1、第16讲导数在函数中的应用,1.函数的单调性,单调递减,若函数 yf(x)在(a,b)内可导,则:(1)若 f(x)0,则 f(x)在(a,b)内单调递增;(2)若 f(x)0,则 f(x)在(a,b)内_.,2.函数的极值,f(x)0,f(x)0,(1)判断f(x0)是极值的方法:一般地,当函数f(x)在点x0处连续时,如果在x0附近的左侧f(x)0,右侧f(x)0,那么f(x0)是极大值;如果在x0附近的左侧_,右侧_,那么f(x0)是极小值.,(2)求可导函数极值的步骤:求 f(x);求方程 f(x)0 的根;检查 f(x)在方程 f(x)0 的根的左右两边导函数值的符号.如果左正右负,
2、那么 f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么 f(x)在这个根处取得_;如果左右两侧符号一样,,那么这个根不是极值点.,极小值,3.函数的最值(1)函数 f(x)在a,b上有最值的条件:如果在区间a,b上,函数 yf(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.(2)若函数 f(x)在a,b上单调递增,则 f(a)为函数的最小,值,f(b)为函数的最大值;,极值,若函数 f(x)在a,b上单调递减,则 f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值.(3)求 yf(x)在a,b上的最大(小)值的步骤:求函数 yf(x)在(a,b)内的极值;将函数 yf(x)的各_与端点
3、值比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.,1.如图 2-16-1 是函数 f(x)的导函数 f(x)的图象,则下列判,断中正确的是(,),A,A.函数 f(x)在区间(3,0)上是减函数B.函数 f(x)在区间(1,3)上是减函数C.函数 f(x)在区间(0,2)上是减函数,D.函数 f(x)在区间(3,4)上是增函数,图 2-16-1,解析:当 x(3,0)时,f(x)0,则 f(x)在(3,0)上是减函数.其他判断均不正确.,D,A,2.函数f(x)(4x)ex的单调递减区间是( )A.(,4)B.(,3)C.(4,)D.(3,),解析:f(x)ex(4x)exex(3x),令
4、f(x)0,3x3. 3.已知e为自然对数的底数,则函数yxex的单调递增区,间是(,),A.1,)C.1,),B.(,1D.(,1,A,4.函数f(x)x22ln x的单调递减区间是( )B.(1,)A.(0,1)C.(,1)D.(1,1),时,f(x)0,f(x)为减函数;当 x(1,)时,f(x)0,f(x)为增函数.,考点 1,利用导数研究函数的单调性,例 1:(1)(2017 年浙江)函数 yf(x)的导函数 yf(x)的图,),象如图 2-16-2,则函数 yf(x)的图象可能是(图 2-16-2,A,B,C,D,解析:原函数先减再增,再减再增,且由增变减时,极值,点的横坐标大于
5、0.故选 D.,答案:D,(2)已知函数f(x)(x22x)ex,xR,e为自然对数的底数,则函数f(x)的单调递增区间为_.解析:因为f(x)(x22x)ex,所以f(x)(2x2)ex(x22x)ex(x22)ex.令f(x)0,即(x22)ex0.,(3)(2015 年陕西)设 f(x)xsin x,则 f(x)(,),A.既是奇函数又是减函数B.既是奇函数又是增函数C.是有零点的减函数D.是没有零点的奇函数解析:因为 f(x)1cos x0,所以函数为增函数,排除选项 A 和 C.又因为 f(0)0sin 00,所以函数存在零点,排除选项D.故选 B.答案:B,【规律方法】求函数的单调
6、区间与函数的极值时要养成列表的习惯,可使问题直观且有条理,减少失分的可能.如果一个函数在给定的定义域上单调区间不止一个,这些区间之间一般不能用并集符号“”连接,只能用“,”或“和”字隔开.,考点 2,含参数函数的单调性,例2:已知函数f(x)x3ax1.(1)讨论 f(x)的单调性;(2)若 f(x)在 R 上为增函数,求实数 a 的取值范围;(3)若 f(x)在区间(1,)上为增函数,求 a 的取值范围;(4)若 f(x)在区间(1,1)上为减函数,试求 a 的取值范围;(5)若 f(x)的单调递减区间为(1,1),求 a 的值;(6)若 f(x)在区间(1,1)上不单调,求 a 的取值范围
7、.,(2)因为f(x)在R上是增函数,所以f(x)3x2a0在R上恒成立,即a3x2对xR恒成立.因为3x20,所以只需a0.又因为a0时,f(x)3x20,f(x)x31在R上是增函数,所以a0,即a的取值范围为(,0.(3)因为f(x)3x2a,且f(x)在区间(1,)上为增函数,所以f(x)0在(1,)上恒成立,即3x2a0在(1,)上恒成立.所以a3x2在(1,)上恒成立.所以a3.即a的取值范围为(,3.,【规律方法】若可导函数 f(x)在指定的区间 D 上单调递增(减),求参数取值范围问题,一是可转化为 f(x)0或 f(x)0恒成立问题,从而构建不等式,要注意“”是否可以取到;二
8、是利用集合间的包含关系处理:yf(x)在(a,b)上单调,则区间(a,b)是相应单调区间的子集.,【互动探究】1.若函数f(x)2x33mx26x在区间(2,)上为增函数,,),则实数 m 的取值范围为(,答案:D,答案:C,思想与方法,运用分类讨论思想讨论函数的单调性,例题:(2016年新课标)已知函数f(x)(x2)exa(x1)2.(1)讨论 f(x)的单调性;,(2)若 f(x)有两个零点,求 a 的取值范围.,解:(1)f(x)(x1)ex2a(x1)(x1)(ex2a).设 a0,则当 x(,1)时,f(x)0.,所以 f(x)在(,1)上单调递减,在(1,)上单调递增.,设 a0
9、;当 x(ln(2a),1)时,f (x)0;当 x(1,ln(2a)时,f(x)0,则由(1)知,f(x)在(,1)上单调递减,在(1,,)上单调递增.,故 f(x)在(1,)上至多有一个零点,在(,1)上至多,有一个零点.,由于 f(2)a0,f(1)ee(x2)a(x1)2a(x1)2e(x1)e.,因此,当x0.,又 f(1)e0,根据零点存在定理,f(x)在(,1)上,有且只有一个零点.所以 f(x)有两个零点.,设a0,则f(x)(x2)ex,所以f(x)有一个零点.,(1,)上单调递增.,又当x1时,f(x)fln(2a)aln(2a)2210,,故 f(x)不存在两个零点;,(,1),(ln(2a),)上单调递增.,又当 x1 时,f(x)f(1)e0,f(x)0,此时函数 f(x)单调递增.,