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第二节 导数与函数的单调性.docx

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第二节导数与函数的单调性

1.结合实例,借助几何直观了解函数的单调性与导数的关系.

2.能利用导数研究函数的单调性,对于多项式函数,能求不超过三次的多项式函数的单调区间.

1.f(x)是f(x)的导函数,若f(x)的图象如图所示,则f(x)的图象可能是()

解析:C由f(x)的图象知,当x∈(-∞,0)时,f(x)>0,∴f(x)单调递增;当x∈(0,x1)时,f(x)<0,∴f(x)单调递减;当x∈(x1,+∞)时,f(x)>0,∴f(x)单调递增.故选C.

2.下列函数中,在(0,+∞)上单调递增的是()

A.f(x)=2sinxcosx B.g(x)=x3-x

C.h(x)=xex D.m(x)=-x+lnx

解析:Ch(x)=xex,定义域为R,h(x)=(x+1)ex,当x>0时,h(x)>0,∴h(x)在(0,+∞)上单调递增.

3.(2024·驻马店模拟)已知函数f(x)=x33-ax在R上是增函数,则a的取值范围为(

A.(-∞,0) B.(-∞,0]

C.(-∞,-1) D.(-∞,1)

解析:B因为f(x)=x33-ax在R上是增函数,所以任意x∈R,f(x)≥0恒成立,所以任意x∈R,x2-a≥0恒成立,所以任意x∈R,x2≥a恒成立,所以a≤(x2)min=0,

4.函数f(x)=(x-2)ex的单调递增区间为.

答案:(1,+∞)

解析:f(x)的定义域为R,f(x)=(x-1)ex,令f(x)=0,得x=1,当x∈(1,+∞)时,f(x)>0;当x∈(-∞,1)时,f(x)<0,∴f(x)的单调递增区间为(1,+∞).

1.若函数f(x)在(a,b)上单调递增,则当x∈(a,b)时,f(x)≥0恒成立;若函数f(x)在(a,b)上单调递减,则当x∈(a,b)时,f(x)≤0恒成立.

2.若函数f(x)在(a,b)上存在单调递增区间,则当x∈(a,b)时,f(x)>0有解;若函数f(x)在(a,b)上存在单调递减区间,则当x∈(a,b)时,f(x)<0有解.

1.已知f(x)是定义在(a,b)内的可导函数,则“f(x)>0”是“f(x)在(a,b)内为增函数”的()

A.充分不必要条件 B.必要不充分条件

C.充要条件 D.既不充分也不必要条件

解析:A由结论1知选A.

2.若函数f(x)=ex+ax-12x2存在单调递减区间,则实数a的取值范围是(

A.(-1,+∞) B.(0,+∞)

C.(-∞,-1) D.(-∞,0)

解析:C函数f(x)的定义域是R,则f(x)=ex+a-x.由结论2,若f(x)存在单调递减区间,则a<(x-ex)max.令g(x)=x-ex,则g(x)=1-ex,令g(x)>0,解得x<0,令g(x)<0,解得x>0,故g(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,故g(x)max=g(0)=-1,故a<-1.故选C.

函数的单调性

考向1不含参函数的单调性

【例1】(1)函数f(x)=2x2-lnx的单调递减区间是()

A.(-12,12) B.(12

C.(0,12) D.(-∞,-12)∪(12

(2)若函数f(x)=lnx+1ex,则函数f(

答案:(1)C(2)(1,+∞)

解析:(1)因为函数f(x)=2x2-lnx,定义域为(0,+∞),所以f(x)=4x-1x=4x2-1x=4(x-12)(x+12)x,由f(x)<0,解得0

(2)f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)=1x-lnx-1ex,令φ(x)=1x-lnx-1(x>0),则φ(x)=-1x2-1x<0,∴φ(x)在(0,+∞)上单调递减,且φ(1)=0,∴当x∈(0,1)时,φ(x)>0,f(x)>0,当x∈(1,+∞)时,φ(x)<0,f(x)<0,∴f(x)在(0,1

解题技法

利用导数求函数单调区间的方法

(1)当导函数不等式可解时,解不等式f(x)>0或f(x)<0,求出单调区间;

(2)当方程f(x)=0可解时,解出方程的实根,依照实根把函数的定义域划分为几个区间,确定各区间f(x)的符号,从而确定单调区间;

(3)若导函数对应的方程、不等式都不可解,根据f(x)的结构特征,利用图象与性质确定f(x)的符号,从而确定单调区间.

考向2含参函数的单调性

【例2】已知f(x)=x22-(1+a)x+alnx,其中a为实数,讨论f(x)

解:f(x)=x-(a+1)+ax=x2-(a+1)

①当a≤0时,由f(x)<0得0<x<1;

由f(x)>0得x>1.

所以f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增;

②当0<a<1时,由f(x)<0得a<x<1;

由f(x)

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