2-4已知单调性求参数取值范围(可编辑修改word版)
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。
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。
函数单调性求参数范围
上单调递增
变式1：设函数f ( x) 2x3 （3 a 1）x2 6x 7, 若f ( x)在（- ，0）上为增函数，求a的取值范围
变式2：设函数f ( x) 2x3 （ 3 a 1）x2 6ax 7, 若f ( x)在（- ，0）上为增函数，求a的取值范围
f ( x) 0在区间D上有解
例1：求函数f ( x) 2x3 3x2 6x 7 的增区间
解：f ( x) 6x2 6x 6 0
x 1 5 或x 1 5
2
2
f
(
x)在
,
1
2
5
和
1
2
5
，
高考二轮复习专题
——已知函数单调性，求参数范围
骆驼中学 劳冠钧
导数与函数单调性之间的关系：
f ( x) 0
f ( x)单调递增
f ( x) 0
f ( x)单调递减
f ( x) 0
f ( x) 0
f ( x) 0在区间D上无解
函数f ( x)在区间D上单调
反之不成立
函数f ( x)在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ间D上不单调
变式3：设函数f ( x) 2x3 （ 3 a 1）x2 6(a2 1)x 7, 若f ( x)在（- ，0）上为增函数，求a的取值范围
已知函数f ( x) x3 ax2 x 1,a R， 若f ( x)在区间（- 2， 1）内为减函数，求a的取值范围
33
已知函数f ( x) x3 1 a x2 a(a 2)x b,a,b R，
若函数f ( x)在区间(-1,1)上不单调，求a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。
由单调性求参数范围的几种方法
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
(完整版)2-4已知单调性求参数取值范围
【知识点4】已知单调性求参数取值范围1•思路提示：⑴对于函数在某个区间上单调递增或单调递减的问题，转化为导函数在此区间上恒为非负或非正的问题，进而转化为导数在该区间上的最值问题•⑵对于可导函数在某个区间不单调的问题，转化为导函数在此区间无实根，可结合导函数的图像给出此问题的充要条件，从而求解⑶对于只有一个极值点的导函数研究其相关问题(如在给定区间上恒为正或负以及根的分布等)，往往可以类比二次函数在区间上的最值或根的分布求解例1：已知函数f(x) 3ax42(3a 1)x22(3a 1)x24x1(I )当a 时，求f (x)的极值；6(ll )若f (x)在1,1上是增函数，求a的取值范围3 2例2：已知函数f (x) x ax x 1(a R)(I )讨论函数f (x)的单调区间；3 1(ll)设函数f(x)在区间(—，-)内是减函数，求a的取值范围2 3例3：已知函数f (x) (2ax x2)e ax，其中a为常数，且a 0.(l )若a 1,求函数f (x)的极值点；(ll )若f (x)在区间C 2,2)内单调递增，求a的取值范围•3 2例4：已知函数f(x) ax bx (x R)的图像过点P( 1,2)，且在点P处的切线恰好与直线x 3y 0垂直•(I )求函数f (x)的解析式；(ll)若函数f (x)在区间m,m 1上单调递增，求实数m的取值范围•例5：已知函数f(x) x3(1 a)x2a(a 2)x b(a,b R).(I )若函数f (x)的图像过原点，且在原点处的切线斜率是3，求a,b的值; (II)若函数f (x)在区间(1,1)上不单调，求a的取值范围•e x例6：设f (x) ，其中a为正实数1 ax4(I)当a 时，求f (x)的极值点；3(n)若f(x)为R上的单调函数，求a的取值范围xe例7：设f(x)—，其中a为正实数•2「3(I )当a —时，求f (x)的极值点；4(n )若f (x)为R上的单调函数，求a的取值范围1 3 12 例& 设f(x) x3 x22ax3 22(I)若f(x)在(-,)上存在单调递增区间，求3 a的取值范围.(II )当0 a 2时，f (x)在［1,4］的最小值为，求f(x)在该区间上的最大值.例9：已知a,b是实数，函数f (x) x3ax,g(x) x2bx, (x)和g (x)是f (x), g(x) 的导函数，若 f (x)g(x) 0在区间I上恒成立，则称 f (x)和g(x)在区间I上单调性一3(I)设a 0,若函数f (x)和g(x)在区间［1,)上单调性一致，求实数b 的取值范围; b ，若函数f (x)和g(x)在以a ，b 为端点的开区间上单调性一致,求a b 的最大值. 1例10 :已知函数f X -x 3 x 2 ax b 的图像在点P(0,f 0 )处的切线方程为 y 3x 2(i )求实数a,b 的值；(n )设g(x) f x — 是［21,］上的增函数。
已知函数的单调性求参数的取值范围
即
f f
'(a) 0 '(a 1)
0
1 2
a a
3 2
1
a
2
故实数a的取值范围为-1, 2
2021/8/14
8
变式：已知函数f (x) ln x 在区间（2a,a+1)上单调递增， x
求实数a的取值范围。
解：由已知得f
'( x)
1 ln x2
x
令f '( x) 0 f ( x)的单调递增区间为（0,e)
求实数a的取值范围。
答案：（1）a 3或a 9 （2）a 1
2
课后作业：课时作业
2021/8/14
16
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3
1
a
2
故实数a的取值范围为-1, 2
2021/8/14
6
函数y f (x)为可导函数：
1.如果在（a,b)内，f (x)＞0 f(x)在此区间是增函数; 如果在（a,b)内，f (x) 0 f(x)在此区间是减函数。
2.若函数f (x)在（a,b)上单调递增， 则f (x) 0在区间(a,b)上恒成立 若函数f (x)在（a,b)上单调递减， 则f (x) 0在区间(a,b)上恒成立
2021/8/14
3
题1：已知函数f (x)=x3-3x2 -9x在区间(a,a+1)上单调递减， 求实数a的取值范围。 题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。
那有什么不同点呢？
2021/放在区间上：
例1.已知函数f (x)=x3-3x2-9x在区间(a,a+1)上单调递减，
(学习指导) 函数的单调性与导数Word版含解析
3.3导数在研究函数中的应用3.3.1函数的单调性与导数学习目标核心素养1．理解函数的单调性与导数的关系．(重点) 2．能利用导数研究函数的单调性，会求不超过三次的多项式函数的单调区间和其他函数的单调区间．(重点)3．能根据函数的单调性求参数．(难点)1．通过学习函数单调性与导数的关系，培养学生数学抽象与直观想象的素养．2．借助导数求函数的单调性，培养逻辑推理和数学运算的素养.(1)在区间(a，b)内函数的导数与单调性有如下关系：导数函数的单调性f′(x)>0单调递增f′(x)<0单调递减f′(x)＝0常函数(2)在区间(a，b)函数的单调性导数单调递增f′(x)≥0单调递减f′(x)≤0常函数f′(x)＝0思考：在区间(a，b)内，函数f(x)单调递增是f′(x)>0的什么条件？[提示]必要不充分条件．2．函数的变化快慢与导数的关系一般地，如果一个函数在某一范围内导数的绝对值较大，那么函数在这个范围内变化得快，这时，函数的图象就比较“陡峭”(向上或向下)；反之，函数的图象就“平缓”一些．1．函数y＝x3＋x的单调递增区间为()A．(0，＋∞) B．(－∞，1)C．(1，＋∞) D．(－∞，＋∞)D[y′＝3x2＋1>0，故选D．]2．函数f(x)＝2x－sin x在(－∞，＋∞)上()A．增函数B．减函数C．先增后减D．先减后增A[∵f(x)＝2x－sin x，∴f′(x)＝2－cos x>0，∴f(x)在R上是增函数．]3．若函数f(x)的导数f′(x)＝x(x－2)，则f(x)在区间________上单调递减．[0,2][∵f′(x)＝x(x－2)，由f′(x)≤0得，0≤x≤2，∴f(x)在[0,2]上单调递减．]导数与函数图象的关系y＝f(x)的图象可能是()(2)已知函数y＝f(x)的图象如图所示，则函数y＝f′(x)的图象可能是图中的()(1)D(2)C[(1)由f′(x)>0(f′(x)<0)的分界点判断原函数在此分界点两侧的图象的上升和下降趋势．由已知可得x的取值范围和f′(x)的正、负，f(x)的增减变化情况如下表所示：x (－∞，0)(0,2)(2，＋∞)f′(x)＋－＋f(x)↗↘↗由表可知f(x)在(－∞，0)内递增，在(0,2)内递减，在(2，＋∞)内递增，满足条件的只有D，故选D．(2)由函数y＝f(x)的图象的增减变化趋势判断函数y＝f′(x)的正、负情况如下表：x (－1，b)(b，a)(a,1)f(x)↘↗↘f ′(x )－ ＋ －由表可知函数y ＝f ′(x )的图象，当x ∈(－1，b )时，函数图象在x 轴下方；当x ∈(b ，a )时，函数图象在x 轴上方；当x ∈(a,1)时，函数图象在x 轴下方．故选C ．]对于原函数图象，要看其在哪个区间内单调递增，则在此区间内导数值大于零.在哪个区间内单调递减，则在此区间内导数值小于零.根据导数值的正负可判定导函数图象.[跟进训练]1．函数y ＝f (x )在定义域⎝ ⎛⎭⎪⎫－32，3内可导，其图象如图所示，记y ＝f (x )的导函数为y ＝f ′(x )，则不等式f ′(x )<0的解集为__________．⎝ ⎛⎭⎪⎫－13，1∪(2,3)[根据导数和图象单调性的关系知当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－13，1∪(2,3)时f ′(x )<0.]利用导数求函数的单调区间(1)f (x )＝3x 2－ln x ；(2)f (x )＝－13ax 3＋x 2＋1(a ≤0)． [思路点拨]求定义域―→求导数―→ 解不等式f ′(x )<0或f ′(x )>0―→写单调区间 [解](1)函数的定义域为(0，＋∞)，f ′(x )＝6x －1x ＝6x 2－1x ，令f ′(x )>0，则6x 2－1x >0.又x >0，则6x 2－1>0，解得x >66.所以函数的单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫66，＋∞.令f ′(x )<0，则6x 2－1x <0，解得0<x <66， 所以函数的单调减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0，66.(2)因为f ′(x )＝－ax 2＋2x (a ≤0)，当a ＝0时，f ′(x )＝2x ，函数在(－∞，0)上是递减的，在(0，＋∞)上是递增的， 当a <0时，令f ′(x )>0，则－ax 2＋2x >0，解得x >0或x <2a ，所以函数的单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，2a ，(0，＋∞)．令f ′(x )<0，则－ax 2＋2x <0，解得2a <x <0， 所以函数的单调减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫2a ，0.综上，当a ＝0时，函数在(－∞，0)上是递减的，在(0，＋∞)上是递增的； 当a <0时，函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，2a 和(0，＋∞)上是递增的，在⎝ ⎛⎭⎪⎫2a ，0上是递减的．利用导数求函数f (x )的单调区间的一般步骤 (1)确定函数f (x )的定义域； (2)求导数f ′(x )；(3)在函数f (x )的定义域内解不等式f ′(x )>0和f ′(x )<0； (4)根据(3)的结果确定函数f (x )的单调区间.提醒：如果一个函数具有相同单调性的单调区间不止一个，那么这些单调区间不能用“∪”连接，而只能用“逗号”或“和”字隔开.[跟进训练]2．求下列函数的单调区间：(1)f(x)＝ln x x；(2)f(x)＝xx2＋4；(3)f(x)＝e x－x.[解](1)函数定义域为(0，＋∞)，f′(x)＝1－ln xx2.令f′(x)>0，即1－ln x>0，解得0<x<e；令f′(x)<0，即1－ln x<0，解得x>e.所以函数的单调递增区间是(0，e)，递减区间是(e，＋∞)．(2)函数定义域为R，f′(x)＝(x)′·(x2＋4)－x·(x2＋4)′(x2＋4)2＝4－x2(x2＋4)2.令f′(x)>0，即4－x2>0，解得－2<x<2；令f′(x)<0，即4－x2<0，解得x<－2或x>2；所以函数的单调递增区间是(－2,2)，递减区间是(－∞，－2)和(2，＋∞)．(3)函数定义域为R，f′(x)＝e x－1.令f′(x)>0，即e x－1>0，解得x>0；令f′(x)<0，即e x－1<0，解得x<0；所以函数的单调递增区间是(0，＋∞)，递减区间是(－∞，0)．已知函数的单调性求参数的取值范围1．在区间(a，b)内，若f′(x)＞0，则f(x)在此区间上单调递增，反之也成立吗？提示：不一定成立．比如y＝x3在R上为增函数，但其在x＝0处的导数等于零．也就是说f′(x)＞0是y＝f(x)在某个区间上递增的充分条件．2．一般地，在区间(a ，b )内函数的单调性与导数有什么关系？ 提示：【例3】 (1)若f (x )在区间(1，＋∞)内为增函数，求a 的取值范围； (2)若f (x )的递减区间为(－1,1)，求a 的取值范围； (3)若f (x )在区间(－1,1)上不单调，求a 的取值范围．[解](1)因为f ′(x )＝3x 2－a ，且f (x )在区间(1，＋∞)上为增函数，所以f ′(x )≥0在(1，＋∞)上恒成立，即3x 2－a ≥0在(1，＋∞)上恒成立， 所以a ≤3x 2在(1，＋∞)上恒成立，即a ≤3. (2)f ′(x )＝3x 2－a .①当a ≤0时，f ′(x )≥0，无减区间，不满足条件． ②当a >0时，令3x 2－a ＝0，得x ＝±3a3； 当－3a 3<x <3a3时，f ′(x )<0.因此f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫－3a 3，3a 3上为减函数． 所以3a3＝1，即a ＝3， 综上a 的取值范围为{a |a ＝3}． (3)f ′(x )＝3x 2－a ，当a ≤0时，－a ≥0，f ′(x )≥0恒成立，满足在区间(－1,1)上是递增的，不符合题意，舍去；当a>0时，由f′(x)＝0，得x＝±3a3(a>0)．因为f(x)在区间(－1,1)上不单调，所以0<3a3<1，即0<a<3.综上a的取值范围为(0,3)．1．利用导数法解决取值范围问题的两个基本思路(1)将问题转化为不等式在某区间上的恒成立问题，即f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立，利用分离参数或函数性质求解参数范围，然后检验参数取“＝”时是否满足题意．(2)先令f′(x)>0(或f′(x)<0)，求出参数的取值范围后，再验证参数取“＝”时f(x)是否满足题意．2．恒成立问题的重要思路(1)m≥f(x)恒成立⇒m≥f(x)max.(2)m≤f(x)恒成立⇒m≤f(x)min.[跟进训练]3．已知向量a＝(x2，x＋1)，b＝(1－x，t)，若函数f(x)＝a·b在区间(－1,1)上是增加的，求t的取值范围．[解]由题意得f(x)＝x2(1－x)＋t(x＋1)＝－x3＋x2＋tx＋t，∴f′(x)＝－3x2＋2x＋t.若f(x)在(－1,1)上是增加的，则在(－1,1)上f′(x)≥0恒成立．即t≥3x2－2x在区间(－1,1)上恒成立．考虑函数g (x )＝3x 2－2x ＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫x －132－13，x ∈(－1,1)显然g (x )<g (－1)，故t ≥3x 2－2x 在区间(－1,1)上恒成立⇔t ≥g (－1)，即t ≥5.而当t ≥5时，f ′(x )在(－1,1)上满足f ′(x )>0，即f (x )在(－1,1)上是增加的．故t 的取值范围是[5，＋∞).1．导数的符号反映了函数在某个区间上的单调性，导数绝对值的大小反映了函数在某个区间或某点附近变化的快慢程度．2．在利用导数讨论函数的单调性时，首先要确定函数的定义域，在定义域内，通过讨论导数的符号，来判断函数的单调性．3．如果一个函数具有相同单调性的单调区间不止一个，那么这些单调区间中间不能用“∪”连接，可用“，”隔开或用“和”连接．特别提醒：(1)在对函数划分单调区间时，除了注意使导数等于零的点，还要注意在定义域内不连续的点和不可导的点．(2)当不等式f ′(x )>0或f ′(x )<0不易求解时，可通过列表的方法求函数f (x )的单调区间．(3)区间的端点可以属于单调区间，也可以不属于单调区间，对结论没有影响． 1．判断正误(1)“在区间I 上，f ′(x )<0”是“f (x )在I 上单调递减”的充分不必要条件． ( )(2)若函数f (x )在(a ，b )上单调递增，则f (x )在(a ，b )上各点处的切线的倾斜角都是锐角．( )(3)单调递增函数的导函数也是单调递增函数．( ) (4)如果函数f (x )在(a ，b )上变化得越快，其导数就越大． ( )[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)× 2．函数f (x )＝x ＋ln x 在(0,6)上是( ) A ．增函数 B ．减函数C ．在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1e 上是减函数，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ，6上是增函数D ．在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1e 上是增函数，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ，6上是减函数 A [∵f (x )＝x ＋ln x 的定义域为(0，＋∞)， 又f ′(x )＝1＋1x >0，∴f (x )在(0,6)上是增函数．]3．在R 上可导的函数f (x )的图象如图所示，则关于x 的不等式x ·f ′(x )<0的解集为( )A ．(－∞，－1)∪(0,1)B ．(－1,0)∪(1，＋∞)C ．(－2，－1)∪(1,2)D ．(－∞，－2)∪(2，＋∞) A [当x >0时，f ′(x )<0，此时0<x <1， 当x <0时，f ′(x )>0，此时x <－1，因此xf ′(x )<0的解集为(－∞，－1)∪(0,1)．]4．若函数f (x )＝ax 3－x 2＋x －5在(－∞，＋∞)上是增函数，求实数a 的取值范围．[解]因为f ′(x )＝3ax 2－2x ＋1， 由题意可知f (x )在R 上是增加的， 所以f ′(x )≥0对x ∈R 恒成立， 即3ax 2－2x ＋1≥0在R 上恒成立． 所以⎩⎪⎨⎪⎧a >0，Δ＝4－12a ≤0，解得a ≥13.当a ＝13时，f ′(x )＝x 2－2x ＋1＝0，有且只有f ′(1)＝0. 所以实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫13，＋∞.。
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【知识点 4】已知单调性求参数取值范围
1. 思路提示：⑴对于函数在某个区间上单调递增或单调递减的问题，转化为导函数在此区
间上恒为非负或非正的问题，进而转化为导数在该区间上的最值问题.
⑵对于可导函数在某个区间不单调的问题，转化为导函数在此区间无实根，可结
合导函数的图像给出此问题的充要条件，从而求解.
⑶对于只有一个极值点的导函数研究其相关问题（如在给定区间上恒为正或负以
及根的分布等），往往可以类比二次函数在区间上的最值或根的分布求解.
例 1：已知函数f (x) = 3ax4- 2(3a + 1)x2- 2(3a + 1)x2+ 4x
1
（I）当a = 时，求f (x) 的极值;
6
（II）若f (x) 在(-1,1)上是增函数，求a 的取值范围
例 2：已知函数f (x) =x3+ax2+x +1(a ∈R)
（I）讨论函数f (x) 的单调区间；
3 1
（II）设函数f (x) 在区间(- , - ) 内是减函数，求a 的取值范围.
2 3
例 3：已知函数f (x) = (2ax -x2 )e ax，其中a 为常数，且a ≥ 0 .
（I）若a =1 ，求函数f (x) 的极值点；
（II）若f (x) 在区间( 2, 2) 内单调递增，求a 的取值范围.
例 4：已知函数f (x) =ax3+bx2 (x ∈R) 的图像过点P(-1, 2) ，且在点P 处的切线恰好与直线x - 3y = 0 垂直.
(Ⅰ)求函数f (x) 的解析式；
（II）若函数f (x) 在区间[m, m +1]上单调递增，求实数m 的取值范围.
2
例 5：已知函数 f (x ) = x 3 + (1- a )x 2 - a (a + 2)x + b (a , b ∈ R ) .
(Ⅰ)若函数 f (x ) 的图像过原点，且在原点处的切线斜率是-3 ，求 a , b 的值；
（II ）若函数 f (x ) 在区间(-1,1) 上不单调，求 a 的取值范围.
例 6：设 f (x ) = e x 1+ ax
，其中a 为正实数 （Ⅰ）当a = 4 时，求 f (x ) 的极值点；
3
（Ⅱ）若 f (x ) 为 R 上的单调函数，求a 的取值范围.
例 7：设 f (x ) = e x
，其中a 为正实数. 2
(Ⅰ)当 a = 3 时，求 f (x ) 的极值点；
4
(Ⅱ)若 f (x ) 为 R 上的单调函数，求a 的取值范围.
例 8：设 f (x ) = - 1 x 3 + 1
x 2 + 2ax 3 2
(I) 若 f (x ) 在( , +∞) 上存在单调递增区间，求 a 的取值范围． 3
（II ）当0 < a < 2 时， f (x ) 在[1, 4] 的最小值为- 16 3
，求 f (x ) 在该区间上的最大值．
例 9：已知 a ，b 是实数，函数 f (x ) = x 3 + ax , g (x ) = x 2 + bx , f '(x ) 和 g '(x ) 是 f (x ), g (x )
的导函数，若 f '(x )g '(x ) ≥ 0 在区间 I 上恒成立，则称 f (x ) 和 g (x ) 在区间 I 上单调性一致
(I)设 a > 0 ，若函数 f (x ) 和 g (x ) 在区间[-1,+∞) 上单调性一致,求实数 b 的取值范围；
（II ）设 a < 0, 且 a ≠ b ，若函数 f (x ) 和 g (x ) 在以 a ，b 为端点的开区间上单调性一致，求
a -
b 的最大值.
例 10： 已知函数 y = 3x - 2
f ( x ) = 1 x 3 - x 2 + ax + b 的图像在点 P （0, f (0)）处 的切线方程为 3
(Ⅰ)求实数 a , b 的值；
m
(Ⅱ)设 g （x ）= f ( x ) + x -1 是[21, +∞] 上的增函数。
（i ）求实数 m 的最大值；
(ii)当 m 取最大值时，是否存在点 Q ，使得过点 Q 的直线若能与曲线 y = g ( x ) 围成两个
封闭图形，则这两个封闭图形的面积总相等?若存在，求出点 Q 的坐标；若不存在，说明理由.
例 11：设函数 f ( x ) = 6x 3 + 3(a + 2) x 2 + 2ax ．
(I) 若 f ( x ) 的两个极值点为 x 1 ， x 2 ，且 x 1x 2 = 1 ，求实数 a 的值；
（II ）是否存在实数 a ，使得 f ( x ) 是(-∞, +∞) 上的单调函数？若存在，求出 a 的值；若不
存在，说明理由．
例 12：设定函数 f (x ) = a
x 3 + bx 2 + cx + d (a 0) ，且方程 f ' (x ) - 9x = 0 的两个根分别为3
1, 4 .
（Ⅰ）当 a=3 且曲线 y = f (x ) 过原点时，求 f (x ) 的解析式；
（Ⅱ）若 f (x ) 在(-∞, +∞) 无极值点，求 a 的取值范围。
a g ( x ) =
例 13：已知函数 f (x ) = + x + (a -1) ln x +15a , 其中 a<0,且 a≠-1.
x
（Ⅰ）讨论函数 f (x ) 的单调性； ⎧⎪(-2x 3 + 3ax 3 + 6ax - 4a 2 - 6a )e x , （Ⅱ）设函数 ⎨ x ≤ 1
（ e 是自然数的底数）。
⎩⎪ e ⋅ f ( x ), x > 1 是否存在 a ，使 g (x ) 在[a , -a ]上为减函数？若存在，求 a 的取值范围；若不存在，请说明
理由。
例 14：已知函数 f (x ) = 3ax 4 - 2(3a +1)x 2 + 4x
1
（I ） 当 a = 时，求 f (x ) 的极值;
6 （II ）
若 f (x ) 在(-1,1) 上是增函数，求 a 的取值范围.
例 15： 已知函数 f ( x )＝(ax 2＋bx ＋c )e x 在[0,1]上单调递减且满足 f (0)＝1，f (1)＝0.
(I) 求 a 的取值范围；
(II) 设 g ( x )＝f ( x )－f '( x ) ，求 g ( x ) 在[0,1]上的最大值和最小值．
例 16：已知函数 f (x ) = x - ax 2 - ln x (a > 0)
(I) 若曲线 y = f (x ) 在点(1, f (1)) 处的切线斜率为-2 ，求 a 的值以及切线方程；
(II) 若 f (x ) 是单调函数，求 a 的取值范围.
例 17：已知函数f (x) =a ln x - 2ax + 3(a ≠ 0).
(I)设a =-1 ，求函数f (x) 的极值；
(II)在(I)的条件下，若函数g(x) =1
x3+x2f '(x) +m](其中f '(x) 为f (x) 的导3
数)在区间(1，3)上不是单调函数，求实数m 的取值范围．。