(浙江專版)2018年高中數(shù)學(xué) 第一章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 1.3.1 函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)學(xué)案 新人教A版選修2-2.doc
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1.3.1 函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù) 預(yù)習(xí)課本P22~26,思考并完成下列問題 (1)函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的正負(fù)有什么關(guān)系? (2)利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性的步驟是什么? (3)怎樣求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間? 1.函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)正負(fù)的關(guān)系 在某個(gè)區(qū)間(a,b)內(nèi),如果f′(x)>0,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;如果f′(x)<0,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減;如果恒有f′(x)=0,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)是常數(shù)函數(shù). [點(diǎn)睛] 對函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)正負(fù)的關(guān)系的兩點(diǎn)說明 (1)若在某區(qū)間上有有限個(gè)點(diǎn)使f′(x)=0,在其余的點(diǎn)恒有f′(x)>0,則f(x)仍為增函數(shù)(減函數(shù)的情形完全類似). (2)f(x)為增函數(shù)的充要條件是對任意的x∈(a,b)都有f′(x)≥0且在(a,b)內(nèi)的任一非空子區(qū)間上f′(x)不恒為0. 2.函數(shù)圖象的變化趨勢與導(dǎo)數(shù)值大小的關(guān)系 如果一個(gè)函數(shù)在某一范圍內(nèi)導(dǎo)數(shù)的絕對值較大,那么這個(gè)函數(shù)在這個(gè)范圍內(nèi)變化的快,其圖象比較陡峭.即|f′(x)|越大,則函數(shù)f(x)的切線的斜率越大,函數(shù)f(x)的變化率就越大. 1.判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”) (1)函數(shù)f(x)在定義域上都有f′(x)>0,則函數(shù)f(x)在定義域上單調(diào)遞增.( ) (2)函數(shù)在某一點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)越大,函數(shù)在該點(diǎn)處的切線越“陡峭”.( ) (3)函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上變化越快,函數(shù)在這個(gè)區(qū)間上導(dǎo)數(shù)的絕對值越大.( ) 答案:(1) (2) (3)√ 2.函數(shù)f(x)=(x-3)ex的單調(diào)遞增區(qū)間是( ) A.(-∞,2) B.(0,3) C.(1,4) D.(2,+∞) 答案:D 3.函數(shù)f(x)=2x-sin x在(-∞,+∞)上( ) A.是增函數(shù) B.是減函數(shù) C.在(0,+∞)上單調(diào)遞增,在(-∞,0)上單調(diào)遞減 D.在(0,+∞)上單調(diào)遞減,在(-∞,0)上單調(diào)遞增 答案:A 4. 函數(shù)y=x3+x在(-∞,+∞)上的圖象是________(填“上升”或“下降”)的. 答案:上升 判斷或討論函數(shù)的單調(diào)性 [典例] 已知函數(shù)f(x)=ax3-3x2+1-,討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性. [解] 由題設(shè)知a≠0. f′(x)=3ax2-6x=3ax, 令f′(x)=0,得x1=0,x2=. 當(dāng)a>0時(shí),若x∈(-∞,0),則f′(x)>0. ∴f(x)在區(qū)間(-∞,0)上為增函數(shù). 若x∈,則f′(x)<0, ∴f(x)在區(qū)間上為減函數(shù). 若x∈,則f′(x)>0, ∴f(x)在區(qū)間上是增函數(shù). 當(dāng)a<0時(shí),若x∈,則f′(x)<0. ∴f(x)在上是減函數(shù). 若x∈,則f′(x)>0. ∴f(x)在區(qū)間上為增函數(shù). 若x∈(0,+∞),則f′(x)<0. ∴f(x)在區(qū)間(0,+∞)上為減函數(shù). 利用導(dǎo)數(shù)證明或判斷函數(shù)單調(diào)性的思路 [活學(xué)活用] 判斷函數(shù)y=ax3-1(a∈R)在(-∞,+∞)上的單調(diào)性. 解:∵y′=(ax3-1)′=3ax2. ①當(dāng)a>0時(shí),y′≥0,函數(shù)在R上單調(diào)遞增; ②當(dāng)a<0時(shí),y′≤0,函數(shù)在R上單調(diào)遞減; ③當(dāng)a=0時(shí),y′=0,函數(shù)在R上不具備單調(diào)性. 求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間 [典例] 求下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間: (1)f(x)=x3-3x+1; (2)f(x)=x+(b>0). [解] (1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽, f′(x)=3x2-3,令f′(x)>0,則3x2-3>0. 即3(x+1)(x-1)>0,解得x>1或x<-1. ∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,-1)和(1,+∞), 令f′(x)<0,則3(x+1)(x-1)<0,解得-1<x<1. ∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(-1,1). (2)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?-∞,0)∪(0,+∞), f′(x)=′=1-, 令f′(x)>0,則(x+)(x-)>0, ∴x>,或x<-. ∴函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,-)和(,+∞). 令f′(x)<0,則(x+)(x-)<0, ∴-<x<,且x≠0. ∴函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為(-,0)和(0,). (1)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間的一般步驟為: ①確定函數(shù)f(x)的定義域; ②求導(dǎo)數(shù)f′(x); ③在函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)解不等式f′(x)>0和f′(x)<0; ④根據(jù)(3)的結(jié)果確定函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間. (2)如果一個(gè)函數(shù)具有相同單調(diào)性的單調(diào)區(qū)間不止一個(gè),那么這些單調(diào)區(qū)間不能用“∪”連接,而只能用“逗號”或“和”字隔開. [活學(xué)活用] 1.設(shè)f(x)=ax3+bx2+cx+d(a>0),則f(x)為R上增函數(shù)的充要條件是( ) A.b2-4ac>0 B.b>0,c>0 C.b=0,c>0 D.b2-3ac<0 解析:選D ∵a>0,f(x)為增函數(shù), ∴f′(x)=3ax2+2bx+c>0恒成立, ∴Δ=(2b)2-43ac=4b2-12ac<0, ∴b2-3ac<0. 2.已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx(a、b∈R)的圖象過點(diǎn)P(1,2),且在點(diǎn)P處的切線斜率為8. (1)求a,b的值; (2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間. 解:(1)∵函數(shù)f(x)的圖象過點(diǎn)P(1,2),∴f(1)=2. ∴a+b=1.① 又函數(shù)圖象在點(diǎn)P處的切線斜率為8, ∴f′(1)=8,又f′(x)=3x2+2ax+b, ∴2a+b=5.② 解由①②組成的方程組,可得a=4,b=-3. (2)由(1)得f′(x)=3x2+8x-3=(3x-1)(x+3), 令f′(x)>0,可得x<-3或x>; 令f′(x)<0,可得-3- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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