高一数学人教B版必修1课后强化作业:2.1.3 第2课时《函数的单调性的应用》

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第二章 2.1.3 第2课时

一、选择题

1.已知函数f(x)=3x,则在下面区间内f(x)不是递减函数( )

A.(0,+∞)

B.(-∞,0)

C.(-∞,0)∪(0,+∞)

D.(1,+∞)

[答案] C

[解析] f(x)=3x在(0,+∞)上和(-∞,0)上都是减函数,故A、B、D正确,但在(0,+∞)∪(-∞,0)上不是减函数.

2.已知函数f(x)=x2-4x,x∈[1,5],则函数f(x)的值域是( )

A.[-4,+∞) B.[-3,5]

C.[-4,5] D.(-4,5]

[答案] C

[解析] ∵f(x)=x2-4x=(x-2)2-4,

∴函数f(x)的图象是开口向上的抛物线,对称轴为x=2,又∵x∈[1,5],

故当x=2时,f(x)取最小值-4,

当x=5时,f(x)取大值5,故选C.

3.在区间(0,+∞)上不是增函数的是( )

A.y=3x-2 B.y=3x2-1

C.y=2x2+3x D.y=2x-1

[答案] D

[解析] 函数y=3x-2在(0,+∞)上是增函数;函数y=3x2-1的图象是开口向上的抛物线,对称轴为x=0,故在(0,+∞)上是增函数;函数y=2x2+3x的图象是开口向上的抛物线,对称轴为x=-34,故在(0,+∞)上是增函数;函数y=2x-1在(0,+∞)上为减函数,故选D.

4.函数f(x)= 2x+61≤x≤2x+7-1≤x≤1,则f(x)的最大值、最小值分别为( ) A.10,6 B.10,8

C.8,6 D.以上都不对

[答案] A

[解析] 函数f(x)在区间[-1,2]上是增函数,∴函数f(x)的最大值为f(2)=10,最小值为f(-1)=6.

5.已知函数f(x)=ax2+2ax+4(a>0).若x1

A.f(x1)>f(x2)

B.f(x1)=f(x2)

C.f(x1)

D.f(x1)与f(x2)的大小不能确定

[答案] C

[解析] f(x1)-f(x2)=ax21+2ax1+4-ax22-2ax2-4=a(x1-x2)(x1+x2)+2a(x1-x2)

∵a>0,x1

∴f(x1)-f(x2)=2a(x1-x2)<0,

∴f(x1)

6.已知函数f(x)在其定义域R上单调递增,则满足f(2x-2)

A.(-∞,0) B.(2,+∞)

C.(-∞,0)∪(2,+∞) D.(-∞,2)

[答案] D

[解析] ∵函数f(x)在其定义域R上单调递增,

∴2x-2<2,∴x<2,故选D.

二、填空题

7.函数y=-ax在(0,+∞)上是减函数,则y=-2x2+ax在(0,+∞)上的单调性为________.

[答案] 单调递减

[解析] ∵函数y=-ax在(0,+∞)上是减函数,∴a<0.又函数y=-2x2+ax的图象是开口向下的抛物线,对称轴为x=a4<0,∴函数y=-2x2+ax在(0,+∞)上单调递减.

8.函数y=|x-3|+2的递增区间为________,递减区间为________.

[答案] [3,+∞) (-∞,3]

[解析] y=|x-3|+2= x-1x≥35-xx<3,其图象如图所示,

由图象知,其递增区间为[3,+∞),递减区间为(-∞,3].

三、解答题

9.用函数单调性的定义证明:f(x)=x+ax+b(a>b>0)在(-b,+∞)上是减函数.

[解析] 设x1、x2∈(-b,+∞),且x10.

Δy=f(x2)-f(x1)=x2+ax2+b-x1+ax1+b

=x2-x1b-ax2+bx1+b,

由x1、x2∈(-b,+∞)得x1>-b,x2>-b,

∴x1+b>0,x2+b>0,

又a>b>0,∴b-a<0,

又x2-x1>0,∴Δy<0.

∴f(x)=x+ax+b(a>b>0)在(-b,+∞)上是减函数.

一、选择题

1.函数y=|x|在(-∞,a]上是减函数,则a的取值范围是( )

A.a>0 B.a≥0

C.a<0 D.a≤0

[答案] D

[解析] 如图所示:

∴函数y=|x|的单调减区间为(-∞,0],

要使y=|x|在(-∞,a]上是减函数,则有a≤0.

2.设(a,b),(c,d)都是f(x)的单调增区间,且x1∈(a,b),x2∈(c,d),x1

A.f(x1)f(x2)

C.f(x1)=f(x2) D.不能确定

[答案] D

[解析] 根据函数单调性的定义,所取两个自变量必须在同一单调区间内,才能由该区间上函数的单调性来比较函数值的大小,而x1,x2分别在两个单调增区间,故f(x1)与f(x2)的大小不能确定,选D.

3.下列函数中,满足“对任意x1,x2∈(0,+∞),都有ΔyΔx>0”的是( )

A.f(x)=2x B.f(x)=-3x+1

C.f(x)=x2+4x+3 D.f(x)=x+1x

[答案] C

[解析] ΔyΔx>0⇔fx2-fx1x2-x1>0⇔f(x)在(0,+∞)上为增函数,而f(x)=2x及f(x)=-3x+1在(0,+∞)上均为减函数,故A,B错误;f(x)=x+1x在(0,1)上递减,在[1,+∞)上递增,故D错误;f(x)=x2+4x+3=x2+4x+4-1=(x+2)2-1,所以f(x)在[-2,+∞)上递增,故选C.

4.函数f(x)=4x2-mx+5在区间[-2,+∞)上是增函数,则有( )

A.f(1)≥25 B.f(1)=25

C.f(1)≤25 D.f(1)>25

[答案] A

[解析] ∵f(x)=4x2-mx+5的图象是开口向上的抛物线,对称轴为x=m8,由f(x)在区间[-2,+∞)上为增函数,∴m8≤-2,即m≤-16.又f(1)=4-m+5=9-m≥25.

二、填空题

5.已知函数y=ax和y=bx在(0,+∞)上都是减函数,则y=ax2+bx+c在(-∞,0)上是__________函数.

[答案] 增

[解析] ∵y=ax和y=bx在(0,+∞)上都是减函数,∴a<0,b>0,结合二次函数图象可得,函数y=ax2+bx+c在(-∞,0)上是增函数.

6.设函数f(x)满足;对任意的x1,x2∈R,都有(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0,则f(-3)与f(-π)的大小关系是________. [答案] f(-3)>f(-π)

[解析] (x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0,可得函数为增函数.

∵-3>-π,∴f(-3)>f(-π).

三、解答题

7.已知f(x)是定义在[-2,1]上的增函数,若f(t-1)

[解析] ∵函数f(x)是定义在[-2,1]上的增函数,且f(t-1)

∴ -2≤t-1≤1-2≤1-3t≤1t-1<1-3t,∴ -1≤t≤20≤t≤1t<12,即0≤t<12.

故t的取值范围为0≤t<12.

8.已知函数f(x)对任意x∈R,都有f(2+x)=f(2-x),且当x>2时, f(x)为增函数,试比较f(1)、f(4)、f(-2)的大小.

[解析] ∵x∈R,都有f(2+x)=f(2-x),

∴f(x)的图象关于直线x=2对称,

又x>2时,f(x)为增函数,∴x<2时,f(x)为减函数,

则在x轴上距离对称轴x=2越远的数,其函数值越大,∴f(-2)>f(4)>f(1).

9.已知函数f(x)对任意x、y∈R,总有f(x)+f(y)=f(x+y),且当x>0时,f(x)<0,f(1)=-23.

(1)求证:f(x)是R上的单调递减函数;

(2)求f(x)在[-3,3]上的最小值.

[解析] (1)证明:设x1和x2是任意的两个实数,且x10,∵x>0时,f(x)<0,

∴f(x2-x1)<0,

又∵x2=(x2-x1)+x1,∴f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1),

∴f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)<0,∴f(x2)

∴f(x)是R上的单调递减函数.

(2)解:由(1)可知f(x)在R上是减函数,

∴f(x)在[-3,3]上也是减函数,

∴f(x)在[-3,3]上的最小值为f(3).

而f(3)=f(1)+f(2)=3f(1)=3×-23=-2.

∴函数f(x)在[-3,3]上的最小值是-2.