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(浙江专用)2021版新高考数学一轮复习第二章函数概念与基本初等函数2第2讲函数的单调性与最值教学案

来源:用户分享 时间:2025/5/31 6:49:07 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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2??x+-3,x≥1,

8.已知函数f(x)=?x则f(f(-3))=________,f(x)的最小值是

??lg(x2+1),x<1,________.

解析:因为 f(-3)=lg[(-3)+1]=lg 10=1,所以f(f(-3))=f(1)=1+2-3=0.2

当x≥1时,x+-3≥2 2

xx·-3=22-3,当且仅当x=,即x=2时等号成立,此xx2

2

22

时f(x)min=22-3<0;当x<1时,lg(x+1)≥lg(0+1)=0,此时f(x)min=0.所以f(x)的最小值为22-3.

答案:0 22-3

??x,x≤0,

9.已知函数f(x)=?若

?ln(x+1),x>0,?

3

f(2-x2)>f(x),则实数x的取值范围是

________.

解析:函数y=x在(-∞,0]上是增函数,函数y=ln(x+1)在(0,+∞)上是增函数,且x>0时,ln(x+1)>0,所以f(x)在R上是增函数,由f(2-x)>f(x),得2-x>x,解得-2

答案:(-2,1)

10.定义max{a,b}为a,b中的最大值,函数f(x)=max{log2(x+1),2-x}(x>-1)3??(2m-1)x+,x≥c4的最小值为c,如果函数g(x)=?在R上单调递减,则实数m的取值

??mx,x<c范围为________.

解析:根据题意,f(x)=max{log2(x+1),2-x}(x>-1),

?2-x,x<1?

则f(x)=?,分析可得,当x=1时,

??log2(x+1),x≥1

2

2

3

f(x)取得最小值1,则有c=1,

3??(2m-1)x+,x≥1

4则g(x)=?,

??mx,x<12m-1<0,

??0<m<1,

若g(x)为减函数,必有?

3

2m-1+≤m,??41?1?解得0<m≤,即m的取值范围为?0,?.

4?4?

?1?答案:?0,? ?4?

11

11.(2020·杭州学军中学高三模拟)已知函数f(x)=x-1

x+2

,x∈[3,5]. (1)判断函数f(x)的单调性,并证明; (2)求函数f(x)的最大值和最小值. 解:(1)f(x)在[3,5]上为增函数. 证明如下:任取x1,x2∈[3,5]且x1

f(x(xx1-1x2-13(x1-x2)

1)-f2)=x2-x2=(x,

1+2+1+2)(x2+2)

因为3≤x1

所以x1-x2<0,(x1+2)(x2+2)>0, 所以f(x1)-f(x2)<0, 即f(x1)

所以f(x)在[3,5]上为增函数. (2)由(1)知f(x)在[3,5]上为增函数, 则f(x)=f(5)=47,f(x)2

maxmin=f(3)=5

. 12.(2020·金丽衢十二校联考)已知函数f(x)=a-1|x|

. (1)求证:函数y=f(x)在(0,+∞)上是增函数;

(2)若f(x)<2x在(1,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围. 解:(1)证明:当x∈(0,+∞)时,f(x)=a-1

x,

设00,x2-x1>0,

f(x)=??1?a-x??1?11x2-x12)-f(x1>0,

2??-??a-x1??=x-=

1x2x1x2

所以f(x)在(0,+∞)上是增函数. (2)由题意a-1

x<2x在(1,+∞)上恒成立,

设h(x)=2x+1

x,

则a

h(x1)-h(x2)=(x1-x2)???

2-1x??

.

1x2?

因为1

所以x1-x2<0,x1x2>1,

12

所以2-

1

x1x2

>0,所以h(x1)

所以h(x)在(1,+∞)上单调递增. 故a≤h(1),即a≤3,

所以实数a的取值范围是(-∞,3].

[综合题组练]

?(a-2)x,x≥2?

1.已知函数f(x)=??1?x是R上的单调递减函数,则实数a的取值范围是

??-1,x<2???2?

( )

A.(-∞,2) C.(0,2)

13??B.?-∞,?

8??D.?

?13,2? ??8?

a-2<0??13

解析:选B.因为函数为递减函数,则?12,解得a≤,故选B.

82(a-2)≤()-1?2?

1f1(x)+f2(x)

2.(2020·丽水质检)已知函数f1(x)=|x-1|,f2(x)=x+1,g(x)=

32|f1(x)-f2(x)|g(x1)-g(x2)

+,若a,b∈[-1,5],且当x1,x2∈[a,b]时,>0

2x1-x2恒成立,则b-a的最大值为( )

A.2 C.4

解析:选D.当f1(x)≥f2(x)时,

B.3 D.5

f1(x)+f2(x)f1(x)-f2(x)

g(x)=+=f1(x);

2

2

当f1(x)

f1(x)+f2(x)

2

f2(x)-f1(x)

2

综上,g(x)=?

=f2(x).

?f1(x),f1(x)≥f2(x),?

??f2(x),f1(x)

即g(x)是f1(x),f2(x)两者中的较大者.在同一直角坐标系中分别画出函数f1(x)与f2(x)的图象,则g(x)的图象如图中实线部分所示.由图可知g(x)在[0,+∞)上单调递增,又g(x)在[a,b]上单调递增,故a,b∈[0,5],则b-a的最大值为5.

13

3.(2019·高考浙江卷)已知a∈R,函数f(x)=ax-x.若存在t∈R,使得|f(t+2)-

3

f(t)|≤,则实数a的最大值是________.

解析:f(t+2)-f(t)=[a(t+2)-(t+2)]-(at-t)=2a(3t+6t+4)-2,因为存22222

在t∈R,使得|f(t+2)-f(t)|≤,所以-≤2a(3t+6t+4)-2≤有解.因为3t+6t333424??=

+4≥1,所以≤a≤有解,所以a≤?2?22

3(3t+6t+4)3(3t+6t+4)?3(3t+6t+4)?max44

,所以a的最大值为. 33

4

答案: 3

4.对于函数y=f(x),若存在区间[a,b],当x∈[a,b]时,f(x)的值域为[ka,kb](k>0),则称y=f(x)为k倍值函数,下列函数为2倍值函数的是________(填上所有正确的序号).

①f(x)=x; ③f(x)=x+ln x;

2

3

3

2

23

②f(x)=x+2x+2x; ④f(x)=x.

e

32

x解析:y=f(x)为2倍值函数等价于,y=f(x)的图象与y=2x有两个交点,且在[a,b]上递增.

对于①,y=2x与y=x,有两个交点(0,0),(2,2), 在[0,2]上f(x)递增,值域为[0,4],①符合题意.

对于②,y=2x与y=x+2x+2x,有两个交点(0,0),(-2,-4), 在[-2,0]上f(x)递增,值域为[-4,0],②符合题意.

对于③,y=2x与y=x+lnx,没有交点,不存在x∈[a,b],值域为[2a,2b],③不合题意.

对于④,y=2x与y=x有两个交点(0,0),(-ln 2,-2ln 2),

e

3

2

2

xf(x)在[-ln 2,0]上递增,值域为[-2ln 2,0],

④符合题意,故答案为①②④. 答案:①②④

x-2ax+a+1,x≤0,??

5.(2020·浙江新高考联盟第三次联考)已知函数f(x)=?22

x+-a,x>0.?x?

(1)若对于任意的x∈R,都有f(x)≥f(0)成立,求实数a的取值范围; (2)记函数f(x)的最小值为M(a),解关于实数a的不等式M(a-2)<M(a).

22

14

解:(1)当x≤0时,f(x)=(x-a)+1,

因为f(x)≥f(0),所以f(x)在(-∞,0]上单调递减, 所以a≥0,

2

当x>0时,f′(x)=2x-2,

2

x2

令2x-2=0得x=1,

x所以当0<x<1时,f′(x)<0,当x>1时,f′(x)>0, 所以f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, 所以fmin(x)=f(1)=3-a, 因为f(x)≥f(0)=a+1, 所以3-a≥a+1,解得-2≤a≤1. 又a≥0,

所以a的取值范围是[0,1].

(2)由(1)可知当a≥0时,f(x)在(-∞,0]上的最小值为f(0)=a+1, 当a<0时,f(x)在(-∞,0]上的最小值为f(a)=1,

2

2

2

f(x)在(0,+∞)上的最小值为f(1)=3-a,

??a+1≤3-a解不等式组?得0≤a≤1,

?a≥0???1≤3-a解不等式组?得a<0,

?a<0?

2

a+1,0≤a≤1??

所以M(a)=?1,a<0.

??3-a,a≥1

所以M(a)在(-∞,0)上为常数函数,在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数, 作出M(a)的函数图象如图所示:

2

令3-a=1得a=2, 因为M(a-2)<M(a), 所以0<a<2.

6.已知a≥3,函数F(x)=min{2|x-1|,x-2ax+4a-2},其中min{p,q}=?

2

?p,p≤q,?

??q,p>q.

15

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