[K12配套]2019年人教版高中数学高考总复习函数的单调性与最值习题及详解Word版

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高考总复习函数的单调性与最值习题(附参考答案)一、选择题1.已知f (x )=-x -x 3,x ∈[a ,b ],且f (a )·f (b )<0,则f (x )=0在[a ,b ]内( )A .至少有一实数根B .至多有一实数根C .没有实数根D .有唯一实数根 [答案] D[解析] ∵函数f (x )在[a ,b ]上是单调减函数,又f (a ),f (b )异号.∴f (x )在[a ,b ]内有且仅有一个零点,故选D.2.(2010·北京文)给定函数①y =x 12,②y =log 12(x +1),③y =|x -1|,④y =2x +1,其中在区间(0,1)上单调递减的函数的序号是( )A .①②B .②③C .③④D .①④ [答案] B[解析] 易知y =x 12在(0,1)递增,故排除A 、D 选项;又y =log 12(x +1)的图象是由y =log 12x 的图象向左平移一个单位得到的,其单调性与y =log 12x 相同为递减的,所以②符合题意,故选B.3.(2010·济南市模拟)设y 1=0.413,y 2=0.513,y 3=0.514,则( ) A .y 3<y 2<y 1B .y 1<y 2<y 3C .y 2<y 3<y 1D .y 1<y 3<y 2[答案] B[解析] ∵y =0.5x为减函数,∴0.513<0.514, ∵y =x 13在第一象限内是增函数,∴0.413<0.513,∴y 1<y 2<y 3,故选B.4.(2010·广州市)已知函数⎩⎪⎨⎪⎧(a -2)x -1 x ≤1log a x x >1,若f (x )在(-∞,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为( )A .(1,2)B .(2,3)C .(2,3]D .(2,+∞)[答案] C[解析] ∵f (x )在R 上单调增,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a >1a -2>0(a -2)×1-1≤log a 1,∴2<a ≤3,故选C.5.(文)(2010·山东济宁)若函数f (x )=x 2+2x +a ln x 在(0,1)上单调递减,则实数a 的取值范围是( )A .a ≥0B .a ≤0C .a ≥-4D .a ≤-4 [答案] D[解析] ∵函数f (x )=x 2+2x +a ln x 在(0,1)上单调递减,∴当x ∈(0,1)时,f ′(x )=2x +2+a x =2x 2+2x +a x≤0,∴g (x )=2x 2+2x +a ≤0在x ∈(0,1)时恒成立, ∴g (0)≤0,g (1)≤0,即a ≤-4.(理)已知函数y =tan ωx 在⎝⎛⎭⎫-π2,π2内是减函数,则ω的取值范围是( ) A .0<ω≤1B .-1≤ω<0C .ω≥1D .ω≤-1[答案] B[解析] ∵tan ωx 在⎝⎛⎭⎫-π2,π2上是减函数, ∴ω<0.当-π2<x <π2时,有 -π2≤πω2<ωx <-πω2≤π2, ∴⎩⎪⎨⎪⎧π2ω≥-π2-π2ω≤π2ω<0,∴-1≤ω<0. 6.(2010·天津文)设a =log 54,b =(log 53)2,c =log 45,则( ) A .a <c <b B .b <c <a C .a <b <c D .b <a <c[答案] D [解析] ∵1>log 54>log 53>0,∴log 53>(log 53)2>0,而log 45>1,∴c >a >b . 7.若f (x )=x 3-6ax 的单调递减区间是(-2,2),则a 的取值范围是( ) A .(-∞,0] B .[-2,2] C .{2} D .[2,+∞)[解析] f ′(x )=3x 2-6a ,若a ≤0,则f ′(x )≥0,∴f (x )单调增,排除A ;若a >0,则由f ′(x )=0得x =±2a ,当x <-2a 和x >2a 时,f ′(x )>0,f (x )单调增,当-2a <x <2a 时,f (x )单调减,∴f (x )的单调减区间为(-2a ,2a ),从而2a =2,∴a =2.[点评] f (x )的单调递减区间是(-2,2)和f (x )在(-2,2)上单调递减是不同的,应加以区分.8.(文)定义在R 上的偶函数f (x )在[0,+∞)上是增函数,若f (13)=0,则适合不等式f (log 127x )>0的x 的取值范围是( )A .(3,+∞)B .(0,13)C .(0,+∞)D .(0,13)∪(3,+∞) [答案] D[解析] ∵定义在R 上的偶函数f (x )在[0,+∞)上是增函数,且f (13)=0,则由f (log 127x )>0,得|log 127x |>13,即log 127x >13或log 127x <-13.选D. (理)(2010·南充市)已知函数f (x )图象的两条对称轴x =0和x =1,且在x ∈[-1,0]上f (x )单调递增,设a =f (3),b =f (2),c =f (2),则a 、b 、c 的大小关系是( )A .a >b >cB .a >c >bC .b >c >aD .c >b >a [答案] D[解析] ∵f (x )在[-1,0]上单调增,f (x )的图象关于直线x =0对称,∴f (x )在[0,1]上单调减;又f (x )的图象关于直线x =1对称,∴f (x )在[1,2]上单调增,在[2,3]上单调减.由对称性f (3)=f (-1)=f (1)<f (2)<f (2),即a <b <c .9.(2009·天津高考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4x ,x ≥0,4x -x 2,x <0.若f (2-a 2)>f (a ),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-1,2)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)[答案] C[解析] ∵x ≥0时,f (x )=x 2+4x =(x +2)2-4单调递增,且f (x )≥0;当x <0时,f (x )=4x -x 2=-(x -2)2+4单调递增,且f (x )<0,∴f (x )在R 上单调递增,由f (2-a 2)>f (a )得2-a 2>a ,∴-2<a <1.10.(2010·泉州模拟)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +y )=f (x )+f (y ),当x <0时,f (x )>0,则函数f (x )在[a ,b ]上有( )A .最小值f (a )B .最大值f (b )C .最小值f (b )D .最大值f ⎝⎛⎭⎫a +b 2[答案] C[解析] 令x =y =0得,f (0)=0,令y =-x 得,f (0)=f (x )+f (-x ),∴f (-x )=-f (x ).对任意x 1,x 2∈R 且x 1<x 2,,f (x 1)-f (x 2)=f (x 1)+f (-x 2)=f (x 1-x 2)>0,∴f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在R 上是减函数,∴f (x )在[a ,b ]上最小值为f (b ).二、填空题11.(2010·重庆中学)已知函数f (x )=ax +b x -4(a ,b 为常数),f (lg2)=0,则f (lg 12)=________. [答案] -8[解析] 令φ(x )=ax +b x,则φ(x )为奇函数,f (x )=φ(x )-4, ∵f (lg2)=φ(lg2)-4=0,∴φ(lg2)=4,∴f (lg 12)=f (-lg2)=φ(-lg2)-4 =-φ(lg2)-4=-8.12.偶函数f (x )在(-∞,0]上单调递减,且f (x )在[-2,k ]上的最大值点与最小值点横坐标之差为3,则k =________.[答案] 3[解析] ∵偶函数f (x )在(-∞,0]上单调递减,∴f (x )在[0,+∞)上单调递增.因此,若k ≤0,则k -(-2)=k +2<3,若k >0,∵f (x )在[-2,0]上单调减在[0,-k ]上单调增,∴最小值为f (0),又在[-2,k ]上最大值点与最小值点横坐标之差为3,∴k -0=3,即k =3.13.函数f (x )=ax -1x +3在(-∞,-3)上是减函数,则a 的取值范围是________. [答案] ⎝⎛⎭⎫-∞,-13 [解析] ∵f (x )=a -3a +1x +3在(-∞,-3)上是减函数,∴3a +1<0,∴a <-13. 14.(2010·江苏无锡市调研)设a (0<a <1)是给定的常数,f (x )是R 上的奇函数,且在(0,+∞)上是增函数,若f ⎝⎛⎭⎫12=0,f (log a t )>0,则t 的取值范围是______.[答案] (1,1a )∪(0,a ) [解析] f (log a t )>0,即f (log a t )>f ⎝⎛⎭⎫12,∵f (x )在(0,+∞)上为增函数,∴log a t >12, ∵0<a <1,∴0<t <a .又f (x )为奇函数,∴f ⎝⎛⎭⎫-12=-f ⎝⎛⎭⎫12=0, ∴f (log a t )>0又可化为f (log a t )>f ⎝⎛⎭⎫-12, ∵奇函数f (x )在(0,+∞)上是增函数,∴f (x )在(-∞,0)上为增函数,∴0>log a t >-12, ∵0<a <1,∴1<t <1a, 综上知,0<t <a 或1<t <1a . 三、解答题15.(2010·北京市东城区)已知函数f (x )=log a (x +1)-log a (1-x ),a >0且a ≠1.(1)求f (x )的定义域;(2)判断f (x )的奇偶性并予以证明;(3)当a >1时,求使f (x )>0的x 的取值集合.[解析] (1)要使f (x )=log a (x +1)-log a (1-x )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧x +1>01-x >0,解得-1<x <1. 故所求定义域为{x |-1<x <1}.(2)由(1)知f (x )的定义域为{x |-1<x <1},且f (-x )=log a (-x +1)-log a (1+x )=-[log a (x +1)-log a (1-x )]=-f (x ),故f (x )为奇函数.(3)因为当a >1时,f (x )在定义域{x |-1<x <1}内是增函数,所以f (x )>0⇔x +11-x>1. 解得0<x <1.所以使f (x )>0的x 的取值集合是{x |0<x <1}.16.(2010·北京东城区)已知函数f (x )=log a 1-mx x -1是奇函数(a >0,a ≠1). (1)求m 的值;(2)求函数f (x )的单调区间;(3)若当x ∈(1,a -2)时,f (x )的值域为(1,+∞),求实数a 的值.[解析] (1)依题意,f (-x )=-f (x ),即f (x )+f (-x )=0,即log a 1-mx x -1+log a 1+mx -x -1=0, ∴1-mx x -1·1+mx -x -1=1,∴(1-m 2)x 2=0恒成立, ∴1-m 2=0,∴m =-1或m =1(不合题意,舍去)当m =-1时,由1+x x -1>0得,x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞),此即函数f (x )的定义域, 又有f (-x )=-f (x ),∴m =-1是符合题意的解.(2)∵f (x )=log a 1+x x -1, ∴f ′(x )=x -1x +1⎝ ⎛⎭⎪⎫1+x x -1′log a e =x -1x +1·(x -1)-(x +1)(x -1)2log a e =2log a e 1-x 2①若a >1,则log a e >0当x ∈(1,+∞)时,1-x 2<0,∴f ′(x )<0,f (x )在(1,+∞)上单调递减,即(1,+∞)是f (x )的单调递减区间;由奇函数的性质知,(-∞,-1)是f (x )的单调递减区间.②若0<a <1,则log a e <0当x ∈(1,+∞)时,1-x 2<0,∴f ′(x )>0,∴(1,+∞)是f (x )的单调递增区间;由奇函数的性质知,(-∞,-1)是f (x )的单调递增区间.(3)令t =1+x x -1=1+2x -1,则t 为x 的减函数 ∵x ∈(1,a -2),∴t ∈⎝⎛⎭⎫1+2a -3,+∞且a >3,要使f (x )的值域为(1,+∞),需log a ⎝⎛⎭⎫1+2a -3=1,解得a =2+ 3.17.(2010·山东文)已知函数f (x )=ln x -ax +1-a x-1(a ∈R). (1)当a =-1时,求曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程;(2)当a ≤12时,讨论f (x )的单调性. [解析] (1)a =-1时,f (x )=ln x +x +2x-1,x ∈(0,+∞). f ′(x )=x 2+x -2x 2,x ∈(0,+∞), 因此f ′(2)=1,即曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线斜率为1.又f (2)=ln2+2,所以y =f (x )在(2,f (2))处的切线方程为y -(ln2+2)=x -2,即x -y +ln2=0.(2)因为f (x )=ln x -ax +1-a x-1, 所以f ′(x )=1x -a +a -1x 2=-ax 2-x +1-a x 2x ∈(0,+∞). 令g (x )=ax 2-x +1-a ,①当a =0时,g (x )=1-x ,x ∈(0,+∞),当x ∈(0,1)时,g (x )>0,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x ∈(1,+∞)时,g (x )<0,此时f ′(x )>0,f (x )单调递增;②当a ≠0时,f ′(x )=a (x -1)[x -(1a-1)], (ⅰ)当a =12时,g (x )≥0恒成立,f ′(x )≤0,f (x )在(0,+∞)上单调递减; (ⅱ)当0<a <12时,1a-1>1>0, x ∈(0,1)时,g (x )>0,此时f ′(x )<0,f (x )单调递减;x ∈(1,1a-1)时,g (x )<0,此时f ′(x )>0,f (x )单调递增; x ∈(1a-1,+∞)时,g (x )>0,此时f ′(x )<0,f (x )单调递减;③当a <0时,1a-1<0, x ∈(0,1)时,g (x )>0,有f ′(x )<0,f (x )单调递减x ∈(1,+∞)时,g (x )<0,有f ′(x )>0,f (x )单调递增.综上所述:当a ≤0时,函数f (x )在(0,1)上单调递减,(1,+∞)上单调递增;当a =12时,f (x )在(0,+∞)上单调递减; 当0<a <12时,f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,1a -1)上单调递增,在(1a-1,+∞)上单调递减.注:分类讨论时要做到不重不漏,层次清楚.。