2022-2023学年高一数学题型归纳与分阶培优练07函数:高中常见函数的单调性与值域、最值(人教A版2019必修第一册)(解析版).pdf
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1、专 题 7 常 见 函 数 的 单 调 性 与 值 域、最 值 目 录【题 型 一】单 调 性 定 义.1【题 型 二】1:反 比 例 函 数.3【题 型 三】2:一 元 二 次 函 数.5【题 型 四】3:分 段 函 数.7【题 型 五】4:“对 勾”函 数.8【题 型 六】5:“双 刀”函 数(双 曲 函 数).10【题 型 七】6:无 理 函 数.12【题 型 八】7:max 与 min 函 数.14【题 型 九】8:“放 大 镜”函 数.16【题 型 十】9:取 整 函 数(高 斯 函 数).18培 优 第 一 阶 基 础 过 关 练.20培 优 第 二 阶 能 力 提 升 练.22培
2、 优 第 三 阶 培 优 拔 尖 练.26【题 型 一】单 调 性 定 义【典 例 分 析】下 列 说 法 错 误 的 是()A.函 数“X)的 定 义 域 为(。,若 也,毛“,6),当/与 时,/(x,)/(),则 函 数/(x)是(力)上 的 减 函 数 B.函 数 尤)的 定 义 域 为(帖),若 当,刍。力),当 时,%)%),则 函 数“X)不 是(。力)上 的 增 函 数 C.若 函 数 x)在,,句 上 是 增 函 数,在 S,c 上 也 是 增 函 数,则 函 数 在%c 上 是 增 函 数 D.若 函 数“X)在”,可 上 是 增 函 数,在 佐 c 上 也 是 增 函 数
3、,则 函 数/)在 o,c 上 是 增 函 数【答 案】C/、fx,Ox 1【分 析】根 据 函 数 单 调 性 定 义 知 A B 正 确,举 出 反 例/(x)=x _ u x 2 知 C 错 误,口 选 项 两 区 间 有 重 合 部 分,正 确,得 到 答 案.【详 解】由 减 函 数 的 定 义,知 A 说 法 正 确;对 于 B,ax,x2 e(a,/?),当 王/(%,),所 以 f(x)不 是(a,b)上 的 增 函 数,B说 法 正 确;对 于 C,若 x)=x,Ox 1x-l,lx2,则 在 2,1 和 2 上 均 是 增 函 数,但/(X)在 0,21上 不 是 增 函
4、数,C 说 法 错 误;对 比 C 选 项,D 选 项 两 区 间 有 重 合 部 分,正 确.故 选:C.【提 分 秘 籍】基 本 规 律 单 调 性 的 运 算 关 系:一 般 认 为,一 4x)和 六 均 与 函 数 式 x)的 单 调 性 相 反;同 区 间,T+T=T,;+!=;,T-1=T,|-?=|;(2)单 调 性 的 定 义 的 等 价 形 式:设 可,及 6“,b,那 么 有:”为)_式*”。Xi c.fa)fxx)f(x2)0D./(办)*/(%)答 案 Q【分 析】根 据 函 数 单 调 性 的 等 价 条 件 进 行 判 断 即 可.【详 解】解:由 函 数 的 单
5、调 性 定 义 知,若 函 数 f(x)在 给 定 的 区 间 上 是 增 函 数,则 为 一%,与 同 号,由 此 可 知,选 项 A,B,D 都 正 确.若 内,则/(演)/(%),故 选 项 C 不 正 确.故 选:C.2.下 列 有 关 函 数 单 调 性 的 说 法,不 正 确 的 是()A.B.C.D.若“X)为 增 函 数,若/(X)为 减 函 数,若/(X)为 增 函 数,若/(X)为 减 函 数,g(x)为 增 函 数,则/(x)+g(x)为 增 函 数 g(x)为 减 函 数,则/(x)+g(x)为 减 函 数 g(x)为 减 函 数,则/(x)+g(x)为 增 函 数 g
6、(x)为 增 函 数,则/(x)-g(x)为 减 函 数【答 案】C【解 析】根 据 函 数 的 单 调 性 定 义 及 性 质,可 判 断 选 项 A,B,D 选 项 正 确,选 项 C 可 结 合 具 体 函 数 说 明 其 不 正 确.【详 解】根 据 不 等 量 的 关 系,两 个 相 同 单 调 性 的 函 数 相 加 单 调 性 不 变,选 项 A,B正 确;选 项 D:g(x)为 增 函 数,则-g(x)为 减 函 数,/(X)为 减 函 数,/(x)+(-g(x)为 减 函 数,选 项 D 正 确;选 选 C:若 f(x)为 增 函 数,g(x)为 减 函 数,则 x)+g(x
7、)的 增 减 性 不 确 定.1 Y例 如 y(x)=x+2 为 R 上 的 增 函 数,当 g(x)=-X 时,”x)+g(x)=/+2在 R 上 为 增 函 数;当 g(x)=-3x时,”x)+g(x)=2x+2在 R 上 为 减 函 数,故 不 能 确 定/(x)+g(x)的 单 调 性.故 选:C3.下 列 函 数 中,满 足“对 任 意 不 吃 0,+8),且 占 2都 有/&)9)”的 是()2A./(x)=x B.f(-x)=xxC.f(.x)=x1+x2 D./(x)=x3【答 案】D【解 析】对 任 意 4,W(0,+8),且 王 都 有 不)“工 2),可 知 函 数/在(
8、0,+8)上 单 调 递 减,结 合 选 项 即 可 判 断.【详 解】“对 任 意 4,X,G(0,+O0),且 为/2021X-V2022-x-J2022 X-J2022此 函 数 是 由 反 比 例 函 数 旷=且 三 二 立 叵 向 右 平 移 J酝 个 单 位,再 向 上 平 移 1个 单 位 得 X到 的,所 以 f(x)在(F,而 可 和(7巧,+8)上 单 调 递 减,因 为 xeN*,44 J2022 45,所 以“X)取 得 最 大 值 时 的 X值 为 45.故 答 案 为:45【提 分 秘 籍】基 本 规 律 反 比 例 函 数 分 式 函 数 求 值 域:1.若 分
9、子 与 分 母 同 次 用:分 离 常 数 法,2.若 分 子 与 分 母 不 同 次 用:上 下 同 除 法【变 式 训 练】1.关 于 函 数 y_ 3 x-l2 x-5,下 列 说 法 正 确 的 是()A.若 x wN,B.若 x w N,C.若 x e N,D.若 x e N,【答 案】D则 函 数 只 有 最 大 值 没 有 最 小 值 则 函 数 只 有 最 小 值 没 有 最 大 值 则 函 数 有 最 大 值 没 有 最 小 值 则 函 数 有 最 小 值 也 有 最 大 值【分 析】根 据 反 比 例 函 数 的 性 质 求 出 函 数 的 最 值 即 可.【详 解】函 数
10、 的 定 义 域 为 by=3/c-13Q i-(2x 5)H Q3x l _ 2、,2 _ 3 2 x-5 2 x-5 2132(2x-5)5 3由 反 比 例 函 数 的 性 质,得 了 在(1+8)单 调 递 减,此 时 y;5 3y 在(-8 至)单 调 递 减,此 时 y 1;若 R e N,则 Pmin在(一 8,g)上 取 到,所 以 乂 向=V|户 2=5,同 理,ymax在(|,+8)上 取 到,所 以 m ax=*=3=8,所 以 当 X N,函 数 有 最 大 值 和 最 小 值.故 选:D0 V-L 12.已 知 函 数/(x)=A f,其 定 义 域 是-8,T),则
11、 下 列 说 法 正 确 的 是 X15 5 7A.”X)有 最 大 值:,无 最 小 值 B.f(x)有 最 大 值;,最 小 值:7 7c.“X)有 最 大 值(,无 最 小 值 D.“X)无 最 大 值,最 小 值;【答 案】A【分 析】先 化 简 函 数/(x),再 根 据 反 比 例 函 数 单 调 性 确 定 函 数 最 值 取 法【详 解】因 为 函 数 x)=2=生 二 叱=2+3,所 以/(X)在 卜 8,Y)上 单 调 递 减,x-1 x-1 x-1则/l(X)在 x=-8处 取 得 最 大 值,最 大 值 为 g,x=T 取 不 到 函 数 值,即 最 小 值 取 不 到
12、.故 选A.3.已 知 函 数 f(x)=芈 二 1,其 定 义 域 是 T,-2),贝 I J()-x7 13A.7(x)有 最 大 值 一 1,最 小 值 一 7B.X)有 最 大 值 无 最 小 值 13 7C./(幻 有 最 大 值-最 小 值 D./(有 最 小 值-无 最 大 值【答 案】D【解 析】利 用 分 离 常 数 法 化 函 数/(X),求 出 x e l,-2)时/(X)的 取 值 范 围,即 可 得 出 结 论.3r-l 2【详 解】解:函 数 f(x)=f=-3+六,因 为-2),所 以-xe(2,4,所 以 l-xe(3,1-x-x51;所 以 士 2 e后 2
13、2 所 以-3+匕 2-13 所 7 以 f(x)w J,-1j3)7,13所 以 有 最 小 值 为 一 无 最 大 值.故 选:O.【题 型 三】2:一 元 二 次 函 数【典 例 分 析】若 函 数=/在 区 间 团,加 上 的 值 域 为 f+l(reR),则()A.有 最 大 值,但 无 最 小 值 B.既 有 最 大 值,也 有 最 小 值 C.无 最 大 值,但 有 最 小 值 D.既 无 最 大 值,也 无 最 小 值【答 案】A【分 析】取/(x)=V,判 断 b-a无 最 小 值;由 于&*=/(4)+/伊 卜 2 d 等),故 结 合 题 意 得 2,进 而 得 答 案.
14、【详 解】解:/(x)=x2,不 妨 设 则“力=/在 小 以 上 的 值 域 为 下 方,由 于 函 数,(=/在 区 间 口 向 上 的 值 域 为 W+lQeR),所 以 从-/=i,故 匕 一。=一 二 无 最 小 值;因 为/(。)=标,f(b)=b2,/(幺 9)=(早 j,由 于 抛 物 线 开 口 向 上,故+所 以 2)=/()+)(b)-2/)4f+l+t+l-2f=2,2 k 2-1-k所 以 b-42,当 且 仅 当 人=书,=-三 时 取 得 最 大 值 2.故 选:A.【提 分 秘 籍】基 本 规 律二 次 函 数 求 值 域 用:1.配 方 法 2.对 称 轴 单
15、 调 性 法 二 次 函 数 基 础 知 识:一 般 式 顶 点 式:丫=。/+云+。=4(工+勃.顶 点 是(一 5,4。4 a b对 称 轴 是:x=一 5 方 程 ax2+bx+cnO lW O)求 根 公 式:x=:4a。【变 式 训 练 1.函 数 y=J+3 x 的 单 调 递 减 区 间 为()A 1 8,一|)B-C.0,-KM)D.(-00,-3【答 案】D【分 析】先 考 虑 函 数 的 定 义 域,再 根 里 受 甘 1数 的 单 调 性 的 判 断 方 法 可 求 函 数 的 单 调 减 区 间.【详 解】错 解:令,=Y+3 X,=6+3 丘 是 有)=4/=+3多
16、而=在 口 内)上 单 调 递 增,r=x?+3x在 1 8,-g 上 单 调 递 减,在-g,+8)上 单 调 递 增,根 据 复 合 函 数 同 增 异 减 的 原 则 可 知:y=7 Z 存 在 上 单 调 递 减,即 其 减 区 间 为 1 8,-|故 选:A.错 因:没 有 考 虑 函 数 y=,+3 的 定 义 域.正 解:由 Y+3 X N 0可 得 x 4-3 或 x N O,故 函 数 的 定 义 域 为(7,-3 0,-H).令 f=f+3 x,y-y j x2+3x y=4 t,t=X2+3X,而=在 0,E)上 单 调 递 增,=/+3 在(-,-3 上 单 调 递 减
17、,在 0+8)上 单 调 递 增,根 据 复 合 函 数 同 增 异 减 的 原 则 可 知:y=炉 工 在(,-3 上 单 调 递 减,即 其 减 区 间 为(f,-3.故 选:D2.已 知/(0=/-奴+在 区 间 o,1 上 的 最 大 值 为 g(“),则 g(“)的 最 小 值 为()A.0 B.y C.1 D.2【答 案】B【解 析】由 已 知 结 合 对 称 轴 与 区 间 端 点 的 远 近 可 判 断 二 次 函 数 取 得 最 值 的 位 置,从 而 可 求.【详 解】解:因 为 f(x)=x 2-a r+5的 开 口 向 上,对 称 轴 x=g,今,3 即 知 1时,此
18、时 函 数 取 得 最 大 值 g(a)=l)=l-,当 即”1时,此 时 函 数 取 得 最 大 值 g(a)=O)=,f a1 不 4 1故 g()=,故 当=1时,g(。)取 得 最 小 值 故 选:8.1-29a l3.若 函 数/(x)=4f a+5在 区 间-1,转)上 是 增 函 数,则/(2)的 最 小 值 是 A.8B.-8C.37D.-37【答 案】C【详 解】试 题 分 析:由 题 意 得?二 一 1,/(2)=4x222 z+5,.加=包 一/,8 2 2八 n 2 3.故 选 C.【题 型 四】3:分 段 函 数【典 例 分 析】1 I 1-X i C.已 知 函 数
19、 X)=X,若/(X)值 域 为-了 2,则 实 数 C 的 范 围 是()X2 X,C X 2 L A.-1,-B.-00,-yj C.【答 案】A【分 析】由 函 数 的 解 析 式 确 定 区 间 端 点 处 函 数 值,围,即 得 答 案.【详 解】当 x=2时,2)=4-2=2J(x)=x2x 1-/(X)值 域 为-“2,当 x c 时,由/(%)二 一/(x)=x2-x=2,得 了 2一 尢 _2=0,得 户 2或 工=3 可 D.-1,田)结 合 函 数 图 象,数 形 结 合,确 定 参 数 的 范(1Y 1 11 2;4 4-=2,得 x=M,此 时 cS-4,由 1 2
20、2 1,此 时 14c4-,2即 实 数。的 取 值 范 围 是-L-;,故 选:AX【提 分 秘 籍】基 本 规 律 分 段 函 数 求 值 域 或 者 最 值,分 段 讨 论,数 形 结 合 画 图【变 式 训 练】1.已 知/(x)=3-2|4 g(x)=,-2 x,若 尸(x)=,g(x),f(x)g(x)f(x),f(x)g(x)则 尸(x)的 最 值 是()A.最 大 值 为 3,最 小 值-1 B.最 大 值 为 7-2 5,无 最 小 值 C.最 大 值 为 3,无 最 小 值 D.无 最 大 值,最 小 值 为-1【答 案】B【分 析】作 出 F(x)的 图 象,尸(x)其
21、实 表 示 的 是/(x),g(x)较 小 的 值.如 图 实 线 部 分,知 有 最 大 值 而 无 最 小 值,且 最 大 值 不 是 3,故 可 得 答 案.3+2x,x 4 2-7【详 解】解:根 据 已 知 条 件,可 以 求 出 产(力=f-2 x,2-x/3如 图 所 示,尸(x)在 A 处 取 得 最 大 值,没 有 最 小 值.由 3+2x=x2-2x 得/=2-47,:.%=3+2x八=7-2疗.所 以 有 最 大 值 7-2近,无 最 小 值.故 选:B.x2,xe-l,02.函 数/(x)=1 7 的 最 值 情 况 为().-,xe(O,l.xA.最 小 值 0,最
22、大 值 1 B.最 小 值 0,无 最 大 值 C.最 小 值 0,最 大 值 5 D.最 小 值 1,最 大 值 5【答 案】B【分 析】根 据 二 次 函 数 和 反 比 例 函 数 的 性 质 进 行 求 解 即 可.【详 解】当 x e l,O时,函 数 y=x?单 调 递 减,所 以”0,1,当 x e(0,l时,函 数=!单 调 递 减,所 以 X综 上 所 述:所 以/(x)有 最 小 值 o,无 最 大 值.故 选:B.【题 型 五】4:“对 勾”函 数【典 例 分 析】4 1 一.函 数=x+在 区 间-万;上 的 最 大 值 为()A.B.C.3 D.43 2【答 案】B【
23、分 析】利 用 换 元 法 以 及 对 勾 函 数 的 单 调 性 求 解 即 可.4 1 一【详 解】设 x+1,则 问 题 转 化 为 求 函 数 g(f)=,+7-1在 区 间-,3上 的 最 大 值.根 据 时 勾 函 数 的 性 质,得 函 数 g(f)在 区 间 g,2 上 单 调 递 减,在 区 间 Z3 上 单 调 递 增,所 以 故 选:B【提 分 秘 籍】基 本 规 律 对 勾 函 数:y=ax+,(a,b0)图 像 特 征 x1.有“渐 近 线”:y=ax卜 2.“拐 点”:解 方 程 ax=-x(即 第 一 象 限 均 值 不 等 式 取 等 处)【变 式 训 练】1.
24、若 函 数/)的 值 域 是;,3,则 函 数 F(x)=/(x)+/缶 的 值 域 是()【答 案】B【分 析】令 x)=f,y=t+,贝 Ve;,3,然 后 由 对 勾 函 数),=f+;的 单 调 性 可 求 出 函 数 的 值 域【详 解】解:令 x)=f,y=r+;,贝 e 1)3.当 小 寸,y=f+;单 调 递 减,当 时,y=f+;单 调 递 增,又 当 f 时、y=|,当 f=l时,y=2,当 r=3tl寸,y=y,所 以 函 数 尸(x)的 值 域 为 2,号,故 选:B.2.设 a 0,函 数/(x)=x+在 区 间(0M上 的 最 小 值 为 mi,在 区 间,+)上
25、的 最 小 值 为 xm2,若 叫%=2020,则 a 的 值 为()A.1 B.2 C.100 D.1 或 100【答 案】D【分 析】为 对 勾 函 数,可 以 根 据 其 图 像 知 道 其 在(0,+8)上 的 单 调 性,然 后 根 据 4 的 范 围 分 类 讨 论,求 出 味 的 值,代 入 网 网=2020求 解.【详 解】/(x)为 对 钩 函 数,在(0,10 上 单 调 递 减,在 口 0,+8)上 单 调 递 增.当 时,2 亍,牡 亍/1(10):当 a e 10,+oo)时,町 m(10),tny=fa).因 此 总 有/()/(10)=町 n=2020,即(a+y
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