《导数及其应用》复习教案7
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专题三 利用导数求函数的单调区间
利用导数求可导函数的单调区间的一般步骤:
(1)确定函数y=f(x)的定义域;
(2)求f′(x);
(3)解不等式f′(x)>0或f′(x)<0;
(4)不等式的解集与定义域取交集;
(5)确定并写出函数的单调递增区间或单调递减区间.
例1函数f(x)=x2-2x-4ln x的单调递增区间是__________
【答案】(2,+∞)
解析 函数f(x)的定义域为(0,+∞).
f′(x)=2x-2-4x=2x2-2x-4x,
由f′(x)>0,得x2-x-2>0,解得x>2或x<-1(舍去).
所以f(x)的单调递增区间为(2,+∞).
(巩固训练)已知函数f(x)=ln x-(x-1)22,函数f(x)的单调递增区间为___________.
【答案】0,1+52
解析:f′(x)=1x-x+1=-x2+x+1x,x∈(0,+∞).
由f′(x)>0得x>0,-x2+x+1>0. 解得0<x<1+52.
故f(x)的单调递增区间是0,1+52.
例2若函数f(x)=kx-ln x在区间(1,+∞)上单调递增,则k的取值范围是
A.(-∞,-2] B.(-∞,-1]
C.[2,+∞) D.[1,+∞)
解析 依题意得f′(x)=k-1x≥0在(1,+∞)上恒成立,
即k≥1x在(1,+∞)上恒成立.
令g(x)=1x,因为x>1,所以0<g(x)<1,
所以k≥1,即k的取值范围为[1,+∞).故选D
(巩固训练)若函数f(x)=-x3+x2+tx+t在区间(-1,1)内是增函数,则实数t的取值范围是___________.
【答案】 [5,+∞)
解析:f′(x)=-3x2+2x+t.
因为f(x)在(-1,1)内是增函数,所以f′(x)=-3x2+2x+t≥0对x∈(-1,1)恒成立,
即t≥3x2-2x对x∈(-1,1)恒成立.
因为g(x)=3x2-2x的图象是对称轴为x=13,开口向上的抛物线,
所以当x∈(-1,1)时,g(x)<g(-1)=5,于是t≥3x2-2x对x∈(-1,1)恒成立⇔t≥5.
所以t的取值范围为[5,+∞).
例3设f(x)=xln x-ax2+(2a-1)x,a∈R. 令g(x)=f′(x),求g(x)的单调区间;
解析: 由f′(x)=ln x-2ax+2a.
可得g(x)=ln x-2ax+2a,x∈(0,+∞),
则g′(x)=1x-2a=1-2axx.
当a≤0时,x∈(0,+∞)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;
当a>0时,x∈0,12a时,g′(x)>0时,函数g(x)单调递增,
x∈12a,+∞时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减.
所以当a≤0时,g(x)的单调递增区间为(0,+∞);
当a>0时,g(x)的单调增区间为0,12a,单调减区间为12a,+∞