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专练7函数的单调性与最值授课提示:对应学生用书13页[基础强化]一、选择题1.下列函数中是增函数的为()A.f(x)=-xB.f(x)=23xC.f(x)=x2D.f(x)=3x答案:D解析:方法一(排除法)取x1=-1,x2
=0,对于A项有f(x1)=1,f(x2)=0,所以A项不符合题意;对于B项有f(x1)=32,f(x2)=1,所以B项不符合题意;对于C项有f(x1)=1,f(x2)=0,所以C项不符合题意.故选D.方法二
(图象法)如图,在坐标系中分别画出A,B,C,D四个选项中函数的大致图象,即可快速直观判断D项符合题意.故选D.2.下列函数中,在区间(-1,1)上为减函数的是()A.y=11-xB.y=cosxC.y=ln(x+1)D.y=2-x答案:D解析:A项,x1=0时,y1
=1,x2=12时,y2=2>y1,所以y=11-x在区间(-1,1)上不是减函数,故A项不符合题意.B项,由余弦函数的图象与性质可得,y=cosx在(-1,0)上递增,在(0,1)上递减,故B项不符合题意.C项,y=lnx为增函数,且y=x+1为增函数,所以y=ln(x+1)在(-1,
1)上为增函数,故C项不符合题意.D项,由指数函数可得y=2x为增函数,且y=-x为减函数,所以y=2-x为减函数,故D项符合题意.3.函数f(x)=log12(x2-4)的单调递增区间为()A.(0,+
∞)B.(-∞,0)C.(2,+∞)D.(-∞,-2)答案:D解析:由x2-4>0得x>2或x<-2,∴f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(2,+∞),由复合函数的单调性可知,函数的单调增区间为(-∞,-2).4.[2024·新课标Ⅱ卷]设
函数f(x)=(x+a)ln(x+b).若f(x)≥0,则a2+b2的最小值为()A.18B.14C.12D.1答案:C解析:方法一f(x)=(x+a)ln(x+b)≥0可看作f1(x)=x+a与f2
(x)=ln(x+b)在定义域(-b,+∞)上同正同负,因此两函数图象与x轴的交点重合,如图所示.令f1(x)=x+a=0,f2(x)=ln(x+b)=0,得-a=1-b,即a-b+1=0,此时可以将a-b+1=0看成一条直线,a2+b2可看成直
线a-b+1=0上的点(a,b)到原点的距离的平方,因而可知其最小值为原点到直线的距离的平方,所以所求最小值为(|0-0+1|12+(-1)2)2=12,故选C.方法二若f(x)=(x+a)ln(x+b)≥
0,则f(x)的最小值大于或等于0.f′(x)=ln(x+b)+x+ax+b=ln(x+b)+1+a-bx+b(x>-b),假设a≥b,则x+a≥x+b>0,当-b<x<-b+1时,ln(x+b)<0,此时f(x)=(x+a)ln(x+b)<0,不满足题意,所以a<b,则f′(x)=ln(x+b
)+1+a-bx+b(x>-b)在定义域上为增函数.又当x→-b时,f′(x)→-∞,当x→+∞时,f′(x)→+∞,所以存在x=x0使得f′(x0)=0,即ln(x0+b)=-x0+ax0+b.则f(x)在(-b,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,所以f(x)在
x=x0处取得极小值,也是最小值,所以f(x)min=f(x0)=(x0+a)ln(x0+b)=(x0+a)-x0+ax0+b=-(x0+a)2x0+b≤0,又f(x0)≥0,则x0=-a,又ln(x0+b)=-x0+ax0+b
,所以ln(b-a)=0,所以b-a=1,所以b=a+1.所以a2+b2=a2+a2+2a+1=2a+122+12,则a2+b2的最小值为12.5.[2024·四川内江测试]若f(x)=-x2+2ax与g(x)=ax+1在区间[1,2]上都是减函数,则a的取值范
围是()A.(-1,0)∪(0,1)B.(-1,0)∪(0,1]C.(0,1)D.(0,1]答案:D解析:由于g(x)=ax+1在区间[1,2]上是减函数,所以a>0;由于f(x)=-x2+2ax在区间[1,2]上是减函数,且f(x)的对称轴为x=a,则a≤1.综上有
0<a≤1.故选D.6.[2024·山东青岛一中测试]已知y=f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且f(1-a)<f(2a-1),则a的取值范围是()A.-∞,23B.(0,+∞)C.0,23D.(-∞,0)∪23,+∞答案:C解析:∵f(x)在定义域(-1,1)
上是减函数,且f(1-a)<f(2a-1),∴-1<1-a<1,-1<2a-1<1,1-a>2a-1,解得0<a<23.故选C.7.(多选)函数f(x)=loga|x-1|在(0,1)上单调
递减,那么()A.f(x)在(1,+∞)上单调递增且无最大值B.f(x)在(1,+∞)上单调递减且无最小值C.f(x)的图象关于直线x=1对称D.若a=2022,则f(x)在(0,1)上单调递减答案:ACD解析:∵函数f(x)=loga|x-1|在(
0,1)单调递减,∴f(x)=loga(1-x)在(0,1)上单调递减,∵y=1-x在其定义域内是减函数,∴a>1.当x∈(1,+∞)时,f(x)=loga|x-1|=loga(x-1),∵y=x-1在其定义域内是增函数,且a>1,∴f(x)在(1,+∞)上单调递增,且
无最大值,故A正确,B错误.∵f(2-x)=loga|2-x-1|=loga|x-1|=f(x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,故C正确;由a>1可知,当a=2022时,f(x)在(0,1)上单调递减,故D正确.
故选ACD.8.已知函数f(x)=x2+4x,x≥0,4x-x2,x<0,若f(2-a2)>f(a),则实数a的取值范围是()A.(-∞,-1)∪(2,+∞)B.(-1,2)C.(-2,1)D.(-∞,-2)∪(1,+∞)答案:C解析:f(x)=x2+4x=(x+2)2-4
,x≥0,4x-x2=-(x-2)2+4,x<0.由f(x)的图象可知f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,由f(2-a2)>f(a)得2-a2>a,即a2+a-2<0,解得-2<a<1,故选C.9.[2023·新课标Ⅰ卷]设函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)单调递减,则a的取值范围是(
)A.(-∞,-2]B.[-2,0)C.(0,2]D.[2,+∞)答案:D解析:方法一由题意得y=x(x-a)在区间(0,1)单调递减,所以x=a2≥1,解得a≥2.故选D.方法二取a=3,则y=x(x-3)=(x-32)2-94
在(0,1)单调递减,所以f(x)=2x(x-3)在(0,1)单调递减,所以a=3符合题意,排除A,B,C,故选D.二、填空题10.已知函数f(x)为(0,+∞)上的增函数,若f(a2-a)>f(a+3),则实数a的取值范围为________.答案:(-3,-1)∪(3,+∞)解析:由
已知可得a2-a>0,a+3>0,a2-a>a+3,解得-3<a<-1或a>3,所以实数a的取值范围为(-3,-1)∪(3,+∞).11.已知函数f(x)=loga(-x2-2x+3)(a>0且a≠1),若f(0)<0,则此函数f(x)的单调递增区间是________
.答案:[-1,1)解析:∵f(0)=loga3<0,∴0<a<1,由复合函数的单调性可知,函数的单调增区间为[-1,1).12.已知函数f(x)=x+1x-1,x∈[2,5],则f(x)的最大值是________.答案:3解析:f(x)=x+1x-1=x-1+2x-1=1+2x-1,显然f(x)
在[2,5]上单调递减,∴f(x)max=f(2)=1+22-1=3.[能力提升]13.[2024·新课标Ⅰ卷]已知函数为f(x)=-x2-2ax-a,x<0,ex+ln(x+1),x≥0在R上单调递增,则a的
取值范围是()A.(-∞,0]B.[-1,0]C.[-1,1]D.[0,+∞)答案:B解析:方法一当x<0时,函数f(x)=-x2-2ax-a=-(x+a)2+a2-a,若函数f(x)在(-∞,0)上单调递增,则有-a≥0,即a≤0;
当x≥0时,函数f(x)=ex+ln(x+1),函数f(x)在[0,+∞)上单调递增.因为函数f(x)在R上单调递增,所以-a≤e0+ln(0+1)=1,解得a≥-1.综上可得-1≤a≤0.故选B.方法二当a=1时,f(x)=-(x+1)2,x<0,ex+ln(x+1),x≥0,显然函
数f(x)=-(x+1)2在(-∞,0)上不单调,可排除C选项和D选项;当a=-2时,f(x)=-(x-2)2+6,x<0,ex+ln(x+1),x≥0,当x从0的左侧趋近于0时,f(x)→2,而f(0)=1,所以函数f
(x)在R上不单调,可排除A.故选B.14.设函数f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)()A.是偶函数,且在12,+∞单调递增B.是奇函数,且在-12,12单调递减C.是偶函数,且在-∞,-12单调递增D.是奇函数,且在-∞,-12单调递减
答案:D解析:|2x+1|>0,|2x-1|>0⇒x∈xx≠±12,x∈R,∴函数f(x)的定义域关于原点对称,又∵f(-x)=ln|-2x+1|-ln|-2x-1|=ln|2x-1|-ln|2x+1|=-f(x),∴f(x)是奇函数,排除A、C;当x∈-12,
12时,f(x)=ln(2x+1)-ln(1-2x),则f′(x)=22x+1--21-2x=41-4x2>0,∴f(x)在-12,12单调递增,排除B;当x∈-∞,-12时,f(x)=ln(-2x-1)-ln(1-
2x),则f′(x)=-2-2x-1--21-2x=41-4x2<0,∴f(x)在-∞,-12单调递减,∴D正确.15.函数f(x)=13x-log2(x+2)在[-1,1]上的最大值为________.答案:3解析:∵y=13
x在R上单调递减,y=log2(x+2)在[-1,1]上单调递增,∴f(x)在[-1,1]上单调递减,∴f(x)max=f(-1)=3.16.f(x)=ax,x<1,(a-3)x+4a,x≥1,满足对任意x1≠x2,都有f(x1)-f(x2)x1-x2<0成立,则a的取值范围是____
____.答案:0,34解析:∵对任意x1≠x2,都有f(x1)-f(x2)x1-x2<0成立,∴f(x)在定义域R上为单调递减函数,∴0<a<1,a-3<0,a≥(a-3)×1+4a,解得0<a≤34,∴a的取值范围是0,34.