内容正文:
第十一节 导数在函数研究中的应用
第一课时 函数的导数与单调性
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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 ;
(2)若f′(x)<0,则f(x)在这个区间内 ;
(3)若f′(x)=0,则f(x)在这个区间内是 .
单调递增
单调递减
常数函数
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导数与函数单调性的关系
(1)f′(x)>0(或f′(x)<0)是f(x)在(a,b)内单调递增(或递减)的充分不必要条件;
(2)若f′(x)=0不恒成立,则f′(x)≥0(或f′(x)≤0)是可导函数f(x)在(a,b)内单调递增(或递减)的充要条件.
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1.函数f(x)的导函数f′(x)的图象如图所示,则下列判断中正确的是
( )
A.函数f(x)在区间(-3,0)上是减函数
B.函数f(x)在区间(-3,2)上是减函数
C.函数f(x)在区间(0,2)上是减函数
D.函数f(x)在区间(-3,2)上是单调函数
A
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2.函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间为__________.
解析:f′(x)=[(x-3)ex]′=ex+(x-3)ex=(x-2)ex.令f′(x)>0,解得x>2.故所求函数的单调递增区间为(2,+∞).
(2,+∞)
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3.函数f(x)=cos x+xsin x,x∈(0,π)的单调递增区间为________.
4.函数f(x)=x3+ax在R上为增函数,则a的取值范围为__________.
5.函数f(x)=x2(x-a)在(2,3)上不单调,则a的取值范围为________.
[0,+∞)
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题型一 用导数讨论函数的单调性,求单调区间
C
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(2)已知定义在区间(-π,π)上的函数f(x)=xsin x+cos x,则f(x)的单调递
增区间为__________________________.
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(母题变式)若将本例2中参数a的范围改为:a∈R,其他条件不变,试讨论f(x)的单调性.
解:a>0时,讨论同例2解析;
当a≤0时,ax-1<0,
∴x∈(0,1)时,f′(x)>0;x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
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方法总结
1.根据导数与函数单调性的关系,通过导函数f′(x)的零点得到函数的单调区间,破解此类题的关键点:
(1)求定义域,利用使函数有意义的条件求解函数的定义域.
(2)求导数,根据基本初等函数的导数以及求导法则求出函数f(x)的导函数f′(x).
(3)讨论导函数的符号,不等式f′(x)>0的解集就是函数f(x)的单调递增区间,不等式f′(x)<0的解集就是函数f(x)的单调递减区间.
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2.对于含参数的函数的单调性要注意对参数的讨论:
(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