【典例3】(2018年全国卷II文)已知函数(1)若(2)证明:
,求
的单调区间;
.
只有一个零点.
),(
,+∞)单调递增,在(
,
)单调递减.
【答案】(1)f(x)在(–∞,(2)见解析. 【解析】
(1)当a=3时,f(x)=令f ′(x)=0解得x=当x∈(–∞,当x∈(
,
)∪(
或x=
,f ′(x)=.
,+∞)时,f ′(x)>0;
.
)时,f ′(x)<0. ),(
,+∞)单调递增,在(
,
)单调递减.
故f(x)在(–∞,
(2)由于,所以等价于.
设=,则g ′(x)=≥0,仅当x=0时g ′(x)=0,所以g(x)在(–∞,
+∞)单调递增.故g(x)至多有一个零点,从而f(x)至多有一个零点. 又f(3a–1)=
综上,f(x)只有一个零点. 【总结提升】
利用导数求函数单调区间的方法
(1)当导函数不等式可解时,解不等式f′(x)>0或f′(x)<0求出单调区间.
(2)当方程f′(x)=0可解时,解出方程的实根,按实根把函数的定义域划分区间,确定各区间f′(x)的符号,从而确定单调区间.
(3)若导函数的方程、不等式都不可解,根据f′(x)结构特征,利用图象与性质确定f′(x)的符号,从而确定单调区间.
温馨提醒:所求函数的单调区间不止一个,这些区间之间不能用并集“∪”及“或”连接,只能用“,”“和”字隔开.
,f(3a+1)=
,故f(x)有一个零点.
【变式3】(2019·广东省中山一中等七校联考)已知函数(1)求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程; (2)求函数f(x)的单调区间.
.
【答案】(1)y=(ae2-1)(x-2);(2)见解析.
【解析】(1)函数的导函数为,
可得曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线斜率为ae2-1,切点坐标为(2,0), 即切线的方程为y-0=(ae2-1)(x-2),即y=(ae2-1)(x-2). (2)f(x)的导函数为
①当a=0时,f′(x)=-(x-1), 若x>1,则f′(x)<0,f(x)单调递减, 若x<1,则f′(x)>0,f(x)单调递增.
②当a<0时,若x>1,则f′(x)<0,f(x)单调递减; 若x<1,则f′(x)>0,f(x)单调递增.
③当a>0时,若a=,则f′(x)=(x-1)·(ex1-1),f(x)在R上单调递增.
-
.
1e若a>,则f′(x)>0即为
1e,可得x>1或x<ln1; af′(x)<0即为可得ln,
1<x<1. a若0<a<,则f′(x)>0即为
1e,可得x<1或x?ln1; af′(x)<0即为可得1<x<n,
1. a综上可得,当a≤0时,f(x)的单调递增区间为(-∞,1),单调递减区间为(1,+∞); 当a=时,f(x)的单调递增区间为R;
当a>时,f(x)的单调递增区间为(1,+∞),(??,ln当0<a<时,f(x)的单调递增区间为(ln1e1e11),单调递减区间为(ln,1); aa1e11,??),(-∞,1),单调递减区间为(ln,1). aa考点3 利用函数的单调性研究函数图象
【典例4】(2018·全国高考真题(文))函数的图像大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】D 【解析】 函数过定点求得函数的导数由
得
,
,排除
,
,
得或,此时函数单调递增,排除,故选D.
【规律方法】
函数图象的辨识主要从以下方面入手:
(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置. (2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (4)从函数的特征点,排除不合要求的图象. 【变式4】(2019·云南高考模拟(文))函数的图象可能是( )
的导函数
的图象如图所示,则函数
A. B. C. D.
【答案】A 【解析】 如下图所示:
当时,单调递增;当时,单调递减,所以整个
函数从左到右,先增后减,再增最后减,选项A中的图象符合,故本题选A.
考点4 利用函数的单调性解不等式
【典例5】(2019·山东枣庄八中高三月考(理))已知定义在R上的可导函数f(x)的导函数为f?(x),满足A.???,0? 【答案】B 【解析】 设
则
,∴h'?x??0.
x,且f(x?2)为偶函数,f(4)?1,则不等式f(x)?e的解集为( )
B.?0,???
C.??,e?4?
D.e,??
?4?∵
所以函数h?x?是R上的减函数,
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