内容正文:
高中数学 单调性中参数的分类讨论
内容:导数
1、
把研究函数的单调性转化为解不等式:
若a为参数,要注意分进行讨论,还要注意这一条件.
1、已知函数,(为自然对数的底).求函数的单调区间;
【解析】(1)函数的定义域为,
且
当时,,则函数在上单调递增;
当时,,,
∴在上单调递增,在上单调递减.
2、已知函数.讨论的单调性;
【解析】(1)的定义域,
当时,,则在上单调递减;
当时,令,可得;
令可得;
则在上单调递增,在上单调递减.
2、 把研究函数的单调性转化为解不等式:
要注意,若,则恒成立,若,则恒成立.
3、设定义在上的函数.求函数的单调区间;
【解析】(1)
当时,,在R上为增函数;
当时,由,得,即
,由,得.
∴函数的单调增区间为,减区间为;
4、已知函数讨论函数的单调性
三、把研究函数的单调性转化为一元二次不等式在R上的解集
此类问题一般为三次函数或形如的函数
求含有参数的一元二次不等式的解集,若能因式分解,则根据二次项系数或根的大小进行讨论,若不能因式分解,则根据判别式的符号进行讨论.
5、已知函数,.
(1)讨论函数的单调性
【解析】(1)f'(x)=3x2+2ax﹣a2=(3x﹣a)(x+a)
6、
四、把研究函数的单调性转化为解不等式
首先根据a的符号进行讨论;
当a的符号确定后,再根据是否在定义域内讨论。
当都在定义域内时在根据的大小进行讨论。
7、已知函数.
(1)若,讨论函数的单调性;
【解析】(1)依题意,,.
令,则或.
当时,,由得,由得;
当时,;
当且,即时,由得,
由得或;
当,即时,由得,
由得或.
综上所述,当时,函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,函数在上单调递减;
当时,函数在和上单调递减,在上单调递增;
当时,函数在和上单调递减,在上单调递增.
2、已知函数.求的单调区间;
5、
把研究函数的单调性转化为解不等式,
然后根据判别式的符号进行讨论,求解此类问题既要考虑判别式的符号,又要注意二次项系数的符号,还要注意定义域.
8、已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
【解析】(1),
令,其对称轴为,令,则.
当时,,所以在上单调递增;
当时,对称轴为,
若,即,恒成立,所以,所以在上单调递增;
若时,设的两根,,
当时,,所以,所以在上单调递增,
当时,,所以,所以在上单调递减,
当时,,所以,所以在上单调递增,
综上所述:当时, 在上单调递增;
若时, 在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
9、已知函数.
(1)讨论的单调性;
【解析】(1)的定义域为,,
对于函数,
①当时,即时,在恒成立.
在恒成立,在为增函数;
②当,即或时,
当时,由,得或,,
在为增函数,减函数,
为增函数,
当时,由在恒成立,
在为增函数.
综上,当时,在为增函数,减函数,为增函数;
当时,在为增函数.
10、讨论函数f(x)=(a-1)ln x+ax2+1的单调性.
解 f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=+2ax=.
①当a≥1时,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②当a≤0时,f′(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上单调递减;
③当0<a<1时,令f′(x)=0,解得x= ,则当x∈(0, )时,f′(x)<0;当x∈( ,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(0, )上单调递减,在( ,+∞)上单调递增.
综合小练
1.设函数.
(1)求的单调区间;
(2)当时,试判断零点的个数;
【解析】(1),.
当时,在恒成立,
在是单减函数.
当时,令,解之得.
从而,当变化时,,随的变化情况如下表:
-
0
+
单调递减
单调递增
由上表中可知,在是单减函数,在是单增函数.
综上,当时,的单减区间为;
当时,的单减区间为,单增区间为.
(2)当时,由(1)可知,在是单减函数,在是单增函数;
又,,.
,;
故在有两个零点.
2.已知函数,.
(1)若 ,求的值;
(2)讨论函数的单调性.
【解析】 (Ⅰ)由题意可得:,故,∴.
(Ⅱ)∵函数,其中a>1,
∴f(x)的定义域为(0,+∞),,
令f′(x)=0,得x1=1,x2=a−1.
①若a−1=1,即a=2时,,故f(x)在(0,+∞)单调递增.
②若0<a−1<1,即1<a<2时,
由f′(x)<0得,a−1<x<1;
由f′(x)>0得,0<x<a−1,或x>1.
故f(x)在(a−1,1)单调递减,在(0,a−1),(1,+∞)单调递增.
③若a−1>1,即a>2时,
由f′(x)<0得,1<x<a−1;由f′(