内容正文:
专题2.2 利用导数研究函数的单调性
【考点1:利用导数求不含参函数的单调性】 2
【考点2:由函数的单调性求参】 6
【考点3:分类讨论法求含参函数的单调区间】 12
1.函数的单调性与导数的关系
函数y=f(x)在某个区间内可导:
(1)若f′(x)>0,则f(x)在这个区间内单调递增;
(2)若f′(x)<0,则f(x)在这个区间内单调递减;
(3)若f′(x)=0,则f(x)在这个区间内是常数函数.
2.由函数的单调性与导数的关系可得的结论
(1)函数f(x)在(a,b)内可导,且f′(x)在(a,b)任意子区间内都不恒等于0.当x∈(a,b)时,
f′(x)≥0⇔函数f(x)在(a,b)上单调递增;
f′(x)≤0⇔函数f(x)在(a,b)上单调递减.
(2)f′(x)>0(<0)在(a,b)上成立是f(x)在(a,b)上单调递增(减)的充分条件.
[方法技巧]
导数法研究函数f(x)在(a,b)内单调性的步骤
(1)求f′(x);
(2)确定f′(x)在(a,b)内的符号;
(3)作出结论:f′(x)>0时为增函数;f′(x)<0时为减函数.
[提醒] 研究含参数函数的单调性时,需注意依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论.
[方法技巧] 用导数求函数单调区间的三种类型及方法
f′(x)>0(<0)可解
先确定函数的定义域,解不等式f′(x)>0或f′(x)<0求出单调区间
f′(x)=0可解
先确定函数的定义域,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大到小的顺序排列起来,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
f′(x)>0(<0)及f′(x)=0不可解
先确定函数的定义域,当不等式f′(x)>0或f′(x)<0及方程f′(x)=0均不可解时,求导并化简,根据f′(x)的结构特征,选择相应基本初等函数,利用其图象与性质确定f′(x)的符号,得单调区间
[方法技巧]
由函数的单调性求参数取值范围的方法
(1)可导函数在区间(a,b)上单调,实际上就是在该区间上f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立,得到关于参数的不等式,从而转化为求函数的最值问题,求出参数的取值范围,注意检验等号成立时导数是否在(a,b)上恒为0.
(2)可导函数在区间(a,b)上存在单调区间,实际上就是f′(x)>0(或f′(x)<0)在该区间上存在解集,即f′(x)max>0(或f′(x)min<0)在该区间上有解,从而转化为不等式问题,求出参数的取值范围.
(3)若已知f(x)在区间I上的单调性,区间I上含有参数时,可先求出f(x)的单调区间,令I是其单调区间的子集,从而求出参数的取值范围.
【考点1:利用导数求不含参函数的单调性】
【知识点:利用导数求函数的单调性】
1.(2023·全国·高二专题练习)函数的单调减区间是( )
A. B.
C. D.
2.(2023秋·安徽阜阳·高二安徽省颍上第一中学校考期末)函数的增区间是( )
A. B.
C. D.
3.(2023·全国·高三专题练习)定义:在区间上,若函数是减函数,且是增函数,则称在区间上是“弱减函数”.若在上是“弱减函数”,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2023秋·山东东营·高三东营市第一中学校考期末)函数的单调递增区间为___________.
5.(2023·全国·高二专题练习)已知定义在区间上的函数,则的单调递增区间为______.
6.(2022秋·山东东营·高三胜利一中校考期末)若函数在区间上有最大值,则实数a的取值范围是____________.
7.(2023·全国·高三专题练习)已知函数.求的单调区间;
8.(2023·全国·高三专题练习)已知函数.当时,求函数的单调区间;
【考点2:由函数的单调性求参】
【知识点:由函数的单调性求参】
1.(2023·全国·高二专题练习)已知函数的单调递减区间为,则( ).
A. B.
C. D.
2.(2023·全国·高二专题练习)设函数在上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2023·全国·高二专题练习)已知函数,则“”是“在上单调递增”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
4.(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.
5.(2023·全国·高二专题练习)已知函数在上不单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2023·全国·高二专题练习)若函数在上单调递增,则实数的取值范