内容正文:
学习目标
情境引入
探求新知
典例铺路
随堂演练
课堂小结
当堂检测
第二章 导数及其应用
互动设计
2.6.1 函数的单调性(2)
(研究含参函数的单调性)
互动设计课程
1
课件部分内容快照
【知识要点】
【典型例题】
导函数为「一元一次型」(最简单)
导函数为「一元二次型」(考试最常考)
导函数为「指数型」
导函数为「对数型」
导函数为「三角型」
导函数为「一元一次型」(最简单)
导函数为「一元二次型」(考试最常考)
导函数为「指数型」
导函数为「对数型」
导函数为「三角型」
互动设计课程
学
习
目
标
含参求区间分类讨论
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利用导数研究函数的单调性,其核心是分析导函的正负性。当函数中含有参数时,导函数的符号可能会随参数取值的变化而变化,因此需要进行分类讨论。
探
求
新
知
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导函数为「一元一次型」(最简单)
导函数为「一元二次型」(考试最常考)
导函数为「指数型」
导函数为「对数型」
导函数为「三角型」
解题通法
求定义域:确定函数 f(x) 的定义域 D。
求导函数:计算 并尽可能进行因式分解或化简。
分析导函数:分的符号变化情况,关键在于研究其分子(主导函数)的符号。
分类讨论:根据参数在导函数中的位置,确定分类标准,做到“不重不漏”。
写结论:综合所有情况,写出函数 f(x) 的单调区间。
分类讨论的“四步曲”
最高次项系数:若导函数为二次型,且二次项系数含参,需先讨论系数为零、大于零、小于零的情况。
判别式 ∆:讨论方程 0 有无实根。
根的大小:若有两个根,需讨论两根的大小关系。
根与定义域:讨论根是否在函数的定义域内。
5 类精讲:一元一次型、一元二次型、指数型、对数型、三角型
导函数为「一元一次型」(最简单)
特征:f'(x)=kx+b(含参一次函数) 讨论核心:一次项系数是否为 0 → 定斜率 → 定单调性
,,
导函数为「一元二次型」(考试最常考)
特征:f'(x)=a+bx+c 讨论顺序(固定模板):
1. 二次项系数是否为 0(是否真二次)
2. 开口方向
3. 判别式 Δ(有无零点)
4. 两根大小、与定义域关系
零点: 讨论: - (即 ): - (即 ): , 在 单调递增 - (即 ):
已知函数 , 。讨论 的单调区间。
求导: 。这是一个二次函数,需按“系数-判别式-根”的顺序讨论。
2.讨论判别式: 。
情况一:当 即 时, 恒成立(开口向上),故 在 上单调递增。
情况二:当 即 或 时, 有两个不等实根:
。
此时 的解集为 或 ;
的解集为 。
写结论:
当 时, 在 上单调递增;
当 或 时, 在 和 上单调递增,在 上单调递减。
变式训练1
已知函数 ( )。讨论 的单调区间。
导函数为「指数型」
特征:含 、 核心:指数恒正,只讨论剩下的多项式/常数
:, 上递增
:令
,,递减
,,递增
导函数为「对数型」
特征:含 ,定义域优先 核心:通分、因式分解,只看分子符号
:, 递增
:
,,递减
,,递增
导函数为「三角型」
特征:含 核心:值域 + 周期性 + 给定区间讨论
典
例
铺
路
导数为一元一次型
导数为一元二次型
含指数函数型
含对数函数型
含三角函数型
导数为一元一次型
已知函数 ,讨论 的单调性。
提示:
。
- 当 时, 恒成立, 在 上单调递增。
- 当 时,令 得 ,则 在 和 上递增,在 上递减。
导数为一元一次型
2. 设函数 ,求 的单调区间。
提示:
定义域 ,。
- 当 时, 恒成立, 在 上递增。
- 当 时,令 得 ,则 在 上递增,在 上递减。
导数为一元二次型
3. 已知函数 ,讨论 的单调性。
提示:
,判别式 。
- 当 即 时,, 恒成立, 在 上递增。
- 当 或 时,, 有两根 ,则 在 和 上递增,在 上递减。
导数为一元二次型
4. 函数 ,求 的单调区间。
。
- 当 时,, 在 上递增。
- 当 时, 得 或 ,递增区间为 和 ,递减区间为 。
- 当 时,递增区间为 和 ,递减区间为 。
含指数函数型
5. 已知函数 ,讨论 的单调性。
。
- 当 时, 恒成立, 在 上递增。
- 当 时,令 得 ,则 在 上递减,在 上递增。
含指数函数型
6. 设函数 ,其中 ,求 的单调区间。
。
令 ,判别式 。由于 恒成立, 有两根 。则 在 和 上递增,在 上递减。
含对数函数型
7. 已知函数 ,讨论 的单调性。
。
令 ,判别式 。由于 恒成立, 有两根 。则 在 和 上递增,在 上递减。
含对数函数型
7. 已知函数 ,讨论 的单调性。
定义域 ,。
令 得 ,即 。
- 当 时,;当 时,。
所以 在 上递减,在 上递增。
含对数函数型
已知函数 ,求单调区间。
当 时, 恒成立, 递增。
- 当 时,令 得 ,则 在 上递增,在 上递减。
含三角函数型
9.已知函数 在区间 上单调,求 的取值范围。
,在 上 。
若 在 上递增,则 恒成立,即 恒成立,需 ;
若递减,则 。所以 或 。
含三角函数型
10. 设函数 ,求 在 上的单调性(讨论 )。
。在 上,, 从 递减到 ,所以 的值域需分析。由于 递增,乘积复杂,通常需要讨论 与最值的关系。可简化为:令 ,求其最值,然后根据 判断 的符号。
随
堂
演
练
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【1】
题目:已知函数 ,讨论 在区间 上的单调性。
分析提示:求导后导数为一次函数,按对称轴与区间的位置关系分类。
【2】
练习二:二次函数型导数(开口方向不定)
题目:设函数 ,其中 ,讨论 的单调性。
分析提示:,需比较两根 和 的大小。
【3】
练习三:导数含参且定义域受限
题目:已知函数 ,其中 。 - (1) 讨论 的单调性; - (2) 若 在 上单调递减,求 的取值范围。分析提示:注意定义域 ,。
【4】
练习四:指数/对数混合型(较难)
题目:设函数 ,其中 。 - (1) 讨论 的单调性; - (2) 若 对任意 恒成立,求 的值。
分析提示:,需讨论 和 两种情况。
【5】
练习五:综合应用(双参数或隐含条件)
题目:已知函数 ,其中 。 - (1) 当 时,求 的单调区间; - (2) 讨论 的单调性; - (3) 若 在 上单调递增,求 的取值范围。
分析提示:
1
步骤 内容
第一步 求定义域
第二步 计算 ,尽量因式分解
第三步 找临界点( 的根或导数不存在的点)
第四步 按参数分类讨论,画出导数符号图
第五步 确定原函数的单调区间
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2.
常见分类标准: 二次型导数:开口方向、判别式、根的大小、根与定义域/区间的关系 一次型导数:斜率正负、根的位置
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