本题导读
本题考查复合函数的单调性,以及二次函数的性质。
📌【题干】
Question
(1989年全国卷(理)) 已知 ,如果 ,那么 ()
A. 在区间 上是减函数 B. 在区间 上是减函数 C. 在区间 上是增函数 D. 在区间 上是增函数
🔍【思路分析】
破题导航
- 拆解复合结构: 设内层函数为 ,外层函数为 。则 。
- 分析内层函数: 内层函数 是对称轴为 、开口向下的抛物线。
- 当 时, 单调递增;
- 当 时, 单调递减。
- 分析外层函数: 外层函数 是对称轴为 、开口向下的抛物线。
- 当 时, 单调递增;
- 当 时, 单调递减。
- 结合区间锁定结论: 根据选项中提及的区间,分别求出内层函数的值域(即外层函数的自变量范围),再结合“同增异减”法则进行复合判定。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
设内层函数为 ,外层函数为 。
- 对于 B 选项涉及的区间 :
- 当 时,内层函数 的导数 ,故 严格单调递减。
- 当 时,计算 的取值范围: 。
- 审视外层函数 ,其对称轴为 ,开口向下。因此当 时, 严格单调递减。
- 根据复合函数单调性“异减同增”法则(内层递减 外层递减 复合后递增), 在 上应为增函数。故 B 错误。
- 对于 A 选项涉及的区间 :
- 当 时,内层函数 严格单调递增。
- 此时 的取值范围为: 。
- 当 时,外层函数 严格单调递减。
- 根据复合函数单调性原则(内层递增 外层递减 复合后递减), 在 上严格为减函数。故 A 正确。
(注:同理可验证 C、D 区间内由于跨越了外层对称轴或内层两边单调性不一致,均不符合对应结论。)
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点: 复合函数单调性的“同增异减”判定法则。
- 核心方法: * 分层单调性分析: 将 拆为内、外两层,必须严格注意“内层函数的值域是外层函数的定义域”这一核心纽带纽结。
- 避坑指南: * 容易忽略外层函数 的对称轴位置 。部分学生误将 的区间直接套用到 的解析式中,导致外层单调性判定错误。
- 记忆混淆口诀。牢记:两层单调性相同(同为增或同为减)则复合函数为增;两层单调性相反(一增一减)则复合函数为减。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题属于高中数学函数性质的核心传统题型,源于教材对复合函数运算逻辑的深化考查。在高等数学中,该过程对应的微积分表达为复合函数求导链式法则(Chain Rule): 利用导数符号判断单调性:令 。 当 时, 且 ,故 ,函数单调递减,与代数分析完全契合。
- 结论推广: 设 ,若 与 均为二次函数,则 的极值点及单调性转折点不仅包含内层函数 的对称轴,还包含使 等于外层函数 对称轴的各实根点。
🔗【关联脉络】
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