函数的单调性及与函数有关的不等问题.docx

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函数的单调性及与函数有关的不等问题

函数的单调性及与函数有关的不等问题

一.函数单调性的意义:

函数的单调性是函数又一重要性质,设函数y=f(x)(x•I).若对于任意的

X"X2D.(D-I),当x1

特别的当D=I时,称y=f(x)是单调函数。

(1)必须了解单调性与“区间”紧密相关,一个函数在不同的区间上可以有不同的单调性。

即:

函数的单调性只能在定义域内讨论,且谈函数的单调性时,必须指明对应的区间。

(2)定义中的Xi,X2具有任意性,证明时不可用特殊值代替。

(3)函数的单调性在比较大小、求函数最值方面都有广泛的应用。

因此有f(x)是增(减)

函数,且f(Xi)

(4)熟练掌握增、减函数的定义,注意定义的如下两种等价形式:

设X,,X2・[a,b],那么

1f(Xi)-f(x2)0=f(x)在[a,b]上是增函数;

X,-x2

f(Xi)-f(x2)0=f(X)在[a,b]上是减函数。

Xi-X2

2(Xi-X2)[f(Xi)-f(X2)]>0=f(x)在[a,b]上是增函数;

(Xi—X2)[f(xjf(X<0护f(x)在[a,b]上是减函数

需要指出的是,①的几何意义是:

增(减)函数图像上任意两点(Xi,f(Xi)),(X2,f(X2))连线

的斜率都大于(小于)零。

【考点专练】i.下列说法正确的是()

A.定义在a,b上的函数f(X),若存在Xi

B..定义在a,b上的函数f(x),若有无穷多对X"X2Ja,b,使得当x,

f(Xi)

C.若f(x)在区间I,上为增函数,在区间I2上也为增函数,那么f(x)在I,I2上也一

定为增函数•

D.若f(x)在区间I上为增函数,且f(x1)

111

2.(05天津)设f—(x)是函数f(x)=-(ax-a」)(a1)的反函数,则使f_(x).1成2

立的X取值范围为(

A(蔦1,)

22

a-1a-1

b.(-:

)C.(,a)d.[a,:

2a2a

3.(05•辽宁)已知y=f(x)是定义在R上的单调函数,实数捲=X2,■二-1,

«=葺士用二名十1若|fg-fX)<|f(。

)-f(E),则()

1+丸1+九''

A.:

0B.'=0C.0:

:

1D.,_1

(a-05)(x-1)x<1

4.已知函数f(x)='在区间(-口•:

)内是减函数,则a的取值范围

lOgaX

X_1.

是()

A.a<0

B.0

C.a<0.5

D.0.5

5.(06北京)已知

f(x)=

(3-a)x-4a,

X:

:

1

X_1

是(-:

,•:

)上的增函数,那么a的

logax,

取值范围是(

A.(1,•:

b.

(」:

3)C

3

.上,3)

D.(1,3)

(3a-2)x6a-1,x<1--

6.已知f(x)=x是(-:

=)上的减函数,那么a的取值范围

la,xn

是.

「2

ax1,x_0

7.(2010浙江)f(x)=<2ax在(-°0,畑)上单调,则a的取值范围是()

[(a_1)e,xv。

A..2丨1,•.2】B.L、、2,-1一L.2,:

C.1,•.2】dJ.2,:

:

成立,则a的取值范围为:

9.已知f(x)=xx—a+2x—3,若函数f(x)在R上是增函数,求a的取值范围。

10.

f(x)=lgx,设

(06福建)已知f(X)是周期为2的奇函数,当0VxV1时,

a=f(6),b=f(3),c=f(5),则()

522

11.已知定义在R上的奇函数f(x)是一个减函数,且X!

x2:

:

:

0,x2-x3:

:

:

0,x3-x—:

0,

贝yf(Xi)f(X2)f(X3)的值()A.大于0B.小于0C.等于0D.以上都可能

3

12.已知函数f(x)二-x_x,且x^x20,x2•x30,x3,0贝

f(ix)f(2X)的值X))A.大于0B.小于0C.等于0D.以上都可能

13.设f(x)是定义在(0,•:

:

)上的单调增函数,且满足f(xy)=f(x)•f(y),则不等式

f(3x)f(x-2)一0的解集为()

3

1212

A.H--1]B.(-,1]C.(0,1]D.[-;,0)U(;,1]

3333

14.若f(x)是R上的减函数,且f(x)的图像经过点A(0,3)和B(3,-1),则不等式

f(x+1)-1<2勺解集是.

32

15.已知f(x)=sinxx且x•(-1,1),若f(1「a)•f(1「a)■■■0,贝Ua的取值范围是

16.(09陕西)定义在R上的偶函数f(X)满足:

对任意的x1,x^H30,0](x萨X2),有

(X2-X1)(f(xJ-f(X1))0.则当nN.时,有()

A.f(—n):

f(n「1):

f(n1)B.f(n「1):

f(-n):

f(n1)

C.f(n1):

f(—n):

f(n-1)D.f(n1):

f(n—1):

f(一n)

二.研究函数单调性问题的一般方法:

(1)在研究函数的单调性时,应先确定函数的定义域,有时需要将函数化简,转化为讨论

一些熟知函数的单调性。

即基本初等函数性质法。

掌握下列一些单调规律对解题大有裨益:

1若f(x),g(x)均为增(减)函数,则f(x)+g(x)在公共的定义域上仍为增(减)函数;

2若f(X)为增(减)函数,则一f(X)为减(增)函数;

3奇函数在其定义域内关于原点对称的两个区间上的单调性相同;偶函数在其定义域

内关于原点对称的两个区间上的单调性相反。

4互为反函数的两个函数有相同的单调性;

5若f(X),g(x)均为增函数且恒正(负),则f(x)*g(x)也为增(减)函数。

1

⑥若f(X)为单调函数且恒正或恒负,则与f(x)单调性相反。

f(x)

⑦复合函数y二f[g(x)]的单调规律是“同则增,异则减”,即f(u)与g(x)若具有相同

的单调性则f[g(x)]必为增函数,若具有不同的单调性则f[g(x)]必为减函数,讨论复

合函数单调性的步骤是:

①求出复合函数的定义域;

2把复合函数分解成为若干个常见的基本函数,并判定其单调性;

3把中间变量的变化范围转化成自变量的变化范围;

4根据上述复合函数的单调性规律判定其单调性

1

【考点专练】1.(05上海)若函数f(x)=x,则该函数在(-:

「:

)上是()

2+1

A.单调递减无最小值E.单调递减有最小值

C.单调递增无最大值D.单调递增有最大值

Jin

2.(05全国)已知函数y=ta在(,)内是减函数,则()

22

A.0:

_1B._1_:

:

0C.,_1D.._-1

3.(2006广东)下列函数中,在其定义域内既是奇函数又是减函数是()

1x.-3

A.y二sinx,xRB.y=(—),xRC.y二x,xRD.y--x,xR

2

4.(04,上海)若函数f(x)=ax-b2在[0,•:

)上为增函数,则实数a、b的取值范

围是。

5.(2012安徽文)若函数f(x)=2x+a的单调递增区间是3,址),则a=。

6.(07,辽宁)函数y=log1(x2-5x•6)的单调递增区间是

2

21

7.函数f(x)=a^1的单调递增区间为(0,•:

),那么实数a的取值范围是()

x

D.a:

:

0

B.a0

8.设F(x)=f(x)+f(-x),x・R,H7^--]是函数F(x)的单调递增区间,将F(x)的图

像按向量a二(:

0)平移得到一个新的函数G(x)的图像,贝UG(x)的单调递减区间必定是

Jin

()A.[-—,0]B.[—,二]C.[二,]D.[,2二]

2222

2

9.函数y=log1(x-3x4)的单调递增区间是

3

2

10.若函数f(x)=lg(x-ax-3)在(」:

,-1)上是减函数,则a的取值范围是()

A.a>2B.a<2

11.给出下面四个条件:

0:

:

a10a:

:

1

①②

x0x0

y=logx^为单调减函数的是.

12.(2006,重庆)已知y=loga(2-ax)在[0,1]上是x的减函数,则a的取值范围是(

13.

(a0且a=1)在区间[0,•:

)上是增

函数,那么实数a的取值范围是(

A.(0,2]

1)

3

D.[-^:

=)

16.(2011江苏)函数f(x)=|og5(2x+1)的单增区间是:

-ax

17•已知函数f(x)(a=1)。

(1)若

a—1

a0,求f(x)的定义域。

(2)若f(x)在区

 

x

3,其中常数a,b满足ab=0。

间(0,1]上是减函数,求a的取值范围。

x

18.(2011,上海)已知函数f(x)=a2b

(1)若ab0,判断函数f(x)的单调性;

⑵若ab:

0,求f(x1)f(x)的x的取值范围。

(2)证明函数的单调性与求函数的单调区间,均可用单调函数的定义,具体方法常用作差法

或作商比较法。

【考点专练】1•函数f(x)对任意a,b•R都有f(a•b)=f(a)•f(b)-1,并且当x>0时

2

f(x)>1,求证:

①f(x)在R是增函数。

②若f(4)=5,解不等式f(3口-m-2):

3。

2•已知函数f(x)的定义域(0,•:

),且对任意的正实数x,y都有f(xy)二f(x)•f(y),

1

且当x1时f(x)0,f(4)=1

(1)求证:

f

(1)=0;

(2)求f();

(3)解不等式f(x)f(x一3)叮

3.(2006,东北三校)设函数f(x)是定义在R上的函数,对任意实数m,n都有

f(m)f(n)=f(mn),且当xvo时,f(x)>1。

(1)证明:

①f(O)=1;②当x>0时,0Vf(x)V1;③f(x)是R上的减函数。

22

(2)如果对任意实数x,y,有f(x)(y)乞f(axy)恒成立,求实数a的取值范围。

4.(2006,苏州)已知y=f(x)是奇函数,它在(0,•:

)上是增函数,且f(x)V0,试

1

问F(x)=在(-:

0)上是增函数还是减函数?

f(x)

5•已知f(x)是定义在1-1,1]上的奇函数若a,^1-1,1且a5=0.有丄型0a+b

①判断f(x)在〔-1,11上的单调性,并证明之.②解不等式f(5x-1):

f(6x2)

(3)求函数的单调区间,除定义法外,还可以根据函数图像用数形结合法。

(4)利用导数也可以判断函数的单调性,其步骤:

①求定义域②求导数f/(x);

③令f/(x)>0得不等式的解集即为单调增区间.『(x)<0的解集即为单调减区间。

注意:

1.单调区间是定义域的子集。

2.反之,若已知函数在某个区间上具有单调性;则

f/(x)_0(乞0在该区间上恒成立.3.若单调区间在两个或两个以上,用”,”及”,“和”,与表示。

(5)含参数的函数的单调性或单调区间求解方法是:

“三问”

【考点专练】1.(07,四川)设函数f(x)=ax3•bx•c(a=0)为奇函数,其图像在点(1,f

(1))

处的切线与直线x-6y-7=0垂直,导函数f/(x)的最小值为一12.①求a,b,c的值。

②求函数f(x)的单调递增区间,并求函数f(x)有[-1,3]上的最大值和最小值。

x

e

2设函数f(x)=二,其中a为实数。

①若f(x)的定义域为R,求a的取值范围;

x+ax+a

②当f(x)的定义域为R时,求f(x)的单调区间。

(07,陕西)

xx

3.(07安徽)设函数f(x)=—cos2x-4tsincos4t3t2-3t4,xR,其中

22

乞1,将f(x)的最小值记为g(t)。

①求g(t)的表达式。

②讨论g(t)在(—1,1)内的单调性并求极值。

4.(04,全国)已知函数f(x)=ax33x?

一x■1在R上是减函数,求a的取值范围。

3

5.(04,天津)已知函数f(x)=axcxd(a=0)是R上的奇函数,当x=1时f(x)取

得极值-2.

(1)求f(x)的单调区间和极大值。

(2)证明对任意XhXzWI」),不等式f(N)-f(x2)V4恒成立。

x-a

6.已知f(x)=p为奇函数。

①求a,b的值。

②求f(x)单调区间,并加以证明。

x+bx+1

③求f(x)的值域。

1_x

7.(陕西09)已知函数f(x)=ln(ax1),x_0,a0.

1+x

(1)若f(x)在x=1处取得极值,求a的值.

⑵求f(x)的单调区间.(3)若f(x)的最小值为1,求a的取值范围。

1■I■xax

8.已知函数f(x)e。

(1)设a0,讨论y=f(x)的单调性。

(2)若对任意

1-xD

x:

=(0,1)恒有f(x)・1,求a的取值范围。

2

2ax+1_

9.已知函数f(x)尸(x・R),其中a・R。

(1)当a=1时,求曲线y=f(x)

x+1

在(2,f

(2))处的切线方程。

(2)当a=0时,求函数f(x)的单调区间与极值。

(1)试求函

10。

已知函数f(x)二x「aInx和g(x)二x「a、、x。

在x=1处的切线平行。

数f(x)和g(x)的单调增区间。

(2)设1:

b3,求证;lnb•b.:

2b

(1)设函数F(x)二f(x)-h(x),求F(x)的单调区间与极值。

(3)若存在均属于区间1,3的:

」,且I〉二亠1,使f(:

・)=f(J,证明:

In3-1n2In2

a<

53

322

13.(2011天津)已知函数f(x)=4x3tx-6txt-1,^R,其中tR。

(1)当t=1时,求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;

(2)当t=0时,求f(x)的单调区间;

(3)证明:

对任意t(0,•:

),f(x)在区间(0,1)内均存在零点。

22

14.(2011浙江)设函数f(x)=aInx-xax,a0。

(1)求f(x)的单调区间;

(2)求所有的实数a,使e-1zf(x)乞e?

对1,e1恒成立。

—'1

15.(2011陕西)设函数f(x)定义在(0,=)上,f

(1)=0,导函数f(X)二

x

I

g(x)二f(x)•f(x)o

(1)求g(x)的单调区间和最小值。

1

(2)讨论g(x)与g(—)的大小关系。

x

1

(3)是否存在Xo>°,使得g(x)-g(x°)|£—对任意xaO成立?

若存在,求出X。

的取

x

值范围;若不存在,请说明理由。

16.(2012陕西)设函数f」x)二x"bx•c。

(n•N,b,c・R)

A\

(1)设n32,b=1,c=—1,证明:

f」x)区间一,1|内存在唯一零点;

(2)设n=2,若对任意x1,x^匚1,1】,有f2(x1)一f2(X2)乞4,求b的取值范围;

判断数列

X2,X3……的增减性。

2

17.设函数f(x)=3ax-2(ac)xc。

(a0,a,cR)

(1)设ac・0,若f(x)q~2ca对1,•:

:

恒成立,求c的取值范围。

(2)函数f(x)在区间(0,1)内是否有零点,有几个零点?

为什么?

18.(06湖南卷)已知函数f(x)=ax'-3x2•1-3•讨论函数f(x)的单调性;

a

19.解不等式ax2亠x亠1:

0

20.(2010年全国卷一21)已知函数f(x)=3ax4-2(3a+1)x2+4x.

1

(I)当a=时,求f(x)的极值;(n)若f(x)在(-1,1)上是增函数,求a的取值范围.

6

215

21.若不等式x+ax+40对一切x€(0,_]成立,则a的最小值为()A.0B.-2C.D.-3

22

22•已知函数f(x)=x2alnx.

(1)当a=-2时,求函数f(x)的单调区间和极值。

2

(2)若g(x)=f(x)+-在[1,•:

]上是单调增函数,求实数a的取值范围。

x

23.(2009年重庆)不等式|x•3|一|x一1|乞a2—3a对任意实数x恒成立,则实数a的取

值范围为()A(-二,-1]-[4,二)B、(-:

,-2]一[5,:

C[1,2]D、(-:

1]_•[2,:

24、若不等式|x-2|•|x•3|•a,对于x•R均成立,那么实数a的取值范围是()

A(-:

5)B、[0,5)C、(-:

,1)D、[0,1]

25.若存在实数x满足x-3+x-mc5,则实数m的取值范围为:

26.不等式|0g3(x-4•x5)a对一切的R恒成立,则实数a的取值范围为:

27.已知函数f(x)=alnx—x2+1.

(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为4x—y+b=0,求实数a和b的值;⑵若a<0,且对任意X1、X2^(0,+^),都|f(x”—f(x2)|>|X1—X2|,求a的取值范围.

3

28.已知函数f(x)=axcxd(a=0)是R上的奇函数,当x=1时f(x)取得极值-2.

(1)求f(x)的单调区间和极大值。

(2)证明对任意x1,X2E(T,1),不等式|f(xj-f区)£4恒成立。

29.(2014陕西文)设函数f(x)=lnx,m,m,R.

(3)若对任意ba0,f(b)一f(a):

:

:

1恒成立,求m的取值范围.

b-a

30.f(x)=x2_2x,g(x)=ax2(a0),对-捲•〔-1,2丨x^1-1,21,使得

g(xj=f(x0),则a的取值范围是()

A.0,1B.-,3C.3,:

D.0,31

「2」12J''

31.已知函数f(x)=1nx,g(x)=2x2-bx(b为常数,b1),对于区间1.1,21上的任意两

2

个不相等的实数X1,X2,都有f(xj-f(X2)||g(xj-g(X2)成立,求b的取值范围。

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