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第六章 导数及其应用
6.2 利用导数研究函数的性质
6.2.1 导数与函数的单调性
[学习任务]
1.了解导数与函数的单调性的关系.
2.掌握利用导数判断函数单调性的方法.
3.能利用导数求不超过三次多项式函数的单调区间.
6.2.1 导数与函数的单调性
[对应学生用书第52页]
知识点一 函数的单调性与其导数的正负的关系
定义在区间(a,b)内的函数y=f(x):
f'(x)的正负 f(x)的单调性
f'(x)>0 单调递 增
f'(x)<0 单调递 减
增
减
6.2.1 导数与函数的单调性
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”).
(1)函数f(x)在定义域上都有f'(x)<0,则函数f(x)在定义域上单调递减. ( × )
(2)函数f(x)在某区间内单调递增,则一定有f'(x)>0. ( × )
(3)若在区间(a,b)内f'(x)>0,函数f(x)的单调递增区间是(a,b). ( × )
×
×
×
6.2.1 导数与函数的单调性
知识点二 函数图象的变化趋势与导数的绝对值的大小的关系
观察函数图象,分析函数的导数绝对值的大小与函数图象的变化关系如下表:
函数
图象
6.2.1 导数与函数的单调性
续表
导数 导数为正,且绝对值越来越大 导数为正,且绝对值越来越小 导数为负,且绝对值越来越大 导数为负,且绝对值越来越小
函数值 函数值变化越越 快 函数值变化越来越 慢 函数值变化越来越 快 函数值变化越来越 慢
图象特点 越来越 陡峭 越来越 平缓 越来越 陡峭 越来越 平缓
快
慢
快
慢
陡
峭
平缓
陡峭
平缓
6.2.1 导数与函数的单调性
已知函数的导函数y=f'(x)的图象如图所示,则下列四个图象中为该函数图象的是( )
6.2.1 导数与函数的单调性
解析 在(-1,1)上,f'(x)>0,因此函数y=f(x)在(-1,1)上单调递增,易知四个选项都符合;在(-1,0)上,f'(x)单调递增,故y=f(x)在(-1,0)上递增得越来越快.在(0,1)上,f'(x)单调递减,故y=f(x)在(0,1)上递增得越来越慢.
答案 B
6.2.1 导数与函数的单调性
[对应学生用书第53页]
6.2.1 导数与函数的单调性
探究一 函数图象与导数图象之间的关系
[例1] (1)如果函数y=f(x)的图象如图所示,那么导函数y=f'(x)的图象可能是( )
6.2.1 导数与函数的单调性
(2)已知函数f(x)的导函数f'(x)的图象如图所示,那么函数f(x)的图象最有可能的是 ( )
6.2.1 导数与函数的单调性
[解析] (1)由原函数的单调性可以得到导函数的正负情况依次是正→负→正→负,只有选项A满足.
(2)由导函数图象可知,f(x)在(-∞,-2),(0,+∞)上单调递减,在(-2,0)上单调递增,故选A.
[答案] (1)A (2)A
6.2.1 导数与函数的单调性
(1)函数的单调性与其导函数的正负的关系:在某个区间(a,b)内,若f'(x)>0,则y=f(x)在(a,b)上单调递增;若f'(x)<0,则y=f(x)在这个区间上单调递减;若恒有f'(x)=0,则y=f(x)是常数函数,不具有单调性.
(2)函数图象变化的越快,f'(x)的绝对值越大,不是f'(x)的值越大.
6.2.1 导数与函数的单调性
1.如图是函数y=f(x)的导函数f'(x)的图象,则下面判断正确的是 ( )
A.在区间(-2,1)上f(x)是增函数
B.在区间(1,3)上f(x)是减函数
C.在区间(4,5)上f(x)是增函数
D.在区间(3,5)上f(x)是增函数
解析 由导函数f'(x)的图象知在区间(4,5)上,f'(x)>0,所以函数f(x)在(4,5)上单调递增.
答案 C
6.2.1 导数与函数的单调性
2.已知f'(x)是f(x)的导函数,f'(x)的图象如图所示,则f(x)的图象只可能是( )
6.2.1 导数与函数的单调性
解析 由f'(x)图象可知f'(0)=0,f'(2)=0,f(x)在区间[0,2]上的增长速度先快后慢,A选项符合.
答案 A
6.2.1 导数与函数的单调性
探究二 利用导数求不含参数函数的单调区间
[例2] 求下列函数的单调区间:
(1)f(x)=x-x3;
(2)f(x)=x2-ln x.
6.2.1 导数与函数的单调性
[解] (1)f'(x)=1-3x2,x∈R.
令1-3x2>0,解得-<x<,
因此函数f(x)的单调递增区间为.
令1-3x2<0,解得x<-或x>,
因此函数f(x)的单调递