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用导数求单调性的题型
1.函数的单调性与导数注意点:
(1)在利用导数来讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域,即解决
问题的过程中,只能在定义域内通过讨论导数的符号判断函数的单调区间.
(2)一般利用使导数等于零的点来对函数划分单调区间.
(3)如果一个函数具有相同单调性的单调区间不止一个,那么这些单调区间中
间不能用“∪”连接,而只能用“逗号”或“和”字隔开.
(4)注意在某一区间内f'(x)>0(或f'(x)<0)是函数f(x)在该区间上为增(或减)
函数的充分不必要条件,而不是充要条件.(例如f(x)=x
3).
(5)如果函数在某个区间内恒有f'(x)=0,则f(x)为常数函数.如f(x)=3,
则f'(x)=3'=0.
(6)利用导数的符号判断函数的增减性,这是导数的几何意义在研究曲线变化
规律中的一个应用,它充分体现了数形结合思想.
(7)若在某区间上有有限个点使f'(x)=0,在其余的点恒有f'(x)>0,则f(x)
在该区间上仍为增函数.
2.求函数的单调区间的方法
求函数的单调区间,就是解不等式f′(x)>0 或f′(x)<0,这些不等式的解
就是所求的单调区间.
求函数单调区间的步骤如下:
(1)求f(x)的定义域;
(2)求出f'(x);
(3)解不等式f'(x)>0(或f'(x)<0)可得函数的增区间(或减区间).
题型一:利用导数求函数的单调区间
例:求下列函数的单调区间.
y=2x
3-3x
解:由题意得y′=6x
2-3.
令y′=6x
2-3>0,解得x<-2
2 或x>2
2 ,
当x∈(-∞,-
2
2 )时,函数为增函数,当x∈(
2
2 ,+∞)时,函数也为增函数.
2
令y′=6x
2-3<0,
解得-2
2 <x<2
2 ,
当x∈(-2
2 ,2
2 )时,函数为减函数.
故函数的递增区间为(-∞,-2
2 )和( 2
2 ,+∞),递减区间为(-2
2 ,2
2 ).
例:讨论函数f(x)=bx
x
2-1(-1<x<1,b≠0)的单调性.
【思路探究】 (1)函数的定义域是怎样的?函数是奇函数还是偶函数?(2)若先
讨论x∈(0,1)上的单调性,能否判断f′(x)在(0,1)上的正负?b 的取值对其有
影响吗?
解:因f(x)的定义域为(-1,1);函数f(x)是奇函数,∴只需讨论函数在(0,1)
上的单调性.
∵f′(x)=
2
2
2
)1
(
)1
(
x
x
b
当0<x<1 时,x
2+1>0,(x
2-1)
2>0,∴
0
)1
(
)1
(
2
2
2
x
x
∴当b>0 时,f′(x)<0.∴函数f(x)在(0,1)上是减函数;
当b<0 时,f′(x)>0,∴函数f(x)在(0,1)上是增函数;
又函数f(x)是奇函数,而奇函数的图象关于原点对称,从而可知:
当b>0 时,f(x)在(-1,1)上是减函数;
当b<0 时,f(x)在(-1,1)上是增函数.
规律方法:
1.利用导数判断或证明一个函数在给定区间上的单调性,实质上就是判断或证
明不等式
f′(x)>0(f′(x)<0)在给定区间上恒成立.一般步骤为:①求导数f′(x);②
判断f′(x)的符号;③给出单调性结论.
2.导数的正负决定了函数的增减,当导函数中含有参数时,应注意对参数进行
分类讨论.
题型二:利用函数单调性求参数
3
例:(2013·郑州模拟)函数f(x)=ax+xln x,且图象在点
))
1
(
,
1
(
e
f
e
处的切线斜
率为1(e 为i 自然对数的底数).(1)求实数a 的值;(2)设
( )
( )
1
f x
x
g x
x
,研究
函数g(x)的单调性
解:(1)f(x)=ax+xln x,f′(x)=a+1+ln x,依题意
)
1
(' e
f
=a=1,所以a
=1.
(2)因为
( )
( )
1
f x
x
g x
x
=xln x
x-1 ,所以g′(x)=x-1-ln x
x-
2 .
设φ(x)=x-1-ln x,则φ′(x)=1-1
x.
当x>1 时,φ′(x)=1-1
x>0,φ(x)是增函数,
对∀x>1,φ(x)>φ(1)=0,即当x>1 时,g′(x)>0,故g(x)在(1,+∞)上为增
函数;
当0<x<1 时,φ′(x)=1-1
x<0,φ(x)是减函数,
对∀x∈(0,1),φ(x)>φ(1)=0,即当0<x<1 时,g′(x)>0,故g(x)在(0,1)上
为增函数.
方法规律:1.导数法求函数单调区间的一般步骤
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)求导数f′(x);
(3)在函数f(x)的定义域内解不等式f′(x)>0 和f′(x)<0;
(4)根据(3)的结果确定函数f(x)的单调区间.
2.导数法证明函数f(x)在(a,b)内的单调性的步骤:
(1)求f′(x);
(2)确认f′(x)在(a,b)内的符号;
(3)作出结论:f′(x)>0 时为增函数;f′(x)<0 时为减函数.
3.导数法求参数的取值范围:已知函数的单调性,求参数的取值范围,应用条
件f′(x)≥0(或f′(x)≤0),x∈(a,b),转化为不等式恒成立求解.