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第 20 讲 利用导数研究函数的单调性
1. 函数的单调性
设函数y=f(x)在某个区间内可导,若f′(x) 0,则f(x)为增函数,若f′(x) 0,则f(x)为减函数.
2. 求可导函数f(x)单调区间的步骤:
(1) 确定f(x)的 ;
(2) 求导数f′(x);
(3) 令f′(x) 0(或f′(x) 0),解出相应的x的取值范围;
(4) 当 时,f(x)在相应区间上是增函数,当 时,f(x)在相应区间上是减函数.
3. 常用结论
(1) f′(x)>0(或f′(x)<0)是f(x)在(a,b)内单调递增(或递减)的充分不必要条件.
(2) f′(x)≥0(或f′(x)≤0)(f′(x)不恒等于0)是f(x)在(a,b)内单调递增(或递减)的充要条件.
(3) 对于可导函数f(x),“f′(x)=0”是“函数f(x)在x=x 处有极值”的必要不充分条件.
0 0
31 1 1
1、【2022年全国甲卷】已知a= ,b=cos ,c=4sin ,则( )
32 4 4
A.c>b>a B.b>a>c C.a>b>c D.a>c>b
1
2.【2022年新高考1卷】设a=0.1e0.1,b= ,c=−ln0.9,则( )
9
A.a1 时,讨论 f x 的单调性;
变式1、已知函数f(x)=ax2-(a+1)x+lnx,a>0,试讨论函数y=f(x)的单调性.变式2、已知函数f(x)=(a-1)ln x+ax2+1,讨论函数f(x)的单调性.
方法总结: 对含参函数的合理分类,关键是找到引起分类讨论的原因.
2. 会对函数进行准确求导,求导以后进行整理并因式分解,其中能否因式分解、每个因式系数的正负、根
的大小等都是引起分类讨论的原因.
考向四 构造函数研究单调性
0,
例4、(多选题)已知定义在 2 上的函数 f x 的导函数为 f x ,且 f 00,
f(x)cosx f(x)sinx0
,则下列判断中正确的是( )
6
f f f ln 0
A. 6 2 4 B. 3
f 3f f 2f
C. 6 3 D. 4 3
变式1、(2022·重庆市育才中学模拟预测)(多选题)已知函数 对于任意的 都有
,则下列式子成立的是( )
A. B.
C. D.
变式2、(2022·江苏盐城·三模)已知 为 的导函数,且满足 ,对任意的 总有,则不等式 的解集为__________.
方法总结:(1)对于不等式f′(x)+g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)+g(x);
(2)对于不等式f′(x)-g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=f(x)-g(x);
特别地,对于不等式f′(x)>k(或0(或<0),构造函数F(x)=f(x)g(x);
(4)对于不等式f′(x)g(x)-f(x)g′(x)>0(或<0),构造函数F(x)=(g(x)≠0);
(5)对于不等式xf′(x)+f(x)>0(或<0),构造函数F(x)=xf(x);
(6)对于不等式xf′(x)-f(x)>0(或<0),构造函数F(x)=(x≠0)
1、(2022·广东惠州·二模)若函数 在 上单调递增,则实数 的取值范围是______.
,若 在 上存在单调递增区间,则 的取值范围是_______
2、
3、(2022·江苏·南京市宁海中学二模)已知 是可导的函数,且 ,对于 恒成立,
则下列不等关系正确的是( )
A. B.
C. D.
4、(2022·辽宁·大连二十四中模拟预测)已知函数 ,若 且 ,则有
( )
A. 可能是奇函数,也可能是偶函数 B.
C. 时, D.