导数应用:含参函数的单调性讨论(一)
用导数讨论含参函数的单调性

单调性是描述函数的变化趋势的重要概念,其中,用导数讨论含参函数的单调性尤为重要。
首先,我们来解释“含参函数”一词的意思。
含参函数是指具有参数的函数,也叫带参数函数,它们可以用参数来控制函数的变化趋势。
其次,让我们来看看如何用导数讨论含参函数的单调性。
在微积分中,导数是用来表示函
数变化率的重要概念,它可以帮助我们确定函数的单调性。
通常情况下,当函数的导数大于0时,函数在此处是单调递增的;当函数的导数小于0时,函数在此处是单调递减的。
例如,考虑函数$y=ax^2+bx+c$,其中a,b,c均为常数。
该函数的导数为$y'=2ax+b$。
因此,当$2a>0$时,函数是单调递增的;当$2a<0$时,函数是单调递减的。
更一般地,如果函数$f(x)$的导数$f'(x)$满足$f'(x)>0$,则函数$f(x)$在$[a, b]$内是单调递
增的;如果$f'(x)<0$,则函数$f(x)$在$[a, b]$内是单调递减的。
再比如,考虑函数$y=sin(x)$,其导数为$y'=cos(x)$,当$cos(x)>0$时,函数$y=sin(x)$是单调递增的;当$cos(x)<0$时,函数$y=sin(x)$是单调递减的。
总之,用导数讨论含参函数的单调性是很有用的,我们可以用它来判断函数是单调递增还是单调递减。
正如著名数学家高斯所说:“数学是一种分析、综合和抽象的技术,它既是
一种艺术,也是一种科学。
”。
导数应用:含参函数的单调性讨论(一)

导数应用:含参函数的单调性讨论(一)一、思想方法:上为常函数在区间时上为减函数在区间时上为增函数在区间时和增区间为和增区间为D x f x f D x D x f x f D x D x f x f D x D C x f D C x x f B A x f B A x x f )(0)(')(0)(')(0)('...,)(...0)('...,)(...0)('⇒=∈⇒<∈⇒>∈⇔∈⇔<⇔∈⇔>讨论函数的单调区间可化归为求解导函数正或负的相应不等式问题的讨论。
二、典例讲解例1 讨论xax x f +=)(的单调性,求其单调区间 解:xax x f +=)(的定义域为),0()0,(+∞-∞ )0(1)('222≠-=-=x xa x x a x f (它与a x x g -=2)(同号) I )当0≤a 时,)0(0)('≠>x x f 恒成立,此时)(x f 在)0,(-∞和),0(+∞都是单调增函数, 即)(x f 的增区间是)0,(-∞和),0(+∞; II) 当0>a 时 a x a x x x f >-<⇔≠>或)0(0)('a x x a x x f <<<<-⇔≠<00)0(0)('或此时)(x f 在),(a --∞和),(+∞a 都是单调增函数,)(x f 在)0,(a -和),0(a 都是单调减函数,即)(x f 的增区间为),(a --∞和),(+∞a ;)(x f 的减区间为)0,(a -和),0(a .步骤小结:1、先求函数的定义域,2、求导函数(化为乘除分解式,便于讨论正负),3、先讨论只有一种单调区间的(导函数同号的)情况,4、再讨论有增有减的情况(导函数有正有负,以其零点分界),5、注意函数的断点,不连续的同类单调区间不要合并。
(完整版)导数讨论含参单调性习题(含详解答案).doc

1.设函数.( 1)当时,函数与在处的切线互相垂直,求的值;( 2)若函数在定义域内不单调,求的取值范围;( 3)是否存在正实数,使得对任意正实数恒成立?若存在,求出满足条件的实数;若不存在,请说明理由.2.已知函数是的导函数,为自然对数的底数.( 1)讨论的单调性;( 2)当时,证明:;( 3)当时,判断函数零点的个数,并说明理由.3.已知函数(其中,).( 1)当时,若在其定义域内为单调函数,求的取值范围;( 2)当时,是否存在实数,使得当时,不等式恒成立,如果存在,求的取值范围,如果不存在,说明理由(其中是自然对数的底数,). 4.已知函数,其中为常数.( 1)讨论函数的单调性;( 2)若存在两个极值点,求证:无论实数取什么值都有.5 .已知函数(为常数)是实数集上的奇函数,函数是区间上的减函数 .( 1)求的值;( 2)若在及所在的取值范围上恒成立,求的取值范围;6.已知函数ln , x ,其中.f x ax x F x e ax x 0, a 0( 1)若f x 和 F x 在区间 0,ln3 上具有相同的单调性,求实数 a 的取值范围;( 2)若a , 1 ,且函数 g x xe ax 1 2ax f x 的最小值为 M ,求 M 的e2最小值 .7.已知函数 f ( x) e x m ln x .( 1)如x 1 是函数 f (x) 的极值点,求实数m 的值并讨论的单调性 f (x) ;( 2)若x x0是函数f ( x)的极值点,且f ( x) 0 恒成立,求实数m 的取值范围(注:已知常数 a 满足 a ln a 1 ) .8.已知函数 f x ln 1 mx x2mx ,其中0 m 1 .2( 1)当m 1时,求证: 1 x 0 时, f x x3;3( 2)试讨论函数y f x 的零点个数.9.已知e 是自然对数的底数 , F x 2e x 1 x ln x, f x a x 1 3 .(1)设T x F x f x , 当a 1 2e 1时, 求证: T x 在 0, 上单调递增;(2)若x 1, F x f x , 求实数a的取值范围 .10 .已知函数f x e x ax 2(1)若a 1 ,求函数f x 在区间[ 1,1]的最小值;(2)若a R, 讨论函数 f x 在 (0, ) 的单调性;(3)若对于任意的x1, x2 (0, ), 且 x1 x2,都有 x2 f ( x1) a x1 f ( x2 ) a 成立,求 a 的取值范围。
导数在数学含参问题中的应用

导数在数学含参问题中的应用新课程利用导数解决含参问题或恒成立问题,导数是分析和解决问题的有效工具。
但学生在运用导数解决含参的问题时,往往会束手无措,特别是对其中的分离参数无法纯粹的分离出来感到苦恼。
其实这一部分主要就是根据函数的单调性求出函数在一定条件下的最值,进而解决恒成立问题,含参数问题既是高中教学的重点和难点,又是历年高考的热点。
本文从常见题型对含参函数问题进行了分析与研究,着重介绍常见题型利用导数解决这些问题的基本策略。
标签:导数函数的单调性参数的取值范围恒成立导数的思想最初是由法国的数学家费马(Fermat)为研究极值问题而引入的,但随着人们对导数概念和性质的进一步认识和研究便发现它的引出和定义始终贯穿着函数思想。
新课程增加了导数的内容,随着课改的不断深入,导数知识考查的要求逐渐加强它在解决函数的含参问题上带来了很大的便利。
以函数为载体,以导数为工具,运用导数确定含参数函数的参数取值范围是一类常见的探索性问题,主要是求存在性问题或恒成立问题中的参数的范围。
解决这类问题,主要是运用等价转化的数学思想,通过不断地转化,把不熟悉、不规范、复杂的问题转化为熟悉、规范甚至模式化、简单的问题。
解决的主要途径是将含参数不等式的存在性或恒成立问题根据其不等式的结构特征,恰当地构造函数,等价转化为含参函数的最值讨论。
这也是最近几年高考在命题是在函数与导数交汇试题的显著特点和命题趋向。
由于这类题目涉及的知识面广,综合性强,不少考生在处理这类问题时,不知道确定参数范围的函数关系或不等关系从何而来,以至于处于无从下手的盲区,希望下面一些拙见能对一些考生的备考有所作用。
一、含参函数的单调性的问题导数的运算,导数与函数单调性的关系,利用导数的性质对参数进行分类讨论综合运用化归与转化的思想。
【例1】已知函数f(x)=lnx-a2x2+ax(a∈R).(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在区间(1,+∞)上是减函数,求实数a的取值范围.解析:(1)当a=1时,f(x)=lnx-x2+x,其定义域是(0,+∞),f′(x)= -2x+1=令f′(x)=0,即- =0,解得x=- 或x=1∵x>0,∴x=1.当00;当x>1时,f′(x)0,∴f(x)在区间(1,+∞)上为增函数,不合题意.②当a>0时,f′(x)≤0(x>0)等价于(2ax+1)(ax-1)≥0(x>0),即x≥,此时f(x)的单调递减区间为.③当a0)等价于(2ax+1)(ax-1)≥0(x>0),即x≥- ,此时f(x)的单调递减区间为得a≤- .综上,实数a的取值范围是∪[1,+∞).【例2】已知函数f(x)= -2x2+lnx,其中a为常数.(1)若a=1,求函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在区间[1,2]上为单调函数,求a的取值范围.解析:(1)若a=1,则f(x)=3x-2x2+lnx的定义域为(0,+∞),f′(x)= -4x+3= = (x>0).当x∈(0,1),f′(x)>0时,函数f(x)=3x-2x2+lnx单调递增.当x∈(1,+∞),f′(x)<0时,函数f(x)=3x-2x2+lnx单调递减.故函数f (x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).(2)f′(x)= -4x+ ,若函数f(x)在区间[1,2]上为单调函数,即在[1,2]上,f′(x)= -4x+ ≥0或f′(x)= -4x+ ≤0,即-4x+ ≥0或-4x+ ≤0在[1,2]上恒成立.即≥4x- 或≤4x- .令h(x)=4x- ,因为函数h(x)在[1,2]上单调递增,所以≥h(2)或≤h(1),即≥ 或≤3,解得a<0或0<a≤ 或a≥1.二、含参函数中的恒成立问题可先利用题设条件建立变量的关系式,将所求变量和另一已知变量分离或半分离(无法纯粹的分离),得到函数关系,从而使这种具有函数背景的范围问题迎刃而解,再由已知变量的范围求出函数的值域,即为所求变量的范围。
使用导数来解决含参函数单调性的讨论方法的总结

155使用导数来解决含参函数单调性的讨论方法的总结蓝荣升作者发现,使用导数来解决函数的单调性,它在高中数学试卷中占有相当大的份额。
函数的单调性是求解函数极值,最值(范围)以及零点个数问题的基础,它经常出现在压轴题的第一问,并且存在一定的困难。
求函数单调性的最困难的部分是含参函数的分类讨论,而分类讨论的思想又是高中阶段着重培养的思想方法。
因此,利用分类讨论来解决带参数的函数单调性问题已成为近年来高考的重点和热点。
这类问题的难点在于学生不懂得如何讨论,或者讨论不全面,这里总结了带参函数单调性的分类讨论的一般步骤,在学会之后,没有不知道如何讨论或讨论不全面的情况。
以下是对单调性一般步骤的讨论(解决了讨论的大部分单调性问题):第一步:求定义域,单调区间是定义域的子集,因此求单调区间必须先求定义域,定义域有三种常见的情况需要讨论。
(1)偶次根式,根号下整体不小于0。
(2)分式,分母不等于0。
(3)对数,真数大于0。
第二步:求函数导数,令0)('=x f ,求出它的根21,x x ,根的个数一般有三种情况:无根、一个根,两个根。
导函数是分式一般先通分,并且还要考虑能不能因式分解。
第三步:如果方程有两根,则要考虑4种情况;如果只有一根则只需考虑第一种情况;如果根不能被求解,并且导数不能被判断出正的或负的,那么我们就需要求函数的二阶导数,利用二阶导数的正负来确定一阶导数的单调性,然后利用最值得到一阶导数的正负,进而判断出原函数的单调性。
(1)是否存在根(判断根是否在定义域中),得到参数的讨论点。
(2)21x x =,得到参数的讨论点。
(3)21x x >,得到参数的讨论点。
(4)21x x <,得到参数的讨论点。
第四步:判断21,x x 分定义域的每个区间的导数的正负情况,如果导数大于0,则函数单调递增,如果导数小于0,则函数单调递减。
以下三种常见方法可用来判断导数的正负:(1)数轴穿根法:(2)函数图像法:(3)区域判断法:只需要判断每个因式的正负。
利用导数研究含参函数的单调性【公开课教学PPT课件】

3
2
y
y
y
-1 0 x
-1 a 0 x a -1 0 x
①当a=-1时
②当a>-1时
③当a<-1时
小结:当两根的大小不确定时,应进行分类讨论.
探究二
变式二:讨论函数f ( x) 1 x2 +(1 a)x a ln x的单调性. 2
y
y
0a
x a0 x
①当a>0时
②当a≤0时
小结:当根大小不确定时,应讨论根的大小及根是否在定义域内.
2、已知函数f ( x) ln x a ,求f ( x)的单调区间 x
3、已知函数f ( x) 1 ax2 x (a 1)ln x,讨论f ( x)的单调性 2
感谢您的指导
邱奉美
第三章 导数应用
利用导数研究含参函数的单调性
(第1课时)
探究一
变式一:讨论函数f ( x) 1 x3 1 a x2 ax 1的单调性.
3
2
探究一
变式一:讨论函数f ( x) 1 x3 1 a x2 ax 1的单调性.
0,x2
1
1)当 1 1即a 1时,f (x)在(0, )上递增.
a
10 0a1 00
10
1 1
x 11
xx
1
xx
aa
2)当1 1即a 1时,f (x)在(0,1)和(1, )上递增; f (x)在( 1 ,1)上递减.
a
a
a
3)当1 1即0 a 1时,f (x)在(0,1)和(1, )上递增; f (x)在(1,1 )上递减.
探究二
变式三:讨论函数f ( x) 1 x2 (a 1)x a ln x的单调性. 2
导数应用之含参函数单调性的讨论(含答案)

1
导数应用之含参函数单调性的讨论
一.预备知识:
(一)二次方程根的分布:
1.已知方程4x 2+2(m-1)x+(2m+3)=0(m ∈R )有两个正根,求实数m 的取值范围。
2.已知方程2x 2-(m+1)x+m=0有一正根和一负根,求实数m 的取值范围。
(二)穿根法拓展:
1.
02
2
2>--+x x x 2.(e x -1)(x-1)>0 3.(e x -1)(x-1)2>0
4.(e -x -1)(x-1)>0 5.(1-lnx)(x-1)>0
二.导后“一次”型:
1.已知函数f(x)=ax-(a+1)·ln(x+1),a ≥-1,求函数f(x)的单调区间。
2.已知函数f(x)=e x -ax ,讨论函数f(x)的单调性。
三.导后“二次型”:
3.已知函数f(x)=lnx+x 2-ax(a ∈R),求函数f(x)的单调区间。
2
4.已知函数f(x)=m ·ln(x+2)+2
1x 2
+1,讨论函数f(x)的单调性。
5.求函数f(x)=(1-a)lnx-x+2
2
ax 的单调区间。
6.已知函数f(x)=(ax 2-x)·lnx-2
1ax 2
+x ,讨论f(x)的单调性。
四.导后求导型
7.已知函数f(x)=e x -x 2,求函数f(x)的单调区间。
8.已知函数f(x)=
x
e
x 1
ln ,求函数f(x)的单调区间。
9.已知函数f(x)=e mx +x 2-mx ,讨论函数f(x)的单调性。
3
4。
函数与导数重点题型01:含参函数单调性、极值、零点问题研究

重点题型一:含参函数的单调性、极值、最值及零点问题【问题分析】含参函数的单调性、极值点及零点问题,在高考中考查频次非常高,主要考查利用分类讨论来研究函数单调性和由函数极值、最值及零点求解参数范围。
此类问题难度较大,经常出现在试卷T20或T21,属于高考压轴题型。
该题型主要考查考生的分类讨论思想、等价转化思想。
解决此类问题的本质就是确定函数定义域上的单调性,基本思想就是“分类讨论”,解题的关键就是参数“分界点”的确定。
所以,要解决好此类问题,首先要明确参数“分界点”,其次确定在参数不同的分段区间上函数的单调性,进而可以确定函数的极值点、最值及零点,达到解题目的。
图1-1 含参函数问题解题思路【知识回顾】图1-2 函数f (x )单调性、极值、最值及零点关系图特别提醒:1.函数f (x )单调性、极值、最值及零点必须在函数定义域内研究,所以解决问题之前,必须先确定函数的定义域。
2.函数f (x )的极值点为其导函数变号的点,亦即导函数f ′(x )的变号零点。
3.函数f (x )的极值点为函数单调区间的“分界点”,经过极大值点函数由增变减,经过极小值点函数由减变增。
函数f(x)的单调性函数f(x)的极值点导函数f ′(x)的变号零点函数f(x)的最值确定分界点有影响分类讨论函数单调性参数导函数f ′(x)值/f ′(x )=0的根函数f(x)4. 函数f (x )单调区间不能写成并集,也不能用“或”连接,只能用逗号“,”或“和”连接。
【“分界点”确认】参数对导函数f ′(x )的值符号有影响,就必须根据参数对导函数的影响确定参数“分界点”,然后在进行分类讨论函数的单调性。
常见的“分界点”确认方法如下: 1.观察法:解决问题的过程中,我们会发现导函数形式比较简单的情况下,我们可以通过观察直接确定参数的“分界点”,例如:当导函数f ′(x )的值与y =x 2+a 函数有关,可以直接观察得到:当a ≥0时,y ≥0;当a <0时,y =0有两个根x 1=−√−a,x 2=√−a,当x ∈(−∞,−√−a)∪(√−a,+∞)时,y >0,当x ∈(−√−a,√−a)时,y <0.所以我们可以根据常见函数的性质及其之间的不等关系,通过直接观察确定“分界点”,常见函数性质及其之间的关系如下: ①x 2≥0 (x ∈R ), 完全平方式不小于0 ②tanx >x >sinx (0<x <π2)③e x ≥x +1 (x ∈R ),仅当x =0时,等号成立e x =x +1 ④lnx ≤x −1 (x >0),仅当x =1时,等号成立lnx =x −1 ⑤lnx <x <e x (x >0) ⑥a x >0 (x ∈R )2.由二次函数引发的“分界点”当函数f (x )求导后,导函数f ′(x )值符号由一个含参的二次函数(二次三项式)决定,一般可以从两个方面进行“分界点”的确定:(1)通过二次函数(一元二次方程)的∆判别式进行“分界点”的确定. 对于一个二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0): ① {a >0∆≤0⟹y ≥0或{a <0∆≤0⟹y ≤0.② {a >0∆>0⟹二次函数有两个零点(或二次方程y =0有两个不同实根)x 1,x 2(x 1<x 2),x 在两根之外函数大于0,两根之内函数小于0.③ {a <0∆>0⟹二次函数有两个零点(或二次方程y =0有两个不同实根)x 1,x 2(x 1<x 2),x 在两根之外函数小于0,两根之内函数大于0. 特别提醒:当二次函数有两个零点时,需要确定两个零点是否在函数定义域之内,若不在需要舍弃. (2)由二次函数零点分布(一元二次方程实根分布)进行“分界点”确定设x 1,x 2(x 1<x 2)是二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的两个零点(一元二次方程ax 2+bx +c =0(a >0)的两个根),则x 1,x 2的分布情况与二次函数系数之间的关系如下(k,k 1,k 2∈R,k 1<k 2):零点分布函数图像等价条件x 1<x 2<k{∆>0f (k )>0−b 2a<kk <x 1<x 2{∆>0f (k )>0−b 2a>kx 1<k <x 2f (k )<0k 1<x 1<x 2<k 2{∆>0f (k 1)>0f (k 2)>0k 1<−b 2a<k2 x 1,x 2中仅有一个在(k 1,k 2)内\f (k 1)∙f (k 2)<0或f (k 1)=0,k 1<−b2a <k 1+k 22或f (k 2)=0,k 1+k 22<−b2a <k 2或{∆=0k 1<−b 2a<k 2当二次函数定义域受限,可以根据上表情况进行“分界点”确认,进而进行分类讨论。
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导数应用:含参函数的单调性讨论(一)一、思想方法:上为常函数在区间时上为减函数在区间时上为增函数在区间时和增区间为和增区间为D x f x f D x D x f x f D x D x f x f D x D C x f D C x x f B A x f B A x x f )(0)(')(0)(')(0)('...,)(...0)('...,)(...0)('⇒=∈⇒<∈⇒>∈⇔∈⇔<⇔∈⇔>讨论函数的单调区间可化归为求解导函数正或负的相应不等式问题的讨论。
二、典例讲解例1 讨论xax x f +=)(的单调性,求其单调区间 解:xax x f +=)(的定义域为),0()0,(+∞-∞ )0(1)('222≠-=-=x xa x x a x f (它与a x x g -=2)(同号) I )当0≤a 时,)0(0)('≠>x x f 恒成立,此时)(x f 在)0,(-∞和),0(+∞都是单调增函数, 即)(x f 的增区间是)0,(-∞和),0(+∞; II) 当0>a 时 a x a x x x f >-<⇔≠>或)0(0)('a x x a x x f <<<<-⇔≠<00)0(0)('或此时)(x f 在),(a --∞和),(+∞a 都是单调增函数,)(x f 在)0,(a -和),0(a 都是单调减函数,即)(x f 的增区间为),(a --∞和),(+∞a ;)(x f 的减区间为)0,(a -和),0(a .步骤小结:1、先求函数的定义域,2、求导函数(化为乘除分解式,便于讨论正负),3、先讨论只有一种单调区间的(导函数同号的)情况,4、再讨论有增有减的情况(导函数有正有负,以其零点分界),5、注意函数的断点,不连续的同类单调区间不要合并。
变式练习1 : 讨论x a x x f ln )(+=的单调性,求其单调区间解:x a x x f ln )(+=的定义域为),0(+∞)0(1)('>+=+=x xa x x a x f (它与a x x g +=)(同号) I )当0≥a 时,)0(0)('>>x x f 恒成立,此时)(x f 在),0(+∞为单调增函数,即)(x f 的增区间为),0(+∞,不存在减区间; II) 当0<a 时 a x x x f ->⇔>>)0(0)('; a x x x f -<<⇔><0)0(0)('此时)(x f 在),(+∞-a 为单调增函数,)(x f 在),0(a -是单调减函数,即)(x f 的增区间为),(+∞-a ;)(x f 的减区间为),0(a -.例2.讨论x ax x f ln )(+=的单调性解:x ax x f ln )(+=的定义域为),0(+∞)0(11)('>+=+=x xax x a x f (它与1)(+=ax x g 同号) I )当0=a 时,)0(0)('>>x x f 恒成立 (此时ax x f 10)('-=⇔=没有意义) 此时)(x f 在),0(+∞为单调增函数,即)(x f 的增区间为),0(+∞II )当0>a 时,)0(0)('>>x x f 恒成立, (此时ax x f 10)('-=⇔=不在定义域内,没有意义) 此时)(x f 在),0(+∞为单调增函数,即)(x f 的增区间为),0(+∞III)当0<a 时, 令ax x f 10)('-=⇔= 于是,当x 变化时,)(),('x f x f 的变化情况如下表:(结合g(x)图象定号)所以, 此时)(x f 在),0(a-为单调增函数,)(x f 在),1(+∞-a是单调减函数, 即)(x f 的增区间为)1,0(a -;)(x f 的减区间为),1(+∞-a.小结:导函数正负的相应区间也可以由导函数零点来分界,但要注意其定义域和连续性。
即先求出)('x f 的零点,再其分区间然后定)('x f 在相应区间内的符号。
一般先讨论0)('=x f 无解情况,再讨论解0)('=x f 过程产生增根的情况(即解方程变形中诸如平方、去分母、去对数符号等把自变量x 范围扩大而出现有根,但根实际上不在定义域内的),即根据)('x f 零点个数从少到多,相应原函数单调区间个数从少到多讨论,最后区间(最好结合导函数的图象)确定相应单调性。
变式练习2. 讨论x ax x f ln 21)(2+=的单调性 解:x ax x f ln 21)(2+=的定义域为),0(+∞ )0(11)('2>+=+=x xax x ax x f , 它与1)(2+=ax x g 同号. 令)0(010)('2>=+⇔=x ax x f ,当0≥a 时,无解;当0<a 时,aaa x --=-=1(另一根不在定义域内舍去) i)当0=a 时,)0(0)('>>x x f 恒成立 (此时ax x f 10)('2-=⇔=没有意义)此时)(x f 在),0(+∞为单调增函数,即)(x f 的增区间为),0(+∞ii)当0>a 时,)0(0)('>>x x f 恒成立,(此时 方程012=+ax 判别式0<∆,方程无解)此时)(x f 在),0(+∞为单调增函数,即)(x f 的增区间为),0(+∞iii)当0<a 时,当x 变化时,)(),('x f x f 的变化情况如下表:(结合g(x)图象定号)),1(+∞-a是单调减函数, 即)(x f 的增区间为)1,0(a -;)(x f 的减区间为),1(+∞-a. 小结:一般最后要综合讨论情况,合并同类的,如i),ii)可合并为一类结果。
对于二次型函数(如1)(2+=ax x g )讨论正负一般先根据二次项系数分三种类型讨论。
例3. 求1)(232--+=x ax x a x f 的单调区间解:1)(232--+=x ax x a x f 的定义域为R ,)1)(13(123)('22+-=-+=ax ax ax x a x fI) 当0=a 时,⇒<-=01)('x f )(x f 在R 上单调递减,)(x f 减区间为R ,无增区间。
II) 当0≠a 时032>a ,)('x f 是开口向上的二次函数,令)0(1,310)('21≠-===a ax a x x f 得, 因此可知(结合)('x f 的图象) i)当0>a 时,21x x >ax a x f a x a x x f 3110)(';3110)('<<-⇔<>-<⇔>或所以此时,)(x f 的增区间为),31()1,(+∞--∞a a 和;)(x f 的减区间为)31,1(aa - ii)当0<a 时,21x x <ax a x f ax a x x f 1310)(';1310)('-<<⇔<-><⇔>或所以此时,)(x f 的增区间为),1()31,(+∞--∞a a 和;)(x f 的减区间为)1,31(aa -小结:求函数单调区间可化为导函数的正负讨论(即分讨论其相应不等式的解区间),常见的是化为二次型不等式讨论,当二次函数开口定且有两根时,一般要注意讨论两根大小(分大、小、等三种情况)。
含参二次不等式解时要先看能否因式分解,若能则是计算简单的问题,需看开口及两根大小,注意结合图象确定相应区间正负。
变式练习3.求12131)(23+++=x ax x x f 的单调区间 解:)(x f 的定义域为R ,1)('2++=ax x x f )('x f 是开口向上的二次函数,42-=∆a I) 当220≤≤-⇔≤∆a 时,0)('≥x f 恒成立所以此时)(x f 在R 上单调递增,)(x f 增区间为R ,无减区间。
II) 当220>-<⇔>∆a a 或时令212221,24,240)('x x a a x a a x x f <-+-=---==得 因此可知(结合)('x f 的图象))(x f 与)('x f 随x 变化情况如下表2)2)(x f 的减区间为)24,24(22-+----a a a a小结:三次函数的导函数是常见二次函数,当二次函数开口定时对其正负进行讨论的,要根据判别式讨论:无根的或两根相等的导函数只有一种符号,相应原函数是单调的较简单应先讨论;然后再讨论有两不等根的,结合导函数图象列变化表,注意用根的符号21,x x 代替复杂的式,最后结论才写回。
个别点处导数为0不影响单调性。
只有在某区间内导数恒为0时,相应区间内原函数为常数,一般中学所见函数除分段函数和常函数外不会出现此种情况。
三、巩固作业:1. 已知函数()ln .af x x x=-,求()f x 的单调区间. 解:()221+,a x af x x x x+'∞=+=函数的定义域为(0,),()'0f x x a ==-令得:()()()()()()000,(0,)000,0(,)a a f f x a a f f f x a '-≤≥>∴+∞''-><><∴-+∞若即,则x 在上单调递增;若即,则由x 得x>-a 由x 得x<-a在上单调递增,在0,-a 上单调递减.()()() 0(0,)0(,)a f x a f x a ≥+∞<-+∞总之,当时,在上单调递增;当时,在上单调递增,在0,-a 上单调递减.2.已知函数f(x)=21x 2-a x+(a -1)ln x ,讨论函数()f x 的单调性,求出其单调区间。
解: ()f x 的定义域为(0,)+∞.2'11(1)(1)()a x ax a x x a f x x a x x x--+--+-=-+==()()11=x x a x ---⎡⎤⎣⎦()'1201,1f x x x a ===-令得:(1)100)(';10)('101<<⇔<>⇔>≤≤-x x f x x f a a 时,即若 单调递减在单调递增在此时)1,0(,),1()(+∞∴x f(2)时,即若101>>-a a①若11a -=即2a =时,2'(1)()x f x x-=>0, 故()f x 在(0,)+∞单调递增.②若0<11a -<,即12a <<时,由'()0f x <得,11a x -<<;由'()0f x >得,011x a x <<->或 故()f x 在(1,1)a -单调递减,在(0,1),(1,)a -+∞单调递增. ③若11a ->,即2a >时,由'()0f x <得,11x a <<-;由'()0f x >得,011x x a <<>-或 故()f x 在(1,1)a -单调递减,在(0,1),(1,)a -+∞单调递增. 综上所述,当1a ≤,()f x 单调增区为 ),1(+∞,减区间是)1,0(;当12a <<时,()f x 的减区间是(1,1)a -,增区间是(0,1),(1,)a -+∞; 当2a =时,()f x 在定义域上递增,单调增区为(0,)+∞ (不存在减区间); 当2a >时,()f x 的减区间是(1,1)a -,在增区间是(0,1),(1,)a -+∞.注意:必须问什么答什么,分类讨论最后必须有综述.。