第三章 导数
导数与函数的单调性、极值、最值
【背一背重点知识】
1. 求函数单调区间的步骤:(1)确定f(x)的定义域,(2)求导数f(x),(3)令f(x)?0(或
''f'(x)?0),解出相应的x的范围.当f'(x)?0时,f(x)在相应区间上是增函数;当f'(x)?0时,f(x)在相应区间上是减函数
2. 求极值常按如下步骤:① 确定函数的定义域;② 求导数;③ 求方程f(x)?0的根及导数不存在的点,这些根或点也称为可能极值点;④通过列表法, 检查在可能极值点的左右两侧的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值..
3. 求函数y?f(x)在?a,b?上的最大值与最小值的步骤 (1)求函数y?f(x)在?a,b?内的极值;
(2)将函数y?f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. 【讲一讲提高技能】
1.必备技能:函数的单调性是函数在其定义域上的局部性质,函数的单调区间是函数的定义域的子区间,求函数的单调区间时千万不要忽视函数的定义域.如果一个函数在给定定义域上的单调区间不止一个,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.
利用导数研究函数最值问题讨论思路很清晰,但计算比较复杂,其次有时需要二次求导研究导函数的最值来判断导函数的正负.
根据函数的导数研究函数的单调性,在函数解析式中若含有字母参数时要进行分类讨论,这种分类讨论首先是在函数的定义域内进行,其次要根据函数的导数等于零的点在其定义域内的情况进行,如果这样的点不止一个,则要根据字母参数在不同范围内取值时,导数等于零的根的大小关系进行分类讨论,最后在分类解决问题后要整合一个一般的结论. 2.典型例题: 例1 函数f(x)?'1314x?x在区间??3,3?上的极值点为________. 34
分析:因为f(x)?1314x?x,所以f?(x)?x2?x3??x2(x?1),令f?(x)?0,则x?034或x?1,因为x???3,3?,所以x?1,并且在x?1左侧f?(x)?0,右侧f?(x)?0,所以函数f(x)?1314x?x在区间??3,3?上的极值点为1. 342例2已知不等式ax?bx?c?0的解集??1,3?,则函数f(x)??bx?ax?cx?m单
3216调递增区间为( )
A. (-?,-1), B. (-1,3) (3,??)2C.( -3,1) D.(??,?3), (1,??)分析:先由不等式ax?bx?c?0的解集??1,3?,得到a?0,b??2a,c??3a,得
m??1f(x)?a?x3?x2?3x??,对f(x)求导得f'(x)?ax2?2x?3,再根据函数单调
a??3??性和导数正负的关系得到f(x)?0时,x???3,1?,即得答案.
'【答案】C
【练一练提升能力】
1.设f(x)是定义在R上的函数,其导函数为f?(x),若f(x)+f?(x)?1,f?0??2015,则不等式ef(x)?e?2014(其中e为自然对数的底数)的解集为( ) A.?2014,2015? B.???,0?C.?0,??? D.?-?,0? 【答案】D
【解析】构造函数F?x??ef?x??e,因此F??x??f??x??f?x??1e,故函数
xxxxx?2015, ???
??F?x??exf?x??ex在R上是减函数,所以exf(x)?ex?2014,即F?x??F?0?,因此
exf(x)?ex?2014的解集?-?,0?,故答案为D.
2. 设a?R,若函数y?e?ax,x?R有大于零的极值点,则 ( ) A.a??1 B.a??1 C.a?? D.a?? 【答案】A
x1e1e
利用导数探求参数的范围问题 【背一背重点知识】
1. 由函数的单调性求参数的取值范围,这类问题一般已知f(x)在区间I上单调递增(递减),等价于不等式f(x)?0(或f(x)?0)在区间I上恒成立,通过分离参数求得新函数的最值,从而求出参数的取值范围.
2.常见结论:(1)若?x?I,f(x)?0恒成立,则f(x)min?0; 若?x?I,f(x)?0恒成立,则f(x)max?0 (2)若?''x0?I,使得f(x0)?0,则f(x)max?0;若?x0?I,使得f(x0)?0,则
f(x)min?0.
(3)设f(x)与g(x)的定义域的交集为D,若?x?D f(x)?g(x)恒成立,则有
?f(x)?g(x)?min?0.
(4)若对?(5)若对?x1?I1、x2?I2 ,f(x1)?g(x2)恒成立,则f(x)min?g(x)max. x1?I1,?x2?I2,使得f(x1)?g(x2),则f(x)min?g(x)min. x1?I1,?x2?I2,使得f(x1)?g(x2),则f(x)max?g(x)max.
(6)若对?(7)已知f(x)在区间I1上的值域为A,,g(x)在区间I2上值域为B,若对