1、 1.了解函数单调性和导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次)2.了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数一般不超过三次) 1函数的单调性在某个区间(a,b)内,如果f(x)0,那么函数yf(x)在这个区间内单调递增;如果f(x)0,右侧f(x)0,那么f(x0)是极大值;如果在x0附近的左侧f(x)0,那么f(x0)是极小值(2)求可导函数极值的步骤求f(x);求方程f(x)0的根;检查f(x)在方程f(x)0的根附近的左右两侧导数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
2、负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值3函数的最值(1)在闭区间上连续的函数f(x)在上必有最大值与最小值(2)若函数f(x)在上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在上单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值(3)设函数f(x)在上连续,在(a,b)内可导,求f(x)在上的最大值和最小值的步骤如下:求f(x)在(a,b)内的极值;将f(x)的各极值与f(a),f(b)进行比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值高频考点一不含参数的函数的单调性例1、求函数f(x)的单调区间【变式探究】函数yx2lnx的单调递减区间为()A(1,
3、1 B(0,1C高频考点二含参数的函数的单调性例2、已知函数f(x)ln(ex1)ax(a0)(1)若函数yf(x)的导函数是奇函数,求a的值;(2)求函数yf(x)的单调区间解(1)函数f(x)的定义域为R.由已知得f(x)a.函数yf(x)的导函数是奇函数,【感悟提升】(1)研究含参数的函数的单调性,要依据参数对不等式解集的影响进行分类讨论(2)划分函数的单调区间时,要在函数定义域内讨论,还要确定导数为0的点和函数的间断点(3)个别导数为0的点不影响所在区间的单调性,如f(x)x3,f(x)3x20(f(x)0在x0时取到),f(x)在R上是增函数【变式探究】讨论函数f(x)(a1)lnx
4、ax21的单调性解f(x)的定义域为(0,),f(x)2ax.当a1时,f(x)0,故f(x)在(0,)上单调递增;当a0时,f(x)0,故f(x)在(0,)上单调递减;当0a1时,令f(x)0,解得x,则当x(0, )时,f(x)0,故f(x)在(0, )上单调递减,在( ,)上单调递增高频考点三利用函数单调性求参数例3、设函数f(x)x3x2bxc,曲线yf(x)在点(0,f(0)处的切线方程为y1.(1)求b,c的值;(2)若a0,求函数f(x)的单调区间;(3)设函数g(x)f(x)2x,且g(x)在区间(2,1)内存在单调递减区间,求实数a的取值范围【变式探究】若g(x)在(2,1)
5、上不单调,求a的取值范围解由引申探究1知g(x)在(2,1)上为减函数,a的范围是(,3,若g(x)在(2,1)上为增函数,可知ax在(2,1)上恒成立,又yx的值域为(3,2 ,a的范围是上的最小值【感悟提升】求函数f(x)在上的最大值和最小值的步骤(1)求函数在(a,b)内的极值;(2)求函数在区间端点的函数值f(a),f(b);(3)将函数f(x)的极值与f(a),f(b)比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值【变式探究】已知yf(x)是奇函数,当x(0,2)时,f(x)lnxax (a),当x(2,0)时,f(x)的最小值为1,则a的值等于()A. B. C. D1答案D解析
6、由题意知,当x(0,2)时,f(x)的最大值为1.令f(x)a0,得x,当0x0;当x时,f(x)0)的导函数yf(x)的两个零点为3和0.(1)求f(x)的单调区间;(2)若f(x)的极小值为e3,求f(x)在区间,则f(m)f(n)的最小值是()A13B15C10D15答案A解析对函数f(x)求导得f(x)3x22ax,由函数f(x)在x2处取得极值知f(2)0,即342a20,a3.由此可得f(x)x33x24,f(x)3x26x,易知f(x)在上单调递增,当m时,f(m)minf(0)4.又f(x)3x26x的图象开口向下,且对称轴为x1,当n时,f(n)minf(1)9.故f(m)f
7、(n)的最小值为13.【2016高考四川文科】已知函数的极小值点,则=( )(A)-4 (B) -2 (C)4 (D)2【答案】D【2016高考新课标1文数】(本小题满分12分)已知函数 (I)讨论的单调性;(II)若有两个零点,求的取值范围.【答案】见解析(II) 【解析】()()设,则由()知,在单调递减,在单调递增.又,取b满足b0且,则,所以有两个零点.()设a=0,则,所以只有一个零点.(iii)设a0,若,则由()知,在单调递增.又当时,0,故不存在两个零点;若,则由()知,在单调递减,在单调递增.又当时0,故不存在两个零点.综上,a的取值范围为.【2016高考新课标文数】设函数(
8、I)讨论的单调性;(II)证明当时,;(III)设,证明当时,.【答案】()当时,单调递增;当时,单调递减;()见解析;()见解析【2016高考山东文数】(本小题满分13分)设f(x)=xlnxax2+(2a1)x,aR.()令g(x)=f(x),求g(x)的单调区间;()已知f(x)在x=1处取得极大值.求实数a的取值范围.【答案】()当时,函数单调递增区间为;当时,函数单调递增区间为,单调递减区间为. () .【解析】()由 可得,则,()由()知,.当时,单调递减.所以当时,单调递减.当时,单调递增.所以在x=1处取得极小值,不合题意.当时,由()知在内单调递增,可得当当时,时,所以在(
9、0,1)内单调递减,在内单调递增,所以在x=1处取得极小值,不合题意.当时,即时,在(0,1)内单调递增,在 内单调递减,所以当时, 单调递减,不合题意.当时,即 ,当时,单调递增,当时,单调递减,所以f(x)在x=1处取得极大值,合题意.综上可知,实数a的取值范围为.【2016高考天津文数】(本小题满分14分)设函数,其中()求的单调区间;()若存在极值点,且,其中,求证:;()设,函数,求证:在区间上的最大值不小于.【答案】()递减区间为,递增区间为,.()详见解析()详见解析当变化时,的变化情况如下表:0单调递增极大值单调递减极小值单调递增所以的单调递减区间为,单调递增区间为,.()证明
10、:因为存在极值点,所以由()知且.由题意,得,即,进而,又,且,由题意及()知,存在唯一实数满足,且,因此,所以.(3)当时,由()和()知,所以在区间上的取值范围为,因此,.综上所述,当时,在区间上的最大值不小于.【2015高考福建,文12】“对任意,”是“”的( )A充分而不必要条件 B必要而不充分条件 C 充分必要条件 D既不充分也不必要条件【答案】B【解析】当时,构造函数,则故在单调递增,故,则; 当时,不等式等价于,构造函数,则,故在递增,故,则综上所述,“对任意,”是“”的必要不充分条件,选B【2015高考湖南,文8】设函数,则是( )A、奇函数,且在(0,1)上是增函数 B、奇函
11、数,且在(0,1)上是减函数C、偶函数,且在(0,1)上是增函数 D、偶函数,且在(0,1)上是减函数【答案】A【2015高考安徽,文21】已知函数()求的定义域,并讨论的单调性;()若,求在内的极值.【答案】()递增区间是(-r,r);递减区间为(-,-r)和(r,+);()极大值为100;无极小值.【解析】()由题意可知 所求的定义域为.,所以当或时,当时, 【2015高考北京,文19】(本小题满分13分)设函数,(I)求的单调区间和极值;(II)证明:若存在零点,则在区间上仅有一个零点【答案】(I)单调递减区间是,单调递增区间是;极小值;(II)证明详见解析.【解析】()由,()得.由解
12、得.与在区间上的情况如下:所以,的单调递减区间是,单调递增区间是;在处取得极小值.【2015高考湖北,文21】设函数,的定义域均为,且是奇函数,是偶函数,其中e为自然对数的底数. ()求,的解析式,并证明:当时,;()设,证明:当时,.【答案】(),.证明:当时,故 又由基本不等式,有,即 ()由()得 当时,等价于 等价于 于是设函数 ,由,有 当时,(1)若,由,得,故在上为增函数,从而,即,故成立.(2)若,由,得,故在上为减函数,从而,即,故成立.综合,得 .【解析】()由, 的奇偶性及,得: 联立解得,当时,故 【2015高考山东,文20】设函数. 已知曲线 在点处的切线与直线平行.
13、()求的值;()是否存在自然数,使得方程在内存在唯一的根?如果存在,求出;如果不存在,请说明理由;()设函数(表示,中的较小值),求的最大值.【答案】(I) ;(II) ;(III) .【解析】(I)由题意知,曲线在点处的切线斜率为,所以,又所以.(II)时,方程在内存在唯一的根.设当时,.(2014福建卷)已知函数f(x)exax(a为常数)的图像与y轴交于点A,曲线yf(x)在点A处的切线斜率为1.(1)求a的值及函数f(x)的极值;(2)证明:当x0时,x2ex;(3)证明:对任意给定的正数c,总存在x0,使得当x(x0,)时,恒有xcex.【解析】解:方法一:(1)由f(x)exax,
14、得f(x)exa.又f(0)1a1,得a2.所以f(x)ex2x,f(x)ex2.令f(x)0,得xln 2.当xln 2时,f(x)0,f(x)单调递减;当xln 2时,f(x)0,f(x)单调递增所以当xln 2时,f(x)有极小值,且极小值为f(ln 2)eln 22ln 22ln 4,f(x)无极大值(2)证明:令g(x)exx2,则g(x)ex2x.由(1)得,g(x)f(x)f(ln 2)2ln 40,即g(x)0.所以g(x)在R上单调递增,又g(0)10,所以当x0时,g(x)g(0)0,即x2ex.(3)证明:对任意给定的正数c,取x0,由(2)知,当x0时,x2ex.所以当
15、xx0时,exx2x,即x0),设fn(x)为fn1(x)的导数,nN*.(1)求2f1f2的值;(2)证明:对任意的nN*,等式都成立 (i)当n1时,由上可知等式成立(ii)假设当nk时等式成立,即kfk1(x)xfk(x)sin.因为kfk1(x)fk(x)xfk(x)(k1)fk(x)xfk1(x),cossin,所以(k1)fk(x)xfk1(x)sin,因此当nk1时,等式也成立综合(i)(ii)可知,等式nfn1(x)xfn(x)sin对所有的nN*都成立令x,可得nfn1fnsin(nN*),所以 (nN*)(2014全国新课标卷 设函数f(x)aln xx2bx(a1),曲线
16、yf(x)在点(1,f(1)处的切线斜率为0.(1)求b;(2)若存在x01,使得f(x0),求a的取值范围(2014山东卷)设函数f(x)aln x,其中a为常数(1)若a0,求曲线yf(x)在点(1,f(1)处的切线方程;(2)讨论函数f(x)的单调性当a时,0,f(x)0,函数f(x)在(0,)上单调递减当a时,0,g(x)0,f(x)0,函数f(x)在(0,)上单调递减当a0时,0.设x1,x2(x1x2)是函数g(x)的两个零点,则x1,x2.因为x10,所以,x(0,x1)时,g(x)0,f(x)0,函数f(x)单调递减,x(x1,x2)时,g(x)0,f(x)0,函数f(x)单调
17、递增,x(x2,)时,g(x)0,f(x)0,函数f (x)单调递减综上可得,当a0时,函数f(x)在(0,)上单调递增;当a时,函数f(x)在(0,)上单调递减;当a0时,f(x)在,上单调递减,在上单调递增1设函数f(x)x29lnx在区间上单调递减,则实数a的取值范围是()A1a2Ba4Ca2D0a3答案A2已知f(x)是可导的函数,且f(x)f(x)对于xR恒成立,则()Af(1)e2016f(0)Bf(1)ef(0),f(2016)e2016f(0)Cf(1)ef(0),f(2016)e2016f(0)Df(1)ef(0),f(2016)e2016f(0)答案D解析令g(x),则g(
18、x)()0,所以函数g(x)是单调减函数,所以g(1)g(0),g(2016)g(0),即,故f(1)ef(0),f(2016)e2016f(0)3若函数f(x)x3x22ax在,)上存在单调递增区间,则a的取值范围是_答案(,)4已知函数f(x)x24x3lnx在区间上不单调,则t的取值范围是_答案(0,1)(2,3)解析由题意知f(x)x4,由f(x)0得函数f(x)的两个极值点为1和3,则只要这两个极值点有一个在区间(t,t1)内,函数f(x)在区间上就不单调,由t1t1或t3t1,得0t1或2t0时,f(x)的增区间为(0,1),减区间为(1,);当a0时,f(x)的增区间为(1,),
19、减区间为(0,1);当a0时,f(x)不是单调函数(2)由(1)及题意得f(2)1,即a2,f(x)2lnx2x3,f(x).g(x)x3(2)x22x,g(x)3x2(m4)x2.g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,即g(x)0在区间(t,3)上有变号零点由于g(0)2,当g(t)0,即3t2(m4)t20对任意t恒成立,由于g(0)0,故只要g(1)0且g(2)0,即m5且m9,即m0,即m.所以m1,则不等式exf(x)ex1的解集是()Ax|x0Bx|x0Cx|x1Dx|x1或0x0)的极大值为6,极小值为2,则f(x)的单调递减区间是_答案(1,1)解析令f(x)3x23a0,
20、得x,则f(x),f(x)随x的变化情况如下表:x(,)(,)(,)f(x)00f(x)极大值极小值从而解得所以f(x)的单调递减区间是(1,1)9若函数f(x)x33x在(a,6a2)上有最小值,则实数a的取值范围是_答案2,1)不等式a33af(1)2,即a33a20,即a313(a1)0,即(a1)(a2a2)0,即(a1)2(a2)0,即a2.故实数a的取值范围是2,1)10设f(x),其中a为正实数(1)当a时,求f(x)的极值点;(2)若f(x)为R上的单调函数,求a的取值范围解对f(x)求导得f(x)ex.(1)当a时,若f(x)0,则4x28x30,解得x1,x2.结合,可知xf(x)00f(x)极大值极小值所以x1是极小值点,x2是极大值点(2)若f(x)为R上的单调函数,则f(x)在R上不变号,结合与条件a0,知ax22ax10在R上恒成立,即4a24a4a(a1)0,由此并结合a0,知0a1.所以a的取值范围为a|0a111已知函数f(x)ae2xbe2xcx(a,b,cR)的导函数f(x)为偶函数,且曲线yf(x)在点(0,f(0)处的切线的斜率为4c.(1)确定a,b的值;(2)若c3,判断f(x)的单调性;(3)若f(x)有极值,求c的取值范围