内容正文:
第03讲 5.3.1函数的单调性
课程标准
学习目标
①理解导数与函数的单调性的关系。
②掌握利用导数判断函数单调性的方法。
③能利用导数求不超过三次多项式函数的单调区间。
④会利用导数证明一些简单的不等式问题。
⑤掌握利用导数研究含参数的单调性的基本方法。
通过本节课要求能利用函数的导数判断函数的单调性,会求简单函数的单调区间,能证明简单的不等式,会利用导数解决单调性与含参数相关的问题.
知识点01:函数的单调性与导数的关系(导函数看正负,原函数看增减)
函数在区间内可导,
(1)若,则在区间内是单调递增函数;
(2)若,则在区间内是单调递减函数;
(3)若恒有,则在区间内是常数函数.
注意:讨论函数的单调性或求函数的单调区间的实质是解不等式,求解时,要坚持“定义域优先”原则
条件
恒有
结论
函数在区间上可导
在内单调递增
在内单调递减
在内是常数函数
【即学即练1】(23-24高二下·河北秦皇岛·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B.
C.和 D.和
【答案】A
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】首先求函数的导数,求解的解集,即是函数的单调递减区间.
【详解】由题意得,
令,得,所以的单调递减区间为.
故选:A
知识点02:求已知函数(不含参)的单调区间
①求的定义域
②求
③令,解不等式,求单调增区间
④令,解不等式,求单调减区间
注:求单调区间时,令(或)不跟等号.
【即学即练2】(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求出函数的导数,再解不等式即可得解.
【详解】函数的定义域为,求导得,
由,得,
所以函数的单调递减区间是.
故选:B
知识点03:由函数的单调性求参数的取值范围的方法
1、已知函数在区间上单调
①已知在区间上单调递增,恒成立.
②已知在区间上单调递减,恒成立.
注:已知单调性,等价条件中的不等式含等号.
2、已知函数在区间上存在单调区间
①已知在区间上存在单调增区间使得有解
②已知在区间上存在单调减区间使得有解
3、已知函数在区间上不单调,使得有变号零点
【即学即练3】(23-24高二下·山东烟台·期末)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由函数的单调区间求参数、基本不等式求和的最小值
【分析】由题设可得在上恒成立,分离参数后利用基本不等式可求实数的取值范围.
【详解】因为函数,则,
因为在上单调递增,故在上恒成立,
即在上恒成立,即,即,
设,,,
当且仅当,即时等号成立,
所以.
故选:D.
【即学即练4】(23-24高二下·四川泸州·期中)若函数在上存在单调递增区间,则实数a的取值范围是
【答案】
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、利用函数单调性求最值或值域
【分析】求导得,转化为在上有解,最后分离参数即可.
【详解】函数,则 ,
因为在上存在单调递增区间,所以在上有解,
所以当时,有解,
令,而当时,令 ,
即为,
此时(此时),所以,
故答案为:.
知识点04:含参问题讨论单调性
第一步:求的定义域
第二步:求(导函数中有分母通分)
第三步:确定导函数有效部分,记为
对于进行求导得到,对初步处理(如通分),提出的恒正部分,将该部分省略,留下的部分则为的有效部分(如:,则记为的有效部分).接下来就只需考虑导函数有效部分,只有该部分决定的正负.
第四步:确定导函数有效部分的类型:
①为一次型(或可化为一次型)②为二次型(或可化为二次型)
第五步:通过分析导函数有效部分,讨论的单调性
题型01 求函数的单调区间
【典例1】(23-24高二下·新疆省直辖县级单位·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求出定义域以及导函数,利用导数与函数单调性的关系求解即可
【详解】由题意,
在中,,
当时,解得(舍)或,
当即时,函数单调递减,
∴的单调递减区间为.
故选:B.
【典例2】(多选)(24-25高二下·全国·随堂练习)(多选)函数在下列区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】对求导,令即可求出函数的单调递增区间.
【详解】,
令可得,
所以函数的单调增区间为:,
故选:CD.
【典例3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,求的单调区间.
【答案】减区间为,增区间为.
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】对原函数求导,结果分解因式,构造函数,通过导数研究的单调性,并解出,进而通过的符号研究的单调性.
【详解】由题意,
则,
设,则恒成立,又,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以的减区间为,增区间为.
【变式1】(23-24高二下·宁夏吴忠·期中)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.和
【答案】D
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求出函数的导数,再解不等式即得答案.
【详解】函数的定义域为,求导得,
由,即,解得或,
所以函数的单调减区间为和.
故选:D
【变式2】(2024·山西太原·二模)函数的单调递增区间是 .
【答案】/
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求导,令求解即可.
【详解】因为的定义域为,则,
且,令,则,解得,
所以函数的单调递增区间是.
故答案为:
【变式3】(23-24高二下·黑龙江牡丹江·阶段练习)求函数的单调区间.
【答案】单调递减区间,单调递增区间
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】先求出函数的定义域,对求导,得到,利用导数与函数单调性间的关系,即可求出结果.
【详解】易知函数的定义域为,
因为,令,得到,
当时,,当时,,
所以的单调递减区间为,递增区间为.
题型02函数与导函数图象间的关系
【典例1】(23-24高二下·山东·期中)已知函数的导函数的图象如图所示,则的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】函数与导函数图象之间的关系
【分析】根据导函数的符号判断函数的单调性,再根据导函数的大小确定函数变化的快慢,即可得到结论.
【详解】由导函数图象可知原函数应是先增后减再增的,故在B、C中选择,随着的增大,导函数越来越大,故原函数增长越来越快,应选C.
故选:C
【典例2】(2024高三·全国·专题练习)设是函数的导函数,的图象如图所示,则的图象最有可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数与导函数图象之间的关系
【分析】根据导函数的正负性与原函数的单调性的关系进行判断即可.
【详解】由的图象知,当时,为增函数,当时,为减函数,当时,,为增函数.
故选:C
【典例3】(多选)(23-24高三上·辽宁铁岭·期末)已知是的导函数,且(,),则的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【知识点】函数图像的识别、用导数判断或证明已知函数的单调性、函数奇偶性的应用、幂函数图象的判断及应用
【分析】设,由图象确定的范围或值,求导得到函数单调性,得到答案.
【详解】设,
A选项,由图象可以得到,,,此时,
令,解得,此时单调递增,
令,解得,此时单调递减,满足要求,A正确;
B选项,由图象可得,,,此时,
令,解得,此时单调递增,
令,解得,此时单调递减,不合要求,B错误;
C选项,由图象可得为奇函数,且,
故,,此时恒成立,此时单调递增,C正确;
D选项,由图象可得,当时,,故,且,
,令,解得,
故,
令得,,单调递增,
令得,或,单调递减,满足要求.
故选:ACD
【变式1】(24-25高二下·全国·课前预习)已知的导函数的图象如图所示,那么的图象最有可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】函数与导函数图象之间的关系
【分析】根据导数正负与函数的单调性的关系即可得解.
【详解】由题意可知,当和时,导函数,函数单调递减;
当时,导函数,函数单调递增,故选项D正确.
故选:D.
【变式2】(23-24高二下·重庆黔江·阶段练习)已知函数的图象如图所示,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、函数与导函数图象之间的关系
【分析】利用的图象分析的正负情况,从而分类讨论即可得解.
【详解】由图象可知在上单调递增,在上单调递减,
所以当或时,;当时,;
而等价于①,或②,
由①得或,则,
由②得,则,
综上,.
故选:B.
【变式3】(23-24高三下·上海·阶段练习)已知函数的导函数的图象如图所示,则函数的单调增区间是 .
【答案】和;
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、函数与导函数图象之间的关系
【分析】根据导函数的图象得到导数大于零的的取值范围,得解.
【详解】设函数为,由图象可得,当,,
所以函数的单调区间是和.
故答案为:和.
题型03已知函数在区间上单调,求参数
【典例1】(23-24高二下·甘肃武威·阶段练习)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】由题可知导函数在上恒大于等于零.再参变分离求解函数最值即可.
【详解】函数在上单调递增,
即在恒成立.
故,即在恒成立,
因为在上单调递减,
所以在处取得的最大值0,所以.
故选:A
【典例2】(23-24高二下·陕西西安·期末)若函数在上单调递增,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】求导得到在上恒成立,即,设,计算值域得到答案.
【详解】,在上恒成立,
即,设,,故,故.
故选:A
【典例3】(23-24高二下·河南洛阳·期中)已知函数,若函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由函数的单调区间求参数、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【分析】求出函数的导数,利用导数非负可求参数的取值范围.
【详解】,
因为在上单调递减,故,有恒成立,
故对恒成立,
所以对恒成立,
故对恒成立,
令,而在上为减函数,
故在上最大值为,
故.
故答案为:.
【变式1】(23-24高二下·北京·阶段练习)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由函数的单调区间求参数、解含有参数的一元二次不等式
【分析】原函数在区间上单调递增,则导函数在区间上恒大于或等于0,可求实数的取值范围.
【详解】由,则,
因为函数在区间上单调递增,所以恒成立,
即恒成立,则,解得.
故选:B
【变式2】(多选)(23-24高二上·黑龙江大庆·期末)已知函数在上单调递增,则实数的所有可能取值是( )
A. B. C. D.3
【答案】ABC
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】由在上恒成立,参变分离得,结合二次函数求出最小值即可求解.
【详解】由题意得在上恒成立,即,整理得,即,
又在上单调递增,则最小值为,故,结合选项知,可取0,1,2.
故选:ABC.
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)若函数的单调递减区间为,实数 .
【答案】
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】求出导函数,先排除,当时求出函数的单调区间,结合函数的单调递减区间为可得答案.
【详解】的定义域为..
若,,所以的单调增区间为,无单调减区间,不合题意.
若,令,得.
当时,有;当时,有.
所以的单调增区间为,单调减区间为.
又因为函数的单调递减区间为,所以.
故答案为:2.
题型04 已知函数在区间上存在单调区间,求参数
【典例1】(23-24高二下·辽宁·期末)若函数在区间上存在单调递减区间,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】求导后在区间上有解,等价于在区间上有解,分类讨论,计算即可.
【详解】,因为在区间上存在单调递减区间,
所以在区间上有解,即在区间上有解,
当显然不出来;
当时,,即,
故选:C.
【典例2】(23-24高二下·广东东莞·期中)若函数在内存在单调递减区间,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】根据导数与单调性的关系得函数存在单调递减区间即为有解,再将有解问题转化成最值问题处理即可求解.
【详解】由题在内有解,
即在内有解,故,
因为当时,,
所以,故.
故选:D.
【典例3】(23-24高二下·安徽·阶段练习)若函数在上存在单调递增区间,则的取值范围是
【答案】
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】利用参数分离,构造新函数,求得函数最值,进而可得结论.
【详解】,即
函数在区间上存在单调递增区间,只需在区间上有解,
即在区间上有解,
所以在区间上有解,所以
令,,则
令,则在上单调递增,所以,
即,所以,所以实数的取值范围是.
故答案为:
【变式1】(23-24高二下·吉林四平·期中)若函数在区间内存在单调减区间,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、导数的运算法则
【分析】对求导,分和两种情况,结合在区间内存在单调减区间,求出的取值范围即可.
【详解】,,
当时,,不符合题意;
当时,令,解得,
在区间内存在单调减区间,
,解得.
实数的取值范围是.
故选:.
【变式2】(23-24高二下·上海·阶段练习)若函数在上存在严格减区间,则m的取值范围是
【答案】
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】借助函数与导数的关系,再参变分离,可得在区间上有解,结合的单调性计算即可得解.
【详解】,
函数在上存在严格减区间,则在区间上有解.
即在区间上有解,
令,因为在区间上严格递减,
所以,故有.
故答案为:.
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,在区间上存在减区间,求的取值范围;
【答案】.
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】函数在区间上存在减区间,转化为,使得成立,求参数的取值范围即可.
【详解】由题意,若函数在区间上存在减区间,
等价于,使得成立,
可得,使得成立,构建,
可知开口向上,对称轴,所以,故,
解得,则的取值范围为.
题型05 已知函数在的单调区间为(是),求参数
【典例1】(23-24高二下·山东临沂·期中)函数的单调递减区间是,则( )
A.6 B.3 C.2 D.0
【答案】A
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】根据是的实数根即可求解.
【详解】由可得,
由于的单调递减区间是,故和是的两个根,故,故,
故选:A
【典例2】(23-24高二下·山东菏泽·期末)已知函数的单调递增区间为,则的值为( )
A.6 B.3 C. D.
【答案】C
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】求出函数的定义域与导函数,分、两种情况讨论,求出函数的单调递增区间,从而得到方程,解得即可.
【详解】函数的定义域为,
又,
当时恒成立,所以没有单调递增区间,不符合题意;
当时,单调递增,令,解得,
所以的单调递增区间为(或),
依题意可得,解得.
故选:C
【典例3】(23-24高二下·四川成都)已知函数的单调递减区间为,则的值为( )
A.3 B. C.6 D.
【答案】D
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】求出函数的导函数,依题意的解集为,即可求出参数的值.
【详解】由,所以,
单调递减区间是,的解集为,
即的解集为,
,,经检验符合题意.
故选:D.
【变式1】(23-24高二下·湖北孝感·阶段练习)函数的单调递减区间为,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】根据的单调递减区间为,而的定义域为,的一个极值点为1,利用即可得解,然后再代入验证是否满足题意即可.
【详解】,
因为的单调递减区间为,而的定义域为,
所以的一个极值点为1,
所以,解得.
所以,,
令,,解得,
所以的单调递减区间为,符合题意,
综上,
故选:B.
【变式2】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)若函数的单调递减区间为,则( )
A. B. C.16 D.27
【答案】A
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】根据导数分析单调性,结合二次不等式的解集与系数关系求解即可.
【详解】由题意,且的解集为,故,
解得,故.
故选:A
【变式3】(23-24高二下·四川成都)若函数的单调递减区间为,则实数k的值为( )
A.1 B. C.3 D.
【答案】A
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】求导得到导函数,确定,1是的两根,解得答案.
【详解】由,由已知递减区间,则得:,
故,1是的两根,,,
故选:A
题型06 已知函数在区间上不单调,求参数
【典例1】(23-24高三·云南·阶段练习)若函数在其定义域的一个子区间上不是单调函数,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】先确定函数的定义域然后求导数,在函数的定义域内解方程,使方程的解在定义域内的一个子区间内,建立不等关系,解之即可.
【详解】解:因为定义域为,
又,
由,得,
当时,,
当时,
据题意,,
解得:,故实数的取值范围是,.
故选:D.
【典例2】(2024高三下·全国·专题练习)函数在上不单调的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】判断命题的充分不必要条件、由函数在区间上的单调性求参数、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】由“函数在上不单调”可等价转化为在上必有变号零点,通过参变分离法,即可求得,依题,只需判断选项是否为得真子集即可.
【详解】依题意,,因在上不单调,
故导函数在上必有变号零点.
令,得,再令,则,
由,得即在上单调递增,所以,
故只需,即,
对于A,是的真子集,故 A选项是一个充分不必要条件,
而其他选项中,的范围都不是的真子集,故都不正确.
故选:A.
【典例3】(23-24高二下·浙江嘉兴·阶段练习)若函数在区间上不单调,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.不存在这样的实数k
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】利用导数与函数单调性的关系以及一元二次方程的根进行求解.
【详解】由题意得,在区间上至少有一个实数根,
又的根为,且在或两侧异号,
而区间的区间长度为2,故只有2或-2在区间内,
∴或,
∴或,故A,C,D错误.
故选:B.
【变式1】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)已知函数在其定义域内的一个子区间内不是单调函数,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由函数的单调区间求参数
【详解】试题分析:,令,,由题意,解得,又,即,所以.故选D.
考点:导数与函数的单调性.
【变式2】(23-24高二下·北京·期中)已知函数在区间上不单调,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】求出导函数,利用导数讨论的单调性,结合题意可得运算求解即可.
【详解】由,函数定义域为,
当时,函数单调递增,不合题意;
当时,令,解得;令,解得;
可知在内单调递增,在内单调递减,
若函数在区间不单调,则,解得;
综上所述:实数的取值范围是.
故选:B.
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数在上不单调,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、由函数在区间上的单调性求参数
【分析】利用求导数的方法,含参讨论函数的单调性,即可求出实数a的取值范围.
【详解】,
当时,在区间上单调递减,不符合题意.
当,时,,
在区间上单调递减,不符合题意.
当时,令,解得,
要使在区间上不单调,则,
即,解得,
此时在区间上递减;
在区间上递增.
故选:B
题型07含参问题讨论单调性(导函数有效部分是一次型)
【典例1】(2024高二·全国·专题练习)已知,讨论的单调性;
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】求得,分和,两种情况讨论,结合的符号,即可求解.
【详解】解:由函数,可得
①当时,恒成立,所以在上单调递增;
②当时,令,解得,
可得当时,;当时,,
所以在时单调递减,在时单调递增
综上所述:当时,在上单调递增
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【典例2】(23-24高二下·全国·课后作业)已知函数,若,求函数的单调区间.
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】根据题意,分和两种情况讨论求解即可;
【详解】解:当时,,定义域为,
所以,,
所以,时,在上恒成立,故在上单调递增,
当时,令得,
所以,当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
综上,时,在上单调递增;
时,在上单调递增,在上单调递减.
【典例3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,求的单调区间.
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】求出函数的导函数,分和两种情况讨论,根据导函数的符号即可求出函数的单调区间.
【详解】解:,
当时,,在上为增函数,
当时,由,解得:,
当时,,在上为减函数,
当时,,在上为增函数,
所以,当时,的单调递增区间为,
当时,的单调递减区间是,单调递增区间是.
【变式1】(23-24高二下·全国·课后作业)已知函数.讨论函数的单调性.
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】对函数进行求导,然后对进行分类讨论,根据导函数值的正负,得到函数的单调区间
【详解】由,得,且,
当时,,在上单调递减;
当时,当时,在上单调递增,当时,在上单调递减,
综上,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【变式2】(23-24高二上·辽宁盘锦·期末)设,函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)首先求出函数的导函数,即可求出即切线的斜率,再利用点斜式求出切线方程;
(2)求出函数的导函数,再对参数分和两种情况讨论,分别求出函数的单调区间;
【详解】(1)解:当时,,定义域为,
,
,
曲线在点处的切线方程为,即为.
(2)解:因为,定义域为,所以,
当时,恒成立,
函数在上单调递增;
当时,令,解得,令,解得,
故函数在上单调递增,在上单调递减.
综上可得:当时,在上单调递增;当时,在上单调递增,在上单调递减
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)已知函数(),讨论的单调性.
【答案】答案见解析.
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】求出导函数,分和两类情况讨论即可求出结论即可.
【详解】易得.
当时,恒成立,所以在R上单调递增.
当时,令,得,
①当时,,所以在上单调递减;
②当时,,所以在上单调递增.
综上,当时,函数在R上单调递增;当时,函数在上单调递减,在上单调递增.
题型08 含参问题讨论单调性(导函数有效部分是二次型且可因式分解)
【典例1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数.讨论函数的单调性;
【答案】答案见解析.
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】求导后为可因式分解的类二次函数,但由于定义域为,所以的解只有可能是一个或者无解,根据解的个数分为和两类.
【详解】因为的定义域为,
又,
当时,在上恒成立,所以在上单调递增;
当时,令,解得(舍去),;
当,,在上单调递减;
,,在上单调递增;
综上,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【典例2】(2023高三·全国·专题练习)设函数.当时,讨论函数的单调性;
【答案】见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】由题求导得,分,,,三种情况讨论其单调性即可.
【详解】由题知,函数的定义域为,
所以求导得,
若,
由得或,
由得,
所以函数在,和上单调递增,在上单调递减,
若,恒有,当且仅当时取等号,因此函数在上单调递增,
若,
由得或,
由得,
所以函数在,上单调递增,在上单调递减,
所以当时,函数在,上单调递增,在上单调递减;
当时,函数在上单调递增;
当时,函数在,上单调递增,在上单调递减.
【典例3】(23-24高二下·陕西西安·阶段练习)讨论函数的单调性.
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】由题设可得,讨论、、,结合判断的区间单调性.
【详解】由题设,,
当时,若即时,递减;若即时,递增;
当时,,定义域上递增;
当时,若即时,递减;若即时,递增;
综上,:在上递减,在上递增;
:在R上递增;
:在上递减,在上递增;
【变式1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.讨论函数的单调性;
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】求导之后为可因式分解的类二次函数,由于函数的定义域为,所以有一个零点或者无零点,根据方程是否有解分为和两类.
【详解】函数的定义域为,求导得,
①当时,有,此时函数在区间上单调递减;
②当时,当时,,此时函数在区间上单调递增;
当时,,此时函数在区间上单调递减.
所以当时,函数在区间上单调递减;
当时,函数在区间上单调递增,在区间上单调递减.
【变式2】(23-24高二·江苏·课后作业)已知函数.求函数的单调区间;
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】根据题意,求导得,然后根据与两种情况进行分类讨论,即可得到其单调区间.
【详解】函数的定义域为
则
当,时,恒成立,所以单调递减;
当时,令,解得或(舍去),
令,,令,
所以在上单调递减;上单调递增.
综上所述:当时,的单调递减区间为,无单调递增区间;
当时,的单调递增区间为,单调递减区间为
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.若,求函数的单调区间.
【答案】答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】求出函数f(x)定义域并求出其导数,分,两类确定不等式、的解集即可.
【详解】解:,
,
当时,令,得:;令,得;
当时,令,得:或,
令,得;
因此,当时,在递增,在递减;
当时,在,递减;在递增.
题型09含参问题讨论单调性(导函数有效部分是二次型且不可因式分解)
【典例1】(2025高三·全国·专题练习)已知函数.讨论的单调性;
【答案】答案见解析.
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】根据题意,求导可得,然后分,,三种情况讨论,综合可得.
【详解】因为,
当时,,此时在上恒成立,
所以在上单调递减;
当时,在上单调递减,所以在上有唯一零点,
当时,,在上单调递增,
当时在上单调递减;
当时,在上有零点,
当和时,,
所以在和上单调递减,
当时,,
所以在上单调递增.
综上:当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,在上单调递减;
当时,在和上单调递减,在上单调递增.
【典例2】(2024·山东青岛·二模)已知函数.
(1)证明曲线在处的切线过原点;
(2)讨论的单调性;
【答案】(1)证明见解析
(2)答案见解析
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)可求得切点为,斜率,则切线方程为,则恒过原点;
(2)首先求函数的导数,当时,和,可得的单调区间;当时,令,当时由的判别式和,讨论出函数的单调区间;当时,的判别式,讨论出函数的单调区间.
【详解】(1)由题设得,所以,
又因为,所以切点为,斜率,
所以切线方程为,即恒过原点.
(2)由(1)得,
当时,,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减;
当时,令,则,
当且时,即时,,在上单调递增,
当时,,
由,则,或,则,
所以在上单调递增,在上单调递增;
由,则,则,
所以在上单调递减;
当时,,则为开口向下的二次函数,
对称轴,,,
由,则,则,所以在上单调递增,
由,则,则,所以在上单调递减;
综上:当时,在上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【典例3】(2024高三·全国·专题练习)讨论函数,的单调性
【答案】
答案见解析.
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】求导后为不可因式分解的类二次函数,首先对开口方向谈论分为三类,时,有两个根,需要判断根的符号,因为函数的定义域为,当时,分为和两种情况,的情况仍需判断根的符号.
【详解】因为,所以,
即,
当时,,令,解得,
所以时,,所以在上单调递减,
时,,所以在上单调递增;
当时, ,
令,,
当时,令,则,,
所以方程有、两个根, 解得,,
因为,,所以,,
所以不在定义域内,
时,,单调递减,
时,,单调递增;
时,当时,即时,在上恒成立,
所以在上单调递减;
当,即时,方程有、两个根,
解得,,
因为,,所以,,
,又因为,,
所以当时,,单调递减,
时,,单调递增,
时,,单调递减;
综上所述:时, 在是单调递减,在单调递增;
时,在上单调递减,在上单调递增
时,在和上单调递减,
在上单调递增;
时,在单调递减.
【变式1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数.讨论的单调性
【答案】当时,在上单调递增;
当时,在和上单调递增,
在上单调递减.
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】先求出导函数,在定义域内分类讨论和时的符号,从而确定函数的单调性.
【详解】因为,
当时,,所以在上单调递增.
当时,令,则.
若,即时,恒成立,
所以在上单调递增.
若,即时,
方程的根为,
当时,或,
在和上单调递增;
当时,,
在上单调递减.
综上所述,当时,在上单调递增;
当时,在和上单调递增,
在上单调递减.
【变式2】(2024高三·全国·专题练习)已知函数 ,其中 为非零实数.
(1)讨论函数 的单调性;
【答案】(1)答案见解析
【知识点】利用导数证明不等式、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间即可;
【详解】(1),,
当 即 时 ,在 递增,
当 时,由 ,解得 ,,
令,,解得
令,,解得
当 时, ,
令,,解得
令,,解得
综上所述,
当 时,在上递增,没有递减区间;
当 时,在 ,上递增,在上递减;
当 时,在上递增 ,在上递减 .
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数.讨论的单调性.
【答案】答案见解析.
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间、简单复合函数的导数
【分析】求出函数的导数,再按照值的正负零分类,并结合一元二次方程的判别式求出单调区间即可.
【详解】函数的定义域为,求导得,
(i)当时,,由,得;由,得,
函数在上单调递减,在上单调递增;
(ⅱ)当时,的判别式,
若,①当时,,在上恒成立,在上单调递增;
②当时,,方程的二根,
由,得或,由,得,
函数在,上单调递增,在上单调递减;
若,①当时,,在上恒成立,在上单调递减;
②当时,,方程的二根,
由,得,由,得或,
函数在上单调递增,在,上单调递减,
所以当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
一、单选题
1.(23-24高三上·甘肃武威·阶段练习)函数 的单调递增区间是( )
A. B. C.(1,4) D.(0,3)
【答案】B
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求导,令,即得解
【详解】由题意,
令,得
故函数 的单调递增区间是:
故选:B
2.(23-24高二下·安徽马鞍山·期末)已知函数,的导函数的图象如图,那么,的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】函数与导函数图象之间的关系、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】由导数符号与函数单调性的关系即可逐一判断各个选项.
【详解】由题意恒成立,且只有一个点使得,所以在实数域上单调递增,由此可排除BC,
设的根为,则当时,,当时,,即先单调递减再单调递增,故排除D,经检验A符合题意.
故选:A.
3.(23-24高二下·山东东营·期末)已知函数,若函数在上单调递减,则实数m的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】根据单调性可得导函数在上恒成立即可求解.
【详解】由在上单调递减,可得在上恒成立,故,
所以,
故选:A
4.(23-24高二下·重庆·阶段练习)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求出函数导数,令可得解.
【详解】因为,
所以令可得,解得,
所以函数的单调递增区间为.
故选:C
5.(23-24高二下·福建宁德·期中)若函数在上是增函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】求出函数的导数,问题转化为在恒成立,利用判别式即可求出的范围.
【详解】函数,,
若在递增,则在恒成立,
可得,解得,
故选:D
6.(24-25高三上·湖南常德·阶段练习)若函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】利用导数和函数单调性的关系求解即可.
【详解】,
若函数在上单调递增,
则在上恒成立,
故在上恒成立,
故.
故选:B
7.(2024高三·全国·专题练习)设函数在区间上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】根据导数的正负性与原函数的单调性的关系进行求解即可.
【详解】因为,所以,
由,得,所以在上是减函数,
因为在区间上单调递减,所以且,解得.
故选:A
8.(2024·全国·模拟预测)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】比较函数值的大小关系、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】构造函数 ,求出 ,利用导数判断 的单调性,进而得出答案.
【详解】令,则,易得在上单调递增,
∴,即,∴.
故选:B.
二、多选题
9.(2024高三·全国·专题练习)若函数恰好有三个单调区间,则实数a的取值可以是( )
A. B. C.0 D.2
【答案】BD
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】将问题转化为导函数有两个零点问题,由判别式可解.
【详解】当时,,显然不满足题意;
当时,依题意知,有两个不相等的零点,
所以,解得且,
故选:BD.
10.(23-24高二下·山东菏泽·期中)若函数f(x)的导函数在定义域内单调递增,则f(x)的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】利用导数的运算性质,结合导数的性质逐一判断即可.
【详解】A:由,令,
因为,所以函数是实数集上的增函数,符合题意;
B:由,因为一次函数是实数集上的增函数,
所以符合题意;
C:由,因为函数是周期函数,所以函数不是实数集上的增函数,因此不符合题意;
D:由,令,
则,当时,单调递减,因此不符合题意,
故选:AB
三、填空题
11.(23-24高二下·江苏常州·阶段练习)已知函数,若,则的范围是 .
【答案】
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式、用导数判断或证明已知函数的单调性、函数奇偶性的定义与判断
【分析】利用函数的奇偶性及单调性去函数符号计算即可.
【详解】由函数,可得为奇函数,
又,所以为R上的单调递增函数,
故由可得,
即,
即的范围是.
故答案为:
12.(23-24高二下·北京海淀·期中)如果定义在R上的函数的单调增区间为,那么实数的值为 .
【答案】
【知识点】由函数的单调区间求参数
【分析】根据导数研究函数的单调性,将单调区间的端点代入导函数值为零,计算并验证即可.
【详解】由题意可得:且,解得
此时,令解得符合题意,故.
故答案为:.
四、解答题
13.(24-25高三·上海·课堂例题)已知函数.
(1)若的单调减区间是,求实数的值;
(2)若在上为严格减函数,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由函数的单调区间求参数、由函数在区间上的单调性求参数
【分析】(1)对函数求导后,由题意可得的解集为,从而可求出实数的值;
(2)由题意可得在上恒成立,转化为在上恒成立,利用函数的范围,从而可求出的取值范围.
【详解】(1)由,
得,
因为的单调减区间是,
所以的解集为,
所以方程的两个根为0和4,且,
所以,解得;
(2)因为在上为严格减函数,
所以在上恒成立,
即在上恒成立,
因为在上单调递减,
所以,所以,
因为,所以,
即实数的取值范围为.
B能力提升
1.(23-24高三上·新疆阿克苏·阶段练习)设函数,则不等式的解集为( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、用导数判断或证明已知函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】探讨函数的奇偶性、单调性,再求解不等式即得.
【详解】函数的定义域为R,,则函数为奇函数,
求导得,当且仅当时取等号,
因此函数为R上的增函数,,
于是,即,解得,
所以原不等式的解集为.
故选:D
2.(24-25高二下·全国·课后作业)已知函数.若在区间上单调递增,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据二次函数的最值或值域求参数、由函数在区间上的单调性求参数
【分析】求导得,由题意得时,恒成立,即在区间上恒成立,令,对称轴为,对对称轴的位置分类讨论:①;②;③.分别求出,解不等式,即可求解.
【详解】由,
得.
又在区间上单调递增,
所以时恒成立,即在区间上恒成立.
令,
函数图象的对称轴为直线.
当,即时,,
解得,又此时无解;
当,即时,,
解得,故;
当,即时,,
解得,故.
综上可得,实数a的取值范围是.
故答案为:.
3.(23-24高二下·云南红河·期末)已知函数,().
(1)当时,求出方程解的个数;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)1个
(2)见解析
【知识点】利用导数研究函数的零点、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)设,结合函数的单调性求解即可;
(2)根据和0的大小关系,进行分类讨论即可.
【详解】(1)当时,,
即,
设,
则,
且定义域为,
故在时,恒成立,在上单调递增,
在时,恒成立,在上单调递减,
所以,
故只有一个解,
即方程只有一个解.
(2)函数定义域为,
由题意,
当时,在时,恒成立,在上单调递增,
当时,的解为,的解为,
在上递增,在上递减.
综上所述,当时,在上单调递增;
当时,在上递增,在上递减.
4.(23-24高二下·广东江门·期中)已知函数.
(1)若,求函数的零点;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)唯一的零点1
(2)答案见解析
【知识点】含参分类讨论求函数的单调区间、利用导数研究函数的零点
【分析】(1)利用导数得函数在单调递增,又,得解;
(2)先求,令,分类讨论函数的正负性,从而可得函数的单调性.
【详解】(1)若,,
则,
所以函数在单调递增,
又,故有唯一的零点1.
(2)因为,
令,
①当时,,在上,,所以单调递增.
②当时,
当时,,
在上恒成立,所以单调递增.
当或时,,令,
得,
当时,注意到,
所以当时,,所以单调递增;
当时,,所以单调递减.
当时, 注意到,
所以当或时,,所以单调递增;
当时,,所以单调递减.
综上可得:当时,在上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减
C综合素养
1.(23-24高二下·江苏南京·期中)设函数在区间上可导,为函数的导函数.若是上的减函数,则称为上的“上凸函数”;反之,若为上的“上凸函数”,则是上的减函数.
(1)判断函数在上是否为“上凸函数”,并说明理由;
(2)若函数是其定义域上的“上凸函数”,求的取值范围;
【答案】(1)函数在上是“上凸函数”,理由见解析
(2)
【知识点】导数新定义、由函数在区间上的单调性求参数、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】(1)求导得,令,只需判断在上是否恒成立即可;
(2)由题意设,则恒成立,即当时,恒成立,从而分类讨论即可求解;
【详解】(1)由题意,,
令,则,
当时,,
即此时,所以即单调递减,
从而由定义可知函数在上是“上凸函数”;
(2)因为,
所以,
设,则,
由题意函数是其定义域上的“上凸函数”,
所以单调递减,
从而当时,恒成立,即当时,恒成立,
因为一元二次函数的对称轴为,
当,即时,恒成立,只需即可,解得,即;
当,即时,恒成立,只需,即,解得;
综上所述,的取值范围为.
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$$
第03讲 5.3.1函数的单调性
课程标准
学习目标
①理解导数与函数的单调性的关系。
②掌握利用导数判断函数单调性的方法。
③能利用导数求不超过三次多项式函数的单调区间。
④会利用导数证明一些简单的不等式问题。
⑤掌握利用导数研究含参数的单调性的基本方法。
通过本节课要求能利用函数的导数判断函数的单调性,会求简单函数的单调区间,能证明简单的不等式,会利用导数解决单调性与含参数相关的问题.
知识点01:函数的单调性与导数的关系(导函数看正负,原函数看增减)
函数在区间内可导,
(1)若,则在区间内是单调递增函数;
(2)若,则在区间内是单调递减函数;
(3)若恒有,则在区间内是常数函数.
注意:讨论函数的单调性或求函数的单调区间的实质是解不等式,求解时,要坚持“定义域优先”原则
条件
恒有
结论
函数在区间上可导
在内单调递增
在内单调递减
在内是常数函数
【即学即练1】(23-24高二下·河北秦皇岛·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B.
C.和 D.和
知识点02:求已知函数(不含参)的单调区间
①求的定义域
②求
③令,解不等式,求单调增区间
④令,解不等式,求单调减区间
注:求单调区间时,令(或)不跟等号.
【即学即练2】(23-24高二下·新疆克孜勒苏·期中)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
知识点03:由函数的单调性求参数的取值范围的方法
1、已知函数在区间上单调
①已知在区间上单调递增,恒成立.
②已知在区间上单调递减,恒成立.
注:已知单调性,等价条件中的不等式含等号.
2、已知函数在区间上存在单调区间
①已知在区间上存在单调增区间使得有解
②已知在区间上存在单调减区间使得有解
3、已知函数在区间上不单调,使得有变号零点
【即学即练3】(23-24高二下·山东烟台·期末)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【即学即练4】(23-24高二下·四川泸州·期中)若函数在上存在单调递增区间,则实数a的取值范围是
知识点04:含参问题讨论单调性
第一步:求的定义域
第二步:求(导函数中有分母通分)
第三步:确定导函数有效部分,记为
对于进行求导得到,对初步处理(如通分),提出的恒正部分,将该部分省略,留下的部分则为的有效部分(如:,则记为的有效部分).接下来就只需考虑导函数有效部分,只有该部分决定的正负.
第四步:确定导函数有效部分的类型:
①为一次型(或可化为一次型)②为二次型(或可化为二次型)
第五步:通过分析导函数有效部分,讨论的单调性
题型01 求函数的单调区间
【典例1】(23-24高二下·新疆省直辖县级单位·阶段练习)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【典例2】(多选)(24-25高二下·全国·随堂练习)(多选)函数在下列区间上单调递增的是( )
A. B. C. D.
【典例3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,求的单调区间.
【变式1】(23-24高二下·宁夏吴忠·期中)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.和
【变式2】(2024·山西太原·二模)函数的单调递增区间是 .
【变式3】(23-24高二下·黑龙江牡丹江·阶段练习)求函数的单调区间.
题型02函数与导函数图象间的关系
【典例1】(23-24高二下·山东·期中)已知函数的导函数的图象如图所示,则的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【典例2】(2024高三·全国·专题练习)设是函数的导函数,的图象如图所示,则的图象最有可能是( )
A. B. C. D.
【典例3】(多选)(23-24高三上·辽宁铁岭·期末)已知是的导函数,且(,),则的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【变式1】(24-25高二下·全国·课前预习)已知的导函数的图象如图所示,那么的图象最有可能是( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24高二下·重庆黔江·阶段练习)已知函数的图象如图所示,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式3】(23-24高三下·上海·阶段练习)已知函数的导函数的图象如图所示,则函数的单调增区间是 .
题型03已知函数在区间上单调,求参数
【典例1】(23-24高二下·甘肃武威·阶段练习)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】(23-24高二下·陕西西安·期末)若函数在上单调递增,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例3】(23-24高二下·河南洛阳·期中)已知函数,若函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
【变式1】(23-24高二下·北京·阶段练习)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】(多选)(23-24高二上·黑龙江大庆·期末)已知函数在上单调递增,则实数的所有可能取值是( )
A. B. C. D.3
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)若函数的单调递减区间为,实数 .
题型04 已知函数在区间上存在单调区间,求参数
【典例1】(23-24高二下·辽宁·期末)若函数在区间上存在单调递减区间,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】(23-24高二下·广东东莞·期中)若函数在内存在单调递减区间,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【典例3】(23-24高二下·安徽·阶段练习)若函数在上存在单调递增区间,则的取值范围是
【变式1】(23-24高二下·吉林四平·期中)若函数在区间内存在单调减区间,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24高二下·上海·阶段练习)若函数在上存在严格减区间,则m的取值范围是
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,在区间上存在减区间,求的取值范围;
题型05 已知函数在的单调区间为(是),求参数
【典例1】(23-24高二下·山东临沂·期中)函数的单调递减区间是,则( )
A.6 B.3 C.2 D.0
【典例2】(23-24高二下·山东菏泽·期末)已知函数的单调递增区间为,则的值为( )
A.6 B.3 C. D.
【典例3】(23-24高二下·四川成都)已知函数的单调递减区间为,则的值为( )
A.3 B. C.6 D.
【变式1】(23-24高二下·湖北孝感·阶段练习)函数的单调递减区间为,则( )
A. B.1 C. D.
【变式2】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)若函数的单调递减区间为,则( )
A. B. C.16 D.27
【变式3】(23-24高二下·四川成都)若函数的单调递减区间为,则实数k的值为( )
A.1 B. C.3 D.
题型06 已知函数在区间上不单调,求参数
【典例1】(23-24高三·云南·阶段练习)若函数在其定义域的一个子区间上不是单调函数,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例2】(2024高三下·全国·专题练习)函数在上不单调的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【典例3】(23-24高二下·浙江嘉兴·阶段练习)若函数在区间上不单调,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.不存在这样的实数k
【变式1】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)已知函数在其定义域内的一个子区间内不是单调函数,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高二下·北京·期中)已知函数在区间上不单调,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数在上不单调,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型07含参问题讨论单调性(导函数有效部分是一次型)
【典例1】(2024高二·全国·专题练习)已知,讨论的单调性;
【典例2】(23-24高二下·全国·课后作业)已知函数,若,求函数的单调区间.
【典例3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,求的单调区间.
【变式1】(23-24高二下·全国·课后作业)已知函数.讨论函数的单调性.
【变式2】(23-24高二上·辽宁盘锦·期末)设,函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论函数的单调性.
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)已知函数(),讨论的单调性.
题型08 含参问题讨论单调性(导函数有效部分是二次型且可因式分解)
【典例1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数.讨论函数的单调性;
【典例2】(2023高三·全国·专题练习)设函数.当时,讨论函数的单调性;
【典例3】(23-24高二下·陕西西安·阶段练习)讨论函数的单调性.
【变式1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.讨论函数的单调性;
【变式2】(23-24高二·江苏·课后作业)已知函数.求函数的单调区间;
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.若,求函数的单调区间.
题型09含参问题讨论单调性(导函数有效部分是二次型且不可因式分解)
【典例1】(2025高三·全国·专题练习)已知函数.讨论的单调性;
【典例2】(2024·山东青岛·二模)已知函数.
(1)证明曲线在处的切线过原点;
(2)讨论的单调性;
【典例3】(2024高三·全国·专题练习)讨论函数,的单调性
【变式1】(2024高三·全国·专题练习)已知函数.讨论的单调性
【变式2】(2024高三·全国·专题练习)已知函数 ,其中 为非零实数.
(1)讨论函数 的单调性;
【变式3】(2024高三·全国·专题练习)已知函数.讨论的单调性.
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
一、单选题
1.(23-24高三上·甘肃武威·阶段练习)函数 的单调递增区间是( )
A. B. C.(1,4) D.(0,3)
2.(23-24高二下·安徽马鞍山·期末)已知函数,的导函数的图象如图,那么,的图象可能是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二下·山东东营·期末)已知函数,若函数在上单调递减,则实数m的最小值为( )
A.1 B. C.2 D.
4.(23-24高二下·重庆·阶段练习)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二下·福建宁德·期中)若函数在上是增函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高三上·湖南常德·阶段练习)若函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(2024高三·全国·专题练习)设函数在区间上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(2024·全国·模拟预测)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2024高三·全国·专题练习)若函数恰好有三个单调区间,则实数a的取值可以是( )
A. B. C.0 D.2
10.(23-24高二下·山东菏泽·期中)若函数f(x)的导函数在定义域内单调递增,则f(x)的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
11.(23-24高二下·江苏常州·阶段练习)已知函数,若,则的范围是 .
12.(23-24高二下·北京海淀·期中)如果定义在R上的函数的单调增区间为,那么实数的值为 .
四、解答题
13.(24-25高三·上海·课堂例题)已知函数.
(1)若的单调减区间是,求实数的值;
(2)若在上为严格减函数,求实数的取值范围.
B能力提升
1.(23-24高三上·新疆阿克苏·阶段练习)设函数,则不等式的解集为( ).
A. B.
C. D.
2.(24-25高二下·全国·课后作业)已知函数.若在区间上单调递增,则实数a的取值范围为 .
3.(23-24高二下·云南红河·期末)已知函数,().
(1)当时,求出方程解的个数;
(2)讨论函数的单调性.
4.(23-24高二下·广东江门·期中)已知函数.
(1)若,求函数的零点;
(2)讨论函数的单调性.
C综合素养
1.(23-24高二下·江苏南京·期中)设函数在区间上可导,为函数的导函数.若是上的减函数,则称为上的“上凸函数”;反之,若为上的“上凸函数”,则是上的减函数.
(1)判断函数在上是否为“上凸函数”,并说明理由;
(2)若函数是其定义域上的“上凸函数”,求的取值范围;
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