函數的單調性,高考數學考綱對這個考點提出要求是:
理解函數單調性定義,并利用函數單調性的定義判斷或證明函數在給定區間的單調性;
會判斷複合函數的單調性。
同時要學會将函數的性質與函數的概念、圖象等進行綜合,這一直是曆年高考數學的重點和熱點之一。
函數的單調區間是函數定義域的子區間,所以求解函數的單調區間,必須先求出函數的定義域。對于基本初等函數的單調區間可以直接利用已知結論求解,如二次函數、對數函數、指數函數等;如果是複合函數,應根據複合函數的單調性的判斷方法,首先判斷兩個簡單函數的單調性,再根據“同則增,異則減”的法則求解函數的單調區間。
求函數的單調區間的常用方法:
1、利用已知函數的單調性,即轉化為已知函數的和、差或複合函數,求單調區間;
2、定義法:先求定義域,再利用單調性定義;
3、圖象法:如果f(x)是以圖象形式給出的,或者f(x)的圖象易作出,可由圖象的直觀性寫出它的單調區間;
4、導數法:利用導數的正負确定函數的單調區間。
典型例題分析1:
定義在(0, ∞)上的函數f(x),總有f′(x)>f(x) ex﹣lnx成立,且f(2)=e2﹣2,則不等式f(x)≥ex﹣2的解集為 .
考點分析:
利用導數研究函數的單調性.
題幹分析:
由題意構造輔助函數g(x)=ex﹣lnx﹣2,求導,g′(x)<0,函數單調遞減,g′(x)>0,函數單調遞增,求得g(x)的最小值,再構造輔助函數h(x)=[f(x) 2]/ex,求導,求得h′(x)≥0,h(x)在(0, ∞)上遞增,即f(x)≥ex﹣2,由f(2)=e2﹣2,得h(x)≥h(2),即可求得不等式的解集.
典型例題分析2:
已知函數f(x)=ex(其中e是自然數的底數),g(x)=x2 ax 1,a∈R.
(1)記函數F(x)=f(x)•g(x),且a>0,求F(x)的單調增區間;
(2)若對任意x1,x2∈[0,2],x1≠x2,均有|f(x1)﹣f(x2)|>|g(x1)﹣g(x2)|成立,求實數a的取值範圍.
解:(1)y=f(x)•g(x)=(x2 ax 1)•ex,
∴F'(x)=[x2 (a 2)x (a 1)]ex,
令F'(x)=0,則x2 (a 2)x (a 1)=0,
即[x (a 1)](x 1)=0,解得x=﹣1,或x=﹣a﹣1
∵a>0,∴﹣a﹣1<﹣1,
∵x∈[﹣a﹣1,﹣1]時,
y'<0,x∈(﹣∞,﹣a﹣1)和(﹣1, ∞)時,y'>0,
∴函數F(x)的單調增區間為(﹣∞,﹣a﹣1)和(﹣1, ∞),
(2)設x1<x2,因為f(x)=ex在[0,2]單調遞增,
故原不等式等價于|f(x1)﹣f(x2)|<g(x2)﹣g(x1)
在x1、x2∈[0,2],且x1<x2恒成立,
所以g(x1)﹣g(x2)<f(x1)﹣f(x2)<g(x2)﹣g(x1)
在x1、x2∈[0,2],且x1<x2恒成立,
考點分析:
利用導數研究函數的單調性;利用導數求閉區間上函數的最值.
題幹分析:
(1)求出函數的導數,即可求函數f(x)的單調區間;
(2)設x1<x2,因為g(x)=ex在[0,2]單調遞增,故原不等式等價于|f(x1)﹣f(x2)|<g(x2)﹣g(x1)在x1、x2∈[0,2],且x1<x2恒成立,當a≥﹣(ex 2x)恒成立時,a≥﹣1;當a≤ex﹣2x恒成立時,a≤2﹣2ln2,綜合讨論結果,可得實數a的取值範圍.
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