【考点梳理】
导数与函数的单调性
函数的导数与单调性的关系
函数y=fx在某个区间内可导,则1若f′x>0,则fx在这个区间内单调递增;2若f′x<0,则fx在这个区间内单调递减;3若f′x=0,则fx在这个区间内是常数函数.【考点突破】
考点一、判断或证明函数的单调性
【例1】已知函数fx=x3+ax2+ba,b∈R.试讨论fx的单调性
解析f′x=3x2+2ax,令f′x=0,
2a解得x1=0,x2=-3当a=0时,因为f′x=3x2≥0,所以函数fx
在-∞,+∞上单调递增;当a>0时,x∈-∞,-23a∪0,+∞时,f′x>0,x∈-23a,0时,f′x<0,
f所以函数fx在-∞,-23a,0,+∞上单调递增,在-23a,0上单调递减;
当a<0时,x∈-∞,0∪-23a,+∞时,f′x>0,x∈0,-23a时,f′x<0,
所以函数fx在-∞,0,-23a,+∞上单调递增,在0,-23a上单调递减【类题通法】
用导数证明函数fx在a,b内的单调性的步骤1一求.求f′x;2二定.确认f′x在a,b内的符号;3三结论.作出结论:f′x>0时为增函数;f′x<0时为减函数.【对点训练】设函数fx=ax2-a-l
x,gx=1x-eex,其中a∈R,e=2718…为自然对数的底数.1讨论fx的单调性;2证明:当x1时,gx0解析1由题意得f′x=2ax-1x=2axx2-1x0
f当a≤0时,f′x0,fx在0,+∞内单调递减.
当a0时,由f′x=0有x=
1,2a
当x∈0,12a时,f′x0,fx单调递减;
当x∈12a,+∞时,f′x0,fx单调递增
2证明:令sx=ex-1-x,则s′x=ex-1-1
当x1时,s′x0,所以ex-1x,
11从而gx=x-ex-10
考点二、求函数的单调区间【例2】设函数fx=x3-ax-b,x∈R,其中a,b∈R求fx的单调区间.解析由fx=x3-ax-b,可得f′x=3x2-a
下面分两种情况讨论:①当a≤0时,有f′x=3x2-a≥0恒成立,
所以fx的单调递增区间为-∞,+∞
②当a>0时,令f′x=0,解得x=
3a3或
x=-
33a
f当x变化时,f′x,fx的变化情况如下表:
x
-∞,-
33a
-
3a3
-
33a,
33a
3a3
33a,+∞
f′x
+
0
-
0
+
极大
极小
fx
单调递增
单调递减
单调递增
值
值
所以fx的单调递减区间为-
3a3,
33a,单调递增区间为-∞,-
33a,
33a,+∞r