高考数学一轮复习题型归纳讲义 专题06 导数 6.2导数与函数的单调性 题型归纳讲义 (原卷版+解析版)
展开中考数学复习策略(仅供参考)
中考复习中,数学占据了一定的位置,那么初三数学生要从哪几方面着手复习呢?
1、学生在第一轮复习阶段不要只钻难题、偏题,也不要搞题海战术,要注重学习方法,回归课本,抓住典型题目进行练习。
课本上的例题最具有典型性,可以有选择地做。在做例题时,要把其中包含的知识点抽出来进行总结、归纳,不要就题论题。另外,对于一些易错题,要在复习阶段作为重点复习,反复审题,加强理解。
2、要注重知识点的梳理,将知识点形成网络。学生经过一学期的学习,要将知识点进行总结归纳,找出区别与联系。
把各章的知识点绘制成知识网络图,将知识系统化、网络化,把知识点串成线,连成面。
3、要注重总结规律,加强解题后的反思。
期末考试前,学校一般都会组织模拟练习,学生要认真对待,注意记录、总结老师对模拟练习的讲评分析。通过模拟练习题,找出复习重点和自身的薄弱点,认真总结解题的规律方法,切忌不要闷头做题。
专题六 《导数》讲义
6.2利用导数求函数的单调性
知识梳理.利用导数求函数的单调性
函数的单调性
在某个区间(a,b)内,如果f′(x)>0,那么函数y=f(x)在这个区间内单调递增;
如果f′(x)<0,那么函数y=f(x)在这个区间内单调递减.
题型一. 求函数的单调区间
1.函数f(x)=(x﹣2)ex的单调递增区间为( )
A.(1,+∞) B.(2,+∞) C.(0,2) D.(1,2)
【解答】解:函数f(x)=(x﹣2)ex,
则f′(x)=(x﹣1)ex,
令f′(x)>0,解得x>1,
故函数f(x)=(x﹣2)ex的单调递增区间为(1,+∞),
故选:A.
2.函数y=x+3x+2lnx的单调递减区间是( )
A.(﹣3,1) B.(0,1) C.(﹣1,3) D.(0,3)
【解答】解:函数的定义域是(0,+∞),
y′=1−3x2+2x=(x+3)(x−1)x2,
令y′(x)<0,解得:0<x<1,
故函数在(0,1)递减,
故选:B.
3.确定函数f(x)=cos2x+4cosx,x∈(0,2π)的单调区间.
【解答】解:函数的导数f'(x)=﹣2sin2x﹣4sinx=﹣4sinx(cosx+1),
令f'(x)>0,sinx<0,
又x∈(0,2π),所以π<x<2π;
令f'(x)<0,sinx>0,
又x∈(0,2π),所以0<x<π.
故f(x)的单调增区间为(π,2π),单调减区间为(0,π).
题型二.讨论函数的单调性——大题第一问
考点1.导后一次型
1.已知函数f(x)=ex﹣kx.
(1)讨论函数y=f(x)的单调区间;
【解答】解:(1)f′(x)=ex﹣k,
①当k≤0时,f′(x)>0恒成立,则y=f(x)在R上单调递增,
②当k>0时,x>lnk时,f′(x)>0,y=f(x)的递增区间是(lnk,+∞),
x<lnk时,f′(x)<0,y=f(x)的递减区间是(﹣∞,lnk);
综上:当k≤0时,f(x)在R上单调递增,
当k>0时,f(x)的递增区间是(lnk,+∞),f(x)的递减区间是(﹣∞,lnk).
2.已知函数f(x)=ax﹣ln(x+1).
(2)求f(x)的单调区间;
【解答】解:(2)由(1)可得f′(x)=1−1x+1=xx+1,
当﹣1<x<0时,f′(x)<0;当x>0时,f′(x)>0,
故f(x)的单调递减区间为(﹣1,0),单调递增区间为(0,+∞).
考点2.导后二次型
1.(2017·全国1)已知函数f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x.
(1)讨论f(x)的单调性;
【解答】解:(1)由f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x,求导f′(x)=2ae2x+(a﹣2)ex﹣1,
∵e2x>0,ex>0
∴当a≤0时,f′(x)<0,
∴f(x)在R上单调递减,
当a>0时,f′(x)=(2ex+1)(aex﹣1)=2a(ex+12)(ex−1a),
令f′(x)=0,解得:x=ln1a,
当f′(x)>0,解得:x>ln1a,
当f′(x)<0,解得:x<ln1a,
∴x∈(﹣∞,ln1a)时,f(x)单调递减,x∈(ln1a,+∞)单调递增;
综上可知:当a≤0时,f(x)在R单调减函数,
当a>0时,f(x)在(﹣∞,ln1a)是减函数,在(ln1a,+∞)是增函数;
2.已知函数f(x)=12x2+(2a−2)x−4alnx,讨论函数f(x)的单调性.
【解答】解:f(x)=12x2+(2a−2)x−4alnx,x∈(0,+∞).
f′(x)=x+(2a﹣2)−4ax=(x+2a)(x−2)x.
对a分类讨论:
a≥0时,函数f(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增.
﹣2a=2,即a=﹣1时,f′(x)=(x−2)2x≥0,∴函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.
﹣2a>2,即a<﹣1时,函数f(x)在(0,2),(﹣2a,+∞)上单调递增,在(2,﹣2a)上单调递减.
0<﹣2a<2,即﹣1<a<0时,函数f(x)在(0,﹣2a),(2,+∞)上单调递增,在(﹣2a,2)上单调递减.
5.已知函数f(x)=lnx+12ax2+x,a∈R.
(1)求函数f(x)的单调区间;
【解答】解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),
∴f′(x)=1x+ax+1=ax2+x+1x
①当a=0时,f′(x)=1+xx,∴f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②当a≠0时,令f′(x)=0得ax2+x+1=0,△=1﹣4a.
(ⅰ)当△≤0,即a≥14时,f′(x)≥0,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,
(ⅱ)当△>0,即a<14时,方程ax2+x+1=0的两个实根分别为 x1=−1−1−4a2a,x2=−1+1−4a2a.
若0<a<14,则x1<0,x2<0,此时,当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,
故f(x)在(0,+∞)上单调递增若a<0,则x1>0,x2<0,
此时,当x∈(0,x1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(x1,+∞)时,f′(x)<0f(x)单调递减,
综上,当a<0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,−1−1−4a2a),单调递减区间为(−1−1−4a2a,+∞);
当a≥0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞),
考点3.导后求导型——二阶导数
1.已知函数f(x)=lnx+1ex,(其中e=2.71828…是自然对数的底数).
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
【解答】解:(Ⅰ)f′(x)=1xex(1﹣x﹣xlnx),x∈(0,+∞),…2′
令h(x)=1﹣x﹣xlnx,x∈(0,+∞),
当x∈(0,1)时,h(x)>0;当x∈(1,+∞)时,h(x)<0.
又ex>0,所以x∈(0,1)时,f′(x)>0;
x∈(1,+∞)时,f′(x)<0…4′
因此f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞)…6′
题型三.已知单调性求参
1.若f(x)=−12x2+bln(x+2)在(﹣1,+∞)上是减函数,则b的取值范围是( )
A.[﹣1,+∞) B.(﹣1,+∞) C.(﹣∞,﹣1] D.(﹣∞,﹣1)
【解答】解:由题意可知f'(x)=−x+bx+2<0,在x∈(﹣1,+∞)上恒成立,
即b<x(x+2)在x∈(﹣1,+∞)上恒成立,
由于y=x(x+2)在(﹣1,+∞)上是增函数且y(﹣1)=﹣1,所以b≤﹣1,
故选:C.
2.函数f(x)=13x3﹣ax2﹣3a2x﹣4在(3,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围是( )
A.a≥0 B.a≥1 C.a≤﹣3或a≥1 D.﹣3≤a≤1
【解答】解:∵y=13x3﹣ax2﹣3a2x﹣4,
∴y′=x2﹣2ax﹣3a2,
∵函数y=13x3﹣ax2﹣3a2x﹣4在(3,+∞)上是增函数,
∴y′=x2﹣2ax﹣3a2≥0在(3,+∞)上恒成立,
∵y′=x2﹣2ax﹣3a2=(x﹣a)2﹣4a2,
①对称轴为x=a=3,y′<0,不成立;
②当a>3,﹣4a2>0,无解;
当a<3,y′在(3,+∞)单调递增,
∴y′>32﹣2a×3﹣3a2=9﹣6a﹣3a2≥0,
∴﹣3≤a≤1,
∴实数a的取值范围是[﹣3,1],
故选:D.
3.已知函数f(x)=lnx+(x﹣b)2(b∈R)在区间[12,2]上存在单调递增区间,则实数b的取值范围是( )
A.(−∞,32) B.(−∞,94) C.(﹣∞,3) D.(−∞,2)
【解答】解:∵函数f(x)在区间[12,2]上存在单调增区间,
∴函数f(x)在区间[12,2]上存在子区间使得不等式f′(x)>0成立.
f'(x)=1x+2(x−b)=2x2−2bx+1x,
设h(x)=2x2﹣2bx+1,则h(2)>0或ℎ(12)>0,
即8﹣4b+1>0或12−b+1>0,
得b<94.
故选:B.
题型四.函数单调性的应用——比较大小
1.已知奇函数f(x)是R上增函数,g(x)=xf(x)则( )
A.g(log314)>g(2−32)>g(2−23)
B.g(log314)>g(2−23)>g(2−32)
C.g(2−32)>g(2−23)>g(log314)
D.g(2−23)>g(2−32)>g(log314)
【解答】解:由奇函数f(x)是R上增函数可得当x>0时,f(x)>0,
又g(x)=xf(x),则g(﹣x)=﹣xf(﹣x)=xf(x)=g(x),
即g(x)为偶函数,且当x>0时单调递增,
根据偶函数的对称性可知,当x<0时,函数单调递减,距离对称轴越远,函数值越大,
因为g(log314)=g(log34),g(2−23)=g(134),g(2−32)=g(24),
所以为g(log314)>g(2−23)>g(2−32)
故选:B.
2.已知函数f(x)=3x﹣1+3﹣x+1﹣2cos(x﹣1),则( )
A.f(log29)>f(log312)>f(0.5−0.5)
B.f(0.5−0.5)>f(log29)>f(log312)
C.f(0.5−0.5)>f(log312)>f(log29)
D.f(log29)>f(0.5−0.5)>f(log312)
【解答】解:由已知得,f(x)关于直线x=1对称,且f(x)在(1,+∞)单调递增.
∵log29>3,0.5−0.5=2,2−log312=2+log32∈(2,3),
∴log29>2−log312>0.5−0.5>1,
∴f(log29)>f(2−log312)>f(0.5−0.5),
又∵f(x)关于直线x=1对称,
∴f(log312)=f(2−log312),
∴f(log29)>f(log312)>f(0.5−0.5),
故选:A.
3.已知a=2e,b=ln(3e)3,c=ln5+15,则( )
A.a>b>c B.c>b>a C.a>c>b D.b>a>c
【解答】解:设f(x)=lnx+1x,则f'(x)=−lnxx2,
令f'(x)=0,则x=1,
所以当0<x<1时,f'(x)>0;当x>1时,f'(x)<0,
所以f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
由题意可知a=f(e),b=f(3),c=f(5),
因为e<3<5,所以f(e)>f(3)>f(5),即a>b>c.
故选:A.
题型五.构造函数——利用函数单调性解不等式
1.(2011·辽宁)函数f(x)的定义域为R,f(﹣1)=2,对任意x∈R,f′(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为( )
A.(﹣1,1) B.(﹣1,+∞) C.(﹣∞,﹣1) D.(﹣∞,+∞)
【解答】解:设F(x)=f(x)﹣(2x+4),
则F(﹣1)=f(﹣1)﹣(﹣2+4)=2﹣2=0,
又对任意x∈R,f′(x)>2,所以F′(x)=f′(x)﹣2>0,
即F(x)在R上单调递增,
则F(x)>0的解集为(﹣1,+∞),
即f(x)>2x+4的解集为(﹣1,+∞).
故选:B.
2.(2015·全国2)设函数f′(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(﹣1)=0,当x>0时,xf′(x)﹣f(x)<0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是( )
A.(﹣∞,﹣1)∪(0,1) B.(﹣1,0)∪(1,+∞)
C.(﹣∞,﹣1)∪(﹣1,0) D.(0,1)∪(1,+∞)
【解答】解:设g(x)=f(x)x,
则g(x)的导数为:g′(x)=xf'(x)−f(x)x2,
∵当x>0时总有xf′(x)<f(x)成立,
即当x>0时,g′(x)恒小于0,
∴当x>0时,函数g(x)=f(x)x为减函数,
又∵g(﹣x)=f(−x)−x=−f(x)−x=f(x)x=g(x),
∴函数g(x)为定义域上的偶函数
又∵g(﹣1)=f(−1)−1=0,
∴函数g(x)的图象性质类似如图:
数形结合可得,不等式f(x)>0⇔x•g(x)>0
⇔x>0g(x)>0或x<0g(x)<0,
⇔0<x<1或x<﹣1.
故选:A.
3.设函数F(x)=f(x)ex是定义在R上的函数,其中f(x)的导函数为f'(x),满足f'(x)<f(x)对于x∈R恒成立,则( )
A.f(2)>e2f(0),f(2 017>e2017f(0)
B.f(2)>e2f(0),f(2 017)<e2017f(0)
C.f(2)<e2f(0),f(2 017)>e2017f(0)
D.f(2)<e2f(0),f(2 017)<e2017f(0)
【解答】解:F'(x)=[f(x)ex]'=f'(x)ex−f(x)ex(ex)2=f'(x)−f(x)ex,因为f'(x)<f(x),
所以F'(x)<0,所以F(x)为减函数,
因为2>0,2017>0,
所以F(2)<F(0),F(2017)<F(0),
即f(2)e2<f(0)e0,所以f(2)<e2f(0);
f(2017)e2017<f(0)e0,即f(2017)<e2017f(0);
故选:D.
4.设函数f(x)在R上的导函数为f′(x),且2f(x)+xf′(x)>x2,下面的不等式在R内恒成立的是( )
A.f(x)>0 B.f(x)<0 C.f(x)>x D.f(x)<x
【解答】解:∵2f(x)+xf′(x)>x2,
令x=0,则f(x)>0,故可排除B,D.
如果 f(x)=x2+0.1,时 已知条件 2f(x)+xf′(x)>x2成立,
但f(x)>x 未必成立,所以C也是错的,故选 A
故选:A.
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日期:2021/6/26 20:14:19;用户:15942715433;邮箱:15942715433;学号:32355067
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