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专题10 求函数的单调区间
【热点聚焦与扩展】
从高考来看,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系.(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)证明不等式、研究函数的零点等.(5)考查数形结合思想的应用.单调性是函数的一个重要性质,对函数作图起到决定性的作用,而导数是分析函数单调区间的一个便利工具.高考对单调性的考查有小题,但多出现在大题中,涉及单调性应用的题目较多.
1、函数的单调性:在内可导函数,在任意子区间内都不恒等于0.
在上为增函数.
在上为减函数.
2、导数与单调区间的联系
(1)函数在可导,那么在上单调递增.此结论可以这样理解:对于递增的函数,其图像有三种类型: ,无论是哪种图形,其上面任意一点的切线斜率均大于零.
等号成立的情况:一是单调区间分界点导数有可能为零,例如:的单调递增区间为,而,另一种是位于单调区间内但导数值等于零的点,典型的一个例子为在处的导数为0,但是位于单调区间内.
(2)函数在可导,则在上单调递减
(3)前面我们发现了函数的单调性可以决定其导数的符号,那么由的符号能否推出在的单调性呢?如果不是常值函数,那么便可由导数的符号对应推出函数的单调性.(这也是求函数单调区间的理论基础)
3、利用导数求函数单调区间的步骤
(1)确定函数的定义域
(2)求出的导函数
(3)令(或),求出的解集,即为的单调增(或减)区间
(4)列出表格
4、求单调区间的一些技巧
(1)强调先求定义域,一方面定义域对单调区间有限制作用(单调区间为定义域的子集).另一方面通过定义域对取值的限制,对解不等式有时会起到简化的作用,方便单调区间的求解
(2)在求单调区间时优先处理恒正恒负的因式,以简化不等式
(3)一般可令,这样解出的解集就是单调增区间(方便记忆),若不存在常值函数部分,那么求减区间只需要取增区间在定义域上的补集即可(简化求解的步骤)
(4)若的解集为定义域,那么说明是定义域上的增函数,若的解集为,那么说明没有一个点切线斜率大于零,那么是定义域上的减函数
(5)导数只是求单调区间的一个有力工具,并不是唯一方法,以前学过的一些单调性判断方法也依然好用,例如:增+增→增,减+减→减,增→减,复合函数单调性同增异减等.如果能够通过结论直接判断,那么就无需用导数来判定.
5、求单调区间的一些注意事项
(1)单调区间可以用开区间来进行表示,如果用闭区间那么必须保证边界值在定义域内.例如函数的单调减区间为,若写成就出错了(0不在定义域内).
(2)如果增(或减)区间有多个,那么在书写时用逗号隔开,一定不要用并集的符号.有些同学觉得不等式的解集是多个部分时用“”连接,那么区间也一样,这个观点是错误的.并集是指将两个集合的元素合并到一起成为一个集合,用在单调区间上会出现问题.依然以为例,如果写成,那么就意味着从合并在一起的集合中任取两个变量,满足单调减的条件.由性质可知,如果在两个区间里各取一个,是不满足单调减的性质的.
【经典例题】
例1. (2019·广东高考模拟(理))已知满足,则的单调递减区间是____.
例2.(2019年高考全国Ⅲ卷理)已知函数.
(1)讨论的单调性;
例3.(2018·全国高考真题(文))(2018年新课标I卷文)已知函数.
(1)设是的极值点.求,并求的单调区间;
例4.(2017课标1)已知函数=ex(ex﹣a)﹣a2x.
(1)讨论的单调性;
例5.(2016北京理数)设函数,曲线在点处的切线方程为,
(1)求,的值;
(2)求的单调区间.
例6.(2018届北京市西城区156中学高三上期中)已知函数.
()当时,求函数的极值点.
()求函数的单调区间.
例7. (2019·天津高三期中(理))已知函数,。
(Ⅰ)若 ,求的值;
(Ⅱ)讨论函数的单调性。
例8.(2019·北京高考模拟(理))已知函数 .
(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)当时,
(ⅰ)求的单调区间;
(ⅱ)若在区间内单调递减,求的取值范围.
【精选精练】
1.(2018届高考二轮训练)已知函数f(x)=x2-5x+2ln x,则函数f(x)的单调递增区间是( )
A. 和(1,+∞) B. (0,1)和(2,+∞)
C. 和(2,+∞) D. (1,2)
2.(2019·山西高考模拟(文))已知函数,则下列说法正确的是( )
A.函数是奇函数,且在上是减函数
B.函数是奇函数,且在上是增函数
C.函数是偶函数,且在上是减函数
D.函数是偶函数,且在上是增函数
3.(2018届湖北省天门、仙桃、潜江高三上期末)已知函数,则其单调增区间是( )
A.