专题3.2 函数的单调性与最值(解析版).docx
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- 专题3.2 函数的单调性与最值解析版 专题 3.2 函数 调性 解析
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1、专题 3.2 函数的单调性与最值题型一 判断函数单调性 题型二 求函数的单调区间 题型三 函数的最值问题 题型四 恒成立问题与存在性问题 题型五 利用函数的单调性求参数的取值范围 题型六 利用单调性解不等式 题型一 判断函数单调性 例 1(2022 秋云南红河高一校考阶段练习)函数 2f xxx的单调递增区间为()A0,1B1,2C 1,2D10,2【答案】D【分析】首先求出函数的定义域,再根据复合函数的单调性的判断法则:“同增异减”即可求解.【详解】令20txx,解得 2f xxx的定义域为0,12txx 在10,2 上递增,在 1,12 上递减,函数 yt在0,上为增函数函数 2f xxx
2、的单调增区间为10,2故选:D例 2(2023浙江高二专题练习)下列函数在区间0,2 上单调递增的是()A2(2)yxB12yxCsin2yxDcos2yx【答案】D【分析】对于 BCD,根据各个选项观察均是()f x 向右平移两个单位长度的形式,根据原函数的单调区间可以判断平移后的单调区间,进而判断(0,2)上的单调性得到结论,而根据二次函数的单调性可判断 A 的正误.【详解】对于A 选项:2(2)yx开口向上,对称轴2x ,所以在(,2)上单调递减,故不符合题意.对于B 选项:12yx是1yx向右平移了两个单位长度,所以在在(,2)上单调递减,故不符合题意.对于C 选项:sin2yx是si
3、nyx向右平移了两个单位长度,所以sin2yx在3(2,2)22上单调递减,在(2,2)22上单调递增,因为0222,所以不符合题意.对于D 选项:cos2yx是cosyx向右平移了两个单位长度,所以cos2yx在(2,2)上单调递增,则在(0,2)上单调递增,符合题意.故选D.练习 1(2023 春福建福州高三校考期中)(多选)函数 f x 是定义在2 2,上的偶函数,f x 在2,0上的图象如图所示,则函数 f x 的增区间是()A2 2,B2,1 C0,1D1,2【答案】BC【分析】根据函数图象,结合函数的奇偶性得到()f x 的单调增区间即可.【详解】由图象,可知 f x 在2,1 上
4、单调递增,在1,0上单调递减.因为函数 f x 是定义在2 2,上的偶函数,所以函数()f x 的图象关于 y 轴对称,所以 f x 在0,1 上单调递增,在1,2 上单调递减,所以函数 f x 的增区间是2,1 和0,1.故选:BC.练习 2(2022高三单元测试)(多选)下列函数中,在(,0)上为增函数的是()A|1yxB|xyxC2|xyx D|xyxx【答案】CD【分析】在 A 中,1yx ,即可得到单调性;在 B 中,1y ,即可得到单调性;在 C中,yx,即可得到单调性;在 D 中,1yx,即可得到单调性.【详解】在 A 中,当0 x 时,11yxx 在(,0)上为减函数;在 B
5、中,当0 x 时,1xyx 在(,0)上既不是增函数,也不是减函数;在 C 中,当0 x 时,2xyxx 在(,0)上是增函数;在 D 中,当0 x 时,1xyxxx 在(,0)上是增函数.故选:CD练习 3(2023四川高三统考对口高考)在定义域内单调递减的函数是()A2xyBlnyxCsin2yxD3yx【答案】A【分析】根据基本初等函数的单调性判断即可.【详解】函数2xy在定义域R 上单调递减,故 A 符合;函数lnyx在定义域0,上单调增,故 B 不符合;函数sin2yx在定义域R 上不是单调函数,故 C 不符合;函数3yx在定义域R 上单调递增,故 D 不符合.故选:A.练习 4(2
6、020 秋福建泉州高一晋江市第一中学校考阶段练习)下列四个函数中,在区间0,上为增函数的是()A 3f xx B 21f xxC 1f xxD 22f xxx【答案】D【分析】根据一次函数、二次函数、反比练习函数的性质判断每个选项的函数在0,上的单调性,即可得答案.【详解】对 A,一次函数 3f xx 在0,上为减函数,A 错误;对 B,二次函数 21f xx在0,1 上为减函数,在1,上为增函数,B 错误;对 C,反比练习函数 1f xx在0,上为减函数,C 错误;对 D,二次函数 22f xxx在0,上为增函数,D 正确.故选:D.练习 5(2022 秋浙江温州高三校考期中)函数 3f x
7、x单调减区间是_.【答案】,3【分析】画出函数 3f xx的图像,从图像上即可得结论.【详解】由 3,333,3xxf xxx x ,如图所示:由图可知函数 3f xx单调减区间是:,3,故答案为:,3.题型二 求函数的单调区间 例 3已知函数 2f xx x(1)作出函数 f x 的图象;(2)写出函数 f x 的单调区间;(3)当0,1x时,求 f x 的值域.【答案】(1)见解析(2)单调增区间为,0,1,,单调减区间为0,1(3)1,0【分析】(1)根据二次函数的图象作图即可;(2)根据函数图象写出单调区间即可;(3)根据函数在0,1x上的单调性,即可得出答案.【详解】(1)解:222
8、,022,0 xx xf xx xxx x,作出函数图象,如图所示:(2)解:由图可得:函数的单调增区间为,0,1,,单调减区间为0,1;(3)解:因为函数在0,1x上递减,所以 maxmin00,11f xff xf ,所以 f x 的值域为1,0.例 4(2023高一课时练习)函数21yx 的单调减区间是_【答案】1(,2【分析】根据条件将函数化为121,2121,2xxyxx ,然后根据一次函数的单调性即可求解.【详解】因为函数21yx 可化为121,2121,2xxyxx ,当12x 时,函数21yx 单调递减;当12x 时,函数21yx 单调递增,所以函数21yx 的单调递减区间为1
9、(,2,故答案为:1(,2.练习 6(2022 秋广西桂林高三校考期中)函数21yx 的单调增区间是_.【答案】12,【分析】由函数解析式作出图像,结合图像判断单调区间.【详解】函数21yx 的图像如下:由图像其单调递增区间是 1,2,故答案为:1,2.练习 7(2022 秋江苏常州高三校联考阶段练习)函数()2(1)f xxx的单调增区间是_.【答案】1,2 和2,【分析】先分类讨论,去掉绝对值符号,然后利用二次函数的开口方向和对称轴判断单调递增区间即可.【详解】当2x 时,2()2(1)2f xxxxx,此时 f x 开口向上,对称轴为12x,因为2x,所以在2,上单调递增;当2x 时,2
10、()2(1)2f xxxxx,此时 f x 开口向下,对称轴为12x,因为2x,所以在1,2 单调递增;故答案为:1,2 和2,练习 8(2023 秋上海浦东新高三校考期末)函数10yxxx的增区间为_.【答案】1,【分析】利用定义法进行判断即可得解.【详解】任取210 xx,1221212121211212111()()(1)xxyyxxxxxxxxx xx x,因为210 xx,210 xx,当211xx 时,1211x x ,12110 x x,此时210yy,21yy,10yxxx为增函数,所以函数10yxxx的增区间为1,.故答案为:1,练习 9(2023 秋吉林高一吉林省实验校考期
11、末)函数20.5log4yxx 的单调递增区间是()A2,4B2,C0,2D,2【答案】A【分析】讨论二次函数和复合函数的单调性即可.【详解】令240 xx解得04x,即函数20.5log4yxx 的定义域为0,4,因为二次函数24yxx 在0,2 单调递增,2,4 单调递减,所以20.5log4yxx 在0,2 单调递减,2,4 单调递增,故选:A.练习 10(2022全国高三专题练习)函数2145yxx的单调递增区间是_.【答案】,5【分析】先求出函数的定义域,在定义域内,根据二次函数、幂函数及复合函数的单调性即可求出该函数的增区间【详解】由2450 xx 得5x 或1x ,函数2145y
12、xx的定义域为,51,函数245yxx在,5 上单调递减,在1,上单调递增,又函数1yx在其定义域0,上单调递减,函数2145yxx在,5 上单调递增,在1,上单调递减故答案为:,5 题型三 函数的最值问题 例 5(2023高三课时练习)已知函数 22f xxax xR 有最小值,则实数 a 的取值范围是_.【答案】2 2,【分析】化简函数,去绝对值后,根据函数有最小值得出函数的变化趋势,即可求出实数 a的取值范围.【详解】解:由题意,在 22f xxax xR 中,24,224,2axxf xaxx 函数有最小值,函数应在,2上单调递减,在2,上单调递增或常函数,2020aa,解得:22a,
13、f x 有最小值时,实数 a 的取值范围是2 2,.故答案为:2 2,.例 6(2023 春重庆渝中高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)函数2245xyx的最大值为_.【答案】25/0.4【分析】依题意可得2222411544xyxxx,根据对勾函数的性质求出22144xx的取值范围,即可得解.【详解】因为222222441154 144xxyxxxx,令24tx,则2t,令 1g xxx,2,x,因为函数 1g xxx在2,上单调递增,所以 5,2g x,即22154,24xx,则22120,1544xx,即函数2245xyx的最大值为 25,当且仅当0 x 时取等号.故答案为:25 练习 11(
14、2023全国高三专题练习)函数243yxx 在区间1,m上有最小值-1,则实数 m 的取值范围是_【答案】2,【分析】配方后得到2x 时,243yxx 取到最小值-1,从而2m.【详解】224321yxxx ,要想取到最小值-1,则21,m,所以2m.故答案为:2,.练习 12(2022 春浙江嘉兴高二校考期中)函数243yxxa 的最大值为负值,则 a的取值范围为()A 10a B1a C1a 或 10a Da4【答案】B【分析】根据二次函数的性质即得.【详解】243yxxa 的二次项系数为 10,函数图象开口向下,函数243yxxa 的最大值为负值,16430a,1a .故选:B练习 13
15、(2022 秋高一课时练习)(多选)已知函数 f x 的定义域为 A,若对任意 xA,存在正数 M,使得 f xM成立,则称函数 f x 是定义在 A 上的“有界函数”.则下列函数是“有界函数”的是()A 34xf xxB 24f xxC 25243f xxxD 4f xxx【答案】BC【分析】根据题意计算每个函数的值域,再分析是否有界即可.【详解】对于 A,47371444xxf xxxx ,由于704x,所以 1f x ,所以 0,f x ,故不存在正数 M,使得 f xM成立.对于 B,令24ux,则0u,f uu,当0 x 时,u 取得最大值 4,所以0,4u,所以 0,2f x,故存
16、在正数 2,使得 2f x 成立.对于 C,令22243211uxxx ,则 5f uu,易得1u ,所以 5051f x,即 0,5f x,故存在正数 5,使得 5f x 成立.对于 D,令4tx,则0t,24xt,则 221174024f ttttt ,易得 174f x,所以 0,f x ,故不存在正数 M,使得 f xM成立.故选:BC练习 14(2022 春重庆沙坪坝高二重庆八中校考期末)设函数 2224xf xx的最大值为M,最小值为 m,则 Mm()A0B1C2D4【答案】C【分析】根据基本不等式,结合分离常数法,可得答案.【详解】由函数 222444144xxxf xxx,显然
17、 01f,当0 x,414f xxx,当0 x 时,44xx,当且仅当4xx,即2x 时,等号成立,则4014xx,故 120f xf;当0 x 时,44xx ,当且仅当4xx,即2x 时,等号成立,则4014xx 故 122f xf;综上可得,2M,0m,则2Mm.故选:C.练习 15(2022 秋青海高三青海师大附中校考阶段练习)若 1f xxx在 1,3 m 上的最大值为103,则实数m 的最大值为_.【答案】3【分析】解方程 103f x 可得出 110333ff ,分 113m、1m 两种情况讨论,结合 max103f x可求得实数m 的取值范围,即可得解.【详解】由 1103f x
18、xx可得231030 xx,解得13x 或3x,由对勾函数的单调性可知,函数1yxx在0,1 上单调递减,在1,上单调递增,当 113m 时,函数 f x 在 1,3 m 上单调递减,此时 max11033f xf;当1m 时,函数 f x 在 1,13 上单调递减,在1,m 上单调递增,由题意可得 1033f mf,此时,13m.综上,133m,因此,实数m 的最大值为3.故答案为:3.题型四 恒成立问题与存在性问题 例 7(2023 春湖南高三桃江县第一中学校联考期中)已知函数 223f xt xxt,若0,1x,0f x 恒成立,则实数 t 的取值范围是_【答案】1,2【分析】由0,1x
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