导数在研究函数中的运用

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第 1 页 共 4 页 导数在研究函数中的运用

一、知识与方法

1、函数的单调性:

若函数()yfx在区间(,ab)上单调递增,则()0fx,反之等号不成立;若函数()yfx在区间(,ab)上单调递减,则()0fx,反之等号不成立。

2、函数的极值:

(1)定义:设函数()fx在点0x附近有定义,如果对0x附近所有的点,都有0()()fxfx,就说是0()fx函数()fx的一个极大值。记作y极大值=0()fx,如果对0x附近所有的点,都有0()()fxfx,就说是0()fx函数()fx的一个极小值。记作y极小值=0()fx。极大值和极小值统称为极值。

(2)求函数()yfx在某个区间上的极值的步骤:(i)求导数()fx;(ii)求方程()0fx的根0x;(iii)检查()fx在方程()0fx的根0x的左右的符号:“左正右负”()fx在0x处取极大值;“左负右正”()fx在0x处取极小值。

特别提醒:

(1)0x是极值点的充要条件是0x点两侧导数异号,而不仅是0fx=0;0fx=0是0x为极值点的必要而不充分条件。

(2)给出函数极大(小)值的条件,一定要既考虑0()0fx,又要考虑检验“左正右负”(“左负右正”)的转化,否则条件没有用完,这一点一定要切记!

3、函数的最大值和最小值:

(1)定义:函数()fx在一闭区间上的最大值是此函数在此区间上的极大值与其端点值中的“最大值”;函数()fx在一闭区间上的最小值是此函数在此区间上的极小值与其端点值中的“最小值”。

(2)求函数()yfx在[,ab]上的最大值与最小值的步骤:(i)求函数()yfx在(,ab)内的极值(极大值或极小值);(ii)将()yfx的各极值与()fa,()fb比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值。

特别注意:

(1)利用导数研究函数的最值(极值),且方程0)(/xf在给定的范围内有多个x值时,要注意列表!

(2)要善于应用函数的导数,考察函数单调性、最值(极值),研究函数的性态,数形结合解决方程不等式等相关问题。

二、练习题

1.函数cbxaxxxf23)(,当032ba时,)(xf的单调性是 递增

2.函数32()31fxxx是减函数的区间为:D

A.(2,) B.(,2) C.(,0) D.(0,2)

3.函数axxxf3)(在),1[上单调函数,则实数a的取值范围_____(答:03a);

第 2 页 共 4 页 4.在[,]ab上,()0fx恒成立是函数()yfx单调递增的_______条件。(必要不充分)

5. 函数93)(23xaxxxf,已知)(xf在3x时取得极值,则a= D

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

6. 函数1)1(32xy的极值点是 (答:C);

A、极大值点1x B、极大值点0x C、极小值点0x D、极小值点1x

7.函数1)6()(23xaaxxxf有极大值和极小值,则a的取值范围是6a或3a

8.函数5123223xxxy在[0,3]上的最大值、最小值分别是____(答:5;-15)

9.方程0109623xxx的实根的个数为______(答:1);

10.()fx的导函数()yfx的图象如右图所示,则()yfx的图象最有可能的是(C)

11.已知函数()yxfx的图象如右下图所示(其中'()fx是函数()fx的导函数),下面四个图象中()yfx的图象大致是:C

12. 若21()ln(2)2fxxbx在(-1,+)上是减函数,则b的取值范围是 C

A.[-1,+) B.(-1,+) C.(-,-1] D.(-,-1)

第 3 页 共 4 页 13. 函数322fxxaxbxa在1x处有极小值10,求ab的值.(答:-7)

14. 设1x和2x是函数32()61fxaxbxx的两个极值点.

(1)求ab、的值; (2)求()fx的单调区间

解:(1)'2()326fxaxbx,

由已知可得'(1)3260fab, '2(2)322260fab

解得91,.2ab

(2)由(1)知

22'()3963(32)3(1)(2).fxxxxxxx

当(,1)(2,)x时,'()0fx; 当(1,2)x时,'()0fx

因此()fx的单调增区间是(,1),(2,), ()fx的单调减区间是(1,2)

15.已知函数323()(1)132afxxxax,其中a为实数.

(1)已知函数()fx在1x处取得极值,求a的值;

(2)已知不等式2()1fxxxa>对任意(0,)a都成立,求实数x的取值范围.

解:(1) 2()3(1)fxaxxa.

由于函数()fx在1x处取得极值,所以有(1)0f,

即:3101aaa.

(2)由题设知:223(1)1axxaxxa对任意(0,)a都成立,

即22(2)20axxx对任意(0,)a都成立。

于是2222xxax对任意(0,)a都成立,即22202xxx.20x.

从而实数x的取值范围为:20x.

第 4 页 共 4 页 16. 已知函数32()(1)(2)fxxaxaaxb (,)abR.

(1)若函数()fx的图象过原点,且在原点处的切线斜率是3,求,ab的值;

(2)若函数()fx在区间(1,1)上不单调...,求a的取值范围.

解析:(1)由题意得)2()1(23)(2aaxaxxf

又3)2()0(0)0(aafbf ,解得0b,3a或1a

(2)函数)(xf在区间)1,1(不单调,等价于

导函数)(xf在)1,1(既能取到大于0的实数,又能取到小于0的实数

即函数)(xf在)1,1(上存在零点,根据零点存在定理,有

0)1()1(ff, 即:0)]2()1(23)][2()1(23[aaaaaa

整理得:0)1)(1)(5(2aaa,解得15a

17.设函数329()62fxxxxa.

(1)对于任意实数x,()fxm恒成立,求m的最大值;

(2)若方程()0fx有且仅有一个实根,求a的取值范围.

解:(1) '2()3963(1)(2)fxxxxx,

因为(,)x,'()fxm, 即 239(6)0xxm恒成立,

所以 8112(6)0m, 得34m,即m的最大值为34

(2) 因为 当1x时, '()0fx;当12x时, '()0fx;当2x时,

'()0fx;

所以 当1x时,()fx取极大值 5(1)2fa;

当2x时,()fx取极小值 (2)2fa;

故当(2)0f 或(1)0f时, 方程()0fx仅有一个实根. 解得 2a或52a.