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第 15 讲 单调性问题
知识梳理
知识点一:单调性基础问题
1、函数的单调性
函数单调性的判定方法:设函数 在某个区间内可导,如果 ,则
为增函数;如果 ,则 为减函数.
2、已知函数的单调性问题
①若 在某个区间上单调递增,则在该区间上有 恒成立(但不恒等于
0);反之,要满足 ,才能得出 在某个区间上单调递增;
②若 在某个区间上单调递减,则在该区间上有 恒成立(但不恒等于
0);反之,要满足 ,才能得出 在某个区间上单调递减.
知识点二:讨论单调区间问题
类型一:不含参数单调性讨论
(1)求导化简定义域(化简应先通分,尽可能因式分解;定义域需要注意是否是连续
的区间);
(2)变号保留定号去(变号部分:导函数中未知正负,需要单独讨论的部分.定号部
分:已知恒正或恒负,无需单独讨论的部分);
(3)求根作图得结论(如能直接求出导函数等于0的根,并能做出导函数与x轴位置
关系图,则导函数正负区间段已知,可直接得出结论);
(4)未得结论断正负(若不能通过第三步直接得出结论,则先观察导函数整体的正
负);
(5)正负未知看零点(若导函数正负难判断,则观察导函数零点);
(6)一阶复杂求二阶(找到零点后仍难确定正负区间段,或一阶导函数无法观察出零
点,则求二阶导);
求二阶导往往需要构造新函数,令一阶导函数或一阶导函数中变号部分为新函数,对
新函数再求导.
(7)借助二阶定区间(通过二阶导正负判断一阶导函数的单调性,进而判断一阶导函
数正负区间段);
类型二:含参数单调性讨论
(1)求导化简定义域(化简应先通分,然后能因式分解要进行因式分解,定义域需要
注意是否是一个连续的区间);
(2)变号保留定号去(变号部分:导函数中未知正负,需要单独讨论的部分.定号部
分:已知恒正或恒负,无需单独讨论的部分);
(3)恒正恒负先讨论(变号部分因为参数的取值恒正恒负);然后再求有效根;
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(4)根的分布来定参(此处需要从两方面考虑:根是否在定义域内和多根之间的大小
关系);
(5)导数图像定区间;
【解题方法总结】
1、求可导函数单调区间的一般步骤
(1)确定函数 的定义域;
(2)求 ,令 ,解此方程,求出它在定义域内的一切实数;
(3)把函数 的间断点(即 的无定义点)的横坐标和 的各实根按由
小到大的顺序排列起来,然后用这些点把函数 的定义域分成若干个小区间;
(4)确定 在各小区间内的符号,根据 的符号判断函数 在每个相应小
区间内的增减性.
注:①使 的离散点不影响函数的单调性,即当 在某个区间内离散点处为
零,在其余点处均为正(或负)时, 在这个区间上仍旧是单调递增(或递减)的.例
如,在 上, ,当 时, ;当 时, ,而显然
在 上是单调递增函数.
②若函数 在区间 上单调递增,则 ( 不恒为0),反之不成
立.因为 ,即 或 ,当 时,函数 在区间 上
单调递增.当 时, 在这个区间为常值函数;同理,若函数 在区间
上单调递减,则 ( 不恒为0),反之不成立.这说明在一个区间上函
数的导数大于零,是这个函数在该区间上单调递增的充分不必要条件.于是有如下结论:
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单调递增; 单调递增 ;
单调递减; 单调递减 .
必考题型全归纳
题型一:利用导函数与原函数的关系确定原函数图像
【例1】(2024·全国·高三专题练习)设 是函数 的导函数, 的图象如
图所示,则 的图象最有可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由导函数的图象可得当 时, ,函数 单调递增;
当 时, ,函数 单调递减;
当 时, ,函数 单调递增.
只有C选项的图象符合.
故选:C.
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【对点训练1】(多选题)(2024·全国·高三专题练习)已知函数 的定义域为 且导函
数为 ,如图是函数 的图像,则下列说法正确的是
A.函数 的增区间是
B.函数 的增区间是
C. 是函数的极小值点
D. 是函数的极小值点
【答案】BD
【解析】先由题中图像,确定 的正负,得到函数 的单调性;从而可得出函数极大
值点与极小值点,进而可得出结果.由题意,当 时, ;当 , ;
当 时, ;
当 时, ;
即函数 在 和 上单调递增,在 上单调递减,
因此函数 在 时取得极小值,在 时取得极大值;
故A错,B正确;C错,D正确.
故选:BD.
【对点训练2】(2024·黑龙江齐齐哈尔·统考二模)已知函数 的图象如图所示
(其中 是函数 的导函数),下面四个图象中可能是 图象的是( )
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A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由 的图象知,当 时, ,故 , 单调
递增;
当 时, ,故 ,当 , ,故 ,
等号仅有可能在x=0处取得,
所以 时, 单调递减;
当 时, ,故 , 单调递增,结合选项只有C符合.
故选:C.
【对点训练3】(2024·陕西西安·校联考一模)已知定义在 上的函数 的大致图
像如图所示, 是 的导函数,则不等式 的解集为( )
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A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】若 ,则 单调递减,图像可知, ,
若 ,则 单调递增,由图像可知 ,
故不等式 的解集为 .
故选:C
【解题方法总结】
原函数的单调性与导函数的函数值的符号的关系,原函数 单调递增 导函数
(导函数等于0,只在离散点成立,其余点满足 );原函数单调递减
导函数 (导函数等于0,只在离散点成立,其余点满足 ).
题型二:求单调区间
【例2】(2024·江西鹰潭·高三贵溪市实验中学校考阶段练习)函数 的单调
递增区间为( )
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A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数的定义域为 .
,则 .
令 ,解得 .
故选:D
【对点训练4】(2024·全国·高三专题练习)函数 ( )
A.严格增函数
B.在 上是严格增函数,在 上是严格减函数
C.严格减函数
D.在 上是严格减函数,在 上是严格增函数
【答案】D
【解析】已知 , ,则 ,
令 ,即 ,解得 ,
当 时, ,所以在 上是严格减函数,
当 时, ,所以在 上是严格增函数,
故选:D.
【对点训练5】(2024·全国·高三专题练习)函数 的单调递增区间( )
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A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由 ,可得 或 ,
所以函数 的定义域为 .
求导可得 ,当 时, ,由函数定义域可知, ,
所以函数 的单调递增区间是 .
故选:A.
【对点训练6】(2024·高三课时练习)函数 (a、b为正数)的严格减区间是
( ).
A. B. 与
C. 与 D.
【答案】C
【解析】由题得 .
由 ,令 解得 或 .
所以函数 的严格减区间是 与 .
选项D,本题的两个单调区间之间不能用“ ”连接,所以该选项错误.
故选:C
【解题方法总结】
求函数的单调区间的步骤如下:
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(1)求 的定义域
(2)求出 .
(3)令 ,求出其全部根,把全部的根在 轴上标出,穿针引线.
(4)在定义域内,令 ,解出 的取值范围,得函数的单调递增区间;令
,解出 的取值范围,得函数的单调递减区间.若一个函数具有相同单调性的区
间不只一个,则这些单调区间不能用“ ”、“或”连接,而应用“和”、“,”隔开.
题型三: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
【例3】(2024·宁夏银川·银川一中校考三模)若函数 在区间 上不
单调,则实数m的取值范围为( )
A. B.
C. D.m>1
【答案】B
【解析】函数 的定义域为 ,
且 ,
令 ,得 ,
因为 在区间 上不单调,
所以 ,解得:
故选:B.
【对点训练7】(2024·陕西西安·统考三模)若函数 在区间 上单调
递增,则 的取值范围是( )
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A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数 在区间 上单调递增,
所以 在区间 上恒成立,
即 在区间 上恒成立,
令 ,
则 ,
所以 在 上递增,又 ,
所以 .
所以 的取值范围是 .
故选:B
【对点训练8】(2024·全国·高三专题练习)若函数 且 在区
间 内单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令 ,则 ,
当 或 时, ,当 时, ,
所以 在 和 上递减,在 上递增,
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当 时, 为增函数,且函数 在区间 内单调递增,
所以 ,解得 ,
此时 在 上递增,则 恒成立,
当 时, 为减函数,且函数 在区间 内单调递增,
所以 ,无解,
综上所述, 的取值范围是 .
故选:A.
【对点训练9】(2024·全国·高三专题练习)已知函数 在区间 上是
减函数,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意, 在 上恒成立,
即 在 上恒成立,
因为 在 上单调递增,所以 ,
所以在 时, ,
所以 .
故选:B
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【对点训练10】(2024·全国·高三专题练习)三次函数 在 上是减函
数,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对函数 求导,得
因为函数 在 上是减函数,则 在 上恒成立,
即 恒成立,
当 ,即 时, 恒成立;
当 ,即 时, ,则 ,即 ,
因为 ,所以 ,即 ;
又因为当 时, 不是三次函数,不满足题意,
所以 .
故选:A.
【对点训练11】(2024·青海西宁·高三校考开学考试)已知函数 .若对任
意 , ,且 ,都有 ,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意,不妨取 ,则 可转化为 ,
即 .
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令 ,则对任意 , ,且 ,
都有 ,
所以 在 上单调递增,即 在 上恒成立,
即 在 上恒成立.
令 , ,则 , ,
令 ,得 ,令 ,得 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,所以 ,所以
,
即实数a的取值范围是 ,
故选:A
【对点训练12】(2024·全国·高三专题练习)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. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵ ,
∴ ,
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若 在区间 内存在单调递增区间,则 有解,
故 ,
令 ,则 在 单调递增,
,
故 .
故选:D.
【对点训练13】(2024·全国·高三专题练习)若函数 在其定义域的一
个子区间 内不是单调函数,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为函数 的定义域为 ,
所以 ,即 ,
,
令 ,得 或 (舍去),
因为 在定义域的一个子区间 内不是单调函数,
所以 ,得 ,
综上, ,
故选:D
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【对点训练14】(2024·全国·高三专题练习)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.
【答案】B
【解析】 函数 在区间 上存在单调增区间, 函数 在区间 上存在
子区间使得不等式 成立. ,设
,则 或 ,即 或 ,得 ,故
选B.
考点:导数的应用.
【例4】(2024·全国·高三专题练习)已知函数 在 ,
上单调递增,在 上单调递减,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由 ,得 .
因为 在 , 上单调递增,在 上单调递减,
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所以方程 的两个根分别位于区间 和 上,
所以 ,即
解得 .
故选:A.
【对点训练15】(2024·全国·高三专题练习)已知函数
的单调递减区间是 ,则 ( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】函数 ,则导数
令 ,即 ,
∵ , 的单调递减区间是 ,
∴0,4是方程 的两根,
∴ , ,
∴
故选:B.
【解题方法总结】
(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.
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(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.
题型四:不含参数单调性讨论
【例5】(2024·全国·高三专题练习)已知函数 .试判断函数
在 上单调性并证明你的结论;
【解析】函数 在 上为减函数,证明如下:
因为 ,所以 ,
又因为 ,所以 , ,所以 ,
即函数 在 上为减函数.
【对点训练16】(2024·广东深圳·高三深圳外国语学校校考阶段练习)已知
若 ,讨论 的单调性;
【解析】若 ,则 ,求导得 ,
令 可得 ,令 可得 ,
故 在 上单调递减;在 上单调递增.
【对点训练17】(2024·贵州·校联考二模)已知函数 .
(1)求曲线 在点 处的切线方程;
(2)讨论 在 上的单调性.
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【解析】(1) ,
∴ ,又 ,
∴曲线 在点 处的切线方程是 ,
即 ;
(2)令 ,
则 在 上递减,且 , ,
∴ ,使 ,即 ,
当 时, ,当 时, ,
∴ 在 上递增,在 上递减,
∴ ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,显然,等号不成立,故 ,
∴ 在 上是减函数.
【对点训练18】(2024·湖南长沙·高三长沙一中校考阶段练习)已知函数
, .
(1)若 ,求a的取值范围;
(2)求函数 在 上的单调性;
【解析】(1)由题意知 的定义域为R.
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①当 时,由 得 ,设 ,则 ,
当 时, ,故 在 上单调递减;当 时, ,故
在 上单调递增,
所以 ,因此 .
②当 时,若 ,因为 ,不合题意.所以 ,此时 恒成
立.
③当 时, ,此时 .
综上可得,a的取值范围是 .
(2)设 , ,则 ,所以 在 上单调递减,
所以 ,即 在 上恒成立. 所以 .
又由(1)知 ,
所以当 时, ,
所以 在 上单调递增.
【对点训练19】(2024·全国·高三专题练习)已知函数 .
判断 的单调性,并说明理由;
【解析】
令 ,
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在 上递增, , ,
在 上单调递增.
【解题方法总结】
确定不含参的函数的单调性,按照判断函数单调性的步骤即可,但应注意一是不能漏
掉求函数的定义域,二是函数的单调区间不能用并集,要用“逗号”或“和”隔开.
题型五:含参数单调性讨论
情形一:函数为一次函数
【例6】(2024·山东聊城·统考三模)已知函数 .
讨论 的单调性;
【解析】 , ,
①当 ,即 时, , 在区间 单调递增.
②当 ,即 时,
令 ,得 ,令 ,得 ,
所以 在区间 单调递增;在区间 单调递减.
③当 ,即 时,
若 ,则 , 在区间 单调递增.
若 ,令 ,得 ,令 ,得 ,
所以 在区间 单调递减;在区间 单调递增.
综上, 时, 在区间 单调递增;在区间 单调递减;
时, 在区间 单调递增
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时, 在区间 单调递减、在区间 单调递增.
【对点训练20】(2024·湖北黄冈·黄冈中学校考二模)已知函数
.
讨论函数 的单调性;
【解析】 的定义域为
若 ,则 在 单调递增;
若 ,令 ,解得 (舍去)
当 时, ,函数 在 上单调递增,
当 时, ,函数 在 上单调递减,
【对点训练21】(2024·全国·模拟预测)已知函数 .
讨论函数 的单调性;
【解析】因为 ,
所以 .
因为 ,若 ,即 时, 在 上单调递增,
若 ,即 时,
令 ,得 ;
令 ,得 ,
[在此处键入][在此处键入]
所以 在 上单调递增,在 上单调递减.
综上,当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 上单调递增,在 上单调递减.
【对点训练22】(2024·福建泉州·泉州五中校考模拟预测)已知函数 .
讨论 的单调性;
【解析】由函数 ,可得 ,
设 ,可得 ,
①当 时, ,所以 在 单调递增;
②当 时,令 ,解得 .
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增.
综上,当 时, 在 单调递增;
当 时, 在 单调递减,在 单调递增.
情形二:函数为准一次函数
【对点训练23】(2024·云南师大附中高三阶段练习)已知函数 .
讨论 的单调性;
【解析】
函数 的定义域为 , .
令 ,解得 ,
[在此处键入][在此处键入]
则有当 时, ;当 时, ;
所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
【对点训练24】(2024·北京·统考模拟预测)已知函数 .
(1)当 时,求曲线 在 处的切线方程;
(2)设 ,讨论函数 的单调性;
【解析】(1) ,
,
,
当 时, ,
切点坐标为 ,
又 , 切线斜率为 ,
曲线 在 处切线方程为:
.
(2) , ,
, ,
, ,
①当 时, 成立,
的单调递减区间为 ,无单调递增区间.
②当 时,令 ,
所以当 时, , 在 上单调递减
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时, , 在 上单调递增
综上: 时, 的单调递减区间为 ,无单调递增区间;
时, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
【对点训练25】(2024·陕西安康·高三陕西省安康中学校考阶段练习)已知函数
.
讨论 的单调性;
【解析】∵ ,∴ ,
①当 时, 恒成立,此时 在 上单调递增;
②当 时,令 ,解得 ,
当 时, , 在区间 上单调递减,
当 时, , 在区间 上单调递增.
综上所述,当 时, 在 上单调递增;当 时, 在区间
上单调递减,在区间 上单调递增.
情形三:函数为二次函数型
方向1、可因式分解
【对点训练26】(2024·山东济宁·嘉祥县第一中学统考三模)已知函数
.
讨论函数 的单调性;
【解析】因为 ,该函数的定义域为 ,
[在此处键入][在此处键入]
.
因为 ,由 得: 或 .
①当 ,即 时, 对任意的 恒成立,且 不恒为零,
此时,函数 的增区间为 ,无减区间;
②当 ,即 时,由 得 或 ;由 得 .
此时,函数 的增区间为 、 ,减区间为 ;
③当 ,即 时,由 得 或 ;由 得 .
此时函数 的增区间为 、 ,减区间为 .
综上所述:当 时,函数 的增区间为 ,无减区间;
当 时,函数 的增区间为 、 ,减区间为 ;
当 时,函数 的增区间为 、 ,减区间为 .
【对点训练27】(2024·湖北咸宁·校考模拟预测)已知函数
,其中 .
讨论函数 的单调性;
【解析】函数 的定义域为 .
①若 时,
[在此处键入][在此处键入]
1
- 0 + 0 -
极小值 极大值
②若 时, 恒成立, 单调递减,
③若 时
1
- 0 + 0 -
极小
极大值
值
④若 时, 时, 单调递减; 时, 单调
递增.
综上所述,当 时, 单调递减, 单调递增,
单调递减;当 时, 单调递减;当 时,
单调递减, , 单调递增, 单调递减;当
时, 单调递减, 单调递增.
【对点训练28】(2024·北京海淀·高三专题练习)设函数 .
(1)若曲线 在点 处的切线与 轴平行,求 ;
(2)求 的单调区间.
【解析】(1)因为 ,
所以
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.
.
由题设知 ,即 ,解得 .
此时 .
所以 的值为1
(2)由(1)得 .
1)当 时,令 ,得 ,
所以 的变化情况如下表:
单调递增 极大值 单调递减
2)当 ,令 ,得 或2
①当 时, ,所以 的变化情况如下表:
2
0 0
单调递 单调递
极小值 极大值 单调递减
减 增
②当 时,
(ⅰ)当 即 时,
2
[在此处键入][在此处键入]
0 0
单调递 单调递
极大值 极小值 单调递增
增 减
(ⅱ)当 即 时, 恒成立,所以 在 上单调递增;
(ⅲ)当 即 时,
2
0 0
单调递 单调递
极大值 极小值 单调递增
增 减
综上,
当 时, 的单调递增区间是 ,单调递减区间是 和 ;
当 时, 的单调递增区间是 ,单调递减区间是 ;
当 时, 的单调递增区间是 和 ,单调递减区间为 ;
当 时, 的单调递增区间是 ,无单调递减区间;
当 时, 的单调递增区间是 和 ,单调递减区间是 .
【对点训练29】(2024·广西玉林·统考模拟预测)已知函数 ,
.
讨论 的单调区间;
【解析】 的定义域为 ,
若 ,当 时, , 单调递增;
[在此处键入][在此处键入]
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增.
若 ,则 恒成立, 在 上单调递增.
综上,当 时, 的单调递增区间为 , ,单调递减区间为 ;
当 时, 的单调递增区间为 ,无单调递减区间
【对点训练30】(2024·河南郑州·统考模拟预测)已知 .
讨论 的单调性;
【解析】因为 定义域为 ,
所以 ,
若 时,则 ,所以 在 上单调递增,
若 时,则 ,所以 在 上单调递增,
若 时, ,则 ,当 时 , 在 上单调递
减,
当 或 时 , 在 , 上单调递增,
若 时, ,则 ,当 时 , 在 上单调递减,
当 或 时 , 在 , 上单调递增,
[在此处键入][在此处键入]
综上可得,当 或 时 在 上单调递增;
当 时 在 上单调递减, 在 , 上单调递增;
当 时 在 上单调递减,在 , 上单调递增.
方向2、不可因式分解型
【对点训练31】(2024·河南驻马店·统考二模)已知函数 ,
.
讨论 的单调性;
【解析】由题意可得 的定义域为 ,且 .
令 ,则 , .
当 ,即 时, , 在 上单调递增.
当 ,即 或 时, 有两个根 ,
.
若 , , ,则当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减;
若 , ,则当 或 时, , 单调递
增,
当 时, , 单调递减.
[在此处键入][在此处键入]
综上,当 时, 在 上单调递增,在 上单调递减;
当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 和 上单调递增,在 上单调递减.
【对点训练32】(2024·重庆·统考模拟预测)已知函数 .
讨论函数 的单调性;
【解析】函数 的定义域为 ,求导得 ,
①当 ,即 时, 恒成立,此时 在 上单调递减;
②当 ,即 时,由 解得, ,
由 解得, ,由 解得 或
,
此时 在 上单调递增,在 和 上单调递减;
③当 ,即 时,由 解得 或 (舍),
由 解得 ,由 解得 ,
此时 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以当 时,函数 在 上单调递减;
当 时,函数 在 上单调递增,在 和
上单调递减;
[在此处键入][在此处键入]
当 时,函数 在 上单调递增,在 上单调递减.
【对点训练33】(2024·广东·统考模拟预测)已知函数 , .
讨论 的单调性;
【解析】依题意 .
若 ,则 ,故当 时, ,当 时, .
若 ,令 , ,令 ,解得 或 .
①若 ,则 .
②若 ,则 .
③若 且 ,令 ,得 , .
若 ,则 ,当 时, ,
当 时, ,当 时, ;
若 ,则 ,当 时, ,
当 时, ,当 时, .
综上所述:若 ,则 在R上单调递增;
若 ,则 在 和 上单调递增,
在 上单调递减;
[在此处键入][在此处键入]
若 ,则 在 上单调递减,在 上单调递增;
若 ,则 在 和 上单调递减,
在 上单调递增;
若 ,则 在R上单调递减;
【对点训练34】(2024·江苏·统考模拟预测)已知函数 .
讨论函数 的单调性;
【解析】易知 ,又因为 ,
令 , ,
①当 ,即 时, 恒成立,所以 ,此时, 在区间 上
是增函数;
②当 ,得到 或 ,又 ,其对称轴为
,且 ,所以,
当 时, ,所以 在区间 上恒成立,
即 在区间 上恒成立,此时 在区间 上是增函数;
当 时, ,且 ,由 ,
得到 或 ,
[在此处键入][在此处键入]
时, , 时,
即 时, ,
时,
此时, 在 上是减函数,
在 上是增函数.
综上所述,当 时, 在 上是增函数;
当 时, 在 上是减函数,
在 上是增函数.
【解题方法总结】
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.
情形四:函数为准二次函数型
【对点训练35】(2024·全国·高三专题练习)已知函数 , ,
其中 .
讨论函数 的单调性;
[在此处键入][在此处键入]
【解析】 , ,
当 时, ,函数 在 上单调递增,
当 时,当 时, ,当 时, ,
即函数 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以当 时,函数 在 上单调递增;
当 时,函数 在 上单调递减,在 上单调递增.
【对点训练36】(2024·河南郑州·统考模拟预测)已知 .
( )
讨论 的单调性;
【解析】因为 ,
所以 ,
若 时, 单调递减, 时, , 单调递
增;
若 ,由 得 或 ,
设 ,则 ,
时, 单调递减,
时, 单调递增,
所以 ,所以 ,
所以 时, 单调递减,
[在此处键入][在此处键入]
, 时, , 单调递增.
综上得,当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,
当 时, 在 上单调递减,在 , 上单调递增.
【对点训练37】(2024·陕西咸阳·武功县普集高级中学校考模拟预测)已知
.
讨论函数 的单调性;
【解析】由题知, .
当 时,当 时, ;当 时, ,
在区间 上是㺂函数,在区间 上是增函数;
当 时, ;当 或 时, ;当 时,
;
在区间 上是增函数,在区间 上是减函数,在区间 上是增函数;
当 时, 在区间 上是增函数;
当 时, ;当 或 时, ;当 时, ;
在区间 上是增函数,在区间 上是减函数,在区间 上是增函数;
综上所述,当 时, 在区间 上是减函数,在区间 上是增函数;
当 时, 在区间 上是增函数,在区间 上是减函数,在区间
上是增函数;
当 时, 在区间 上是增函数;
[在此处键入][在此处键入]
当 时, 在区间 上是增函数,在区间 上是减函数,在区间 上
是增函数.
【对点训练38】(2024·重庆沙坪坝·重庆八中校考模拟预测)已知函数
,
讨论函数 的单调性;
【解析】 ,
令 ,则两根分别为 .
1、当 时, 在 恒成立,故 的单调递增区间为 ,
无单调递减区间;
2、当 时,令 得 或 ,令 得 ,
所以 单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
3、当 时,令 得 或 时,令 得 ,
所以 单调递增区间为 ,单调递减区间为 .
综上当 时, 的单调递增区间为 ,无单调递减区间;当 时,
单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;当 时, 单调递增区
间为 ,单调递减区间为 .
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题型六:分段分析法讨论
【例7】(2024·陕西·西北工业大学附属中学模拟预测(理))已知函数
( ,且 )
求函数 的单调区间;
【解析】
的定义域为 , ( ,且
)
显见, .
①当 时, , .
若 ,则 , ,得 .
于是, .
若 ,则 , ,得 ,
于是,
∴当 时, , 即 在 上单调递增
②当 时, ,
若 ,则 , ,得 .
于是,
若 ,则 , ,得 ,
于是,
∴当 时, .即 在 上单调递减
综上得, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为
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【对点训练39】(2024·广东广州·统考模拟预测)设函数 ,其中 .
讨论 的单调性;
【解析】由
① 时,由 ,令 ,解得 ,
所以 时, 时, ,
则 在 单调递增,在 单调递减;
② 时,由 ,
(i) 时,因为 ,则 在 单调递增,
(ii) 时, ,解得 或 ,
所以 时, 时, ,
则 在 , 上单调递增,在 单调递减;
(iii) 时,由 ,
所以 时, 时, ,
则 在 , 上单调递增,在 单调递减;
综上: 时, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
[在此处键入][在此处键入]
时, 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 ;
时, 的单调递增区间为 ;
时, 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为
;
【对点训练40】(2024·全国·高三专题练习)已知函数 .判断函数
的单调性.
【解析】因为 ,定义域为 ,
,
令 ,因为 ,则 ,
可得 在 上单调递减,所以 ,
所以当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减.
【对点训练41】(2024·全国·模拟预测)设 ,函数
.
讨论 在 的单调性;
【解析】因为 ,所以 在 有定义,
,
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设 ,则
.
当 时, ,所以 在 单调递增,
而 ,所以当 时 时 ,
因此 在 单调递减,在 单调递增;
【解题方法总结】
1、二次型结构 ,当且仅当 时,变号函数为一次函数.此种情况是最
特殊的,故应最先讨论,遵循先特殊后一般的原则,避免写到最后忘记特殊情况,导致丢
解漏解.
2、对于不可以因式分解的二次型结构 ,我们优先考虑参数取值能不能引
起恒正恒负.
3、注意定义域以及根的大小关系
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