【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) |
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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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