例1(08山东)设函数,已知的极值点.

(Ⅰ)求的值;

(Ⅱ)讨论的单调性;

(Ⅲ)设,试比较的大小.

解:(Ⅰ)因为

的极值点,所以

因此

解方程组得

(Ⅱ)因为

所以

,解得

因为当时,

时,

所以上是单调递增的;

上是单调递减的.

(Ⅲ)由(Ⅰ)可知

,得

因为时,

所以上单调递减.

时,

因为时,

所以上单调递增.

时,

所以对任意,恒有,又

因此

故对任意,恒有

说明:本题主要考查函数的极值及利用导数解决函数单调性问题,另外利用导数证明不等式也是09年高考不科忽视的考查方向.

例2.(08北京)已知函数,求导函数,并确定的单调区间.

解:

,得

,即时,的变化情况如下表:








0


,即时,的变化情况如下表:









0

所以,当时,函数上单调递减,在上单调递增,

上单调递减.

时,函数上单调递减,在上单调递增,在上单调递减.

,即时,,所以函数上单调递减,在上单调递减.

例3.(08天津)已知函数,其中.

(Ⅰ)若曲线在点处的切线方程为,求函数的解析式;

(Ⅱ)讨论函数的单调性;

(Ⅲ)若对于任意的,不等式上恒成立,求的取值范围.

解:(Ⅰ),由导数的几何意义得,于是

由切点在直线上可得,解得

所以函数的解析式为

(Ⅱ)

时,显然().这时内是增函数.

时,令,解得

变化时,的变化情况如下表:









+
0


0
+


极大值


极小值

所以内是增函数,在,(0,)内是减函数.

(Ⅲ)由(Ⅱ)知,上的最大值为中的较大者,对于任意的,不等式上恒成立,当且仅当,即,对任意的成立.

从而得,所以满足条件的的取值范围是

说明:本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性、解不等式等基础知识,考查运算能力、综合分析和解决问题的能力.

例4.(08湖北)水库的蓄水量随时间而变化,现用t表示时间,以月为单位,年初为起点,根据历年数据,某水库的蓄水量(单位:亿立方米)关于t的近似函数关系式为

V(t)=

(Ⅰ)该水库的蓄水量小于50的时期称为枯水期.以i-1<t<i表示第i月份(i=1,2,…,12),问一年内哪几个月份是枯水期?

(Ⅱ)求一年内该水库的最大蓄水量(取e=2.7计算).

解:(Ⅰ)①当0<t10时,V(t)=(-t2+14t-40)

化简得t2-14t+40>0,

解得t<4,或t>10,又0<t10,故0<t<4.

②当10<t12时,V(t)=4(t-10)(3t-41)+50<50,

化简得(t-10)(3t-41)<0,

解得10<t,又10<t12,故 10<t12.

综合得0<t<4,或10<t12,

故知枯水期为1月,2月, 3月,4月,11月,12月共6个月.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知:V(t)的最大值只能在(4,10)内达到.

V(t)=

V(t)=0,解得t=8(t=-2舍去).

t变化时,V(t) V (t)的变化情况如下表:

t
(4,8)
8
(8,10)
V(t)
+
0

V(t)

极大值

由上表,V(t)在t=8时取得最大值V(8)=8e2+50-108.32(亿立方米).

故知一年内该水库的最大蓄水量是108.32亿立方米

说明:本小题主要考查函数、导数和不等式等基本知识,考查用导数求最值和综合运用数学知识解决实际问题能力.

例5.(08陕西)已知函数()恰有一个极大值点和一个极小值点,其中一个是

(Ⅰ)求函数的另一个极值点;

(Ⅱ)求函数的极大值和极小值,并求的取值范围.

解:(Ⅰ),由题意知

即得,(*)

由韦达定理知另一个极值点为(或).

(Ⅱ)由(*)式得,即

时,;当时,

(i)当时,内是减函数,在内是增函数.

,解得

(ii)当时,内是增函数,在内是减函数.

恒成立.

综上可知,所求的取值范围为

例6.求证下列不等式

(1)

(2)

(3)

证明:(1)  

   ∴   恒成立

  

  ∴  恒成立

(2)原式  令  

  

  ∴   

    ∴

(3)令 

    ∴

说明:利用导数证明不等式这一部分内容不可忽视,它本质是还是考查利用导数研究函数的单调性及最值问题。

7. 导数与函数的单调性的关系

为增函数的关系。

能推出为增函数,但反之不一定。如函数上单调递增,但,∴为增函数的充分不必要条件。

时,为增函数的关系。

若将的根作为分界点,因为规定,即抠去了分界点,此时为增函数,就一定有。∴当时,为增函数的充分必要条件。

为增函数的关系。

为增函数,一定可以推出,但反之不一定,因为,即为。当函数在某个区间内恒有,则为常数,函数不具有单调性。∴为增函数的必要不充分条件。

函数的单调性是函数一条重要性质,也是高中阶段研究的重点,我们一定要把握好以上三个关系,用导数判断好函数的单调性。因此新教材为解决单调区间的端点问题,都一律用开区间作为单调区间,避免讨论以上问题,也简化了问题。但在实际应用中还会遇到端点的讨论问题,要谨慎处理。

㈣单调区间的求解过程

已知 

(1)分析 的定义域;  (2)求导数

(3)解不等式,解集在定义域内的部分为增区间

(4)解不等式,解集在定义域内的部分为减区间

我们在应用导数判断函数的单调性时一定要搞清以下三个关系,才能准确无误地判断函数的单调性。以下以增函数为例作简单的分析,前提条件都是函数在某个区间内可导。

㈤函数单调区间的合并

函数单调区间的合并主要依据是函数单调递增,在单调递增,又知函数在处连续,因此单调递增。同理减区间的合并也是如此,即相邻区间的单调性相同,且在公共点处函数连续,则二区间就可以合并为以个区间。

 0  425851  425859  425865  425869  425875  425877  425881  425887  425889  425895  425901  425905  425907  425911  425917  425919  425925  425929  425931  425935  425937  425941  425943  425945  425946  425947  425949  425950  425951  425953  425955  425959  425961  425965  425967  425971  425977  425979  425985  425989  425991  425995  426001  426007  426009  426015  426019  426021  426027  426031  426037  426045  447090 

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