文档内容
9.4 单调性的分类讨论(精讲)(基础版)
思维导图考点呈现
例题剖析
考点一 一根型
【例1】(2022·河北邯郸·高三开学考试)已知函数 ,讨论函数 的单调性;
【答案】答案见解析
【解析】由题意得函数 的定义域为 ,
当 时,令 ,得 ,所以 在 上单调递增;
令 ,得 ,所以 在 上单调递减;
当 时,因为 恒成立,所以 在 上单调递增;
【一隅三反】
1.(2022·福建·高三阶段练习)已知函数 ,讨论 的单调性;
【答案】答案见解析
【解析】因为 ,所以 .
若 ,则 恒成立;
若 ,则当 时, ,当 时, .故当 时, 的单调递增区间为 ,无单调递减区间;
当 时, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 .
2.(2022·河南)已知函数 ,讨论 的单调性;
【答案】答案见解析
【解析】 的定义域为 , .
当 时,令 ,得 ,令 ,得 ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减;
当 时,令 ,得 ,令 ,得, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减.
综上,当 时, 在 上单调递增,在 上单调递减;
当 时, 在 上单调递增,在 上单调递减.
3.(2022·安徽·高三开学考试)已知函数 ,讨论函数 在 上的单调性;
【答案】答案见解析;
【解析】由题意得, ,
当 时, ,则函数 在 上单调递增;
当 时,令 ,解得 ;
当 时, ,则函数 在 上单调递增;
当 时, ,函数 在 上单调递减,综上,当 时,函数 在 上单调递增;
当 时,函数 在 上单调递增,在 上单调递减.
考点二 两根型
【例2-1】(2022·辽宁·沈阳市第四中学高三阶段练习)已知函数 ,讨论函数
的单调性;
【答案】答案见解析
【解析】 的定义域为 , .
当 时, 在区间 递减;在区间 递增.
当 时, 在 上递增.
当 时, 在区间 递减;在区间 递增.
【例2-2】(2022·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习)已知函数 .
(1)当 时,求曲线 在点 的切线方程;
(2)讨论函数 的单调性.
【答案】(1) (2)答案见解析
【解析】(1)由 ,则 , ,
, ,切线方程: ,
则 .
(2)由 ,
求导得 ,
①当 时, ,
,解得 , ,解得 ,
则 :单减区间: ,单增区间: ;
②当 时,令 ,解得 或 (舍去)
当 时, ,当 时, ,
则 :单减区间: ,单增区间: ;
③当 时,令 ,解得 或 ,
当 时, ,当 时, ,
则 :单减区间: 和 ,单增区间: ;
④当 时, ,则 :单减区间: ;
⑤当 时,令 ,解得 或 ,
当 时, ,当 时, ,
则 :单减区间: 和 ,单增区间: ;
综上,当 时,单减区间: ,单增区间:当 时,单减区间: 和 ,单增区间:
当 时,单减区间:
当 时,单减区间: 和 ,单增区间: .
【一隅三反】
1.(2022·辽宁锦州)已知函数 ,其中 为实常数.
(1)当 时,求曲线 在点 处的切线方程;
(2)讨论 的单调性;
【答案】(1) (2)答案详见解析
【解析】(1) ,
所以 ,
所以切线方程为 .
(2) 的定义域为 , ,
当 时, 在区间 递减;
在区间 递增.
当 时, , 在 上递减.
当 时, 在区间 递减;在区间 递增.
2.(2022·全国·高二课时练习)求函数 的单调区间.
【答案】见解析
【解析】因为 ,所以 .
由 ,解得x=0或x=2a.
当a=0时, ,所以f(x)在R上严格增,单调增区间为 ;
当 时,当 时, ;当 时, ,
所以f(x)的单调增区间为 及 ,单调减区间为(0,2a);
当 时,当 时, ;当 时, ,
所以f(x)的单调增区间为 及 ,单调减区间为(2a,0).
3.(2022·湖北·襄阳五中高三开学考试)已知函数 (其中 为自然对数的底
数).
讨论 的单调性;
【答案】见解析
【解析】由 可得 ,
当 时, ,
当 时, ,当 时, ,
从而 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
当 时,由 得, , ,
①若 ,即 时, 恒成立,故 在R上单调递增:②若 ,即 时,由 可得, 或 .
令 可得 ,
此时 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 ;
③若 ,即 时,由 可得, 或 ,
令 可得 ,
此时 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 ;
综上所述,当 时, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
当 时, 在R上单调递增;
当 时, 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 ;
当 时, 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 ;
考点三 判别式型
【例3】(2022·福建泉州·模拟预测)已知函数 讨论 的单调性;
【答案】(1)当 时, 在 上单调递增;
当 或 时, 在 上单调递减,
在 和 上单调递增.
【解析】由 ,
求导得 ,易知 恒成立,故看 的正负,即由判别式 进行判断,
①当 时,即 , ,则 在 上单调递增;
②当 时,即 或 ,
令 时,解得 或 ,
当 时, ,
则 在 上单调递减;
当 或 , ,
则 在 和 上单调递增;
综上所述,当 时, 在 上单调递增;
当 或 时, 在 上单调递减,
在 和 上单调递增.
【一隅三反】
1.(2022·全国·高三专题练习)已知函数 ,记 的导函数为 ,
讨论 的单调性;
【答案】见解析
【解析】由已知可得 ,故可得 .
当 时, ,故 在 单调递增;当 时,由 ,解得 ,或 ,
记 , ,则可知当 变化时, 的变化情况如下表:
0 0
极大值 极小值
所以,函数 在区间 单调递增,在区间 单调递减,在区间
单调递增.
2.(2022山西)若函数 , , 为常数,求函数 的单调区间;
【答案】见解析
【解析】 的定义域为 ,
①当 , ,所以 , 的单调增区间为 ,无
单调减区间;
②当 时, ,解 得 ,
,
所以 的单调增区间为 , ,单调递减区间为3(2022黑龙江)已知函数 ,令 ,讨论函数 的单调性;
【答案】详见解析
【解析】 ,
,
当 时, 恒成立,函数的单调递减区间是 ,无单调递增区间;
当 时, ,
(ⅰ) 时,即 时, 的解集是 ,
的解集是 ,
所以函数的单调递增区间是 ,函数的单调递减区间是
;
(ⅱ)当 时,即 时,函数 恒成立,即函数的单调递减区间是
,无单调递增区间;
综上可知,当 时,函数的单调递减区间是 ,无单调递增区间;当 时,函数的单调递增区间是 ,函数的单调递减区间是 .