内容正文:
第2讲 导数与函数的单调性
第四章 导数及其应用
基础知识整合
核心考向突破
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课程标准:结合实例,借助几何直观了解函数的单调性与导数的关系,能利用导数研究函数的单调性;对于多项式函数,能求不超过三次的多项式函数的单调区间.
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核心考向突破
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1
基础知识整合
PART ONE
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单调递增
单调递减
常数函数
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定义域
f′(x)
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用充分必要条件诠释可导函数与该函数单调性的关系
(1)f′(x)>0(<0)是f(x)在区间(a,b)上单调递增(减)的充分不必要条件.
(2)f′(x)≥0(≤0)是f(x)在区间(a,b)上单调递增(减)的必要不充分条件.
(3)若f′(x)在区间(a,b)的任意子区间上都不恒等于零,则f′(x)≥0(≤0)是f(x)在区间(a,b)上单调递增(减)的充要条件.
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1. 函数y=f(x)的图象如图所示,则y=f′(x)的图象可能是( )
答案
解析
解析 由f(x)的图象可知,f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,所以在(0,+∞)上f′(x)≤0,在(-∞,0)上f′(x)≥0,观察四个图象可知选D.
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2.函数f(x)=ex-ex,x∈R的单调递增区间是( )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C.(-∞,1) D.(1,+∞)
答案
解析
解析 由题意知,f′(x)=ex-e,令f′(x)>0,解得x>1.故选D.
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3.已知函数f(x)=1+x-sinx,则f(2),f(3),f(π)的大小关系正确的是( )
A.f(2)>f(3)>f(π) B.f(3)>f(2)>f(π)
C.f(2)>f(π)>f(3) D.f(π)>f(3)>f(2)
答案
解析
解析 f′(x)=1-cosx,当x∈(0,π]时,f′(x)>0,所以f(x)在(0,π]上单调递增,所以f(π)>f(3)>f(2). 故选D.
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答案
解析
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5.已知函数f(x)=x2(x-a).
(1)若f(x)在(2,3)上单调,则实数a的取值范围是__________________;
(2)若f(x)在(2,3)上不单调,则实数a的取值范围是________.
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2
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PART TWO
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考向一 利用导数研究函数(不含参)的单调性
答案
解析
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解
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(3)(2022·北京高考节选)已知函数f(x)=exln (1+x).
①求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
②设g(x)=f′(x),讨论函数g(x)在[0,+∞)上的单调性.
解
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解
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解
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利用导数研究函数(不含参)单调性的方法
方法一:
(1)确定函数f(x)的定义域(定义域优先);
(2)求导函数f′(x);
(3)在函数f(x)的定义域内求不等式f′(x)>0或f′(x)<0的解集;
(4)由f′(x)>0(f′(x)<0)的解集确定函数f(x)的单调递增(减)区间.
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方法二:
当方程f′(x)=0可解时,确定函数的定义域,解方程f′(x)=0,求出实数根,把函数f(x)的间断点(即f(x)的无定义点)的横坐标和实根按从小到大的顺序排列起来,把定义域分成若干个小区间,确定f′(x)在各个区间内的符号,从而确定单调区间.
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解析
(-∞,0)
(0,1)
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解
2.求函数f(x)=e2x-e(2x+1)的单调区间.
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解
考向二 利用导数研究函数(含参)的单调区间
例2 (1)(2021·全国乙卷)已知函数f(x)=x3-x2+ax+1.
①讨论f(x)的单调性;
②求曲线y=f(x)过坐标原点的切线与曲线y=f(x)的公共点的坐标.
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解
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