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知识点一-导数与函数的单调性

1.函数的单调性:在某个区间( a,b )内,如果f (x) . 0 ,那么函数y = f (x)在这个区间内单调递增;如果f (x) :::0,那么函数y = f(x)在这个区间内单调递减•如果f(x)=0,那么函数y = f(x)在这个区间上是常数函数•注:函数y = f (x)在(a,b )内单调递增,贝U f (x)亠0,f (x) . 0是y = f (x)在(a,b )内单调递增的充分不必要条件•2.函数的极值:曲线在极值点处切线的斜率为0,并且,曲线在极大值点左侧切线的斜率为正,右侧为负;曲线在极小值点左侧切线的斜率为负,右侧为正.一般地,当函数y = f(x)在点沧处连续时,判断f(X。

)是极大(小)值的方法是:(1)如果在X。

附近的左侧f'(x) 0,右侧f'(x):::,那么f(X0)是极大值.(2)如果在X o附近的左侧f'(X):::0 ,右侧f'(x) 0,那么f(X0)是极小值.注:导数为0的点不一定是极值点知识点一:导数与函数的单调性方法归纳:在某个区间(a,b )内,如果f (x) •0,那么函数y = f (x)在这个区间内单调递增;如果「(x) :::0,那么函数y二f(x)在这个区间内单调递减•如果f (x) =0,那么函数y二f(x)在这个区间上是常数函数•注:函数y = f (x)在(a,b )内单调递增,贝U f (x) _ 0 , f (x) 0是y = f (x)在(a,b )内单调递增的充分不必要条件•例1】(B类)已知函数f(x)=x3 bx2 cx d的图象过点P(0, 2),且在点M(-1, f(-1))处的切线方程为6x「y •7 = 0 •(I)求函数y = f(x)的解析式;(n)求函数y=f(x)的单调区间•【解题思路】注意切点既在切线上,又原曲线上•函数f(x)在区间[a,b]上递增可得:f'(x)_0 ;函数f (x)在区间[a,b]上递减可得:f'(x) E0.3【例2】(A类)若f(x)二ax x在区间[—1,1]上单调递增,求a的取值范围•【解题思路】利用函数 f (x)在区间[a,b]上递增可得:f'(x)_0;函数f(x)在区间[a,b]上递减可得:f '(x)岂0.得出恒成立的条件,再利用处理不等式恒成立的方法获解a【例 3 】(B 类)已知函数f(x)=l nx,g(x) (a 0),设F(x^ f (x) - g(x).x(I)求函数F(x)的单调区间;1 (n)若以函数y = F (x)(x •(0,3])图像上任意一点P(x°, y°)为切点的切线的斜率k 恒成立,求实数a的最小值【课堂练习】3 21. ( B) 已知函数f(x)=ax bx的图像经过点M(1,4),曲线在点M处的切线恰好与直线x 9y = 0垂直.(I)求实数a,b的值;(n)若函数f (x)在区间[m,m上单调递增,求m的取值范围1 2 1 22.( B类)设函数g(x) x -ax -bx(a,b・R),在其图象上一点P (x, y)处的切线的斜率记为3 2f(x).(1)若方程f(x) =0有两个实根分别为-2和4,求f (x)的表达式;(2)若g(x)在区间[-1,3]上是单调递减函数,求a2b2的最小值f(x) n^x2 -mln x (m -1)x , m R •当m - 0 时,讨论函数3. (A类)已知函数 f (x)的单调2例一[解析】(I)由f(x)的图象经过P(0, 2),知d =2,32所以 f (x) = x bx cx 2 .2所以 f (x) =3x 2bx c .由在M(-1, f(-1))处的切线方程是 6x-y ・7=0,知 _6 _ f (_1) 7 =0,即 f (_1) =1, f '(—1) =6 •即2b -c = 3,解得 b = c= —3. b-c = 0.k.故所求的解析式是 f(x)=x -3x -3x 2 .2(n)因为 f (x) =3x -6x -3 ,令 3x 2-6x -3 =0,即 x 2-2x -1=0 , 解得 % =1 -「2 , x 2 .2 . 当 x _1 - 2 或 x _12 时,f'(x) 一。

,当 1—Ji^x£1 + Ji 时,f '(X)兰 0,故f(x) =x 3 -3x 2-3x 在(一〜1一'三]内是增函数,在[1- ■ 21•2]内是减函数,在[i 、2, V 内是增函数.2例二【解析】f(x)=3ax ,1又f (x)在区间[—1,1]上单调递增2 1 _-f(x)=3ax *1—0在[—1,1]上恒成立 即a 2在x [ — 1,1]时恒成立.3x11-a故a 的取值范围为[——,;]33例三解析】(I ) F x = f x ]、g x in x 旦 x 0 , F' x =丄-弓二x2ax 0 x x x x••• a 0,由 F' x • 0= [a, •::,二 F x 在 a, •::上单调递增.由F' x ::: 0= x “0,a ,二F x 在0, a 上单调递减.••• F x 的单调递减区间为 0,a ,单调递增区间为 a,匸:.所以3一加<皿 l_1+b_c +2 =1.2 .= 3ax 2bx , • f (1) =3a 2b1由已知条件知f (1) () - -1即3a 2b =99& 1 a + b = 4 /口 f a = 1•••解得:3a 2b =9J b = 3(n)由(I )知32.2f(x)=x 3x , f (x) =3x 6x2令 f (x) =3x 6x _ 0 则 x 乞 -2或 x _ 0 •••函数f(x)在区间[m,m ・1]上单调递增 • [m,m 1](_二,—2]』0, •::)•- m _ 0或 m 1 _ -2 即 m _ 0或 m _ -32,解析】(1 )根据导数的几何意义知f (x) = g'(x)=x 2+ax —b由已知-2、4是方程x 2■ ax - b = 0的两个实根一 2 + 4 = —aa = -2 2由韦达定理,丿,f(x) =x 2—2x —8厂2乂4 =七 b=8(2) g(x)在区间[—1, 3]上是单调递减函数,所以在 [—1, 3]区间上恒有f (x) =g (x) = x 2 ax - b _ 0,即f (x) = x 2 ax - b _ 0在[-1,3]恒成立 f (一1) ^0"a + b >1这只需满足J (U 即可也即丿a」(3)兰 0 Jb —3aZ9a +b 31而a 2+b 2可视为平面区域丿内的点到原点距离的平 方,b —3a 芒9其中点(一2, 3)距离原点最近,a = _2所以当』时,a 2 +b 2有最小值13b=32m x (m-1)x-m (x-1)(x m)f (x)二 x (m T)二x -a(II ) F ' x 20 :: x 二x 0 _a k = F ' X 。

二 02 Xo(1 2 )0 ::: x 乞3恒成立二a x^ x 0I 2丿1 2当x o =1时,X : x o 取得最大值 2 1•・a min =—课堂练习;【解析】(I) f(x)二ax bxM (1,4) a + b = 4的图象经过点••••- f (x) 3,【解析】x(1)当-1 :::m^0时,若0,-m 时,f (x)・0, f(x)为增函数;xw 「m,1 时,f (x) ::: 0, f (x)为减函数; x 「1,::时,f (x) . 0, f (x)为增函数.(2)当 m 乞-1 时,x 「0,1 时,f (x) • 0, f (x)为增函数;x 三门,一m 时,f (x) :: 0, f (x)为减函数; x 三[• m, •::时,f (x) . 0, f (x)为增函数知识点二:导数与函数的极值最值方法归纳:1. 求函数的极值的步骤:(1)确定函数的定义域,求导数 f'(x).⑵求方程f'(X)= 0的根.⑶ 用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义域分成若干小开区间,并列成表格.检查f'(x)在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f (x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么f (x)在这个根处无极值.2. 求函数在[a,b ]上最值的步骤:(1)求出f (x)在(a,b)上的极值.(2) 求出端点函数值 f(a), f(b).(3) 比较极值和端点值,确定最大值或最小值注:可导函数y =f(x)在x = x 。

处取得极值是f '(X 。

)=的充分不必要条件.1JY【例4】(A 类)若函数f(x)二mcosx sin2x 在x处取得极值,则m 二—._24【解题思路】若在 X °附近的左侧f(X)• 0 ,右侧f(X)::: 0,且f(X 0)= 0 ,那么f (x 0 )是f (x)的极大 值;若在X 。

附近的左侧f '(x) <0,右侧f '(x) 0,且f '(x 。

)=0,那么f(x 。

)是f (x)的极小值.'(JT JT JT【解析】因为 f (x)可导,且 f (x) = -msin x ■ cos2x ,所以 f ( ) = -msin cos 0 ,解得 m = 0.44 21n验证当m =0时,函数f (x) sin 2x 在x处取得极大值.24【注】 若f (X)是可导函数,注意 「(X 0)=0是X 0为函数f (X)极值点的必要条件.要确定极值点还需在 X 0左右判断单调性.[例5】(B类)已知函数f X = x-k e,(I )求f x的单调区间;(II )求f x在区间0,11上的最小值.【解析】(I ) ,令f&rOhXuk-1;所以fx 在(_:: ,k 一1)上递减,在(k -1,::)上递增;(II )当k-1乞°,即k 辽1时,函数f x在区间[0,11上递增,所以f (x)m in = f (°) = -k ;当0 ::: k-仁1即1 :::k 乞2时,由(|)知,函数f x在区间Qk-1〕上递减,(k_1,1]上递增,所 以f(x)mi^f (k-1^ ~e~ ;当k -1 1即k •2时,函数f x在区间l0, 1上递减,所以f(X)min =f(1)=(1—“e .【例6】(B 类)设x",x =2是f x j ;=:al nx • bx • x 函数的两个极值点.(1) 试确定常数a 和b 的值; (2)试判断x =1,^2是函数fx 的极大值点还是极小值点,并求相应极值.【解析】a(1) f x2bx 1,x由已知得:「化丁―f (2) = 0[尹+413十1=0(2) X 变化时.f (x), f (x)的变化情况如表:X(0,1)1 (1, 2) 2f ,( x )+f (x )极小值极大值4_2| n2故在X 刊处,函数fX 取极小值6 ;在X =2处,函数fX 取得极大值3_3 n2 3 1 64.(A 类)设1 1 2f (x) x 3 x 2 2 ax(—,::)32.若f (x)在3上存在单调递增区间,求a的取值范围5.(B 类)设f(x) “nx,g(x^ f(x) f (x)(1)求g (x)的单调区间和最小值;g(-)(2)讨论g(x)与x的大小关系;3 26. (C类)已知函数f(x)=x +3ax 十(3—6a)x+12a—4(a^ R)(i)证明:曲线y = f (x)在x = 0的切线过点(2,2);2(—^°)课堂练习;4,【解析】f(x)在3’上存在单调递增区间, 2即存在某个子区间(m,n) (3‘一)使得f (x) 0' 2 1 2 1f (x) - -x x 2a - -(x ) 2a由 2 4 ,0 a 一1解得9,1a > _—所以,当9时,1 * X —1f(x)=l nx,g(x)=l nx+— g(x)=^^, g7x)_5,解】(1)由题设知x ,•••x 令g(x)-0得x=1,当X €( 0, 1)时,g(x) V 0, g(x)是减函数,故(0, 1)是g(x)的单调减区间•当x€( 1, +〜时,g (x)>0,g(x)是增函数,故(1, +〜是g(x)的单调递增区间,因此,x=1是g(x)的唯一极值点,且为极小值点,从而是最小值点,所以g(x)的最小值为g(1^1.21 1 1 ^ (X -1)2g(_) --I nx x h(x) = g(x) - g(_) = In x_x h (x) 2 -⑵ x ,设x X ,贝y x ,当x=1 时,h(1) = 0,即g(x)= g(;),当x^(0,12(1,畑)时,h'(x)vo ,1 因此,h(x)在(°,::)内单调递减,当0 :x :1 时,h(x)h(1)= 0,即g(x)f'(x)在区间吟亠')上单调递减,则只需f(|厂0即可.f(x)在(i「)上存在单调递增区间6,【解析】(I ) f (x)=3x2 6ax (3-6a), f (0)=3-6a,又f(0)=12a-4曲线y = f(x)在x = 0的切线方程是:y -(12a -4) =(3 -6a)x,在上式中令x = 2,得y =2. 所以曲线y二f(x)在x = 0的切线过点(2,2);欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。

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