高一数学常考点微专题提分精练(人教A版必修第一册)微专题13含参数二次函数的最值问题(原卷版+解析)
展开1、定轴定区间型:即定二次函数在定区间上的最值,其区间和对称轴都是确定的,要将函数配方,再根据对称轴和区间的关系,结合函数在区间上的单调性,求其最值(可结合图象);
2、动轴定区间型:即动二次函数在定区间上的最值,其区间是确定的,而对称轴是变化的,应根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况分类讨论,再利用二次函数的示意图,结合其单调性求解;
3、定轴动区间型:即定二次函数在动区间上的最值,其对称轴确定而区间在变化,只需对动区间能否包含抛物线的定点横坐标进行分类讨论;
4、动轴动区间型:即动二次函数在动区间上的最值,其区间和对称轴均在变化,根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况讨论,并结合图形和单调性处理。
【题型归纳目录】
题型一:定轴定区间型
题型二:动轴定区间型
题型三:定轴动区间型
题型四:动轴动区间型
题型五:根据二次函数的最值求参数
【典型例题】
题型一:定轴定区间型
例1.(2023·全国·高一专题练习)函数在区间上的最大值、最小值分别是( )
A.B.C.D.最小值是,无最大值
例2.(2023·全国·高一课前预习)函数y=x2-2x+2在区间[-2,3]上的最大值、最小值分别是( )
A.10,5B.10,1
C.5,1D.以上都不对
例3.(2023·陕西·榆林市第十中学高一期中)若二次函数的图像经过点,则函数在上的最小值为___________.
例4.(2023·全国·高一专题练习)已知函数,当上时的最小值是________
例5.(2023·广西南宁·高一期末)已知函数.则函数的最大值和最小值之积为______
题型二:动轴定区间型
例6.(2023·全国·高一课时练习)已知函数在区间上的最小值为.
(1)求函数的解析式.
(2)定义在上的函数为偶函数,且当时,.若,求实数的取值范围.
例7.(2023·全国·高一单元测试)已知函数R).当时,设的最大值为,则的最小值为( )
A.B.C.D.
例8.(2023·全国·高一单元测试)已知函数.
(1)若函数为偶函数,求实数的值;
(2)若函数在区间上具有单调性,求实数的取值范围;
(3)求函数在区间上的最小值.
例9.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)若,求在上的最大值和最小值;
(2)求在上的最小值;
(3)在区间上的最大值为,求实数的值.
例10.(2023·广东湛江·高一期末)已知函数.其中,且.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数在上的最小值.
例11.(2023·上海师大附中高一期末)已知函数(常数).
(1)当时,用定义证明在区间上是严格增函数;
(2)根据的不同取值,判断函数的奇偶性,并说明理由;
(3)令,设在区间上的最小值为,求的表达式.
例12.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)当时,求函数的最小值
(2)求函数的最小值为.
例13.(2023·全国·高一课时练习)已知函数是定义在上的偶函数,且当时,,现已画出函数在轴左侧的图象,如图所示,请根据图象.
(1)补充完整图象并写出函数的增区间;
(2)写出函数的解析式;
(3)若函数,求函数的最小值.
例14.(2023·安徽·合肥市第十中学高一期中)设函数
(1)函数f(x)在区间[1,3]有单调性,求实数a的取值范围;
(2)求函数f(x)在区间[1,3]上的最小值h(a).
题型三:定轴动区间型
例15.(2023·全国·高一单元测试)已知函数的图象过点,且满足.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的最小值;
例16.(2023·江苏·高一单元测试)二次函数满足且.
(1)求的解析式;
(2)当时,不等式恒成立,求实数m的取值范围.
(3)设函数在区间上的最小值为,求的表达式.
例17.(2023·全国·高一期中)已知二次函数,且满足,.
(1)求函数的解析式;
(2)当()时,求函数的最小值(用表示).
例18.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)当时,求函数在区间上的值域;
(2)当时,求函数在区间上的最大值;
(3)求在上的最大值与最小值.
例19.(2023·江苏南通·高一开学考试)已知关于的函数
(1)当时,求函数的最大值;
(2)当时,若函数最小值为2,求的值.
例20.(2023·全国·高一专题练习)已知是二次函数,不等式的解集是,且在区间上的最大值是.
(1)求的解析式;
(2)设函数在上的最小值为,求的表达式.
题型四:动轴动区间型
例21.(2023·江苏·楚州中学高一期中)已知函数
(1)当时,解关于的不等式
(2)函数在的最大值为0,最小值是-4,求实数和的值.
例22.(2023·贵州毕节·高一期末)已知函数.
(1)当时,解关于x的不等式;
(2)函数在上的最大值为0,最小值是,求实数a和t的值.
例23.(2023·四川巴中·高一期中)已知,函数.
(1)设,判断函数的奇偶性,请说明理由;
(2)设,函数在区间上既有最大值又有最小值,请分别求出m,n的取值范围.(只要写出结果,不需要写出解题过程)
例24.(2023·江苏苏州·高一期末)已知函数f(x)=x|x﹣m|+n.
(1)当f(x)为奇函数,求实数m的值;
(2)当m=1,n>1时,求函数y=f(x)在[0,n]上的最大值.
例25.(2023·浙江·磐安县第二中学高一开学考试)已知,函数,
(1)当时,写出函数的单调递增区间;
(2)当时,求函数在区间上的最小值;
(3)设,函数在上既有最大值又有最小值,请分别求出的取值范围(用表示)
例26.(2023·全国·高一课时练习)已知函数,.设,.记的最小值为A,的最大值为B,则______.
例27.(2023·浙江·温州市第二十二中学高一开学考试)函数,
(1)若在上是奇函数,求的值;
(2)当时,求在区间上的最大值和最小值;
(3)设,当时,函数既有最大值又有最小值,求的取值范围(用表示)
题型五:根据二次函数的最值求参数
例28.(2023·全国·高一专题练习)已知抛物线与轴的一个交点为,且经过点.
(1)求抛物线与轴的另一个交点坐标.
(2)当时,函数的最大值为,最小值为,若,求的值.
例29.(2023·全国·高一专题练习)若函数f(x)=ax2+2ax+1在[-1,2]上有最大值4,则a的值为( )
A.B.-3C.或-3D.4
例30.(2023·全国·高一课时练习)函数在区间上既有最大值又有最小值,则实数a的取值范围是( )
A.B.
C.D.
例31.(2023·上海交大附中高一阶段练习)已知二次函数的最小值是3,最大值是4,则实数的取值范围是___________.
例32.(2023·湖北黄石·高一期末)已知函数.若的定义域为,值域为,则__________.
【过关测试】
一、单选题
1.(2023·甘肃·民勤县第一中学高一阶段练习)有如下命题:①若幂函数的图象过点,则;
②函数的图象恒过定点;
③函数有两个零点;
④若函数在区间上的最大值为4,最小值为3,则实数m的取值范围是.
其中真命题的序号为( ).
A.①②B.②④C.①④D.②③
2.(2023·全国·高一专题练习)若函数在区间上的最大值是M,最小值m,则( )
A.与a无关,且与b有关B.与a有关,且与b无关
C.与a有关,且与b有关D.与a无关,且与b无关
3.(2023·河南·郏县第一高级中学高一开学考试)已知为奇函数,且当时,,则在区间上( )
A.单调递增且最大值为2B.单调递增且最小值为2
C.单调递减且最大值为-2D.单调递减且最小值为-2
4.(2023·黑龙江·哈尔滨德强学校高一期中)已知函数在区间[0,2]上的最大值是1,则a的取值范围是( )
A.B.
C.D.
5.(2023·湖北·恩施土家族苗族高中高一阶段练习)已知函数()的最小值为0,若关于x的不等式的解集为,则实数c的值为( )
A.9B.8C.6D.4
6.(2023·河南·濮阳一高高一期中(理))已知定义域为的函数满足,且当时,,则当时,的最小值为( )
A.B.C.D.
7.(2023·河北省博野中学高一开学考试)已知m,n是关于x的一元二次方程x2﹣2tx+t2﹣2t+4=0的两个实数根,则(m+2)(n+2)的最小值是( ).
A.7B.11C.12D.16
8.(2023·陕西商洛·高一期末)若函数满足,,则下列判断错误的是( )
A.B.
C.图象的对称轴为直线D.f(x)的最小值为-1
二、多选题
9.(2023·全国·高一课时练习)设函数,存在最小值时,实数的值可能是( )
A.2B.-1C.0D.1
10.(2023·全国·高一课时练习)定义在上的奇函数在上的解析式,则在上正确的结论是( )
A.B.C.最大值D.最小值
11.(2023·浙江省龙游中学高一期中)已知函数,则下列结论有可能正确的是( )
A.在区间上无最大值
B.在区间上最小值为
C.在区间上既有最大值又有最小值
D.在区间上最大值,有最小值
12.(2023·全国·高一单元测试)若,,那么( )
A.有最小值6B.有最小值12
C.有最大值26D.有最大值182
三、填空题
13.(2023·上海·复旦附中高一开学考试)已知、两点关于轴对称,且点在双曲线上,点在直线上,设点的对称点坐标为,则二次函数的最小值为______.
14.(2023·全国·高一专题练习)已知二次函数,当时,函数的最大值与最小值的差为______
15.(2023·全国·高一专题练习)若函数在上的最小值为.则____.
16.(2023·全国·高一专题练习)设函数,若有最小值,则a的取值范围是______.
四、解答题
17.(2023·全国·高一专题练习)如图,抛物线与轴交于点,,交轴于点C.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)当时,函数有最小值,求的值.
18.(2023·全国·高一课时练习)已知函数,其中.
(1)若函数的图象关于直线对称,求的值;
(2)试述函数值的变化趋势及函数的最大值或最小值.
19.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)若,求在上的最大值和最小值;
(2)若在为单调函数,求的值;
(3)在区间上的最大值为4,求实数的值.
20.(2023·江西省铜鼓中学高一阶段练习)二次函数在区间上有最大值4,最小值0.
(1)求函数的解析式;
(2)设,且在的最小值为,求的值.
21.(2023·全国·高一课前预习)(1)已知函数在区间[-1,2]上最大值为4,求实数a的值;
(2)已知函数,x∈[-1,1],求函数的最小值.
22.(2023·天津市武清区杨村第一中学高一期末)已知函数的图象过点,且满足.
(1)求函数的解析式:
(2)求函数在上的最小值;
(3)若满足,则称为函数的不动点,函数有两个不相等且正的不动点,求t的取值范围.
微专题13 含参数二次函数的最值问题
【方法技巧与总结】
1、定轴定区间型:即定二次函数在定区间上的最值,其区间和对称轴都是确定的,要将函数配方,再根据对称轴和区间的关系,结合函数在区间上的单调性,求其最值(可结合图象);
2、动轴定区间型:即动二次函数在定区间上的最值,其区间是确定的,而对称轴是变化的,应根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况分类讨论,再利用二次函数的示意图,结合其单调性求解;
3、定轴动区间型:即定二次函数在动区间上的最值,其对称轴确定而区间在变化,只需对动区间能否包含抛物线的定点横坐标进行分类讨论;
4、动轴动区间型:即动二次函数在动区间上的最值,其区间和对称轴均在变化,根据对称轴在区间的左、右两侧和穿过区间这三种情况讨论,并结合图形和单调性处理。
【题型归纳目录】
题型一:定轴定区间型
题型二:动轴定区间型
题型三:定轴动区间型
题型四:动轴动区间型
题型五:根据二次函数的最值求参数
【典型例题】
题型一:定轴定区间型
例1.(2023·全国·高一专题练习)函数在区间上的最大值、最小值分别是( )
A.B.C.D.最小值是,无最大值
答案:C
【解析】,抛物线的开口向上,对称轴为,
在区间上,当时,有最小值;时,有最大值,
函数在区间上的最大值、最小值分别是:,.
故选:C.
例2.(2023·全国·高一课前预习)函数y=x2-2x+2在区间[-2,3]上的最大值、最小值分别是( )
A.10,5B.10,1
C.5,1D.以上都不对
答案:B
【解析】因为y=x2-2x+2=(x-1)2+1,且x∈[-2,3],
所以当x=1时,ymin=1,当x=-2时,ymax=(-2-1)2+1=10.
故选:B.
例3.(2023·陕西·榆林市第十中学高一期中)若二次函数的图像经过点,则函数在上的最小值为___________.
答案:
【解析】由题知,,解得
则,所以当时,有最小值.
故答案为:
例4.(2023·全国·高一专题练习)已知函数,当上时的最小值是________
答案:-2
【解析】,
则二次函数在上单调递增,在上单调递减,
在上,当时有最小值-2,
故答案为:-2.
例5.(2023·广西南宁·高一期末)已知函数.则函数的最大值和最小值之积为______
答案:80
【解析】因为,所以当时,,当时,,所以最大值和最小值之积为.
故答案为:80
题型二:动轴定区间型
例6.(2023·全国·高一课时练习)已知函数在区间上的最小值为.
(1)求函数的解析式.
(2)定义在上的函数为偶函数,且当时,.若,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为,
所以当时,,此时;
当时,,此时函数在区间上单调递减,
所以.综上,
(2)因为时,,所以当时,,易知函数在上单调递减,因为定义在上的函数为偶函数,且,所以,解得或,所以实数t的取值范围为.
例7.(2023·全国·高一单元测试)已知函数R).当时,设的最大值为,则的最小值为( )
A.B.C.D.
答案:C
【解析】由,故在上递增,在上递减,
当,则上递减,故最大值,
当,则最大值,
当,则上递增,故最大值,
综上,的最小值为.
故选:C
例8.(2023·全国·高一单元测试)已知函数.
(1)若函数为偶函数,求实数的值;
(2)若函数在区间上具有单调性,求实数的取值范围;
(3)求函数在区间上的最小值.
【解析】(1)因为定义在上的函数为偶函数,
所以,都有成立,即,都有成立,解得.
(2)因为函数图象的对称轴为,
所以要使函数在上具有单调性,
则,或,即或,
则的取值范围为.
(3)①若函数在上单调递减,则,即,此时函数在区间上的最小值为.
②若函数在上单调递增,则,即,此时函数在区间上的最小值为.
③若函数在上不单调,则,即,此时函数在区间上的最小值为.
综上所述,函数在区间上的最小值为.
例9.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)若,求在上的最大值和最小值;
(2)求在上的最小值;
(3)在区间上的最大值为,求实数的值.
【解析】(1)时,,结合函数图像得:
在上的最大值是,最小值是;
(2)的对称轴是,
①当,即时,函数在上递增,
当时,取到最小值;
②当,即时,函数在上先递减后递增,
当时,取到最小值;
③当,即时,函数在上递减,
当时,取到最小值,
综上所得,当时,最小值;
当时,取到最小值;
当时,取到最小值.
(3)由(2)的讨论思路结合函数图像在内的
可能情况知,中必有一个是最大值;
若,代回验证:
,符合最大;
若,,代回验证:
,符合最大;
或.
例10.(2023·广东湛江·高一期末)已知函数.其中,且.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数在上的最小值.
【解析】(1)由题知,函数,其中
当时,
则函数在区间单调递减,在区间单调递增;
当时,,
则函数在区间递增
∴综上,函数的单调递增区间为,,单调递减区间为.
(2)因为,所以当即时,函数在递增,在递减
且 ,,
若,即时,,
若,即时,,
当即时,函数在递增,在递减,在递增,
且, ,
而时,,即,
所以时,,
∴综上所述,当时,;当时, .
例11.(2023·上海师大附中高一期末)已知函数(常数).
(1)当时,用定义证明在区间上是严格增函数;
(2)根据的不同取值,判断函数的奇偶性,并说明理由;
(3)令,设在区间上的最小值为,求的表达式.
【解析】(1)当时,函数,
设且,
则
,
因为,可得
又由,可得,所以
所以,即,
所以函数是上是严格增函数.
(2)由函数的定义域为关于原点对称,
当时,函数,可得,此时函数为奇函数;
当时,,此时且,
所以时,函数为非奇非偶函数.
(3),
当时, ,函数在区间的最小值为;
当时,函数的对称轴为:.
若,在区间的最小值为;
若,在区间的最小值为
;
若,在区间的最小值为;
当时, ,在区间的最小值为.
综上所述:;
例12.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)当时,求函数的最小值
(2)求函数的最小值为.
【解析】(1),
由,可知;
由,可知.
所以.
(2),
1)当,在单调递减,在单调递增,故;
2)当,在单调递减,在单调递增, ,
3)当,在单调递减,在单调递增,;
所以
例13.(2023·全国·高一课时练习)已知函数是定义在上的偶函数,且当时,,现已画出函数在轴左侧的图象,如图所示,请根据图象.
(1)补充完整图象并写出函数的增区间;
(2)写出函数的解析式;
(3)若函数,求函数的最小值.
【解析】(1)因为函数是定义在上的偶函数,所以函数的图象关于轴对称,
由对称性即可补充完整图象,如图所示:
由图可知,函数的递增区间为和;
(2)根据题意,当时,,所以,
因为函数是定义在上的偶函数,所以,
所以,
(3)当时,,对称轴为,
当,即时,在上递增,所以;
当,即时,在上递减,所以;
当,即时,在上递减,在上递增,所以,
综上,函数的最小值.
例14.(2023·安徽·合肥市第十中学高一期中)设函数
(1)函数f(x)在区间[1,3]有单调性,求实数a的取值范围;
(2)求函数f(x)在区间[1,3]上的最小值h(a).
【解析】(1),
在区间上单调,则或,
所以或;
(2)时,,在上是增函数,,
时,,
时在上是减函数,,
综上,,
题型三:定轴动区间型
例15.(2023·全国·高一单元测试)已知函数的图象过点,且满足.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在上的最小值;
【解析】(1)因为函数的图象过点,
所以
又,
所以,
解得,
所以;
(2),,
当时,即时,函数在上单调递减,
所以,
当时,即时,函数在上单调递减,
在单调递增,所以;
当时,函数在上单调递增,
所以.
综上:
例16.(2023·江苏·高一单元测试)二次函数满足且.
(1)求的解析式;
(2)当时,不等式恒成立,求实数m的取值范围.
(3)设函数在区间上的最小值为,求的表达式.
【解析】(1)设,.
则.
从而,,
又,
,
又,
.
(2)因为当时,不等式恒成立,
所以在上恒成立.
令,,
.
当时,单调递减,
当时,,
所以.
(3)当,即时,在单调递减,
;
当,即时,则在单调递减,单调递增,
;
当时,则在单调递增,
.
.
例17.(2023·全国·高一期中)已知二次函数,且满足,.
(1)求函数的解析式;
(2)当()时,求函数的最小值(用表示).
【解析】(1)因为二次函数,且满足,,
所以,且,
由,得,
所以,得,
所以.
(2)因为是图象的对称轴为直线,且开口向上的二次函数,
当时,在上单调递增,
则;
当,即时,
在上单调递减,
则;
当,即时,,
综上
例18.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)当时,求函数在区间上的值域;
(2)当时,求函数在区间上的最大值;
(3)求在上的最大值与最小值.
【解析】(1)当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
,
函数在区间上的值域是;
(2)当时,,
,函数在区间上的最大值;
,函数在区间上的最大值;
函数在区间上的最大值;
(3)函数 的对称轴为,
①当,即时,函数在上是增函数,
当时,函数y取得最小值为;当时,函数取得最大值为.
②当,即时,
当时,函数取得最小值为;当时,函数取得最大值为.
③当,即时,
a时,函数取得最小值为;当时,函数取得最大值为.
④当,即时,函数在上是减函数,
故当时,函数取得最大值为;当时,函数取得最小值为.
综上,当时,函数的最大值为,最小值为,当时,函数的最大值为,最小值为,当时,函数的最大值为,最小值为,当时,函数的最大值为,最小值为
例19.(2023·江苏南通·高一开学考试)已知关于的函数
(1)当时,求函数的最大值;
(2)当时,若函数最小值为2,求的值.
【解析】(1)因为,对称轴为,开口向上,
若,则当时,函数有最大值为,
若,则当时,函数有最大值为
(2)若,则当时函数有最小值为,
即,,不符合条件;
若,则当时函数有最小值为,
可得,符合条件;
若,则当时函数有最小值为,
即,解得,不符合条件;
综上,的值为
例20.(2023·全国·高一专题练习)已知是二次函数,不等式的解集是,且在区间上的最大值是.
(1)求的解析式;
(2)设函数在上的最小值为,求的表达式.
【解析】(1)是二次函数,且的解集是,
可设,对称轴为,
在区间上的最大值是.
由已知得,
.
(2)由(1)得,函数图象的开口向上,对称轴为
(讨论对称轴与闭区间的相对位置)
①当时,即时,在上单调递减,(对称轴在区间右侧)
此时的最小值;
②当时,在上单调递增,(对称轴在区间左侧)
此时的最小值;
③当时,函数在对称轴处取得最小值(对称轴在区间中间)
此时,
综上所述,得的表达式为:.
题型四:动轴动区间型
例21.(2023·江苏·楚州中学高一期中)已知函数
(1)当时,解关于的不等式
(2)函数在的最大值为0,最小值是-4,求实数和的值.
【解析】(1)不等式为,即,
由可得;由可得或,
故原不等式解集为.
(2)因为
由于,由题意或,
若时, 则,且或,
当时,,不满足题意,舍去;
当时,;
若,则,且或
当时,,
当,符合题意;
当,与题设矛盾,故舍去;
当时,;
综上所述:或,符合题意.
例22.(2023·贵州毕节·高一期末)已知函数.
(1)当时,解关于x的不等式;
(2)函数在上的最大值为0,最小值是,求实数a和t的值.
【解析】(1)当时,不等式,
即为,
即,所以,
所以或,
所以原不等式的解集为.
(2),
由题意或,这时解得,
若,则,所以;
若,即,
所以,则,
综上,或.
例23.(2023·四川巴中·高一期中)已知,函数.
(1)设,判断函数的奇偶性,请说明理由;
(2)设,函数在区间上既有最大值又有最小值,请分别求出m,n的取值范围.(只要写出结果,不需要写出解题过程)
【解析】(1)当时,,
其图象如图所示:
由图象知:函数既不是奇函数也不偶函数;
(2),
当时,由,解得,
因为函数在区间上既有最大值又有最小值,
如图所示:
所以,,
当时,由,解得,
因为函数在区间上既有最大值又有最小值,
如图所示:
所以,.
例24.(2023·江苏苏州·高一期末)已知函数f(x)=x|x﹣m|+n.
(1)当f(x)为奇函数,求实数m的值;
(2)当m=1,n>1时,求函数y=f(x)在[0,n]上的最大值.
【解析】(1)因为f(x)为奇函数,所以f(﹣0)=﹣f(0),
所以f(0)=0,即n=0,所以f(x)=x|x﹣m|,
又f(﹣1)=﹣f(1),所以|1﹣m|=|1+m|,解得m=0,
此时f(x)=x|x|,对∀x∈R,f(﹣x)=﹣x|x|=﹣f(x),
所以f(x)为奇函数,故m=0.
(2)f(x)=x|x﹣1|+n=
所以f(x)在和[1,n]上单调递增,在上单调递减,
其中,,
令得,,所以时,,.
时,所以,
因此y=f(x)在[0,n]上的最大值为.
例25.(2023·浙江·磐安县第二中学高一开学考试)已知,函数,
(1)当时,写出函数的单调递增区间;
(2)当时,求函数在区间上的最小值;
(3)设,函数在上既有最大值又有最小值,请分别求出的取值范围(用表示)
【解析】(1)当时,由二次函数的性质知,单调递增区间为,,,.
(2)因为,,时,所以当,即时,(2)当,即时,(1)
(3)
①当时,图象如上图左所示由得,②当时,图象如上图右所示由得,
例26.(2023·全国·高一课时练习)已知函数,.设,.记的最小值为A,的最大值为B,则______.
答案:
【解析】,,
令,得或.
因为,,
所以的最小值,的最大值,
所以.
故答案为:.
例27.(2023·浙江·温州市第二十二中学高一开学考试)函数,
(1)若在上是奇函数,求的值;
(2)当时,求在区间上的最大值和最小值;
(3)设,当时,函数既有最大值又有最小值,求的取值范围(用表示)
【解析】(1)因为在上是奇函数,
所以恒成立,即恒成立.
所以恒成立,
所以.
(2)当时,
函数在上单调递增,在上单调递减,
所以在上的值得范围为,其中时,,
函数在上单调递增,
所以函数在上的值域为,其中当时,;
所以当时,,当时,.
(3)
因为,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
函数在上单调递增,
当时,
当时,令,可得
因为当,时,函数既有最大值又有最小值,
所以.
题型五:根据二次函数的最值求参数
例28.(2023·全国·高一专题练习)已知抛物线与轴的一个交点为,且经过点.
(1)求抛物线与轴的另一个交点坐标.
(2)当时,函数的最大值为,最小值为,若,求的值.
【解析】(1)方法一:∵抛物线经过(2,c)和(0,c),
∴抛物线的对称轴为直线,
∴(-1,0)的对称点为(3,0),
即抛物线与x轴的另一个交点坐标为(3,0);
方法二:将(-1,0),(2,c)分别代入得
,解得,
∴抛物线的表达式为,
令得,,解得,,
∴抛物线与x轴的另一个交点坐标为(3,0).
(2)∵,∴,,
∴当时,当时取得最大值4,即,当或时取得最小值N,
∵,∴,
令得,,解得(舍去),,
∴.
例29.(2023·全国·高一专题练习)若函数f(x)=ax2+2ax+1在[-1,2]上有最大值4,则a的值为( )
A.B.-3C.或-3D.4
答案:C
【解析】由题意得f(x)=a(x+1)2+1-a.①当a=0时,函数f(x)在区间[-1,2]上的值为常数1,不符合题意,舍去;
②当a>0时,函数f(x)在区间[-1,2]上是增函数,最大值为f(2)=8a+1=4,解得;
③当a<0时,函数f(x)在区间[-1,2]上是减函数,最大值为f(-1)=1-a=4,解得a=-3.
综上可知,a的值为或-3.
故选:C.
例30.(2023·全国·高一课时练习)函数在区间上既有最大值又有最小值,则实数a的取值范围是( )
A.B.
C.D.
答案:D
【解析】易得函数,
若,则,且函数在上单调递增,所以函数在上无最值.
若,作出函数的大致图像,如图1所示,易得函数在区间上无最值.
若,作出函数的大致图像,如图2所示,要使函数在区间上既有最大值又有最小值,则,即,解得:.
综上,实数a的取值范围是.
故选: D.
例31.(2023·上海交大附中高一阶段练习)已知二次函数的最小值是3,最大值是4,则实数的取值范围是___________.
答案:
【解析】二次函数,
由解得或,
画出二次函数的图象如下图所示,
由图可知,的取值范围是.
故答案为:
例32.(2023·湖北黄石·高一期末)已知函数.若的定义域为,值域为,则__________.
答案:
【解析】因为,对称轴为,
当时:在上单调递减,所以,无解;
当时:在上单调递增,所以,
解得:或,或,又,所以,;
当时:在上单调递增,在上单调递减,
此时,与矛盾;
综上所述:,,此时
故答案为:.
【过关测试】
一、单选题
1.(2023·甘肃·民勤县第一中学高一阶段练习)有如下命题:①若幂函数的图象过点,则;
②函数的图象恒过定点;
③函数有两个零点;
④若函数在区间上的最大值为4,最小值为3,则实数m的取值范围是.
其中真命题的序号为( ).
A.①②B.②④C.①④D.②③
答案:B
【解析】①设幂函数为,因为的图象过点,所以,解得,则,在上递减,在上递减,所以,故错误;
②令,解得,此时,所以函数的图象恒过定点,故正确;
③令,得,在同一坐标系中作出的图象,如图所示,
由图象知:有1个交点,即函数有1个零点,故错误;
④函数的图象,如图所示:
,
由图象知:若在区间上的最大值为4,最小值为3,则实数m的取值范围是,故正确.
故选:B
2.(2023·全国·高一专题练习)若函数在区间上的最大值是M,最小值m,则( )
A.与a无关,且与b有关B.与a有关,且与b无关
C.与a有关,且与b有关D.与a无关,且与b无关
答案:A
【解析】函数的图象开口朝上,且对称轴为直线,
①当时,在上单调递减,则,,
此时,故的值与a无关,与b有关,
②当时,在上单调递增,则,,
此时,故的值与a无关,与b有关,
③当时,,
若时,,有,
,故的值与a无关,与b有关,
若时,,有,
,故的值与a无关,与b有关,
综上:的值与a无关,与b有关.
故选:A.
3.(2023·河南·郏县第一高级中学高一开学考试)已知为奇函数,且当时,,则在区间上( )
A.单调递增且最大值为2B.单调递增且最小值为2
C.单调递减且最大值为-2D.单调递减且最小值为-2
答案:A
【解析】因为的图象开口向上,且对称轴为,
所以在区间[2,4]上单调递增,最小值为,最大值为,
又因为是奇函数,
所以在区间上单调递增,且最小值为-2,最大值为2.
故选:A
4.(2023·黑龙江·哈尔滨德强学校高一期中)已知函数在区间[0,2]上的最大值是1,则a的取值范围是( )
A.B.
C.D.
答案:B
【解析】将函数的图象向左平移一个单位,得到函数.则在区间[0,2]上的最大值是1,只需函数在区间[-1,1]上的最大值是1.
由,,
当,时,,此时函数的最小值为1,不合题意;
当,时,,符合题意;
当,时,,化简得
又由当时,根据二次函数的性质,的值域为,
当时,,必有,可得.
综上,实数a的取值范围是.
故选:B.
5.(2023·湖北·恩施土家族苗族高中高一阶段练习)已知函数()的最小值为0,若关于x的不等式的解集为,则实数c的值为( )
A.9B.8C.6D.4
答案:D
【解析】∵函数()的最小值为0,
∴,∴,
∴函数,其图像的对称轴为.
∵不等式的解集为,
∴方程的根为m,,
∴,解得,,
又∵,∴.故A,B,C错误.
故选:D.
6.(2023·河南·濮阳一高高一期中(理))已知定义域为的函数满足,且当时,,则当时,的最小值为( )
A.B.C.D.
答案:D
【解析】当时,,
易知当时,,
因为,所以,
所以当时,;当时,,综上,当时,.
故选:D.
7.(2023·河北省博野中学高一开学考试)已知m,n是关于x的一元二次方程x2﹣2tx+t2﹣2t+4=0的两个实数根,则(m+2)(n+2)的最小值是( ).
A.7B.11C.12D.16
答案:D
【解析】∵m,n是关于x的一元二次方程x2﹣2tx+t2﹣2t+4=0的两个实数根,
∴m+n=2t,mn=t2﹣2t+4,
∴(m+2)(n+2)=mn+2(m+n)+4=t2+2t+8=(t+1)2+7.
∵方程有两个实数根,
∴△=(﹣2t)2﹣4(t2﹣2t+4)=8t﹣16≥0,
∴t≥2,
∴(t+1)2+7≥(2+1)2+7=16.
故选:D.
8.(2023·陕西商洛·高一期末)若函数满足,,则下列判断错误的是( )
A.B.
C.图象的对称轴为直线D.f(x)的最小值为-1
答案:C
【解析】由题得,解得,,
所以,
因为,所以选项A正确;
所以,所以选项B正确;因为,所以选项D正确;
因为的对称轴为,所以选项C错误.
故选:C
二、多选题
9.(2023·全国·高一课时练习)设函数,存在最小值时,实数的值可能是( )
A.2B.-1C.0D.1
答案:BC
【解析】当时,,
所以当时,,
若,则,
所以此时,即存在最小值,
若,则当时,,无最小值,
若,则当时,为减函数,
则要使存在最小值时,
则,解得,
综上或.
故选:BC.
10.(2023·全国·高一课时练习)定义在上的奇函数在上的解析式,则在上正确的结论是( )
A.B.C.最大值D.最小值
答案:ABC
【解析】由题可知,函数为定义在上的奇函数,则,
已知在上的解析式,
则当时,,则,
所以当时,,
可知,,且最大值为,无最小值,
所以在上正确的结论是ABC.
故选:ABC.
11.(2023·浙江省龙游中学高一期中)已知函数,则下列结论有可能正确的是( )
A.在区间上无最大值
B.在区间上最小值为
C.在区间上既有最大值又有最小值
D.在区间上最大值,有最小值
答案:BCD
【解析】二次函数图象的对称轴为直线.
①当时,函数在区间上单调递增,则,;
②当时,函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
则,;
③当时,函数在区间上单调递减,此时,.
故A错误,BCD可能正确.
故选:BCD.
12.(2023·全国·高一单元测试)若,,那么( )
A.有最小值6B.有最小值12
C.有最大值26D.有最大值182
答案:AC
【解析】因为,,
所以,解得,即函数的定义域为,
所以,所以在上单调递增,所以,
故选:AC
三、填空题
13.(2023·上海·复旦附中高一开学考试)已知、两点关于轴对称,且点在双曲线上,点在直线上,设点的对称点坐标为,则二次函数的最小值为______.
答案:
【解析】因为、两点关于轴对称,点的坐标为,所以点的坐标为,
又点在反比例函数的图象上,点在—次函数的图象上,
所以,整理得,所以,即,
所以,故二次函数,二次项系数为,故函数有最小值,最小值为.
故答案为:
14.(2023·全国·高一专题练习)已知二次函数,当时,函数的最大值与最小值的差为______
答案:4
【解析】二次函数的对称轴为,开口向下,
当时,的最大值在处取得,,
由二次函数的对称性可得,当时,取最小值,,
所以.
故答案为:4.
15.(2023·全国·高一专题练习)若函数在上的最小值为.则____.
答案:1
【解析】函数图象的对称轴为,图象开口向上,
(1)当时,函数在上单调递增,则,
由,得,不符合;
(2)当时.则,
由,得或,,∴符合;
(3)当时,函数在上单调递减,则,
由,得,
,不符合,
综上可得.
故答案为:1
16.(2023·全国·高一专题练习)设函数,若有最小值,则a的取值范围是______.
答案:
【解析】因为一次函数在无最小值,二次函数在对称轴处或有最小值,
令,解得或x=2,
所以要使有最小值,则,
所以a的取值范围是
故答案为:
四、解答题
17.(2023·全国·高一专题练习)如图,抛物线与轴交于点,,交轴于点C.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)当时,函数有最小值,求的值.
【解析】(1)依题意可知是方程的两个根,
所以,解得,
所以.
(2),对称轴为直线,开口向上.
依题意,当时,函数的最小值为,
若,则当时,函数取得最小值,
即,解得或(舍去).
若,即,函数的最小值(舍去).
若,即,则当时,函数取得最小值,
即,解得或(舍去).
综上所述,的值为或.
18.(2023·全国·高一课时练习)已知函数,其中.
(1)若函数的图象关于直线对称,求的值;
(2)试述函数值的变化趋势及函数的最大值或最小值.
【解析】(1)因为,
所以函数的图象的对称轴为直线.
由,得.
(2)由(1)知函数的图象开口向上,对称轴为直线,
在区间上,函数值随自变量的增大而减小,在区间上,函数值随自变量的增大而增大,
所以函数在处取得最小值,即.
19.(2023·全国·高一专题练习)已知函数.
(1)若,求在上的最大值和最小值;
(2)若在为单调函数,求的值;
(3)在区间上的最大值为4,求实数的值.
【解析】(1)时,,
在 上的最大值为 ,最小值为 ;
(2)在为单调函数,
区间在 的对称轴 的一边,即 或 ,
或 ;
(3)因为 是开口向上的,所以 和 中必有一个是最大值,
若 ,若 ,
或;
综上,(1)最大值为16,最小值为0;(2) 或;(3) 或 .
20.(2023·江西省铜鼓中学高一阶段练习)二次函数在区间上有最大值4,最小值0.
(1)求函数的解析式;
(2)设,且在的最小值为,求的值.
【解析】(1)依题意,二次函数,开口向上,对称轴,
所以,
所以.
(2),开口向上,对称轴,
当时,.
当时,(舍去).
当时,.
综上所述,的值为或.
21.(2023·全国·高一课前预习)(1)已知函数在区间[-1,2]上最大值为4,求实数a的值;
(2)已知函数,x∈[-1,1],求函数的最小值.
【解析】(1).
①当a=0时,函数在区间[-1,2]上的值为常数1,不合题意;
②当 时,函数在区间[-1,2]上是增函数,最大值为,;
③当 时,函数在区间[-1,2]上是减函数,最大值为, ,
综上,a的值为-3或.
(2),其图象对称轴为直线x=a,且抛物线的开口向上,
当 时,函数在区间[-1,1]上是减函数,最小值为;
当 时,函数在区间[-1,1]上是先减后增,最小值为;
当 时,函数在区间[-1,1]上是增函数,最小值为.
22.(2023·天津市武清区杨村第一中学高一期末)已知函数的图象过点,且满足.
(1)求函数的解析式:
(2)求函数在上的最小值;
(3)若满足,则称为函数的不动点,函数有两个不相等且正的不动点,求t的取值范围.
【解析】(1)∵的图象过点,
∴①
又,
∴②
由①②解,,
∴;
(2),,
当,即时,函数在上单调递减,
∴;
当,即时,函数在上单调递减,
在单调递增,∴;
当时,函数在上单调递增,
∴.
综上,.
(3)设有两个不相等的不动点、,且,,
∴,即方程有两个不相等的正实根、.
∴,解得.
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