第一篇:導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用----單調(diào)性 典型練習(xí)
§1.3.1 利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性
題型一 利用導(dǎo)數(shù)求單調(diào)區(qū)間 例
1、求下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間(1)f(x)?3x2?2lnx(2)f(x)?sinx(1?cosx)(3)f(x)?(x?k)?ex(4)f(x)?x3
?3ax?1(a?0)
(5)f(x)?ex?e?x?x?[0,??)? 題型二 證明函數(shù)的單調(diào)性 例2 證明:函數(shù)f(x)?
lnx
x
在區(qū)間(0,2)上是單調(diào)遞增函數(shù).練習(xí)1 證明:f(x)?x?lnx在其定義域上是增函數(shù).求證函數(shù)y?xsinx?cosx在區(qū)間(3?2,5?)內(nèi)是增函數(shù).題型三 利用導(dǎo)數(shù)證明不等式問題(思想方法:構(gòu)造函數(shù)法)例3 已知x?1,求證:x?ln(x?1)練習(xí)3 證明不等式:lnx?
2(x?1)
x?1
(x?1)練習(xí)4 當(dāng)x?0時,證明:1?2x?e2x.題型四 證明方程根的唯一性(方法同題型三)例4 求證:方程x?12
sinx?0只有一個跟.練習(xí)5 :證明方程2x3?7?6x2在區(qū)間(0,2)內(nèi)有唯一實根.題型五 利用導(dǎo)數(shù)求值域
例5 求函數(shù)y?x3?2x2?x?3,x?[23,1]的值域.練習(xí)6 求函數(shù)f(x)?4x2?7
2?x
在[0,1]上的單調(diào)區(qū)間及值域.題型六 利用單調(diào)性求參數(shù)的范圍或求參數(shù)的值.例6 已知函數(shù)f(x)?2ax?1
x2,x?(0,1],若f(x)在(0,1]上是增函數(shù),求a的取值范圍.例7 已知函數(shù)f(x)?ax3?bx2?6x?1的單調(diào)增區(qū)間為(?2,3),求a、b的值.例8 已知?a?(x2,x?1),?b?(1?x,t),若函數(shù)f(x)??a?b?在區(qū)間(?1,1)上是增函數(shù).求
實數(shù)t的取值范圍.練習(xí)7 已知函數(shù)f(x)?ax3?3x2?x?1在R上是減函數(shù),求a的取值范圍.練習(xí)8 若函數(shù)f(x)?x3?x2?mx?1是R上的單調(diào)函數(shù).求實數(shù)m的取值范圍.練習(xí)9 設(shè)函數(shù)(x)?ex
f1?ax,其中a為正實數(shù),若f(x)為R上的單調(diào)函數(shù).求a的取值范圍.練習(xí)10 設(shè)函數(shù)f(x)??1x3?1x2?2ax.若f(x)在(23
3,??)上存在單調(diào)遞增區(qū)間,求實數(shù)a的取值范圍.
第二篇:導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用單調(diào)性教學(xué)反思
(一)教學(xué)整體設(shè)計
導(dǎo)數(shù)這個概念是高等數(shù)學(xué)的基本概念,又是中學(xué)階段數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個主干知識,它是進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和其他自然科學(xué)的基礎(chǔ),更是研究函數(shù)相關(guān)性質(zhì)的重要工具之一.單調(diào)性作為函數(shù)的主要性質(zhì)之一,主要用來刻畫圖象的變化趨勢,在必修1的學(xué)習(xí)中定義了單調(diào)性,并且在學(xué)習(xí)冪指對及三角函數(shù)時,能夠借助于函數(shù)圖象特征和單調(diào)性的定義來研究函數(shù)的單調(diào)性.那為什么還要用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性?能不能用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性?怎樣用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性?循著這樣的思路,整個教學(xué)過程,從創(chuàng)設(shè)情境—實例驗證—揭示本質(zhì)—強(qiáng)化應(yīng)用—回顧反思,五個方面入手,層層遞進(jìn),螺旋上升.
情境引入
本課的難點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的聯(lián)系,而這兩個概念都是非常抽象的,學(xué)生很難直接感知,所以在引入階段,利用生活中的常見問題汽車燈光的指向與上下坡之間的聯(lián)系,第一次抽象:引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)道路可以抽象成函數(shù)的圖象,燈光可以抽象為切線,這樣問題就轉(zhuǎn)化為切線斜率正負(fù)與曲線上升下降的聯(lián)系;適當(dāng)建系后,第二次抽象:將曲線看做是函數(shù)y=f(x)上的一段圖象,那么切線斜率即為函數(shù)在該點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),順勢猜想結(jié)論,感知導(dǎo)數(shù)正負(fù)與函數(shù)單調(diào)性之間的聯(lián)系,從而輕松高效引入課題,成功激發(fā)學(xué)生的求知欲.合作探究
前面已經(jīng)猜想出結(jié)論,但是該結(jié)論是否正確,還有待檢驗,學(xué)生首先想到的就是驗證已經(jīng)學(xué)過的常見函數(shù),從而深化對所得結(jié)論的理解.再從“形”回到 “數(shù)”,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷從特殊到一般的過程,抓住導(dǎo)數(shù)和單調(diào)性的定義之間的聯(lián)系來提煉一般性的結(jié)論,由學(xué)生自主探究、分組展示,互相點(diǎn)評,變灌注知識為學(xué)生主動獲取知識,從而使之成為課堂教學(xué)活動的主體.
典例應(yīng)用
在典例演練,強(qiáng)化應(yīng)用的過程中,例題1由“形”到“數(shù)”,規(guī)范了用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性的書寫,加深了對結(jié)論的理解;例題2在了解函數(shù)的性質(zhì)基礎(chǔ)上,要求學(xué)生畫出三次函數(shù)的大致圖象,經(jīng)歷由“數(shù)”到“形”的過程,并對導(dǎo)函數(shù)圖象與原函數(shù)圖象進(jìn)行對比、深化理解,突顯了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的優(yōu)越性;例題3由三角函數(shù)圖象很快能得出結(jié)論,解三角不等式時,學(xué)生可以畫出導(dǎo)函數(shù)圖象輔助解題,題目解完后數(shù)形結(jié)合再次畫出原函數(shù)圖象加以驗證,并且突顯了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的一般性.三道例題逐層推進(jìn),體現(xiàn)了導(dǎo)數(shù)法在研究函數(shù)單調(diào)性中的一般性和有效性,由形到數(shù),由數(shù)到形,數(shù)形結(jié)合貫穿始終.
(二)教學(xué)中存在的不足
教師語言感染力度不夠。一節(jié)課下來,語言起伏度較低,未能將重點(diǎn)知識通過起伏的語言方面?zhèn)鬟f出來。同時課堂評價語言單調(diào),不能夠起到鼓勵學(xué)生的作用。作為一名新教師,教學(xué)基本功不夠扎實,仍需多加練習(xí),增加聽課頻率,多像優(yōu)秀教師學(xué)習(xí)教學(xué)技能和技巧。
教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的安排形式有待改善。本節(jié)重點(diǎn)知識在于為什么用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,怎樣用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性。怎樣引導(dǎo)學(xué)生將導(dǎo)數(shù)的正負(fù)與函數(shù)單調(diào)性之間建立聯(lián)系。實際上,這節(jié)課的重點(diǎn),我覺得教師必須講清楚函數(shù)在一個區(qū)間上的任一點(diǎn)出的導(dǎo)數(shù)為正時,在任一點(diǎn)處的切線斜率為正,函數(shù)在這個區(qū)間上的任一點(diǎn)處呈上升趨勢,所以函數(shù)在整個區(qū)間上單調(diào)遞增。但根據(jù)上課效果來看,學(xué)生并沒有這樣層次的理解,對于知識的認(rèn)知還停留在表面,所以我提醒自己在今后的教學(xué)過程中應(yīng)該加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識本質(zhì)的教學(xué),讓學(xué)生知其然,知其所以然。
小組討論環(huán)節(jié)有待改善。本次課的小組討論環(huán)節(jié)實際上是讓班級學(xué)生分小組互相列舉一些基本初等函數(shù)驗證導(dǎo)數(shù)的正負(fù)和單調(diào)性的關(guān)系。但在實際教學(xué)中沒有達(dá)到應(yīng)該有的效果。每個學(xué)生自己單獨(dú)完成了這個過程,并沒有合作探究。課后我反思了這一過程,主要是和班級學(xué)生的熟悉程度不夠,也是我在教學(xué)中引導(dǎo)過度不夠自然,沒有引起共鳴。通過這節(jié)課的教學(xué),我有一個這樣的疑惑,在數(shù)學(xué)教學(xué)中小組討論,合作探究這個過程對學(xué)生的學(xué)習(xí)是否一定需要,是否一定會起到正面的效果,我覺得這是一個可以深入思考的問題。
板書設(shè)計有待改進(jìn)。本節(jié)課板書不太理想,客觀原因上課班級黑板不好使用,當(dāng)然我對于本節(jié)課的板書設(shè)計確實準(zhǔn)備不足,應(yīng)該將情境引入部分整體思路理清楚,本節(jié)課的重點(diǎn)知識展示清晰。
經(jīng)過這次的組內(nèi)賽課,我感觸頗深,也意識到自己教學(xué)技能的薄弱,對教研和教學(xué)認(rèn)識的淺薄。關(guān)于教學(xué),還有很多需要我學(xué)習(xí)的地方。不論是教研水平還是教學(xué)技能,我都急需向組內(nèi)各教師好好學(xué)習(xí),以期成為一名具有強(qiáng)大的語言功底、豐富的知識儲備、強(qiáng)悍的課堂駕馭能力的優(yōu)秀教師。我相信在各位同仁的指導(dǎo)幫助下,自己一定能夠取得進(jìn)步。
第三篇:《導(dǎo)數(shù)在函數(shù)中的應(yīng)用——單調(diào)性》教學(xué)反思
本節(jié)課是一節(jié)新授課,教材所提供的信息很簡單,如果直接得出結(jié)論學(xué)生也能接受??蓪W(xué)生只能進(jìn)行簡單的模仿應(yīng)用,為了突出知識的發(fā)生過程,不把新授課上成習(xí)題課。設(shè)計思路如下以便教會學(xué)生會思考解決問題。
1、首先從同學(xué)們熟悉的過山車模型入手,將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,提出如何刻畫函數(shù)的變化趨勢,引出課題。研究從學(xué)生熟悉的一次函數(shù),二次函數(shù)入手,尋找導(dǎo)數(shù)和單調(diào)性的關(guān)系,用幾何畫板演示特殊的三次函數(shù)的圖像,研究單調(diào)性和導(dǎo)數(shù)。在此基礎(chǔ)上提出問題:單調(diào)性和導(dǎo)數(shù)到底有怎樣的關(guān)系?學(xué)生通過思考、討論、交流形成結(jié)論。也使學(xué)生感受到解決數(shù)學(xué)問題的一般方法:從簡單到復(fù)雜,從特殊到一般。
2、在結(jié)論得出后,繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考,提出自己的困惑,因為確實有學(xué)生對結(jié)論有不一樣的想法,所以,盡可能地暴露問題,讓學(xué)生徹底理解、掌握。
3、鋪墊:在引入部分,我涉及到了一個三次的函數(shù),而例2就是此題的變式,這樣既可以在開始引起學(xué)生興趣,后來他們自己解決了看似復(fù)雜的問題,增加了信心,也做到了首尾呼應(yīng)。
4、在知識應(yīng)用中重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生解題步驟,在學(xué)生自己總結(jié)解題步驟時,發(fā)現(xiàn)學(xué)生忽略了第一點(diǎn)求函數(shù)定義域,所以我就將錯就錯,給出了求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,很多學(xué)生栽了跟頭,然后自己總結(jié)出應(yīng)該先求函數(shù)定義域。雖然這道題花了些時間,但我覺得很值得,我想學(xué)生印象也會更深刻。
5、數(shù)形結(jié)合:數(shù)形結(jié)合不是光口頭去說,而是利用一切機(jī)會去實施,在例1的教學(xué)中,我讓學(xué)生先熟練法則,再從形上分析,加深印象,這樣在后面緊接的高考題中(沒有給解析式),學(xué)生會迎刃而解。
為了培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主思考的能力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,在教學(xué)中采取引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法,利用多媒體等手段引導(dǎo)學(xué)生動口、動腦、參與數(shù)學(xué)活動,發(fā)揮主觀能動性,主動探索新知。讓學(xué)生分組討論,合作交流,共同探討問題。但是,真正做到以學(xué)生為中心,學(xué)生100%參與,體現(xiàn)三維目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力還是比較困難。在今后的教學(xué)中,應(yīng)更注重學(xué)生的參與,引發(fā)認(rèn)知沖突,教會學(xué)生思考問題。
第四篇:函數(shù)單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)教案
3.3.1函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)
【三維目標(biāo)】
知識與技能:1.探索函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系
2.會利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性并求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間
過程與方法:1.通過本節(jié)的學(xué)習(xí),掌握用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性的方法
2.在探索過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、概括的能力滲透數(shù)形結(jié)合思想、轉(zhuǎn)化思想。
情感態(tài)度與價值觀:通過在教學(xué)過程中讓學(xué)生多動手、多觀察、勤思考、善總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生的探索精神,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣?!窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】
教學(xué)重點(diǎn):探索并應(yīng)用函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系求單調(diào)區(qū)間。教學(xué)難點(diǎn):探索函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系?!窘?/p>
具】多媒體 【教學(xué)方法】問題啟發(fā)式 【教學(xué)過程】 一.復(fù)習(xí)回顧
復(fù)習(xí)1:導(dǎo)數(shù)的幾何意義
復(fù)習(xí)2:函數(shù)單調(diào)性的定義,判斷單調(diào)性的方法,(圖像法,定義法)
問題提出:判斷y=x的單調(diào)性,如何進(jìn)行?(分別用圖像法,定義法完成)2那么如何判斷f(x)?sinx?x,x??0,??;的單調(diào)性呢?引導(dǎo)學(xué)生圖像法,定義去嘗試發(fā)覺有困難,引出課題:板書課題:函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)
二.新知探究
探究任務(wù)一:函數(shù)單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)的關(guān)系:
問題1:如圖(1)表示高臺跳水運(yùn)動員的高度h隨時間t變化的函數(shù)h(t)??4.9t?6.5t?10的圖像,圖(2)表示高臺跳水運(yùn)動員的速度V(t)?h'(t)??9.8t?6.5h的圖像.通過觀察圖像, 運(yùn)動員從起跳到最高點(diǎn),以及從最高點(diǎn)到入水這兩段時間的運(yùn)動狀態(tài)有什么區(qū)別?此時你能發(fā)現(xiàn)h(t)和h'(t)這兩個函數(shù)圖像有什么聯(lián)系嗎?
啟發(fā):函數(shù)h'(t)在(0,a)上是大于0,函數(shù)h(t)在(0,a)上有何特點(diǎn)呢?函數(shù)h'(t)在(a,b)上是小于0,那么函數(shù)h(t)在(a,b)上有何特點(diǎn)呢?
問題2:觀察圖(1)~圖(4),探討函數(shù)與其導(dǎo)函數(shù)是否也存在問題(1)的關(guān)系呢?
問題3:通過對問題1和問題2的觀察,你能得到原函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)號有何關(guān)系?你能得到怎樣的結(jié)論?(形成初步結(jié)論,板書結(jié)論:函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系:在某個區(qū)間(a,b)內(nèi),如果f'(x)?0,那么函數(shù)y?f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;如果f'(x)?0,那么函數(shù)y?f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減.)
問題4:上述結(jié)論主要是通過觀察得到的,你能結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義為切線的斜率,你能從這個角度給予說明嗎?
探究任務(wù)二:f'?x??0與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系:
問題5:若函數(shù)f?x?的導(dǎo)數(shù)f'?x??0,那么f?x?會是一個什么函數(shù)呢?(板書:特別的,如果)f'(x)?0,那么函數(shù)y?f(x)在這個區(qū)間內(nèi)是常值函數(shù).問題6:平時我們遇到很多需要數(shù)形結(jié)合的題目,那么現(xiàn)在我們知道了導(dǎo)數(shù)的正負(fù)能幫助我們判斷函數(shù)的單調(diào)性,那么我們能否利用導(dǎo)數(shù)信息畫出函數(shù)的大致圖像呢?
例1:已知某函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的下列信息:
時,f'(x)?0;當(dāng)1?x?4時,f'(x)?0;當(dāng)x?4,或x?1時,f'(x)?0.試畫出函數(shù)f?x?圖像的大致形狀.當(dāng)x?4,或x?
1跟蹤練習(xí)
1、設(shè)y?f?(x)是函數(shù)y?f(x)的導(dǎo)數(shù), y?f?(x)的 圖象如圖所示, 則y?f(x)的圖象最有可能是()
問題7:根據(jù)我們得到的導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性之間關(guān)系的結(jié)論,你能否利用此結(jié)論來求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間呢?
例3:判斷下列函數(shù)的單調(diào)性,并求出單調(diào)區(qū)間:(1)f(x)?sinx?x,x??0,??;(2)f(x)?2x3?3x2?24x?1;(3)f(x)?x3?3x;(4)f(x)?x2?2x?3;(5)f(x)=x+ln x
(對于(2)讓學(xué)生課后探究嘗試單調(diào)性的定義法和圖象法)
問:你對利用導(dǎo)數(shù)去研究函數(shù)的單調(diào)性有什么看法?你能總結(jié)出利用導(dǎo)數(shù)求單調(diào)區(qū)間的步驟嗎?(簡單易行)
(板書“求解函數(shù)y?f(x)單調(diào)區(qū)間的步驟:
(1)確定函數(shù)y?f(x)的定義域;(2)求導(dǎo)數(shù)y'?f'(x);(3)解不等式f'(x)?0,解集在定義域內(nèi)的部分為增區(qū)間;(4)解不等式f'(x)?0,解集在定義域內(nèi)的部分為減區(qū)間.
問題8:導(dǎo)數(shù)能幫助我們簡潔的求出單調(diào)區(qū)間,畫出大致圖象,但我們知道就是遞增(遞減)也有快與慢的區(qū)別,在導(dǎo)數(shù)上如何體現(xiàn)呢?下面我們就來看一下下面這個問題
例3.如圖3.3-6,水以常速(即單位時間內(nèi)注入水的體積相同)注入下面四種底面積相同的容器中,請分別找出與各容器對應(yīng)的水的高度h與時間t的函數(shù)關(guān)系圖像.
分析:
在導(dǎo)數(shù)幾何意義那節(jié)我們就感受了增加與減少也由快慢之分,那么我們以容器(2)為例,由于容器上細(xì)下粗,所以水以常速注入時,開始階段高度增加得慢,以后高度增加得越來越快.反映在圖像上,(A)符合上述變化情況.同理可知其它三種容器的情況.
解:?1???B?,?2???A?,?3???D?,?4???C?
思考:例3表明,通過函數(shù)圖像,不僅可以看出函數(shù)的增減,還可以看出其變化的快慢.結(jié)合圖像,你能從導(dǎo)數(shù)的角度解釋變化快慢的情況嗎?
一般的,如果一個函數(shù)在某一范圍內(nèi)導(dǎo)數(shù)的絕對值較大,那么函數(shù)在這個范圍內(nèi)變化的快,這時,函數(shù)的圖像就比較“陡峭”;反之,函數(shù)的圖像就“平緩”一些.
如右圖, 函數(shù)y?f(x)的圖象,在(0,b)或(a,0)內(nèi)的圖象“陡峭”, 在(b,??)或(??,a)內(nèi)的圖象平緩.(跟蹤練習(xí))已知f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù),f′(x)的圖象如圖所示,則f(x)的圖象只可能是()
三,課堂練習(xí)
1.確定下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間
(1)y=e?x
(2)y=3x-x3
(3)f(x)?3x2?2lnx x
四,課堂小結(jié)
1.函數(shù)導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性的關(guān)系:若函數(shù)y=f(x)在某個區(qū)間內(nèi)可導(dǎo), ′如果f(x)>0, 則f(x)為增函數(shù);如果f′(x)<0, 則f(x)為減函數(shù).2.本節(jié)課中,用導(dǎo)數(shù)去研究函數(shù)的單調(diào)性是中心,能靈活應(yīng)用導(dǎo)數(shù)解題是目的,另外應(yīng)注意數(shù)形結(jié)合在解題中的應(yīng)用.3.掌握研究數(shù)學(xué)問題的一般方法:從特殊到一般,從簡單到復(fù)雜.五,作業(yè)設(shè)計 課本98頁,A組1,2
第五篇:淺談導(dǎo)數(shù)在求解與函數(shù)單調(diào)性有關(guān)問題中的應(yīng)用
淺談導(dǎo)數(shù)在求解與函數(shù)單調(diào)性有關(guān)問題中的應(yīng)用
函數(shù)單調(diào)性是高中階段函數(shù)的一個最基本的性質(zhì),導(dǎo)數(shù)為我們提供了一套新的理論和方法,只通過簡單的求導(dǎo)和解相關(guān)的不等式就可以判斷出函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而更深入地解決問題,比如最值問題等。那么,怎樣用導(dǎo)數(shù)解決有關(guān)單調(diào)性的問題呢?
一、導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系
1.定義
設(shè)函數(shù)y=f(x)在某個區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo),如果f'(x)>0,那么y=f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;如果f'(x)<0,那么函數(shù)y=f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減。
2.說明
(1)如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間I內(nèi)恒有f'(x)=0,則y=(x)在區(qū)間I內(nèi)為常函數(shù)。
(2)f'(x)>0是f(x)遞增的充分不必要條件,如y=x3在(-∞,+∞)上并不是都有f'(x)>0,有一個點(diǎn)例外,即x=0時f'(x)=0,同樣f'(x)<0是f(x)遞減的充分不必要條件。
(3)設(shè)函數(shù)y=f(x)在某個區(qū)間內(nèi)可導(dǎo),如果 f(x)在該區(qū)間上單調(diào)遞增(或單調(diào)遞減),則先列不等式f'(x)≥0(或≤0),再去驗證f'(x)=0時是否恒成立。
(4)利用導(dǎo)數(shù)證明不等式時,往往要先構(gòu)造函數(shù),再利用導(dǎo)數(shù)判斷其單調(diào)性求解。
(5)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)單調(diào)區(qū)間的三個步驟:
①確定函數(shù)的定義域。
②求函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f'(x)。
③令f'(x)>0解不等式,得x的范圍就是遞增區(qū)間;令f'(x)<0解不等式,得x的范圍就是遞減區(qū)間。
二、典型例題
1.判斷單調(diào)性
例:討論函數(shù)的單調(diào)性。
題型分析:求出y',在函數(shù)定義域內(nèi)討論y'的符號,從而確定函數(shù)的單調(diào)性。
解題歸納:在判斷函數(shù)單調(diào)性時,在某個區(qū)間內(nèi)若出現(xiàn)個別的點(diǎn)使f'(x)=0,則不影響包含該點(diǎn)的這個區(qū)間上函數(shù)的單調(diào)性,只有在某個區(qū)間內(nèi)恒有f'(x)=0,才能判定f(x)在該區(qū)間內(nèi)為常函數(shù)。
2.證明單調(diào)性
例:求證函數(shù)f(x)=在區(qū)間(0,2)上是單調(diào)遞增函數(shù)。
題型分析:利用導(dǎo)數(shù)判斷或證明一個函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性,實質(zhì)就是判斷或證明不等式f'(x)>0(f'(x)<0)在給定區(qū)間上恒成立,一般步驟為:求導(dǎo)數(shù)f'(x),判斷f'(x)的符號,給出單調(diào)性結(jié)論。
解題歸納:判斷導(dǎo)數(shù)符號時應(yīng)注意利用不等式的關(guān)系。
3.已知單調(diào)性求參數(shù)的范圍
例:設(shè)函數(shù)f(x)=x3+ax2+x+1,a∈R在區(qū)間(-,-)內(nèi)是減函數(shù),求a的取值范圍。
題型分析:函數(shù)解析式中含有參數(shù),已知單調(diào)性,求參數(shù)的取值范圍,解答本題可先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),以導(dǎo)數(shù)符號確定參數(shù)的取值范圍。
解:因為函數(shù)f(x)在區(qū)間(-,-)內(nèi)是減函數(shù),所以當(dāng)x∈(-,-)時,f'(x)≤0恒成立,結(jié)合二次函數(shù)圖象可以知道f'(-)≥0且f'(-)≤0,解得a≥2。
經(jīng)驗證,當(dāng)a=2時也成立,所以a≥2。
解題歸納:本題一定要注意最后的驗證,了解導(dǎo)數(shù)符號和單調(diào)性的非充要關(guān)系,做到知識掌握的準(zhǔn)確性和做題邏輯的嚴(yán)密性。
變式:若函數(shù)f(x)=x3-ax2+(a-1)x+1在區(qū)間(1,4)上是減函數(shù),在區(qū)間(6,+∞)上是增函數(shù),求實數(shù)a的取值范圍。
題型分析:本變式給出了兩個單調(diào)區(qū)間,應(yīng)該得出兩個導(dǎo)數(shù)不等式,再求參數(shù)范圍。
解:f'(x)=x2-ax+(a-1),令f'(x)=0得x=1或x=-1,結(jié)合函數(shù)圖象可知4≤a-1≤6,故a∈[5,7]。
解題歸納:本題也可轉(zhuǎn)化為f'(x)≤0,x∈(1,4)恒成立且 f'(x)≥0,x∈(6,+∞)恒成立,再驗證等號的方法來求解。
4.利用單調(diào)性證明不等式
例:求證當(dāng)x>0時,ln(x+1)>x-x2。
題型分析:利用導(dǎo)數(shù)證明不等式的基本方法是通過移項或者變形后再移項來構(gòu)造一個新的函數(shù),利用新函數(shù)單調(diào)性再求最值的方法來證明。
證明:設(shè)f(x)=ln(x+1)-(x-x2)=ln(x+1)-x+x2
函數(shù)的定義域為(-1,+∞)
則f'(x)=-1+x=,當(dāng)x∈(-1,+∞)時,f'(x)>0
所以,f(x)在(-1,+∞)上是增函數(shù)。
所以,當(dāng)x>0時,f(x)>f(0)=0
即當(dāng)x>0時,ln(x+1)>x-x2
解題歸納:通過考查函數(shù)的單調(diào)性證明不等式是不等式證明的一種常用方法,也是證明不等式的一種巧妙方法。
總之,導(dǎo)數(shù)在求解與單調(diào)性有關(guān)問題中有廣泛應(yīng)用,在以后的工作和學(xué)習(xí)中我將不斷探索和積累。
(責(zé)任編輯馮璐)