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利用导数求单调区间的一些大题

例1.已知函数321()3f x x ax b =-+在2x =-处有极值. (1) 求函数()f x 的单调区间;(2) 求函数()f x 在[]3,3-上有且仅有一个零点,求b 的取值范围。

例2.已知函数232)1(31)(x k x x f +-=,kx x g -=31)(,且)(x f 在区间),2(+∞上为增函数.(1)、求实数k 的取值范围; (2)、若函数)(x f 与)(x g 的图象有三个不同的交点,求实数k 的取值范围.解:(1) 由321()3f x x ax b =-+,得22'()32f x x ax a =-- 令222a'()320,=-,(0)3f x x ax a x a a =--==>1得x当(),'()x f x f x 变化时,的变化情况如下表:由上述表格可知,3223()=()()()()11333327f x f a a a -=-----+=+极大值3333()()11f x f a a a a a ==--+=-极大值(2)由(1)可知()(,)(,)3af x a -∞-+∞在和上单调递增,在-a (,a )3上单调递减, 当33501,()=()10,()=f(a)=1-a 0327a a f x f a f x <≤-=+>≥极大值极小值 a()-y f x ∴=∞在(,+)3上最多只有一个实数根,且此零点仅在1a =时取得 又()y f x =在(,)3a -∞-上单调递增,且2(1)(1)0f a a a a -=-=-≤()--y f x ∴=∞a在(,)3上最多有一个实数根 于是,当01a <≤时,函数()y f x =有1个或2个零点,即函数()y f x =至多有两个实数根。

解:(1)由题意x k x x f )1()(2+-='∵)(x f 在区间),2(+∞上为增函数,∴0)1()(2>+-='x k x x f 在区间),2(+∞上恒成立即x k <+1恒成立,又2>x ,∴21≤+k ,故1≤k ∴k 的取值范围为1≤k(2)设312)1(3)()()(23-++-=-=kx x k x x g x f x h , )1)(()1()(2--=++-='x k x k x k x x h 令0)(='x h 得k x =或1=x 由(1)知1≤k ,① 当1=k 时,0)1()(2≥-='x x h ,)(x h 在R 上递增,显然不合题意 ② 当1<k 时,)(x h ,)(x h '随x 的变化情况如下表:由于021<-k ,欲使)(x f 与)(x g 的图象有三个不同的交点,即方程0)(=x h 有三个不同的实根,故需0312623>-+-k k ,即0)22)(1(2<---k k k ∴⎩⎨⎧>--<02212k k k ,解得31-<k综上,所求k 的取值范围为31-<k例3(2007年高考天津理科卷)已知函数()()22211ax a f x x R x -+=∈+,其中a R ∈。

(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程; (Ⅱ)当0a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。

(2010山东理数)(22)(本小题满分14分) 已知函数.(Ⅰ)当时,讨论的单调性; (Ⅱ)设当时,若对任意,存在,使 ,求实数取值范围.解:(Ⅰ)当1a =时,曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程为032256=-+y x 。

(Ⅱ)由于a ≠,所以()()()()()()22'2222122122111a x a x a x x ax a a f x x x ⎛⎫--+ ⎪+--+⎝⎭==++。

由()'0fx =,得121,x x a a=-=。

这两个实根都在定义域R 内,但不知它们之间的大小。

因此,需对参数a 的取值分0a >和0a <两种情况进行讨论。

(1) 当0a >时,则12x x <。

易得()f x 在区间1,a ⎛⎫-∞-⎪⎝⎭,(),a +∞内为减函数,在区间1,a a ⎛⎫-⎪⎝⎭为增函数。

故函数()f x 在11x a =-处取得极小值21f a a ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭;函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。

(2) 当0a <时,则12x x >。

易得()f x 在区间),(a -∞,),1(+∞-a内为增函数,在区间)1,(aa -为减函数。

故函数()f x 在11x a =-处取得极小值21f a a ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭;函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。

解:(Ⅰ)因为1()ln 1af x x ax x-=-+-, 所以 2'22111()(0,)a ax x af x a x x x x--+-=-+=∈+∞, 令 2()1,(0,)h x ax x a x =-+-∈+∞,①当12a =时,12,()0x x h x =≥恒成立,此时'()0f x ≤,函数 ()f x 在∞(0,+)上单调递减;②当1101102a a-<<时,>>,(0,1)x ∈时,()0h x >,此时'()0f x <,函数()f x 单调递减;1(1,1)x a ∈-时()0h x <,此时'()0f x >,函数 ()f x 单调递增;1(1,)x a∈-+∞时,()0h x >,此时'()0f x <,函数()f x 单调递减;③当0a <时,由于110a-<,(0,1)x ∈,()0h x >,此时'()0f x <,函数 ()f x 单调递减;(1,)x ∈+∞时,()0h x <,此时'()0f x >,函数()f x 单调递增.综上所述:(Ⅱ)因为a=11(0,)42∈,由(Ⅰ)知,1x =1,2x =3(0,2)∉,当(0,1)x ∈时,'()0f x p ,函数()f x 单调递减;[]min 117()(2)840(2,),28g x g b b b ⎡⎫==-≥∈+∞≤≥+∞⎪⎢⎣⎭当(1,2)x ∈时,'()0f x f ,函数()f x 单调递增,所以()f x 在(0,2)上的最小值为1(1)2f =-。

由于“对任意1(0,2)x ∈,存在[]21,2x ∈,使12()()f x g x ≥”等价于“()g x 在[]1,2上的最小值不大于()f x 在(0,2)上的最小值12-”(*)又()g x =22()4x b b -+-,[]11,2x ∈,所以①当1b p 时,因为[]min ()(1)520g x g b ==-f ,此时与(*)矛盾 ②当[]1,2b ∈时,因为[]2min ()40g x b =-≥,同样与(*)矛盾 ③当(2,)b ∈+∞时,因为[]min ()(2)84g x g b ==-,解不等式8-4b 12≤,可得178b ≥综上,b 的取值范围是17,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭。

(2010北京理数)(18)(本小题共13分)已知函数()=In(1+)-+(≥0)。

(Ⅱ)求()的单调区间。

(II ),.当时,. 所以,在区间上,;在区间上,. 故得单调递增区间是,单调递减区间是. 当时,由,得,所以,在区间和上,;在区间上, 故得单调递增区间是和,单调递减区间是. 当时, 故得单调递增区间是. 当时,,得,.所以没在区间和上,;在区间上, 故得单调递增区间是和,单调递减区间是4、已知函数f(x)=ax 3-3x 2+1-a3,讨论函数f(x)的单调性已知函数f(x)=xax +2(a>0)在(2,+∞)上递增,求实数a 的取值范围6、、若函数()()32111132f x x ax a x =-+-+ 在区间(1,4)内为减函数,在区间(6,+∞)上为增函数,试求实数a 的取值范围。

2、f(x)=)1(24)1(3123>+++-a a ax x a x ,讨论函数f(x)的单调性及极值4、 已知函数f(x)=ax 3-3x 2+1-a3,讨论函数f(x)的单调性 解析:f’(x)=3ax 2-6x+1(a≠0)令f’(x)= 3ax 2-6x+1(a≠0 ∴x 1=0 x 2=a2 当a>0时 x 1<x 2(导函数图象)∴f(x)在(-∞,0)和(a,+∞)上为增函数, f(x)在(0,a2)为减函数。

当a<0时 x 1=0>x 2=a2列表∴f(x)在(-∞,a2)和(0,-∞)上为减函数, f(x)在(a2,0)为增函数。

5、已知函数f(x)=xax +2(a>0)在(2,+∞)上递增,求实数a 的取值范围(0<a≤4)6、已知函数f(x)=1)1(213123+-+-x a ax x 在区间(1,4)内为减函数,在(6,+∞)内为增函数求a 的范围(5≤a≤7)2、 f(x)=)1(24)1(3123>+++-a a ax x a x , 讨论函数f(x)的单调性及极值,(能够比较两个极值的大小)。

解:f’(x)=x 2-2(1+a)x+4a=(x-2)(x-2a)令f’(x)=0 ∴x 1=2 x 2=2a ∵a>1 ∴2a>2 列表:∴f(x)的单调递增区间为(-∞,2)和[2a,+∞) f(x)的单调递减区间为(2a, +∞)。

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