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第02讲导数与函数的单调性目录TOC\o"1-2"\h\z\u01考情透视·目标导航 ②若在某个区间上单调递减,则在该区间上有恒成立(但不恒等于0);反之,要满足,才能得出在某个区间上单调递减.【诊断自测】(2024·高三·上海松江·期末)函数的图象如图所示,为函数的导函数,则不等式的解集为(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】由图象可知,在区间上,在区间上,所以不等式的解集为.故选:C知识点2:利用导数判断函数单调性的步骤(1)确定函数的定义域;(2)如果导函数中未知正负,则需要单独讨论的部分.如果导函数恒正或恒负,则无需单独讨论;(3)求出导数的零点;(4)用的零点将的定义域划分为若干个区间,列表给出在各区间上的正负,由此得出函数在定义域内的单调性;(5)如果找到零点后仍难确定正负区间段,或一阶导函数无法观察出零点,则求二阶导;求二阶导往往需要构造新函数,令一阶导函数或一阶导函数中变号部分为新函数,对新函数再求导.通过二阶导正负判断一阶导函数的单调性,进而判断一阶导函数正负区间段.【诊断自测】(2024·湖南怀化·二模)已知,则的单调增区间为.【答案】/【解析】函数的定义域为,求导得,由,得,所以的单调增区间为.故答案为:解题方法总结1、使的离散点不影响函数的单调性,即当在某个区间内离散点处为零,在其余点处均为正(或负)时,在这个区间上仍旧是单调递增(或递减)的.例如,在上,,当时,;当时,,而显然在上是单调递增函数.2、若函数在区间上单调递增,则(不恒为0),反之不成立.因为,即或,当时,函数在区间上单调递增.当时,在这个区间为常值函数;同理,若函数在区间上单调递减,则(不恒为0),反之不成立.这说明在一个区间上函数的导数大于零,是这个函数在该区间上单调递增的充分不必要条件.于是有如下结论:单调递增;单调递增;单调递减;单调递减.题型一:利用导函数与原函数的关系确定原函数图像【典例1-1】(2024·重庆·模拟预测)已知函数,为实数,的导函数为,在同一直角坐标系中,与的大致图象不可能是(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】由可得对于,当时,在第一象限上递减,对应图象在第四象限且递增,故A项符合;对于在第一象限上与的图象在上都单调递增,故且,则.又由可得,即与的图象交点横坐标应大于1,显然C项不符合,B,D项均符合.故选:C.【典例1-2】(2024·广东广州·一模)已知函数的图像如图所示,则其导函数的图像可能是(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】由图可知,当时,单调递减,,由此排除BD选项.当时,从左向右,是递增、递减、递增,对应导数的符号为,由此排除C选项,所以A选项正确.故选:A【方法技巧】原函数的单调性与导函数的函数值的符号的关系,原函数单调递增导函数(导函数等于0,只在离散点成立,其余点满足);原函数单调递减导函数(导函数等于0,只在离散点成立,其余点满足).【变式1-1】(2024·高三·陕西西安·期中)已知函数的图象如图所示,则不等式的解集为(
).A. B.C. D.【答案】A【解析】由的图象可知,在和上单调递增,在上单调递减,则当时,时,时,所以不等式的解集为.故选:A【变式1-2】(2024·北京海淀·一模)函数是定义在上的偶函数,其图象如图所示,.设是的导函数,则关于x的不等式的解集是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】由,且为偶函数,故,由导数性质结合图象可得当时,,当时,,当时,即,则由,有,解得,亦可得,或,或,或,由可得或,即,由可得,即,由,可得,即或(舍去,不在定义域内),由,可得,综上所述,关于x的不等式的解集为.故选:D.题型二:求单调区间【典例2-1】(2024·四川成都·三模)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则当时,的单调递增区间为.【答案】【解析】当时,,由,解得,所以在区间上单调递增,因为函数是定义在上的奇函数,所以函数图象关于原点对称,所以在区间上单调递增.故答案为:.【典例2-2】函数的严格递减区间是.【答案】.【解析】函数的定义域为,,令,则且,即的严格递减区间为.故答案为:.【方法技巧】求函数的单调区间的步骤如下:(1)求的定义域(2)求出.(3)令,求出其全部根,把全部的根在轴上标出.(4)在定义域内,令,解出的取值范围,得函数的增区间;令,解出的取值范围,得函数的减区间.若一个函数具有相同单调性的区间不只一个,则这些单调区间用“和”或“,”隔开.【变式2-1】(2024·四川巴中·一模)已知奇函数的导函数为,若当时,且.则的单调增区间为.【答案】【解析】因为时,则,又,则,即,所以,令,即,即,又,则,解得,令,即,即,即,解得,所以在单调递增,又为奇函数,当时,在单调递增,所以的单调增区间为.故答案为:【变式2-2】(2024·广西·模拟预测)函数的单调递增区间为.【答案】【解析】函数的定义域为,,由得或(因为,故舍去),所以在区间上单调递增.故答案为:【变式2-3】函数在上的单调递减区间为.【答案】【解析】由题意知,.即,,因为,所以,所以在中,,所以在上的单调递减区间为.故答案为:题型三:已知含参函数在区间上的递增或递减,求参数范围【典例3-1】已知函数在上为减函数,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】因为函数在上为减函数,所以在上恒成立,所以在上恒成立,令,所以,所以在上单调递减,所以,故,所以的取值范围是.故选:D.【典例3-2】已知函数在,上为增函数,在(1,2)上为减函数,则实数a的取值范围为(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】由,得,∵在,上为增函数;上为减函数,∴两根分别位于和中,得,即,解得.故选:B【方法技巧】已知函数在区间上单调递增或单调递减,转化为导函数恒大于等于或恒小于等于零求解.【变式3-1】已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围为()A. B. C. D.【答案】A【解析】因为,所以,因为在区间上单调递减,所以,即,则在上恒成立,因为在上单调递减,所以,故.故选:A.【变式3-2】(2024·高三·广东汕头·期中)设,若函数在递增,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】因为函数在递增,所以在上恒成立,则,即在上恒成立,由函数单调递增得,又,所以,所以,所以即,解得,所以的取值范围是.故选:B【变式3-3】(2024·陕西西安·三模)若函数在区间上单调递增,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】因为函数在区间上单调递增,所以在区间上恒成立,即在区间上恒成立,令,则,所以在上递增,又,所以.所以的取值范围是.故选:B【变式3-4】(2024·高三·江苏南通·期中)已知函数的减区间为,则.【答案】3【解析】由题意可得,,解集为,则.故答案为:3题型四:已知含参函数在区间上不单调,求参数范围【典例4-1】(2024·宁夏银川·三模)若函数在区间上不单调,则实数m的取值范围为(
)A. B.C. D.m>1【答案】B【解析】函数的定义域为,且,令,得,因为在区间上不单调,所以,解得:故选:B.【典例4-2】已知函数在上不单调,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】依题意,故在上有零点,令,令,得,令,则,由,得,单调递增,又由,得,故,所以,的取值范围故选:A【方法技巧】已知区间上函数不单调,转化为导数在区间内存在变号零点,通常用分离变量法求解参变量范围.【变式4-1】函数在上不单调,则实数的取值范围为(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】函数,则,记,∵在上不单调,当时不满足;当时,对称轴为,,∴或,故选:C.【变式4-2】函数在上不单调的一个充分不必要条件是(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】依题意,,因在上不单调,故导函数在上必有变号零点.令,得,再令,则,由,得即在上单调递增,所以,故只需,即,对于A,是的真子集,故A选项是一个充分不必要条件,而其他选项中,的范围都不是的真子集,故都不正确.故选:A.【变式4-3】若函数在区间上不单调,则实数的取值范围是(
)A. B.C. D.不存在这样的实数k【答案】B【解析】由题意得,在区间上至少有一个实数根,又的根为,且在或两侧异号,而区间的区间长度为2,故只有2或-2在区间内,∴或,∴或,故A,C,D错误.故选:B.【变式4-4】函数在R上不单调,则的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】由,而,要使在R上不单调,则.故选:D题型五:已知含参函数在区间上存在增区间或减区间,求参数范围【典例5-1】已知函数在上有增区间,则a的取值范围是.【答案】【解析】等价于存在使得成立,即成立,即得解.由题得,因为函数在上有增区间,所以存在使得成立,即成立,因为时,,所以.故答案为:【典例5-2】若函数在存在单调递减区间,则a的取值范围为.【答案】【解析】,等价于在有解,即在有解,即在有解,所以,令,则,即在上是增函数,∴,所以.故答案为:.【方法技巧】已知函数在区间上存在单调递增或递减区间,转化为导函数在区间上大于零或小于零有解.【变式5-1】若函数存在单调递减区间,则实数的取值范围是.【答案】【解析】,由题意知,在上有实数解,即有实数解,当时,显然满足,当时,只需综上所述故答案为:【变式5-2】若函数在上存在单调递增区间,则实数的最大值为.【答案】【解析】因为,所以,由题意有解,即有解,令,,时,该函数单调递增;时,该函数单调递增,所以,当取得最大值,所以.【变式5-3】(2024·高三·湖北襄阳·期末)函数的导函数为,若在的定义域内存在一个区间在区间上单调递增,在区间上单调递减,则称区间为函数的一个“渐缓增区间”.若对于函数,区间是其一个渐缓增区间,那么实数的取值范围是.【答案】【解析】对于函数,,令,则,因为在区间上单调递减,所以恒成立,即恒成立,又,所以,又在区间上单调递增,所以恒成立,所以,解得,综合得.故答案为:.【变式5-4】若函数在上存在单调递减区间,则的取值范围是.【答案】【解析】,则,函数在区间上存在减区间,只需在区间上有解,即在区间上有解,又,则,所以在区间上有解,所以,,令,,则,令,则在区间恒成立,所以在上单调递减,所以,即,所以,所以实数的取值范围是.故答案为:.题型六:不含参数单调性讨论【典例6-1】(2024·河北保定·二模)已知函数.若,讨论的单调性;【解析】函数的定义域为,当时,,所以,设,因为、都在上单调递增,所以在上单调递增,且,所以时,单调递减;时,单调递增.所以在上单调递减,在上单调递增.【典例6-2】(2024·高三·天津·开学考试)已知函数.当时,求的单调区间;【解析】当时,若,则,所以函数的单调递增区间为,无单调递减区间.【方法技巧】确定不含参的函数的单调性,按照判断函数单调性的步骤即可,但应注意两点:一是不能漏掉求函数的定义域,二是函数的单调区间不能用并集,而用“,”或“和”隔开.【变式6-1】已知函数.判断的单调性,并说明理由;【解析】令,在上递增,,,在上单调递增.【变式6-2】(2024·湖南邵阳·三模)已知函数,若,求的单调区间.【解析】若,则的定义域为,且,令,解得;令,解得;所以的单调递增区间为,单调递减区间为.【变式6-3】(2024·全国·模拟预测)已知函数.当时,讨论函数的单调性.【解析】当时,可得,其中,则,设,则,令,可得恒成立,所以为上的增函数,且,所以在上单调递减,在上单调递增,所以,所以,所以,所以在上单调递增.【变式6-4】函数.当时,求函数的单调性;【解析】当时,,定义域为,,记,则,所以在上单调递增,又,所以当时,,当时,,所以在上单调递减,在上单调递增,题型七:导函数为含参一次函数的单调性分析【典例7-1】已知函数.讨论函数的单调性;【解析】由题意可知的定义域为,且,当时,恒成立,所以的单调递减区间是,无单调递增区间.当时,令解得,令,解得;令,解得,所以的单调递减区间是,单调递增区间是;综上所述:当时,的单调递减区间是,无单调递增区间;当时,的单调递减区间是,单调递增区间是.【典例7-2】已知函数.讨论函数的单调性;【解析】(1)函数的定义域是,因,①若,则在上单调递增;②若,则当时,单调递减;当时,单调递增;综上,当时,在上单调递增,当时,在上单调递减,在上单调递增【方法技巧】导函数的形式为含参一次函数,首先讨论一次项系数为0的情形,易于判断;当一次项系数不为零时,讨论导函数的零点与区间端点的大小关系,结合导函数的图像判定导函数的符号,从而写出函数的单调区间.【变式7-1】(2024·陕西渭南·二模)已知函数,其中.讨论的单调性;【解析】因为,易知其定义域为,,当时,在上恒成立,当时,由,得到,所以,当时,,时,,综上所述,当时,的单调增区间为,无减区间,当时,的单调增区间为,减区间.【变式7-2】设函数.讨论的单调性;【解析】的定义域为,,若,则,在上单调递增.若,则当时,,单调递减;当时,,单调递增;题型八:导函数为含参准一次函数的单调性分析【典例8-1】(2024·山东枣庄·模拟预测)已知函数,为的导数,讨论的单调性;【解析】由题知,令,则,当时,在区间单调递增,当时,令,解得,当时,,当时,,所以在区间上单调递减,在区间上单调递增,综上所述,当时,在区间上单调递增;当时,在区间上单调递减,在区间上单调递增.【典例8-2】(2024·海南海口·二模)已知函数.讨论的单调性;【解析】的定义域为,,当时,,所以在上单调递增;当时,令,得,令,得,所以在上单调递增,在上单调递减.【方法技巧】导函数的形式为含参准一次函数,首先对定号,然后讨论导函数的零点与区间端点的大小关系,结合导函数的图像判定导函数的符号,从而写出函数的单调区间.【变式8-1】已知函数.讨论的单调性;【解析】函数的定义域为,.令,解得,则有当时,;当时,;所以在上单调递减,在上单调递增.【变式8-2】(2024·浙江宁波·模拟预测)已知函数.讨论的单调性;【解析】,当时,恒成立,故在上单调递增,当时,令,解得,所以当时,,单调递增;当时,,单调递减;综上,当时,在上单调递增;当时,在上单调递增,在上单调递减;题型九:导函数为含参可因式分解的二次函数单调性分析【典例9-1】已知函数.讨论的单调性;【解析】函数的定义域为,则,①当时,令,解得,令,解得,在上单调递减,在上单调递增,②当时,令,解得,令,解得或,在上单调递减,在和上单调递增,③当时,恒成立,在上单调递增,④当时,令,解得,令,解得或,在上单调递减,在和上单调递增,综上所述,当时,在上单调递减,在上单调递增;当时,在上单调递减,在和上单调递增;当时,在上单调递增;当时,在上单调递减,在和上单调递增;【典例9-2】已知函数.讨论函数的单调性;【解析】(1)因为的定义域为,又,当时,在上恒成立,所以在上单调递增;当时,令,解得(舍去),;当,,在上单调递减;,,在上单调递增;综上,当时,在上单调递增;当时,在上单调递减,在上单调递增.【方法技巧】若导函数为含参可因式分解的二次函数,令该二次函数等于零,求根并比较大小,然后再划分定义域,判定导函数的符号,从而确定原函数的单调性.【变式9-1】已知函数,讨论函数的单调性;【解析】由题知,,,①当时,,则时,,单调递增;当时,,单调递减;所以的增区间是,减区间是;②当时,,当和时,,单调递增,当时,,单调递减,故的增区间是和,减区间是;③当时,,故的单调递增区间是;④当时,,在和上,单调递增;在上,单调递减;故的增区间是和,减区间是,综上,当时,的增区间是,减区间是;当时,的增区间是和,减区间是;当时,的增区间是,当时,的增区间是和,减区间是.【变式9-2】已知函数(,为自然对数的底数).讨论函数的单调性;【解析】的定义域为,,当时,,令得,令得,故在上单调递增,在上单调递减,当时,令得(舍去),或,令得,令得,故在上单调递增,在上单调递减,当时,令得或,若时,,令得或,令得,故在,上单调递增,在上单调递减,若时,,此时恒成立,故在上单调递增,若时,,令得或,令得,故在,上单调递增,在上单调递减,综上,当时,在上单调递增,在上单调递减,当时,在,上单调递增,在上单调递减,当时,在上单调递增,当时,在,上单调递增,在上单调递减;【变式9-3】(2024·河南洛阳·模拟预测)已知函数.(1)当时,求曲线在处的切线方程;(2)讨论的单调性.【解析】(1)由题意知,当时,,则,故曲线在处的切线方程为.(2)的定义域为,且,当时,则,令,解得,令,解得,所以在上单调递减,在上单调递增;当时,则有:若,则,令,则单调递增;令,则或单调递减;若,则,令,则单调递增;令,则或单调递减;若,则单调递减.综上所述,当时,在上单调递减,在上单调递增;当时,在上单调递减,在上单调递增;当时,在上单调递减,在上单调递增;当时,在上单调递减.【变式9-4】已知函数,.求函数的单调区间.【解析】函数的定义域为.由题意得,当时,,则在区间内单调递增;当时,由,得或(舍去),当时,,单调递增,当时,,单调递减.所以当时,的单调递增区间为,无单调递减区间;当时,的单调递增区间为,单调递减区间为.题型十:导函数为含参不可因式分解的二次函数单调性分析【典例10-1】已知函数.讨论的单调性【解析】,,当时,,所以在上单调递增.当时,令,则.
若,即时,恒成立,所以在上单调递增.若,即时,方程的根为,当时,或,在和上单调递增;当时,,在上单调递减.综上所述,当时,在上单调递增;当时,在和上单调递增,在上单调递减.【典例10-2】已知函数.讨论函数的单调性;【解析】的定义域为,.当时,,故在单调递增;当时,,故在单调递减;当时,令,解得.由于在上单调递减,故当时,,故在单调递增;当时,,故在单调递减.【方法技巧】若导函数为含参不可因式分解的二次函数,就要通过判别式来判断根的情况,然后再划分定义域讨论.【变式10-1】讨论函数,的单调性【解析】因为,所以,即,当时,,令,解得,所以时,,所以在上单调递减,时,,所以在上单调递增;当时,,令,,当时,令,则,,所以方程有、两个根,解得,,因为,,所以,,所以不在定义域内,时,,单调递减,时,,单调递增;时,当时,即时,在上恒成立,所以在上单调递减;当,即时,方程有、两个根,解得,,因为,,所以,,,又因为,,所以当时,,单调递减,时,,单调递增,时,,单调递减;综上所述:时,
在是单调递减,在单调递增;时,在上单调递减,在上单调递增时,在和上单调递减,在上单调递增;时,在单调递减.【变式10-2】(2024·高三·广西·开学考试)已知函数.讨论的单调性.【解析】,(i)当时,,由,得;由,得,所以在上单调递减,在上单调递增;(ⅱ)当时,的判别式,若,①当时,,在上恒成立,在上单调递增;②当时,,方程的二根,由,得或,由,得,函数在,上单调递增,在上单调递减;若,①当时,,在上恒成立,在上单调递减;②当时,,方程的二根,由,得,由,得或,函数在上单调递增,在,上单调递减,所以当时,在上单调递减,在上单调递增;当时,在上单调递增;当时,在,上单调递增,在上单调递减;当时,在上单调递减;当时,在,上单调递减,在上单调递增.【变式10-3】设函数,求的单调区间.【解析】,,若,则,则恒成立,此时在上单调递增.当或,由解得,当时,列表如下:当时,列表如下:综上,当时,在递减,在递增,在递减;当时,在上单调递增;当时,在递增,在递减,在递增.题型十一:导函数为含参准二次函数型的单调性分析【典例11-1】已知函数,其中.求的单调区间.【解析】,令,即解不等式:,①当时,解得:,故的单调区间为:②当时,,所以解得:,故的单调区间为:③,则,常值函数不具备单调性.④时,解得:或,故的单调区间为:综上,当时,在递减,在递增,在递减;当时,在递减,在递增,在递增,在递减;当时,则,常值函数不具备单调性;当时,在递增,在递减,在递减,在递增.【典例11-2】已知函数.讨论的单调性;【解析】函数的定义域为,求导得,若,则,且当时,,当时,,即函数在上递增,在上递减;若,令,解得,若,即,则恒成立,当时,,当时,,即函数在上递减,在上递增;若,即,则当时,,当时,,即函数在上递增,在上递减;若,即,则在上恒成立,函数在上递增;若,即,则当时,,当时,,即函数在上递增,在上递减,所以当时,的递增区间为,递减区间为;当时,的递增区间为和,递减区间为;当时,的递增区间为,无递减区间;当时,的递增区间为和,递减区间为;当时,的递增区间为,递减区间为.【方法技巧】若导函数为含参准二次函数型,首先对导函数进行因式分解,求导函数的零点并比较大小,然后再划分定义域,判定导函数的符号,从而确定原函数的单调性.【变式11-1】已知函数,.若,讨论函数的单调性;【解析】.①当时,令,解得,当时,,单调递增;当时,,单调递减;在上单调递减,在上单调递增.②当时,令,解得或,当即时,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,当即时,在上单调递增,当即时,在单调递增,在上单调递减,在上单调递增,综上所述:当时,在上单调递减,在上单调递增,当时,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,当时,在上单调递增,当时,在上单调递增;在上单调递减,在上单调递增.【变式11-2】已知函数.时,讨论的单调性.【解析】因为,所以,所以,所以令可得,或,若时,当时,,函数在上单调递增,当时,,函数在上单调递减,当时,,函数在上单调递增,若,当时,,函数在上单调递增,当时,,函数在上单调递减,当时,,函数在上单调递增,若,,且当且仅当时取等号,所以在上单调递增,综上,当时,函数的递增区间为,,递减区间为,当,函数的递增区间为,,递减区间为,若时,函数的单调递增区间为,没有递减区间,题型十二:分段分析法讨论函数的单调性【典例12-1】已知函数(,且)求函数的单调区间;【解析】定义域为,(,且),则.当时,,,若,则,,得,于是,若,则,,得,于是,∴当时,即在上单调递增;当时,,,若,则,,得,于是,若,则,,得,于是,∴当时,即在上单调递减;综上,的单调递增区间为,单调递减区间为.【典例12-2】已知函数,.(1)若,求a的取值范围;(2)求函数在上的单调性;【解析】(1)由题意知的定义域为R.①当时,由得,设,则,当时,,故在上单调递减;当时,,故在上单调递增,所以,因此.②当时,若,因为,不合题意.所以,此时恒成立.③当时,,此时.综上可得,a的取值范围是.(2)设,,则,所以在上单调递减,所以,即在上恒成立.所以.又由(1)知,所以当时,,所以在上单调递增.【方法技巧】分段讨论导函数的正负.【变式12-1】(2024·全国·高三专题练习)已知函数.判断函数的单调性.【解析】因为,定义域为,,令,因为,则,可得在上单调递减,所以,所以当时,,当时,,所以在上单调递增,在上单调递减.【变式12-2】(2024·高三·湖北·期中)已知函数,.讨论函数在上的单调性.【解析】,,当时,此时在内单调递增;当时,,此时在内单调递增;当时,令,,在上为减函数.又,在上存在唯一零点,使得,∴当时,递增;当时,递减.综上:当时,此时在内单调递增;当时,当时,,递增;当时,,递减,其中为方程的根.【变式12-3】设函数,其中,讨论的单调性.【解析】由①时,由,令,解得,所以时,时,,则在单调递增,在单调递减;②时,由,(i)时,因为,则在单调递增,(ii)时,,解得或,所以时,时,,则在,上单调递增,在单调递减;(iii)时,由,所以时,时,,则在,上单调递增,在单调递减;综上:时,的单调递增区间为,单调递减区间为;时,的单调递增区间为和,单调递减区间为;时,的单调递增区间为;时,的单调递增区间为和,单调递减区间为;1.(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)已知函数在区间上单调递增,则a的最小值为(
).A. B.e C. D.【答案】C【解析】依题可知,在上恒成立,显然,所以,设,所以,所以在上单调递增,,故,即,即a的最小值为.故选:C.2.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)设,若函数在上单调递增,则a的取值范围是.【答案】【解析】由函数的解析式可得在区间上恒成立,则,即在区间上恒成立,故,而,故,故即,故,结合题意可得实数的取值范围是.故答案为:.3.(2023年高考全国乙卷数学(文)真题)已知函数.(1)当时,求曲线在点处的切线方程.(2)若函数在单调递增,求的取值范围.【解析】(1)当时,,则,据此可得,所以函数在处的切线方程为,即.(2)由函数的解析式可得,满足题意时在区间上恒成立.令,则,令,原问题等价于在区间上恒成立,则,当时,由于,故,在区间上单调递减,此时,不合题意;令,则,当,时,由于,所以在区间上单调递增,即在区间上单调递增,所以,在区间上单调递增,,满足题意.当时,由可得,当时,在区间上单调递减,即单调递减,注意到,故当时,,单调递减,由于,故当时,,不合题意.综上可知:实数得取值范围是.1.判断下列函数的单调性:(1);
(2)【解析】(1),令,所以在上单调递增,在单调递减.(2),令,所以在上单调递增,在单调递减.2.证明函数在区间上单调递减.【解析】因为,所以,当时,,所以函数在区间上单调递减.3.利用函数的单调性,证明下列不等式,并通过函数图象直观验证:,,【解析】∵等价于,∴可令,则,在上,∴在上单调递增,即,∴在上恒成立,则,得证.4.利用信息技术工具,根据给定的a,b,c,d的值,可以画出函数的图象,当,,,时,的图象如图所示,改变a,b,c,d的值,观察图象的形状:(1)你能归纳函数图象的大致形状吗?它的图象有什么特点?你能从图象上大致估计它的单调区间吗?(2)运用导数研究它的单调性,并求出相应的单调区间.【解析】(1)时,有如下图所示的几种情况,其图象大致为“S”型,当图象存在驼峰,即存在极值点,则必有一个极大值,一个极小值;当不存在驼峰时,函数在定义域内为单调增或单调减,
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