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【同步练习】人教A版2018年 高中数学 必修1 函数单调性与奇偶性 知识点+例题+同步练习(含答案)
2018-10-12 | 阅:  转:  |  分享 
  
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函数的基本性质

函数的单调性与最大(小值)

第1课时函数的单调性

知识点1增函数与减函数





【预习评价】(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)已知f(x)=,因为f(-1)
(2)增减函数定义中的“任意两个自变量的值x1,x2”可以改为“存在两个自变量的值x1,x2”.()

(3)若函数f(x)在区间(1,2]和(2,3)上均为增函数,则函数f(x)在区间(1,3)上为增函数.()



知识点2函数的单调区间

如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.

【预习评价】

(1)函数f(x)=x2+2x-3的单调减区间是________.

(2)函数y=|x|在区间[-2,-1]上()

A.递减 B.递增 C.先减后增 D.先增后减



题型一求函数的单调区间

【例1】(1)如图所示的是定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x)的图象,则函数的单调递减区间是________、________,在区间________、________上是增函数.



(2)画出函数y=-x2+2|x|+1的图象并写出函数的单调区间.











规律方法根据函数的图象求函数单调区间的方法:

(1)作出函数图象;

(2)把函数图象向x轴作正投影;

(3)图象上升对应增区间,图象下降对应减区间.

【训练1】函数y=的单调减区间是________.



题型二证明函数的单调性

【例2】证明函数f(x)=x+在区间(2,+∞)上是增函数.























规律方法利用定义证明函数单调性的步骤





【训练2】证明函数f(x)=在(-∞,0)上是增函数.

















题型三用单调性解不等式

【例3】已知函数y=f(x)在定义域(-1,1)上是减函数,且f(1-a)












【训练3】已知函数f(x)为定义在区间[-1,1]上的增函数,则满足f(x)




题型四根据函数的单调性求参数的取值范围

【探究1】若函数y=ax+5是(-∞,+∞)上的减函数,则实数a的取值范围是________.



【探究2】已知函数y=x2+2ax+3在区间(-∞,1]上是减函数,则实数a的取值范围是________.



【探究3】分别作出函数f(x)=和g(x)=的图象,并根据其图象的变化趋势判断它们在(-∞,+∞)上的单调性.



















【探究4】已知函数f(x)=是减函数,求实数a的取值范围.















【探究5】若函数f(x)=是减函数,求实数a的取值范围.



























规律方法:已知函数的单调性求参数的关注点

(1)视参数为已知数,依据基本初等函数的单调性、函数的图象或函数的单调性的定义,确定函数的单调区间,与已知的单调区间比较求参数;

(2)分段函数的单调性,除注意各段的单调性外,还要注意衔接点的函数值的大小关系.



课堂达标

1.下列函数在区间(0,+∞)上不是增函数的是()

A.y=2x+1B.y=x2+1C.y=3-xD.y=x2+2x+1



2.函数f(x)=-x2+2x+3的单调减区间是()

A.(-∞,1)B.(1,+∞) C.(-∞,2) D.(2,+∞)



3.若f(x)=(2k-3)x+2是R上的增函数,则实数k的取值范围是________.



4.若函数f(x)是R上的减函数,且f(a-1)>f(2a),则a的取值范围是________.



5.证明f(x)=x2+x在(0,+∞)上是增函数.

















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函数的奇偶性

知识点函数的奇偶性

函数的奇偶性:

奇偶性 定义 图象特点 偶函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么函数f(x)是偶函数 关于y轴对称 奇函数 如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数 关于原点对称 【预习评价】(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)对于函数y=f(x),若存在x,使f(-x)=-f(x),则函数y=f(x)一定是奇函数.()

(2)不存在既是奇函数,又是偶函数的函数.()

(3)若函数的定义域关于原点对称,则这个函数不是奇函数,就是偶函数.()



题型一函数奇偶性的判断

【例1】判断下列函数的奇偶性:

(1)f(x)=2-|x|;(2)f(x)=+;(3)f(x)=;(4)f(x)=



























规律方法:判断函数奇偶性的两种方法:

(1)定义法:



(2)图象法:



【训练1】判断下列函数的奇偶性:

(1)f(x)=x3+x5;(2)f(x)=|x+1|+|x-1|;(3)f(x)=.



















题型二奇、偶函数的图象问题

【例2】已知奇函数f(x)的定义域为[-5,5],且在区间[0,5]上的图象如图所示.



(1)画出在区间[-5,0]上的图象.(2)写出使f(x)<0的x的取值集合.











规律方法:

1.巧用奇偶性作函数图象的步骤

(1)确定函数的奇偶性.

(2)作出函数在[0,+∞)(或(-∞,0])上对应的图象.

(3)根据奇(偶)函数关于原点(y轴)对称得出在(-∞,0](或[0,+∞))上对应的函数图象.

2.奇偶函数图象的应用类型及处理策略

(1)类型:利用奇偶函数的图象可以解决求值、比较大小及解不等式问题.

(2)策略:利用函数的奇偶性作出相应函数的图象,根据图象直接观察.

【训练2】已知偶函数f(x)的一部分图象如图,试画出该函数在y轴另一侧的图象,并比较f(2),f(4)的大小.



题型三函数奇偶性的应用

方向1利用奇偶性求函数值:

【例3-1】已知f(x)=x5+ax3+bx-8,若f(-3)=10,则f(3)=()

A.26 B.18 C.10 D.-26



方向2利用奇偶性求参数值

【例3-2】若函数f(x)=为奇函数,则a=________.



方向3利用奇偶性求函数的解析式

【例3-3】已知函数f(x)(x∈R)是奇函数,且当x>0时,f(x)=2x-1,求函数f(x)的解析式.

























规律方法:

1.利用函数的奇偶性求函数值或参数值的方法:利用函数的奇偶性的定义f(-x)=f(x)或f(-x)=-f(x)可求函数值,比较f(-x)=f(x)或f(-x)=-f(x)的系数可求参数值.

2.利用函数奇偶性求函数解析式的步骤

(1)“求谁设谁”,即在哪个区间上求解析式,x就应在哪个区间上设;

(2)转化到已知区间上,代入已知的解析式;

(3)利用f(x)的奇偶性写出-f(x)或f(-x),从而解出f(x).



课堂达标

1.下列函数是偶函数的是()

A.y=x B.y=2x2-3 C.y= D.y=x2,x∈(-1,1]

2.若函数f(x)=(m-1)x2+(m-2)x+(m2-7m+12)为偶函数,则m的值是()

A.1 B.2 C.3 D.4

3.已知函数f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=-x2+-1,则f(-2)=________.

4.如图,已知偶函数f(x)的定义域为{x|x≠0,x∈R},且f(3)=0,则不等式f(x)<0的解集为________.



5.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x+1,求f(x)的解析式.











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参考答案

第1课时函数的单调性

【预习评价】提示:(1)×,由函数单调性的定义可知,要证明一个函数是增函数,需对定义域内的任意的自变量都满足自变量越大,函数值也越大,而不是个别的自变量.

(2)×,不能改为“存在两个自变量的值x1、x2”.

(3)×,反例:f(x)=

知识点2函数的单调区间

【预习评价】解析:(1)二次函数f(x)的图象开口向上,对称轴为x=-1,故其单调减区间是(-∞,-1).

(2)函数y=|x|的单减区间是(-∞,0),又[-2,-1]?(-∞,0),所以函数y=|x|在区间[-2,-1]上递减.

答案:(1)(-∞,-1)(2)A

【例1】(1)解析:观察图象可知,y=f(x)的单调区间有[-5,-2],[-2,1],[1,3],[3,5].其中y=f(x)在区间[-5,-2],[1,3]上是增函数,在区间[-2,1],[3,5]上是减函数.

答案[-2,1][3,5][-5,-2][1,3]

(2)解y=即y=

函数的大致图象如图所示,单调增区间为(-∞,-1],[0,1],单调减区间为[-1,0],[1,+∞).



【训练1】解析:y=的图象可由函数y=的图象向右平移一个单位得到,如图所示,其单调递减区间是(-∞,1)和(1,+∞).



答案(-∞,1),(1,+∞)

【例2】证明:任取x1,x2∈(2,+∞),且x1
则f(x1)-f(x2)=x1+-x2-=(x1-x2)+=(x1-x2).

因为24,x1x2-4>0,所以f(x1)-f(x2)<0,

即f(x1)
【训练2】证明:设x1,x2是区间(-∞,0)上任意两个实数,且x1
则f(x1)-f(x2)=-==.

因为x10,x1+x2<0,xx>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)
所以函数f(x)=在(-∞,0)上是增函数.

【例3】解:由题知解得0
【训练3】解析:由题意得解得-1≤x<.答案[-1,0.5).

【探究1】答案(-∞,0)

【探究2】解析:函数y=x2+2ax+3的图象开口向上,对称轴为x=-a,要使其在区间(-∞,1]上是减函数,则-a≥1,即a≤-1.答案(-∞,-1]

【探究3】解:函数f(x)的图象如图(1)所示,由其图象可知f(x)在(-∞,+∞)上是减函数;

函数g(x)的图象如图(2)所示,由其图象可知g(x)在(-∞,+∞)上既不是增函数,也不是减函数.



【探究4】已知函数f(x)=是减函数,求实数a的取值范围.

解:由题意得,要使f(x)是减函数,需-2×1+5≥-2×1+a,即a≤5.

【探究5】解:由题意可得解得-3≤a≤-1,则实数a的取值范围是[-3,-1].

课堂达标

1.解析:函数y=3-x在区间(0,+∞)上是减函数.答案C

2.解析:易知函数f(x)=-x2+2x+3是图象开口向下的二次函数,其对称轴为x=1,所以其单调减区间是(1,+∞).答案B

3.解析:由题意得2k-3>0,即k>1.5,故k的取值范围是(1.5,+∞).答案(1.5,+∞).

4.解析:由条件可知a-1<2a,解得a>-1.答案(-1,+∞)

5.证明:设x1>x2>0,则f(x1)-f(x2)=x+x1-x-x2=(x1-x2)(x1+x2)+(x1-x2)=(x1-x2)(x1+x2+1),

因为x1>x2>0,所以x1-x2>0,x1+x2+1>0,所以f(x1)-f(x2)>0,

即f(x1)>f(x2),所以f(x)=x2+x在(0,+∞)上是增函数.



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函数的奇偶性

【预习评价】提示:(1)×反例:f(x)=x2,存在x=0,f(-0)=-f(0)=0,但函数f(x)=x2不是奇函数;

(2)×存在f(x)=0,x∈R既是奇函数,又是偶函数;

(3)×函数f(x)=x2-2x,x∈R的定义域关于原点对称,但它既不是奇函数,又不是偶函数.

【例1】

解:(1)∵函数f(x)的定义域为R,关于原点对称,又f(-x)=2-|-x|=2-|x|=f(x),∴f(x)为偶函数.

(2)∵函数f(x)的定义域为{-1,1},关于原点对称,且f(x)=0,

又∵f(-x)=-f(x),f(-x)=f(x),∴f(x)既是奇函数又是偶函数.

(3)∵函数f(x)的定义域为{x|x≠1},不关于原点对称,∴f(x)是非奇非偶函数.

(4)f(x)的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称.

当x>0时,-x<0,f(-x)=1-(-x)=1+x=f(x);

当x<0时,-x>0,f(-x)=1+(-x)=1-x=f(x).

综上可知,对于x∈(-∞,0)∪(0,+∞),都有f(-x)=f(x),f(x)为偶函数.

【训练1】解:(1)函数的定义域为R.∵f(-x)=(-x)3+(-x)5=-(x3+x5)=-f(x),∴f(x)是奇函数.

(2)f(x)的定义域是R.∵f(-x)=|-x+1|+|-x-1|=|x-1|+|x+1|=f(x),∴f(x)是偶函数.

(3)函数f(x)的定义域是(-∞,-1)∪(-1,+∞),不关于原点对称,∴f(x)是非奇非偶函数.

【例2】解:(1)因为函数f(x)是奇函数,所以y=f(x)在[-5,5]上的图象关于原点对称.由y=f(x)在[0,5]上的图象,可知它在[-5,0]上的图象,如图所示.



(2)由图象知,使函数值f(x)<0的x的取值集合为(-2,0)∪(2,5).

【训练2】解:f(x)为偶函数,其图象关于y轴对称,如图,



由图象知,f(2)
【例3-1】解析:法一由f(x)=x5+ax3+bx-8,得f(x)+8=x5+ax3+bx.

令G(x)=x5+ax3+bx=f(x)+8,

∵G(-x)=(-x)5+a(-x)3+b(-x)=-(x5+ax3+bx)=-G(x),

∴G(x)是奇函数,∴G(-3)=-G(3),即f(-3)+8=-f(3)-8.又f(-3)=10,

∴f(3)=-f(-3)-16=-10-16=-26.

法二由已知条件,得

①+②得f(3)+f(-3)=-16,又f(-3)=10,∴f(3)=-26.答案D

【例3-2】解析:∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),即=-,

显然x≠0,整理得x2-(a+1)x+a=x2+(a+1)x+a,故a+1=0,解得a=-1.答案-1

【例3-3】解:当x<0,-x>0,∴f(-x)=2(-x)-1=-2x-1.

又∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),∴f(x)=2x+1.又f(x)(x∈R)是奇函数,

∴f(-0)=-f(0),即f(0)=0.∴所求函数的解析式为f(x)=



课堂达标

1.解析:对于A,f(-x)=-x=-f(x),是奇函数;对于B,定义域为R,满足f(x)=f(-x),是偶函数;

对于C和D,定义域不关于原点对称,则不是偶函数,故选B.答案B

2.解析:f(-x)=(m-1)x2-(m-2)x+(m2-7m+12),f(x)=(m-1)x2+(m-2)x+(m2-7m+12),由f(-x)=f(x),

得m-2=0,即m=2.答案B

3.解析:f(2)=-22+-1=-,又f(x)是奇函数,故f(-2)=-f(2)=.答案

4.解析:由条件利用偶函数的性质,画出函数f(x)在R上的简图:数形结合可得不等式f(x)<0的解集为(-3,0)∪(0,3).



答案(-3,0)∪(0,3)

5.解当x<0时,-x>0,∴f(-x)=-x+1,又f(-x)=-f(x),故f(x)=x-1,

又f(0)=0,所以f(x)=



























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