资源简介 3.2.1 函数的单调性与最大(小)值知识点一 定义法判断函数的单调性【例1-1】函数,判断函数在上的单调性,并加以证明.【例1-2】判断函数在区间上的单调性,并证明你的结论.【变式】1.证明:函数在上是严格减函数.2.已知函数的定义域为,判断在上的单调性,并用定义证明;3.判断函数在区间上的单调性,并证明你的结论.知识点二 性质法判断函数单调性【例2】下列函数在定义域上为严格减函数的是( )A. B. C. D.【变式】1.下列函数中,在区间上是减函数的是( )A. B. C. D.2.下列命题正确的是( )A.函数在上是增函数 B.函数在上是减函数C.函数和函数的单调性相同 D.函数和函数的单调性相同3.(多选)下列函数中,满足“,都有”的有( )A. B.C. D.知识点三 图像法、分离常数法等求单调区间【例3-1】已知函数,则函数的单调递增区间是( )A. B. C.和 D.和【例3-2】函数的单调递增区间是( )A. B. C. D.【例3-3】已知函数,则函数( )A.在上单调递增 B.在上单调递减C.在上单调递增 D.在上单调递减【变式】1.函数的单调减区间是 .2.函数的增区间为 .3.函数的单调递减区间是4.函数的单调递增区间为 .5.函数的单调区间为6.已知,则函数的单调递增区间为 .知识点四 利用单调性解不等式【例4-1】若函数在单调递增,且,则实数的取值范围是 .【例4-2】已知函数,则关于的不等式的解集为 .【例4-3】已知函数是R上的减函数,,是其图象上的两点,那么的解集是 .【变式】11.已知定义在上的函数满足:且都有.若,则实数的取值范围是 .2.函数在上是严格增函数,且,则的取值范围是 .3.若函数在上是减函数,且,则实数的取值范围是 .知识点五 求函数的最值【例5-1】(多选)下列说法正确的是( )A.函数在上的值域为B.函数的值域为C.函数的值域为D.函数的值域是【例5-2】函数.(1)判断函数在上的单调性,并加以证明.(2)求函数在上的最值.【变式】1.(多选)下列各函数中,最小值为2的是( )A. B.C. D.2.函数的定义域是,则其值域为3.的最大值为 .4.函数的值域为 .5.已知函数.(1)证明函数在区间上是严格减函数;(2)求函数在区间上的最值.重难点一 已知单调性求参数【例6-1】“”是“函数在上单调递减”的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【例6-2】若函数在区间上不单调,则a的取值范围是( )A. B. C. D.【例6-3】已知函数在R上单调递增,则实数m的取值范围为( )A. B. C. D.【变式】1.已知函数在上不单调,则的取值范围为 .2.已知函数是上的增函数,则的取值范围是 .3.若函数在上是严格增函数,则的取值范围是 .4.若函数在集合内为单调递增函数,则实数t的取值范围为 .5.已知函数在区间上具有单调性,则实数a的取值范围是 .6.已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .重难点二 含参一元二次函数最值的讨论【例7 】已知函数定义在区间上,求的最值.【变式】1.若函数y=x2-3x-4的定义域为[0,m],值域为[-,-4],则实数m的取值范围是 .2.若函数在上的最小值为,求的值.3、求f(x)=x2-2ax-1在区间[0,2]上的最大值M(a)和最小值m(a).单选题1.函数的单调增区间为( )A. B. C.和 D.2.已知函数,则函数的最小值为( )A.0.4 B. C.2 D.3.如果函数在区间上是单调递增的,则实数的取值范围( )A. B. C. D.4.已知函数,且其对称轴为,则以下关系正确的是( )A. B.C. D.5.已知函数是上的增函数,则实数a的取值范围是( )A. B. C. D.6.已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是( ).A. B. C. D.7.某公司在甲、乙两地同时销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L1=-x2+21x和L2=2x(其中销售量单位:辆).若该公司在两地共销售15辆,则能获得的最大利润为( )A.90万元 B.60万元 C.120万元 D.120.25万元8.已知函数,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )A. B. C. D.多选题9.已知函数的定义域为,其图象如图所示,则下列说法中正确的是( ) A.的单调递减区间为 B.的最大值为2C.的最小值为 D.的单调递增区间为和10.已知函数,在上单调递增,则实数的可能取值为( )A. B. C.0 D.311. 下列四个函数中,在上为增函数的是( )A. B.C. D.填空题12.函数的单调递减区间是 .13.已知函数在上是减函数,则实数的取值范围为 .14.已知函数,则满足的的取值范围是 .解答题15.已知函数,且.(1)求a的值;(2)判断在区间上的单调性,并用单调性的定义证明你的判断.16.已知函数.(1)证明:在上单调递增;(2)求在上的最大值与最小值.17.已知函数.(1)根据函数单调性的定义证明函数在区间上单调递减;(2)若,求实数的取值范围.18.画出下列函数的图象,指出函数的单调区间,并求出函数的最大值或最小值:(1); (2),;(3); (4);(5); (6).19.已知函数的最小值为.(1)求的解析式;(2)若,求实数的取值范围.3.2.1 函数的单调性与最大(小)值知识点一 定义法判断函数的单调性【例1-1】函数,判断函数在上的单调性,并加以证明.【答案】函数在上单调递减,证明见解析【解析】函数在上单调递减,证明如下:函数,任取,设,则,因为,,所以,故,即,故函数在上单调递减.【例1-2】判断函数在区间上的单调性,并证明你的结论.【答案】函数在上为严格减函数,证明见解析【解析】当时,函数在区间上为严格减函数.证明:设,则.因为,,所以,,,,所以,所以.所以当时,函数在上为严格减函数.【变式】1.证明:函数在上是严格减函数.【答案】证明见解析【解析】设是区间上的任意给定的两个实数,且,则.∵,∴,,,∴,即,所以,∴函数在上是严格减函数.2.已知函数的定义域为,判断在上的单调性,并用定义证明;【答案】在上单调递增,证明见解析【解析】在上单调递增,证明如下:设,;因为,,,,所以,所以是在上单调递增.3.判断函数在区间上的单调性,并证明你的结论.【答案】函数在上是严格增函数,证明见解析【解析】当时,在上是严格增函数.任取,且,则.∵,∴,,.∵,∴,∴,∴,∴时,函数在上是严格增函数.知识点二 性质法判断函数单调性【例2】下列函数在定义域上为严格减函数的是( )A. B.C. D.【答案】D【解析】对于A:当,当,,在定义域上不是严格减函数,错误;对于B:当,当,,在定义域上不是严格减函数,错误;对于C:,当,,在定义域上不是严格减函数,错误;对于D:因为在定义域内为严格减函数,正确.故选:D.【变式】1.下列函数中,在区间上是减函数的是( )A. B. C. D.【答案】A【解析】选项A:任取,则,又,所以,即,所以函数在为减函数,故A正确;选项B:任取,则,又,所以,即,所以函数在为增函数,故B错误;选项C:任取,则,又,所以,即,所以函数在为增函数,故C错误;选项D:任取,则,又,所以,即,所以函数在为增函数,故D错误;故选:A.2.下列命题正确的是( )A.函数在上是增函数 B.函数在上是减函数C.函数和函数的单调性相同 D.函数和函数的单调性相同【答案】C【解析】对于A:定义域为,由二次函数的图像可知,在是增函数,在是减函数,故A错误;对于B:的定义域为,由反比例函数的图像可知,在和上是减函数,故B错误;对于C:在是增函数,在是减函数,,当时,,易知为增函数,当时,,易知为减函数,所以函数和函数的单调性相同,故C正确;对于D:定义域为,由反比例函数的图像可知,在和上是减函数;设定义域为,取,则,当时,,即在上单调递减,当,,即在上单调递减,同理可证,在上单调递减,在上单调递增,故D错误,故选:C.3.(多选)下列函数中,满足“,都有”的有( )A. B.C. D.【答案】BC【解析】,都有,知是在上单调递减的函数,对于A,在R上是增函数,不合题意;对于B,在R上是减函数,符合题意;对于C,为二次函数,其开口向下且对称轴为,所以在上单调递减,符合题意;对于D,由反比例函数的单调性可得是上的增函数,不合题意.故选:BC知识点三 图像法、分离常数法等求单调区间【例3-1】已知函数,则函数的单调递增区间是( )A. B.C.和 D.和【答案】C【解析】因为函数的对称轴为直线,由可得或,作出函数的图象如下图所示:由图可知,函数的单调递增区间为和.故选:C.【例3-2】函数的单调递增区间是( )A. B. C. D.【答案】C【解析】由,解得,所以函数的定义域为,令,其图象是开口向下的抛物线,对称轴方程为,该函数在上单调递减,则函数的单调递增区间是.故选:C.【例3-3】已知函数,则函数( )A.在上单调递增 B.在上单调递减C.在上单调递增 D.在上单调递减【答案】D【解析】,所以函数的图象可由反比例函数的图象向右平移1个单位,再向上平移1个单位得到.因为在和上单调递减,所以在和上单调递减.故选:D【变式】1.函数的单调减区间是 .【答案】【解析】画出函数的图象,如下: 故单调递减区间为.故答案为:2.函数的增区间为 .【答案】【解析】若的单调递增区间为,任取,,因为,,可得恒成立,即,解得或(舍去),所以函数的增区间为.故答案为:3.函数的单调递减区间是( )A. B.C. D.【答案】B【解析】,作出图象,可以得到函数的单调递减区间是.故选:B.4.函数的单调递增区间为 .【答案】和【解析】由函数,作出函数的大致图象,如图所示,可得函数的单调递增区间是和.故答案为:和.5.函数的单调区间为【答案】增区间为和,无单调递减区间,【解析】,所以的单调递增区间为和故答案为:单调递增区间为和,无单调递减区间,6.已知,则函数的单调递增区间为 .【答案】【解析】,画出函数图象, 结合图象得函数的单调递增区间为.故答案为:.知识点四 利用单调性解不等式【例4-1】若函数在单调递增,且,则实数的取值范围是( )A. B. C. D.【答案】D【解析】因为函数在单调递增,且,所以,即,解得.故选:D.【例4-2】已知函数,则关于的不等式的解集为( )A. B. C. D.【答案】A【解析】由,故在上单调递增,由,有,即.故选:A.【例4-3】已知函数是R上的减函数,,是其图象上的两点,那么的解集是( )A. B.C. D.【答案】A【解析】由,得或,因为函数是R上的减函数,,,所以有,,所以或.故选:A.【变式】1.已知定义在上的函数满足:且都有.若,则实数的取值范围是( )A. B. C. D.【答案】D【解析】由题意可得在上单调递减,若可得.故选:D.2.函数在上是严格增函数,且,则的取值范围是 .【答案】【解析】因为函数在上是严格增函数,且,所以,解得.3.若函数在上是减函数,且,则实数的取值范围是 .【答案】【解析】由函数在上是减函数,因为,可得,解得,所以实数的取值范围是.故答案为:.答案为:.知识点五 求函数的最值【例5-1】(多选)下列说法正确的是( )A.函数在上的值域为B.函数的值域为C.函数的值域为D.函数的值域是【答案】BCD【解析】对于A,,则当时,,当时,,所以函数的值域为,错误;对于B,函数的图象如下: 在为增函数,在为减函数,故值域为,正确;对于C,函数,可得其定义域为,又由,可得所以函数的值域为,正确;对于D,设,,则,,所以,,当时,有最大值2,所以.故函数的值域为,正确.故选:BCD.【例5-2】函数.(1)判断函数在上的单调性,并加以证明.(2)求函数在上的最值.【答案】(1)函数在上单调递减,证明见解析(2)【解析】(1)函数在上单调递减,证明如下:函数,任取,设,则,因为,,则,故,即,故函数在上单调递减;(2)由(1)知函数在上单调递减,故.【变式】1.(多选)下列各函数中,最小值为2的是( )A. B.C. D.【答案】BD【解析】对于A,,故A错误;对于B,,,当时取最小值2,故B正确.对于C,当时,,故C错误;对于D,设,则,当且仅当,即时等号成立,故D正确;故选:BD.2.函数的定义域是,则其值域为【答案】【解析】由题意知函数均在上单调递增,故在定义域上为增函数,所以,,即的值域为,故答案为:3.的最大值为 .【答案】【解析】由,故,而,所以,当时,即函数的最大值为.故答案为:4.函数的值域为 .【答案】【解析】由函数,当时,;当时,.综上所述,函数的值域为.故答案为:.5.已知函数.(1)证明函数在区间上是严格减函数;(2)求函数在区间上的最值.【答案】(1)证明见解析(2)最大值为8,最小值为【解析】(1)任取,,由,可得,,所以,又,所以,即,所以函数在区间上是严格减函数.(2)由于函数在单调递减,在单调递增,又,所以的最大值为8,最小值为重难点一 已知单调性求参数【例6-1】(23-24高二下·江苏南京·期末)“”是“函数在上单调递减”的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】A【解析】因为函数的图象开口向上,对称轴为,若函数在上单调递减,等价于,显然是的真子集,所以“”是“函数在上单调递减”的充分不必要条件.故选:A.【例6-2】若函数在区间上不单调,则a的取值范围是( )A. B.C. D.【答案】B【解析】因为函数在上单调递减,在上单调递增.又函数在区间上不单调,所以,故选:B.【例6-3】已知函数在R上单调递增,则实数m的取值范围为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】因为函数,在上单调递增,当时,由于和均在单调递增函数,故在上单调递增,所以,解得,当时,根据对勾函数的性质可知,若在上单调递增,则,解得,当时,,此时,显然满足在上单调递增,综上,.故选:B【变式】1.已知函数在上不单调,则的取值范围为( )A. B.C. D.【答案】C【解析】函数的图象对称轴为,依题意,,得,所以的取值范围为.故选:C2.已知函数是上的增函数,则的取值范围是( )A. B. C. D.【答案】D【解析】因为函数是上的增函数,所以,解得,即的取值范围是.故选:D3.若函数在上是严格增函数,则的取值范围是 .【答案】【解析】由题意得,解得.故答案为:4.若函数在集合内为单调递增函数,则实数t的取值范围为 .【答案】【解析】由对勾函数的性质知在内为单调递增函数.要使在内为单调递增函数,则,即,解得,所以实数的取值范围为.故答案为:5.已知函数在区间上具有单调性,则实数a的取值范围是 .【答案】【解析】当时,,所以在上单调递增,当时,,所以在上单调递减,由函数在区间上具有单调性,可得或,解得或,所以实数a的取值范围是.故答案为:.6.已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .【答案】【解析】因为,所以在上单调递增,在上单调递减,又函数在上单调递减,所以,解得,即实数的取值范围是.故答案为:重难点二 含参一元二次函数最值的讨论【例7 】已知函数定义在区间上,求的最值.【答案】答案见解析【解析】函数的图像开口向上,对称轴为.①当时,函数在上递增,则当时,函数取最小值为;当时,函数取最大值为.②当,即时,函数在上递减,∴当时,函数取最大值为;当时,函数取最小值为.③当时,当时,函数取最小值为;当时,函数取最大值为.④当时,当时,函数取最小值为;当时,函数取最大值为.⑤当时,当时,函数取最小值为;当或时,函数取最大值为.【变式】1.(多选)若函数y=x2-3x-4的定义域为[0,m],值域为[-,-4],则实数m的取值范围可以是( )A.[0,4] B.[,2]C.[,2] D.[1,2]【答案】BC【解析】∵ y=x2-3x-4=(x-)2-,作出函数y=x2-3x-4在区间[0,m]上的图象如图所示.由图象可知,当x=时,ymin=-.令y=x2-3x-4=-4得出x=0或x=3.当0<m<时,函数y=x2-3x-4在区间[0,m]上单调递减,此时ymin=m2-3m-4>-,不符合题意;当≤m≤3时,且当x∈[0,m]时,由图象可知ymin=-,ymax=-4,符合题意;当m>3时,且当x∈[0,m]时,由图象可知ymin=-,ymax=m2-3m-4>-4,不符合题意.综上所述,实数m的取值范围是[,3].故选BC.2.若函数在上的最小值为,求的值.【答案】1【解析】函数图像的对称轴为,图象开口向上.①当时,函数在上单调递增,则的最小值为,由,得,不符合;②当时,在上单调递减,在上单调递增,则的最小值为,由,得或,∵,∴符合;③当时,函数在上单调递减,则的最小值为,由,得,∵,∴不符合.综上可得,.3求f(x)=x2-2ax-1在区间[0,2]上的最大值M(a)和最小值m(a).【答案】见解析【解析】f(x)=(x-a)2-1-a2,对称轴为x=a.(1)当a<0时,由图①可知,f(x)在区间[0,2]上单调递增,所以f(x)min=f(0)=-1,f(x)max=f(2)=3-4a.(2)当0≤a≤1时,由图②可知,对称轴在区间[0,2]内,所以f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(2)=3-4a.(3)当1所以f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(0)=-1.(4)当a>2时,由图④可知,f(x)在[0,2]上单调递减,所以f(x)min=f(2)=3-4a,f(x)max=f(0)=-1.综上,M(a)=m(a)=单选题1.函数的单调增区间为( )A. B. C.和 D.【答案】C【解析】由可得且,因为开口向下,其对称轴为,所以的减区间为和所以的单调增区间为和故选:C2.已知函数,则函数的最小值为( )A.0.4 B. C.2 D.【答案】D【解析】因为,由于在上单调递增,则在上单调递减,故在上单调递增,所以.故选:D.3.如果函数在区间上是单调递增的,则实数的取值范围( )A. B.C. D.【答案】D【解析】由函数在区间上为单调递增函数,当时,在上为单调递增函数,符合题意;当时,则满足,解得,综上可得,实数的取值范围为.故选:D.4.已知函数,且其对称轴为,则以下关系正确的是( )A. B.C. D.【答案】C【解析】根据题意,函数,其对称轴为,其开口向上,在,上单调递增,,则有;故选:.5.已知函数是上的增函数,则实数a的取值范围是( )A. B.C. D.【答案】B【解析】因为函数是上的增函数,则,解得.故选:B6.已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是( ).A. B.C. D.【答案】A【解析】由函数的对称轴是,因为函数在区间上是增函数,所以,解得,又因为,因此,所以的取值范围是.故选:A.7.某公司在甲、乙两地同时销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L1=-x2+21x和L2=2x(其中销售量单位:辆).若该公司在两地共销售15辆,则能获得的最大利润为( )A.90万元 B.60万元C.120万元 D.120.25万元【答案】 C【解析】设公司在甲地销售x辆,则在乙地销售(15-x)辆,公司获利为L=-x2+21x+2(15-x)=-x2+19x+30=-2+30+,∴当x=9或10时,L最大为120万元.8.已知函数,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )A. B. C. D.【答案】B【解析】由,可化为 ,又函数,可知在上单调递增,不等式在恒成立,即不等式在恒成立,即在恒成立,即在恒成立,即,解得故实数的取值范围是.故选:B多选题9.已知函数的定义域为,其图象如图所示,则下列说法中正确的是( ) A.的单调递减区间为B.的最大值为2C.的最小值为D.的单调递增区间为和【答案】ACD【解析】对于A,由图象可知:的单调递减区间为,A正确;对于B,当时,,B错误;对于C,当时,,C正确;对于D,由图象可知:的单调递增区间为和,D正确.故选:ACD10.已知函数,在上单调递增,则实数的可能取值为( )A. B. C.0 D.3【答案】ABC【解析】当时,若单调递增,则或,即,当时,单调递增,则,即,又函数在上单调递增,所以,解得,综上,实数的取值范围为,故选:ABC11. 下列四个函数中,在上为增函数的是( )A. B.C. D.【答案】AC【解析】对于A选项,函数在上为增函数,A满足条件;对于B选项,函数在上为减函数,在上为增函数,B不满足条件;对于C选项,函数在上为增函数,C满足条件;对于D选项,当时,,则函数在上为减函数,D不满足条件.故选:AC.填空题12.函数的单调递减区间是 .【答案】【解析】设,由可得,或,则函数,由在单调递减,在单调递增,而在单调递增,由复合函数的单调性可知,函数的单调递减区间是.故答案为:13.已知函数在上是减函数,则实数的取值范围为 .【答案】【解析】∵,∴的减区间是.又∵已知在上是减函数,∴,即.∴所求实数的取值范围是,故答案为:.14.已知函数,则满足的的取值范围是 .【答案】【解析】当时,,,故,故,不成立;当时,,,不成立,当时,要使得,有两种情况:第一种情况,,即,此时由于在上单调递增,只需,解得,第二种情况,,即时,只需,解得,与取交集得,综上,的取值范围是.故答案为:解答题15.已知函数,且.(1)求a的值;(2)判断在区间上的单调性,并用单调性的定义证明你的判断.【答案】(1)(2)减函数,证明见解析【解析】(1)由,得,解得.(2)在区间上是减函数,证明过程如下:由(1)得,对任意,且,则,所以,由,得,,又由,得,于是,即,所以在区间上是减函数.16.已知函数.(1)证明:在上单调递增;(2)求在上的最大值与最小值.【答案】(1)证明见解析(2)最小值是1,最大值是【解析】(1)证明:,且,则由,得,,所以,即.所以函数在区间上单调递增.(2)因为函数在区间上单调递增,所以函数在区间的两个端点上分别取得最小值和最大值,即时取得最小值,最小值为,时取得最大值,最大值为.故的最小值是1,最大值是17.已知函数.(1)根据函数单调性的定义证明函数在区间上单调递减;(2)若,求实数的取值范围.【答案】(1)证明见详解(2)【解析】(1)任取,则,因为,则,,,则,故在上单调递减.(2)由(1)得,在上单调递减,所以,,解得,所以,即所求范围是.18.画出下列函数的图象,指出函数的单调区间,并求出函数的最大值或最小值:(1); (2),;(3); (4);(5); (6).【答案】(1)图象见详解,单调递减区间为,递减区间为 最大值为;(2)图象见详解,单调递减区间为,最小值为,最大值为;(3)图象见详解,单调递增区间为,无最大值和最小值;(4)图象见详解,单调递减区间为,最大值为;(5)图象见详解,单调递减区间为,单调递增区间为,最小值为,无最大值;(6)图象见详解,单调递增区间为,无最大值和最小值.【解析】(1)图象如题所示:,单调递减区间为,递减区间为 最大值为,无最小值;(2)图象如图所示:,单调递减区间为,最小值为,最大值为;(3)图象如图所示:,单调递增区间为,无最大值和最小值;(4)图象如图所示:,单调递减区间为,最大值为;(5)图象如图所示:,单调递减区间为,单调递增区间为,最小值为,无最大值;(6)图象如图所示:,单调递增区间为,无最大值和最小值.19.已知函数的最小值为.(1)求的解析式;(2)若,求实数的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】(1)函数,对称轴为,①当即时,函数在上单调递增, 所以,即;②当即时,函数在上单调递减,在上单调递增, 所以,即;③当即时,函数在上单调递减, 所以,即,故.(2)由(1)知,当时,,函数单调递减,当时,,对称轴为,函数在上单调递减,当时,,函数单调递减,注意到是连续函数,所以函数在R上单调递减.由,得,解得,故实数m的取值范围为. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 3.2.1 函数的单调性及最大(小)值(原卷版)-【基础与重难点】2026-2027学年高一数学上学期必修第一册(人教A版2019).docx 3.2.1 函数的单调性及最大(小)值(解析版)-【基础与重难点】2026-2027学年高一数学上学期必修第一册(人教A版2019).docx