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第九讲:导数与函数的单调性
【考点梳理】
1、求已知函数(不含参)的单调区间
①求 的定义域
②求
③令 ,解不等式,求单调增区间
④令 ,解不等式,求单调减区间
注:求单调区间时,令 (或 )不跟等号.
2、由函数 的单调性求参数的取值范围的方法
(1)已知函数 在区间 上单调
①已知 在区间 上单调递增 , 恒成立.
②已知 在区间 上单调递减 , 恒成立.
注:已知单调性,等价条件中的不等式含等号.
(2)已知函数 在区间 上存在单调区间
①已知 在区间 上存在单调增区间 , 有解.
②已知 在区间 上存在单调减区间 , 有解.
(3)已知函数 在区间 上不单调 ,使得 ( 为变号零点)
3、含参问题讨论单调性
第一步:求 的定义域
第二步:求 (导函数中有分母通分)
第三步:确定导函数有效部分,记为
对于 进行求导得到 ,对 初步处理(如通分),提出 的恒正部分,将该部分
省略,留下的部分则为 的有效部分(如: ,则记 为
的有效部分).接下来就只需考虑导函数有效部分,只有该部分决定 的正负.
第四步:确定导函数有效部分 的类型:
① 为一次型(或可化为一次型)② 为二次型(或可化为二次型)
第五步:通过分析导函数有效部分,讨论 的单调性【典型题型讲解】
考点一:求函数的单调区间(不含参)
【典例例题】
例1.函数 的单调递减区间是( ).
A. B. C. D.
例2.函数 的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
函数单调区间的求法:解不等式法,列表格法
【变式训练】
1.函数 的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
2.函数 的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
3.已知函数f(x)满足 ,则f(x)的单调递减区间为( )
A.(-,0) B.(1,+∞) C.(-,1) D.(0,+∞)
390<417
4.函数 的单调增区间是( )
A. B. C. D.
5.函数 的单调递减区间为__________.
【典型题型讲解】
考点二:已知含量参函数在区间上单调或不单调或存在单调区间,求参数范围
【典例例题】例1.如果函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
例2.若函数 在区间 内存在单调递增区间,则实数 的取值范围是
a
( )
A. B. C. D.
例3.函数 在 上不单调的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C. D.
【方法技巧与总结】
(1)已知函数在区间上单调递增或单调递减,转化为导函数恒大于等于或恒小于等于零求解,先分
析导函数的形式及图像特点,如一次函数最值落在端点,开口向上的抛物线最大值落在端点,开口向下的
抛物线最小值落在端点等.
(2)已知区间上函数不单调,转化为导数在区间内存在变号零点,通常用分离变量法求解参变量范
围.
(3)已知函数在区间上存在单调递增或递减区间,转化为导函数在区间上大于零或小于零有解.
【变式训练】
1.若函数 在区间 内单调递减,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知函数 在 上为单调递增函数,则实数m的取值范围为
( )
A. B. C. D.
2.已知函数 在区间 上不是单调函数,则实数 的取值范围是
( )A. B. C. D.
3.已知函数 在区间 上存在单调递增区间,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知函数 在区间 上不单调,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.函数 在区间 上不单调,则实数 的取值范围是( )
A.(-∞,-3] B.(-3,1)
C.[1,+∞) D.(-∞,-3]∪[1,+∞)
考点三:含参问题讨论单调性
【典例例题】
例1.已知函数 ,其中 .求函数 的单调区间;
例题2.设函数 ,求 的单调区间.
例3.已知函数 .
讨论 的单调性;例4.已知函数 ,函数 的导函数为 .
讨论函数 的单调性;
【方法技巧与总结】
1.关于含参函数单调性的讨论问题,要根据导函数的情况来作出选择,通过对新函数零点个数的讨
论,从而得到原函数对应导数的正负,最终判断原函数的增减.(注意定义域的间断情况).
2.需要求二阶导的题目,往往通过二阶导的正负来判断一阶导函数的单调性,结合一阶导函数端点
处的函数值或零点可判断一阶导函数正负区间段.
3.利用草稿图像辅助说明.
【变式训练】
1.已知函数 .
(1)当 时,求函数 在 处的切线方程;
(2)求函数 的单调区间;
2.(2022·广东深圳·高三期末)已知定义在 上的函数 .
(1)求 的单调递增区间;(2)对于 ,若不等式 恒成立,求a的取值范围.
3.已知函数 .
(1)当 时,求曲线 在 处的切线方程;
(2)求函数 的单调区间;
4.已知函数
讨论f(x)的单调性;
5.已知函数 ,记 的导函数为
讨论 的单调性;6.(2022·广东深圳·一模)已知函数 ( ).
(1)求函数 的单调区间;
(2)若函数 有两个零点 , .
(i)求实数a的取值范围;
(ii)求证: .
【巩固练习】
一、单选题
1.已知函数 在 上单调递增,则a的取值范围为( )
A. B. C. D. 或
2.已知函数 ,则不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
3.“函数 在 上是增函数”是“ ”的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
4.已知函数 在区间 上存在单调减区间,则实数 的取值范围为
( )
A. B.
C. D.
二、多选题
5.已知 ,下列说法正确的是( )
A. 在 处的切线方程为 B. 的单调递减区间为
C. 的极大值为 D.方程 有两个不同的解
6.已知函数 的定义域为 ,其导函数为 ,对于任意 ,都有 ,
则使不等式 成立的 的值可以为( )
A. B.1 C.2 D.3
三、填空题
7.写出一个具有性质①②③的函数 ____________.
① 的定义域为 ;
② ;
③当 时, .
四、解答题
8.已知函数(1)讨论函数 在区间 内的单调性;
(2)若函数 在区间 内无零点,求 的取值范围.
9.已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 恰有一个零点,求a的值.
10.已知函数 ,其中k∈R.当 时,求函数 的单调区间;
11.已知函数 .讨论 的单调性;12.已知函数 .当 时,判断 的单调性;