内容正文:
第02讲 导数与函数的单调性
1.函数的单调性与导数的关系
条件
恒有
结论
函数y=f(x)在区间(a,b)上可导
f′(x)>0
f(x)在(a,b)上单调递增
f′(x)<0
f(x)在(a,b)上单调递减
f′(x)=0
f(x)在(a,b)上是常数函数
2.利用导数判断函数单调性的步骤
第1步,确定函数的定义域;
第2步,求出导数f′(x)的零点;
第3步,用f′(x)的零点将f(x)的定义域划分为若干个区间,列表给出f′(x)在各区间上的正负,由此得出函数
y=f(x)在定义域内的单调性.
3.函数图象的变化趋势与导数的绝对值的大小的关系
一般地,设函数y=f(x),在区间(a,b)上:
导数的绝对值
函数值变化
函数的图象
越大
快
比较“陡峭”(向上或向下)
越小
慢
比较“平缓”(向上或向下)
一.函数图象与导函数图象的关系
例1.(1)设函数f(x)在定义域内可导,y=f(x)的图象如图所示,则导函数y=f′(x)的图象可能为( )
(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( )
(3)已知y=xf′(x)的图象如图所示(其中f′(x)是函数f(x)的导函数),则所给的四个图象中,y=f(x)的图象大致是( )
(4)已知上可导函数的图像如图所示,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
(5)已知定义在上的奇函数的导函数是,当时,的图象如图所示,则关于x的不等式的解集为______.
【复习指导】:(1)函数的单调性与其导函数的正负之间的关系:在某个区间(a,b)内,若f′(x)>0,则y=f(x)在(a,b)上单调递增;如果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)函数图象变化得越快,f′(x)的绝对值越大,不是f′(x)的值越大.
一.不含参的函数的单调性
例2.(1)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
(2)函数的单调递增区间( )
A. B. C. D.
(3)函数的单调减区间是( )
A. B. C. D.
(4)若函数,则的一个单调递增区间是( )
A. B. C. D.
(5)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
(6)已知函数,,则的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【复习指导】:确定不含参的函数的单调性,按照判断函数单调的步骤即可,但应注意一是不能遗忘求函数的定义域,二是函数的单调区间不能用并集,要用“逗号”或“和”隔开.
二.含参的函数的单调性
例3.(1)求函数的单调区间.
(2)已知函数,其中.讨论的单调性.
(3)已知函数. 讨论的单调性.
(4)已知函数.讨论的单调性.
(5)已知函数.求函数的单调区间.
(6)求函数的单调区间.
【复习指导】:(1)研究含参数的函数的单调性,要依据参数对不等式解集的影响进行分类讨论.
(2)划分函数的单调区间时,要在函数定义域内讨论,还要确定导数为零的点和函数的间断点.
三.函数单调性的应用
命题点1 比较大小或解不等式
例4.(1)已知函数f(x)=xsin x,x∈R,则f ,f(1),f 的大小关系为( )
A.f >f(1)>f B.f(1)>f >f
C.f >f(1)>f D.f >f >f(1)
(2)已知实数,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
(3)已知,,,其中a,b,,则( )
A.c<b<a B.c<a<b C.a<b<c D.a<c<b
(4)若为奇函数,则的解集为( )
A. B. C. D.
(5)已知函数,若,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
(6)已知函数f(x)=ex-e-x-2x+1,则不等式f(2x-3)>1的解集为 .
命题点2 根据函数的单调性求参数的值(范围)
例5.(1)若函数有三个单调区间,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
(2)若函数在R上是增函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
(3)若函数在上单调递增,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
(4)已知函数在定义域内单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
(