内容正文:
专题16 导数与函数的单调性
考点一
由导函数确定原函数的图象
考点二
由原函数确定导函数的图象
考点三
求函数的单调区间
考点四
已知函数在区间上单调求参数
考点五
已知函数在区间上不单调求参数
考点六
已知函数在区间上存在单调求参数
考点七
解抽象不等式
一、函数的单调性
函数单调性的判定方法:
设函数在某个区间内可导,如果,则为增函数;如果,则为减函数.
注意:
①利用导数研究函数的单调性,要在函数的定义域内讨论导数的符号;
②在某个区间内,()是函数在此区间内单调递增(减)的充分条件,而不是必要条件.例如,函数在定义域上是增函数,但.
二、求可导函数单调区间的一般步骤
①确定函数的定义域;
②求,令,解此方程,求出它在定义域内的一切实数;
③把函数的间断点的横坐标和的各实根按由小到大的顺序排列起来,然后用这些点把函数的定义域分成若干个小区间;
④确定在各小区间内的符号,根据的符号判断函数在每个相应小区间内的增减性.
三、函数在区间上单调与求函数单调区间
单调递增;单调递增;
单调递减;单调递减.
考点一 由导函数确定原函数的图象
例1.(2023春·四川成都·高三四川省成都市新都一中校联考期中)已知函数的导函数的图象如图所示,则函数( )
A.在上单调递减 B.在上单调递增
C.在R上单调递减 D.在R上单调递增
【答案】D
【分析】根据导函数的符号确定单调性.
【详解】∵导函数图象在x轴及x轴上方,则,函数为增函数,
∴在R上递增.
故选:D.
例2.设是函数的导函数,的图象如图所示,则的图象最有可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据导函数的图象得出函数的单调区间,根据函数的单调性即可判断.
【详解】由导函数的图象可得当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增.
只有C选项的图象符合.
故选:C.
例3.(2023·黑龙江齐齐哈尔·统考二模)已知函数的图象如图所示(其中是函数的导函数),下面四个图象中可能是图象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据的图像,得到不同范围下,的正负,得到的单调性,得到答案.
【详解】由的图象知,当时,,故,单调递增;
当时,,故,当,,故,
等号仅有可能在x=0处取得,
所以时,单调递减;
当时,,故,单调递增,结合选项只有C符合.
故选:C.
例4.(2023春·上海松江·高二上海市松江二中校考期中)函数的导函数的图像如图所示,给出下列命题:
①是函数的极小值点;
②是函数的最小值点;
③在区间上严格增;
④在处切线的斜率小于零.
以上所有正确命题的序号是__________.
【答案】①③
【分析】观察的图像在左右的符号即可判断①;观察的图像,利用导函数的正负与原函数的单调性的关系可判断②③;利用导数的几何意义即可判断④.
【详解】有图像可知,的左侧导数值为负,右侧为正,故是函数的极小值点;
的左右两侧导数值均为正,故不是函数的最值点;
在区间导数值为正,故在区间上严格增;
,故在处切线的斜率大于零.故正确命题的序号是①③.
故答案为:①③.
例5.(2023春·天津南开·高三南开大学附属中学校考阶段练习)已知函数的图象如图所示(其中是函数的导函数),则的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由的图象得到的取值情况,即可得到的单调性,即可判断.
【详解】由的图象可知当时,则,
当时,则,
当时,则,
当时,则,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递减,在上单调递增,
故符合题意的只有C.
故选:C.
考点二 由原函数确定导函数的图象
例6.(2022·海南·校联考模拟预测)将函数的图象向右平移1个单位长度后,所得函数的图象大致为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性,得到的图象关于点对称,再由,得到在上为单调递增函数,即可得到答案.
【详解】由函数向右平移1个单位长度后,可得函数的图象,
因为,所以函数为奇函数,
所以函数的图象关于点对称,可排除B、D项;
当时,可得,所以函数为单调递增函数,
所以函数在上为单调递增函数,可排除C.
故选:A.
例7.(2023春·四川绵阳·高二四川省绵阳南山中学校考期中)已知直线AB是函数图像的一条割线(如图所示),是函数的导函数,若,,,则关于a,b,c排序正确的是_______.
【答案】a<c<b
【分析】利用导数的几何意义及两点斜率公式,结合图象判定即可.
【详解】由图象知在上单调递增,
又过点和点的直线的斜率为,
由导数的几何意义,知为曲线在处的切线方程的斜率,
为曲线在处的切线方程的斜率,如图,
得.
故答案为:a<c<b
例8.(2023春·