- 函数的单调性及单调区间
- 共89题
已知函数f(x)=lnx-ax++1 (a∈R).
25.求函数f(x)的单调递增区间;
26.当a∈(,1)时,若对任意t∈[2,3],在x∈(0,t]时,函数f(x)的最小值为f(t),求实数a的取值范围.
正确答案
(1)a≤0时,单调递增区间为(1,+∞);0<<
时,单调递增区间为(1,
);
a=时, 无单调递增区间;
<a≤1时, 单调递增区间为(
,1);
a>1时, 单调递增区间为(0,1).
解析
解:(1)(x>0)…1分
令
当时,
,x∈(1,+∞)时,g(x)>0⇒
>0⇒f(x)单调递增,
<0时,由x>0,得
<0,所以x∈(1,+∞)时,g(x)>0⇒
>0⇒f(x)单调递增,
当>0时,
,若
,则
当0<<
, x∈(1,
),
>0,
单调递增,
当a= ,f(x)在(0,+∞)上无递增区间,
当<a≤1时,x∈(
,1),f′(x)>0,
单调递增,
当a>1时,x∈(0,1)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
综上所述, a≤0时,单调递增区间为(1,+∞);
0<<
时,单调递增区间为(1,
);
a=时, 无单调递增区间;
<a≤1时, 单调递增区间为(
,1);
a>1时, 单调递增区间为(0,1).
考查方向
解题思路
(1)对函数进行求导,再对会影响导数符号的部分进行分类讨论;从而探索其单调性(2)由(1)对a进行分段探讨函数的单调性及在(0,t]上的最小值情况,从而确定参数的取值范围。
易错点
对参数a分类不清晰,对多个参数处理思路乱。
正确答案
(2)
解析
解:
(2)由题知函数
①当时,
>0,于是
和
时,
单调递减;
时,
单调递增;又因为
要对任意实数
,当
时,函数
的最小值为
只需要
即
,解得
②当时,
在
上,恒有
,有且仅有
故
在
上单调递减,显然成立。
③当时,
于是
和
时,
单调递减;
时,
单调递增;要对任意实数
,当
时,函数
的最小值为
只需要
即
令
所以在
上单调递减,在
上单调递增减,g(a)≥
>ln2 +
,所以此时恒定满足题意.
综上所述:。
考查方向
解题思路
(1)对函数进行求导,再对会影响导数符号的部分进行分类讨论;从而探索其单调性(2)由(1)对a进行分段探讨函数的单调性及在(0,t]上的最小值情况,从而确定参数的取值范围。
易错点
对参数a分类不清晰,对多个参数处理思路乱。
19.已知函数(a,b
R),记M(a,b)是|f(x)|在区间[-1,1]上的最大值。
(1)证明:当|a|≥2时,M(a,b)≥2;
(2)当a,b满足M(a,b)≤2,求|a|+|b|的最大值.
正确答案
(1)详见解析;(2)3;
解析
试题分析:(1)分析题意可知在
上单调,从而可知M(a,b)=max
,分类讨论a的取值范围即可求解;(2)分析题意可知|a|+|b|=
,再由M(a,b) ≤2可得|1+a+b|=|f(1)|
2,|1-a+b|=f(1)
2,即可求证.
(1)由f(x)= ,得对称轴为直线
,由|a|
2,得
,故f(x)在
上单调,∴M(a,b)=max{|f(1)|,|f(-1)|},当a
2时,由f(1)-f(-1)=2a
4,得max{f(1),f(-1)}
2,即M(a,b)
2,当a
-2时,由f(-1)-f(1)=2a
4,得max{f(1),f(-1)}
2,即M(a,b)
2,综上,当|a|
2时,M(a,b)
2;
(2)由M(a,b)2得|1+a+b|=f(1)
2,|1-a+b|=|f(1)|
2,故|a+b|
3,且
在
上的最大值为2,即M(2,-1)=2,∴|a|+|b|
3,当a=2,b=-1时,|a|+|b|=3,且
在
上的最大值为2,即M(2,-1)=2,∴|a|+|b|的最大值为3.
考查方向
解题思路
(1)根据a的取值范围,得到函数在[-1,1]上的单调性,分类讨论证得结论;(2)由题中给出的新定义进行求解.
易错点
二次函数在闭区间上的单调性.
知识点
已知函数
27.设
28.证明:存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
正确答案
当时,
在区间
上单调递增, 在区间
上单调递减;当
时,
在区间
上单调递增.【考查方向】本题考查导数的运算、导数在研究函数中的应用、函数的零点等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、创新意识,考查函数与方程、数形结合、分类与整合,化归与转化等数学思想.
解析
由已知,函数的定义域为
,
,
所以.
当时,
在区间
上单调递增,
在区间
上单调递减;
当时,
在区间
上单调递增.
解题思路
首先对函数求导,得
,然后再求导得
.利用导数的符号即得其单调性.此题分
和
两种情况讨论.
易错点
不会确定分类的标准导致出错或不分类;
正确答案
详见解析.
解析
由,解得
.
令.
则,.
故存在,使得
.
令,.
由知,函数
在区间
上单调递增.
所以.
即.
当时,有
,.
由(1)知,函数在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;
当时,有
,从而
;
所以,当时,
.
综上所述,存在,使得
在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解.
考查方向
解题思路
要使得在区间
内恒成立,且
在
内有唯一解,则这个解
应为极小值点,且极小值为0
.所以我们应考虑求
的极小值.由
,解得
,代入
得
.是否存在令
使得
呢?为此,令
.
因为,故存在
,使得
.接下来的问题是,此时的
是否满足
呢?令
.由
知,函数
在区间
上单调递增.所以
.即
.
当时,有
.由(1)知,函数
在区间
上单调递增.
故当时,有
,从而
;当
时,有
,从而
;所以,当
时,
.
易错点
找不到解决问题的思路导致无法入手。
已知函数f(x)=.
25.若m∈(-2,2),求函数y=f(x)的单调区间;
26.若m∈(0,],则当x∈[0,m+1]时,函数y=f(x)的图象是否总在直线y=x上方?请写出判断过程.
正确答案
见解析
解析
解:(1)函数定义域为
①
②
③
综上所述,①
②
③
考查方向
解题思路
本题解题思路
1)借助导函数的性质,直接得出单调区间,这里特别主要零点的位置需要讨论,
2)根据第一问结论得到转换 恒成立
3)构造新函数,求
易错点
本题易错在函数分类讨论不清,
正确答案
见解析
解析
解:
(2)当时,由(1)知
令.
①当时,
,所以函数
图象在
图象上方.
②当时,函数
单调递减,所以其最小值为
,
最大值为
,所以下面判断
与
的大小,即判断
与
的大小,
其中 ,
令,
,令
,则
因所以
,
单调递增;
所以,
故存在
使得
所以在
上单调递减,在
单调递增
所以
所以时,
即
也即
所以函数f(x)的图象总在直线上方.
考查方向
解题思路
本题解题思路
1)借助导函数的性质,直接得出单调区间,这里特别主要零点的位置需要讨论,
2)根据第一问结论得到转换 恒成立
3)构造新函数,求
易错点
本题易错在函数分类讨论不清,
在△ABC中,角A,B,C的对边分别为,已知
,且
。
16.求角A的大小;
17.设函数,求函数
的单调递增区间
正确答案
(1);
解析
试题分析:本题属于三角函数的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按步骤来求,(2)要注意三角恒等变换的正确性;
(1)在中,因为
,所以
。
在△ABC中,因为,由正弦定理可得
,
所以,
,
,故
考查方向
解题思路
1)第一问中利用余弦定理得到,再用正弦定理得到
;
2)第二问中用倍角公式,和差公式可得,再利用正弦函数图像求单调区间。
易错点
1)第一问中用余弦定理得到的余弦值,容易求错角
,再用正弦定理得到
,也容易求成两个角;
2)第二问中用倍角公式,和差公式可得,有的学生容易用配方或提公因式。
正确答案
(2).
解析
试题分析:本题属于三角函数的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,(1)直接按步骤来求,(2)要注意三角恒等变换的正确性;
(2)由(1)得
令,得
即函数的单调递增区间为
考查方向
解题思路
1)第一问中利用余弦定理得到,再用正弦定理得到
;
2)第二问中用倍角公式,和差公式可得,再利用正弦函数图像求单调区间。
易错点
1)第一问中用余弦定理得到的余弦值,容易求错角
,再用正弦定理得到
,也容易求成两个角;
2)第二问中用倍角公式,和差公式可得,有的学生容易用配方或提公因式。
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