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2.2 函数的单调性、奇偶性(精讲)
考向一 具体函数的单调性
【例1-1】(2024 湖北)函数
的单调增区间是( ).
A.
B.
C.
D.
,
【答案】D
【解析】函数
的定义域为
,
又
的图象是由
向右平移
个单位而来,
的单调递增区间为
,
,
所以
的单调递增区间为
,
.
故选:D
【例1-2】(2025 甘肃)函数
的单调递减区间为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】因为函数
在
上单调递减,在
上单调递增,
是减函数,根据复合函数的单调性,可得
的单调递减区间为
.
故选:D.
【例1-3】(2025·云南)函数
的单调递增区间为____________.
【答案】
/
【解析】由题得函数定义域为
,
所以
在
上单调递增,又
,所以当
时,
,
故
的单调递增区间为
(或
).故答案为:
【例1-4】(2025 广西)已知函数
,则下列结论正确的是( )
A.递增区间是
B.递减区间是
C.递增区间是
D.递增区间是
【答案】D
【解析】因为函数
,作出函数
的图象,
如图所示:
由图可知,递增区间是
,递减区间是
和
.
故选:D.
【例1-5】(2024 安徽)函数
的单调递增区间是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
,
的单调递增区间是
.故选:B.
【一隅三反】
1.(2023 云南)下列函数在R 上为增函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
在
上单调递减,在
上单调递增,故选项A 错误;
在R 上为增函数,选项B 正确;
在
上单调递减,故选项C 错误;
在
单调递减,在
单调递减,故选项D 错误.故选:B.
2(2025 湖南)函数
的单调递增区间是
【答案】
【解析】由题意
,令
,
解得
,即函数
的单调递增区间是
.
3.(2024 江西)函数
的单调递增区间为__________.
【答案】
【解析】函数
的定义域为
,则
,
令
,解得
,故函数
的单调递增区间为
.故答案为:
.
4(2025 北京)函数
的单调递增区间是
【答案】
和
【解析】
如图所示:
函数的单调递增区间是
和
.故选:B.
5.(2025 福建)函数
的单调递增区间是
【答案】
和
【解析】因为
,
作出
的图象,如图所示,
由图象可知:函数
的单调递增区间是
和
.
考向二 已知单调性求参数
【例2-1】(2025·广东茂名·一模)已知函数
在区间
上单调递增,则
的取值范围为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由
,可得
或
,
即函数
的定义域为
,
又因为
在
上单调递增,在
上单调递减,
在
上单调递增,由复合函数的单调性可知
在区间
上单调递增,
.故选:D.
【例2-2】(2024·广东韶关·一模)已知函数
在
上是单调函数,则
的取值范围是
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】因为
时,
是单调减函数,
又因为
在
上单调,所以,故
时,
单调递诚,
则只需满足
,解得
,故选:B.
【例2-3】(2024·海南·模拟预测)已知
且
,若函数
与
在
上
的单调性相同,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由题意知
在
上只能是单调递增,
所以
在
上单调递增,所以
得
.
又
单调递增,所以
.综上得
.故选:C
【一隅三反】
1.(2025·黑龙江)设函数
在区间
上单调递减,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】设
,易知函数
是增函数,
因为
在区间
上单调递减,
所以由复合函数单调性可知,
在
上单调递减.
因为函数
在
上单调递减,
所以
,即
.
故选:D.
2.(2024 浙江)设
,则“
”是“函数
在
为减函数”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【解析】由题意可得
为减函数,则
,解得
.
因为
推不出
,
,所以“
”是“函数
在
为减函数”的必要不充分
条件,
故选:B
3(2024·陕西安康·模拟预测)已知函数
是
上的单调函数,则实数
的取值范围是
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】根据题意,当
时,
,可得
在
上递增,
要使得函数
是
上的单调函数,
则满足
,且
,解可得
,
所以实数
的取值范围为
.
故选:B.
4.(2025·黑龙江)若函数
在
上单调递增,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】因为函数
在
上单调递增,
所以
在
上恒成立,即
在
上恒成立,
令
,
,变形得
,因为
,所以
,
所以当
,即
时,
,所以
.
故选:A.
5.(2025 广西)已知函数
在区间
上单调递增,求实数a 的取值范围 .
【答案】
【解析】∵当
时,
在区间
上单调递减,故
,
此时
,
反比例函数
在
上单调递减,则函数
在
上单调递减,
而函数
在区间
上单调递增,
必有
,即
,则实数a 的取值范围为
.
考向三 函数奇偶性的判断
【例3-1】(2024 高三·全国·专题练习)判断下列各函数是否具有奇偶性.
(1)
; (2)
; (3)
;
(4)
,
; (5)
; (6)
.
【答案】(1)奇函数(2)偶函数(3)非奇非偶函数(4)非奇非偶函数(5)非奇非偶函数(6)非奇非偶函数
【解析】(1)定义域:
∵对于任意
且
∴
为奇函数.
(2)定义域:
∵对于任意
且
∴
为偶函数.
(3)定义域:
,即
,∴
为非奇非偶函数.
(4)定义域:
∴
为非奇非偶函数.
(5)定义域:
,解得
,∴
为非奇非偶函数.
(6)定义域:
,即
,∴
为非奇非偶函数.
【例3-2】(2025 高三·全国·专题练习)(多选)设函数
,则下列函数中不是奇函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【解析】由题意可得
,
,定义域为
,
且
,所以
不是奇函数;
,定义域为
,
且
,所以
是奇函数;
,定义域为
,不关于原点对称,不是奇函数;
,定义域为
,不关于原点对称,不是奇函数.
故选:ACD.
【一隅三反】
1.(2025·山东枣庄·二模)下列函数中,是偶函数且在
上单调递增的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】对于A,函数
在
上单调递减,A 不是;
对于B,函数
的定义域为
,不具奇偶性,B 不是;
对于C,函数
定义域为R,
,不是偶函数,C 不是;
对于D,函数
定义域为
,
,是偶函数;
当
时,
,函数
在
上单调递增,
则
在
上单调递增,D 是.
故选:D
2.(2025·贵州铜仁·模拟预测)下列函数在定义域内既是奇函数又是增函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】对于A,函数
定义域为
,
且
,则函数
为奇函数,
但函数
在
上单调递减,故A 错误;
对于B,函数
定义域为
,
且
,则函数
为奇函数,
但函数
在
和
上单调递增,
在
和
上单调递减,故B 错误;
对于C,函数
定义域为
,
且
,则函数
为奇函数,
而
在
上单调递增,
所以函数
在
上单调递增,故C 正确;
对于D,函数
定义域为
,
且
,则函数
为奇函数,
但函数
的单调递增区间是
,故D 错误.
故选:C.
3.(2025 高三下·全国·专题练习)下列函数是偶函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】对A,设
,函数定义域为
,但
,
,则
,故A
错误;
对B,设
,函数定义域为
,且
,则
为偶函数,
故B 正确;
对C,设
,函数定义域为
,不关于原点对称,则
不是偶函数,故C 错误;
对D,设
,函数定义域为
,因为
,则
为奇函数,
不是偶函数,故D 错误.
故选:B
4(24-25 高三上·北京东城·期末)下列函数中,使
既是奇函数又是增函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】对于A,
,
由于
,所以
是偶函数,不合题意,故A 错误;
对于B,
,既是奇函数,又是增函数,符合题意,故B 正确;
对于C,
,
当
时,
,所以
不是奇函数,不合题意,故C 错误;
对于D,
,
该函数是奇函数,但不单调,不符合题意,故D 错误.
故选:B.
5.(2025 高三下·全国·专题练习)判断下列函数的奇偶性:
(1)
;(2)
;(3)
;(4)
.
【答案】(1)既是奇函数又是偶函数(2)奇函数(3)奇函数(4)奇函数.
【解析】(1)由
得
,解得
,即函数
的定义域为
,从而
.
因此
且
,
函数
既是奇函数又是偶函数.
(2)由
得定义域为
,关于原点对称.
,
,
.
又
,
函数
为奇函数.
(3)显然函数
的定义域为
,关于原点对称.
当
时,
,则
;
当
时,
,则
;
综上可知:对于定义域内的任意
,总有
,
函数
为奇函数.
(4)显然函数
的定义域为
,
,故
为奇函数.
考向四 已知奇偶性求参数
【例4-1】(24-25 高三下·云南昭通·阶段练习)已知函数
是偶函数,则
( )
A.
B.
C.0
D.1
【答案】D
【解析】由题意可得
,即
,
整理得
,恒成立,即
,易得:
,故选:D.
【例4-2】(2025·安徽蚌埠·二模)“
”是“函数
为奇函数”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】若函数
为奇函数,则
,即
,
整理得
,即
,解得
,
当
时,函数
的定义域为
;当
时,函数
的定义域为
,都符合题意,
所以“
”是“函数
为奇函数”的充分不必要条件.
故选:A
【例4-3】(2024 长沙市)函数
是定义在
上的奇函数.若
,
则
的值为( )
A.6
B.5
C.4
D.3
【答案】A
【解析】函数
是定义在
上的奇函数,则
,解得
.又
,则
,所以
.故选:A
【一隅三反】
1(2025·四川宜宾·二模)若
是偶函数,则
( )
A.0
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由题,可得
,即
,
,
,即
因
不恒为0,故
.
故选:B.
2.(24-25 高三下·河北·开学考试)“
”是“函数
为奇函数”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分且必要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】若
,则
,则
,故充分性成立,
当函数
为奇函数,则
,
所以
恒成立,则
,则必要性不成立,
故
是“函数
为奇函数”的充分不必要条件.
故选:A
3.(24-25 高三下·浙江宁波·阶段练习)已知函数
为偶函数,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】因为函数
为偶函数,所以
,
所以
,所以
,所以
,
所以
,所以
且
,则
.故选:A.
考向五 奇偶性的应用---求解析式
【例5-1】(24-25 辽宁)已知函数
是定义域为
的偶函数,且当
时,
,则当
时,
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】当
时,
,则
,
∵函数
是定义域为
的偶函数,∴
,∴
.故选:A.
【例5-2】(2025 河北沧州·阶段练习)已知函数
是奇函数,且当
时,
,那么当
时,
的解析式是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】当
时,则
,所以
,
又因为函数
是奇函数,所以
,
所以当
时
.
故选:B
【一隅三反】
1.(2025 河南·阶段练习)已知
为奇函数,当
时,
,则当
时,
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】因为
为奇函数,所以
,即
.
当
时,
,
.
故选:C
2.(2025 河北)设
为奇函数,且当
时,
,则当
时,
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】设
,则
,因为函数
为奇函数,且当
时,
,
,即:
.故选:D
3.(2024 黑龙江哈尔滨)已知
为奇函数,
为偶函数,且满足
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由题意知,
为奇函数,
为偶函数,则
,
所以
,即
,解得
.故选:B
考向六 奇偶性的应用---求函数值
【例6-1】(2025·四川)若函数
是定义在R 上的奇函数,当
时,
,则
等于
( )
A.
B.
C.0
D.2
【答案】A
【解析】因为
为奇函数,所以
.故选:A
【例6-2】(2025 高三下·全国·专题练习)已知
,
.求
.
【解析】令
,则
的定义域为
,
因为
,
所以
为奇函数,
从而
,即
,
因为
,所以
.
答案:
.
【例6-3】(24-25 广西玉林·期末)若函数
在区间
上的最大值为M,最小值为m,
则
.
【答案】4
【解析】因为
,
令
,则
,
又因为
,所以函数
为奇函数,
所以
,所以
.
故答案为:4.
【一隅三反】
1.(2025 广东深圳·期末)已知函数
为偶函数,则
【答案】2
【解析】
函数
为偶函数,
当
时,
,
,
,即
,又
,
故
2.(2024 高三·全国·专题练习)函数
在
上的最大值和最小值分别为
,则
.
【答案】2
【解析】
,
令
,
,
为奇函数,所以
关于
对称,
所以
关于
对称,
所以
.
故答案为:2.
3.(2025 湖北)已知函数
,
,若
的最大值为
,最小值
为
,则
.
【答案】
【解析】由题意可得
,
令
,则
,
因为
所以
为奇函数,
所以
在
最大值与最小值之和为0,所以
.故答案为:8
考向七 单调性与奇偶性的应用---解不等式
【例7-1】(2025 高三·全国·专题练习)已知函数
,若
,则实
数a 的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由题意可知,函数
的定义域为
,且在
上单调递增,
∵
,∴
,解得
或
.故选:C.
【例7-2】(24-25 江苏苏州·期末)已知函数
,且
,则实数
的取值范围为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】因为
,所以函数
的定义域为
,
则定义域关于原点对称,且
,所以
为偶函数,
又
时,
是单调递增函数,而
是单调递减函数,
所以
是单调递减函数,
根据对称性知
时,所以
是单调递增函数,
函数
中,
,
由
得
,解得
或
.
故选:D.
【例7-3】(24-25 高三下·浙江宁波·阶段练习)已知函数
,对任意
,都有
恒成立,则实数
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】因为函数
,定义域为R,
函数
,所以函数是奇函数;
对任意
,都有
恒成立,
则
,
所以
,
化简得
所以
或
,
所以
或
令
,
单调递减,
单调递增,
当
时,
;
当
时,
,当
时,
;
所以
,
对任意
,
所以
.
故选:C.
【一隅三反】
1.(2025 四川)函数f(x)在R 上单调递减,关于x 的不等式f(x2)<f(2)的解集是( )
A.{x|x
}
B.{x|x
}
C.{x|x
或x
}
D.{x|
x
}
【答案】C
【解析】函数
在R 上单调递减,故
有
或
.故选:C
2.(23-24 北京)已知函数
,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】因为
的定义域为
,
因为
,
,
由
可得
,即
的图象在
图象的上方,
画出
的图象,如下图,
由图可知:不等式
的解集是
.
故选:D.
3.(2025 安徽铜陵·期末)已知函数
,则不等式
的解集是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】∵
,∴函数
在
上单调递减,
∵
,∴
,∴
,或
,解得
,或
,
∴原不等式的解集是
,故选:A.
4.(2025·湖南邵阳·二模)已知函数
,则满足
的
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
,定义域为
,
,为奇函数,
又
,所以
在
上单调递增,所以
即
,即
的取值范围是
.故选:C
5.(24-25 河北)已知函数
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】函数
,则
,所以
为偶函数,
当
时,
,函数
单调递减,函数
单调递减,
则函数
单调递减,所以函数
在
上单调递增,在
上单调递减,
则由不等式
,得
,
则
,化简得
,
解得
,则不等式
的解集为
.故选:A.
考向八 单调性与奇偶性的应用---比较大小
【例8-1】(2025·山西·一模)若
,
,
,则a,b,c 的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】因为函数
在
上是减函数,
,所以
,
又
,所以
.
故选:
.
【例8-2】(2024·北京·模拟预测)函数
,记
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】注意到
定义域为全体实数,且
,
所以
是
上的偶函数,从而
,
因为
在
上单调递增,所以
关于
在
上单调递减,
而
,所以
.选:B
【一隅三反】
1.(2024·天津·一模)已知实数a,b,c 满足
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】因为
,得到
,又
,函数
是减函数,
所以
,又
,得到
,所以
,故选:A.
2.(2025 陕西)已知函数
,若
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由于函数
在R 上均为增函数,
故
在R 上单调递增,
由于
,
故
,故
,即
,
故选:D
3.(24-25 贵州)已知函数
,设
,则
的大小关系是
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】因为
在
上为增函数,且
,所以
,
因为
在
上递增,且
,所以
,即
,
所以
,
因为
和
在
上均为增函数,所以
在
上为增函数,
所以
,所以
.故选:C
4.(2025 广东)已知函数
,若
,
,
,则
,
,的大小
关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】根据题意,函数
,其导数函数
,
因为
,所以
在
上恒成立,
则
在
上为增函数;
,
所以
为奇函数,所以
,
又由
,则
;故选:D.
考向九 抽象函数的单调性与奇偶性
【例9】(2025 高三·全国·专题练习)设函数
的定义域为
,且满足
,
,
又当
时,
.
(1)判断
的奇偶性;
(2)证明
在
上是增函数;
(3)解不等式
.
【答案】(1)奇函数
(2)证明见解析
(3)
【解析】(1)令
,得
,
.
令
,则
,
即
,
,
即函数
是奇函数;
(2)设
,
,
,
在
上是增函数;
(3)
,
,
,
由单调性得
,解得
.故不等式解集为
【一隅三反】
1.(24-25 江西宜春·阶段练习)已知函数
满足任意的实数
,
,都有
,
且当
时,
.
(1)求
的值,并证明:
是奇函数;
(2)判断
在
上的单调性并证明;
(3)若关于
的不等式
对任意的
恒成立,求
的取值范围.
【答案】(1)
,证明见解析
(2)在
上单调递增,证明见解析
(3)
【解析】(1)因为函数
满足任意的实数
,
,都有
,
令
,则
,所以
.
令
,则
,
所以
,所以
是奇函数.
(2)
在
上单调递增.
证明:设
,
且
,所以
,
又
,所以
,所以
,所以
,即
,所以
在
上单调递增.
(3)关于
的不等式
对任意的
恒成立,即关于
的不等式
对任意的
恒成立,
由(2)可知
在
上单调递增,
令
,
,所以
,
,
令
,
,
当
,即
时,
在
上单调递增,
所以
,解得
,
当
,即
时,
在
上单调递减,在
上单调递增,
所以
,不符合题意;
当
,即
时,
在
上单调递减,
所以
,解得
,与
矛盾,不符合题意.
综上,
的取值范围是
.
2.(2024 高一·全国·专题练习)已知函数
在
上有意义,且任意
,满足
.
(1)求
的值,判断
的奇偶性并证明你的结论;
(2)若
时,
,判断
在
上的单调性,并说明理由.
【答案】(1)
,奇函数,证明见解析
(2)单调递减,理由见解析
【解析】(1)令
,则
,解得
,
令
,则
,则
,
又因为
定义域为
,关于原点对称,所以
为奇函数.
(2)
在
上单调递减,理由如下:
,设
,令
,
则
,
即
,
因为
,所以
,
,
所以
,所以
,
因为
时,
,所以
,故
,
所以
,所以
在
上单调递减.
3.(24-25 山东)定义在
上的函数
满足:
,当
时,
.
(1)求
的值,判断函数
的奇偶性,并说明理由;
(2)判断函数
在
上的单调性,并用定义证明;
(3)若
,解关于
的不等式
.
【答案】(1)
,函数
为偶函数,理由见解析;
(2)函数
在
上单调递减,证明见解析;
(3)
或
【解析】(1)由题意知,函数
满足:
,
令
,则
,解得
,
令
,则
,解得
,
函数
为偶函数,理由如下:
由题意,函数
的定义域为
,
令
,则
,即
,
所以函数
为偶函数.
(2)函数
在
上单调递减,证明如下:
任取
,令
,
,
则
,即
,
因为
,则
,由题意知
,
所以
,即
,
所以函数
在
上单调递减.
(3)由
,得
;
令
,则
,所以
,
因为函数
为偶函数,所以
,
当
时,因为函数
在
上单调递减,
所以由
,得
,即
,解得
;
因为函数
为偶函数,且函数
在
上单调递减,
所以函数
在
上单调递增,
当
时,由
,得
,
所以
,解得
;
综上所述,不等式
的解集为
或
.