第二章 第4节 单调性与最大(小)值(二)(课件 学案)2027届高中数学人教A版(2019)一轮复习

资源下载
  1. 二一教育资源

第二章 第4节 单调性与最大(小)值(二)(课件 学案)2027届高中数学人教A版(2019)一轮复习

资源简介

第4节 单调性与最大(小)值(二)
课标要求 1.会利用函数的单调性比较函数值的大小,解函数不等式. 2.会求函数的最值或值域.
考点一 比较函数值的大小
例1 (1)已知f(x)=2x-,a=f(),b=f(),c=f(),则(  )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.c>b>a
(2)若a=ln 3,b=lg 5,c=log126,则(  )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>b>a D.a>c>b
答案 (1)D (2)D
解析 (1)易知f(x)=2x-在(1,+∞)上单调递增,又>>>1,
故f()>f()>f(),即c>b>a.
(2)∵a=ln 3>ln e=1,b=lg 5c=log126∴a>b,a>c,
∵lg 5=,
log126=,
∴构造函数f(x)==1-(x>0),
显然函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,
又∵0即lg 5c>b.
感悟提升 1.若题目条件中有具体的函数,则先判断已知函数的单调性,利用其单调性比较大小.
2.若题目条件中无具体函数,则需根据数值的结构特征构造函数,再利用其单调性比较大小.
训练1 (1)若函数f(x)是R上的减函数,a>0,则下列不等式一定成立的是(  )
A.f(a2)C.f(a)(2)若2x-2y<3-x-3-y,则(  )
A.ln(y-x+1)>0 B.ln(y-x+1)<0
C.ln|x-y|>0 D.ln|x-y|<0
答案 (1)D (2)A
解析 (1)A中,a2-a=a(a-1),
当a>1时,a2>a,所以f(a2)当0f(a),
即A不一定成立.
B中,当a>1时,a>,所以f(a)当0f,即B不一定成立.
C中,当a>0时,2a>a,所以f(a)>f(2a),即C不成立.
D中,a2-(a-1)=a2-a+1=>0,
则a2>a-1,所以f(a2)(2)原已知条件等价于2x-3-x<2y-3-y,
设函数f(x)=2x-3-x.
因为函数y=2x与y=-3-x在R上均单调递增,
所以f(x)在R上单调递增,
即f(x)0,
所以A正确,B不正确.
因为|x-y|与1的大小不能确定,所以C,D不正确.
考点二 利用单调性求函数的最值
例2 函数y=-1+x(x≥3)的最小值为    .
答案 
解析 设t=x-1,t≥2,
则y=-1+x=t+(t≥2),
又函数y=t+在[2,+∞)上单调递增,
所以当t=2,即x=3时,
函数有最小值2+.
感悟提升 利用单调性求函数最值(值域)的基本方法
(1)对于较为简单的函数,先确定函数的单调性,再由单调性求最值.
(2)对于较复杂函数,可运用导数,求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值.
训练2 (1)函数f(x)=3x+log2(x+2)在区间[-1,2]上的最大值为    .
(2)函数y=x+的最小值为    .
答案 (1)11 (2)1
解析 (1)由于y=3x在R上是增函数,
y=log2(x+2)在[-1,2]上单调递增,
所以f(x)在[-1,2]上单调递增,
故f(x)在[-1,2]上的最大值为f(2)=32+log24=11.
(2)法一(换元法) 令t=,且t≥0,
则x=t2+1,
所以原函数变为y=t2+1+t,t≥0,
配方得y=.
又因为t≥0,所以y≥=1,
故函数y=x+的最小值为1.
法二(单调性法) 由题易得x-1≥0,即x≥1.
因为函数y=x和y=在定义域[1,+∞)上均为增函数,
故函数y=x+在[1,+∞)上为增函数,所以ymin=1.
考点三 解函数不等式
例3 已知函数f(x)满足: x1,x2∈R,当x1≠x2时,>2恒成立,且f(2)=12,若f(m2)≥2m2+8,则实数m的取值范围是(  )
A.[-]
B.[-2,2]
C.(-∞,-]∪[,+∞)
D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
答案 C
解析 不妨设x1>x2,由>2,
得f(x1)-f(x2)>2x1-2x2,
故f(x1)-2x1>f(x2)-2x2,
令F(x)=f(x)-2x,则F(x1)>F(x2),
所以F(x)=f(x)-2x在R上单调递增,
因为f(2)=12,所以F(2)=f(2)-4=8,
由f(m2)≥2m2+8,得f(m2)-2m2≥8,
即F(m2)≥F(2),
所以m2≥2,解得m∈(-∞,-]∪[,+∞).
感悟提升 求解函数不等式,其实质是函数单调性的逆用,由条件脱去“f”,转化为自变量间的大小关系,应注意函数的定义域.
训练3 (1)已知函数y=f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且f(1-a)(2)已知函数f(x)=ln x+2x,若f(x2-4)<2,则实数x的取值范围是    .
答案 (1) (2)(-,-2)∪(2,)
解析 (1)∵y=f(x)在(-1,1)上是减函数,
又f(1-a)∴解得0故所求a的取值范围是.
(2)因为函数f(x)=ln x+2x在定义域(0,+∞)上单调递增,且f(1)=ln 1+2=2,
所以由f(x2-4)<2,得f(x2-4)所以0解得-一、单选题
1.若函数f(x)=(m-1)x+1在R上是增函数,则f(m)与f(1)的大小关系是(  )
A.f(m)f(1)
C.f(m)≤f(1) D.f(m)≥f(1)
答案 B
解析 因为f(x)=(m-1)x+1在R上是增函数,所以m>1,故f(m)>f(1).
2.下列函数在[1,4]上的最大值为3的是(  )
A.y=+2 B.y=3x-2
C.y=x2 D.y=1-x
答案 A
解析 选项B,C中的函数在[1,4]上均单调递增,选项A,D中的函数在[1,4]上均单调递减,代入端点值,可知A正确.
3.函数f(x)=的最大值为(  )
A.1 B.2
C. D.
答案 B
解析 当x≥1时,函数f(x)=单调递减,
此时f(x)在x=1处取得最大值,
为f(1)=1;当x<1时,
函数f(x)=-x2+2在x=0处取得最大值,为f(0)=2.
综上可得,f(x)的最大值为2.
4.(2026·合肥调研)定义在[-2,2]上的函数f(x)满足(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0(x1≠x2),且f(x)>f(2x-1),则实数x的取值范围为(  )
A.(-∞,1) B.
C. D.[-1,1)
答案 C
解析 由题意知f(x)在[-2,2]上单调递增,
则f(x)>f(2x-1),得
解得-≤x<1.故选C.
5.已知函数y=x2-2x+3在区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则实数m的取值范围是(  )
A.[1,+∞) B.[0,2]
C.(-∞,2] D.[1,2]
答案 D
解析 令y=f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2.
易知当x=1时,f(x)取得最小值f(1)=2.
因为f(0)=3,
且函数f(x)在[0,m]上有最大值3,最小值2,
由二次函数图象的对称性,知f(2)=f(0)=3,
所以1≤m≤2,
即实数m的取值范围是[1,2].
6.已知函数f(x)的图象关于直线x=1对称,当x2>x1>1时,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0恒成立,设a=f,b=f(2),c=f(e),则a,b,c的大小关系为(  )
A.c>a>b B.c>b>a
C.a>c>b D.b>a>c
答案 D
解析 ∵f(x)的图象关于直线x=1对称,
∴f=f.
又∵当x2>x1>1时,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0恒成立,
∴f(x)在(1,+∞)上单调递减.
∵2<∴f(2)>f>f(e),∴b>a>c.
7.(2024·新高考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. B.
C. D.1
答案 C
解析 由f(x)≥0及y=x+a,y=ln(x+b)单调递增,
可得x+a与ln(x+b)同正、同负或同为零,
所以当ln(x+b)=0时,x+a=0,
即所以b=a+1,
则a2+b2=a2+(a+1)2=2≥,故选C.
二、多选题
8.函数f(x)的定义域为R,对任意的实数x1,x2(x1≠x2),满足x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),下列结论正确的是(  )
A.函数f(x)在R上是减函数
B.f(-5)>f(0)>f(1)
C.f(-5)D.不等式f(2x-1)答案 CD
解析 由x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),得(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,
因此f(x)是增函数,A错误;
由-5<0<1,得f(-5)由f(2x-1)得2x-1<3-x,
解得x<,D正确.
9.已知函数f(x)的定义域为R,对任意a,b∈R,都有f(a)f(b)=f(a+b),f(0)≠0且当x>0时,0A. x∈R,都有f(x)=-
B.当x<0时,f(x)>1
C.f(x)在R上是减函数
D.若f(3)=,则不等式f(2t2-5t)>的解集为
答案 BCD
解析 令a=0,b=1,
则f(0)f(1)=f(1),易知0所以f(0)=1.
当x<0时,-x>0,
所以0又f(x)f(-x)=f(x-x)=f(0)=1,
所以f(x)=,
即f(x)>1,A错误,B正确;
设x1则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2+x2)-f(x2)=f(x1-x2)f(x2)-f(x2)
=f(x2)[f(x1-x2)-1],
又x1所以f(x1-x2)>1,
又当x<0时,f(x)>1,
当x>0时,0所以f(x1)-f(x2)>0,
即f(x1)>f(x2),
所以f(x)在R上是减函数,C正确;
因为f(3)=,
所以f(12)=f(6)f(6)=[f(3)]4=,
所以f(2t2-5t)>,
即f(2t2-5t)>f(12),
又f(x)在R上是减函数,
所以2t2-5t<12,
解得-所以不等式f(2t2-5t)>,D正确.
三、填空题
10.函数y=f(x)是定义在[-2,2]上的减函数,且f(a+1)答案 [-1,1)
解析 依题意得得-1≤a<1.
所以实数a的取值范围是[-1,1).
11.设函数f(x)=在区间[3,4]上的最大值和最小值分别为M,m,则=    .
答案 
解析 f(x)==2+在[3,4]上是减函数,
∴f(x)min=f(4)=4,f(x)max=f(3)=6,
∴M=6,m=4,
∴.
12.设函数f(x)=则满足f(t-1)答案 (-1,2)
解析 因为函数y=2x-1在R上单调递增,函数y=1为常函数,
所以分段函数f(x)在(-∞,1]上单调递增,在(1,+∞)内不具有单调性,
且f(1)=21-1=1,即当x≤1时,f(x)≤1,
因为f(t-1)所以
解得-1所以满足f(t-1)四、解答题
13.已知函数f(x)=,x∈[2,3].
(1)用定义法判断函数的单调性;
(2)求函数的最大值和最小值.
解 (1)任取2≤x1函数f(x)==1+,
则f(x1)-f(x2)==,
∵2≤x1∴x2-x1>0,x1-1>0,x2-1>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,
故f(x1)>f(x2),
∴函数f(x)在[2,3]上为减函数.
(2)f(x)在[2,3]上单调递减,
∴f(x)max=f(2)==4,
f(x)min=f(3)=.
14.已知函数f(x)是定义在区间(0,+∞)上的增函数,满足f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1.
(1)求f(1)和f(9)的值;
(2)解关于x的不等式f(3x+6)+f(x)<2.
解 (1)由题知,f(x)是定义在区间(0,+∞)上的增函数,
且f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1,
令x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),f(1)=0,
令x=y=3,则f(9)=f(3)+f(3)=2,
即f(1)=0,f(9)=2.
(2)因为f(x)是定义在区间(0,+∞)上的增函数,
且f(9)=2,f(xy)=f(x)+f(y),
所以f(3x+6)+f(x)<2,
等价于f(3x2+6x)所以
解得0即该不等式解集为(0,1).(共40张PPT)
数学
高考总


第二章 函数
第4节 单调性与最大(小)值(二)
INNOVATIVE
DESIGN
1.会利用函数的单调性比较函数值的大小,解函数不等式.
2.会求函数的最值或值域.
课标要求
内容索引
考点聚焦突破
01
02
课时对点精练
考点聚焦突破
01
例1 (1)已知f(x)=2x-,a=f(),b=f(),c=f(),则(  )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.c>b>a
D
易知f(x)=2x-在(1,+∞)上单调递增,又>>>1,
故f()>f()>f(),即c>b>a.
考点一 比较函数值的大小
(2)若a=ln 3,b=lg 5,c=log126,则(  )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>b>a D.a>c>b
D
∵a=ln 3>ln e=1,b=lg 5∴a>b,a>c,
∵lg 5=,log126=,
∴构造函数f(x)==1-(x>0),
显然函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,
又∵0c>b.
感悟提升
1.若题目条件中有具体的函数,则先判断已知函数的单调性,利用其单调性比较大小.
2.若题目条件中无具体函数,则需根据数值的结构特征构造函数,再利用其单调性比较大小.
训练1 (1)若函数f(x)是R上的减函数,a>0,则下列不等式一定成立的是(  )
A.f(a2)C.f(a)D
A中,a2-a=a(a-1), 当a>1时,a2>a,所以f(a2)当0f(a),即A不一定成立.
B中,当a>1时,a>,所以f(a)当0f,即B不一定成立.
C中,当a>0时,2a>a,所以f(a)>f(2a),即C不成立.
D中,a2-(a-1)=a2-a+1=>0,
则a2>a-1,所以f(a2)(2)若2x-2y<3-x-3-y,则(  )
A.ln(y-x+1)>0 B.ln(y-x+1)<0
C.ln|x-y|>0 D.ln|x-y|<0
原已知条件等价于2x-3-x<2y-3-y,设函数f(x)=2x-3-x.
因为函数y=2x与y=-3-x在R上均单调递增,
所以f(x)在R上单调递增,
即f(x)0,
所以A正确,B不正确.
因为|x-y|与1的大小不能确定,所以C,D不正确.
A
例2 函数y=-1+x(x≥3)的最小值为    .
设t=x-1,t≥2,
则y=-1+x=t+(t≥2),
又函数y=t+在[2,+∞)上单调递增,
所以当t=2,即x=3时,
函数有最小值2+.
考点二 利用单调性求函数的最值
感悟提升
利用单调性求函数最值(值域)的基本方法
(1)对于较为简单的函数,先确定函数的单调性,再由单调性求最值.
(2)对于较复杂函数,可运用导数,求出在给定区间上的极值,最后结合端点值,求出最值.
训练2 (1)函数f(x)=3x+log2(x+2)在区间[-1,2]上的最大值为    .
11
由于y=3x在R上是增函数,
y=log2(x+2)在[-1,2]上单调递增,
所以f(x)在[-1,2]上单调递增,
故f(x)在[-1,2]上的最大值为f(2)=32+log24=11.
(2)函数y=x+的最小值为    .
法一(换元法) 令t=,且t≥0,
则x=t2+1,
所以原函数变为y=t2+1+t,t≥0,
配方得y=.
又因为t≥0,所以y≥=1,
故函数y=x+的最小值为1.
1
法二(单调性法) 由题易得x-1≥0,即x≥1.
因为函数y=x和y=在定义域[1,+∞)上均为增函数,
故函数y=x+在[1,+∞)上为增函数,所以ymin=1.
例3 已知函数f(x)满足: x1,x2∈R,当x1≠x2时,>2恒成立,且f(2)=12,若f(m2)≥2m2+8,则实数m的取值范围是(  )
A.[-] B.[-2,2]
C.(-∞,-]∪[,+∞) D.(-∞,-2]∪[2,+∞)
C
不妨设x1>x2,由>2,
得f(x1)-f(x2)>2x1-2x2,故f(x1)-2x1>f(x2)-2x2,
令F(x)=f(x)-2x,则F(x1)>F(x2),
所以F(x)=f(x)-2x在R上单调递增,
考点三 解函数不等式
因为f(2)=12,所以F(2)=f(2)-4=8,
由f(m2)≥2m2+8,得f(m2)-2m2≥8,
即F(m2)≥F(2),
所以m2≥2,解得m∈(-∞,-]∪[,+∞).
感悟提升
求解函数不等式,其实质是函数单调性的逆用,由条件脱去“f”,转化为自变量间的大小关系,应注意函数的定义域.
训练3 (1)已知函数y=f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且f(1-a)则实数a的取值范围为    .
∵y=f(x)在(-1,1)上是减函数,
又f(1-a)∴解得0故所求a的取值范围是.
(2)已知函数f(x)=ln x+2x,若f(x2-4)<2,则实数x的取值范围是           .
因为函数f(x)=ln x+2x在定义域(0,+∞)上单调递增,
且f(1)=ln 1+2=2,
所以由f(x2-4)<2,得f(x2-4)所以0解得-(-,-2)∪(2,)
课时对点精练
02
一、单选题
1.若函数f(x)=(m-1)x+1在R上是增函数,则f(m)与f(1)的大小关系是(  )
A.f(m)f(1)
C.f(m)≤f(1) D.f(m)≥f(1)
B
因为f(x)=(m-1)x+1在R上是增函数,所以m>1,故f(m)>f(1).
2.下列函数在[1,4]上的最大值为3的是(  )
A.y=+2 B.y=3x-2
C.y=x2 D.y=1-x
A
选项B,C中的函数在[1,4]上均单调递增,选项A,D中的函数在[1,4]上均单调递减,代入端点值,可知A正确.
3.函数f(x)=的最大值为(  )
A.1 B.2
C. D.
B
当x≥1时,函数f(x)=单调递减,
此时f(x)在x=1处取得最大值,
为f(1)=1;当x<1时,
函数f(x)=-x2+2在x=0处取得最大值,为f(0)=2.
综上可得,f(x)的最大值为2.
4. (2026·合肥调研)定义在[-2,2]上的函数f(x)满足(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0(x1≠x2),且f(x)>f(2x-1),则实数x的取值范围为(  )
A.(-∞,1) B.
C. D.[-1,1)
C
由题意知f(x)在[-2,2]上单调递增,
则f(x)>f(2x-1),得
解得-≤x<1.故选C.
5.已知函数y=x2-2x+3在区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则实数m的取值范围是(  )
A.[1,+∞) B.[0,2]
C.(-∞,2] D.[1,2]
D
令y=f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2.
易知当x=1时,f(x)取得最小值f(1)=2.因为f(0)=3,
且函数f(x)在[0,m]上有最大值3,最小值2,
由二次函数图象的对称性,知f(2)=f(0)=3,
所以1≤m≤2,即实数m的取值范围是[1,2].
6.已知函数f(x)的图象关于直线x=1对称,当x2>x1>1时,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0恒成立,设a=f,b=f(2),c=f(e),则a,b,c的大小关系为(  )
A.c>a>b B.c>b>a
C.a>c>b D.b>a>c
D
∵f(x)的图象关于直线x=1对称,∴f=f.
又∵当x2>x1>1时,[f(x2)-f(x1)](x2-x1)<0恒成立,
∴f(x)在(1,+∞)上单调递减.∵2<f>f(e),∴b>a>c.
7. (2024·新高考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. B.
C. D.1
C
由f(x)≥0及y=x+a,y=ln(x+b)单调递增,
可得x+a与ln(x+b)同正、同负或同为零,
所以当ln(x+b)=0时,x+a=0,
即所以b=a+1,
则a2+b2=a2+(a+1)2=2≥,故选C.
8.函数f(x)的定义域为R,对任意的实数x1,x2(x1≠x2),满足x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),下列结论正确的是(  )
A.函数f(x)在R上是减函数
B.f(-5)>f(0)>f(1)
C.f(-5)D.不等式f(2x-1)CD
由x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1),得(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,
因此f(x)是增函数,A错误;
二、多选题
由-5<0<1,得f(-5)由f(2x-1)得2x-1<3-x,
解得x<,D正确.
9.已知函数f(x)的定义域为R,对任意a,b∈R,都有f(a)f(b)=f(a+b),f(0)≠0且当x>0时,0A. x∈R,都有f(x)=-
B.当x<0时,f(x)>1
C.f(x)在R上是减函数
D.若f(3)=,则不等式f(2t2-5t)>的解集为
BCD
令a=0,b=1,
则f(0)f(1)=f(1),易知0所以f(0)=1.
当x<0时,-x>0,
所以0又f(x)f(-x)=f(x-x)=f(0)=1,
所以f(x)=,
即f(x)>1,A错误,B正确;
设x1则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2+x2)-f(x2)=f(x1-x2)f(x2)-f(x2)
=f(x2)[f(x1-x2)-1],
又x1所以f(x1-x2)>1,又当x<0时,f(x)>1,
当x>0时,00,
即f(x1)>f(x2),所以f(x)在R上是减函数,C正确;
因为f(3)=,所以f(12)=f(6)f(6)=[f(3)]4=,
所以f(2t2-5t)>,即f(2t2-5t)>f(12),
又f(x)在R上是减函数,所以2t2-5t<12,解得-所以不等式f(2t2-5t)>,D正确.
10.函数y=f(x)是定义在[-2,2]上的减函数,且f(a+1)依题意得得-1≤a<1.
所以实数a的取值范围是[-1,1).
三、填空题
[-1,1)
11.设函数f(x)=在区间[3,4]上的最大值和最小值分别为M,m,则=    .
f(x)==2+在[3,4]上是减函数,
∴f(x)min=f(4)=4,f(x)max=f(3)=6,
∴M=6,m=4,
∴.
12.设函数f(x)=则满足f(t-1)(-1,2)
因为函数y=2x-1在R上单调递增,函数y=1为常函数,
所以分段函数f(x)在(-∞,1]上单调递增,在(1,+∞)内不具有单调性,
且f(1)=21-1=1,即当x≤1时,f(x)≤1,
因为f(t-1)所以
解得-1所以满足f(t-1)13.已知函数f(x)=,x∈[2,3].
(1)用定义法判断函数的单调性;
任取2≤x1则f(x1)-f(x2)==,
∵2≤x10,x1-1>0,x2-1>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,故f(x1)>f(x2),∴函数f(x)在[2,3]上为减函数.
四、解答题
f(x)在[2,3]上单调递减,
∴f(x)max=f(2)==4,
f(x)min=f(3)=.
(2)求函数的最大值和最小值.
14.已知函数f(x)是定义在区间(0,+∞)上的增函数,满足f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1.
(1)求f(1)和f(9)的值;
由题知,f(x)是定义在区间(0,+∞)上的增函数,
且f(xy)=f(x)+f(y),f(3)=1,
令x=y=1,则f(1)=f(1)+f(1),f(1)=0,
令x=y=3,则f(9)=f(3)+f(3)=2,
即f(1)=0,f(9)=2.
(2)解关于x的不等式f(3x+6)+f(x)<2.
因为f(x)是定义在区间(0,+∞)上的增函数,
且f(9)=2,f(xy)=f(x)+f(y),
所以f(3x+6)+f(x)<2,
等价于f(3x2+6x)所以
解得0即该不等式解集为(0,1).

展开更多......

收起↑

资源列表