一、 导数在单调性中的应用 函数的单调性是函数最基本的性质之一,是我们研究函数所要掌握的最基本的知识.它在中学数学中的用处是非常广泛的,其思维方法有一、利用增(减)函数的定义判断单调性;
二、导数法。利用在内可导的函数在上递增(或递减)的充要条件是(或),恒成立(但在的任意子区间内都不恒等于0)。方法一化简较为繁琐,比较适合解决抽象函数的单调性问题,而用导数知识来判断函数的单调性既快捷又容易掌握.,特别是对于具体函数更加适用。
1. 利用导数求单调区间 例1.函数yxlnx在区间0,1上是 A. 单调增函数 B. 单调减函数 C.在0,上是减函数,在,1上是增函数 D.在0,上是增函数,在,1上是减函数 分析本题主要考查利用求导方法判定函数在给定区间上的单调性. 解y′lnx1,当y′0时,解得x. 又x∈0,1,∴x1时,函数yxlnx为单调增函数.同理,由y′0且x∈0,1得0x,此时函数yxlnx为单调减函数.故应选C. 答案C 例2.函数ysin2x的单调递减区间是__________. 分析本题考查导数在三角问题上的应用. 解y′2sinxcosxsin2x. 令y′0,即sin2x0, ∴2kπ-π2x2kπ,k∈Z. ∴kπ-x0,所以x1.在0, ∞上,由于只有一个极小值,所以它也是最小值,从而函数在0,∞上的最小值为yf14. 答案A 2.利用最(极)值求参数范围 例8.若函数yx3-3bx3b在0,1内有极小值,则 A.0b1B.b0D.b0, ∴x.又∵x∈0,1, ∴01.∴0b1. 答案A 3.最(极)值的综合应用 例9.已知函数是函数的一个极值点,其中,。
(1)求与的关系表达式;
(2)求的单调区间;
(3)当时,函数的图象上任意一点的切线斜率恒大于,求的取值范围。
分析这类题目解决的关键在于深刻理解并灵活运用导数的知识,第1小题根据极值点处导数为零,可确定与的关系;
第2小题求函数的单调区间可根据求导法得到,列出表格,答案一目了然;
第3小题根据导数的几何意义结合一元二次函数的性质即可得到结论。
解(1) 由是的一个极值点,知,即, (2)由(1),得 由知,,当变化时,与的变化如下 1 0 0 递减 极小值 递增 极大值 递减 由上可知, 在区间和上递减,在区间上递增. 3由已知得,即,即当时,有.① 设,其函数开口向上,由题意①式恒成立,所以即解之得, ,又,所以.即的取值范围为. 例10.已知函数恰有一个极大值点和一个极小值点,其中一个是 (Ⅰ)求函数的另一个极值点;
(Ⅱ)求函数的极大值M和极小值m,并求时k的取值范围. 【分析及解】(I)∵是函数的一个极值点, ∴即得∵ ∴由此可知 , O c k 1 ,即,由此方程的一个根为,另一个根由韦达定理容易计算为或 ∴函数的另一个极值点为(或) (II)由(I)知,现画一个函数图帮助理解, ∵且,则图象如图所示, ∴或, ① 当,即时,当或时,当时,上是增函数,在上是减函数, ∴, 又,∴,即,解之得满足。
②当,即时,当或时,当时,∴上是减函数,在上是增函数, ∴,又,∴, 即,解之得或,结合,∴ 综上可知,所求k的取值范围为 小结通过可以看出对于这部分知识的学习,要认识到新课程中增加了导数内容的作用,在学习中要明确导数作为一种工具在解答函数的单调性,极值等方面的起着不可替代的作用,今后需要全面学习,抓住导数基础知识学习.注意精选一些以导数为工具分析和解决的函数的典型问题进行训练,提高应用导数知识分析问题和解决问题的能力。
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