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,,.
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+ |
0 |
_ |
0 |
+ |
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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.