12.(2009安徽卷理)(本小题满分12分)
已知函数,讨论
的单调性.
本小题主要考查函数的定义域、利用导数等知识研究函数的单调性,考查分类讨论的思想方法和运算求解的能力。本小题满分12分。
解:的定义域是(0,+
),
21世纪教育网
设,二次方程
的判别式
.
①
当,即
时,对一切
都有
,此时
在
上是增函数。
②
当,即
时,仅对
有
,对其余的
都有
,此时
在
上也是增函数。
③
当,即
时,
方程有两个不同的实根
,
,
.
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
+ |
0 |
_ |
0 |
+ |
![]() |
单调递增![]() |
极大 |
单调递减![]() |
极小 |
单调递增 |
此时在
上单调递增, 在
是上单调递减, 在
上单调递增.
9.(2009山东卷文)(本小题满分12分)
已知函数,其中
(1) 当满足什么条件时,
取得极值?
(2) 已知,且
在区间
上单调递增,试用
表示出
的取值范围.
解: (1)由已知得,令
,得
,
要取得极值,方程
必须有解,
所以△,即
, 此时方程
的根为
,
,
所以
当时,
x |
(-∞,x1) |
x 1 |
(x1,x2) |
x2 |
(x2,+∞) |
f’(x) |
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
f (x) |
增函数 |
极大值 |
减函数 |
极小值 |
增函数 |
所以在x 1, x2处分别取得极大值和极小值.
当时,
x |
(-∞,x2) |
x 2 |
(x2,x1) |
x1 |
(x1,+∞) |
f’(x) |
- |
0 |
+ |
0 |
- |
f (x) |
减函数 |
极小值 |
增函数 |
极大值 |
减函数 |
所以在x 1, x2处分别取得极大值和极小值.
综上,当满足
时,
取得极值.
(2)要使在区间
上单调递增,需使
在
上恒成立.
即恒成立, 所以
设,
,
令得
或
(舍去),
当时,
,当
时
,
单调增函数;
当时
,
单调减函数,
所以当时,
取得最大,最大值为
.
所以
当时,
,此时
在区间
恒成立,所以
在区间
上单调递增,当
时
最大,最大值为
,所以
综上,当时,
; 当
时,
[命题立意]:本题为三次函数,利用求导的方法研究函数的极值、单调性和函数的最值,函数在区间上为单调函数,则导函数在该区间上的符号确定,从而转为不等式恒成立,再转为函数研究最值.运用函数与方程的思想,化归思想和分类讨论的思想解答问题.