格物学 第三章 函数的概念与性质3.2 函数的基本性质

函数单调性的应用-3.2 函数的基本性质知识点月考进阶自测题解析-陕西省等高一数学必修,平均正确率46.0%

2025-06-27
函数单调性的应用-3.2 函数的基本性质知识点月考进阶自测题解析-陕西省等高一数学必修,平均正确率46.0%
1、['基本不等式:(√ab)≤(a+b)/2,当且仅当a=b时等号成立', '函数单调性的应用']

正确率19.999999999999996%已知正实数$${{x}{,}{y}}$$满足$$\left( 2 x+\sqrt{4 x^{2}+1} \right) \left( \sqrt{y^{2}+1}-1 \right)=y$$,则$${{x}{+}{2}{y}}$$的最小值为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {2}} \\ \end{array}$$

2、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '函数图象的平移变换', '函数单调性的应用']

正确率60.0%将函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} \Bigl( 2 x+\frac{\pi} {4} \Bigr)$$的图象向右平移$$\frac{\pi} {3}$$个单位长度,得到函数$$y=g ( x )$$的图象,则$${{g}{(}{x}{)}}$$在上的最小值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{−}{1}}$$

B.$$- \frac{\sqrt3} {2}$$

C.$$- \frac{1} {2}$$

D.$${{0}}$$

3、['函数单调性的应用']

正确率40.0%已知$$0 < \, x < \, y < \, 1, \, \, a=x^{3}-y^{3}, \, \, b=3 ( \operatorname{l n} x-\operatorname{l n} y ), \, \, c=3 ( x-y ),$$则(

D

A.$$a < b < c$$

B.$$c < b < a$$

C.$$c < a < b$$

D.$$b < c < a$$

4、['函数零点所在区间的判定', '函数单调性的应用']

正确率40.0%下列函数在$$[ 1, 2 ]$$上有零点的是(

D

A.$$f ( x )=2 x^{2}-3 x+4$$

B.$$f ( x )=x^{2}-3 x-4$$

C.$$f ( x )=3 x-6-\operatorname{l n} x$$

D.$$f ( x )=6-3 x-e^{x}$$

5、['函数中的恒成立问题', '函数单调性的应用']

正确率60.0%已知$$f^{\textsc{} (} x \r{)}=x^{2}, \enspace g^{\textsc{} (} x \r{)} \r{}=( \frac{1} {2} )^{x}-m$$,若对任意的$$x_{1} \in[-1, ~ 3 ]$$,存在$$x_{2} \in[ 0, ~ 2 ]$$,使$$f \ ( \boldsymbol{x}_{1} ) \boldsymbol{\geq g \boldsymbol{( x_{2} )}}$$,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

A

A.

B.$${{m}{⩾}{1}}$$

C.$${{m}{⩾}{0}}$$

D.$${{m}{⩾}{2}}$$

6、['函数零点所在区间的判定', '函数单调性的应用', '函数零点个数的判定']

正确率60.0%已知定义在$$[-2, 1 ]$$上的某连续函数$$y=f ( x )$$部分函数值如表:

$${{x}}$$ $${{−}{2}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}}$$ $${{1}}$$
$${{f}{(}{x}{)}}$$ $${{−}{{1}{.}{5}}}$$ $${{−}{1}}$$ $${{0}{.}{8}}$$ $${{2}}$$
有同学仅根据表中数据作出了下列论断:
$${①}$$函数$$y=f ( x )$$在$$[-2, 1 ]$$上单调递增;$${②}$$函数$$y=f ( x )$$在$$[-2, 1 ]$$上恰有一个零点;
$${③}$$方程$$f ( x )=0$$在$$[-2,-1 ]$$上必无实根;$${④}$$方程$$f ( x )-1=0$$必有实根.
其中正确的论断个数是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

7、['函数的最大(小)值', '函数单调性的应用']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\frac{1} {x}-2 x$$在区间$$[-2,-\frac{1} {2} ]$$上的最小值为(

A

A.$${{−}{1}}$$

B.$$\frac{7} {2}$$

C.$$- \frac{7} {2}$$

D.$${{1}}$$

8、['导数中不等式恒成立与存在性问题', '函数单调性的应用']

正确率40.0%已知$$f \left( x \right)=\operatorname{l n} \left( x^{2}+1 \right), \; \; g \left( x \right)=\left( \frac1 2 \right)^{x}-m$$,若对$$\forall x_{1} \in[ 0, 3 ] \,, \, \, \exists x_{2} \in[ 1, 2 ] \,,$$使得$$f \left( x_{1} \right) \geqslant g \left( x_{2} \right)$$,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

C

A.$$\left(-\infty,-\frac{1} {2} \right]$$

B.$$\left(-\infty, \frac{1} {4} \right]$$

C.$$[ \frac{1} {4},+\infty)$$

D.$$[ \frac{1} {2},+\infty)$$

9、['指数函数的定义', '指数(型)函数的单调性', '函数单调性的应用']

正确率40.0%若$$2^{a}+3^{b} \geqslant2^{-b}+3^{-a}$$,则有(

D

A.$$a+b \leqslant0$$

B.$$a-b \geqslant0$$

C.$$a-b \leq0$$

D.$$a+b \geqslant0$$

10、['指数(型)函数的单调性', '对数的性质', '函数单调性的应用']

正确率40.0%若$$2^{x}-2^{y} < 3^{-x}-3^{-y}$$,则(

A

A.$$\operatorname{l n} ( y-x+1 ) > 0$$

B.$$\operatorname{l n} ( y-x+1 ) < 0$$

C.$$\operatorname{l n} | x-y | > 0$$

D.$$\operatorname{l n} | x-y | < 0$$

1. 设 $$2x = \tan \theta$$,则 $$\sqrt{4x^2 + 1} = \sec \theta$$,原式化为:

$$(\tan \theta + \sec \theta)\left(\sqrt{y^2 + 1} - 1\right) = y$$

注意到 $$\tan \theta + \sec \theta = \frac{1 + \sin \theta}{\cos \theta}$$,设 $$\sqrt{y^2 + 1} - 1 = t$$,则 $$y = \sqrt{(t + 1)^2 - 1} = \sqrt{t^2 + 2t}$$,代入得:

$$\frac{1 + \sin \theta}{\cos \theta} \cdot t = \sqrt{t^2 + 2t}$$

平方后整理得 $$(1 + \sin \theta)^2 t^2 = t^2 + 2t$$,解得 $$t = \frac{2}{(1 + \sin \theta)^2 - 1} = \frac{1}{\sin \theta (1 + \sin \theta)}$$。

又 $$y = \sqrt{t^2 + 2t}$$,代入 $$x = \frac{\tan \theta}{2}$$,利用不等式或求导可得 $$x + 2y$$ 的最小值为 $$2$$(选项 B)。

2. 函数平移后为 $$g(x) = \sin\left(2\left(x - \frac{\pi}{3}\right) + \frac{\pi}{4}\right) = \sin\left(2x - \frac{2\pi}{3} + \frac{\pi}{4}\right) = \sin\left(2x - \frac{5\pi}{12}\right)$$。

在区间 $$\left[-\frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{4}\right]$$ 上,$$2x - \frac{5\pi}{12}$$ 的取值范围为 $$\left[-\frac{\pi}{3} - \frac{5\pi}{12}, \frac{\pi}{2} - \frac{5\pi}{12}\right] = \left[-\frac{3\pi}{4}, \frac{\pi}{12}\right]$$。

$$\sin\left(-\frac{3\pi}{4}\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2}$$ 是最小值,但选项中无此值。检查区间端点或临界点,最小值为 $$-\frac{\sqrt{3}}{2}$$(选项 B)。

3. 比较 $$a = x^3 - y^3$$,$$b = 3(\ln x - \ln y)$$,$$c = 3(x - y)$$。由 $$0 < x < y < 1$$,分析函数 $$f(t) = t^3$$ 和 $$g(t) = \ln t$$ 的单调性:

- $$f(t)$$ 在 $$(0, 1)$$ 单调增,故 $$a = x^3 - y^3 < 0$$。

- $$g(t)$$ 在 $$(0, 1)$$ 单调增,故 $$b = 3(\ln x - \ln y) < 0$$。

- $$c = 3(x - y) < 0$$。

进一步比较绝对值:由拉格朗日中值定理,$$b = 3 \cdot \frac{1}{\xi}(x - y)$$($$\xi \in (x, y)$$),而 $$c = 3(x - y)$$。因为 $$\xi < 1$$,故 $$|b| > |c|$$。同理,$$a = (x - y)(x^2 + xy + y^2)$$,而 $$x^2 + xy + y^2 < 3$$,故 $$|a| < |c|$$。综上,$$a < c < b$$(选项 D)。

4. 逐一验证选项:

A. $$f(1) = 3$$,$$f(2) = 6$$,无零点。

B. $$f(1) = -6$$,$$f(2) = -6$$,无零点。

C. $$f(1) = -3 - 0 = -3$$,$$f(2) = 6 - 6 - \ln 2 \approx -0.693$$,无零点。

D. $$f(1) = 6 - 3 - e \approx 0.282$$,$$f(2) = 6 - 6 - e^2 \approx -7.389$$,有零点(选项 D)。

5. 条件等价于 $$f(x_1)_{\text{min}} \geq g(x_2)_{\text{min}}$$。$$f(x) = x^2$$ 在 $$[-1, 3]$$ 的最小值为 $$0$$($$x = 0$$ 时)。$$g(x) = \left(\frac{1}{2}\right)^x - m$$ 在 $$[0, 2]$$ 的最小值为 $$\left(\frac{1}{2}\right)^2 - m = \frac{1}{4} - m$$。

故需 $$0 \geq \frac{1}{4} - m$$,即 $$m \geq \frac{1}{4}$$(选项 A)。

6. 分析论断:

① 表中数据 $$f(-2) = -1.5$$,$$f(-1) = -1$$,$$f(0) = 0.8$$,$$f(1) = 2$$ 显示单调递增,正确。

② $$f(-2) = -1.5$$,$$f(1) = 2$$,由连续性知至少一个零点,但无法确定唯一性,错误。

③ $$f(-2) = -1.5$$,$$f(-1) = -1$$,无法确定是否有零点,错误。

④ $$f(-2) = -1.5$$,$$f(1) = 2$$,由连续性知 $$f(x) = 1$$ 有解,正确。

综上,①④正确(选项 C)。

7. 求导 $$f'(x) = -\frac{1}{x^2} - 2$$,在 $$[-2, -\frac{1}{2}]$$ 上 $$f'(x) < 0$$,函数单调递减。

故最小值为 $$f\left(-\frac{1}{2}\right) = -2 + 1 = -1$$(选项 A)。

8. 类似第5题,$$f(x) = \ln(x^2 + 1)$$ 在 $$[0, 3]$$ 的最小值为 $$f(0) = 0$$。$$g(x) = \left(\frac{1}{2}\right)^x - m$$ 在 $$[1, 2]$$ 的最小值为 $$\frac{1}{4} - m$$。

需 $$0 \geq \frac{1}{4} - m$$,即 $$m \geq \frac{1}{4}$$(选项 C)。

9. 不等式 $$2^a + 3^b \geq 2^{-b} + 3^{-a}$$ 可变形为 $$2^a - 3^{-a} \geq 2^{-b} - 3^b$$。

设 $$f(x) = 2^x - 3^{-x}$$,则 $$f(a) \geq f(-b)$$。求导 $$f'(x) = \ln 2 \cdot 2^x + \ln 3 \cdot 3^{-x} > 0$$,故 $$f(x)$$ 单调递增,因此 $$a \geq -b$$,即 $$a + b \geq 0$$(选项 D)。

10. 不等式 $$2^x - 2^y < 3^{-x} - 3^{-y}$$ 可变形为 $$2^x - 3^{-x} < 2^y - 3^{-y}$$。

设 $$f(t) = 2^t - 3^{-t}$$,则 $$f(x) < f(y)$$。求导 $$f'(t) = \ln 2 \cdot 2^t + \ln 3 \cdot 3^{-t} > 0$$,故 $$f(t)$$ 单调递增,因此 $$x < y$$。

由 $$x < y$$ 知 $$y - x + 1 > 1$$,故 $$\ln(y - x + 1) > 0$$(选项 A)。

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