函数单调性的习题及答案
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函数的单调性(一)
一、选择题:
1.在区间(0,+∞)上不是增函数的函数是 ( )
A.y=2x+1 B.y=3x2+1
C.y=x2 D.y=2x2+x+1
2.函数f(x)=4x2-mx+5在区间[-2,+∞]上是增函数,在区间(-∞,-2)上是减函数,则f(1)等于 ( )
A.-7 B.1
C.17 D.25
9.函数)2()(||)(xxxgxxf和的递增区间依次是 ( )A.]1,(],0,( B.),1[],0,(
C.]1,(),,0[ D),1[),,0[
10.已知函数2212fxxax在区间4,上是减函数,则实数a的取值范围是( )
A.a≤3 B.a≥-3 C.a≤5 D.a≥3
10.已知函数2212fxxax的单调递减区间4,上是减函数,则实数a的取值范围是( )
A.a≤3 B.a≥-3 C.a≤5 D.a≥3
二、填空题:
13.函数y=(x-1)-2的减区间是___ _.
14.函数y=x-2x1+2的值域为__ ___.
15、设yfx是R上的减函数,则3yfx的单调递减区间为 .
16、函数f(x) = ax2+4(a+1)x-3在[2,+∞]上递减,则a的取值范围是__ .
三、解答题:
17.f(x)是定义在( 0,+∞)上的增函数,且f(yx) = f(x)-f(y)
(1)求f(1)的值.
(2)若f(6)= 1,解不等式 f( x+3 )-f(x1) <2 .
18.函数f(x)=-x3+1在R上是否具有单调性如果具有单调性,它在R上是增函数还是减函数试证明你的结论.
19.试讨论函数f(x)=21x在区间[-1,1]上的单调性.
20.设函数f(x)=12x-ax,(a>0),试确定:当a取什么值时,函数f(x)在0,+∞)上为单调函数.
21.已知f(x)是定义在(-2,2)上的减函数,并且f(m-1)-f(1-2m)>0,求实数m的取值范围.
22.已知函数f(x)=xaxx22,x∈[1,+∞]
(1)当a=21时,求函数f(x)的最小值;
(2)若对任意x∈[1,+∞),f(x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.
参考答案
一、选择题: CDBBD ADCCA BA
二、填空题:13. (1,+∞), 14. (-∞,3),15.3,, 21,
三、解答题:17.解析:①在等式中0yx令,则f(1)=0.
②在等式中令x=36,y=6则.2)6(2)36(),6()36()636(fffff
故原不等式为:),36()1()3(fxfxf即f[x(x+3)]<f(36),又f(x)在(0,+∞)上为增函数,
故不等式等价于:.23153036)3(00103xxxxx
18.解析: f(x)在R上具有单调性,且是单调减函数,证明如下:
设x1、x2∈(-∞,+∞), x1<x2 ,则f(x1)=-x13+1, f(x2)=-x23+1. f(x1)-f(x2)=x23-x13=(x2-x1)(x12+x1x2+x22)=(x2-x1)[(x1+22x)2+43x22].
∵x1<x2,∴x2-x1>0而(x1+22x)2+43x22>0,∴f(x1)>f(x2).
∴函数f(x)=-x3+1在(-∞,+∞)上是减函数.
19.解析: 设x1、x2∈-1,1]且x1<x2,即-1≤x1<x2≤1.
f(x1)-f(x2)=211x-221x=2221222111)1()1(xxxx=2221121211))((xxxxxx
∵x2-x1>0,222111xx>0,∴当x1>0,x2>0时,x1+x2>0,那么f(x1)>f(x2).
当x1<0,x2<0时,x1+x2<0,那么f(x1)<f(x2).
故f(x)=21x在区间[-1,0]上是增函数,f(x)=21x在区间[0,1]上是减函数.
20.解析:任取x1、x2∈0,+且x1<x2,则
f(x1)-f(x2)=121x-122x-a(x1-x2)=1122212221xxxx-a(x1-x2)
=(x1-x2)(11222121xxxx-a)
(1)当a≥1时,∵11222121xxxx<1,
又∵x1-x2<0,∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2)
∴a≥1时,函数f(x)在区间[0,+∞)上为减函数.
(2)当0<a<1时,在区间[0,+∞]上存在x1=0,x2=212aa,满足f(x1)=f(x2)=1
∴0<a<1时,f(x)在[0,+上不是单调函数
注: ①判断单调性常规思路为定义法;
②变形过程中11222121xxxx<1利用了121x>|x1|≥x1;122x>x2;
③从a的范围看还须讨论0<a<1时f(x)的单调性,这也是数学严谨性的体现.
21.解析: ∵f(x)在(-2,2)上是减函数
∴由f(m-1)-f(1-2m)>0,得f(m-1)>f(1-2m) ∴32232131211,2212212mmmmmmm即 解得3221m,∴m的取值范围是(-32,21)
22.解析: (1)当a=21时,f(x)=x+x21+2,x∈1,+∞)
设x2>x1≥1,则f(x2)-f(x1)=x2+1122121xxx=(x2-x1)+21212xxxx=(x2-x1)(1-2121xx)
∵x2>x1≥1,∴x2-x1>0,1-2121xx>0,则f(x2)>f(x1)
可知f(x)在[1,+∞)上是增函数.∴f(x)在区间[1,+∞)上的最小值为f(1)=27.
(2)在区间[1,+∞)上,f(x)=xaxx22>0恒成立x2+2x+a>0恒成立
设y=x2+2x+a,x∈1,+∞),由y=(x+1)2+a-1可知其在[1,+∞)上是增函数,
当x=1时,ymin=3+a,于是当且仅当ymin=3+a>0时函数f(x)>0恒成立.故a>-3.