题目
函数y=1-arctanx是( )A. 单调增加且有界函数B. 单调减少且有界函数C. 奇函数D. 偶函数
函数$$y=1-arctanx$$是( )
A. 单调增加且有界函数
B. 单调减少且有界函数
C. 奇函数
D. 偶函数
题目解答
答案
B. 单调减少且有界函数
解析
考查要点:本题主要考查反三角函数arctanx的性质及其变换后的函数特性,包括单调性、有界性、奇偶性。
解题核心思路:
- 分析原函数
arctanx的性质:明确其单调性(单调递增)、有界性(值域为(-π/2, π/2))。 - 分析变换后的函数
y=1−arctanx:- 单调性:取反操作(
−arctanx)会将原函数的单调递增变为单调递减。 - 有界性:原函数有界,线性变换(加1)不改变有界性。
- 单调性:取反操作(
- 判断奇偶性:通过验证
f(-x)与f(x)的关系排除奇函数和偶函数。
破题关键点:
- 导数符号判断单调性:
arctanx的导数为正,取反后导数为负,故y=1−arctanx单调递减。 - 值域推导有界性:原函数值域为
(-π/2, π/2),变换后值域为(1−π/2, 1+π/2),明确有界。
单调性分析
-
原函数
arctanx的导数:
$\frac{d}{dx} \arctan x = \frac{1}{1+x^2} > 0 \quad (\text{对所有实数}x\text{成立})$
因此,arctanx在定义域内单调递增。 -
取反后的单调性:
函数−arctanx的导数为:
$\frac{d}{dx} (-\arctan x) = -\frac{1}{1+x^2} < 0$
因此,−arctanx单调递减。 -
加1后的单调性:
线性变换(加1)不改变单调性,故y=1−arctanx单调递减。
有界性分析
-
原函数
arctanx的值域:
$\arctan x \in \left( -\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2} \right)$
因此,−arctanx的值域为:
$-\arctan x \in \left( -\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2} \right)$ -
加1后的值域:
$y = 1 - \arctan x \in \left( 1 - \frac{\pi}{2}, 1 + \frac{\pi}{2} \right)$
该区间有限,故y有界。
奇偶性分析
-
计算
f(-x):
$f(-x) = 1 - \arctan(-x) = 1 + \arctan x$ -
与
f(x)比较:- 奇函数要求:
f(-x) = -f(x)
$1 + \arctan x \neq -\left( 1 - \arctan x \right) \quad (\text{一般不成立})$ - 偶函数要求:
f(-x) = f(x)
$1 + \arctan x \neq 1 - \arctan x \quad (\text{一般不成立})$
因此,函数既不是奇函数,也不是偶函数。
- 奇函数要求: