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专题09 导数与函数的单调性
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一、利用导数判断函数的的单调性
(1)利用导数判断或证明一个函数在给定区间上的单调性,实质上就是判断或证明不等式()在给定区间上恒成立.一般步骤如下:
①求导数;②判断的符号;③给出单调性结论.
(2)在利用导数求函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域,解题过程中,只能在定义域内讨论,定义域为实数集可以省略不写.在对函数划分单调区间时,除必须确定使导数等于零的点外,还要注意在定义域内的不连续点和不可导点.
(3)当求得的单调区间不止一个时,单调区间要用“,”或“和”字等隔开,不要用符号“∪”连接.
例1 .(1)、(2022秋·高二校考期末)函数的单调递减区间为( )
A. B.
C. D.
(2)、(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知,若,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
(3)、(2022秋·上海浦东新·高三校考阶段练习)已知函数,若,则实数的取值范围是___________.
【变式训练1-1】、(2022·全国·高二假期作业)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【变式训练1-2】、(2021秋·陕西渭南·高三校考阶段练习)已知函数,,,,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【变式训练1-3】、(2022秋·新疆巴音郭楞·高二新疆和静高级中学校考阶段练习)函数的单调减区间为________.
例2.(2022秋·北京·高三校考期中)已知函数.
(1)求在点处的切线方程;
(2)判断函数在区间上的单调性,并说明理由;
(3)求证:.
【变式训练2-1】、(2022·湖北十堰·丹江口市第一中学校考模拟预测)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)设且,求证:.
例3、(2022秋·广东佛山·高三顺德一中校考阶段练习)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)我们知道,函数的图像关于坐标原点成中心对称的充要条件是函数为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数的图像关于点成中心对称的充要条件是函数为奇函数.依据推广结论,求函数图像的对称中心,并说明理由.
(3)请利用函数的对称性,求的值;
【变式训练3-1】、(2022·全国·高二假期作业)求下列函数的单调区间.
(1).
(2).
二、导数与函数图像的关系
判断函数与导数图象间对应关系时,首先要弄清所给图象是原函数的图象还是导函数的图象,其次对于原函数,要注意其图象在哪个区间内单调递增,在哪个区间内单调递减;而对于导函数,则应注意其函数值在哪个区间内大于零,在哪个区间内小于零,并分析这些区间与原函数的单调区间是否一致.
例4 .(1)、(陕西省汉中市2021-2022学年高三上学期第四次校际联考文科数学试题)已知函数的导函数的图象如图所示,那么函数( )
A.在上单调递增 B.在上单调递减
C.在上单调递增 D.在上单调递减
(2)、(2022春·广西玉林·高二校考阶段练习)己知函数的图象如图所示(其中是函数的导函数),则下面四个图象中,的图象大致是( )
A.B.C. D.
【变式训练4-1】、(2017·辽宁沈阳·高二东北育才学校校考阶段练习)已知是的导数,且的图象如图所示,则下列关于说法正确的是( )
A.在上是增函数 B.在上是增函数
C.在上是增函数 D.在上是减函数
【变式训练4-2】、(2022春·四川绵阳·高二校考期中)已知函数(是函数的导函数)的图象如图所示,则的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
三、导数解决函数单调性的应用
(1)已知函数的单调性求参数的值或取值范围问题,是一类非常重要的题型,其基本解法是利用分离参数法,将或的参数分离,转化为求函数的最值问题.
(2)利用导数解决函数的零点问题时,一般先由零点的存在性定理说明在所求区间内至少有一个零点,再利用导数判断在所给区间内的单调性,由此求解.
例5.(1)、(2022秋·河南·高三期末)函数在上不单调,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
(2)、(2021秋·吉林四平·高三四平市第一高级中学校考阶段练习)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
(3)、(2022秋·辽宁沈阳·高三沈阳市第一二〇中学校考期中)已知函数,则不等式的解集为__________.
【变式训练5-1】、(2022秋·河南郑州·高三安阳一中校联考阶段练习)已知函数在区间单调递增,则( )
A. B.
C. D.
【变式训练5-2】、(2022·全国·高二假期作业)已知在区间上为单调递增函数,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式训练5-3】、(2023·全国