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微专题15 函数的单调性、极值点、极值、最值
——2020高考数学(文)二轮复习微专题聚焦
【考情分析】利用导数研究函数的单调性、极值、最值问题是高考考查的重要内容之一,多在选择题、填空题的后几题中出现,难度中等,有时出现在解答题中.重点考查分类讨论思想、函数与方程思想、转化与化归思想,对学生的分析问题的能力要求较高,考查考生的逻辑推理、数学抽象的学科核心素养.
考点一 利用导数研究函数的单调性
【必备知识】
1、函数的单调性与导数:
一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内
(1)如果,那么函数在单调递增;
(2)如果,那么函数在单调递减;
(3)如果,那么函数在上是常数函数.
2、由导数求单调区间的步骤
(1)求定义域.
(2)求导数.
(3)由导数大于0求单调递增区间,由导数小于0求单调递减区间.
3、两个条件
(1)是函数为增函数的充分不必要条件.
(2)是函数为减函数的必要不充分条件.
4、三点注意
(1)在函数定义域内讨论导数的符号.
(2)两个或多个增(减)区间之间的连接符号,不用“∪”,可用“,”或用“和”.
(3)区间端点可以属于单调区间,也可以不属于单调区间.
【典型例题】
【例1】已知函数,当时,讨论函数的单调性.
【解析】函数的定义域为,
则,
令解得,
当即a=1时,恒成立,则的单调递增区间为,
当即a>1时,的单调递增区间为,单调递减区间为,
当即0<a<1时,的单调递增区间为,
综上所述:当时,的单调递增区间为;当a>1时,的单调递增区间为,单调递减区间为。
【方法归纳 提炼素养】——数学思想是分类讨论思想,核心素养是数学运算.
利用导数讨论(证明)函数在内单调性的步骤
(1)求.
(2)确认在内的符号.
(3)得出结论:时为增函数,时为减函数.
注:研究含参数函数的单调性时,需注意依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论.分类的标准(i)按导函数是否有零点分大类;(ii)在大类中再按导函数零点的大小比较分小类;(iii)在小类中再按零点是否在定义域中分类.
【类比训练1】已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)略.
【解析】(1),
令,,
则,则在上单调递增,
①.若,则,则,则在上单调递增;
②.若,则,则,则在上单调递减;
③.若,则,,又在上单调递增,
结合零点存在性定理知:存在唯一实数,使得,
当时,