
?第2節(jié) 導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性
考試要求 1.了解函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系;能利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,會(huì)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間(其中多項(xiàng)式函數(shù)不超過(guò)三次);2.利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,并會(huì)解決與之有關(guān)的方程(不等式)問(wèn)題.
1.函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系
函數(shù)y=f(x)在某個(gè)區(qū)間內(nèi)可導(dǎo),則:
(1)若f′(x)>0,則f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;
(2)若f′(x)0(或0時(shí),f(x)在相應(yīng)的區(qū)間內(nèi)是單調(diào)遞增函數(shù);
當(dāng)f′(x)0在(a,b)上成立”是“f(x)在(a,b)上單調(diào)遞增”的充分不必要條件.
1.思考辨析(在括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”)
(1)若函數(shù)f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增,那么一定有f′(x)>0.( )
(2)如果函數(shù)f(x)在某個(gè)區(qū)間內(nèi)恒有f′(x)=0,則f(x)在此區(qū)間內(nèi)沒(méi)有單調(diào)性.( )
(3)函數(shù)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞減與函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為(a,b)是不同的.( )
(4)函數(shù)f(x)=x-sin x在R上是增函數(shù).( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
解析 (1)f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增,則有f′(x)≥0.
2.(易錯(cuò)題)函數(shù)f(x)=x2-2ln x的單調(diào)遞減區(qū)間是( )
A.(0,1] B.[0,+∞)
C.(-∞,-1] D.[-1,0)∪(0,1]
答案 A
解析 由題意知f′(x)=2x-=(x>0),
由f′(x)≤0,得00,設(shè)F(x)=f(x)-2x-4,則F′(x)=f′(x)-2,因?yàn)閒′(x)>2,所以F′(x)>0在R上恒成立,所以F(x)在R上遞增,而F(-1)=
f(-1)-2×(-1)-4=2+2-4=0,故不等式f(x)-2x-4>0等價(jià)于F(x)>F(-1),所以x>-1,故選B.
5.(易錯(cuò)題)若函數(shù)f(x)=x3-x2+ax+4的單調(diào)遞減區(qū)間為[-1,4],則實(shí)數(shù)a的值為________.
答案 -4
解析 f′(x)=x2-3x+a,且f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[-1,4],∴f′(x)=x2-3x+a≤0的解集為[-1,4],
∴-1,4是方程f′(x)=0的兩根,
則a=(-1)×4=-4.
6.(2021·青島檢測(cè))已知函數(shù)f(x)=sin 2x+4cos x-ax在R上單調(diào)遞減,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
答案 [3,+∞)
解析 f′(x)=2cos 2x-4sin x-a
=2(1-2sin2x)-4sin x-a
=-4sin2x-4sin x+2-a=-(2sin x+1)2+3-a.
由題設(shè),f′(x)≤0在R上恒成立.
因此a≥3-(2sin x+1)2恒成立,則a≥3.
考點(diǎn)一 不含參函數(shù)的單調(diào)性
1.函數(shù)f(x)=x++2ln x的單調(diào)遞減區(qū)間是( )
A.(-3,1) B.(0,1)
C.(-1,3) D.(0,3)
答案 B
解析 法一 函數(shù)的定義域是(0,+∞),f′(x)=1-+,令f′(x)=1-+f(1)>f
D.f>f>f(1)
(2)已知y=f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng)xc B.c>b>a
C.a>c>b D.c>a>b
答案 (1)A (2)D
解析 (1)因?yàn)閒(x)=xsin x,所以f(-x)=(-x)·sin(-x)=xsin x=f(x),所以函數(shù)f(x)是偶函數(shù),所以f=f.又當(dāng)x∈時(shí),f′(x)=sin x+xcos x>0,所以函數(shù)f(x)在上是增函數(shù),所以ff,故選A.
(2)設(shè)g(x)=xf(x),
則g′(x)=f(x)+xf′(x),
又當(dāng)x
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