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1、
導數與函數單調性交匯
利用導數研究函數單調性是高考考查的重點,重點以三次函數、指數函數、對數函數為載體,近幾年??疾橐韵聨追N題型。下面舉例說明。
一、 直接利用導數求單調區(qū)間
例1、已知函數,求導函數,并確定的單調區(qū)間.
解:.
令,得.
當,即時,的變化情況如下表:
0
當,即時,的變化情況如下表:
0
所以,當時,函數在上單調遞減,
在上單調遞增,在上單調遞減.
當時,函數在上單調遞減,
在上單調遞增,在上單調遞減.
當,即時,,
所以函數在上單調遞減,在上單調遞減.
二、 給出
2、函數在某個區(qū)間上的單調性,求參數范圍
例2、設a>0,函數在上是單調遞增函數,求a的取值范圍。
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分析1:函數在上是單調遞增函數,所以為函數的遞增區(qū)間的子集,因此先求出函數的單調增區(qū)間。
解法1:,令,
得,或,故函數的單調遞增區(qū)間為和
因為函數在上是單調遞增函數,所以,得
所以a的取值范圍是
分析2:因為函數在上是單調遞增函數,所以當時,恒成立。
解法2:,因為函數在上是單調遞增函數,所以當時,恒成立,即恒成立,這是要,
又當時,,所以,因為a>0,所以a的取值范圍是
點評:“函數f(x)的單調遞增(或遞減)區(qū)間為A”與“函數f(x)在區(qū)間B內單調
3、遞增(或遞減)”這兩種說法是有區(qū)別的,它們的關系是,不要誤認為是A=B.
例3、若函數,在區(qū)間(1,4)內是減函數,在區(qū)間上為增函數,求實數a的取值范圍。
解:,因為函數在區(qū)間(1,4)內是減函數,在區(qū)間上為增函數,所以當時,恒成立;當時,恒成立。因為為二次函數,(大致圖象如圖所示)
所以,即,解得
所以a的取值范圍是[5,7].
三、 綜合應用
例4、已知函數(b,c為常數),
(1)若f(x)在x=1和x=3處取得極值,試求b,c的值;
(2)若f(x)在,上單調遞增且在上單調遞減,又滿足,求證:;
(3)在(2)的條件下,若,試比較與的大小,并加以證明。
(1)解:由題意可得,因為f(x)在x=1和x=3處取得極值,所以的兩根為1,3,從而有,所以
(2)證明:若f(x)在,上單調遞增且在上單調遞減,說明是方程=0的兩根,則有,,由,
可得,即有.
(3)解:由(2)的條件,有,
從而有+x,
所以,
又,所以,
從而,故>.
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