利用导数求参数取值范围的几种类型
学习目标:(1)学会利用导数的方法求参数的取值范围
(2)通过学习培养善于思考,善于总结的思维习惯
学习重点:学会利用函数的单调性求参数的取值范围;学会利用不等式求参数的取值范围 学习难点:在求参数的取值范围中构造关于x 的函数
学习过程:
类型1. 与函数单调性有关的类型
例1. 已知0a >,函数3()f x x ax =-在[)1,x ∈+∞是一个单调函数。
(1) 试问函数()f x 在[)1,+∞上是否为单调减函数?请说明理由;
(2) 若函数()y f x =在[)1,+∞上是单调增函数,试求a 的取值范围。
解:(1)'2()3f x x a =-,若函数()f x 在区间[)1,+∞上单调递减,则'2()30f x x a =-≤在[)1,x ∈+∞上恒成立,即23x a ≤对[)1,x ∈+∞恒成立,这样的a 值不存在。
所以函数()f x 在区间[)1,+∞上不是单调减函数。
(2)函数()y f x =在区间[)1,+∞上是单调增函数,则'2()3f x x a =-0≥,即23a x ≤在[)1,x ∈+∞上恒成立,在此区间上233y x =≥,从而得03a <≤
规律小结:函数在区间(a ,b)上递增'()0f x ⇔≥,递减'()f x ⇔0≤在此基础上再
研究参数的取值范围(一般可用不等式恒成立理论求解)注意:解出的参数的值要是使'()f x 恒等于0,则参数的这个值应舍去,否则保留。
类型2. 与不等式有关的类型
例2. 设函数1()(01)ln f x x x x x
=>≠且 (1) 求函数()f x 的单调区间;
(2) 已知12a
x x >对任意(0,1)x ∈成立,求实数a 的取值范围
解:(1)'22ln 1()x f x +=-,'1()0,f x x ==若则,列表如下:
所以的单调增区间为,单调减区间为
(3) 在1
2a x x >两边取对数,得1ln 2ln a x x >由于01x <<所以1ln 2ln a x x
>① 由(1)的结果知,当(0,1)x ∈时,1
()()f x f e e ≤=-。
为使①式对所
有(0,1)x ∈成立,当且仅当ln 2
a e >-即ln 2a e >- 规律小结:在利用不等式求参数取值范围时,通常要构造一个新的函数()g x ,若类似于
()a g x ≥,则只要研究max ()a g x ≥;若类似于()a g x ≤,则只要研究min ()a g x ≤ 类型3:与极值有关的类型
例3:若函数2()(1)x f x e x ax a =+++没有极值点,求a 的取值范围。
解:由已知可得'2()(1)(2)x x f x e x ax a e x a =+++++= 22)21x e x a x a ⎡⎤++++⎣⎦(,若
函数不存在极值点,则在方程'()0f x =即22)210x a x a ++++=(中,有22(2)4(21)40a a a a ∆=+-+=-≤,解之得04a ≤≤
规律小结:极值点的个数,一般是使'()0f x =方程根的个数,一般情况下导函数若可以化
成二次函数,我们可以利用判别式研究,若不是,我们可以借助图形研究。
类型4:与方程有关的类型
例4:试确定a 的取值范围,讨论x xe a =解的个数(解略)
练习:
1. 已知321(2)33
y x bx b x =
++++是R 上的单调增函数,则b 的取值范围是___
2. 设3()f x ax x =+恰有三个单调区间,则a 的范围是______
3. 已知321()22
f x x x x c =-
-+,若对[]1,2x ∈-,不等式2()f x c <恒成立,求c 的取值范围
4. 已知函数32()(6)1f x x ax a x =++++同时有极大值和极小值,求a 的取值范围。
归纳总结:。