(1x f < )(2x f <1, ∴0< )(1x f )(2x f <1, ∴)()(1121x f x f -<0,∴)(2x F <)(1x F ;② 2x >1x >10,则)(2x f >)(1x f >1 , ∴)(1x f )(2x f >1, ∴)()(1121x f x f ->0, ∴ )(2x F >)(1x F ;综上,)(x F 在(-∞,10)为减函数,在(10,+∞)为增函数.【技巧提示】 该题属于判断抽象函数的单调性问题,用单调性定义解决是关键.[例6]已知113a ≤≤,若2()21f x ax x =-+在区间[1,3]上的最大值为()M a ,最小值为()N a ,令()()()g a M a N a =-.(1)求函数()g a 的表达式; (2)判断函数()g a 在区间[31,1]上的单调性,并求()g a 的最小值. 解析:(1)∵131≤≤a ∴ 函数()f x 的图像为开口向上的抛物线,且对称轴为].3,1[1∈=ax ∴()f x 有最小值aa N 11)(-= .当2≤a 1≤3时,a ∈[)(],21,31x f 有最大值()()11M a f a ==-; 当1≤a 1<2时,a ∈()(],1,21x f 有最大值M (a )=f (3)=9a -5;∴ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<+-≤≤+-=).121(169),2131(12)(a a a a a a a g(2)设1211,32a a ≤<≤则 121212121()()()(1)0,()(),g a g a a a g a g a a a -=-->∴> ∴ ]21,31[)(在a g 上是减函数.设1211,2a a <<≤ 则121212121()()()(9)0,()(),g a g a a a g a g a a a -=--<∴< ∴ ]1,21()(在a g 上是增函数. ∴当12a =时,()g a 有最小值21. 【技巧提示】 当知道对称轴为]3,1[1∈=ax 后,要求2()21f x ax x =-+在区间[1,3]上的最大值为()M a ,最小值为()N a ,就必须分类讨论.本题对培养学生分类讨论的思想有很好的作用.第(2)问讨论一个分段函数的单调性并求最值,也具有一定的典型性.四、课后训练1、函数1()(0)f x x x x=+≠的单调性描述,正确的是( ) A 、在(-∞,+∞)上是增函数; B 、在(-∞,0)∪(0,+∞)上是增函数; C 、在(-∞,-1)∪(1,+∞)上是增函数; D 、在(-∞,-1)和(1,+∞)上是增函数 2、证明函数()x f =2x 在[0,+∞)上是增函数.3、证明函数x x y 14+= 在),21[+∞上是增函数. 4、对于任意R x ∈,函数()x f 表示3+-x ,2123+x ,342+-x x 中的较大者,则()x f 的最小值是_____________.5、已知函数)(x f 、)(x g 在R 上是增函数,求证:))((x g f 在R 上也是增函数.6、已知函数()()2223f x x x =+-,那么( )A .()y f x =在区间[]1,1-上是增函数B .()y f x =在区间(],1-∞-上是增函数C .()y f x =在区间[]1,1-上是减函数D .()y f x =在区间(],1-∞-上是减函数7、函数()f x 是定义在[0,)+∞上的单调递减函数,则2(1)f x -的单调递增区间是8、函数236xy x -=+的递减区间是 ;函数y =递减区间是9、设()y f x =是R 上的减函数,则()3y fx =-的单调递减区间为10、求函数12)(2--=ax x x f 在区间]2,0[上的最值.11、若函数22)(2+-=x x x f 当]1,[+∈t t x 时的最小值为()g t ,求函数()g t 当]2,3[--∈t 时的最值.12、讨论函数()f x =)0(12≠-a x ax,在-1<x <1上的单调性. 五、参考答案1.D 2.略 3.解析:设1x >2x ≥21, 则 )(2x f -)(1x f =2214x x +-(1114x x +) =212112)(4x x x x x x -+-=21211214)(x x x x x x -⋅-, ∵ 012<-x x ,4121>x x , ∴ )(2x f -)(1x f <0∴ 函数x x y 14+= 在),21[+∞上是增函数. 4.25.证明:设1x >2x ,则)(1x f -)(2x f >0,)(1x g -)(2x g >0, 即 )(1x g >)(2x g于是 ))((1x g f -))((2x g f >0 ∴ ))((x g f 在R 上也是增函数.6.C 7.]1,0[ 8.)2,(--∞和),2(+∞- ]2,2(- 9.),3[+∞10.解析:函数12)(2--=ax x x f )1()(22+--=a a x ,当 0<a 时,)(x f 在区间]2,0[上的最小值为)(min x f =)0(f =-1 )(x f 在区间]2,0[上的最大值为)(max x f =)2(f =a 43-; 当 10<≤a 时,)(x f 在区间]2,0[上的最小值为)(min x f =)1(2+-a )(x f 在区间]2,0[上的最大值为)(max x f =)2(f =a 43-; 当 21<≤a 时,)(x f 在区间]2,0[上的最小值为)(min x f =)1(2+-a )(x f 在区间]2,0[上的最大值为)(max x f =)0(f =-1; 当 2≥a 时,)(x f 在区间上的最小值为)(min x f =)2(f =a 43- )(x f 在区间]2,0[上的最大值为)(max x f =)0(f =-1; 11.解析:因为函数22)(2+-=x x x f =1)1(2+-x 当t ≤0时,最小值)(t g =)1(+t f =12+t ; 当0<t ≤1时,最小值)(t g =)1(f =1; 当t >1时,最小值)(t g =)(t f =222+-t t ;∴ ⎪⎩⎪⎨⎧>+-≤<≤+=1,2210,10,1)(22t t t t t t t g ,)(t g 当]2,3[--∈t 时的最大值为)3(-g =10;最小值为)2(-g =5.12.解析:函数)(x f =12-x ax =xx a 1- 作函数xx x g 1)(-=, )(x g 为奇函数且在)0,1(-和)1,0(上都是增函数, ∴ 当a <0时,)(x f 在)0,1(-和)1,0(上都是增函数; 当a >0时,)(x f 在)0,1(-和)1,0(上都是减函数.。

不等式恒成立问题方法完美归纳教师版

不等式恒成立问题方法完美归纳教师版

不等式恒成立与有解问题解法归纳一、分离变换法: (一)分离参数法若在等式或不等式中出现两个变量,其中一个变量的范围已知,另一个变量的范围为所求,且容易通过恒等变形将两个变量分别置于等号或不等号的两边,即分离参数法。

基本步骤为:第一步 首先对待含参的不等式问题在能够判断出参数的系数正负的情况下,可以根据不等式 的性质将参数分离出来,得到一个一端是参数,另一端是变量表达式的不等式; 第二步 先求出含变量一边的式子的最值; 第三步 由此推出参数的取值范围即可得出结论. 分离参数法有以下几种类型: I.常规法分离参数所谓常规法分离参数,就是通过解不等式或解方程把参数解出来,再研究分离出来的函数的值域或最值,从而求出参数取值范围。

例、若函数f (x )=x 3-tx 2+3x 在区间[1,4]上单调递减,则实数t 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎦⎤-∞,518 B .(-∞,3] C.⎣⎡⎭⎫518,+∞ D .[3,+∞)【解析】f′(x )=3x 2-2tx +3,由于f (x )在区间[1,4]上单调递减,则有f ′(x )≤0在[1,4]上恒成立,即3x 2-2tx +3≤0,即t ≥32⎝⎛⎭⎫x +1x 在[1,4]上恒成立,因为y =32⎝⎛⎭⎫x +1x 在[1,4]上单调递增,所以t ≥32⎝⎛⎭⎫4+14=518【例】已知函数H (x )=ln x x -λ()x 2-1,若对任意x ∈[1,+∞),不等式H (x )≤0,求实数λ的取值范围.【分析】H (x )≤0=H (1)恒成立转化为H ′(x )=ln x +1-2λx ≤0恒成立,再分离参数求解【解析】设函数H (x )=ln x x -λ()x 2-1,从而对任意x ∈[1,+∞),不等式H (x )≤0=H (1)恒成立.又H ′(x )=ln x +1-2λx ,当H ′(x )=ln x +1-2λx ≤0,即ln x +1x ≤2λ恒成立时, 函数H (x )单调递减.设r (x )=ln x +1x ,则r ′(x )=-ln xx 2≤0,所以r (x )max =r (1)=1,即1≤2λ⇒λ≥12,符合题意;当λ≤0时,H ′(x )=ln x +1-2λx ≥0恒成立,此时函数H (x )单调递增. 于是,不等式H (x )≥H (1)=0对任意x ∈[1,+∞)恒成立,不符合题意; 当0<λ<12时,设q (x )=H ′(x )=ln x +1-2λx ,则q ′(x )=1x -2λ=0⇒x =12λ>1, 当x ∈⎝⎛⎭⎫1,12λ时,q ′(x )=1x -2λ>0,此时q (x )=H ′(x )=ln x +1-2λx 单调递增,所以H ′(x )=ln x +1-2λx >H ′(1)=1-2λ>0,故当x ∈⎝⎛⎭⎫1,12λ时,函数H (x )单调递增. 于是当x ∈⎝⎛⎭⎫1,12λ时,H (x )>0成立,不符合题意; 【变式训练】1、已知不等式2x +m +8x -1>0对一切x ∈(1,+∞)恒成立,则实数m 的取值范围是________.2、设124()lg ,3x xa f x ++=其中a R ∈,如果(.1)x ∈-∞时,()f x 恒有意义,求a 的取值范围。

函数专题:利用函数单调性与奇偶性解不等式的6种常见考法-【题型分类归纳】

函数专题:利用函数单调性与奇偶性解不等式的6种常见考法-【题型分类归纳】

函数专题:利用函数单调性与奇偶性解不等式的6种常见考法一、单调性定义的等价形式(1)函数()x f 在区间[]b a ,上是增函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021<-x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>--x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121>--x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121>--x f x f x x .(2)函数()x f 在区间[]b a ,上是减函数:⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x <,都有()()021>-x f x f ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<--x x x f x f ;⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()()[]02121<--x f x f x x ; ⇔任取[]b a x x ,,21∈,且21x x ≠,()()02121<--x f x f x x .二、定义法判断函数奇偶性判断()f x -与()f x 的关系时,也可以使用如下结论:如果()0()f x f x --=或()1(()0)()f x f x f x -=≠,则函数()f x 为偶函数; 如果()0()f x f x -+=或()1(()0)()f x f x f x -=-≠,则函数()f x 为奇函数. 三、利用单调性、奇偶性解不等式原理 1、解()()<f m f n 型不等式(1)利用函数的单调性,去掉函数符号“f ”,将“抽象”的不等式问题转化为“具体”的不等式问题求解;(2)若不等式一边没有函数符号“f ”,而是常数(如()<f m a ),那么我们应该将常数转化带有函数符号“f ”的函数值再解。

函数专题:指数型与对数型复合函数的单调性与值域-【题型分类归纳】高一数学上学期同步讲与练(解析版)

函数专题:指数型与对数型复合函数的单调性与值域-【题型分类归纳】高一数学上学期同步讲与练(解析版)

函数专题:指数型与对数型复合函数的单调性与值域一、复合函数的概念如果函数()=y f t 的定义域为A ,函数()=t g x 的定义域为D ,值域为C , 则当⊆C A 时,函数()()=y f g x 为()f t 与()g x 在D 上的复合函数, 其中()=t g x 叫做内层函数,()=y f t 叫做外层函数 二、复合函数的单调性1、复合函数单调性的规律:“同增异减”若内外两层函数的单调性相同,则它们的复合函数为增函数; 若内外两层函数的单调性相反,则它们的复合函数为减函数 2、具体判断步骤(1)求出原函数的定义域;(2)将复合函数分解为内层函数和外层函数; (3)分析内层函数和外层函数的单调性; (4)利用复合函数法“同增异减”可得出结论. 三、指数型复合函数值域的求法1、形如()=x y f a (0>a ,且1≠a )的函数求值域借助换元法:令=x a t ,将求原函数的值域转化为求()f t 的值域, 但要注意“新元t ”的范围2、形如()=f x y a (0>a ,且1≠a )的函数求值域 借助换元法:令()=f x μ,先求出()=f x μ的值域, 再利用=y a μ的单调性求出()=f x y a 的值域。

四、对数型复合函数值域的求法1、形如(log )=a y f x (0>a ,且1≠a )的函数求值域 借助换元法:令log =a x t ,先求出log =a x t 的值域M , 再利用()=y f t 在M 上的单调性,再求出()=y f t 的值域。

2、形如()log =a y f x (0>a ,且1≠a )的函数的值域 借助换元法:令()=f x μ,先求出()=f x μ的值域, 再利用log =a y μ的单调性求出()log =a y f x 的值域。

题型一 复合函数的单调性判断【例1】(多选)函数2(65)1()()2x x f x -+-=在下列哪些区间内单调递减( )A .(3),-∞B .(3,5)C .(1,3)D .(2,3) 【答案】ACD【解析】由题意,函数1()2xy =在R 上单调递减,又由函数265y x x =-+-在(3),-∞上单调递增,在(3,)+∞上单调递减, 由复合函数的单调性可知,函数()f x 在(3),-∞上单调递减, 结合选项,可得选项ACD 符合题意. 故选:ACD.【变式1-1】求函数21181722xxy ⎛⎫⎛⎫=-⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的单调区间___________.【答案】增区间为[2,)-+∞,减区间为(,2)-∞-【解析】设t =12x⎛⎫⎪⎝⎭>0,又22817(4)1y t t t =-+=-+在(0,4]上单调递减,在(4,)+∞上单调递增.令12x⎛⎫ ⎪⎝⎭≤4,得x ≥-2,令12x⎛⎫⎪⎝⎭>4,得x <-2. 而函数t =12x⎛⎫⎪⎝⎭在R 上单调递减,所以函数21181722x xy ⎛⎫⎛⎫=-⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的增区间为[2,)-+∞,减区间为(,2)-∞-.故答案为:增区间为[2,)-+∞,减区间为(,2)-∞-【变式1-2】函数()()212log 32f x x x =-+-的单调递减区间为( ) A .3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .31,2⎛⎫⎪⎝⎭ C .3,22⎛⎫ ⎪⎝⎭D .3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【答案】B【解析】由2320x x -+->得:12x <<,即()f x 定义域为()1,2;令232t x x =-+-,则t 在31,2⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,在3,22⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减; 又12log y t=在()0,∞+上单调递减,()()212log 32f x x x ∴=-+-的单调递减区间为31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭.故选:B.【变式1-3】函数()()2ln 4f x x =-的单调增区间是______.【答案】(2,0]-【解析】由240x ->,得22x -<<,所以函数的定义域为(2,2)-, 令24t x =-,则ln y t =,因为24t x =-在(2,0]-上递增,在[0,2)上递减,而ln y t =在(0,)+∞上为增函数, 所以()f x 在(2,0]-上递增,在[0,2)上递减, 故答案为:(2,0]-题型二 根据复合函数的单调性求参数【例2】若函数()215x axf x +⎛⎫= ⎪⎝⎭在[]1,2单调递减,则a 的取值范围( )A .4a ≤-B .2a ≤-C .2a ≥-D .4a ≥- 【答案】C【解析】依题意函数()215x axf x +⎛⎫= ⎪⎝⎭在[]1,2单调递减,15xy =在R 上递减, 2y x ax =+的开口向上,对称轴为2ax =-,根据复合函数单调性同增异减可知,122a a -≤⇒≥-.故选:C【变式2-1】若函数22113x mx y +-⎛⎫= ⎪⎝⎭在区间[]1,1-上为增函数,则实数m 的取值范围为______.【答案】1m ≤-【解析】由复合函数的同增异减性质可得,221y x mx =+-在[1,1]-上严格单调递减,二次函数开口向上,对称轴为x m =- 所以1m -≥,即1m ≤- 故答案为:1m ≤-【变式2-2】已知f (x )=()212log 3x ax a -+在区间[2,+∞)上为减函数,则实数a 的取值范围是________. 【答案】](4,4-【解析】二次函数23=-+y x ax a 的对称轴为2=a x , 由已知,应有22≤a,且满足当x ≥2时y =x 2-ax +3a >0, 即224230⎧≤⎪⎨⎪-+>⎩a a a ,解得44-<≤a .故答案为:](4,4-【变式2-3】若函数()f x =312⎛⎫⎪⎝⎭,单调递减,则a 的取值范围是( ) A .32⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭,B .32⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭, C .3724⎡⎤⎢⎥⎣⎦, D .3724⎛⎫ ⎪⎝⎭, 【答案】C【解析】因为()f x =312⎛⎫⎪⎝⎭,单调递减, 所以,函数()212log 22y x ax =-+-在312⎛⎫⎪⎝⎭,单调递减,且函数值非负, 所以函数222t x ax =-+-在312⎛⎫ ⎪⎝⎭,是单调递增且01t <≤, 故2232332121220a a a ⎧≥⎪⎪⎪⎛⎫-+-≤⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪-+-≥⎪⎩,解得3724a ≤≤,故选:C【变式2-4】已知()()2log 3(0a f x x ax a =-+>且1)a ≠,对任意12,(,]2a x x ∈-∞且12x x ≠,不等式()()12120f x f x x x -<-恒成立,则a 的取值范围是__________.【答案】(【解析】因为对任意12,(,]2a x x ∈-∞且12x x ≠,不等式()()12120f x f x x x -<-恒成立,所以()f x 在(,]2a-∞上单调递减,因为23y x ax =-+在(,]2a-∞上单调递减,由复合函数的单调性知1a >,又由对数函数的定义域知,当(,]2a x ∈-∞时,230x ax -+>恒成立,可得2()3022a a a -⨯+>,解得a -<<综上可得;1a <<a 的取值范围为(.【变式2-5】已知函数()log a f x x =,记()()()()21g x f x f x f ⎡⎤=⋅+-⎣⎦,若()g x 在区间1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是增函数,则实数a 的取值范围是( )A .10,2⎛⎤⎥⎝⎦ B .1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .()()0,11,2UD .[)2,+∞【答案】A【解析】()()()()()21log log log 21a a a g x f x f x f x x ⎡⎤=⋅+-=+⎣-⎦, 则()()22lg lg lg 21lg lg lg 2lg lg lg lg lg 1x x g x x a x a a a a ⎛⎫-⎡⎤=+=-- ⎪⎣⎦⎝⎭, 令lg t x =,由1,22x ⎡∈⎤⎢⎥⎣⎦,所以[]lg 2,lg 2t ∈-,令()()221lg lg 2lg M t t a t a⎡⎤=--⎣⎦, 因为()g x 在区间1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是增函数, 所以()M t 在[]lg 2,lg 2t ∈-也是增函数, 所以lg lg 21lg 2lg lg 2lg 22a a -≤-⇒≤-=, 则102a <≤,即10,2a ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦故选:A.题型三 复合函数的值域求解【例3】函数()2212x xf x -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为( )A .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦ B .10,2⎛⎤⎥⎝⎦ C .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭ D .[)2,+∞【答案】C【解析】令22t x x =-+,则2(1)11t x =--+≤,因为1()2ty =在R 上单调递减,所以12y ≥,故函数()2212x xf x -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭,故选:C【变式3-1】函数113()934x xf x --⎛⎫=++ ⎪⎝⎭在[1,)-+∞上的值域为___________.【答案】375,44⎛⎤⎥⎝⎦【解析】2113113()9334334x x xx f x --⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++=+ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭+⎝⎭∵[1,)x ∈-+∞则令(],3130xt ⎛⎫⎪⎭∈= ⎝,2334y t t =++在(]0,3递增∴375,44y ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦【变式3-2】已知函数2()421x x f x +=--,[0,2]x ∈则其值域为___________. 【答案】[]5,1--【解析】令2x t =,∵[0,2]x ∈,∴14t ≤≤,∴22()41(2)5f t t t t =--=--, 又()y f t =关于2t =对称,2t ∴=即1x =时,函数取得最小值,即min ()5f x =-,4t =即2x =时,函数取得最大值,即max ()1f x =-, ()[5f x ∴∈-,1]-.【变式3-3】已知函数()()()44log 1log 3f x x x =++-,求()f x 的单调区间及最大值. 【答案】单调递增区间为()1,1-,单调递减区间为()1,3;()max 1=f x【解析】由1030x x +>⎧⎨->⎩得:13x -<<,()f x ∴的定义域为()1,3-;()()()()()224444log 1log 3log 23log 14f x x x x x x ⎡⎤=++-=-++=--+⎣⎦, 令()()214t x x =--+,则()t x 在()1,1-上单调递增,在()1,3上单调递减,又4log y t =在定义域内单调递增,由复合函数单调性可知:()f x 的单调递增区间为()1,1-,单调递减区间为()1,3; 由单调性可知:()()4max 1log 41f x f ===.【变式3-4】已知()222()log 2log 4,[2,4]f x x x x =-+∈.(1)设2log ,[2,4]t x x =∈,求t 的最大值与最小值;(2)求()f x 的值域.【答案】(1)2t =最大,1t =最小;(2)[3,4].【解析】(1)因为函数2log t x =在区间[2,4]上是单调递增的,所以当4x =时,2log 42t ==最大, 当2x =时,2log 21t ==最小.(2)令2log t x =,则()()()222413f x g t t t t ==-+=-+,由(1)得[]1,2t ∈,因为函数()g t 在[]1,2上是单调增函数,所以当1t =,即2x =时,()min 3f x =;当2t =,即4x =时,()max 4f x =, 故()f x 的值域为[]3,4.【变式3-5】已知函数()2421x xf x a =⋅-⋅+,求函数()f x 在[]0,1上的最小值.【答案】()2min3,41,48892,8a a a f x a a a -≤⎧⎪⎪=-<≤⎨⎪-≥⎪⎩【解析】设2x t =,由[0,1]x ∈得[1,2]t ∈,2()()21f x g t t at ==-+,222()212()148a a g t t at t =-+=-+-,当14a ≤,即4a ≤时,min ()(1)3g t g a ==-, 当124a <≤,即48a <≤时,2min ()()148a a g t g ==-, 当,即8a >时,min ()(2)92g t g a ==-, 综上()2min3,41,48892,8a a a f x a a a -≤⎧⎪⎪=-<≤⎨⎪-≥⎪⎩.【变式3-6】已知函数()1423x x f x a +=⋅--,若0a >,求()f x 在区间[]1,2上的最大值()g a .【答案】()147,0311611,3a a g a a a ⎧-<<⎪⎪=⎨⎪-≥⎪⎩.【解析】令[]22,4x t =∈,即求()223h t at t =--在区间[]2,4上的最大值.当0a >时,二次函数()223h t at t =--的图象开口向上,对称轴为直线1t a=.①当12a ≤时,即当12a ≥时,函数()h t 在区间[]2,4上单调递增,则()()41611g a h a ==-; ②当123a<≤时,即当1132a ≤<时,函数()h t 在区间12,a ⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减,在区间1,4a ⎛⎤ ⎥⎝⎦上单调递增,因为()247h a =-,()41611h a =-,()()421240h h a -=-≥, 则()()41611g a h a ==-; ③当134a<<时,即当1143a <<时,函数()h t 在区间12,a ⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减,在区间1,4a ⎛⎤ ⎥⎝⎦上单调递增,此时,()()42h h <,则()()247g a h a ==-;④当14a ≥时,即当104a <≤时,函数()h t 在区间[]2,4上单调递减, 所以,()()247g a h a ==-.综上所述,()147,0311611,3a a g a a a ⎧-<<⎪⎪=⎨⎪-≥⎪⎩.题型四 根据复合函数的值域求解【例4】若函数()22312ax x f x -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的最大值是2,则=a ( )A .14B .14-C .12 D .12- 【答案】A【解析】由1()2uy =在定义域上递减,要使()f x 有最大值,则223u ax x =-+在定义域上先减后增, 当max ()2f x =,则223u ax x =-+的最小值为1-,所以0131a a>⎧⎪⎨-=-⎪⎩,可得14a =.故选:A【变式4-1】已知函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为10,16⎛⎤ ⎥⎝⎦,若不等式()()log 4log 2x a xa t t ⋅<-在[]1,2x ∈上恒成立,则t 的取值范围是( )A .2,25⎛⎫ ⎪⎝⎭B .2,5⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .()0,2【答案】A【解析】由题意,函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为10,16⎛⎤ ⎥⎝⎦,可得函数y 的最大值为116, 当0a =时,函数2414x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭显然不存在最大值;当0a >时,函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭在1,x a ⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭上单调递增,在1,x a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭上单调递减, 当1x a =时,函数y 有最大值,即12411416a a -+⎛⎫=⎪⎝⎭,解得12a =; 当0a <时,22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭在1,x a⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭上单调递减,在1,x a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,此时函数y 无最大值,所以()()1122log 4log 2x xt t ⋅<-在[]1,2x ∈上恒成立, 即402042x xx x t t t t ⎧⋅>⎪->⎨⎪⋅>-⎩在[]1,2x ∈上恒成立, 由40x t ⋅>在[]1,2x ∈上恒成立,可得0t >;由20x t ->在[]1,2x ∈上恒成立,即2x t <在[]1,2上恒成立,可得2t <;由42x x t t ⋅>-在[]1,2x ∈上恒成立,即2114122x x x xt >=++在[]1,2上恒成立,令()122xxf x =+,可得函数()f x 在[]1,2上单调递增,所以()()min512f x f ==,即25t >, 综上可得225t <<,即实数t 的取值范围是2,25⎛⎫⎪⎝⎭.故选:A.【变式4-2】已知函数()()2log 41x f x ax =++是偶函数,函数()()22222f x x x g x m -=++⋅的最小值为3-,则实数m 的值为( )A .3B .52-C .2-D .43【答案】B【解析】因为函数()()2log 41x f x ax =++是偶函数,所以()()f x f x -=,即()()22log 41log 41x x ax ax -+-=++,所以()()222log 41log 410x x ax -++-+=, 其中()()()()()22222241441441log 41log 41log log log log 424141414x x x x x x x x x x x x x ---+⋅+⋅++-+=====+++⋅, 所以220ax x +=,解得1a =-,所以()()2log 41x f x x =+-,所以()()2log 414122222x x x f x x x x +--+===+, 故函数()()222222x x x x g x m --=+++的最小值为3-.令22x x t -+=,则2t ≥,故函数()()222222x x x x g x m --=+++的最小值为3-等价于()()222h t t mt t =+-≥的最小值为3-, 等价于()2? 22223m h m ⎧-≤⎪⎨⎪=+=-⎩或22? 22324m m m h ⎧->⎪⎪⎨⎛⎫⎪-=--=- ⎪⎪⎝⎭⎩, 解得52m =-.故A ,C ,D 错误.故选:B .【变式4-3】函数()22lg 34a f x ax x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭没有最小值, 则a 的取值范围是______. 【答案】22,33⎛⎤- ⎥⎝⎦【解析】令()2234a t x ax x =++,则外函数为()lg f t t =, 因为lg y t =在定义域上单调递增,要使函数()22lg 34a f x ax x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭没有最小值, 即()2234a t x ax x =++的值域能够取到0,且不恒小于等于0,当0a =时()23t x x =,符合题意,当0a <时()2234a t x ax x =++开口向下, 只需224034a a ⎛⎫∆=-⨯⨯> ⎪⎝⎭,解得2233-<<a ,即203a -<<; 当0a >时()2234a t x ax x =++开口向上, 只需224034a a ⎛⎫∆=-⨯⨯≥ ⎪⎝⎭,解得2233a -≤≤,即203a <≤; 综上可得2233a -<≤,即22,33a ⎛⎤∈- ⎥⎝⎦.【变式4-4】已知函数()()213log 25f x x mx =-+,若()f x 的值域为R ,求实数m 的取值范围.【答案】(),-∞⋃+∞ 【解析】由()f x 的值域为R ,可得225u x mx =-+能取()0,∞+内的一切值,故函数225u x mx =-+的图象与x 轴有公共点, 所以24200m -≥,解得m ≤m ≥故实数m 的取值范围为(),-∞⋃+∞.。

微专题----函数单调性常见题型及解题方法总结-学生版

微专题----函数单调性常见题型及解题方法总结-学生版

微专题----函数单调性常见题型及解题方法总结【特别提醒】1.函数y =f (x )(f (x )>0)在公共定义域内与y =-f (x ),y =1f (x )的单调性相反.2.“对勾函数”y =x +ax (a >0)的单调增区间为(-∞,-a ),(a ,+∞);单调减区间是[-a ,0),(0,a ].3、函数的单调性是对某个区间而言的,所以受到区间的限制,如函数xy 1=分别在)0,(-∞和),0(+∞内都是单调递减的,但是不能说它在整个定义域即),0()0,(+∞-∞ 内是单调递减的,只能说函数xy 1=的单调递减区间为)0,(-∞和),0(+∞。

即:多个单调区间之间用“和”或“,”,不能用“ ”。

【对勾函数】一.对勾函数by ax x=+)0,0(>>b a 的图像与性质:1.定义域:(-∞,0)∪(0,+∞)2.值域:(-∞,-√ab]U[√ab,+∞)3.奇偶性:奇函数,函数图像整体呈两个“对勾”的形状,且函数图像关于原点呈中心对称,即0)()(=-+x f x f4.图像在一、三象限,当0x >时,b y a x x =+≥2√ab (当且仅当x =取等号),即)(x f 在x=ab时,取最小值ab2由奇函数性质知:当x<0时,)(x f 在x=ab -时,取最大值ab 2-5.单调性:增区间为(∞+,ab ),(a b -∞-,),减区间是(0,a b ),(a b-,0)【判断函数单调性方法技巧】(1)定义法:一般步骤为设元→作差→变形→判断符号→得出结论.(2)图象法:如果f (x )是以图象形式给出的,或者f (x )的图象易作出,则可由图象的上升或下降确定单调性.(3)导数法:先求导数,利用导数值的正负确定函数的单调区间.(在区间(,)a b 内,若总有()0f x '>,则()f x 为增函数;反之,若()f x 在区间(,)a b 内为增函数,则()0f x '≥,(4)性质法:①对于由基本初等函数的和、差构成的函数,根据各初等函数的增减性及f (x )±g (x )增减性质进行判断;(5)在选择填空题中还可用数形结合法、特殊值法等等,(6)复合函数法:复合函数单调性的特点是同增异减,注意定义域【求函数最值(值域)方法技巧】(1)二次函数法:根据二次函数性质求最值或范(2)图象法:先作出函数的图象,再观察其最高点、最低点,求出最值.(3)单调性法:先确定函数的单调性,再由单调性求最值.(4)换元法:如三角换元或者带根号的式子换元(5)导数法:先求导,然后求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值.(6)基本不等式法:先对解析式变形,使之具备“一正二定三相等”的条件后用基本不等式求出最值.(7)三角函数有界性:根据1cos 1-,1sin 1-≤≤≤≤x x 求参数或者变量范围(8)分离常数法(9)判别式法(10)数形结合法一、单选题1.(复合函数单调性:同增异减,注意定义域)函数()2ln 23y x x =-++的减区间是()A .(]1,1-B .[)1,3C .(],1-∞D .[)1,+∞2.(抽象函数的的应用;注意求函数的解析式或找出最值的关系)定义域为R 的函数()f x 满足()()12f x f x +=,且当(]0,1x ∈时,()2f x x x =-,则当(]2,1x ∈--时,()f x 的最小值为()A .116-B .18-C .14-D .03.(函数的奇偶性单调性,构造函数,注意定义域)已知函数()1ln 11xf x x x+=++-,且()()12f a f a ++>,则a 的取值范围是A .1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .11,2⎛⎫--⎪⎝⎭C .1,02⎛⎫-⎪⎝⎭D .1,12⎛⎫-⎪⎝⎭4.(函数的奇偶性、单调性、比大小)已知()f x 是定义在R 上的偶函数,且在(,0]-∞上是增函数,设(ln ),a f π=5(log 2),b f =-12(),c f e -=则,,a b c 的大小关系是A .b c a<<B .a b c<<C .c b a<<D .a c b<<5.(函数的奇偶性、单调性、函数图像)设f(x)为奇函数,且在(-∞,0)内是减函数,f (2)=0,则f(x)x<0的解集为()A .(-∞,-2)∪(2,+∞)B .(-∞,2)∪(0,2)C .(-2,0)∪(2,+∞)D .(-2,0)∪(0,2)6.(函数奇偶性、构造函数、单调性、比大小)已知()f x 是定义在R 上的奇函数,对任意两个不相等的正数12,x x ,都有211212()()0x f x x f x x x -<-,记0.20.2(4.1)4.1f a =, 2.12.1(0.4)0.4f b =,0.20.2(log 4.1)log 4.1f c =,则()A .a c b<<B .a b c<<C .c b a<<D .b c a<<7.(构造函数、单调性)已知,(0,)2παβ∈,sin sin 0βααβ->,则下列不等式一定成立的是()A .2παβ+<B .2παβ+=C .αβ<D .αβ>8.(奇偶性、单调性、参变分离解不等式)已知函数31()sin 31x x f x x x -=+++,若[2,1]x ∃∈-,使得2()()0f x x f x k ++-<成立,则实数k 的取值范围是()A .(1,)-+∞B .(3,)+∞C .(0,)+∞D .(,1)-∞-二、填空题9.(双变量求最值)已知函数()223f x x x a =-+,()21g x x =-.若对任意[]10,3x ∈,总存在[]22,3x ∈,使得()()12f x g x ≤成立,则实数a 的值为____.10.(结合导数构造函数解不等式)设定义域为R 的函数()f x 满足()()f x f x '>,则不等式()()121x ef x f x -<-的解集为__________.11.(分段函数单调性,注意端点值)已知函数2152(1)()24log (1)a a x x x f x xx -⎧+-<⎪=⎨⎪≥⎩是(),-∞+∞上的增函数,则实数a 的取值范围为_____.12.(构造函数、依据单调性解不等式)已知函数()f x 是奇函数,且120x x ≤<时,有1212()()1f x f x x x -<-,(2)1f -=,则不等式3()x f x x -≤≤的解集为____.13.(偶函数解不等式,注意加绝对值)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且在[)0,+∞上单调递增,若()30f -=,实数a 满足()250f a -≤,则a 的最小值为________.14.(反比例类型函数的单调性)若2()2f x x ax =-与21()1ax g x x -+=+在区间[1,2]上都是减函数,则实数a 的取值范围是__________.15.(结合奇偶性单调性解不等式)已知函数()12cos 2xx f x e x e π⎛⎫=--- ⎪⎝⎭,其中e 为自然对数的底数,若()()()22300f a f a f +-+<,则实数a 的取值范围为___________.16.下列命题:①集合{},,a b c 的子集个数有8个;②定义在R 上的奇函数()f x 必满足(0)0f =;③()()2()21221f x x x =+--既不是奇函数又不是偶函数;④偶函数的图像一定与y 轴相交;⑤1()f x x=在()(),00,-∞⋃+∞上是减函数,其中真命题的序号是______________(把你认为正确的命题的序号都填上).17.(构造函数、结合导数求单调性、解不等式)已知()()y f x xR =的导函数为()f x ',若()()32f x f x x --=,且当0x ≥时()23f x x '>,则不等式()2()1331f x f x x x -->-+的解集是__________.三、解答题18.(常见函数的性质、恒成立问题的求解方法和灵活运用分类讨论思想)已知函数212()log (1)f x x =+,2()6g x x ax =-+.(Ⅰ)若()g x 为偶函数,求a 的值并写出()g x 的增区间;(Ⅱ)若关于x 的不等式()0<g x 的解集为{|23}x x <<,当1x >时,求()1g x x -的最小值;(Ⅲ)对任意的1[1,)x ∈+∞,2[2,4]x ∈-,不等式12()()f x g x ≤恒成立,求实数a 的取值范围.参考答案1.B 【解析】【分析】利用一元二次不等式的解法求出函数的定义域,在定义域内求出二次函数的减区间即可.【详解】令2t x 2x 30=-++>,求得1x 3-<<,故函数的定义域为()1,3-,且y lnt =递增,只需求函数t 在定义域内的减区间.由二次函数的性质求得2t (x 1)4=--+在定义域内的减区间为[)1,3,所以函数()2y ln x 2x 3=-++的减区间是[)1,3,故选B.【点睛】本题主要考查对数函数的性质、复合函数的单调性,属于中档题.复合函数的单调性的判断可以综合考查两个函数的单调性,因此也是命题的热点,判断复合函数单调性要注意把握两点:一是要同时考虑两个函数的的定义域;二是同时考虑两个函数的单调性,正确理解“同增异减”的含义(增增→增,减减→增,增减→减,减增→减).2.A 【解析】【分析】(](]21201x x ,,∈--⇒+∈,由1224f x f x f x f x +=⇒+=()()()(),结合题意01x ∈(,]时,2f x x x =-(),即可求得()f x 的最小值.【详解】当(]2,1∈--时,(]201x ,+∈,2222232f x x x x x ∴+=+-+=++()()(),又()12f x f x +=(),()2[11]214f x f x f x f x ()()()∴+=++=+=,()243221f x x x x ∴=++-<≤-(),22113132(,2144216f x x x x x ∴=++=+--<≤-()()(),∴当32x =-时,f(x)取得最小值-116-.故选A.【点睛】本题考查抽象函数及其应用,着重考查转化思想与理解能力,求得21324f x x x =++()()是关键,也是难点,属于中档题.3.C 【解析】【分析】根据题意,由函数的解析式求出函数的定义域,设g (x )=f (x )﹣1,分析可得g (x )为奇函数且在(﹣1,1)上为增函数,据此f (a )+f (a +1)>2⇒()111111a a a a ⎧-⎪-+⎨⎪-+⎩<<<<>,解可得a 的取值范围,即可得答案.【详解】根据题意,函数f (x )=ln 11x x ++-x +1,有11xx+->0,解可得﹣1<x <1,即函数f (x )的定义域为(﹣1,1),设g (x )=f (x )﹣1=ln 11x x ++-x ,则g (﹣x )=ln 11x x -++(﹣x )=﹣[ln 11xx++-x ]=﹣g (x ),则函数g (x )为奇函数;分析易得:g (x )=ln11xx++-x 在(﹣1,1)上为增函数,f (a )+f (a +1)>2⇒f (a )﹣1>﹣[f (a +1)﹣1]⇒g (a )>﹣g (a +1)⇒g (a )>g (﹣a ﹣1)⇒()111111a a a a ⎧-⎪-+⎨⎪-+⎩<<<<>,解可得:12-<a <0,即a 的取值范围为(12-,0);故选:C .【点睛】本题考查函数的奇偶性与单调性的综合应用,关键构造新函数g (x )=f (x )﹣1,属于中档题.4.D 【解析】【分析】首先比较自变量的大小,然后结合函数的奇偶性确定函数在区间()0,+∞上的单调性,最后利用单调性比较函数值的大小即可.【详解】注意到ln 1π>,510log 2log 2<<=,且112=<<,据此可得:125ln log 2eπ->>,函数为偶函数,则:()()125ln ,log 2,a f b f c f e π-⎛⎫=== ⎪⎝⎭,由偶函数的性质可知:函数在区间()0,+∞上单调递减,故()()125ln log 2f f e f π-⎛⎫<<- ⎪⎝⎭,即a c b <<.故选D .【点睛】本题主要考查函数的单调性,函数的奇偶性,实数比较大小的方法等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.5.A 【解析】【分析】利用函数的奇偶性与单调性,结合函数图象求解即可.【详解】∵f x 为奇函数,且在−∞,0内是减函数,所以函数在0,+∞上单调递减.∵f 2=0,∴f −2=−f 2=0,故函数f x 的图象如图所示:<0,可得x ⋅f x <0,即x 和f x 异号,由图象可得x <−2,或x >2,f(x)x<0的解集为−∞,−2∪2,+∞,故选A .【点睛】本题主要考查抽象函数的奇偶性与单调性的应用,属于难题.将奇偶性与单调性综合考查是,一直是命题的热点,解这种题型往往是根据函数在所给区间上的单调性,根据奇偶性判断出函数在对称区间上的单调性(偶函数在对称区间上单调性相反,奇函数在对称区间单调性相同),然后再根据单调性列不等式求解.6.A 【解析】设120x x <<,则12211212()()()()0f x f x x f x x f x x x ->⇒>所以函数()()f x g x x=在(0,)+∞上单调递减,因为()f x 是定义在R 上的奇函数,所以()g x 是定义在R 上的偶函数,因此()0.20.24.14.1f a =0.2(4.1)(1)g g =<,()2.12.10.40.4f b =2.12(0.4)(0.4)(0.5)g g g =>>,()0.20.2log 4.1log 4.1f c =0.251(log 4.1)(log 4.1)((1),())2g g g g ==∈,即a c b<<,选A.点睛:利用函数性质比较两个函数值或两个自变量的大小,首先根据函数的性质构造某个函数,然后根据函数的奇偶性转化为单调区间上函数值,最后根据单调性比较大小,要注意转化在定义域内进行7.C 【解析】【分析】构造函数()sin ,0,2x f x x x π⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭,原不等式等价于()(),f f αβ>两次求导可证明()sin x f x x =在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上递减,从而可得结论.【详解】由题意,sin sin βααβ>,sin sin αβαβ∴>,设()sin ,0,2x f x x x π⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭,()2cos sin '0,2x x x f x x x π-⎛⎫∴=∈ ⎪⎝⎭,设()cos sin ,0,2g x x x x x π⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭,()'cos sin cos sin 0g x x x x x x x ∴=--=-<,()g x ∴在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递减,且()()00g x g <=,()'0f x ∴<,所以()sin x f x x =在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,()()sin sin ,f f αβαβαβ>⇔> αβ∴<,故选C.【点睛】本题主要考查利用导数研究函数的单调性,属于难题.利用导数判断函数单调性的步骤:(1)求出()'f x ;(2)令()'0f x >求出x 的范围,可得增区间;(3)令()'0f x <求出x 的范围,可得减区间.8.A【解析】由题函数()31sin 31x x f x x x -=+++的定义域为R,且()()()()3131sin sin ,3131x x x x f x x x x x f x --⎛⎫---=+-+-=-++=- ⎪++⎝⎭即函数()f x 为及奇函数,且()()22ln 331cos 031xx f x x ⋅=++'+>在[]2,1x ∈-上恒成立,即函数函数()f x 在[]2,1x ∈-上单调递增,若[]2,1x ∃∈-,使得()()20f x x f x k ++-<成立,即()()()()222f x x f x k f x x f k x x x k x+<--⇒+<-⇒+<-则问题转化为[]2,1x ∃∈-,22k x x >+,即()2min 2,k x x>+在[]2,1x ∈-上22y x x=+得最小值为-1,故实数k 的取值范围是()1,-+∞.故选A.9.13-【解析】【分析】将问题转化为()()max max f x g x ≤,根据二次函数和分式的单调性可求得()f x 在[]0,3上的最小值和最大值及()g x 在[]2,3上的最大值;分别讨论()f x 最大值小于零、最小值小于零且最大值大于零、最小值大于零三种情况,得到()f x 每种情况下的最大值,从而得到不等式,解不等式求得结果.【详解】不等式()()12f x g x ≤恒成立可转化为:()()maxmax f x g x ≤当[]0,3x ∈时,()()min 113f x f a ==-+,()()max 333f x f a==+当[]2,3x ∈时,()()max 22g x g ==①若330a +≤,即1a ≤-时,()max 1313f x a a=-+=-132a ∴-≤,解得:13a ≥-(舍)②若13033a a -+≤<+,即113a -<≤时,()()(){}max max 1,3f x f f =-又()113f a -=-,()333f a=+当1333a a ->+,即113a -<<-时,()max 13f x a =-132a ∴-≤,解得:13a ≥-(舍)当1333a a -≤+,即1133a -≤≤时,()max 33f x a =+332a ∴+≤,解得:13a ≤-13a ∴=-③若130a -+>,即13a >时,()max 3333f x a a =+=+332a ∴+≤,解得:13a ≤-(舍)综上所述:13a =-本题正确结果:13-【点睛】本题考查恒成立和能成立综合应用的问题,关键是能够将不等式转化为两个函数最值之间的大小关系,从而根据函数的单调性求得函数的最值,通过最值的比较构造不等式求得结果.10.(1,)+∞【解析】【分析】根据条件构造函数F (x )()x f x e =,求函数的导数,利用函数的单调性即可得到结论.【详解】设F (x )()x f x e =,则F ′(x )()()'x f x f x e -=,∵()()f x f x '>,∴F ′(x )>0,即函数F (x )在定义域上单调递增.∵()()121x e f x f x -<-∴()()2121x x f x f x e e --<,即F (x )<F (2x 1-)∴x 2x 1-<,即x>1∴不等式()()121x e f x f x -<-的解为()1,+∞故答案为:()1,+∞【点睛】本题主要考查函数单调性的判断和应用,根据条件构造函数是解决本题的关键.11.532a ≤≤【解析】【分析】因为函数2152(1)()24log (1)a a x x x f x xx -⎧+-<⎪=⎨⎪≥⎩是(),-∞+∞上的增函数,所以当1x ≥,时()log a f x x =是增函数,当1x <,()215224a f x x x -=+-也是增函数,且max min ()(1)()(1)f x x f x x <≤≥,从而可得答案。

复合函数单调性、函数奇偶性.docx

复合函数单调性、函数奇偶性.docx

有关复合函数单调性的定义和解题方法一、复合函数的定义设y=f(u)的定义域为A, u=g(x)的值域为B,若AcB,则y关于x函数的y二f [g(x)] 叫做函数f与g 的复合函数,u叫中间量.二、函数的单调区间1.—次函数y=kx+b(kHO).解当k>0时,(一8, +8)是这个函数的单调增区间;当kVO时,(一°°, +8)是这个函数的单调减区间.2.反比例函数y二兀(kHO).解当k>0吋,(一8, 0)和(0, +°°)都是这个函数的单调减区间,当kVO吋,(一8, 0)和(0, +8)都是这个函数的单调增区间.3.二次函数y二ax'+bx+c (aHO)・b b解当a>l吋(一g, —2。

)是这个函数的单调减区间,(一2。

,+->)是它的单调b b增区间;当aVl时(一8, —2d)是这个函数的单调增区间,(一2d, +8)是它的单调减区间;4.指数函数y=ax(a>0, aHl).解当a>l时,(一8, +8)是这个函数的单调增区间,当OVaVl时,(一8, +8) 是这个函数的单调减区间.5.对数函数y=log a x(a>0, aHl).解当a>lW,(0, +«)是这个函数的单调增区间,当0Va<l吋,(0, +->)是它的单调减区间.三、复合函数单调性相关定理引理1 :已知函数y=f [g(x)] •若u=g(x)在区间(a, b)±是增函数,其值域为(c, d), 又函数y=f(u)在区间(c,d)上是增函数,那么,原复合函数y二f [g(x)]在区fn] (a, b) ±是增函数.(木引理屮的开区间也可以是闭区间或半开半闭区间.)证明在区间(a, b)内任取两个数Xi, X2,使a<xi<x2<b.因为u=g(x)在区间(a, b)上是增函数,所以g(xj <g(x2),记ul=g(xi),u2=g(x2)即Ui< u2,且U1,比丘(c, d).因为函数y=f (u)在区间(c, d)上是增函数,所以f (ui) <f (u2),即f Lg(xi) ] Vf [f(X2)], 故函数y=f [g(x)]在区间(a, b)±是增函数.引理2:已知函数y=f [g(x)] •若u=g(x)在区间(a, b)±是减函数,其值域为(c, d), 又函数y二f(u)在区间(c, d) ±是减函数,那么,复合函数y二f [g(x)]在区间(a, b) ±是增函数.证明在区间(a, b)内任取两个数xi, X2,使a<xi<x2<b.因为函数U=g(x)在区间(a, b)±是减函数,所以g(xi) >g(x2),记ul=g(xi),u2=g(x2)即U1>U2,且Ui, U2W (c, d)・因为函数y=f (u)在区间(c, d)上是减函数,所以f (ui) <f (u2),即f Eg(xi) ] Vf [f(X2)], 故函数尸f [g(x)l在区I'可Q,b)上是增函数.I .y. ⑴孑- 增函数 规律:当两个函数的单调性相同时,其复合函数是增函数;当两个函数的单调性不同时,其 复合函数为减函数。

对数型复合函数的单调区间解答题(1)

对数型复合函数的单调区间解答题(1)

1,函数()22log 22+-=x ax y 的定义域为Q .(1)上是增函数,求实数a 的取值范围;(2)若PQ ϕ≠,求实数a 的取值范围;(3)若关于x 的方程()222log 22=+-x ax 在区间内有解,求实数a 的取值范围.答案:(1)()()4,02,a ∈-⋃+∞; (2)()+∞-∈,4a ; 解答:(1)设222+-=x ax t ,()t t f 2log =①0>a 时,由可得,2≥a ; ②0<a 时,由可得,04<<-a ; ()()+∞⋃-∈∴,20,4a ;(2)若φ=⋂Q P ,则在内,至少x 有一个使0222>+-x ax 成立,内,至少x 有一个使 ,所以()+∞-∈,4a ;(3)若关于x 的方程()222log 22=+-x ax 在区间则0222=--x ax 在区间知2.若b x x x f +-=2)(,且)10(2)(log ,)(log 22≠>==a a a f b a f 且, (1)求)(log 2x f 的最小值及相应 x 的值;(2)若)1()(log )1()(log 22f x f f x f <>且,求x 的取值范围. 答案:(1) )(log 2x f 有最小值(2)0<x<1.解答: (1)()22222 2(1)),2(f x x x b f log a log a log a b b log a a =+∴=-+=∴==-∴,,, 又()()()22224,42, 2log f a f a a a b b f x x x ==∴+=-∴=∴=+,-,,∴222log 0log 1024x x x x <>⎧⎨<-+<⎩或 , ∴01212x x x <<>⎧⎨-<<⎩或 , ∴ 0<x <1. 3.已知函数)1,0)(3(log )(≠>-=a a ax x f a . (1)求函数)(x f 的定义域;(2)若函数)(x f 在[2,6],求实数a 的值. 答案:解答:又⎩⎨⎧>-<<06310a a ,则4. (1)求m 的值;(2)判断)(x f 在),1(+∞上的单调性,并根据定义证明. 答案:(1)1m =-;(2)当01a <<时, ()f x 在(1,)+∞上单调增; 当1a >时, ()f x 在(1,)+∞上单调减. 解答:(1)由已知条件得()()0f x f x +-=,,21m ∴=,即1m =±, 当1m =时,无意义,故1m =舍去, (2)由(1) 1212121221(1)(1)2()0x x x x x x x x x x -+--+--=-<,且121210x x x x -+->, 121210x x x x +-->,当01a <<时,12()()0f x f x ->,由函数单调性定义知()f x 在(1,)+∞上单调增当1a >时,12()()0f x f x -<,由函数单调性定义知()f x 在(1,)+∞上单调减. 5其中01a <<. (1)(2). 答案:(1)见解答; (2) 解答:(1)12()()g x g x ∴< 又1201()()a f x f x <<∴>分)log (1a -101a a a x-<<< 从而 , x ∴的取值范围是(,)1a a a-. 6.已知函数)m x x x f --++=|2||1(|log )(2.(1)当5=m 时,求函数)(x f 的定义域;(2)若关于x 的不等式1)(≥x f 的解集是R ,求m 的取值范围. 答案:(1)函数)(x f 的定义域为),3()2,(+∞--∞ ; (2)m 的取值范围是]1,(-∞. 解答:(1)由题设知:5|2||1|>-++x x , 不等式的解集是以下三个不等式组解集的并集:⎩⎨⎧>-++≥5212x x x ,或⎩⎨⎧>+-+<≤52121x x x ,或⎩⎨⎧>+---<5211x x x , 解得函数)(x f 的定义域为),3()2,(+∞--∞ ; (2)不等式1)(≥x f 即2|2||1|+>-++m x x ,∵R ∈x 时,恒有3|)2()1(||2||1|=--+≥-++x x x x , 不等式2|2||1|+≥-++m x x 解集是R , ∴32≤+m ,m 的取值范围是]1,(-∞.7.已知函数()log (1)log (1)a a f x x x =+--,0>a 且1≠a . (1)求()f x 的定义域;(2)判断()f x 的奇偶性并予以证明;(3)当1a >时,求使()0f x >的x 的取值范围. 答案:(1) (2)略;(3) 解答:(1)解: ∵()log (1)log (1)a a f x x x =+--,∴10,10.x x +>⎧⎨->⎩解得11x -<<.(2)由(1)知()f x 的定义域为 且()log (1)log (1)a a f x x x -=-+-+ ,[]log (1)log (1)a a x x =-+--()f x =-,故()f x 为奇函数; (3)()()()()()011011a a a f x log x log x log x loga x >∴+-->∴+>-,,,因为当1a >时,y=log a x 在(0,+∞)内是增函数, 所以x+1>1-x ,所以x>0,又()f x 的定义域为,所以01x <<. 所以使()0f x >的x 的取值范围是8.答案:定义域为)+∞-∞,4()1,( ,值域是R ,单调区间是解答:045)(2>+-=x x x μ,解得4>x 或1<x ,∴)+∞-∞∈,4()1,( x . 当)+∞-∞∈,4()1,( x 时,+=+-=R x x }45|{2μμ,∴函数)(x μ的值域是+R .与45)(2+-=x x x μ复合而成,9.解不等式log (25)log (1)a a x x ->-. 答案:当1a >时,原不等式的解集为{}|4x x >; 当01a <<时,原不等式的解集为 解答:当1a >时,原不等式等价于250,10,251,x x x x ->⎧⎪->⎨⎪->-⎩解得4x >.当01a <<时,原不等式等价于250,10,251x x x x ->⎧⎪->⎨⎪-<-⎩,解得综上,当1a >时,原不等式的解集为{}|4x x >; 当01a <<时,原不等式的解集为 10的值域为[]0,1,求b 和c 的值. 答案:22b c =⎧⎨=⎩或22b c =-⎧⎨=⎩解答:因为()f x 的值域为[]0,1,即2210,30,x bx c x bx c ⎧++-≥⎪⎨-+-≥⎪⎩ 21224(1)0,4(3)0,b c b c ⎧∆=--≥⎪⎨∆=--≥⎪⎩当且仅当120,0∆=⎧⎨∆=⎩时, 解方程组可得2,2b c =⎧⎨=⎩或2,2.b c =-⎧⎨=⎩11.设)1,0)(3(log )1(log )(≠>-++=a a x x x f a a ,且2)1(=f . (1)求a 的值及)(x f 的定义域; (2)求)(x f 在区间. 答案:(1)2a =定义域为(31)-,; (2)2.解答:(1)∵2)1(=f ,∴24log =a ,∴2a =,则由1030x x +>⎧⎨->⎩,得3(1x ∈-,)所以)(x f 的定义域为(31)-,(2))3(log )1(log )(22x x x f -++=]4)1([log 22+--=x ,设2(1)4t x =--+,则2()log f x t =302x ≤≤,∴当1x =时,max 4t =, 而(0)3t =,,∴当0x =时,min 3t =,34t ∴≤≤,22log 3log 2t ∴≤≤所以)(x f 在区间上的最大值为212.已知函数()()()()log 1log 301a f x x x a =-++<<. (1)求函数()f x 的定义域;(2)若函数()f x 的最小值为-4,求实数a 的值.答案:(1){}|31x x -<<;解答:(1)要使函数有意义,则有103130x x x ->⎧⇒-<<⎨+>⎩ 所以函数的定义域为{}|31x x -<<;(2)函数可化为()()()()()22log 13log 23log 14a a a f x x x x x x ⎡⎤=-+=--+=-++⎣⎦,()()2231,0144,01,log 14log 4a a x x a x ⎡⎤-<<∴<-++≤<<∴-++≥⎣⎦,()min log 4a f x =,由,故实数a 的值为13.已知函数)16(log log )(3224x x x f a ⋅⋅=(1)若1=a ,求方程1)(-=x f 的解集。

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复合函数的单调性与不等式恒成立问题
班级 学号 姓名
1、对于(0,3)上的一切实数x ,不等式()122-<-x m x 恒成立,则实数m 的取值范围是 。

2、不等式a 220x ax ++≥对任意x ∈R 恒成立,则a 的取值范围为 .
3、不等式022
≥-+ax ax 的解集为φ,则a 的取值范围为 .
4、当[]1,3x ∈时,不等式220x ax ++>恒成立,则a 的范围为 .
5、当[]1,3a ∈时,不等式220x ax ++>恒成立,则x 的范围为 .
6、已知函数36,2(),63,2x x y f x x x +≥-⎧==⎨--<-⎩
若不等式()2f x x m ≥-恒成立,则实数m 的取值范围是 .
6.若二次函数()()22
42221f x x p x p p =----+在区间[-1,1]内至少存在一实数c ,使f(c)>0,则实数p 的取值范围 ( )
A .121<<-p
B .233<<-p
C .3-≤p
D .2
13-<<-p 8.若满足不等式08603422<+-<+-x x x x 和同时成立的x 的值,使关于x 的不等式0
922<+-a x x 也成立,则
( )
A .9>a
B .9=a
C .90≤<a
D .9≤a 9.若不等式(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0对一切x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是 ( )
A.(-∞,2]
B.[-2,2]
C.(-2,2]
D.(-∞,-2) 15.对于满足0≤p ≤4的实数p ,使342-+>+p x px x 恒成立的x 的取值范围是 .
7、已知a ax x x f -++=3)(2
,若2)(],2,2[≥-∈x f x 恒成立,求a 的取值范围.
例1.若函数bx x a x f 1)1()(2++=,且3)1(=f ,2
9)2(=f ⑴求b a ,的值,写出)(x f 的表达式 ; ⑵判断)(x f 在),1[+∞上的增减性,并加以证明。

例4.已知f(x)=x
a x x ++22 >0在x ∈[)+∞,1上恒成立,求实数a 的取值范围。

3.已知(],1x ∈-∞时,不等式()
21240x x a a ++-⋅>恒成立,求a 的取值范围。

例3.不等式3
642222++++x x m mx x <1对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围。

8、对任意的1
[,1],2
x ∈函数()0322>-+=a a x a ax y 的图象均不在直线x y -=的上方,求a 的取值范围.
7.已知()x f 是R 上奇函数, ()[][)+∞=-,33,0,04与且在f 上分别递减和递增,则不等式()()042<-x f x 的解集为
18.已知关于x 的不等式(0)1(2)12()32<-+-++m x m x m 对任意R x ∈成立,求m 的取值范围。

19.定义在实数集上的单调函数)(x f 满足f(3)=log 23,且对于任意x,y ∈R ,都有f(x+y)=f(x)+f(y) 。

若)239()3(+-<⋅x x x f k f 对任意 x ∈R 恒成立,求实数k 的取值范围。

9、已知定义在R 上函数f (x )为奇函数,且在[)+∞,0上是增函数,对于任意]1,1[-∈x 求实数m 范围,使()()224420f x f m mx -+-> 恒成立。

例2.设b
x f x x ++-=+1212)((b a ,为实常数)是R 上的奇函数. (1)求b 的值并判断函数的增减性;
(2)对任何实数x 都有2
c )(2-
<c x f 成立,求c 的取值范围;
13.函数f (x )的定义域为D {}0x x =>, 满足: 对于任意,m n D ∈,都有()()()f mn f m f n =+,且f (2)=1.
(1)求f (4)的值;
(2)如果(26)3,()(0,)f x f x -≤+∞且在上是单调增函数,求x 的取值范围.
11、定义在D 上的函数)(x f ,如果满足:对任意 D x ∈,存在常数 0>M ,都有M x f ≤)( 成立,则称)(x f 是D 上的有界函数,其中M 称为函数)(x f 的上界.已知函数2
1)(ax x x f ++=. (1) 当1-=a 时,求函数)(x f 在()0-,
∞上的值域,判断函数)(x f 在()0-,∞上是否为有界函数,并说明理由;
(2) 若函数)(x f 在[]4,1∈x 上是以3为上界的有界函数,求实数a 的取值范围.
1.(1)若关于x 的不等式02>--a ax x 的解集为),(+∞-∞,求实数a 的取值范围;
(2)若关于x 的不等式32-≤--a ax x 的解集不是空集,求实数a 的取值范围.
解:(1)设()a ax x x f --=2.则关于x 的不等式02>--a ax x 的解集为),(+∞-∞()0>⇔x f 在()+∞∞-,上恒成立()0m in >⇔x f ,
即(),04
42
min >+-=a a x f 解得04<<-a
(2)设()a ax x x f --=2.则关于x 的不等式32-≤--a ax x 的解集不是空集()3-≤⇔x f 在()+∞∞-,上能成立()3m in -≤⇔x f ,
即(),34
42
m in -≤+-=a a x f 解得6a ≤-或2a ≥
2. 若函数y =R 上恒成立,求m 的取值范围。

分析:该题就转化为被开方数2680mx mx m +++≥在R 上恒成立问题,并且注意对二次项系数的讨论。

略解:要使y =R 上恒成立,即2680mx mx m +++≥在R 上 恒成立。

1 0m =时,80≥ 0m ∴=成立
2
0m ≠时,()()2036483210m m m m m >⎧⎪⎨∆=-+=-≤⎪⎩,01m ∴<≤ 由1 ,2 可知,01m ≤≤
5. 已知函数2()10f x x ax =++≥对于一切1(0,]2x ∈成立,求a 的取值范围。

解:令2x t =,(],1x ∈-∞ (]0,2t ∴∈ 所以原不等式可化为:221t a a t
+-<, 要使上式在(]0,2t ∈上恒成立,只须求出()21t f t t +=
在(]0,2t ∈上的最小值即可。

()22211111124t f t t t t t +⎛⎫⎛⎫==+=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 11,2t ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭
()()min 324f t f ∴== 234a a ∴-< 1322
a ∴-<<
变题:已知函数y=()f x =
的定义域为R,求a 的范围.
例5.已知x ∈(-
时,不等式1+2x +(a-a 2)4x >0恒成立,求实数a 的取值范围。

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