内容正文:
贵哥讲高中数学
第9讲 导数与函数的单调性
本讲义整体上难度中等偏上,题目有一定的分层,题量略大!
1 函数单调性与导数
在某个区间内,若 ,则函数在这个区间内单调递增;
若,则函数在这个区间内单调递减.
【题型1】导函数的“穿线图”与原函数的“趋势图”
【知识点解读】
在某个区间内,若 ,则函数在这个区间内单调递增;
若,则函数在这个区间内单调递减.
解释
(1) 如下图,导数表示函数的图象在点处的切线的斜率,可发现,
在处,,切线是“左下右上”的上升式,函数的图象也是上升的,函数在附近单调递增;
在处,,切线是“左上右下”的下降式,函数的图象也是下降的,函数在附近单调递减.
(2) 若函数在某个区间内单调递增,则(含等号)恒成立,但不存在一区间内使得;
假如存在一区间内使得,那原函数在区间内恒等于一个常数,即是个常数,则原函数不可能在内单调递增.
函数在某个区间内单调递减有类似结论!
(3)导函数“穿线图”与原函数“趋势图”
① 导函数“穿线图”关注导函数在各区间的正负,故特别注意函数与轴的交点情况,
如与的“穿线图”视为一样的,它们在上为负,在上为正.
② 原函数“趋势图”仅关注函数在各区间上的单调性,没顾及其最值或曲线形状等,
如由导函数的“穿线图”易得原函数在上递减,在上为递增,趋势图可如下图,
③ 后面涉及到函数单调性均可通过分析导函数“穿线图”得出原函数的单调性.
【典题1】 函数的图象如图所示,则不等式的解集( )
A. B.
C. D.
【巩固练习】
1. (★)如图是的图像,则函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
2. (★)已知函数的图象如图所示,则函数的图象可能是图中的( )
A. B. C. D.
3. (★)设函数在定义域内可导,的图象如图所示,则导函数的图象为( )
A. B. C. D.
4. (★★)已知定义在区间上的函数的图象如图所示,若函数的导函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【题型2】 求不含参函数的单调性
【典题1】 已知函数的图象在点处的切线方程为.
(1)求实数的值;(2)求的单调区间.
【巩固练习】
1. (★★)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
2. (★★)已知函数,则的单调增区间是( )
A. B. C. D.
3. (★★)判断函数在下面哪个区间内是增函数( )
A. B. C. D.
4. (★★)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
5. (★★★)已知函数;
(1)求在处的切线;(2)求的单调区间.
6. (★★★)确定函数,的单调区间.
7. (★★★)函数的单调区间.
【题型3】 求含参函数的单调性
【知识点解读】
1 对含参函数单调性的分析思路
(1) 如何分析原函数的单调性?
答:分析原函数的单调性等价于分析导函数的正负性.
(2) 那如何分析导函数的正负性呢?。
答:数形结合,若能得到导函数的“穿线图”(即解导数不等式,与其零点有莫大关系)),看图“说话”便可,进而得出原函数的“趋势图”(即原函数的大致趋势)也不难了(看下图).
(导函数看“零点”,原函数看单调性)
(3) 那要得到导函数的“穿线图”,要注意什么呢?
答:掌握“一次函数”型、“二次函数”型、“指数函数”型常见模型,画“穿线图”思考以下问题:
① 导函数是否存在零点;
② 若存在,有几个零点呢?若有两个以上,哪个零点大?
③ 零点是否在定义域内?
(4) 怎么做到准确的分类讨论呢?
答:① 熟悉模型,确定分类讨论的标准;
② 做到分类讨论“不漏不重”,把每项分类看成一个集合,每个集合的交集为空集则“不重”,所有集合的并集为参数的全集则为“不漏”.
2 各模型分类讨论的标准
分类讨论要确定每步分类的标准,做到有根有据.
“一次函数”型:是否一次函数,直线斜率大于0还是小于0,函数零点与定义域端点的大小;
“二次函数”型:确定是否二次函数,开口方向,判别式(是否有零点),零点比较大小,零点与定义域端点的大小;
“指数函数”型:是否存在零点;利用导函数正负性的等价可转化为二次函数讨论.
【典题1】 求函数的单调性;
【巩固练习】
1. (★★)求函数的单调性.
2. (★★)求函数的单调区间;
3. (★★)已知函数求函数的单调区间.
4. (★★★)求函数其中的单调性.
【题型4】 应用
【典题1】 已知函数在上是单调递增函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【典题2】若,则( )
A.