高中数学人教B版 (2019)必修 第一册第三章 函数3.1 函数的概念与性质3.1.2 函数的单调性课后测评
展开3.1.2 函数的单调性
一、选择题
1.直线与在同一直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
直线y=x+a是一次函数,斜率k=1,b=a,可判断从左到右图象上升,B,D不满足题意;
当b=a>0时,y=x+a的图象在y轴上的交点在正半轴,没有选项,
所以a<0,则直线y=ax表示直线过原点,且斜率为小于0,
所以选项A错误,C正确.故选:C
2.下列函数中,在(-∞,0)上为减函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
A中,函数y=﹣x2+2在(﹣∞,0)上为增函数;
B中,函数y=4x﹣1在(﹣∞,0)上为增函数;
C中,函数y=x2+4x在(﹣∞,﹣2)上为减函数,在(﹣2,0)上为增函数;
D中,函数在(﹣∞,0)上为减函数
故选:D.
3.已知函数在定义域上是减函数,则不等式的解集为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】
依题意,,所以,解得.故选A
4.若函数y=ax+1(a>0)在区间[1,3]上的最大值为4,则a=( ).
A.2 B.3 C.1 D.-1
【答案】C
【解析】
因为a>0,所以一次函数y=ax+1在区间[1,3]上单调递增,
所以当x=3时,函数y=ax+1取得最大值,
故3a+1=4,解得a=1.
故选C.
5.已知函数f(x)=x2-kx-6在[2,8]上是单调函数,则k的取值范围是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
根据题意,函数f(x)=x2﹣kx﹣6的对称轴为x,
若f(x)在[2,8]上是单调函数,必有2或8,
解可得:k≤4或k≥16,
即k的取值范围是(﹣∞,4]∪[16,+∞);
故选:D.
6.已知函数f(x)(x∈R)满足f(x)=f(2-x),且对任意的x1,x2∈(-∞,1](x1≠x2)有(x1-x2)(f(x1)-f(x2))<0.则( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
∵当x1,x2∈(-∞,1](x1≠x2)时有(x1-x2)(f(x1)-f(x2))<0,
∴f(x)在(-∞,1]上单调递减,
∵f(x)=f(2-x),
∴函数f(x)的图象关于x=1对称,则f(x)在∈(1,+∞)上单调递增,
∴f(-1)=f(3)>f(2)>f(1)
即f(-1)>f(2)>f(1)
故选:B.
7.已知函数在上是减函数,则a的取值范围为 )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
函数在上是减函数,
,
求得,
故选:B.
8.已知函数f(x)是R上的增函数,A(4,2)是其图象上的一点,那么f(x)<2的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
因为是函数的图象上的一点,则,
所以,
又因为函数是上的增函数,
所以,
即的解集是,故选B.
9.函数f(x)=满足:对任意的实数x1≠x2,都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
因为函数f(x)=满足:对任意的实数x1≠x2,
都有(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0成立,
所以函数f(x)在(-∞,+∞)上是增函数,
所以f(x)在(-∞,1),(1,+∞)上均单调递增,
且-12+2a×1≤(2a-1)×1-3a+6,
故有,
解得1≤a≤2.
所以实数a的取值范围是[1,2].
故选:C.
二、填空题
10.已知函数在区间上的函数值恒为正,则b的取值范围为______.
【答案】
【解析】
为增函数,
∴若在区间上的函数值恒为正,
则只需要即可,
即,
即实数b的取值范围是,
故答案为:
11.已知函数,若在上是减函数,则实数的取值范围为____.
【答案】[,0)
【解析】
若在R上是减函数,
因为y=在上单调递减,故只需满足,
解得:k∈[,0)
故答案为:[,0)
12.若,且,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】
,
可得时,递减;
时,递减,
且,
可得在R上递减,
,可得,
解得,
故答案为:.
13.能说明“若对任意的都成立,则在上是增函数”为假命题的一个函数=_________________.
【答案】答案不唯一,比如或;
【解析】
根据题意只要举出的例子不符合函数单调增即可,可以在区间端点处违反单调性,即.
答案为:答案不唯一,比如或;
三、解答题
14.已知函数.
Ⅰ画出的图象;
Ⅱ根据图象写出的值域、单调区间.
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)的单调递减区间为,无增区间.
【解析】
Ⅰ,
的图象;
Ⅱ由图象知的值域为,
的单调递减区间为,无增区间.
15.已知函数f(x)=,
(Ⅰ)画出f(x)的图象;
(Ⅱ)写出f(x)的单调递增区间.
【答案】(Ⅰ)详见解析(Ⅱ)[-1,0],[2,5]
【解析】
(Ⅰ)函数f(x)=的图象如下:
(Ⅱ)f(x)的单调递增区间为[-1,0],[2,5].
16.已知函数,且.
(1)求f(x)的解析式;
(2)判断f(x)在区间(0,1)上的单调性,并用定义法证明.
【答案】(1)(2)f(x)在(0,1)上单调递减,证明见解析.
【解析】
(1)∵;
∴;
解得a=1,b=1;
∴;
(2)f(x)在区间(0,1)上单调递减,证明如下:
设x1,x2∈(0,1),且x1<x2,则:
=;
∵x1,x2∈(0,1),且x1<x2;
∴x1-x2<0,,;
∴;
∴f(x1)>f(x2);
∴f(x)在(0,1)上单调递减.
17.已知函数,且,.
(I)求的函数解析式;
(II)求证:在上为增函数;
(III)求函数的值域.
【答案】(I)(II)见解析(III)
【解析】
(I)函数,
由得a+4b=6,①
由得2a+5b=9,②
联立①②解得a=2,b=1,
则函数解析式为
(II)任取x1,x2∈[3,5]且x1<x2,
∴
∵3≤x1<x2≤5,
∴<0,
∵>0,
∴<0,
∴,即在上为增函数.
(III)由(II)知在上为增函数
则.
所以函数的值域为
18.已知函数是定义在上的函数.
(1)用定义法证明函数在上是增函数;
(2)解不等式.
【答案】(1)详见解析;(2).
【解析】
(1)证明:对于任意的,且,则:
,
∵,∴,,∴.
∴,即.
∴函数在上是增函数.
(2)由函数的分析式及(1)知,是奇函数且在上递增,
,即:,
结合函数的定义域和单调性可得关于实数的不等式:
,求解关于实数的不等式组可得:,
则不等式的解集为.
19.已知定义在(1,+∞)上的函数f(x)=.
(1)当m≠0时,判断函数f(x)的单调性,并证明你的结论;
(2)当m=时,求解关于x的不等式f(x2-1)>f(3x-3).
【答案】(1)见解析;(2)(,2)
【解析】
(1)根据题意,设1<x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=-=m×,
又由1<x1<x2,则(x2-x1)>0,(x2-1)>0,(x1-1)>0,
当m>0时,f(x1)>f(x2),f(x)在(1,+∞)上递减;
当m<0时,f(x1)<f(x2),f(x)在(1,+∞)上递增;
(2)当m=时,f(x)为减函数,则f(x2-1)>f(3x-3)⇒,
解可得:<x<2,
即不等式的解集为(,2)
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