⑴ 若导数 时,那么函数 在区间I上是单调递增函数.
⑵ 若导数 时,那么称函数 在区间I上是单调递减函数.
⑶ 若导数 时,那么 在区间I上为常量函数.
简便的判断一个函数的单调性,但是在应用时特别的注意在区间内 是 在此区间上为单调递增函数的充分而不必要条件.且 也是在区间上为单调递减函数的充分而不必要条件.
例2 证明函数 在 的区间上为增函数.
分析: 证明一个函数在某个区间上为增函数或减函数,应该证明该函数的导数在此区间上大于“0”还是小于“0”,函数的导数在某个区间上大于“0”或者小于“0”是这个函数在该区间上单调递增或者递减的充分条件.
证明: 因为 ,
当 时 时,
所以 .
那么所以函数 在 上是增函数.
例3 求函数 的增区间.
分析: 求一个函数的单调区间,应该先判断其导数的正负,如若 的导数 的区间为I,则 的增区间为I.如若 的导数 的区间为I,则 的减区间为I.如若 的导数 的区间为I,则 在I上为常量函数.
解: 因 文献综述
即当 恒成立时
即当 或 时
函数在该区间上为增函数
故函数 的增区间为 。
例4 (2015江苏高考19题)
已知函数 ,尝试讨论 的单调性。
分析: 根据函数 的导函数 的零点在各个区间的正负号,从而得到函数 的单调性。
解: ,令
解得
当a=0时,
所以函数 在
同理
当a<0时,可得 。
由在不同的区间上,故考虑因素是不一样的.即侧面的反应出在区间内 是 在此区间上为单调递增函数的充分不必要条件.同时 也是在区间上为单调递减函数的充分条件而不是必要条件.
注: 上面的例子看出利用“导数的性质”可判断出函数的单调性,求出函数的单调增减区间.
3。2 利用函数的导数求极值和最值问题
求函数的最大值、最小值、极值等问题是高中数学中的重难点。且在高考中占有较高的分值,涉及到高中数学知识中的各个方面,往往是需要多种技能技巧来解决这样的问题,且需要选择合理快捷的解决过程与方法.用函数的导数解决这类问题可使解答问题的过程简化,步骤更加清晰明了.注意:函数的极大值极小值,最大值最小值间的区别与联系,“极值”是在某个区间上加以探讨研究的局部性问题,“最值”是在整个区间上的整体性问题.
函数的导数求函数的极值或最值解答问题的步骤 :
(1)根据求导的一般法则对该函数求导,即求出导数 。
(2)如若函数的导数是等于0,就可以解出该函数的导函数的零点,即是在求
方程 的根。
(3)分区间讨论研究,得到函数的单调增区间和单调减区间.
(4)先判断出极值的点,然后求出极值.((3)(4)检查 在
方程的根左右的值的符号,函数在左边为正,右边为负,那么函数 在这个根处取
极大值,要是函数在左边负,右边正,那么函数 在这个点处取极小值.)
(5)将算出区间端点的值以及其极值进行比较大小,从而计算出最值.