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赢在微点 匠心筑梦
轻松课堂 数学 选修1-1
配餐1刻钟
第三章 导数及其应用
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配餐2 导数与函数的单调性
►►配餐一刻钟 提高更轻松
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知识与方法
1.判断与证明函数的单调性
利用导数判断与证明函数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:当f′(x)>0时,f(x)为增函数;
当f′(x)<0时,f(x)为减函数。
2.求函数的单调区间
利用导数确定函数单调区间的步骤:
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)求导数f′(x);
(3)解不等式f′(x)>0,解集在定义域内的部分为函数f(x)的单调递增区间;
(4)解不等式f′(x)<0,解集在定义域内的部分为函数f(x)的单调递减区间。
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3.已知函数的单调性求参数的范围
由函数单调性求参数的范围:
(1)转化为不等式的恒成立问题;
(2)“f(x)为增函数”的充要条件是“对任意的x∈(a,b)都有f′(x)≥0,且在(a,b)内的任一非空子区间上f′(x)≠0”。
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典型例题
【例1】 设函数f(x)=eq \f(x2,2)-klnx,k>0,则f(x)的单调区间为________。
[解析] 由f(x)=eq \f(x2,2)-klnx(k>0),得f(x)的定义域为(0,+∞),且f′(x)=x-eq \f(k,x)=eq \f(x2-k,x),
解f′(x)<0,得0<x<eq \r(k);解f′(x)>0,得x>eq \r(k)。
故f(x)的单调递减区间是(0,eq \r(k)),单调递增区间是(eq \r(k),+∞)。
[答案] 单调减区间是(0,eq \r(k)),单调递增区间是(eq \r(k),+∞)
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【例2】 已知函数g(x)=alnx+eq \f(1,x)-2x(a∈R)在(0,+∞)上单调递减,求实数a的取值范围。
[解] g(x)=alnx+eq \f(1,x)-2x(a∈R)在(0,+∞)上单调递减,
等价于g′(x)=eq \f(a,x)-eq \f(1,x2)-2≤0在(0,+∞)上恒成立,
即a≤2x+eq \f(1,x)在(0,+∞)上恒成立,
而2x+eq \f(1,x)≥2eq \r(2x·\f(1,x))=2eq \r(2)(当且仅当2x=eq \f(1,x),即x=eq \f(\r(2),2)时,等号成立),
所以a≤2eq \r(2),
故实数a的取值范围为(-∞,2eq \r(2)]。
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