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函数的单调性与最值题型分类

第二节 函数的单调性与最值

★常见函数的单调性★

1.在区间()0,+∞上不是增函数的函数是 ( )

A .21y x =+

B .2

31y x =+

C .2y x

=

D .2

21y x x =++

2. 若函数ax y =与x

b y -=在()+∞,0上是减函数,则函数bx ax y +=2

在()+∞,0上是

( ) A .增函数

B .减函数

C .先增后减

D .先减后增

3. 函数)2()(||)(x x x g x x f -==和的递增区间依次是( )

A .]1,(],0,(-∞-∞

B .),1[],0,(+∞-∞

C .]1,(),,0[-∞+∞ D. ),1[),,0[+∞+∞ 4. 函数2x y -=在区间()+∞∞-,上是( )

A. 增函数. B .既不是增函数又不是减函数 C .减函数 D .既是增函数又是减函数

5. 若函数()b x k y ++=12在()+∞∞-,上是减函数,则( ) A .21>k B .21k D .2

1-

6. 下列函数中,在()0,∞-内是减函数的是( ) A .2

1x y -= B .x

y 11+

= C .13+=x y D .()2

1+=x y 7. 考察函数:①,x y =②,x x

y =

③,2

x

x y -=④,x x x y +=在()0,∞-上为增函数的是( )

A .①和②

B .②和③

C .③和④

D .④和①

8.函数1

1

1--

=x y ( ) A .在()+∞-,1内单调递增 B .在()+∞-,1内单调递减 C .在()+∞,1内单调递增 D .在()+∞,1内单调递减

9.函数()1

2

ax f x x +=

+在区间()2,-+∞上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .10,2?? ??

?

B .1,2??+∞

???

C .()2,-+∞

D .()(),11,-∞-?+∞

10. 若()ax x x f 22

+-=与()1

+=

x a

x g 在区间[]2,1上都是减函数,则a 的取值范围是( )

A .()()1,00,1-? B.()(]1,00,1-? C.()1,0 D.(]1,0

11.函数53-=x y 为减函数的区间是__________; 12. 函数x x y 22

-=的减区间是 ;

13. 函数b x k k x f ++-=)23()(2

在R 上是减函数,则k 的取值范围是_________;

14. 指出函数()2235

34

x x f x x x ++=++的单调区间,并比较()f π-与

f ? ??

的大小.

15. 设函数()f x x =

-在[]3,0x ∈-上的最大值a ,最小值为b ,求a b +的值.

16. 已知函数())1f x a =

≠. (1)若0a >,则()f x 的定义域是________;

(2)若()f x 在区间(]0,1上是减函数,则实数a 的取值范围是________.

★单调性的定义及证明★

1. 下列函数()f x 中,满足“对任意1x ,2x ∈(0,+∞),当1x <2x 时,都有1()f x >2()f x 的是( ) A. ()1f x x

= B. ()()2

1f x x =- C. ()x f x e = D. ()ln(1)f x x =+

2. 函数()y f x =是R 上的减函数,对于120,0x x <>,则( )

A. ()()12f x f x ->-

B. ()()12f x f x -<-

C. ()()12f x f x -=-

D. 无法确定

3. 定义在R 上的函数()y f x =对任意两个不等实数,a b ,总有()()

0f a f b a b

->-成立,则

必有 ( )

A .函数()y f x =先增后减 B. 函数()y f x =先减后增 C. ()y f x =是R 上的增函数 D. ()y f x =是R 上的减函数

4. 函数)(x f 在),(b a 和),(d c 都是增函数,若),(),,(21d c x b a x ∈∈,且21x x <那么( )

A .)()(21x f x f <

B .)()(21x f x f >

C .)()(21x f x f =

D .无法确定

5. 已知下列命题:

①定义在R 上的函数()f x 满足(2)(1)f f >,则函数()f x 是R 上的增函数; ②定义在R 上的函数()f x 满足(2)(1)f f >,则函数()f x 在R 上不是减函数; ③定义在R 上的函数()f x 在区间(,0]-∞上是增函数,在区间[0,)+∞上也是增函数,则函数()f x 在R 上是增函数;

④定义在R 上的函数()f x 在区间(,0]-∞上是增函数,在区间(0,)+∞上也是增函数,则函数()f x 在R 上是增函数.

其中正确命题的序号有 ;

6. 如果函数()f x 在[],a b 上是增函数,对于任意的[]()1212,,x x a b x x ∈≠,下列结论中正确的有 ; ①

()()

1212

0f x f x x x ->-;

② ()()()12120x x f x f x -->????; ③ ()()()()12f a f x f x f b <<<; ④

()()

12

120x x f x f x ->-.

7. 已知下列四个命题:

①若()f x 为减函数,则()f x -为增函数; ②若()f x 为增函数,则函数()()

1

g x f x =

在其定义域内为减函数; ③若()f x 与()g x 均为(),a b 上的增函数,则()()f x g x 也是区间(),a b 上的增函数; ④若()f x 与()g x 在(),a b 上分别是递增与递减函数,且()0g x ≠,则()

()

f x

g x 在(),a b 上是递增函数.

其中命题正确的是 (填序号).

8. 根据函数单调性的定义证明函数3

()1f x x =-+在(,)-∞+∞上是减函数.

9. 证明函数x x

e

e y 1

+=在()+∞,0上是增函数.

10. 已知函数()[)()1,,1m

f x x m x m x

=++∈+∞<,证明函数在[)1,+∞上为增函数.

11. 定义在R 上的函数()y f x =满足()()f x f x -=-,它在()0,+∞上是增函数,并且

()0f x <,问:()()

1

F x f x =

在(),0-∞上是增函数还是减函数?证明结论.

12.讨论函数()2

1ax

f x x =- (a≠0)在区间(-1,1)内的单调性.

13.已知函数()2

x

f x x =+,讨论函数的单调性,并加以证明.

14. 函数)(),(x g x f 在区间],[b a 上都有意义,且在此区间上

①)(x f 为增函数,0)(>x f ; ②)(x g 为减函数,0)(

判断)()(x g x f 在],[b a 的单调性,并给出证明.

15. 设函数()f x ax =

,是否存在实数a ,使得()f x 在给定区间()0,+∞是单调

增函数,若存在,求出a 的范围.

16.已知函数1)(2

+=x x f ,且)]([)(x f f x g =,)()()(x f x g x G λ-=,试问,是否存

在实数λ,使得)(x G 在]1,(--∞上为减函数,并且在)0,1(-上为增函数.

★函数单调性的应用★

1. 函数()f x 在区间()2,3-上是增函数,则()5f x +的递增区间是 ( )

A .(3,8)

B .(-7,-2)

C .(-2,3)

D .(0,5)

2. 已知定义在()+∞,0上的函数)(x f 单调递增,则满足)3

1

()12(f x f <-的x 的解( ) A . ??? ??32,31 B. ??????32,31 C. ??

?

??32,21 D . ??????32,21

3. 函数定义域为R ,当)()(,0x f m x f m >+>,则不等式)()(2

x f x f -<解集为( )

A .()),0(1,+∞?-∞-

B .()0,1-

C .()1,0

D ()1,1-

4. 定义在R 上的函数()y f x =在(),2-∞上是增函数,且()2y f x =+图象的对称轴是

0x = 则 ( )

A .()()13f f -<

B .()()03f f >

C .()()13f f -=-

D .()()23f f <

5. 已知()x f 在区间R 内是减函数,又0,,≤+∈∈b a R b R a ,则有( ) A .()()()()b f a f b f a f --≤+ B .()()()()b f a f b f a f -+-≤+ C .()()()()b f a f b f a f --≥+ D .()()()()b f a f b f a f -+-≥+

6. 函数1)(2

++=px x x f 对任意x 均有)1()1(x f x f -=+,那么)1(),1(),0(f f f -的大小关系是 ( )

A. )0()1()1(f f f <-<

B. )1()1()0(f f f <-<

C. )1()0()1(-<

D. )1()0()1(f f f <<-

7. 已知函数()x f 是R 上的增函数,()()3,1,1,0B A -是其图象上的两点,那么不等式

()11<+x f 的解集的补集是 ( )

A .()1,2-

B .()1,4

C .(][),14,-∞?+∞

D .(][),12,-∞-?+∞

8.设函数()log a f x x =在(),0-∞上单调递增,则()f a 与()1f a +的大小关系是

( )

A. ()()1f a f a =+

B. ()()1f a f a <+

C. ()()1f a f a >+ D 不能确定

9. 设232555

322555

a b c ===(),(),(),则a ,b ,c 的大小关系是 ( )

A .a c b >>

B .a b c >>

C .c a b >>

D .b c a >>

10. 设c b a ,,均为正数,且a a

2

1log 2=,b b 21log 21=??? ??,c c

2log 21=??? ??.则( )

A.c b a <<

B. a b c <<

C. b a c <<

D. c a b <<

11. 设1a >,且)2(log ),1(log )1(log 2

a p a n a m a a a =-=+=,则p n m ,,的大小关系为

( ) A .n m p >> B . m p n >> C .m n p >> D . p m n >>

12.若函数12

log 1y x =+是增函数,则x 的取值范围是( )

A .1->x

B .22-≤≥x x 或

C .1-

D .120-<≤-≥x x 或

13. ()x f 是定义在()+∞,0上的递减函数,且()()32-

14. 已知函数|

|)(a x e

x f -=(a 为常数).若)(x f 在区间[1,+∞)上是增函数,则a 的取值范围

15. 已知函数()x f 为R 上的减函数,则满足()11

f x f

?

??的实数x 的取值范围是 ;

16.设2

lg ,(lg ),a e b e c ===,,a b c 的大小关系是 ;

17. 函数()x f 的图象关于y 轴对称,且在()+∞,0上递减,()()032f ;③()05.2

18. 已知()f x 是定义在[]1,1-上的增函数,且2

(1)(1)f x f x -<-,求x 的取值范围.

19. 已知函数()f x 是区间()0,+∞上的减函数,那么2

3(1)4f a a f ??

-+

???

与的大小关系如何?

20. 已知()x f 是定义在(-2,2)上的减函数,并且()()011>---m f m f ,求实数m 的取值范围.

21. 设函数()x f 是定义在R 是增函数,如果不等式(

)()a f x

ax f -<--212

对于任意

[]1,0∈x 都成立,求实数a 的取值范围.

22.已知f x ()是定义在(]-∞,1上的减函数,若f m x f m x (sin )(cos )2

2

1-≤++对

x R ∈恒成立,求实数m 的取值范围.

23.已知函数f x ()是定义在(]-∞,1上的减函数,且对一切实数x ,不等式

f k x f k x (sin )(sin )-≥-22恒成立,求k 的值.

24. 定义在(],4-∞上的减函数f x ()满足(

)27sin cos 4f m x f x ?

-≤+??

对任意x ∈R 都成立,求实数m 的取值范围.

★抽象函数单调性★

1. 定义在()1,1-上的函数()()???

?

??--=-xy y x f y f x f 1;当()1,0x ∈-时,()0f x >,若

11511P f f ??

??=+

? ???

??

,()1,02Q f R f ??

== ???,则P ,Q ,R 的大小关系为( )

A. R >Q >P

B. R >P >Q

C. P >R >Q

D. Q >P >R

2. 已知函数f x ()对任意x y R ,∈有f x f y f x y ()()()+=++2,当x >0时,

f x ()>2,f ()35=,求不等式f a a ()2223--<的解集 ;

3.设)(x f 是定义在R 上不为零的函数,对任意R y x ∈,,都有)()()(y x f y f x f +=?,若))((,2

1

1*N ∈==n n f a a n ,则数列}{n a 的前n 项和的取值范围是 ;

4.已知函数f x ()对任意实数x y ,都有f x y f x f y ()()()+=+,且当x >0时,

f x f ()()>-=-012,,求f x ()在[]-21,上的值域.

5.已知f x ()对一切x y ,,满足f f x y f x f y ()()()()00≠+=?,,且当x <0时,

f x ()>1,求证:(1)x >0时,01<

6. 定义在R 上的函数)(x f y =,0)0(≠f ,当0x >时,1)(>x f ,且对任意的,a b R ∈,

有()()()f a b f a f b +=. (1)求证:(0)1f =;

(2)求证:对任意的x R ∈,恒有()0f x >; (3)求证:()f x 是R 上的增函数;

(4)若()

2()21f x f x x ->,求x 的取值范围.

7.设函数y f x =()定义在R 上,当x >0时,f x ()>1,且对任意m n ,,有

f m n f m f n ()()()+=?,当m n ≠时f m f n ()()≠。

(1)证明f ()01=;

(2)证明:f x ()在R 上是增函数;

(3)设{}

A x y f x f y f =?<()|()()(),221,

B x y f ax by c a b c R a =++=∈≠{()|()},,,,,10,若A B ?=?,求

a b c ,,满足的条件。

8.定义在(-11,)上的函数f x ()满足(1),对任意x y ,,∈-()11都有

f x f y f x y

xy

()()(

)+=++1, (2)当x ∈-()10,时,有f x ()>0,

(1)试判断f x ()的奇偶性;(2)判断f x ()的单调性; (3)求证f f f n n f ()()()()15111131

122+++++>…。

9. 定义在R 上的非负函数()x f ,对任意的y x ,R ∈都有()()()xy f y f x f =且()00=f ,

()11=-f ,当1>y 时,都有()1>y f .

(1)求证:()x f 在()+∞,0上递增;

(2)若0,10><

10. 已知函数()f x 的定义域为[0,1],且同时满足:①(1)3f =;②()2f x ≥恒成立;③若

12120,0,1x x x x ≥≥+≤,则有1212()()()2f x x f x f x +≥+-.

(1)试求函数()f x 的最大值和最小值; (2)试比较1(

)2n f 与122

n +的大小(n ∈N );

★复合函数单调性★

1. 函数212

log (56)y x x =-+的单调增区间为( )

A .52??+∞ ???,

B .(3)+∞,

C .52??-∞ ???

, D .(2)-∞,

2.函数()()

22log 4f x x x =-的单调递减区间是( )

A .(0,4)

B .(0,2)

C .(2,4)

D . (2,)+∞

3. 函数()()log 2a f x ax =-在[]0,1上是减函数,则a 的取值范围是( ) A.(0,1) B.(0,2) C.(1,2) D.(2,+∞)

4. 函数)(x f 在区间]3,2[-是增函数,则)5(+=x f y 的递增区间是 ( ) A .]8,3[ B . ]2,7[--

C .]5,0[

D .]3,2[-

5.函数)(x f 为R 上的增函数,若令)(),3()1()(x F x f x f x F 则+--=是R 上的 ( ) A .增函数 B .减函数 C .先减后增 D .先增后减

6.函数()()log 1

x a f

x a x =

++在[]0,1上的最大值和最小值之和为a ,则a 的值为 ( ) A .

2

1 B .4

1

C .2

D .4

7. 若33

55x

y

x y ---≥-成立,则 ( )

A .0x y +> B. 0x y +< C. 0x y +≥ D. 0x y +≤

8. 设10<

x a a a x f ,则使0)(

A. )0,(-∞

B. ),0(+∞

C. )3log ,(a -∞

D. ),3(log +∞a

9. 若函数()()log 40,1a a f x x a a x ?

?

=+->≠ ???

且的值域为R ,则实数a 的取值范围是 ;

10. 已知函数()()

22log 3f x x ax a

=-+,对于任意2,0x x ≥?>,恒有

()()f x x f x +?>,则实数a 的取值范围是_____________;

11.若函数y =2

log (1)a x ax -+有最小值,则函数()1f a a =+的值域

为 ;

12. 设()y f x =的单增区间是()2,6,求函数()2y f x =-的单调区间已知)(x f 是R 上的增.

13. 已知228)(x x x f -+=,如果)2()(2

x f x g -=,确定)(x g 的单调区间及单调性.

14. 已知函数)(log )(log 212ax x a y a a ?=

)42(≤≤x 的最大值是0,

最小值是8

1

-,求a 的值.

★分段函数最值★

1. 设函数???<+≥+-=0

,60

,64)(2x x x x x x f 则不等式)1()(f x f >的解集是( )

A . ),3()1,3(+∞?- B. ),2()1,3(+∞?- C . ),3()1,1(+∞?- D. )3,1()3,(?--∞

2. 已知函数?????<-≥+=0

,40,4)(2

2x x x x x x x f ,若2

(2)(),f a f a ->则实数a 的取值范围是( )

A. (,1)(2,)-∞-?+∞

B. (1,2)-

C. (2,1)-

D. (,2)(1,)-∞-?+∞

3. 已知函数()()21,1,

log ,

1.a a x x f x x x --??=?

>??≤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,+∞

4. 函数2

21,

0()(1),0

ax

ax x f x a e x ?+≥?=?-

5. 已知??

?≥<+-=1

,log 1

,4)13()(x x x a x a x f a 是R 的减函数,那么a 取值范围是 ;

6. 已知函数

()()()

()

{

,0340x a x a x a x f x <-+≥=

满足对任意12x x ≠,都有

()()

12

120x x f x f x ->-成立,则

a 的取值范围是___________.

★对钩函数最值★

1. 函数224

log ([2,4])log y x x x

=+∈的最大值是______.

2.讨论函数()()0,0>>+=x a x

a

x x f 的单调性.

3. 已知函数()()01

>+

=x x

x x f ,求函数()x f 图象上的点到直线0143=--y x 距离的最小值,并求出相应的点的坐标.

4. 已知函数f (x )=x

a

x x ++22,[)1,x ∈+∞

(1)当1

2

a =

时,求函数f (x )的最小值; (2)若对任意[)1,x ∈+∞,()0f x >恒成立,试求实数a 的取值范围.

★二次函数最值★

1. 函数c bx x y ++=2

))1,((-∞∈x 是单调函数时,b 的取值范围 ( )

A .2-≥b

B .2-≤b

C .2->b

D . 2-

2. 已知函数()()2212f x x a x =+-+在区间(]4,∞-上是减函数,则实数a 的取值范围是( )

A .3a ≤

B .3a ≥-

C .5a ≤

D .3a ≥

3. 函数54)(2

+-=mx x x f 在),2[+∞-上是增函数,则)1(f 的取值范围是 ( ) A .25)1(≥f B .25)1(=f C .25)1(≤f

D .25)1(>f

4. 已知函数()()2210f x ax ax a =-+<,若1212,0x x x x <+=,则()1f x 与()2f x 的大小关系是( )

A .()()12f x f x = B. ()()12f x f x > C. ()()12f x f x < D. 与a 的值有关

5.已知函数12)(2

++=x x x f ,若存在实数t ,当[]m x ,1∈时,x t x f ≤+)(恒成立,则

实数m 的最大值是( )

A .1

B .2

C .3

D .4

6. 函数()()11

011f x x x x

=

+<<-的最小值为 ( )

A. 2

B. 4

C.

D. 1

7. 对于函数M x f x x x f ≥+=)(,2)(2

在使成立的所有常数M 中,我们把M 的最大值-1

叫做的下确界x x x f 2)(2

+=,且则对于R ∈b a ,,0,不全为b a 2

2

2)

(b a b a ++的下确界为( )

A .

21 B .2 C .4

1

D .4 8. 设()22f x x =-,若0a b <<,且()()f a f b =,则ab 的取值范围 ( )

A. ()0,2

B. (]0,2

C. (]0,4

D. ()0,4

9. 函数()()2413f x ax a x =++-在[)2,+∞上递减,则a 的取值范围是 ;

10. 已知函数()2f x x x b c =+-+在区间()0,+∞上为增函数,则b 的取值范围是 ;

11. 已知t 为常数,函数t x x y --=22在区间[0,3]上的最大值为2,则=t ;

12.直线1y =与曲线2

y x x a =-+有四个交点,则a 的取值范围是 ;

13. 如果二次函数()()215f x x a x =--+在区间1,12??

???

上是增函数,求()2f 的取值范围.

14. 若函数()()2

2

13a x a ax x f +--=在[)1,+∞上是增函数,求实数a 的取值范围.

15. 作出函数()()x x x f 3--=的图像,并指出函数()y f x =的单调区间.

16. 设函数22

()21(0)f x tx t x t x t =++-∈>R ,. (1)求()f x 的最小值()h t ;

(2)若()2h t t m <-+对()0,2t ∈恒成立,求实数m 的取值范围

17. 定义在R 上的函数f (x )满足:如果对任意x 1、x 2∈R 都有f (

221x x +)≤2

1

[f (x 1)+f (x 2)],

则称f (x )为R 上的凹函数,已知二次函数()2

f x ax x =+ (a R ∈,0a ≠).

(1)求证:当0a >时,函数()f x 是凹函数;

(2)若x ∈[0,1]时, ()1f x ≤,试求实数a 的取值范围.

18. 已知二次函数)(x f 的二次项系数为a ,且不等式x x f 2)(->的解集为)3,1(. (1)若方程06)(=+a x f 有两个相等的根,求)(x f 的解析式; (2)若)(x f 的最大值为正数,求a 的取值范围。

19. 已知函数)(x f 和()g x 的图象关于原点对称,且()2

2f x x x =+.

(1)求函数()g x 的解析式;

(2)解不等式()()1g x f x x ≥--;

(3)若()()()1h x g x f x λ=-+在[]1,1-上是增函数,求实数λ的取值范围.

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