函数 f ( x ) = log _ 1 2 ( x ^…——2014 高考数学第 4 题答案解析

2014_天津 Paper

2014 Tianjin Question 4 Single-choice Differentiating
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4. 函数 $f ( x ) = \log _ { \frac { 1 } { 2 } } ( x ^ { 2 } - 4 )$ 的单调递增区间为

A. $( 0 \ , \ + \infty )$
B. (-∞,0)
C. (2, +∞)
D. $( - \infty , - 2 )$
Answer key

D

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首先求函数的定义域。由对数函数的真数大于 $0$,得:
$$x^2 - 4 > 0$$
解得 $x < -2$ 或 $x > 2$,即定义域为 $(-\infty, -2) \cup (2, +\infty)$。

令内层函数 $u(x) = x^2 - 4$,外层函数 $y = \log_{\frac{1}{2}} u$。
因为外层函数 $y = \log_{\frac{1}{2}} u$ 的底数 $0 < \frac{1}{2} < 1$,所以在其定义域内单调递减。
根据复合函数单调性“同增异减”的原则,要求原函数 $f(x)$ 的单调递增区间,即求内层函数 $u(x)$ 的单调递减区间与定义域的交集。

二次函数 $u(x) = x^2 - 4$ 的对称轴为 $x=0$,开口向上,故其在 $(-\infty, 0]$ 上单调递减,在 $[0, +\infty)$ 上单调递增。
结合定义域 $(-\infty, -2) \cup (2, +\infty)$:
1. 在区间 $(-\infty, -2)$ 上,$u(x)$ 单调递减,且 $u(x) > 0$,故 $f(x)$ 单调递增;
2. 在区间 $(2, +\infty)$ 上,$u(x)$ 单调递增,且 $u(x) > 0$,故 $f(x)$ 单调递减。

综上,函数 $f(x)$ 的单调递增区间为 $(-\infty, -2)$。

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关键能力
导数与函数
difficulty
Differentiating
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