4.导数与单调性、极(最)值问题.

导数作为工具来研究三次函数、指数函数、对数函数的单调性,极值、最值时,具有其独特的优越性,要理解导数的几何意义,熟练导数的运算公式,善于借助导数解决有关的问题.

例4.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.

解析: (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 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m  

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, .

点评: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.

[思想方法]

[例1]若是方程的解,是 的解,则的值为(   )

A.    B.   C.    D.

[解析]作出的图象,交点横坐标为,而.

[答案]C

[点评]该题考查了指数函数、对数函数的图象及性质.综合了函数的图象、方程的解及曲线的交点等问题.指数函数、对数函数是两类重要的基本初等函数, 高考中以它们为载体的函数综合题既考查双基, 又考查对蕴含其中的函数思想、等价转化、分类讨论等思想方法的理解与运用.

[例2]若函数f(x)=a-x-a(a>0且a1)有两个零点,则实数a的取值范围是    .

[解析]设函数且和函数,则函数f(x)=a-x-a(a>0且a1)有两个零点, 就是函数且与函数有两个交点,由图象可知当时两函数只有一个交点,不符合,当时,因为函数的图象过点(0,1),而直线所过的点一定在点(0,1)的上方,所以一定有两个交点.所以实数a的取值范围是.

[答案]

[点评]本题考查了指数函数的图象与直线的位置关系,隐含着对指数函数的性质的考查,根据其底数的不同取值范围而分别画出函数的图象解答.体现了对分类讨论思想的考查,分类讨论时,要注意该分类时才分类,讨论务必要全面.

[例3]已知偶函数在区间单调增加,则满足<的x 取值范围是(   )

(A)(,)   (B) [,)   (C)(,)   (D) [,)

[解析]由于f(x)是偶函数,故f(x)=f(|x|), ∴得f(|2x-1|)<f(),再根据f(x)的单调性,得|2x-1|<,解得<x<.

[答案]B

[点评]该题的关键是将含有函数符号的不等式转化为普通的不等式,体现的对转化思想的考查,同时还综合考查了函数的性质,而该题的转化的依据就是函数的奇偶性和单调性.考题中通过这种形式来考查函数的性质与方程、不等式等的综合不但是一个热点,而且成了一个固定的必考题型.

[专题演练]

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