導數與單調性型別彙總

2022-12-23 13:12:02 字數 4261 閱讀 6352

函式f(x)=2x2-1nx的遞增區間是

(12,+∞)

解答:解:由題,函式的定義域是(0,+∞)

∵f(x)=2x2-1nx

∴f′(x)=4x- 1x

令f′(x)>0,即4x- 1x>0

解得x> 12或x<- 12

又函式的定義域是(0,+∞)

∴函式f(x)=2x2-1nx的遞增區間是 (12,+∞)

故答案為 (12,+∞)

224、

二次函式y=ax2+(2a-1)x-5在[-3,+∞)上遞減,則a的取值範圍是

- 14≤a<0

解答:解:∵二次函式y=ax2+(2a-1)x-5

∴對稱軸為x= 1-2a2a.

∵二次函式y=ax2+(2a-1)x-5在[-3,+∞)上遞減

∴ ]解:f′(x)=ex(x2-2x)+ex(2x-2)=ex(x2-2),

令f′(x)<0得-2<x<2,

∴函式f(x)的單調遞減區間為(-2,2).

故答案為:(-2,2).

261、

二次函式y=ax2+(2a-1)x-5在[-3,+∞)上遞減,則a的取值範圍是

解:∵二次函式y=ax2+(2a-1)x-5

∴對稱軸為x=1-2a2a.

∵二次函式y=ax2+(2a-1)x-5在[-3,+∞)上遞減

∴]解:y′=excosx-exsinx=ex(cosx-sinx)>0

∵x∈[0,π]

∴y′>0解得x∈(0,π4),

故答案為 (0,π4).

269、

函式f(x)=lnx-x的單調減區間是

. 解:f′(x)=1x-1=1-xx

令f′(x)<0得x>1

所以函式f(x)=lnx-x的單調減區間是(1,+∞)

故答案為(1,+∞)

270、

下列圖象中,有乙個是函式f(x)=13x3+ax2+(a2-1)x+1(a∈r,a≠0)的導函式f′(x)的圖象,則f(-1)=

.[, ]解:∵f′(x)=x2+2ax+(a2-1),

∴導函式f′(x)的圖象開口向上.

又∵a≠0,

∴f(x)不是偶函式,其圖象不關於y軸對稱

其圖象必為第三張圖.由圖象特徵知f′(0)=0,

且對稱軸-a>0,

∴a=-1.

故答案為f(-1)=-13-1+1=-13.

271、

二次函式y=ax2+(2a-1)x-5在[-3,+∞)上遞減,則a的取值範圍是

解:∵二次函式y=ax2+(2a-1)x-5

∴對稱軸為x=1-2a2a.

∵二次函式y=ax2+(2a-1)x-5在[-3,+∞)上遞減

∴]解:求導得:y′(x)=3ax2+2bx+6,

由(-2,3)是函式的遞增區間,

得到y′(-2)=0,且y′(3)=0,

即12a-4b+6=0①,且27a+6b+6=0②,

聯立①②,解得a=-13,b=12.

故答案為:-13,12

346、

已知函式f(x)=x3-2x2+ax+1(a∈r),若函式f(x)在區間(13,1)內是減函式,則a的取值範圍是

.解:∵f(x)=x3-2x2+ax+1

∴f′(x)=3x2-4x+a

又函式f(x)在區間(13,1)內是減函式

∴當x∈(13,1)時,恒有f′(x)=3x2-4x+a<0

即a<-3x2+4x在x∈(13,1)時恆成立

由於令h(x)=-3x2+4x=-3(x-23)2+43,當x∈(13,1)有h(x)∈(1,43]

判斷知a≤1

故答案為(-∞,1]

答347、

設函式f(x)=13x3+ax2+5x+6在區間[1,3]上是單調函式,則實數a的取值範圍是

.解:∵函式f(x)=13x3+ax2+5x+6

∴f′(x)=x2+2ax+5

∵函式f(x)=13x3+ax2+5x+6在區間[1,3]上是單調函式

∴f′(x)=x2+2ax+5≥0或f′(x)=x2+2ax+5≤0在[1,3]上恆成立

即:a≥-(52x+x2)或a≤-(52x+x2)在[1,3]上恆成立

∴a≥[-(52x+x2)]max或a≤[-(52x+x2)]min

而3≥52x+x2≥5

∴a≥-5或a≤-3

故答案為:(-∞,-3]∪[-5,+∞)

348、

若函式f(x)=ax3-x2+x-5在r上單調遞增,則a的範圍是

.解:由函式f(x)=ax3-x2+x-5,得到f′(x)=3ax2-2x+1,

因為函式在r上單調遞增,所以f′(x)≥0恆成立,即3ax2-2x+1≥0恆成立,

設h(x)=3ax2-2x+1,

當a>0時,h(x)為開口向上的拋物線,要使h(x)≥0恆成立即△=4-12a≤0,解得a≥13;

當a=0時,得到h(x)=-2x+1≥0,解得x≤12,不合題意;

當a<0時,h(x)為開口向下的拋物線,要使h(x)≥0恆成立不可能.

綜上,a的範圍為[13,+∞).

故答案為:[13,+∞)

349、

若函式f(x)=x3+ax2-2x+5在區間(13,12)上既不是單調遞增函式,也不是單調遞減函式,則實數a的取值範圍是

.解:∵f(x)=x3+ax2-2x+5

∴f/(x)=3x2+2ax-2

根據題意,函式在區間(13,12)上至少有乙個零點

①若只有乙個零點,則f/(13)f/(12)<0,得a∈(54,52)

②若有兩個不同零點,則,n=,設d=m∩n,且定義在r上的奇函式f(x)=x+nx2+m在d內沒有最小值,則m的取值範圍是

.解:∵m=所以可得m=

∵n=,所以可得n=

∴d=m∩n=(1,32]

∵f(x)=x+nx2+m是定義在r上的奇函式∴f(0)=0∴n=0∴f(x)=xx2+m∴f'(x)=m-x2(x2+m)2

∵f(x)=x+nx2+m在d內沒有最小值∴函式f(x)在d上單調遞增∴f'(x)≥0在d上恆成立

∴m-x2(x2+m)2≥0m-x2≥0在d上恆成立∴m≥x2在d上恆成立∴m≥94

故答案為:m≥94

351、

(2011浙江)設函式f(x)=a2lnx-x2+ax,a>0.

(ⅰ)求f(x)的單調區間

(ⅱ)求所有的實數a,使e-1≤f(x)≤e2對x∈[1,e]恆成立.

注:e為自然對數的底數.

解:(ⅰ)因為f(x)=a2lnx-x2+ax,其中x>0.

所以f'(x)=a2x-2x+a=-(x-a)(2x+a)x.

由於a>0,所以f(x)的增區間為(0,a),f(x)的減區間為(a,+∞).

(ⅱ)證明:由題得,f(1)=a-1≥e-1,即a≥e,

由(ⅰ)知f(x)在[1,e]內單調遞增

要使e-1≤f(x)≤e2對x∈[1,e]恆成立,

只要]解:(i)f(x)=1x-2ax=1-2ax22,x∈(0,+∞),

令f(x)=0,解得x=2a2a.

當x變化時,f'(x),f(x)的變化情況如下表:

所以,f(x)的單調遞增區間是(0,2a2a),f(x)的單調遞減區間是(2a2a,+∞).

(ii)證明:當a=18時,f(x)=lnx-18x2.

由(i)知f(x)在(0,2)內單調遞增,

在(2,+∞)內單調遞減.

令g(x)=f(x)-f(32).

由於f(x)在(0,2)內單調遞增,

故f(2)>f(32),即g(2)>0.

取x=32e>2,則g(x)=41-9e232<0.

所以存在x0∈(2,x'),使g(x0)=0,

即存在x0∈(2,+∞),使f(x0)=f(32).

(說明:x'的取法不唯一,只要滿足x'>2,且g(x')<0即可)

(iii)證明:由f(α)=f(β)及(i)的結論知α<2a2a<β,

從而f(x)在[α,β]上的最小值為f(a).

又由β-α≥1,α,β∈[1,3],知1≤α≤2≤β≤3.

故{f(2)≥f(α)≥f(1)f(2)≥f(β)≥f(3).即{ln2-4a≥-aln2-4a≥ln3-9a.

從而ln3-ln25≤a≤ln23.

353、

(2011陝西)設f(x)=lnx.g(x)=f(x)+f'(x).

(ⅰ)求g(x)的單調區間和最小值;

(ⅱ)討論g(x)與g(1x)的大小關係;

(ⅲ)求a的取值範圍,使得g(a)-g(x)<1a對任意x>0成立.

3 3 1函式的單調性與導數

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1 3 1函式的單調性與導數教案

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