1、导数知识诊断之研究函数中的应用问题1:怎样用导数判断函数的单调性?知识诊断:一般地,函数的单调性与其导函数的正负有如下关系:在某个区间内,如果,那么函数在这个区间内单调递增; 如果,那么函数在这个区间内单调递减。判断单典型的步骤:(1) 确定函数的定义域及求函数的导数(2)令解不等式,得的范围就是单调增区间;令解不等式,得的范围就是单调减区间(3)对照定义域得出结论。注意:研究函数定义域优先;在区间内或是函数在该区间上为增或为减函数的充分条件。典例分析:例题1:(2010广东高考)设,函数,试讨论函数的单调性【解题思路】先求导再解和【解析】 对于,当时,函数在上是增函数;当时,函数在上是减函数
2、,在上是增函数;对于,当时,函数在上是减函数;当时,函数在上是减函数,在上是增函数。【技巧指引】解题规律技巧妙法总结: 求函数单调区间的一般步骤.(1) 求函数的导数(2)令解不等式,得的范围就是单调增区间令解不等式,得的范围就是单调减区间(3)对照定义域得出结论.误区警示求函数单调区间时,容易忽视定义域,如求函数的单调增区间,错误率高,请你一试,该题正确答案为.变式练习1、函数y=x3+x的单调增区间为A.(,+)B.(0,+)C.(,0)D.不存在解析:y=3x2+10恒成立,y=x3+x在(,+)上为增函数,没有减区间.答案:A问题2:已知函数的单调性,如何求有关参数的取值范围?知识诊断
3、:这是高考中的重点,主要有两类:一是函数解析式确定,单调区间中含有参数;解决时主要是利用导数求解函数的单调区间,比较区间的端点值即可。二是区间一定,解析式中含有参数。解决时通过导数转化为不等式在某个区间上恒成立问题,一般利用分离参数法,转化过程中应注意:若可导函数在某个区间上单调递增,则有;若可导函数在某个区间上单调递减,则有。典例分析:例题1:若在区间1,1上单调递增,求的取值范围.【解题思路】解这类题时,通常令(函数在区间上递增)或(函数在区间上递减),得出恒成立的条件,再利用处理不等式恒成立的方法获解.解析:又在区间1,1上单调递增在1,1上恒成立 即在1,1的最大值为 故的取值范围为【
4、技巧指引】:本题主要考查函数的单调性与导数正负值的关系,要特别注意导数值等于零的用法.变式练习1. 若函数f(x)=x3ax2+1在(0,2)内单调递减,则实数a的取值范围是( )A.a3 B.a=2C.a3D.0a0,当时,1时,对x(0,+)恒有0, 当a.1时,f(x)在(0,+)上为增函数;5已知函数f(x)=ax3+3x2x+1,问是否存在实数a,使得f(x)在(0,4)上单调递减?若存在,求出a的范围;若不存在,说明理由。解:(x)=3ax2+6x1. 要使f(x)在0,4递减,则当x(0,4)时,(x)0。或,解得a3.综合拔高训练6已知函数f(x)=ax3+bx23x在x=1处
5、取得极值.()求函数f(x)的解析式;()求证:对于区间1,1上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)f(x2)|4;()若过点A(1,m)(m2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.解:(I)f(x)=3ax2+2bx3,依题意,f(1)=f(1)=0, 即2分 解得a=1,b=0. f(x)=x33x.4分 (II)f(x)=x33x,f(x)=3x23=3(x+1)(x1),当1x1时,f(x)0,故f(x)在区间1,1上为减函数,fmax(x)=f(1)=2,fmin(x)=f(1)=26分对于区间1,1上任意两个自变量的值x1,x2,都有|f(x1)f(x2)
6、|fmax(x) fmin(x)|f(x1)f(x2)|fmax(x)fmin(x)|=2(2)=48分 (III)f(x)=3x23=3(x+1)(x1), 曲线方程为y=x33x,点A(1,m)不在曲线上.设切点为M(x0,y0),则点M的坐标满足因,故切线的斜率为,整理得.过点A(1,m)可作曲线的三条切线,关于x0方程=0有三个实根.10分设g(x0)= ,则g(x0)=6,由g(x0)=0,得x0=0或x0=1.g(x0)在(,0),(1,+)上单调递增,在(0,1)上单调递减.函数g(x0)= 的极值点为x0=0,x0=112分关于x0方程=0有三个实根的充要条件是,解得3m2.故
7、所求的实数a的取值范围是3m2.14分7已知,其中是自然常数,()讨论时, 的单调性、极值;()求证:在()的条件下,;()是否存在实数,使的最小值是3,若存在,求出的值;若不存在,说明理由.解:(), 1分当时,此时单调递减当时,此时单调递增 3分的极小值为 4分()的极小值为1,即在上的最小值为1, , 5分令, 6分当时,在上单调递增 7分 在(1)的条件下, 9分()假设存在实数,使()有最小值3, 9分 当时,在上单调递减,(舍去),所以,此时无最小值. 10分当时,在上单调递减,在上单调递增,满足条件. 11分 当时,在上单调递减,(舍去),所以,此时无最小值.综上,存在实数,使得当时有最小值3. 8已知函数()(1) 求f(x)的单调区间;(2)证明:lnx0,f(x)在上递增当时,令得解得:,因(舍去),故在上0,f(x)递增.(2)由(1)知在内递减,在内递增.故,又因故,得9、已知函数。(1)若函数在区间上为增函数,求实数的取值范围?(2)若是函数的极值点,求函数在区间上的最大值。(3)在(2)的条件下,是否存在实数,使得函数的图像与函数的图像恰有3个交点?请分析。