研究函数的性质
1.讨论函数的单调性
1.1已知函数 f(x)=(a+1)lnx+ax+1 ,讨论函数 f(x) 的单调性。 分析:参数 a 的取值会影响 f ′(x) 的符号,所以应对参数 a 进行分类讨论。
解:f(x) 的定义域为(0,+∞),则f ′(x)=(a+1)/x+2ax=(2ax+a+1)/x。
(1)当a≥0时,f ′(x)>0,故 f(x)在(0,+∞)单调递增; (2)当 a≤-1时,f ′(x) <0,故 f(x) 在(0,+∞)单调递减; (3)当 -10; 当x∈(?(a?1)/2a,+∞)时,f ′(x)<0。
故 f(x) 在 (0, ?(a?1)/2a) 单调递增,在(?(a?1)/2a, +∞) 单调递减。
1.2讨论和研究函数的单调性和单调区间,就是解 f ′( x )>0 或 f ′( x )<0 ,这些不等式的解就是使函数保持单调递增或递减的单调区间。一般对于可导函数而言,其解题步骤如下:首先求f( x )的 定 义 域 同,然后求出 f
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′( x );最后解不等式f ′( x )>0 或 f ′( x )<0,这样就可以得到在单调区
间内的单调性。
2.求函数的极值和最值
2.1已知函数y=f(x)=lnx/x。 (1)求y=f(x) 的最大值;
(2)设实数 a>0 ,求函数 F(x)=af(x) 在 [a,2a]上的最小值。
分析:最值是所有极值和端点值中最大和最小值,求最值须先求极值。 解 (1)假设 f ′(x)=0 ,可得x=e。
当x∈(0,e) 时,f′(x)>0 ,那么f(x) 在 (0,e) 上为增函数; 当x∈(e,+∞) 时,f ′(x)<0 ,那么f(x) 在 (e,+∞) 上为减函数。 因此fmax(x)=f(e)=1/e。
(2)∵a>0 ,由(1)知:F(x) 在 (0,e) 上单调递增,在 (e,+∞) 上单调递减,
∴ F(x) 在[a,2a]上的最小值为 min{F(a),F(2a)}; ∵F(a)-F(2a)=1/2lna/2,
∴当 00 ,Fmin(x)=F(2a)=1/2ln2/a。
2.1利用导数求函数在定义域范围内的最值时,一般是先利用函数的导数求得极值,再通过解不等式得到最大值或最小值。