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第2章 函数
2.2 函数的简单性质
2.2.1 函数的单调性
A级 基础巩固
1.函数f(x)的图象如图所示,则( )
A.函数f(x)在[-1,2]上是增函数
B.函数f(x)在[-1,2]上是减函数
C.函数f(x)在[-1,4]上是减函数
D.函数f(x)在[2,4]上是增函数
解析:增函数具有“上升”趋势;减函数具有“下降”趋势,故A正确.
答案:A
2.已知函数f(x)是(-∞,+∞)上的增函数,若a∈R,则( )
A.f(a)>f(2a) B.f(a2)<f(a)
C.f(a+3)>f(a-2) D.f(6)>f(a)
解析:因为a+3>a-2,且f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,所以f(a+3)>f(a-2).
答案:C
3.y=在区间[2,4]上的最大值、最小值分别是( )
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A.1, B.,1 C., D.,
解析:因为函数y=在[2,4]上是单调递减函数,
所以ymax==1,ymin==.
答案:A
4.函数y=x2-6x的减区间是( )
A.(-∞.2] B.[2,+∞)
C.[3,+∞) D.(-∞,3]
解析:y=x2-6x=(x-3)2-9,
故函数的单调减区间是(-∞,3].
答案:D
5.下列说法中,正确的有( )
①若任意x1,x2∈I,当x1<x2时,>0,则y=f(x)在I上是增函数;
②函数y=x2在R上是增函数;
③函数y=-在定义域上是增函数;
④函数y=的单调区间是(-∞,0)∪(0,+∞).
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
解析:当x1<x2时,x1-x2<0,由>0知f(x1)-f(x2)<0,所以f(x1)<f(x2),①正确;②③④均不正确.
答案:B
6.已知函数f(x)=+x,则它的最小值是( )
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A.0 B.1
C. D.无最小值
解析:因为函数f(x)=+x的定义域是,且是增函数,所以f(x)min=f=.
答案:C
7.函数y=f(x)的图象如图所示,则函数f(x)的单调递增区间是________________.
解析:由图象可知函数f(x)的单调递增区间是(-∞,1]和(1,+∞).
答案:(-∞,1]和(1,+∞)
8.已知f(x)是R上的减函数,则满足f(2x-1)>f(1)的实数x的取值范围是________.
解析:因为f(x)在R上是减函数,且f(2x-1)>f(1),所以2x-1<1,即x<1.
答案:(-∞,1)
9.已知函数f(x)=x2-2x+3在闭区间[0,m]上的最大值为3,最小值为2,则m的取值范围是________.
解析:因为f(x)=(x-1)2+2,其对称轴为直线x=1,
所以当x=1时,f(x)min=2,故m≥1.
又因为f(0)=3,
所以f(2)=3.所以m≤2.
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故1≤m≤2.
答案:[1,2]
10.某公司在甲乙两地同时销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L1=-x2+21x和L2=2x(其中销售量单位:辆).若该公司在两地共销售15辆,则能获得的最大利润为________万元.
解析:设公司在甲地销售x台,则在乙地销售(15-x)台,公司获利为L=-x2+21x+2(15-x)=-x2+19x+30=-+30+,
所以当x=9或10时,L最大为120万元.
答案:120
11.讨论函数y=x2-2(2a+1)x+3在[-2,2]上的单调性.
解:因为函数图象的对称轴x=2a+1,
所以当2a+1≤-2,
即a≤-时,函数在[-2.2]上为增函数.
当-2<2a+1<2,即-<a<时,
函数在[-2,2a+1]上是减函数,在[2a+1,2]上是增函数.
当2a+1≥2,即a≥时,函数在[-2,2]上是减函数.
12.已知f(x)=,x∈[3,5].
(1)利用定义证明函数f(x)在[3,5]上是增函数;
(2)求函数f(x)的最大值和最小值.
解:(1)f(x)在区间[3,5]上是增函数,证明如下:
设x1,x2是区间[3,5]上的两个任意实数,且x1<x2,
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则f(x1)-f(x2)=-=.
因为3≤x1<x2≤5,所以x1-x2<0,2-x1<0,2-x2<0.
所以f(x1)<f(x2).
所以f(x)在区间[3,5]上是增函数.
(2)因为f(x)在区间[3,5]上是增函数,
所以当x=3时,f(x)取得最小值为-4,
当x=5时,f(x)取得最大值为-2.
B级 能力提升
13.若函数f(x)=4x2-kx-8在[5,8]上是单调函数,则k的取值范围是( )
A.(-∞,40)
B.[40,64]
C.(-∞,40]∪[64,+∞)
D.[64,+∞)
解析:对称轴为x=,则≤5或≥8,解得k≤40或k≥64.
答案:C
14.若y=ax与y=-在区间(0,+∞)上都是减函数,则y=ax2+bx在区间(0,+∞)上是( )
A.增函数 B.减函数
C.先增后减 D.先减后增
解析:本题通过一次函数、反比例函数的单调性,判断出a,b的符号.因为y=ax与y=-在区间(0,+∞)上都是减函数,所以a
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<0,b<0,所以函数y=ax2+bx的对称轴方程为x=-<0,故函数y=ax2+bx在区间(0,+∞)上是减函数.
答案:B
15.当0≤x≤2时,a<-x2+2x恒成立,则实数a的取值范围是________.
解析:令f(x)=-x2+2x(0≤x≤2)=-(x2-2x+1)+1=-(x-1)2+1,图象如下.
所以f(x)最小值为f(0)=f(2)=0.
而a<-x2+2x恒成立,所以a<0.
答案:(-∞,0)
16.画出函数f(x)=的图象,并写出函数的单调区间及最小值.
解:f(x)的图象如图所示,f(x)的单调递增区间是(-∞,0)和[0,+∞),函数的最小值为f(0)=-1.
17.已知函数f(x)=x2-2x+2.
(1)求f(x)在区间上的最大值和最小值;
(2)若g(x)=f(x)-mx在[2,4]上是单调函数,求m
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的取值范围.
解:(1)因为f(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈,对称轴是x=1.
所以f(x)的最小值是f(1)=1.
又f=,f(3)=5,
所以f(x)在区间上的最大值是5,最小值是1.
(2)因为g(x)=f(x)-mx=x2-(m+2)x+2,
所以≤2或≥4,即m≤2或m≥6.
故m的取值范围是(-∞,2]∪[6,+∞).
18.若二次函数满足f(x+1)-f(x)=2x且f(0)=1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若在区间[-1,1] 上不等式f(x)>2x+m恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
因为f(0)=1,所以c=1.
所以f(x)=ax2+bx+1.
因为f(x+1)-f(x)=2x,所以2ax+a+b=2x.
所以所以
所以f(x)=x2-x+1.
(2)由题意,得x2-x+1>2x+m在[-1,1]上恒成立,
即x2-3x+1-m>0在[-1,1]上恒成立.
令g(x)=x2-3x+1-m=--m,
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其对称轴为x=,
所以g(x)在区间[-1,1]上是减函数.
所以g(x)min=g(1)=1-3+1-m>0.
所以m<-1.
所以实数m的取值范围是(-∞,-1).
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