3.3.1函数的单调性与导数的关系(1)

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3.3.1函数的单调性与导数-题型分类讲解

4.(1)若函数f (x)=kx3-3(k+1)x2-k2+1(k >0)的单调递减区间为
(0,4)，求k的值. (2)若函数f(x)=ax3-x2+x-5在R上单调递增，求a的取值范围. (3)若函数 f (x)=x3+x2+mx+1是R上的单调函数，求实数m的
取值范围. 1 (4)已知函数 f ( x ) 2ax 2 , x 0,1 ，若 f (x)在(0,1]上是增
) B．单调递减
1 1 C．在0，e上单调递减，在 e，5上单调递增 1 1 D．在0， e上单调递增，在 e，5上单调递减
解析：
函数的定义域为(0，＋∞)． 1 令 y′<0，得 x< . e
1 因为 y′＝ln x＋1，令 y′>0，得 x> ； e 所以函数 y＝xln x
1 (2)由于 f(x)＝4x＋ x，则函数的定义域是{x|x≠0}， 1 而 f′(x)＝4－x2，令 f′(x)＞0， 1 1 解得 x＞2或 x＜－2； 1 1 令 f′(x)＜0，解得 0＜x＜2或－2＜x＜0，故函数
1 1 f(x)的单调递增区间是2，＋∞和－∞，－2；
3.3.1
函数的单调性与导数题型
费县二中高二数学
侯庆东
1.用函数的导数判断函数单调性的法则设函数y＝f(x)在区间(a，b)内可导， (1)如果在(a，b)内，f′(x)>0，则f(x)在此区间是增函数； (2)如果在(a，b)内，f′(x)<0，则f(x)在此区间是减函数．
即函数 f (x)在区间(a, b)内： f ( x ) 0 f(x)在(a, b)内单调递增

函数单调性与导数的关系

函数单调性与导数的关系
函数的单调性与函数的导数有着密不可分的关系。

单调性指函数f(x)在一个区
间上，对傍端改变都呈现某一种状态（升序或者降序），而函数的导数则指在一个特定点上，其自变量发生变化后，函数值变化率快慢的大小。

首先，单调递增函数f(x)其一阶导数只可能是正值。

反之，单调递减函数f(x)
其一阶导数只可能是负值。

换句话说，在变化的密度上，对于单调递增函数，其变化率是正向的，而对于单调递减函数，其变化率是负向的。

此外，当某一函数的一阶导数f'(x)在定义区间内的值恒为正值时，那么函数
f(x)在定义区间内就是单调递增函数；而当某一函数的一阶导数f'(x)在定义区间内
的值恒为负值时，那么函数f(x)在定义区间内就是单调递减函数。

因此，函数的单调性与函数的导数有着紧密的联系。

函数内部变化率的大小，反映在一阶导数值上；一阶导数是正值或负值，反映在函数的单调性上。

准确地说，函数的单调性与函数的导数形成了一个严密的套路，使函数的变化更加的精密明晰，有几何的结构性表述。

2016学年高二人教版数学选修1-1练习：3.3.1函数的单调性与导数 Word版含答案

►基础梳理1．函数的单调性与其导数的正负的关系．在某个区间(a，b)内，如果f′(x)＞0，那么函数y＝f(x)在这个区间内单调递增；如果f′(x)＜0，那么函数y＝f(x)在这个区间内单调递减．2．根据导数与函数单调性的关系，求函数单调区间的一般程序．(1)确定函数f(x)的定义域；(2)求导数f′(x)；(3)解不等式f′(x)＞0或f′(x)＜0；(4)写单调区间．3．利用导数判断函数单调性和确定单调区间的注意事项．(1)必须首先确定函数的定义域，在具体的解决问题过程中，只能在定义域内，通过讨论导数的符号，来判断函数的单调区间；(2)了解在某一区间内f′(x)＞0[或f′(x)＜0]是函数f(x)在该区间为增(或减)函数的充分不必要条件；(3)函数的单调区间可以都用开区间表示，如果一个函数具有相同单调性的单调区间有几个，它们不能用并集符号“∪”连接，要用逗号或文字“和”、“及”等隔开；(4)若函数中含有参数，必须根据具体问题，对参数进行分类讨论，然后分别求出单调区间；(5)一般地，如果一个函数在某一范围内导数的绝对值较大，那么函数在这个范围内变化得快，这时，函数图象就比较“陡峭”(向上或向下)，反之，函数的图象就“平缓”一些．,►自测自评1．若在区间(a，b)内有f′(x)＞0，且f(a)≥0，则在(a，b)内恒有(A)A．f(x)＞0B．f(x)＜0C．f(x)＝0D．不能确定解析：由f′(x)＞0知，f(x)在(a，b)上单调递增，∴f(x)＞f(a)≥0，即f(x)＞0，故选A.2．函数y＝x3－3x的单调增区间是________________________________________________________________________ ____________．答案：解析：y′＝3x2－3，令y′＞0，即3x2－3＞0，解得x＞1，或x＜－1，∴函数y＝x3－3x的单调增区间是(－∞，－1)，(1，＋∞)．答案：(－∞，－1)，(1，＋∞)3．函数y ＝x ln x 的单调递减区间是________．解析：y ′＝(x ln x )′＝ln x ＋1，令y ′＜0，∴ln x ＋1＜0，∴0＜x ＜1e，∴函数y ＝x ln x 的单调递减区间是⎝⎛⎭⎫0，1e .1．f (x )＝5x 2－2x 的单调增区间为(A) A.⎝⎛⎭⎫15，＋∞ B.⎝⎛⎭⎫－∞，15 C.⎝⎛⎭⎫－15，＋∞ D.⎝⎛⎭⎫－∞，－15 2.函数y ＝x cos x －sin x 在下面哪个区间内是增函数(B) A.⎝⎛⎭⎫π2，3π2 B ．(π，2π)C.⎝⎛⎭⎫3π2，5π2 D ．(2π，3π)解析：y ′＝cos x －x sin x －cos x ＝－x sin x .若y ＝f (x )在某区间内是增函数，只需在此区间内y ′恒大于等于0即可．只有当x ∈(π，2π)时，y ′＞0恒成立，∴只有B 符合题意．3．已知导函数y ＝f ′(x )的图象如下图所示，请根据图象写出原函数y ＝f (x )的递增区间是________．解析：从图象可知f ′(x )＞0的解为－1＜x ＜2或x ＞5，∴f (x )的递增区间为(－1，2)，(5，＋∞)．答案：(－1，2)，(5，＋∞)4.设f (x )＝ln x ，g (x )＝f (x )＋f ′(x )．求g (x )的单调区间．解析：由题设知f (x )＝ln x ，g (x )＝ln x ＋1x ，∴g ′(x )＝x －1x2，令g ′(x )＝0，得x ＝1.当x ∈(0，1)时，g ′(x )＜0，故(0，1)是g (x )的单调减区间．当x ∈(1，＋∞]时，g ′(x )＞0，故(1，＋∞)是g (x )的单调递增区间． 5.若f (x )＝ax 3＋x 在区间[－1，1]上单调递增，求a 的取值范围．分析：利用不等式f ′(x )≥0在[－1，1]上恒成立，确定a 的取值范围．解析：f ′(x )＝3ax 2＋1，∵f (x )在区间[－1，1]上单调递增，∴f ′(x )＝3ax 2＋1≥0在[－1，1]上恒成立．当x ＝0时，显然成立，当x ≠0时，a ≥－13x2，∵13x 2在x ∈[－1，0)∪(0，1]的最大值为－13， ∴a ≥－13.故a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫－13，＋∞.1．若f (x )在[a ，b ]上连续，在(a ，b )内可导，且x ∈(a ，b )时，f ′(x )＞0，又f (a )＜0，则(D ) A ．f (x )在[a ，b ]上单调递增，且f (b )＞0 B ．f (x )在[a ，b ]上单调递增，且f (b )＜0 C ．f (x )在[a ，b ]上单调递减，且f (b )＜0D ．f (x )在[a ，b ]上单调递增，但f (b )的符号无法判断 2．函数y ＝x cos x －sin x 在下面哪个区间内是增函数(B ) A.⎝⎛⎭⎫π2，3π2 B ．(π，2π)C.⎝⎛⎭⎫3π2，5π2 D ．(2π，3π)解析：y ′＝cos x －x sin x －cos x ＝－x sin x .若y ＝f (x )在某区间内是增函数，只需在此区间内y ′恒大于等于0即可，只有当x ∈(π，2π)时，y ′＞0恒成立，∴只有B 符合题意．3．下列函数在区间(－1，1)内不是增函数的是(D )A ．y ＝e x ＋xB ．y ＝sin xC ．y ＝x 3－6x 2＋9x ＋2D ．y ＝x 2＋x ＋1解析：A 中y ＝e x ＋x ，y ′＝e x ＋1＞0在(－1，1)上成立；B 中y ＝sin x ，y ′＝cos x ＞0在(－1，1)上成立；C 中y ＝x 3－6x 2＋9x ＋2，y ′＝3x 2－12x ＋9＝3(x －2)2－3≥0在(－1，1)上成立；D中y ＝x 2＋x ＋1，y ′＝2x ＋1，在⎝⎛⎭⎫－12，1上y ′＞0，在⎝⎛⎭⎫－1，－12上，y ′＜0. 4．如果函数f (x )＝2x 3＋ax 2＋1(a 为常数)在区间(－∞，0)和(2，＋∞)上单调递增，且在区间(0，2)内单调递减，则实数a 的值是(C )A ．1B ．2C ．－6D ．－12解析：依题意，x ＝0或x ＝2是方程f ′(x )＝6x 2＋2ax ＝0的两个实数根，解得a ＝－6. 5．如果函数y ＝f (x )的图象如图所示，那么导函数y ＝f ′(x )的图象可能是(A )解析：由原函数的单调性可以得到导函数的正负情况依次是正→负→正→负，只有答案A 满足．6．已知函数y ＝x 3－ax 在[1，＋∞)内是单调增函数，则实数a 的最大值为(D) A ．0 B ．1 C ．2 D ．3解析：∵f ′(x )＝3x 2－a 在[1，＋∞)上有3x 2－a ≥0恒成立，∴a ≤(3x 2)min ＝3. 7．下列命题中正确的是________．①若f (x )在(a ，b )内是增函数，则对于任何x ∈(a ，b )，都有f ′(x )＞0； ②若在(a ，b )内f ′(x )存在，则f (x )必为单调函数；③若在(a ，b )内的任意x 都有f ′(x )＞0，则f (x )在(a ，b )内是增函数； ④若x ∈(a ，b )，总有f ′(x )＜0，则在(a ，b )内f (x )＜0.解析：①y ＝x 3在x ∈(－∞，＋∞)为增函数，而y ′＝2x 2≥0，故①错．②错．③正确．④由f ′(x )＜0能判断f (x )为减函数，但不能判定f (x )＜0. 答案：③8．函数f (x )＝lnx－12x 2的单调增区间是________________________________________________________________________．解析：函数的定义域为(0，＋∞)， f ′(x )＝1x －x ＝1－x 2x，令f ′(x )＞0，即1－x 2x＞0，解得0＜x ＜1，∴f (x )在(0，1)上为增函数．答案：(0，1)9．函数f (x )＝x ln x (x ＞0)的单调递增区间是__________________．解析：令f ′(x )＝ln x ＋1≥0，得x ≥1e，即函数f (x )的单调递增区间是⎣⎡⎭⎫1e ，＋∞. 答案：⎣⎡⎭⎫1e ，＋∞ 10．函数f (x )在其定义域(－1，1)上的导数满足f ′(x )＜0，当a ，b ∈(－1，1)，且a ＋b ＝0时，f (a )＋f (b )＝0.则不等式f (1－m )＋f (1－m 2)＞0的解集是________．解析：根据已知，得知f (x )是定义在(－1，1)上的单调递减的奇函数．所以f (1－m )＋f (1－m 2)＞0 ⇔f (1－m )＞－f (1－m 2)＝f (m 2－1)，即⎩⎪⎨⎪⎧－1＜1－m ＜1，－1＜m 2－1＜1，1－m ＜m 2－1，解得1＜m ＜2，即原不等式的解集为(1，2)．答案：(1，2)11．(2013·茂名一模)已知函数g (x )＝13ax 3＋2x 2－2x ，若a ＝1，求g (x )的单调减区间．解析：当a ＝1时，g (x )＝13x 3＋2x 2－2x ，g ′(x )＝x 2＋4x －2.由g ′(x )＜0解得：－2－6＜x ＜－2＋ 6. ∴当a ＝1时，函数g (x )的单调递减区间为(－2－6，－2＋6)． ►体验高考 1．(2014·新课标全国卷Ⅱ)若函数f (x )＝kx －ln x 在区间(1，＋∞)单调递增，则k 的取值范围是(D )A ．(－∞，－2]B ．(－∞，－1]C ．[2，＋∞)D ．[1，＋∞)解析：由于f ′(x )＝k －1x ，f (x )＝kx －ln x 在区间(1，＋∞)单调递增⇔f ′(x )＝k －1x ≥0在(1，＋∞)上恒成立．由于k ≥1x ，而0＜1x＜1，所以k ≥1.即k 的取值范围为[1，＋∞)．2．(2014·湖南卷)若0<x 1<x 2<1，则(C )A ．e x 2－e x 1>ln x 2－ln x 1B ．e x 2－e x 1<ln x 2－ln x 1C ．x 2e x 1＞x 1e x 2D ．x 2e x 2＜x 1e x 1解析：令f (x )＝e xx ，则f ′(x )＝x e x －e x x 2＝e x （x －1）x 2.当0＜x ＜1时，f ′(x )＜0，即f (x )在(0，1)上单调递减，因为0＜x 1＜x 2＜1，所以f (x 2)＜f (x 1)，即e x 2x 2＜e x 1x 1，所以x 2e x 1＞x 1e x 2. 3．(2013·浙江卷)已知函数y ＝f (x )的图象是下列四个图象之一，且其导函数y ＝f ′(x )的图象如图所示，则该函数的图象是(B )解析：在(－1，0)上，f ′(x )单调递增，所以f (x )图象的切线斜率呈递增趋势；在(0，1)上，f ′(x )单调递减，所以f ′(x )图象的切线斜率呈递减趋势．故选B.4．(2014·全国卷)函数f (x )＝ax 3＋3x 2＋3x (a ≠0)． (1)讨论函数f (x )的单调性；(2)若函数f (x )在区间(1，2)是增函数，求a 的取值范围．解析：(1)f ′(x )＝3ax 2＋6x ＋3，f ′(x )＝3ax 2＋6x ＋3＝0的判别式Δ＝36(1－a )． ①若a ≥1，则f ′(x )≥0，且f ′(x )＝0当且仅当a ＝1，x ＝－1，故此时f (x )在R 上是增函数． ②由于a ≠0，故当a ＜1时f ′(x )＝0有两个根：x 1＝－1＋1－a a，x 2＝－1－1－aa，若0＜a ＜1，则当x ∈(－∞，x 2)或x ∈(x 1，＋∞)时f ′(x )＞0，故f (x )在(－∞，x 2)，(x 1，＋∞)上是增函数；当x ∈(x 2，x 1)时，f ′(x )＜0，故f (x )在(x 2，x 1)上是减函数；(2)当a ＞0，x ＞0时，f ′(x )＞0，所以当a ＞0时，f (x )在区间(1，2)是增函数．若a ＜0时，f (x )在区间(1，2)是增函数当且仅当f ′(1)≥0且f ′(2)≥0，解得－54≤a ＜0综上，a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫－54，0∪(0，＋∞)． 5．已知a ∈R ，函数f (x )＝4x 3－2ax ＋a .(1)求f (x )的单调区间；(2)证明：当0≤x ≤1时，f (x )＋|2－a |>0. 解析：(1)由题意得f ′(x )＝12x 2－2a ，当a ≤0时，f ′(x )≥0恒成立，此时f (x )的单调递增区间为(－∞，＋∞)．当a >0时，f ′(x )＝12⎝⎛⎭⎫x －a 6⎝⎛⎭⎫x ＋a 6，此时函数f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤－a6， a 6；单调递增区间为⎝⎛⎭⎫－∞，－a 6，⎝⎛⎭⎫ a 6，＋∞. (2)由于0≤x ≤1，当a ≤2时，f (x )＋|a －2|＝4x 3－2ax ＋2≥4x 3－4x ＋2. 当a >2时，f (x )＋|a －2|＝4x 3＋2a (1－x )－2≥4x 3＋4(1－x )－2＝4x 3－4x ＋2. 设g (x )＝2x 3－2x ＋1，0≤x ≤1，则 g ′(x )＝6x 2－2＝6⎝⎛⎭⎫x －33⎝⎛⎭⎫x ＋33. 于是g ′(x )，g (x )随x 的变化情况如下表：所以g (x )min ＝g ⎝⎛⎭⎫33＝1－439>0.当0≤x ≤1时， 2x 3－2x ＋1>0. 故f (x )＋|a －2|≥4x 3－4x ＋2>0.。

数学：3.3.1函数的单调性与导数课件

3.3.1函数的单调性与导数
第一页，编辑于星期日：十二点三十五分。
一、复习引入:
函数 y = f (x) 在给定区间 G 上，当 x 1、x 2 ∈G 且 x 1＜ x 2 时
1）都有 f ( x 1 ) ＜ f ( x 2 )，则 f ( x ) 在G 上是增函数；
2）都有 f ( x 1 ) ＞ f ( x 2 )，则 f ( x ) 在G 上是减函数；
的图象就“平缓”一些.
如图,函数 y f (x) 在 (0,b)或 (a,0)内的图象“陡峭”,在(b,) 或(, a)
内的图象平缓.
第十二页，编辑于星期日：十二点三十五分。
练习
函数 y f (x)的图象如图所示, 试画出导函数 f (x图) 象的
大致形状
第十三页，编辑于星期日：十二点三十五分。
第二十页，编辑于星期日：十二点三十五分。
• 解法二：(数形结合)
• 如图所示，f′(x)＝(x－1)[x－(a－1)]．若在 (1,4)内f′(x)≤0，(6，＋∞)内f′(x)≥0，且f′(x)＝0 有一根为1，则另一根在[4,6]上．
所以ff′′((46))≤≥00，，即35((57－－aa))≤≥00，，所以 5≤a≤7.
总结
在某个区间上，f '(x)>0(或<0) ，f（x）在这个区间上单调递增（递减）；但由f（x）在这个区间上单调递增（递减）而仅仅得到 f '(x)>0(或<0)是不够的。还有可能导数等于0也能使 f（x）在这个区间上单调，所以对于能否取到等号的问题需要单独验证。
数.
第十六页，编辑于星期日：十二点三十五分。
练习
1.判断下列函数的单调性, 并求出单调区间:

函数的单调性与导数（获奖教案

函数的单调性与导数（获奖教案3.3.1函数的单调性与导数教材分析“函数单调性与导数”是⾼中数学（选修1-1）第三章导数及其应⽤的第三节，本节的教学内容属导数的应⽤，是在学⽣学习了导数的概念、计算、⼏何意义的基础上学习的内容，学好它既可加深对导数的理解，⼜可为后⾯研究函数的极值和最值打好基础.由于学⽣在⾼⼀已经掌握了单调性的定义，并能⽤定义判定在给定区间上函数的单调性.通过本节课的学习，应使学⽣体验到，⽤导数判断单调性要⽐⽤定义判断简捷得多（尤其对于三次和三次以上的多项式函数，或图象难以画出的函数⽽⾔），充分展⽰了导数解决问题的优越性.课时分配本节内容⽤1课时完成，主要经历从⽣活中的变化率问题抽象概括出函数平均变化率概念的过程，体会从特殊到⼀般的数学思想，体现了数学知识来源于⽣活，⼜服务于⽣活.教学⽬标重点：利⽤导数研究函数的单调性，会求函数的单调区间.难点：⒈探究函数的单调性与导数的关系;⒉如何⽤导数判断函数的单调性.知识点：1.探索函数的单调性与导数的关系;2.会利⽤导数判断函数的单调性并求函数的单调区间.能⼒点：1.通过本节的学习，掌握⽤导数研究单调性的⽅法.2.在探索过程中培养学⽣的观察、分析、概括的能⼒渗透数形结合思想、转化思想.教育点：通过在教学过程中让学⽣多动⼿、多观察、勤思考、善总结，培养学⽣的探索精神，引导学⽣养成⾃主学习的学习习惯.⾃主探究点：通过问题的探究，体会知识的类⽐迁移.以已知探求未知，从特殊到⼀般的数学思想⽅法.考试点：利⽤导数判断函数的单调性并求函数的单调区间.易错易混点：导数的正负决定函数的单调性，⽽不是导数的单调性决定函数的单调性.教具准备：多媒体课件,三⾓板课堂模式：学案导学⼀.引⼊新课y 的单调性，如何进⾏？师：判断函数的单调性有哪些⽅法？⽐如判断2x⽣：⽤定义法、图像法.师：因为⼆次函数的图像我们⾮常熟悉,可以画出其图像，指出其单调区间，再想⼀下，有没有需要注意的地⽅？⽣：注意定义域.师：如果遇到函数x x y 33-=，如何判断单调性呢？你能画出该函数的图像吗？师：定义是解决问题的最根本⽅法，但定义法较繁琐,⼜不能画出它的图像，那该如何解决呢？揭⽰并板书课题：函数的单调性与导数【设计意图】通过复习回顾，巩固旧知.从已学过的知识（判断⼆次函数的单调性）⼊⼿，提出新的问题（判断三次函数的单调性），引起认知冲突，激发学习的兴趣.师：函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型，研究函数时，了解函数的增与减、增减的快与慢以及函数的最⼤值或最⼩值等性质是⾮常重要的．通过研究函数的这些性质，我们可以对数量的变化规律有⼀个基本的了解．函数的单调性与函数的导数⼀样都是反映函数变化情况的，那么函数的单调性与函数的导数是否有着某种内在的联系呢?⼆．探究新知师：如图（1），它表⽰跳⽔运动中⾼度h 随时间t 变化的函数2() 4.9 6.510h t t t =-++的图像，图（2）表⽰⾼台跳⽔运动员的速度v 随时间t 变化的函数'()()9.8 6.5v t h t t ==-+的图像．运动员从起跳到最⾼点，以及从最⾼点到⼊⽔这两段时间的运动状态有什么区别？⽣：通过观察图像，可以发现：（1）运动员从起点到最⾼点，离⽔⾯的⾼度h 随时间t 的增加⽽增加，即()h t 是增函数．相应地，'()()0v t h t =>．（2）从最⾼点到⼊⽔，运动员离⽔⾯的⾼度h 随时间t 的增加⽽减少，即()h t 是减函数．相应地，'()()0v t h t =<．【设计意图】从具体的实际情景出发，提出本节课要探索的问题，函数的单调性与导数的关系.为学⽣提供⼀个联想的“源”，巧妙设问，把学习任务转移给学⽣；让学⽣完成对函数单调性与导数关系的第⼀次认识，明确研究课题.师：导数的⼏何意义是函数在该点处的切线的斜率，函数图象上每个点处的切线的斜率都是变化的，那么函数的单调性与导数有什么关系呢？观察下⾯函数的图像，探讨函数的单调性与其导数正负的关系．（1）函数x y =的定义域为R ，并且在定义域上是增函数，其导数01/>=y ；（2）函数2x y =的定义域为R ，在),(+∞-∞上单调递减，在),0(+∞上单调递增；⽽x y 2/=，当0x 时，其导数0/>y ；当0=x 时，其导数0/=y ．（3）函数3x y =的定义域为R ，在定义域上为增函数；⽽2/3x y =，若0≠x ，则其导数032>x ，当0=x 时，其导数032=x ；（4）函数x y 1=的定义域为),0()0,(+∞?-∞，在)0,(-∞上单调递减，在),0(+∞上单调递减,⽽2/1xy -=，因为0≠x ,所以0/师：以上四个函数的单调性及其导数符号的关系说明，在区间),(b a 内,如果0)(/>x f ，那么函数)(x f y =在这个区间内单调递增；如果0)(/内单调递减.【设计意图】从具体的函数出发，体会数形结合思想的运⽤.让学⽣体会从特殊到⼀般，从具体到抽象的过程，降低思维难度，让学⽣在⽼师的引导下⾃主学习和探索，提⾼学习的成就感和⾃信⼼.三. 理解新知师：如图，导数'0()f x 表⽰函数)(x f 在点00(,)x y 处的切线的斜率．观察图像回答，函数在某个点处的导数值与函数在该点处的单调性是怎样的关系？⽣:在0x x =处，'0()0f x >，切线是“左下右上”式的，这时，函数)(x f 在0x 附近单调递增；在1x x =处，0)(1/师⽣共同总结：函数的单调性与导数的关系: 在某个区间),(b a内，如果0)(/>x f ，那么函数)(x f y =在这个区间内单调递增；如果0)(/【设计意图】通过导数的⼏何意义来验证由具体函数所得到的结论，形成⼀般性结论.让学⽣经历观察、分析、归纳、发现规律的过程，体会函数单调性与导数的关系.四．运⽤新知例1、已知导函数'()f x 的下列信息：当14x <<时，'()0f x >；当4x >，或1x <时，'()0f x <；当4x =，或1x =时，'()0f x = 试画出函数()y f x =图像的⼤致形状．解：当14x <<时，'()0f x >，可知()y f x =在此区间内单调递增；当4x >，或1x <时，'()0f x <；可知()y f x =在此区间内单调递减；当4x =，或1x =时，'()0f x =，这两点⽐较特殊，我们把它称为“临界点”．综上，函数()y f x =图像的⼤致形状如图所⽰．学⽣思考，并在纸上画出函数图像教师投影若⼲学⽣的作业情况,学⽣共同分析.【设计意图】让学⽣通过此题加深理解导函数是如何影响原函数的,这是今后利⽤导函数研究函数的必备技能.这⾥让学⽣切实理解，为今后学习扫清障碍. 例2、判断下列函数的单调性，并求出单调区间．（1）3()3f x x x =+；（2）2()23f x x x =-- （3）()sin (0,)f x x x x π=-∈；（4）32()23241f x x x x =+-+ 解：（1）因为3()3f x x x =+，所以，'22()333(1)0f x x x =+=+>因此，3()3f x x x =+在R 上单调递增，如图1所⽰．（2）因为2()23f x x x =--，所以， ()'()2221f x x x =-=-当'()0f x >，即1x >时，函数2()23f x x x =--单调递增；当'()0f x <，即1x <时，函数2()23f x x x =--单调递减；函数2()23f x x x =--的图像如图2所⽰．（3）因为()sin (0,)f x x x x π=-∈，所以，'()cos 10f x x =-<因此，函数()sin f x x x =-在(0,)π单调递减，如图3所⽰．（4）因为32()23241f x x x x =+-+，所以．当'()0f x >，即时，函数2()23f x x x =-- ；当'()0f x <，即时，函数2()23f x x x =-- ；函数32()23241f x x x x =+-+的图像如图4所⽰．学⽣练（3）、（4）【设计意图】让学⽣初步体会⽤导数的⽅法确定函数单调性的简便. 【师⽣活动】总结求()y f x =单调区间的步骤：（1）确定函数()y f x =的定义域；（2）求导数''()y f x =；（3）解不等式'()0f x >，解集在定义域内的部分为增区间；（4）解不等式'()0f x <，解集在定义域内的部分为减区间．例3．已知函数xx y 1+=，试讨论出此函数的单调区间. 解：2222//)1)(1(111)1(x x x x x x x x y +-=-=-=+=２令0)1)(1(2>+-xx x . 解得11-<>x x 或∴xx y 1+=的单调增区间是：),1()1-,(+∞-∞和令0)1)(1(2<+-x x x ，解得1001<<<<-x x 或∴xx y 1+=的单调减区间是：)1,0()0,1(和-练习：93P 1题五.课堂⼩结（1）函数的单调性与导数的关系（2）求解函数()y f x =单调区间【设计意图】通过师⽣共同反思，优化学⽣的认知结构.六. 布置作业必做：课本８9P A 组 1,2 选做：1、求下列函数的单调区间： (1) 76223+-=x x y (2) x xy 21+=(3) []π2,0,sin ∈=x x y (4) x x y ln = 2、已知32()f x x bx cx d =+++的图像过点(0,2)P 且在1x =-处的切线⽅程为670x y -+=，求（1）()f x 的解析式；（2）求函数()y f x =的单调区间.3、已知函数13)(23+-+=x x ax x f 在R 上是减函数，求a 的取值范围. 【设计意图】体现了分层、有梯度的教学，学⽣动⼿练习,加强学⽣的应⽤意识.七.教后反思1. 本节课的亮点：教学过程中教师指导启发学⽣以已知的熟悉的⼆次函数为研究的起点，发现函数的导数的正负与函数单调性的关系，从⽽到更多的，更复杂的函数，从中发现规律，并推⼴到⼀般.这个过程中既让学⽣获得了关于新知的内容，更可贵的是让学⽣体会到如何研究⼀个新问题，即探究⽅法的体验与感知.同时也渗透了归纳推理的数学思想⽅法,培养了学⽣的探索精神，积累了探究经验.2. 不⾜之处：学⽣对与数形结合的理解还不是很熟练，今后应多加强训练.⼋、板书设计。

3.3.1 函数的单调性与导数

活动与探究 1 (1)函数 y=xcos x-sin x 在下面哪个区间内是增函数( )
A.
π 2
,
3π 2
B.(π,2π)
C.
3π 2
,
5π 2
D.(2π,3π)
思路分析:只需判断在哪个区间上导函数的值大于零即可.
答案:B
解析:y'=cos x-xsin x-cos x=-xsin x,若 y=f(x)在某区间内是增
函数,只需在此区间内 y'恒大于零即可.
∴只有选项 B 符合题意,当 x∈(π,2π)时,y'>0 恒成立.
(2)求函数 f(x)=x2-ln x 的单调区间.
思路分析:求函数的单调区间,即求定义域上满足 f'(x)>0 或 f'(x)<0 的区间.
解:函数 f(x)的定义域为(0,+∞),
f'(x)=2x-1�� = (
∴当 t<0 时,f(x)的递增区间为
-∞,
�� 2
,(-t,+∞),递减区间为
�� 2
,-t
;
当 t>0 时,f(x)的递增区间为(-∞,-t),
�� 2
,
+
∞
,递减区间为
-��,
�� 2
.
迁移与应用已知函数 f(x)=12ax2+ln x(a∈R),求 f(x)的单调区间.
则(-9,0)是 3x2-2mx<0 的解集,
∴3×(-9)2-2×(-9)×m=0,m=-227.
∴a≤(2x3)min.∵x∈[2,+∞),y=2x3 是增函数,

2013-2014学年高二数学1-1导学案：3.3.1利用导数研究函数的单调性(1)

Байду номын сангаас
课堂检测——
课题：3.3.1 研究函数的单调性 ⑴
姓名：
2
1.确定下列函数的单调区间：（1） y x 2 ( x 3) ：
（2） y sin x cos x ：
2.求证当 x 0,
时， x sin x 2
3.已知曲线 y x 3 3x 2 6 x 10 点 P 在该曲线上移动，过点 P 的切线为 L, ⑴求证：此函数在 R 上单调递增； ⑵求 L 的斜率的取值范围。
2.作出函数 f(x)=
1 的图像，并用单调性定义证明其在(0，+∞)上递减. x
三：课堂研讨例 1 函数 f ( x) x ln x 的单调增区间是；
1
例 2.（1）证明函数 f ( x) e e
x
x
在 0, 上是增函数；
例 3 证明当 x 0,
时，证明 tan x x 2
课题 3.3.1——利用导数研究函数的单调性 ⑴ 一：学习目标 1. 利用导数求函数的单调区间 2. 利用导数证明函数的单调性二：课前预习 1.（1）作出函数 y x 2 4 x 3 的图像，并指出其单调区间：
姓名：备注
（2）作出函数 f ( x) sin x( x 0,2 ) 的图像，并指出其单调区间：
课外作业——
利用导数研究函数的单调性（1）
姓名：
3
1．函数 f x x 3 x 的单调增区间为
2.函数 f ( x) ( x 3)e x 的单调递增区间是_____________
3.函数 y x
1 的单调区间为 x
4.用导数证明 ① y e x x ，在 x ,0 上是减函数。 ② y sin x 在区间

(学习指导) 函数的单调性与导数Word版含解析

3.3导数在研究函数中的应用3.3.1函数的单调性与导数学习目标核心素养1．理解函数的单调性与导数的关系．(重点) 2．能利用导数研究函数的单调性，会求不超过三次的多项式函数的单调区间和其他函数的单调区间．(重点)3．能根据函数的单调性求参数．(难点)1．通过学习函数单调性与导数的关系，培养学生数学抽象与直观想象的素养．2．借助导数求函数的单调性，培养逻辑推理和数学运算的素养.(1)在区间(a，b)内函数的导数与单调性有如下关系：导数函数的单调性f′(x)>0单调递增f′(x)<0单调递减f′(x)＝0常函数(2)在区间(a，b)函数的单调性导数单调递增f′(x)≥0单调递减f′(x)≤0常函数f′(x)＝0思考：在区间(a，b)内，函数f(x)单调递增是f′(x)>0的什么条件？[提示]必要不充分条件．2．函数的变化快慢与导数的关系一般地，如果一个函数在某一范围内导数的绝对值较大，那么函数在这个范围内变化得快，这时，函数的图象就比较“陡峭”(向上或向下)；反之，函数的图象就“平缓”一些．1．函数y＝x3＋x的单调递增区间为()A．(0，＋∞) B．(－∞，1)C．(1，＋∞) D．(－∞，＋∞)D[y′＝3x2＋1>0，故选D．]2．函数f(x)＝2x－sin x在(－∞，＋∞)上()A．增函数B．减函数C．先增后减D．先减后增A[∵f(x)＝2x－sin x，∴f′(x)＝2－cos x>0，∴f(x)在R上是增函数．]3．若函数f(x)的导数f′(x)＝x(x－2)，则f(x)在区间________上单调递减．[0,2][∵f′(x)＝x(x－2)，由f′(x)≤0得，0≤x≤2，∴f(x)在[0,2]上单调递减．]导数与函数图象的关系y＝f(x)的图象可能是()(2)已知函数y＝f(x)的图象如图所示，则函数y＝f′(x)的图象可能是图中的()(1)D(2)C[(1)由f′(x)>0(f′(x)<0)的分界点判断原函数在此分界点两侧的图象的上升和下降趋势．由已知可得x的取值范围和f′(x)的正、负，f(x)的增减变化情况如下表所示：x (－∞，0)(0,2)(2，＋∞)f′(x)＋－＋f(x)↗↘↗由表可知f(x)在(－∞，0)内递增，在(0,2)内递减，在(2，＋∞)内递增，满足条件的只有D，故选D．(2)由函数y＝f(x)的图象的增减变化趋势判断函数y＝f′(x)的正、负情况如下表：x (－1，b)(b，a)(a,1)f(x)↘↗↘f ′(x )－＋－由表可知函数y ＝f ′(x )的图象，当x ∈(－1，b )时，函数图象在x 轴下方；当x ∈(b ，a )时，函数图象在x 轴上方；当x ∈(a,1)时，函数图象在x 轴下方．故选C ．]对于原函数图象，要看其在哪个区间内单调递增，则在此区间内导数值大于零.在哪个区间内单调递减，则在此区间内导数值小于零.根据导数值的正负可判定导函数图象.[跟进训练]1．函数y ＝f (x )在定义域⎝ ⎛⎭⎪⎫－32，3内可导，其图象如图所示，记y ＝f (x )的导函数为y ＝f ′(x )，则不等式f ′(x )<0的解集为__________．⎝ ⎛⎭⎪⎫－13，1∪(2,3)[根据导数和图象单调性的关系知当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－13，1∪(2,3)时f ′(x )<0.]利用导数求函数的单调区间(1)f (x )＝3x 2－ln x ；(2)f (x )＝－13ax 3＋x 2＋1(a ≤0)． [思路点拨]求定义域―→求导数―→ 解不等式f ′(x )<0或f ′(x )>0―→写单调区间 [解](1)函数的定义域为(0，＋∞)，f ′(x )＝6x －1x ＝6x 2－1x ，令f ′(x )>0，则6x 2－1x >0.又x >0，则6x 2－1>0，解得x >66.所以函数的单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫66，＋∞.令f ′(x )<0，则6x 2－1x <0，解得0<x <66，所以函数的单调减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0，66.(2)因为f ′(x )＝－ax 2＋2x (a ≤0)，当a ＝0时，f ′(x )＝2x ，函数在(－∞，0)上是递减的，在(0，＋∞)上是递增的，当a <0时，令f ′(x )>0，则－ax 2＋2x >0，解得x >0或x <2a ，所以函数的单调增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，2a ，(0，＋∞)．令f ′(x )<0，则－ax 2＋2x <0，解得2a <x <0，所以函数的单调减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫2a ，0.综上，当a ＝0时，函数在(－∞，0)上是递减的，在(0，＋∞)上是递增的；当a <0时，函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，2a 和(0，＋∞)上是递增的，在⎝ ⎛⎭⎪⎫2a ，0上是递减的．利用导数求函数f (x )的单调区间的一般步骤 (1)确定函数f (x )的定义域； (2)求导数f ′(x )；(3)在函数f (x )的定义域内解不等式f ′(x )>0和f ′(x )<0； (4)根据(3)的结果确定函数f (x )的单调区间.提醒：如果一个函数具有相同单调性的单调区间不止一个，那么这些单调区间不能用“∪”连接，而只能用“逗号”或“和”字隔开.[跟进训练]2．求下列函数的单调区间：(1)f(x)＝ln x x；(2)f(x)＝xx2＋4；(3)f(x)＝e x－x.[解](1)函数定义域为(0，＋∞)，f′(x)＝1－ln xx2.令f′(x)>0，即1－ln x>0，解得0<x<e；令f′(x)<0，即1－ln x<0，解得x>e.所以函数的单调递增区间是(0，e)，递减区间是(e，＋∞)．(2)函数定义域为R，f′(x)＝(x)′·(x2＋4)－x·(x2＋4)′(x2＋4)2＝4－x2(x2＋4)2.令f′(x)>0，即4－x2>0，解得－2<x<2；令f′(x)<0，即4－x2<0，解得x<－2或x>2；所以函数的单调递增区间是(－2,2)，递减区间是(－∞，－2)和(2，＋∞)．(3)函数定义域为R，f′(x)＝e x－1.令f′(x)>0，即e x－1>0，解得x>0；令f′(x)<0，即e x－1<0，解得x<0；所以函数的单调递增区间是(0，＋∞)，递减区间是(－∞，0)．已知函数的单调性求参数的取值范围1．在区间(a，b)内，若f′(x)＞0，则f(x)在此区间上单调递增，反之也成立吗？提示：不一定成立．比如y＝x3在R上为增函数，但其在x＝0处的导数等于零．也就是说f′(x)＞0是y＝f(x)在某个区间上递增的充分条件．2．一般地，在区间(a ，b )内函数的单调性与导数有什么关系？提示：【例3】 (1)若f (x )在区间(1，＋∞)内为增函数，求a 的取值范围； (2)若f (x )的递减区间为(－1,1)，求a 的取值范围； (3)若f (x )在区间(－1,1)上不单调，求a 的取值范围．[解](1)因为f ′(x )＝3x 2－a ，且f (x )在区间(1，＋∞)上为增函数，所以f ′(x )≥0在(1，＋∞)上恒成立，即3x 2－a ≥0在(1，＋∞)上恒成立，所以a ≤3x 2在(1，＋∞)上恒成立，即a ≤3. (2)f ′(x )＝3x 2－a .①当a ≤0时，f ′(x )≥0，无减区间，不满足条件． ②当a >0时，令3x 2－a ＝0，得x ＝±3a3；当－3a 3<x <3a3时，f ′(x )<0.因此f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫－3a 3，3a 3上为减函数．所以3a3＝1，即a ＝3，综上a 的取值范围为{a |a ＝3}． (3)f ′(x )＝3x 2－a ，当a ≤0时，－a ≥0，f ′(x )≥0恒成立，满足在区间(－1,1)上是递增的，不符合题意，舍去；当a>0时，由f′(x)＝0，得x＝±3a3(a>0)．因为f(x)在区间(－1,1)上不单调，所以0<3a3<1，即0<a<3.综上a的取值范围为(0,3)．1．利用导数法解决取值范围问题的两个基本思路(1)将问题转化为不等式在某区间上的恒成立问题，即f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立，利用分离参数或函数性质求解参数范围，然后检验参数取“＝”时是否满足题意．(2)先令f′(x)>0(或f′(x)<0)，求出参数的取值范围后，再验证参数取“＝”时f(x)是否满足题意．2．恒成立问题的重要思路(1)m≥f(x)恒成立⇒m≥f(x)max.(2)m≤f(x)恒成立⇒m≤f(x)min.[跟进训练]3．已知向量a＝(x2，x＋1)，b＝(1－x，t)，若函数f(x)＝a·b在区间(－1,1)上是增加的，求t的取值范围．[解]由题意得f(x)＝x2(1－x)＋t(x＋1)＝－x3＋x2＋tx＋t，∴f′(x)＝－3x2＋2x＋t.若f(x)在(－1,1)上是增加的，则在(－1,1)上f′(x)≥0恒成立．即t≥3x2－2x在区间(－1,1)上恒成立．考虑函数g (x )＝3x 2－2x ＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫x －132－13，x ∈(－1,1)显然g (x )<g (－1)，故t ≥3x 2－2x 在区间(－1,1)上恒成立⇔t ≥g (－1)，即t ≥5.而当t ≥5时，f ′(x )在(－1,1)上满足f ′(x )>0，即f (x )在(－1,1)上是增加的．故t 的取值范围是[5，＋∞).1．导数的符号反映了函数在某个区间上的单调性，导数绝对值的大小反映了函数在某个区间或某点附近变化的快慢程度．2．在利用导数讨论函数的单调性时，首先要确定函数的定义域，在定义域内，通过讨论导数的符号，来判断函数的单调性．3．如果一个函数具有相同单调性的单调区间不止一个，那么这些单调区间中间不能用“∪”连接，可用“，”隔开或用“和”连接．特别提醒：(1)在对函数划分单调区间时，除了注意使导数等于零的点，还要注意在定义域内不连续的点和不可导的点．(2)当不等式f ′(x )>0或f ′(x )<0不易求解时，可通过列表的方法求函数f (x )的单调区间．(3)区间的端点可以属于单调区间，也可以不属于单调区间，对结论没有影响． 1．判断正误(1)“在区间I 上，f ′(x )<0”是“f (x )在I 上单调递减”的充分不必要条件． ( )(2)若函数f (x )在(a ，b )上单调递增，则f (x )在(a ，b )上各点处的切线的倾斜角都是锐角．( )(3)单调递增函数的导函数也是单调递增函数．( ) (4)如果函数f (x )在(a ，b )上变化得越快，其导数就越大． ( )[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)× 2．函数f (x )＝x ＋ln x 在(0,6)上是( ) A ．增函数 B ．减函数C ．在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1e 上是减函数，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ，6上是增函数D ．在⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1e 上是增函数，在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ，6上是减函数 A [∵f (x )＝x ＋ln x 的定义域为(0，＋∞)，又f ′(x )＝1＋1x >0，∴f (x )在(0,6)上是增函数．]3．在R 上可导的函数f (x )的图象如图所示，则关于x 的不等式x ·f ′(x )<0的解集为( )A ．(－∞，－1)∪(0,1)B ．(－1,0)∪(1，＋∞)C ．(－2，－1)∪(1,2)D ．(－∞，－2)∪(2，＋∞) A [当x >0时，f ′(x )<0，此时0<x <1，当x <0时，f ′(x )>0，此时x <－1，因此xf ′(x )<0的解集为(－∞，－1)∪(0,1)．]4．若函数f (x )＝ax 3－x 2＋x －5在(－∞，＋∞)上是增函数，求实数a 的取值范围．[解]因为f ′(x )＝3ax 2－2x ＋1，由题意可知f (x )在R 上是增加的，所以f ′(x )≥0对x ∈R 恒成立，即3ax 2－2x ＋1≥0在R 上恒成立．所以⎩⎪⎨⎪⎧a >0，Δ＝4－12a ≤0，解得a ≥13.当a ＝13时，f ′(x )＝x 2－2x ＋1＝0，有且只有f ′(1)＝0. 所以实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫13，＋∞.。

第一章 1.3 1.3.1 函数的单调性与导数

解析:令f'(x)=x(x-2)<0,解得0<x<2,所以f(x)在区间(0,2)内单调递减.
答案:(0,2)
-3-
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【做一做 1-2】
下列区间中,函数
f(x)
=
1+ln ��
��
在其上是单调递增
的是 ( )
A.(0,1) C.(1,e)
B.(0,e)
的左端点的值代入f(x),检验其值为零(或为正),即证得f(a)≥0;若 f'(x)<0,说明f(x)在区间(a,b)内是减函数,只需将所给的区间的右端点的值代入f(x),检验其值为零(或为正),即证得f(b)≥0.
例如:求证:当x>0时,ex>x+1. 证明:令f(x)=ex-(x+1),则f'(x)=ex-1. 因为x>0,所以f'(x)>0,即函数f(x)在(0,+∞)内单调递增,所以 f(x)>f(0)=0,故ex>x+1.
试画出函数y=f(x)的大致图象.
分析:根据函数y=f(x)在某个区间上导数f'(x)的符号,可以得到函
数y=f(x)的单调性,即函数y=f(x)图象的“上升下降”趋势,从而画出函
数y=f(x)的大致图象.
-12-
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题型二
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解:由①②③可知函数 y=f(x)在区间(-∞,-1)和
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2.一般地,如果一个函数在某一范围内导数的绝对值较大,那么函数在这个范围内变化得快,这时,函数的图象就比较“陡峭”(向上或向下);反之,函数的图象就“平缓”一些.

函数的单调性与导数

x f′(x)＝ a ln a
(a>0)
f′(x)＝ ex
1 f′(x)＝ xln a (a>0 且 a≠1) 1 f′(x)＝ x
探究点一函数的单调性与导函数正负的关系问题 1 观察高台跳水运动员的高度 h 随时间 t 变化的函数 h(t)＝－4.9t2＋6.5t＋10 的图象，及 h′(t)＝－9.8t＋6.5 的图象，思考运动员从起跳到最高点，从最高点到入水的运动状态有什么区别.
3.3.1
小结一般地，函数的单调性与其导函数的正负有如下关系：
在某个区间(a，b)内，如果 f′(x)>0，那么函数 y＝f(x)在这个区间内单调递增；如果 f′(x)<0，那么函数 y＝f(x)在这个区间内单调递减.
问题 3
若恒有 f′(x) ＝0,则函数 f(x)有什么特性？
答函数 f(x)是常函数，不具有单调性
(3) f ( x) sin x x, x (0, );
(4) f ( x) 2 x3 3x2 24 x 1.
3.3.1 例 2 求函数 f(x)＝3x2－2ln x 的单调区间： 3 3 ∴f(x)的单调递增区间为( ，＋∞)，单调递减区间为(0， ). 3 3
3.3.1
(2，＋∞) ，减区间为 4.(1) 函数 y ＝ x2 － 4x ＋ a 的增区间为 _________ (－∞，2) __________.
解析 y′＝2x－4，令 y′>0，得 x>2；令 y′<0，得 x<2，
所以 y＝x2－4x＋a 的增区间为(2，＋∞)，
减区间为(－∞，2).
3.3.1
随堂检测
1.函数 f(x)＝x＋ln x 在(0,6)上是 A.单调增函数 B.单调减函数 1 1 C.在0，上是减函数，在，6 上是增函数 e e 1 1 D.在0，上是增函数，在，6 上是减函数 e e 1 解析 ∵f′(x)＝1＋ >0， x ∴函数在(0,6)上单调递增. ( A )

【数学】3.3.1《函数的单调性和导数》教案(新人教A版选修1-1)

§3.3.1函数的单调性与导数【成功细节】严俏华谈导数的计算的方法本节主要是用函数的导数研究函数的单调性，学习过程中要深刻理解相关的结论以及方法，要学好本节内容，我认为应注意以下几个细节入手：（1）函数在某点处的单调性与该点处的切线的斜率（即函数在该点处的导数值）的符号相关；若导数值大于零，则函数在此处为增函数；（2）若函数在某个闭区间上的导数值恒为零，则该函数为常数函数；（3）在求函数的单调区间时，可直接解关于导数的不等式；（4）深刻理解函数的单调性与函数的导数之间的关系，包括连个方面：导数的符号说明函数的单调性，某区间内，导数值为正，则函数为增函数；导数绝对值得大小反映了函数图象的变化速度，绝对值越大，函数图象越陡峭。

如这个题主要考查导数的基本运算以及应用导数解决函数的单调性，是一个简单题，可直接求解即可.1()ln ln 1f x x x x x'=+⨯=+，令()0f x '>可解得1x e>，所以函数的单调递增区间是1(,)e +∞.【高效预习】（核心栏目）“要养成学生阅读书籍的习惯就非教他们预习不可”。

——叶圣陶【精读·细化】1.用10分钟的时间阅读教材89～91页, 函数的单调性与导函数正负之间有怎样关系？某个区间内函数的平均变化率的几何意义与导数之间的联系呢？如果在某个区间恒有()f x '=0，那么函数有什么特征？细节提示:把握住单调性定义中y 的变化量与x 的变化量的比值与导数的定义之间的关系。

【提升·解决】1.在某个开区间内，导数值大于零，则函数在这个区间内单调递增，导数值小于零，则函数在这个区间内单调递减；若函数在某个区间内恒有导数值等于零，则函数为常数函数.【关注·思考】2.阅读课本92～93页，理解函数变化的快慢程度与函数导数值的绝对值的大小之间的关系.细节提示:函数图象，不仅体现函数的增减，还可以体现函数值变化的快慢.【提炼·发现】2.函数导数的绝对值较大，则函数在这个范围内变化得快，函数的图象就比较“陡峭”，反之就“平缓”一些.（2007年广东文12）函数()ln (0)f x x x x =>的单调递增区间是＿＿＿＿． 2007年广东省文科状元严俏华【学习细节】（核心栏目）A ．基础知识导数的应用知识点1 函数的单调性与导数之间的关系【情景引入】函数是客观描述世界变化规律的重要数学模型，研究函数时，了解函数的增与减、增减的快与慢以及函数的最大值或最小值等性质是非常重要的．通过研究函数的这些性质，我们可以对数量的变化规律有一个基本的了解．函数的单调性与函数的导数一样都是反映函数变化情况的，那么函数的单调性与函数的导数是否有着某种内在的联系吗?【思考】如图（1），它表示跳水运动中高度h 随时间t 变化的函数2() 4.9 6.510h t t t =-++的图像，图（2）表示高台跳水运动员的速度v 随时间t 变化的函数'()()9.86.5v t h t t ==-+的图像．运动员从起跳到最高点，以及从最高点到入水这两段时间的运动状态有什么区别？【引导】随着时间的变化，运动员离水面的【探究】通过观察图像，我们可以发现：（1）运动员从起点到最高点，离水面的高度h 随时间t 的增加而增加，即()h t 是增函数．相应地，'()()0v t h t =>．（2）从最高点到入水，运动员离水面的高度h 随时间t 的增加而减少，即()h t 是减函数．相应地，'()()0v t h t =<．【思考】导数的几何意义是函数在该点处的切线的斜率，函数图象上每个点处的切线的斜率都是变化的，那么函数的单调性与导数有什么关系呢？【引导】可先分析函数的单调性与导数的符号之间的关系.【探究】函数的单调性可简单的认为是:若2121()()f f x x xx-->0则函数f(x)为增函数.可把2121()()f f x x x x--看作y x∆∆=2121()()f f x x x x--.说明函数的变化率可以反映函数的单调性.即函数的导数与函数的单调性有着密切的联系.观察下面函数的图象，探讨函数的单调性与其导数正负的关系．（1）函数y x =的定义域为R ，并且在定义域上是增函数，其导数10y '=>；（2）函数2y x =的定义域为R ，在(,0)-∞上单调递减，在(0,)+∞上单调递增；而2()2y x x ''==，当0x <时，0y '<；当0x >时，0y '>；当0x =时，0y '=。

函数的单调性与导数的关系

详细描述
例如，函数$f(x) = x^2$在区间$(-infty, 0)$上是单调递减的，而在区间$(0, +infty)$上是单调递增的。
导数与单调性实例
总结词
通过导数判断函数的单调性
详细描述
如果一个函数在某区间的导数大于0，则该函数在此区间单调递增；如果导数小于0，则函数单调递减。例如，对于函数$f(x) = x^3$，其导数$f'(x) = 3x^2$在所有实数范围内都大于0，因此$f(x) = x^3$在全实数范围内都是单调递增的。
感谢您的观看
表示函数在该区间内单调递减。
表示函数在该区间内单调递增。
导数大于零
导数小于零
导数等于零
导数在判断单调性中的应用
导数测试法
通过计算函数在某一点的导数值，判断函数在该点附近的单调性。
导数符号法
通过判断导数符号的正负，确定函数的增减性。
导数切线法
通过观察函数图像在某点的切线斜率，判断函数在该点附近的单调性。
单调性与函数值的变化
单调性决定ห้องสมุดไป่ตู้函数值的变化趋势
增函数意味着函数值随自变量的增加而增加，减函数则表示函数值随自变量的增加而减小。
单调性对于函数的极值和最值问题有重要影响
单调性可以帮助确定函数的极值点，进而求得最值。
02 导数的概念与性质
导数的定义
总结词
导数描述了函数在某一点处的切线斜率，是函数值随自变量变化的速率。
减函数
对于函数$f(x)$，如果在其定义域内任意两点$x_1$和$x_2$（$x_1 < x_2$）上，都有$f(x_1) > f(x_2)$，则称$f(x)$为减函数。

导数与函数的单调性、极值、最值

因为－e2<－1e，所以 a＝－e2 为所求．故实数 a 的值为－e2.
[变式训练] (2017·北京卷)已知函数 f(x)＝excos x－x. (1)求曲线 y＝f(x)在点(0，f(0))处的切线方程； (2)求函数 f(x)在区间0，π2上的最大值和最小值．
解：(1)因为 f(x)＝excos x－x，所以 f(0)＝1， f′(x)＝ex(cos x－sin x)－1，所以 f′(0)＝0，所以 y＝f(x)在(0，f(0))处的切线方程为 y＝1. (2)f′(x)＝ex(cos x－sin x)－1，令 g(x)＝f′(x)，
考点 2 利用导数求函数的最值(讲练互动) 【例】 (2019·广东五校联考)已知函数 f(x)＝ax＋ln x，其中 a 为常数． (1)当 a＝－1 时，求 f(x)的最大值； (2)若 f(x)在区间(0，e]上的最大值为－3，求 a 的值．解：(1)易知 f(x)的定义域为(0，＋∞)，当 a＝－1 时，f(x)＝－x＋ln x，f′(x)＝－1＋1x＝1－x x，令 f′(x)＝0，得 x＝1. 当 0<x<1 时，f′(x)>0；当 x>1 时，f′(x)<0.
由题设知 f′(1)＝0，即(1－a)e＝0，解得 a＝1. 此时 f(1)＝3e≠0. 所以 a 的值为 1. (2)f′(x)＝[ax2－(2a＋1)x＋2]ex ＝(ax－1)(x－2)ex. 若 a>12，则当 x∈(1a，2)时，f′(x)<0；当 x∈(2，＋∞)时，f′(x)>0.
②当 a>0 时，令 f′(x)＝0，得 ex＝a，即 x＝ln a，当 x∈(－∞，ln a)时，f′(x)<0；
当 x∈(ln a，＋∞)时，f′(x)>0，所以 f(x)在(－∞，ln a)上单调递减，在(ln a，＋∞) 上单调递增，故 f(x)在 x＝ln a 处取得极小值且极小值为 f(ln a)＝ln a，无极大值．综上，当 a≤0 时，函数 f(x)无极值；当 a>0 时，f(x)在 x＝ln a 处取得极小值 ln a，无极大值．

导数与函数单调性的关系

导数与函数单调性的关系
一、利用导数判断函数的单调性
函数 y＝f(x)在某个区间内可导，则 (1)若 f′(x)>0，则 f(x)在这个区间内单调递增． (2)若 f′(x)<0，则 f(x)在这个区间内单调递减． (3)若 f′(x)＝0，则 f(x)在这个区间内是常数函数．
例1、已知函数f(x)=x-kln x，常数k>0. (1)若x=1是函数f(x)的一个极值点，求f(x)的单调区间； (2)若函数g(x)=xf(x)在区间(1,2)上是增函数，求k的取值范围.
值点,f'(1)=0⇒k=1,经检验k=1为所求,∴f'(x)=1- 1 .令f'(x)>0⇒x∈(1,+
x
∞),再令f'(x)<0⇒x∈(0,1),∴函数f(x)的单调递增区间是(1,+∞),单调递减区间是(0,1).
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(2)∵函数g(x)=xf(x)在区间(1,2)上是增函数,∴g'(x)=2x-k(1+ln x)≥0
三、解答题
17.已知函数f(x)=x-kln x,常数k>0. (1)若x=1是函数f(x)的一个极值点,求f(x)的单调区间;
(2)若函数g(x)=xf(x)在区间(1,2)上是增函数,求k的取值范围.
【解析】(1)定义域为(0,+∞),f'(x)=1- k ,因为x=1是函数f(x)的一个极
x
变式训练 2、(2014·兰州模拟)已知函数 f(x)＝－x2＋ax－ln x(a∈R)． (1)当 a＝3 时，求函数 f(x)在21，2上的最大值和最小值； (2)当函数 f(x)在21，2上单调时，求 a 的取值范围．

高中数学选修1课件1-3.3.1函数的单调性与导数

解析：方法一：f′(x)＝x2－ax＋a－1，由 f′(x)＝0 得 x＝1 或 x＝a－1.
当 a－1≤1，即 a≤2 时，对于任意的 x∈(1，＋∞)，f′(x)＞0，即函数 f(x)在[1，＋∞)上单调递增，不符合题意；当 a－1＞1，即 a＞2 时，函数 f(x)在(－∞，1]和[a－1，＋∞) 上单调递增，在[1，a－1]上单调递减，依题意[1,4]⊆[1，a－1]且[6，＋∞)⊆[a－1，＋∞)，从而 4≤a －1≤6，故 5≤a≤7. 综上，实数 a 的取值范围为[5,7]．
(3)要特别注意函数的定义域．
跟踪训练 2 求下列函数的单调区间． (1)y＝(1－x)ex； (2)y＝x3－2x2＋x；
(3)y＝12x＋sin x，x∈(0，π)．
解析：(1)∵y＝(1－x)ex， ∴y′＝－xex，∴y′＞0 时 x＜0，y′＜0 时 x＞0， ∴函数 y＝(1－x)ex 的增区间为(－∞，0)，减区间为(0，＋∞)． (2)∵y＝x3－2x2＋x，∴y′＝3x2－4x＋1，x∈R， ①令 3x2－4x＋1＞0，得 x＞1 或 x＜13. ②令 3x2－4x＋1＜0，得13＜x＜1.
状元随笔
如图，函数 y＝f(x)的图象在(0，a)内“陡峭”，在(a，＋∞)内 “平缓”．
说明：通过函数图象，不仅可以看出函数的增减，还可以看出函数增减的快慢．从导数的角度研究了函数的单调性及增减快慢后，我们就能根据函数图象大致画出导函数的图象，反之也可行．
[小试身手]
1．已知函数 f(x)＝x3－3x2－9x，则函数 f(x)的单调递增区间是
状元随笔先求导数，再利用二次函数知识求 a.
3．函数 f(x)＝2x－sin x 在(－∞，＋∞)上( ) A．是增函数 B．是减函数 C．有最大值 D．有最小值

导数与单调性

2）求出函数 f(x)的导数 f′(x)；
3）解 f′(x)＞0，在定义域内解不等式，求得 x 的相应区间为 f(x)的单调递增区间；
4）解 f′(x)＜0，在函数定义域内解不等式，求得 x 的相应区间为 f(x)的单调递减区间．
1 1 所以 f(x)的增区间是( ，＋∞)；减区间为(0， )． 2 2
例1
求下列函数的单调区间． (2)f(x)＝2x－lnx；
(1)f(x)＝x3－3x＋1；
ax (3)f(x)＝ 2(a≠0)(－1＜x＜1)． 1－x
a1－x2－ax－2x a· 1＋x2 (3)解：f′(x)＝＝ 2 2 2 2， 1－x 1－x
单调减区间（a, b)
如果 f′(x)＝0 恒成立，那么 f(x)在这个区间内是常函数 ________．
无单调区间
例：设函数 f(x)在定义域内可导，y＝f(x)的图像如下左图所示，则导函数 f′(x)是函数 f(x)的导函数，y＝f′(x)的图像如图所示，则 y＝f(x)的图像最有可能的是(
2 x ＋1 2 2 2 ∵x∈(－1,1)，∴(1－x ) ＞0，x ＋1＞0. ∴ 2 2＞0. 1－x
∴当 a＞0 时，f′(x)＞0；当 a＜0 时，f′(x)＜0. ∴当 a＞0 时，f(x)增区间为(－1,1)；当 a＜0 时，f(x)减区间为(－1,1)．
总结：
利用导数求函数的单调区间和判断函数单调性的基本步骤： 1）确定函数 f(x)的定义域；
例1
求下列函数的单调区间． (2)f(x)＝2x－lnx；
(1)f(x)＝x3－3x＋1；
ax (3)f(x)＝ 2(a≠0)(－1＜x＜1)． 1－x
(2)解：由 x>0，得函数定义域为(0，＋∞)． 1 f′(x)＝2－x. 1 1 1 1 由 2－x>0 解得 x> ；由 2－x<0，得 0<x<2. 2