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高三数学专题复习-函数的单调性与最值专题练习带答案
2025-09-26 21:45:33 责编:小OO
文档
05 函数的单调性与最值

1.已知函数f(x)=是R上的增函数,则实数a的取值范围是(  )

A.(1,+∞)    B.[4,8)    C.(4,8)    D.(1,8)

【答案】B 

由f(x)在R上是增函数,则有解得4≤a<8.

2.已知函数f(x)=,则该函数的递增区间为    (  )

A.(-∞,1]    B.[3,+∞)

C.(-∞,-1]    D.[1,+∞)

【答案】B 

设t=x2-2x-3,由t≥0,

即x2-2x-3≥0,解得x≤-1或x≥3.

故函数f(x)的定义域为(-∞,-1]∪[3,+∞).

因为函数t=x2-2x-3的图像的对称轴方程为x=1,

所以函数t在(-∞,-1]上递减,在[3,+∞)上递增.

所以函数f(x)的递增区间为[3,+∞).

3.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)内递增.若实数a满足f(log2a)+f(loa)≤2f(1),则a的取值范围是(  )

A.[1,2]    B.    C.    D.(0,2]

【答案】C 

∵loa=-log2a,

∴f(log2a)+f(loa)=f(log2a)+f(-log2a)=2f(log2a),

原不等式变为2f(log2a)≤2f(1),即f(log2a)≤f(1).

又因为f(x)是定义在R上的偶函数,且在[0,+∞)内递增,

所以|log2a|≤1,即-1≤log2a≤1,解得≤a≤2.故选C.

4.若x∈(e-1,1),a=ln x,b=,c=eln x,则(  )

A.b>c>a    B.c>b>a    C.b>a>c    D.a>b>c

【答案】A 

∵x∈(e-1,1),∴a=ln x∈(-1,0),

b=∈(1,2),c=eln x=x∈(e-1,1),

∴b>c>a.

5.已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若任意x1∈,存在x2∈[2,3]使得f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是(  )

A.a≤1    B.a≥1    C.a≤0    D.a≥0

【答案】C 

当x∈时,f(x)≥2=4,当且仅当x=2时取等号,∴f(x)min=4.当x∈[2,3]时,g(x)递增,故g(x)min=22+a=4+a.

依题意知f(x)min≥g(x)min,解得a≤0.

6.已知定义域为R的函数f(x)满足f(2-x)=f(x),且x≥1时,f(x)=2x+,若f(loga2a)<6(a>0且a≠1),则实数a的取值范围是(  )

A.∪(1,2)    B.∪(2,+∞)

C.∪(1,2)    D.∪(2,+∞)

【答案】B 

由f(2-x)=f(x),可知f(x)的图像关于直线x=1对称,

∵x≥1时,f(x)=2x+,

∴f(x)在[1,+∞)上是增加的.

∵f(2)=6,∴f(loga2a)<6⇔f(loga2a)∴|loga2a-1|<1,即|loga2|<1,解得a>2或07.已知函数f(x)=lg(x+)+2x+sin x,f(x1)+f(x2)>0,则下列不等式中正确的是(  )

A.x1>x2    B.x1C.x1+x2<0    D.x1+x2>0

【答案】D 

函数定义域为R,∵f(x)+f(-x)=lg(x+)+2x+sin x+lg(-x+)-2x-sin x=lg 1=0,∴函数f(x)是奇函数,

由y=lg(x+)在(0,+∞)上是增加的,

令y=2x+sin x,由y'=2+cos x>0知,y=2x+sin x在(0,+∞)上是增函数,

∴函数f(x)在x≥0时递增,因此f(x)在R上递增.

∵f(x1)+f(x2)>0,∴f(x1)>-f(x2),∴f(x1)>f(-x2),

∴x1>-x2,即x1+x2>0,故选D.

8.已知f(x)表示x+2与x2+3x+2中的较大者,则f(x)的最小值为(  )

A.0    B.2    

C.-    D.不存在

【答案】A 

在同一平面直角坐标系中画出函数y=x+2和y=x2+3x+2的图像,由f(x)表示x+2与x2+3x+2中的较大者,可得f(x)的图像如图中实线部分.求f(x)的最小值即求最低点的纵坐标,由图可得,当x=-2时,函数f(x)有最小值0,故选A.

9.已知函数f(x)是定义在R上的单调函数,且对任意的x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y),若动点P(x,y)满足等式f(x2+2x+2)+f(y2+8y+3)=0,则x+y的最大值为 (  )

A.2-5    B.-5    C.2+5    D.5

【答案】A 

对任意的x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y),

令x=0,y=0,都有f(0+0)=f(0)+f(0)⇒f(0)=0,

动点P(x,y)满足等式f(x2+2x+2)+f(y2+8y+3)=0,

即有f(x2+y2+2x+8y+5)=0=f(0),由函数f(x)是定义在R上的函数,

可得x2+y2+2x+8y+5=0,化为(x+1)2+(y+4)2=12,

可令x=-1+2cos α,y=-4+2sin α,α∈(0,2π),

则x+y=2(cos α+sin α)-5=2cos-5,

当cos=1即α=时,x+y取得最大值2-5,故选A.

10.若f(x)=lo(ax2+2x-1),g(x)=,若不论x2取何值,f(x1)>g(x2)对任意x1∈恒成立,则a的取值范围是(  )

A.    B.

C.    D.

【答案】D 

∵g(x) ===2sin,

∴g(x2)max=2.

f(x1)>g(x2)对任意x1∈恒成立,即f(x1)min>2恒成立;

等价于0设p(x1)==-1,q(x1)==-,

∵x1∈,

∴∈,

∴p(x1)max=-1=-,

q(x1)min=-,∴a∈.故选D.

11.已知函数f(x)=log2x+,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

【答案】B

因为函数y=log2x与函数y==-的单调性在(1,+∞)上均为增函数,所以函数f(x)=log2x+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.

12.定义新运算⊕:当a≥b时,a⊕b=a;当a<b时,a⊕b=b2,则函数f(x)=(1⊕x)x-(2⊕x),x∈[-2,2]的最大值等于(  )

A.-1     B.1

C.6     D.12

【答案】C.

由已知得当-2≤x≤1时,f(x)=x-2;

当1<x≤2时,f(x)=x3-2.

∵f(x)=x-2,f(x)=x3-2在定义域内都为增函数.

∴f(x)的最大值为f(2)=23-2=6.

13.已知函数f(x)=ln x+ln(2-x),则(  )

A.f(x)在(0,2)单调递增

B.f(x)在(0,2)单调递减

C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称

D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称

【答案】C

f(x)的定义域为(0,2).由于f(x)=ln x+ln(2-x)=ln(2x-x2),从而对f(x)的研究可转化为对二次函数g(x)=2x-x2(x∈(0,2))的研究.因为g(x)=2x-x2=-(x-1)2+1,所以g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,直线x=1是y=g(x)的图象的对称轴.从而排除A,B,D,故选C.

14.已知f(x)=,不等式f(x+a)>f(2a-x)在[a,a+1]上恒成立,则实数a的取值范围是(  )

A.(-∞,-2)     B.(-∞,0)

C.(0,2)     D.(-2,0)

【答案】A

作出函数f(x)的图象如图所示,易知函数f(x)在R上为单调递减函数,所以不等式f(x+a)>f(2a-x)在[a,a+1]上恒成立等价于x+a<2a-x,即x<在[a,a+1]上恒成立,所以只需a+1<,即a<-2.故选A.

15.设f(x)是定义在R上的增函数,若f(1-ax-x2)≤f(2-a)对任意a∈[-1,1]恒成立,则x的取值范围为     . 

【答案】(-∞,-1]∪[0,+∞) 

因为f(x)是R上的增函数,所以1-ax-x2≤2-a,a∈[-1,1].(*)

(*)式可化为(x-1)a+x2+1≥0对a∈[-1,1]恒成立.

令g(a)=(x-1)a+x2+1.

则解得x≥0或x≤-1,

即实数x的取值范围是(-∞,-1]∪[0,+∞).

16.函数f(x)=-log2(x+2)在区间[-1,1]上的最大值为     . 

【答案】3 

因为y=在R上递减,y=log2(x+2)在区间[-1,1]上递增,所以f(x)在区间[-1,1]上递减.

所以f(x)在区间[-1,1]上的最大值为f(-1)=3.

17.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,+∞)

由已知可得解得-3<a<-1或a>3,所以实数a的取值范围为(-3,-1)∪(3,+∞).

18.函数f(x)=-log2(x+2)在区间[-1,1]上的最大值为________.

【答案】3

由于y=在R上单调递减,y=-log2(x+2)在[-1,1]上单调递减,所以f(x)在[-1,1]上单调递减,故f(x)在[-1,1]上的最大值为f(-1)=3.

19.设函数f(x)=g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的单调递减区间是________.

【答案】[0,1)

由题意知g(x)=函数图象如图所示, 

由函数图象易得函数g(x)的单调递减区间是[0,1).

20.已知函数f(x)=若函数y=f(x)在区间(a,a+1)内递增,则实数a的取值范围是            . 

【答案】(-∞,1]∪[4,+∞) 

画出f(x)=的图像如图所示,因为函数y=f(x)在区间(a,a+1)内递增,

所以a+1≤2或a≥4,解得a≤1或a≥4.故实数a的取值范围是(-∞,1]∪[4,+∞).

21.如果对定义在R上的函数f(x),对任意两个不相等的实数x1,x2,都有x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),则称函数f(x)为“H函数”.给出下列函数:①y=ex+x;②y=x2;③y=3x-sin x;④f(x)=

以上函数是“H函数”的所有序号为________.

【答案】①③

因为对任意两个不相等的实数x1,x2,

都有x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1)恒成立,

所以不等式等价为(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0恒成立,

即函数f(x)是定义在R上的增函数.

①函数y=ex+x在定义域上为增函数,满足条件.

②函数y=x2在定义域上不单调,不满足条件.

③y=3x-sin x,y′=3-cos x>0,函数单调递增,满足条件.

④f(x)=当x>0时,函数单调递增,当x<0时,函数单调递减,不满足条件.综上,满足“H函数”的函数为①③.

22.判断函数f(x)=ax+(a>1),x∈(-2,+∞)的单调性,并用单调性的定义证明你的结论.

该函数在(-2,+∞)上单调递增.证明如下: 

任取x1,x2∈(-2,+∞),不妨设x10,x1+2>0,x2+2>0,

又a>1,

所以>,即有->0,

所以f(x2)-f(x1)=+--

=(-)+

=(-)+>0,

故函数f(x)在(-2,+∞)上单调递增.

23. (1)函数y=ln(-x2+2x+3)的单调递增区间是    (  )

A.(-1,1]    B.[1,3)

C.(-∞,1]    D.[1,+∞)

(2)设函数f(x)=g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的单调递减区间是    . 

 【答案】(1)A (2)[0,1)  

 (1)令t=-x2+2x+3>0,求得-1由二次函数的性质可知,t=-(x-1)2+4,x∈(-1,3)的单调递增区间为(-1,1],

故函数y=ln(-x2+2x+3)的单调递增区间是(-1,1].

(2)由题意知g(x)=该函数的图像如图所示,其单调递减区间是[0,1).

24.已知f(x)是定义在(0,+∞)上的函数,对任意两个不相等的正数x1,x2,都有>0.记a=,b=,c=,则    (  )

A.aC.c【答案】B 

∵f(x)是定义在(0,+∞)上的函数,对任意两个不相等的正数x1,x2,都有>0,∴函数y=是(0,+∞)上的增函数.∵1<30.2<30.5=<2,0<0.32<1,log25>2,∴0<0.32<30.225.已知函数f(x)=(a是常数且a>0).对于下列命题:

①函数f(x)的最小值是-1;

②函数f(x)在R上是单调函数;

③若f(x)>0在上恒成立,则a的取值范围是a>1;

④对任意的x1<0,x2<0且x1≠x2,恒有f<.其中正确命题的所有序号是________.

【答案】①③④

根据题意可画出函数图象, 由图象可知,①显然正确;

函数f(x)在R上不是单调函数,故②错误;若f(x)>0在上恒成立,

则2a×-1>0,a>1,故③正确;由图象可知在(-∞,0)上对任意的x1<0,x2<0且x1≠x2,恒有f<成立,故④正确.下载本文

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