利用函数的单调性求参数的取值范围

合集下载

导数的应用——利用单调性求参数的取值范围

导数的应用——利用单调性求参数的取值范围

导数的应用——利用单调性求参数的取值范围在解题中,我们首先要确定参数的取值范围是有限的,也就是参数不能无限制地取值。

然后我们利用导数的单调性来排除一些不符合要求的取值范围,从而找到参数的合理取值范围。

为了更好地理解这个方法,我们来看一个具体的例子:问题:已知函数f(x) = ax^2 + bx + c,其中a > 0。

如果函数f(x)在定义域内是递增函数,求参数b的取值范围。

解答:首先,我们要明确函数f(x)是递增函数的定义:对于任意的x1<x2,有f(x1)<f(x2)。

我们可以通过求函数f(x)的导函数f'(x)来判断函数f(x)的单调性。

在本例中,函数f(x)的导函数为f'(x) = 2ax + b。

由于函数f(x)为递增函数,所以f'(x)应该大于0。

即对于任意的x,有f'(x)>0。

我们可以把f'(x) > 0看作是一个一次函数y = 2ax + b > 0的解。

这个一次函数的解为x < -b/2a。

也就是说,对于任意的x<-b/2a,有f'(x)>0。

这样一来,我们就可以得出结论,函数f(x)在x<-b/2a的区间上是递增函数。

但是我们并不能马上就得出参数b的取值范围是x<-b/2a。

因为函数f(x)的定义域可能不包含这个区间。

为了求出参数b的取值范围,我们需要进一步考虑函数f(x)的定义域。

对于函数f(x) = ax^2 + bx + c来说,它的定义域是所有实数集合R。

因此,对于任意实数x,函数f(x)都有定义。

由于我们已经确定了函数f(x)在x<-b/2a的区间上是递增函数,所以我们只需要确定使得这个区间包含在定义域内的参数b的取值范围即可。

如果我们假设b/2a为一个实数k,那么我们可以得出-x>k。

即对于任意的x>-k,函数f(x)是递增的。

然而,x的取值范围是所有实数,所以我们可以把任意实数k当作是b/2a。

已知函数单调性求参数取值范围

已知函数单调性求参数取值范围

技法点拨已知函数单调性求参数取值范围■欧阳丽丽摘要:利用导数根据函数单调性(区间)求参数的取值范围,是高考考查函数单调性的一个重要考点,下面将这类问题举例分析。

关键词:导数;单调性;参数取值范围一、转化为不等式的恒成立问题求参数取值范围若函数f (x )在(a ,b )上单调递增,则f′(x )≥0;若函数f (x )在(a ,b )上单调递减,则f′(x )≤0,将问题转化为函数最值问题求解。

一般地,分离变量后,若得到a ≥h (x ),则只需a ≥h (x )max ;若得到a ≤h (x ),则只需a ≤h (x )min 。

注意:f (x )在(a ,b )上为增函数(减函数)的充要条件是对任意的x ∈(a ,b )都有f ′(x )≥0(f′(x )≤0)且在(a ,b )内的任一非空子区间上f′(x )≠0。

例1,已知函数f (x )=ln x -12ax 2-2x (a ≠0)在[1,]4上单调递减,求a 的取值范围。

解:因为f (x )在[1,]4上单调递减,所以当x ∈[1,]4时,f′(x )=1x -ax -2≤0恒成立,即a ≥1x 2-2x 恒成立。

设h (x )=1x2-2x ,x ∈[1,]4所以只要a ≥h (x )max 。

而h′(x )=2(x +1)(x +1)x 4。

当x ∈[1,]4,h′(x )>0,所以h (x )在[1,]4上单调递增。

所以当h (x )max =h (4)=-716,所以a ≥-716,即a 的取值范围是éëêöø÷-716,+∞。

评析:由f (x )在[1,]4上单调递增,得到f′(x )≤0,进而分离参数a ,构造新的函数h (x ),本题转化为求h (x )max 。

例2,已知函数f (x )=ax +1x +2在(-2,+)∞内单调递减,求实数a 的取值范围。

【教学随笔】例析与对数函数的单调性有关的参数范围的求法

【教学随笔】例析与对数函数的单调性有关的参数范围的求法

例析与对数函数的单调性有关的参数范围的求法对数函数的单调性是对数函数的一个重要性质,而求与对数函数的单调性有关的参数范围是一个难点.要正确解答此类题型,主要从下面几点考虑:①抓住函数的定义域,在定义域内进行讨论;②抓住对数函数的底数,由此确定函数的单调性;③注意对数函数真数大于零.下面举例说明.例1已知函数f(x)=lg(ax -1)-lg(x -1)(a ∈R),若函数f(x)在[10,+∞)上单调递增,试求a 的取值范围.解:由已知有10a -1>0,a >110,则 因为f(x)=lg(ax -1)-lg(x -1)=lg(a +a-1x-1)在[10,+∞)上单调递增, 当a >1时,f(x)在[1,∞)上为减函数,因此,f(x)不可能在[10,+∞)上单调递增,不满足条件;当110<a <1时,f(x)在[1,∞)上为增函数,因此,f(x)在[10,+∞)上单调递增,满足条件.综上所述,所求a 的取值范围是110<a <1. 点评:本题利用对数的性质转化为函数f(x)=lg(a +a-1x-1),对a -1的符号进行讨论,并结合反比例函数的单调性及单调性的复合规律进行求解的.例2已知函数f(x)=2x ,设f(x)的反函数为f -1(x),若f -1(x +a x–3)在区间[2,+∞)上单调递增,求正实数a 的范围.解:∵f -1(x)=log 2x ,∴f -1(x +a x –3)=log 2(x +a x–3), 设g(x)=x +a x –3,由于f -1(x +a x –3)在区间[2,+∞)上单调递增,故g(2)=2+a 2–3>0,即a >2,当2≤x 1<x 2时恒有:g(x 1)-g(x 2)=(x 1-x 2)·x 1x 2-a x 1x 2<0成立, ∵x 1-x 2<0,x 1x 2>4,x 1x 2-a >0恒成立,即a <x 1x 2恒成立,∴a ≤4,综上所述,a 的取值范围为2<a ≤4.点评:本题充分利用函数的单调性的定义,通过分离参数,并将a <x 1x 2恒成立转化为a ≤x 1x 2无限趋近的一个常数.例3函数f(x)=log 9(x +8–a x)在[1,+∞)上单调递增,求实数a 的取值范围. 解:由条件知1+8–a >0,得a <9.当0<a <9时,易知函数u =x +8–a x在(0,+∞)上单调递增,由此可知函数f(x)=log 9(x +8–a x)在[1,+∞)上单调递增,满足条件; 当a =0时,函数f(x)=log 9(x +8),易知在[1,+∞)上单调递增,满足条件;当a <0时,函数u =x +8–a x =x +-a x+8在[-a,+∞)上单调递增,所以-a ≤1,解得a ≥-1.综上所述,所求a 的范围是-1≤a <9.点评:本题充分利用函数y =x +m x 的单调性进行求解的.对于函数y =x +m x:当m >0时,函数的单调递增区间为(-∞,-m),(m ,+∞);当m =0时为一次函数;当m <0时,函数的递增区间为(-∞,0),(0,+∞).例4是否存在实数a ,使函数f(x)=log a (ax 2-x)在区间[2,4]上是增函数?如果存在,求出a 的变化范围,如果不存在,请说明理由.解:设g(x)=ax 2-x ,假设符合条件的a 存在,当a >1时,为使函数f(x)=log a (ax 2-x)在区间[2,4]上是增函数,只需g(x)=ax 2-x在区间[2,4]上是增函数,故应满足⎩⎪⎨⎪⎧ x=12a ≤2g(2)=4a-2>0⇒a >12,当注意到a >1时,即a >1; 当0<a <1时,为使函数f(x)=log a (ax 2-x)在区间[2,4]上是增函数,只需g(x)=ax 2-x 在区间[2,4]上是减函数,故应满足⎩⎪⎨⎪⎧ x=12a ≥4g(4)=16a-4>0,此不等式组无解, 综上可知,当a >1时,f(x)=log a (ax 2-x)在区间[2,4]上为增函数.点评:本题充分利用二次函数的对称轴位置及单调区间的端点值的符号进行求解的.。

利用函数的单调性求参数的取值范围(使用)

利用函数的单调性求参数的取值范围(使用)

例1:已知函数f (x) x3 ax2 3x 1在[2,4]上是单调递增函数, 求参数a的取值范围.
解 f '(x) 3x2 2ax 3, x [2,4]
: 则f '(x) 0在[2,4]上恒成立
即3x2 2ax 3 0,恒成立x [2,4]
方法:(分离参数)2ax 3x2 3恒成立
f '(x) ax (2a 1) 2 (ax 1)(x 2)
x
x
(1)当a 0时,f '(x) 2 x x
所以f (x)在(0,2)上递增,在(2, )上递减。
(2)当a
0时,令f
'(x)
0,
得x1
1 a
0.x2
2
结合二次函数图象知 f (x)在(0,2)上递增;
在(2, )递减。
(3)当a
即3x2 a 3 0,恒成立x [0,)
方法:(分离参数)
a 3x2 3恒成立
a (3x2 3)min a 3
练习 若函数f (x) x3 ax2 1在(0,2)内单调递减, 2: 求实数a的取值范围.
解析: f '(x) 3x2 2ax, x (0,2)
则f '(x) 0在(0,2)上恒成立
利用函数单调性求参数的 取值范围
复习
1 用导数判断函数单调性法则:

如果在(a,b)内,f
(x)>0,则f
(x)在此区间是增函数;
如果在(a,b)内,f (x)<0,则f (x)在此区间是减函数。
2、求函数单调区间的一般步骤 是
1、求定义 域2、求导
f'(x) 3、令f'(x)>0,求出增区间,令f'(x)<0, 求出减区间。

专题15 已知函数的单调区间求参数的范围(解析版)

专题15 已知函数的单调区间求参数的范围(解析版)

专题15已知函数的单调区间求参数的范一、单选题■1.若函数/(])=空山在区间(0,工)上单调递增,则实数。

的取值范围是()cosx 2A.a<-\B.a<2C.a>-\D.a<\【答案】C【分析】利用导函数研究原函数的单调性,利用单调性求解实数。

的取值范围.【详解】解:函数/(1)="*COSXnJ”、cosx>cos x+sinx(sin x+a)则/M=;-----cos^xTT•••X£(0,一)上,2/.cos2x>0.要使函数/(幻=吧*在区间(0,工)上单调递增,cosx 271、、二cos2x+sin2x+asinxN0在x G(0,—)上恒成立,2T[即:asinx+120在x£(0,一)上恒成立,2TT•/xe(0,—)±,2sin XG(0,1)故选:C.【点睛】导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.2.已知函数/a)=Lf+s—a)x+(a-l)lnx,(a>l),函数y=2用的图象过定点(0,1),对于任意玉,七£(0,+8),西>々,有/(%)一/(工2)>工2一不,则实数。

的范围为()B.2<a<5C.2<a<5D.3<a<5【答案】A【分析】 由图象过定点可得人=0,设/(x)=〃x)+x,结合已知条件可得F(x)在(0,+8)递增,求尸(X )的导数,令g(x)=%2一(〃-1)工+。

一1,由二次函数的性质可得g 【详解】解:因为>=2'+〃的图象过定点(0,1),所以2人=1,解得6=0,所以一方+(。

-1)1仪(。

>1),因为对于任意X],W^(0,-KO ),X]>x 2,有/(%)一/(无2)>W 一%,则/(%)+%>%+/(七),设/(%)=f(x)+x ,即F (x)=/(%)+%=—x 2-ar+(^-l)lri¥+x=—x 2-(6f-l)x+(^-l)lri¥,所以F(x)=x-(〃-1)+0「2—令且(1)=工2—(。

利用函数的单调性求参数的取值范围

利用函数的单调性求参数的取值范围

利用函数的单调性求参数的取值范围函数的单调性是指在一定范围内,函数的增减性质的统一性。

对于有单调性的函数,可以通过研究函数的导数来判断参数的取值范围。

首先,我们来回顾一下导数的定义和性质。

对于函数f(x),其导数可以表示为f'(x),导数表示函数在其中一点的变化率。

导数的正负号可以告诉我们函数的单调性。

1.若在[a,b]上f'(x)≥0,则函数在[a,b]上为单调递增函数。

2.若在[a,b]上f'(x)≤0,则函数在[a,b]上为单调递减函数。

3.若在[a,b]上f'(x)>0,则函数在[a,b]上为严格递增函数。

4.若在[a,b]上f'(x)<0,则函数在[a,b]上为严格递减函数。

步骤1:确定函数的定义域,即参数的取值范围。

步骤2:求出函数的导函数。

步骤3:利用导函数的性质来判断函数的单调性。

步骤4:结合定义域和单调性判断,确定参数的取值范围。

步骤5:验证参数的取值范围是否符合要求。

下面我们通过具体例子来说明求解参数取值范围的方法。

例子:求函数f(x) = ax^2 + bx + c 在定义域上的参数a、b、c的取值范围。

步骤1:确定函数的定义域。

对于二次函数,其定义域是整个实数集R。

步骤2:求出函数的导函数。

对f(x)求导得到f'(x) = 2ax + b。

步骤3:利用f'(x)的性质来判断函数的单调性。

-若2a>0,则函数在整个定义域上递增。

-若2a<0,则函数在整个定义域上递减。

步骤4:结合定义域和单调性判断,确定参数的取值范围。

-若2a>0,则函数在整个定义域上递增,所以a>0。

-若2a<0,则函数在整个定义域上递减,所以a<0。

然后,我们可以根据b和c的取值范围来进一步限定a的取值范围。

当a>0时:根据二次函数的几何性质,对于抛物线开口朝上的情况,函数的最小值出现在顶点处,顶点的x坐标为 -b/2a,对应的y坐标为 c - b^2/4a。

已知函数单调递增递减区间求参数的取值范围

已知函数单调递增递减区间求参数的取值范围

已知函数单调递增递减区间求参数的取值范围在数学中,函数是指一种映射关系,即根据给定的自变量,得到相应的因变量。

而单调性则是指函数随着自变量的增加或减少,函数值是单调递增还是单调递减的特性。

在求函数参数的取值范围时,我们需要分别考虑函数的单调递增和单调递减区间,并利用这些信息来确定参数的取值范围。

步骤一:确定函数的单调性首先,我们需要确定已知函数的单调性。

对于单调递增函数,我们可以通过求导数的方式来确定函数在哪些区间内单调递增。

对于单调递减函数,则需要求导数,并将导函数的取值范围确定在负数区间内。

步骤二:确定参数的取值范围对于已知单调递增函数,我们需要确定函数在单调递增的区间内的值,以及函数在单调递减的区间内的值。

然后,我们可以根据约束条件来确定参数的取值范围。

例如,如果我们需要求函数在一个区间内的最大值或最小值,那么我们需要将约束条件加入方程中,并用求导数的方式来确定该值在何处达到最大或最小值。

对于已知单调递减函数,我们需要确定函数在单调递减的区间内的值,以及在单调递增的区间内的值。

然后,我们同样可以根据约束条件来确定参数的取值范围。

例如,如果我们需要求使函数在一个区间内的最大值或最小值最小的参数,那么我们需要将约束条件加入方程中,并用求导数的方式来确定该值在何处达到最大或最小值。

步骤三:检验所得的结果是否正确在确定参数的取值范围后,我们需要检验所得的结果是否符合实际情况。

例如,我们可以将所得的参数代入原函数,检验该函数是否在所有定义域内都满足所要求的单调性特征。

如果不满足,我们需要重新修改参数的取值范围,直到满足所要求的单调性特征为止。

综上所述,围绕已知函数单调递增递减区间求参数的取值范围,我们需要先确定函数的单调性,然后根据约束条件确定参数的取值范围,并最终检验结果是否正确。

这种方法不仅可以帮助我们计算出函数中的重要参数,还可以用来解决各种最优化问题,从而提高工程和科学计算的效率和精度。

由单调性求参数范围的几种方法

由单调性求参数范围的几种方法
(1)若 f(x)是 一 次 函 数 。由 f(x)在 区 间 m,n]上 大 于 (小
一 般 地 ,根 据 函数 在某 一 区 间 上 的 单 调 性 ,可 以得 到 一 个 区 间 上 的 不 等式 。若 能 从 这 个 不 等 式 中 比 较 容 易 的解 得 参 数
可 得不 等 式 组
2d-g.所 以 a
3 分 类 讨 论 法
本 题 虽然 给 出 的 是 开 区 间 ,解 题 时 仍 可 参 照 闭 区 向 的 解
若 前 面 两种 方 法 都 不 能 或 不 易 求 解 的 话 ,则 可 以用 分 类
2010年 8月 第 8期
新 教 师 教 学
N ew Teacher Teaching
2010年 8月 第 8期
新 教 师 教 学
N ew Teacher T eaching
A ug,2010 N o.8
由单 调 性 求 参 数 范 围 的 几 种 方 法
【中 图 分 类 号 ]G623.5
张 爱 久 黄 玉 成
(南 京 市 雨花 台 中学 ,江 苏 ,南 京 ,210012)
解 :第 一 步 :求 导 数 f (x)一 x-a+
2)若号 o,即a≥o时,g(x)的最小值为g(号)一一手
第 二 步 :写 不 等 式
解 :第 一 步 :求 导 数 f (x)一2a+
解 :第 一 步 :求 导 数 f (x)一3k + 6(k一1)x
第 二 步 :写 不 等 式 函数 ,
因 为 f(x)在 区 间 [1,3]上 是 减
第 二 步 :写 不 等 式 因为 f(x)在 区 间 (0,4)内 是 减 函数 , 所 以 3kx。+6(k一1)x<O在 区 间 (O,4)内 恒 成 立 ,又 因 为
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
即f '( x)min 0, x [0,2]
而f '(x)为二次函数,开口向上, 对称轴为x a
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
f '( x) 3x2 6ax 2a2 0, x [0,2]
即(3x2 6ax 2a2 )min 0, x [0,2]
y
o
x 2
X=a
基础知识
X=a X=a
即3x2 2ax 3 0, 恒成立x [2,4]
方法:(分离参数) 2ax 3x2 3恒成立
3x2 3
a
,
2x
3x2 3 a ( 2 x )min
令g( x) 3x2 3 , x [2,4] 2x
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
练习1:
已知函数f ( x) x3 ax 3x 1在[0,)上是单调递增函数 求参数a的取值范围.
f ( x) 0是 f ( x)单调递增 的 充分不必要 条件
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
例1:
已知函数f (x) x3 ax2 3x 1在[2,4]上是单调递增函数, 求参数a的取值范围.
解:
f '(x) 3x2 2ax 3, x [2,4]
则f '(x) 0在[2,4]上恒成立
解析:
f '( x) 3x2 2ax, x (0,2)
则f '( x) 0在(0,2)上恒成立
即2ax 3x 2
a 3 x, x (0,2)
2
a
(
3 2
x)max
,
x
(0,2),
a3
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
分离参数法: 分离参数 构造函数g(x) 求g(x)的最值 求得参数范围
3
4
5
6
7
8
9
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
思想方法·感悟提高
1.理解极值与最值的区别,极值是局部概念,最值是
整体概念.
2.利用导数解决含有参数的单调性问题是将问题转化

为不等式恒成立问题,要注意分类讨论和数形结合

思想的应用.
与 3.在实际问题中,如果函数在区间内只有一个极值点,

那么只要根据实际意义判定是最大值还是最小值即
2、解题方法:分离参数法、 分类讨论法
3:数学思想:分类讨论、数形结合、化归
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
测试题:
(2011 江西高考)已知函数 f(x)=x2(x-a). 若 f(x)在(2,3)上单调递减,求实数 a 的取值范围
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
练出高分
A组 专项基础训练
1
2
() D.m≤2 2
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
练出高分
A组 专项基础训练
1
2

3
4
5
6
7
8
9
3.已知函数 f(x)=x2+mx+ln x 是单调递增函数,则 m 的取值范围是
(B )
A.m>-2 2 B.m≥-2 2 C.m<2 2 D.m≤2 2
解析
依题意知,x>0,f′(x)=2x2+xmx+1, 令 g(x)=2x2+mx+1,x∈(0,+∞), 当-m4 ≤0 时,g(0)=1>0 恒成立,∴m≥0 成立, 当-m4 >0 时,则 Δ=m2-8≤0,∴-2 2≤m<0, 综上,m 的取值范围是 m≥-2 2.
解: f '( x) 3x2 a 3, x [0,) 则f '( x) 0在[0,)上恒成立
即3x2 a 3 0, 恒成立x [0,)
方法:(分离参数)
a 3x2 3恒成立
a (3x2 3)min a 3
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
练习2: 若函数f ( x) x3 ax2 1在(0,2)内单调递减, 求实数a的取值范围.
数学 R A(理)
利用函数单调性求参数的 取值范围
学习目标:
1、熟练掌握原函数的单调性与导函数的关系; 2、利用分离参数法求参数的取值范围; 3、利用分类讨论的方法求参数的取值范围。
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
请思考:
问题:在区间(a,b)内f (x) 0
f (x)单调递增
f (x)在(a,b)上单调递增 f (x) 0在(a,b)上恒成立

防 2.导数为 0 的点不一定是极值点,极大值未必大于极 范
小值.
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
练出高分
A组 专项基础训练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.已知函数 f(x)=x2+mx+ln x 是单调递增函数,则 m 的取值范围是
A.m>-2 2
解析
B.m≥-2 2
C.m<2 2
题型分类
思想方法
练出高分
练习:设a为实数,函数f (x) x3 ax2 (a2 1)x在
[0, )上是增函数,求a的取值范围.
解: f '(x) 3x2 2ax (a2 1) 0, x [0,)
[3x2 2ax (a2 1)]min 0, x [0,)
y

a
0
3
f ' (0) 0
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
练出高分
B组 专项能力提升
1
2
3
4
5
6
7
离参数法求参数的取值范围
分离参数----构造函数g(x)---求g(x)的最值---得参数范围 3利用分类讨论法求参数的取值范围
次方程或可化为二次方程 的形式,要从对称轴、判别式、区间端点的函

可,不必再与端点的函数值比较.
4.要充分理解列表在研究函数极值过程中的重要性,
以及列表的操作步骤与算法思想,能利用导数研究
函数的极值与最值.
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
思想方法·感悟提高
1.函数 f(x)在某个区间内单调递增,则 f′(x)≥0 而不
失 误
是 f′(x)>0 (f′(x)=0 在有限个点处取到).
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
例2:
已知函数f ( x) x3 3ax2 2a2 x 1在[0,2]上是单调递增函数 求 参 数a的 取 值 范 围.
解: f '( x) 3x2 6ax 2a2 , x [0,2]
则f '( x) 0在[0,2]上恒成立
即3x2 6ax 2a2 0恒成立,x [0,2]
a 1
o
②x
a 0 3 f '(a)
3
0
a 6 2
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
分类讨论法:
在利用函数的单调性求参数的取值范围时, 当导函数可化为二次函数形式时,应注意
从对称轴,区间端点函数值方面考虑
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
小结:
1、函数在某个区间单调递增或递减,可转化为函数 的导数在这个区间上大于或等于0恒成立的问题
相关文档
最新文档