函数的单调性与最值
授课提示:对应学生用书第 273 页
[A 组 基础保分练]
1.下列函数中,在区间(-1,1)上为减函数的是( )
A.y=
1
1-x
B.y=cos x
C.y=ln(x+1) D.y=2-x
解析:函数 y=
1
1-x
,y=ln(x+1)在(-1,1)上都是增函数,函数 y=cos x 在(-1,
0)上是增函数,在(0,1)上是减函数,而函数 y=2-x=
1
2
x
在(-1,1)上是减函数.
答案:D
y= x2-2x+3有( )
A.最小值 2 2
C.最大值 2 2
解析:易知 y= (x-1)2+2,因为(x-1)2+2≥2,所以 y≥ 2.
答案:B
f(x)=
1
1-x(1-x)
的最大值是( )
A.
4
5
B.
5
4
C.
3
4
D.
4
3
解析:由 f(x)=
1
x-
1
2
2
+
3
4
≤
4
3
,
则 f(x)max=
4
3
.
答案:D
f(x)的定义域为 R,当 x∈[0,+∞)时,f(x)是增函数,则 f(-2),f(π),f(-3)
的大小关系是( )
A.f(π)>f(-3)>f(-2)
B.f(π)>f(-2)>f(-3)
C.f(π)<f(-3)<f(-2)
D.f(π)<f(-2)<f(-3)
解析:因为 f(x)是偶函数,所以 f(-3)=f(3),f(-2)=f(2).又因为函数 f(x)在
[0,+∞)上是增函数,所以 f(π)>f(3)>f(2),即 f(π)>f(-3)>f(-2).
答案:A
5.函数 f(x)=loga(x2-4x-5)(a>1)的单调递增区间是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,-1)
C.(2,+∞) D.(5,+∞)
解析:根据题意,得 x2-4x-5>0,解得 x<-1 或 x>5,设 u=x2-4x-5=(x-2)2-9,
易知 u=x2-4x-5 的单调递增区间为(2,+∞),所以 f(x)=loga(x2-4x-5)的单调
递增区间是(5,+∞).
答案:D
f(x)=log2x+
1
1-x
,若 x1∈(1,2),x2∈(2,+∞),则( )
A.f(x1)<0,f(x2)<0 B.f(x1)<0,f(x2)>0
C.f(x1)>0,f(x2)<0 D.f(x1)>0,f(x2)>0
解析:因为函数 f(x)=log2x+
1
1-x
在(1,+∞)上为增函数,且 f(2)=0,所以当 x1
∈(1,2)时,f(x1)<f(2)=0;
当 x2∈(2,+∞)时,f(x2)>f(2)=0,
即 f(x1)<0,f(x2)>0.
答案:B
f(x)=
x
x-1
(x≥2)的最大值为__________.
解析:易得 f(x)=
x
x-1
=1+
1
x-1
,
当 x≥2 时,x-1>0,易知 f(x)在[2,+∞)上是减函数,
∴f(x)max=f(2)=1+
1
2-1
=2.
答案:2
f(x)=
-x2+4x,x≤4,
log2x,x>4.
若函数 y=f(x)在区间(a,a+1)上是增加的,则实数 a 的取
值范围是__________.
解析:作出函数 f(x)的图像如图所示,由图像可知 f(x)在(a,a+1)上是增加的,需满
足 a≥4 或 a+1≤2,即 a≤1 或 a≥4.
答案:(-∞,1]∪[4,+∞)
f(x)=
x
x-a
(x≠a).
(1)若 a=-2,试证 f(x)在(-∞,-2)上单调递增;
(2)若 a>0 且 f(x)在(1,+∞)上单调递减,求 a 的取值范围.
解析:(1)证明:设 x1<x2<-2,
则 f(x1)-f(x2)=
x1
x1+2
-
x2
x2+2
=
2(x1-x2)
(x1+2)(x2+2)
.
因为(x1+2)(x2+2)>0,x1-x2<0,
所以 f(x1)-f(x2)<0,即 f(x1)<f(x2),
所以 f(x)在(-∞,-2)上单调递增.
(2)设 1<x1<x2,
则 f(x1)-f(x2)=
x1
x1-a
-
x2
x2-a
=
a(x2-x1)
(x1-a)(x2-a)
.
因为 a>0,x2-x1>0,所以要使 f(x1)-f(x2)>0,
只需(x1-a)(x2-a)>0 恒成立,
所以 a≤1.综上所述,a 的取值范围是(0,1].
[B 组 能力提升练]
f(x)中,满足“对任意的 x1,x2∈(0,+∞)时,均有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0”
的是( )
A.f(x)=
1
2
B.f(x)=x2-4x+4
C.f(x)=2x D.f(x)=log
1
2
x
解析:(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0 等价于 x1-x2 与 f(x1)-f(x2)正负号相同,故函
数 f(x)在(0,+∞f(x)=2x 符合.
答案:C
f(x)满足 f(x-1)=f(5-x),且对任意的 x1,x2∈[2,+∞),x1≠x2,都有
f(x1)-f(x2)
x1-x2
<0 成立,若 p=f(log216),q=f(log47),m=f
1
5
2
5 ,则 p,q,m 的大小关系为( )
A.q<m<p B.p<m<q
C.q<p<m D.p<q<m
解析:∵f(x-1)=f(5-x),∴函数 f(x)的图像关于直线 xx1,x2∈[2,+∞),x1≠x2,
都有
f(x1)-f(x2)
x1-x2
<0 成立,∴f(x)在区间[2,+∞)上单调递减,在(-∞,2)上单
调递增.∵log216=4,∴f(log216)=f(4)=f(0),又 1<log47<log48=
3
2
,0<
1
5
2
5<1,
∴0<
1
5
2
5<1<log47<2,∴p<m<q.
答案:B
⊕:当 a≥b 时,a⊕b=a;当 a