利用导数求参数范围举例
利用导数求参数范围举例
利用导数求参数范围举例例1.已知时都取得极值与在132)(23=-=+++=x x c bx ax x x f (1) 求a、b的值及函数)(x f 的单调区间.(2) 若对2)(],2,1[c x f x <-∈不等式恒成立,求c的取值范围. 解:(1)2,21-=-=b a 2122)2(]2,1[)(,2)2(,21)1(23)1(,2722)32(132023,23)().2(222'>-<+>+=-+=+=-+-=+=-=-==----=c c c ,c c f x f c f c f cf c f x x x x x x x f 或解得从而上的最大值为在所以且或得由例2.已知函数1,13)(23=-=-+=x x x bx ax x f 在处取得极值 (1) 求函数)(x f 的解析式.(2) 若过点)2)(,1(-≠m m A 可作曲线y=)(x f 的三条切线,求实数m 的取值范围. 解:(1)求得x x x f 3)(3-=(2)设切点为33)(),3,(2'0300-=-x x f x x x M 因为200'20300020300200302066)(332)(,0332)1)(33(3),1)(33(x x x g m x x x g x A m x x x x m x x M x x m y -=++-=**=++---=----=-则设有三个不同的实数根的方程所以关于可作曲线的三条切线因为过点即所以又切线过点所以切线方程为)2,3(230)1(0)0(1,0)(,)1,0(,),1(),0,()(100)(00000000'---<<-⎩⎨⎧<>*==+∞-∞===的取值范围是所求的实数解得条件是有三个不同实根的充要的方程所以关于的极值点为故函数上单调递减在上单调递增在所以或得由m m g g x x x x g x g x x x g 例3.已知,)(2c x x f +=且)1()]([2+=x f x f f 。
导数的应用——利用单调性求参数的取值范围
导数的应用——利用单调性求参数的取值范围在解题中,我们首先要确定参数的取值范围是有限的,也就是参数不能无限制地取值。
然后我们利用导数的单调性来排除一些不符合要求的取值范围,从而找到参数的合理取值范围。
为了更好地理解这个方法,我们来看一个具体的例子:问题:已知函数f(x) = ax^2 + bx + c,其中a > 0。
如果函数f(x)在定义域内是递增函数,求参数b的取值范围。
解答:首先,我们要明确函数f(x)是递增函数的定义:对于任意的x1<x2,有f(x1)<f(x2)。
我们可以通过求函数f(x)的导函数f'(x)来判断函数f(x)的单调性。
在本例中,函数f(x)的导函数为f'(x) = 2ax + b。
由于函数f(x)为递增函数,所以f'(x)应该大于0。
即对于任意的x,有f'(x)>0。
我们可以把f'(x) > 0看作是一个一次函数y = 2ax + b > 0的解。
这个一次函数的解为x < -b/2a。
也就是说,对于任意的x<-b/2a,有f'(x)>0。
这样一来,我们就可以得出结论,函数f(x)在x<-b/2a的区间上是递增函数。
但是我们并不能马上就得出参数b的取值范围是x<-b/2a。
因为函数f(x)的定义域可能不包含这个区间。
为了求出参数b的取值范围,我们需要进一步考虑函数f(x)的定义域。
对于函数f(x) = ax^2 + bx + c来说,它的定义域是所有实数集合R。
因此,对于任意实数x,函数f(x)都有定义。
由于我们已经确定了函数f(x)在x<-b/2a的区间上是递增函数,所以我们只需要确定使得这个区间包含在定义域内的参数b的取值范围即可。
如果我们假设b/2a为一个实数k,那么我们可以得出-x>k。
即对于任意的x>-k,函数f(x)是递增的。
然而,x的取值范围是所有实数,所以我们可以把任意实数k当作是b/2a。
例说高考题中的利用导数求参数范围
例说高考题中的利用导数求参数范围导数,作为解决与高次函数有关问题的一种工具,有着无可比拟的优越性。
一 与二次函数的性质、单调性、不等式等相联系 求解策略:利用“要使a x f >)(成立,只需使函数的最小值a x f >min)(恒成立即可;要使a x f <)(成立,只需使函数的最大值a x f <max)(恒成立即可”.这也是近两年高考考查和应用最多的一种.例1(05湖北理)已知向量a =(2x ,1+x ),a =(x -1,t ),若b a x f ∙=)(在区间(-1,1)上是增函数,求t 的取值范围.解析:由向量的数量积定义,)(x f =2x (x -1)+(1+x )t =3x-+2x +tx +t∴)(x f '=23x -+x 2+t .若)(x f 在区间(-1,1)上是增函数,则有)(x f '≥0⇔t ≥23x -x 2在 (-1,1)上恒成立.若令)(x g =23x -x 2=-3(31-x )2-31在区间[-1,1]上,max)(x g =)1(-g =5,故在区间(-1,1)上使t ≥)(x g 恒成立,只需t ≥)1(-g 即可,即t ≥5.即t 的取值范围是[5,∞).点评:本题除了用导数反映单调性,还借助了二次函数的性质求出最值,且要注意边界值的取舍。
例2使不等式4x -22x >a -2对任意的实数x 都成立,求实数a 的取值范围. 解析:注意到不等式的次数较高,应想到构造函数,求导.令)(x f =4x -22x ,则如果原不等式对任意的实数x 都成立等价于m in)(x f >a -2.又)(x f '=34x -x 4=42x (1-x ),令)(x f '=0,解得,x =0或x =1.)(x f '的符号及)(x f 的单调性如下:因为)(x f 在R 上的极值只有一个,故此极小值即为最小值,即m in)(x f =)1(f = -1,∴m in)(x f = -1>a -2,即a >3.点评:本题是利用导数求得函数的最值,进而求出参数范围的。
例说高考题中的使用导数求参数范围
∴在[ln(3a), ln(4a)]上,
(x)
max
=
(ln(4a))
故原不等式成立,当且仅当
=
12a ln(
5
)
min
,
(ln(4a))
g
(
x)
ex a ex a
<
min
m
8a = g (ln(3a)) = ln( ) ,
<
g
点评:问题(2)涉及的式子看似复杂,难以下手,一旦使不等式问题函数化,问题就变得 简单多了。再借用导数判断出新函数的单调性,即可求出在给定区间的最值,问题即迎刃 而解。 二 与极值点的个数有关
∴ f (x) = 3x2 + 2x +t .
若 f ( x) 在区间(-1,1)上是增函数,则有 f ( x) ≥0
t ≥ 3x2 - 2x 在 (-1,1)上恒成立.
若令 g ( x) = 3x2 - 2x =-3( x 1 ) 2 - 1
33
在区间[-1,1]上, g ( x) = g (1) =5,故在区间(-1,1)上使 t ≥ g ( x) 恒成立,
例说高考题中的利用导数求参数范围
河北 高亚平
导数,作为解决与高次函数有关问题的一种工具,有着无可比拟的优越性。也越来越 受到高考命题专家的“青睐”。其中,利用导数求参数的取值范围,更是成为近年来高考的 热点。在 04 年高考中,湖北、辽宁等地考查了这点;在 05 年的高考中,湖北、辽宁、湖 南、山东、重庆、天津等地更着重考查了这一点,甚至很多都安排在倒数第一、二题的位 置上!
2
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② 若 a >1,则 g ( x) 在(- 1 ,0)上为增函数,须使 g ( x) = 3x 2 a >0 在(- 1 ,0)上恒成立,
利用导数求含参数的函数单调区间的分类讨论归类
利用导数求含参数的函数单调区间的分类讨论归类一、根据判别式 △=b ²-4ac 讨论↵例1.已知函数. f(x)=x ³+ax ²+x+1(a∈R),求f(x)的单调区间.解: f ′(x )=3x²+2ax +1,判别式△=b ²-4ac=4(a ²-3),(1)当 a >√3或 a <−√3时,则在 (−∞,−a−√a 2−33)和 (−a+√a 2−33,+∞)上,f'(x)>0, f(x)是增函数;在 (−a−√a 2−33,−a+√a 2−33),f ′(x )<0,f(x)是减函数;(2)当 −√3<a <√3时,则对所有x∈R, f'(x)>0, f(x)是(-∞,+∞)上的增函数;↵二、根据判二次函数根的大小讨论↵例2:已知函数. f (x )=(x²+ax −3a²+3a )eˣ(a ∈R 且 a ≠23),求f(x)的单调区间. 解: f ′(x )=[x²+(a +2)x −2a²+4a ]⋅eˣ,f ′(x )=(0得x=-2a 或x=a-2↵(1)当 a >23时,则-2a<a-2,在(-∞,-2a)和(a-2,+∞)上, f'(x)>0, f(x)是增函数;在(-2a,a-2)上, f'(x)<0, f(x)是减函数;(2)当 a <23时,则a-2<-2a,在(-∞,a -2)和(-2a,+∞)上, f'(x)>0, f(x)是增函数;在(a-2,-2a)上, f'(x)<0, f(x)是减函数;题型归纳总结:求导后是二次函数的形式,如果根的大小不确定,应对根的大小讨论确定单调区间.练习2↵三、根据定义域的隐含条件讨论。
例3:已知函数f(x)=lnx-ax(a∈R),求f(x)的单调区间.解: f ′(x )=1x −a (x ⟩0), (1)当a≤0时, f ′(x )=1x −a >0,在(0,+∞)上,f'(x)>0, f(x)是增函数;(2)当a>0时,令 f ′(x )=1x −a =0,得 x =1a ,题型归纳总结:定义域有限制时,定义域与不等式解集的交集为分类标准讨论。
利用导数探求参数的取值范围
利用导数探求参数的取值范围
作者:沈波
来源:《试题与研究·教学论坛》2016年第13期
一、与曲线的切线有关
函数y=f(x)在点x=x0处的导数f′(x)就是相应曲线在点(x0,f(x0)处切线的斜率,即k=f′(x0),此类试题先求导数,然后转化为关于自变量x0的函数,通过求值域,从而得到切线斜率k的取值范围,而切线斜率又与其倾斜角有关,所以又会转化为求切斜角范围问题。
例1 已知点P在曲线y=ex+x上,α为曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围为_______。
思路分析:先求导函数f′(x)的值域,即切线斜率范围,而k=tanα(0
解析:由导数的几何意义,函数y=ex+x上任意一点P处切线的斜率等于改点的导函数值。
点评:第一问中要注意导函数中根与定义域的位置关系,并结合图象判断导函数的符号;第二问中需要正确理解全称量词和特称量词的含义,将其转化为f(x)max
综合上述四种类型,利用导数求解含参问题时,首先具备必要的基础知识(导数的几何意义、导数在单调性上的应用、函数的极值求法、最值求法等),其次要灵活掌握各种解题方法和运算技巧,比如参变分离法、分类讨论思想和数形结合思想等,涉及极值和最值问题时,一般情况下先求导函数,然后观察能否分解因式,若能则比较根的大小,并与定义域比较位置关系、分段考虑导函数符号,划分单调区间,判断函数大致图象;若不能分解因式,则考虑二次求导,研究函数是否具有单调性。
利用导数处理参数范围问题并不可怕,关键在于通过解题不断摸索解题思路,形成一种解题格式和套路。
(作者单位:江西省吉安县第二中学)。
利用导数求参数的取值范围方法归纳
利用导数求参数的取值范围一.已知函数单调性,求参数的取值范围类型1.参数放在函数表达式上例1. 设函数R a ax x a x x f ∈+++-=其中86)1(32)(23.的取值范围求上为增函数在若的值求常数处得极值在若a x f a x x f ,)0,()()2(.,3)()1(-∞=二.已知不等式在某区间上恒成立,求参数的取值范围类型1.参数放在不等式上例3.已知时都取得极值与在132)(23=-=+++=x x c bx ax x x f(1)求a、b的值及函数)(x f 的单调区间.(2)若对2)(],2,1[c x f x <-∈不等式恒成立,求c的取值范围. __________)(]2,1[,522)(.323的取值范围是则实数都有若对任意已知函数m m x f x x x x x f >-∈+--=类型2.参数放在区间上例4.已知三次函数d cx x ax x f ++-=235)(图象上点(1,8)处的切线经过点(3,0),并且)(x f 在x=3处有极值.(1)求)(x f 的解析式.(2)当),0(m x ∈时, )(x f >0恒成立,求实数m 的取值范围.分析:(1)935)(23++-=x x x x f ]3,0(),0(0)(]3,0(),0(0)(30)3()(,)(,0)()3,31(9)0()()(,0)()31,0(3,310)()3)(13(3103)().2(''21‘2'的取值范围为所以内恒成立在时当且仅当内不恒成立在时所以当所以单调递减时当所以单调递增时当得由m m x f m ,m x f m f x f x f x f x f x f ,x f x f x x x x f x x x x x f >∈>>=><∈=>>∈===--=+-=基础训练:.___________24.434的取值范围是则实数都成立对任意实数若不等式a ,x a x x -≥-三.知函数图象的交点情况,求参数的取值范围.例5.已知函数1,13)(23=-=-+=x x x bx ax x f 在处取得极值(1) 求函数)(x f 的解析式.(2) 若过点)2)(,1(-≠m m A 可作曲线y=)(x f 的三条切线,求实数m 的取值范围.略解(1)求得x x x f 3)(3-=(2)设切点为33)(),3,(2'0300-=-x x f x x x M 因为200'20300020300200302066)(332)(,0332)1)(33(3),1)(33(x x x g m x x x g x A m x x x x m x x Mx x m y -=++-=**=++---=----=-则设有三个不同的实数根的方程所以关于可作曲线的三条切线因为过点即所以又切线过点所以切线方程为)2,3(230)1(0)0(1,0)(,)1,0(,),1(),0,()(100)(00000000'---<<-⎩⎨⎧<>*==+∞-∞===的取值范围是所求的实数解得条件是有三个不同实根的充要的方程所以关于的极值点为故函数上单调递减在上单调递增在所以或得由m m g g x x x x g x g x x x g总结:从函数的极值符号及单调性来保证函数图象与x 轴交点个数.基础训练:轴仅有一个交点与曲线在什么范围内取值时当的极值求函数为实数设x x f y a x f ax x x x f a )(,)2()()1()(,.523=+--=变式2:若函数5)(23-+-=x x ax x f 在),(+∞-∞上单调递增,求a 的取值范围。
导数题中求参问题的常见解法
导数题中求参问题的常见解法方法一:函数最值法例一:设函数f(x)=e2x+ae x a∈R。
(1)当a=-4时,求f(x)的单调区间;(2)若对任意的x∈R,f(x)≥a2x 恒成立,求实数a的取值范围。
+2lnx 。
练习:设函数f(x)=1x(1)讨论函数f(x)的单调性。
(2)如果对所有x≥1 ,都有f(x)≤ax,求a的取值范围。
方法二:分离参数法例二:已知f(x)=ln x-x3+2e x2-ax,a∈R,其中e为自然对数的底数.(1)若f(x)在x=e处的切线的斜率为e2,求a;(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.练习:已知函数f(x)=e x−asinx−1 (a∈R)。
(1)若a=1,求f(x)在x=0处的切线方程;(2)若f(x)≥0对一切x∈[0,1]恒成立,求实数a的取值范围。
方法三:变换后构造新函数法(重点在变换)例三:已知函数f(x)=ax2−ax,g(x)=xlnx ,若f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的值。
练习:已知函数f(x)=alnx−2ax+1,对任意x≥1,f(x)≥−e x−1恒成立。
求实数a的取值范围。
(本题的重点在处理方法)方法四切线法例四:已知(1−x2)e x≤ax+1,对x≥0恒成立,求a的取值范围。
练习:1、已知函数f (x )=(x +1)lnx −a(x −1)。
(1) 当a=4时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程;(2) 若当x ∈(1,+∞)时,f(x)>0,求a 的取值范围。
2、若函数f (x )=lnx −e x −2mx +n ,f(x)≤0对任意x ∈(0,+∞)都成立,求n m 的最大值。
法五::不等式法例题五:已知函数f (x )=x (e 2x −a )−lnx ,若f(x)≥1在(0,+∞)上恒成立,则实数a 的取值范围是( )A 、 (−∞,e −1]B 、 (−∞,e −1)C 、 (−∞,2]D 、(−∞,2)解:因为f (x )≥1在(0,+∞)恒成立,所以a ≤xe 2x −lnx−1x 令h (x )=e lnx e 2x −lnx−1x =e lnx+2x −lnx−1x ≥lnx+2x+1−lnx−1x =2练习:1已知函数f (x )=axe x (a ∈R,e 为自然对数的底数),g (x )=lnx +kx +1(k ∈R).(1) 若k=-1,求函数g(x)的单调区间。
例说高考题中的利用导数求参数范围
例说高考题中的利用导数求参数范围导数,作为解决与高次函数有关问题的一种工具,有着无可比拟的优越性。
也越来越受到高考命题专家的“青睐”。
其中,利用导数求参数的取值范围,更是成为近年来高考的热点。
在04年高考中,湖北、辽宁等地考查了这点;在05年的高考中,湖北、辽宁、湖南、山东、重庆、天津等地更着重考查了这一点,甚至很多都安排在倒数第一、二题的位置上!现以04和05年的几道高考题为例,探讨一下用导数求参数范围的几种常见题型及求解策略。
一 与二次函数的性质、单调性、不等式等相联系 求解策略:利用“要使a x f >)(成立,只需使函数的最小值a x f >m in)(恒成立即可;要使a x f <)(成立,只需使函数的最大值a x f <m ax)(恒成立即可”.这也是近两年高考考查和应用最多的一种.例1(05湖北理)已知向量a =(2x ,1+x ),a =(x -1,t ),若b a x f ∙=)(在区间(-1,1)上是增函数,求t 的取值范围.解析:由向量的数量积定义,)(x f =2x (x -1)+(1+x)t =3x-+2x +tx +t∴)(x f '=23x -+x 2+t .若)(x f 在区间(-1,1)上是增函数,则有)(x f '≥0⇔t ≥23x -x 2在 (-1,1)上恒成立.若令)(x g =23x -x 2=-3(31-x )2-31在区间[-1,1]上,max)(x g =)1(-g =5,故在区间(-1,1)上使t ≥)(x g 恒成立,只需t ≥)1(-g 即可,即t ≥5.即t 的取值范围是[5,∞).点评:本题除了用导数反映单调性,还借助了二次函数的性质求出最值,且要注意边界值的取舍。
例2使不等式4x -22x >a -2对任意的实数x 都成立,求实数a 的取值范围. 解析:注意到不等式的次数较高,应想到构造函数,求导.令)(x f =4x -22x ,则如果原不等式对任意的实数x 都成立等价于min)(x f >a -2.又)(x f '=34x -x 4=42x (1-x ),令)(x f '=0,解得,x =0或x =1.)(x f '的符号及)(x f 的单调性如下:x(-∞,0) 0 (0,1) 1 (1,+∞) )(x f ' - 0 - 0 + )(x f↘无极值↘极小值↗因为)(x f 在R 上的极值只有一个,故此极小值即为最小值,即min)(x f =)1(f = -1,∴min)(x f = -1>a -2,即a >3.点评:本题是利用导数求得函数的最值,进而求出参数范围的。
利用导数求参数的取值范围
(3)∃x1∈[a , b] , ∃ x2∈[c , d] , 有 f(x1)≥g(x2) 成 立
⇔f(x)max≥g(x)min;
(4)∃x1∈[a , b] , ∀ x2∈[c , d] , 有 f(x1)≥g(x2) 成 立
⇔f(x)max≥g(x)max.
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归纳总结 ·思维升华
规律方法 极值点的个数,一般是使 f′(x)=0 方程根的个数, 一般情况下导函数若可以化成二次函数,我们可以利用判别式 研究,若不是,我们可以借助导函数的性质及图象研究.
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[微题型 2] 与逻辑联结词有关的求参数范围问题 【例 2-2】 (2014·湖北八市联考改编)定义在 R 上的函数 g(x) 及二次函数 h(x)满足: g(x)+2g(-x)=ex+e2x-9,h(-2)=h(0)=1 且 h(-3)=-2. (1)求 g(x)和 h(x)的解析式; (2)对于∀x1,x2∈[-1,1]均有 h(x1)+ax1+5≥g(x2)-x2g(x2)成 立,求 a 的取值范围.
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(2)设 φ(x)=h(x)+ax+5=-x2+(a-2)x+6,
F(x)=g(x)-xg(x)=ex-3-x(ex-3)=(1-x)ex+3x-3.
依题意知:当 x∈[-1,1]时,φ(x)min≥F(x)max. ∵F′(x)=-ex+(1-x)ex+3=-xex+3,易知 F′(x)在[-1,1]
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导数求参数范围方法
导数求参数范围方法
1. 分离参数法!哇塞,就比如函数 f(x)=x^2+ax+1 ,已知它在某个区间上恒大于零,这时候我们就可以把参数 a 分离出来单独研究呀,这样不就能快速求出参数范围啦!
2. 端点值分析法嘞!想想看,对于函数 f(x)=e^x-mx 在某个区间有解
的问题,难道我们不应该重视端点值的情况吗?这可是关键哦!
3. 构造函数法也超好用呀!假如有个问题说函数 f(x)和 g(x),要让它们满足某种关系时求参数,我们果断构造个新函数呀,就像在黑暗中找到了明灯!比如 f(x)=x^3+x,g(x)=mx+2,我们就可以通过构造来找思路呀!
4. 利用单调性来解决,哎呀呀,这就好比找到了通关密码!像函数
f(x)=lnx+ax 有单调性的情况,利用单调性来求参数范围不就容易多啦!
5. 极值点分析法别忘记呀!要是遇到函数 f(x)=ax^3+bx^2+cx+d 的极值问题,那极值点可太重要了,能让我们顺藤摸瓜找到参数范围呢!
6. 不等式法也不能小瞧哦!就好像生活中的小窍门一样,面对函数
f(x)≥g(x)恒成立求参数,用不等式法那简直妙不可言,比如f(x)=x^2+2x,g(x)=kx 这种情况呀!
7. 图像法简直是直观的利器呀!看着函数图像,就像看着地图找宝藏一样,一下子就能锁定参数范围啦!比如那个函数 f(。
利用导数求参数的取值范围方法归纳
利用导数求参数的取值范围一.已知函数单调性,求参数的取值范围类型1.参数放在函数表达式上例1. 设函数R a ax x a x x f ∈+++-=其中86)1(32)(23.的取值范围求上为增函数在若的值求常数处得极值在若a x f a x x f ,)0,()()2(.,3)()1(-∞=二.已知不等式在某区间上恒成立,求参数的取值范围类型1.参数放在不等式上例3.已知时都取得极值与在132)(23=-=+++=x x c bx ax x x f(1)求a、b的值及函数)(x f 的单调区间.(2)若对2)(],2,1[c x f x <-∈不等式恒成立,求c的取值范围. __________)(]2,1[,522)(.323的取值范围是则实数都有若对任意已知函数m m x f x x x x x f >-∈+--=类型2.参数放在区间上例4.已知三次函数d cx x ax x f ++-=235)(图象上点(1,8)处的切线经过点(3,0),并且)(x f 在x=3处有极值.(1)求)(x f 的解析式.(2)当),0(m x ∈时, )(x f >0恒成立,求实数m 的取值范围.分析:(1)935)(23++-=x x x x f ]3,0(),0(0)(]3,0(),0(0)(30)3()(,)(,0)()3,31(9)0()()(,0)()31,0(3,310)()3)(13(3103)().2(''21‘2'的取值范围为所以内恒成立在时当且仅当内不恒成立在时所以当所以单调递减时当所以单调递增时当得由m m x f m ,m x f m f x f x f x f x f x f ,x f x f x x x x f x x x x x f >∈>>=><∈=>>∈===--=+-=基础训练:.___________24.434的取值范围是则实数都成立对任意实数若不等式a ,x a x x -≥-三.知函数图象的交点情况,求参数的取值范围.例5.已知函数1,13)(23=-=-+=x x x bx ax x f 在处取得极值(1) 求函数)(x f 的解析式.(2) 若过点)2)(,1(-≠m m A 可作曲线y=)(x f 的三条切线,求实数m 的取值范围.略解(1)求得x x x f 3)(3-=(2)设切点为33)(),3,(2'0300-=-x x f x x x M 因为200'20300020300200302066)(332)(,0332)1)(33(3),1)(33(x x x g m x x x g x A m x x x x m x x Mx x m y -=++-=**=++---=----=-则设有三个不同的实数根的方程所以关于可作曲线的三条切线因为过点即所以又切线过点所以切线方程为)2,3(230)1(0)0(1,0)(,)1,0(,),1(),0,()(100)(00000000'---<<-⎩⎨⎧<>*==+∞-∞===的取值范围是所求的实数解得条件是有三个不同实根的充要的方程所以关于的极值点为故函数上单调递减在上单调递增在所以或得由m m g g x x x x g x g x x x g总结:从函数的极值符号及单调性来保证函数图象与x 轴交点个数.基础训练:轴仅有一个交点与曲线在什么范围内取值时当的极值求函数为实数设x x f y a x f ax x x x f a )(,)2()()1()(,.523=+--=变式2:若函数5)(23-+-=x x ax x f 在),(+∞-∞上单调递增,求a 的取值范围。
利用导数求参数取值范围的几种类型
利用导数求参数取值范围的几种类型类型1. 与函数单调性有关的类型 例1.已知0a>,函数3()f x x ax =-在[)1,x ∈+∞是一个单调函数。
(1) 试问函数()f x 在[)1,+∞上是否为单调减函数?请说明理由; (2) 若函数()y f x =在[)1,+∞上是单调增函数,试求a 的取值范围。
解:(1)'2()3f x x a =-,若函数()f x 在区间[)1,+∞上单调递减,则'2()30f x x a =-≤在[)1,x ∈+∞上恒成立,即23x a ≤对[)1,x ∈+∞恒成立,这样的a 值不存在。
所以函数()f x 在区间[)1,+∞上不是单调减函数。
(2)函数()y f x =在区间[)1,+∞上是单调增函数,则'2()3f x x a =-0≥,即23a x ≤在[)1,x ∈+∞上恒成立,在此区间上233y x =≥,从而得03a <≤规律小结:函数在区间(a ,b)上递增'()0f x ⇔≥,递减'()f x ⇔0≤在此基础上再研究参数的取值范围(一般可用不等式恒成立理论求解)注意:解出的参数的值要是使'()f x 恒等于0,则参数的这个值应舍去,否则保留。
类型2:与极值有关的类型例2:.(创新拓展)设函数f (x )=a 3x 3+bx 2+cx +d (a >0),且方程f ′(x )-9x =0的两个根分别为1,4.(1)当a =3且曲线y =f (x )过原点时,求f (x )的解析式; (2)若f (x )在(-∞,+∞)内无极值点,求a 的取值范围. 解 由f (x )=a3x 3+bx 2+cx +d ,得f ′(x )=ax 2+2bx +c .∵f ′(x )-9x =ax 2+(2b -9)x +c =0的两个根分别为1,4,∴⎩⎪⎨⎪⎧a +2b +c -9=0,16a +8b +c -36=0,(*)(1)当a =3时,由(*)式得⎩⎪⎨⎪⎧2b +c -6=0,8b +c +12=0,解得b =-3,c =12,又因为曲线y =f (x )过原点, 所以d =0,故f (x )=x 3-3x 2+12x .(2)由于a >0,∵f (x )=a3x 3+bx 2+cx +d 在(-∞,+∞)内无极值点,∴f ′(x )=ax 2+2bx +c ≥0在(-∞,+∞)内恒成立. 由(*)式得2b =9-5a ,c =4a ,又Δ=(2b )2-4ac =9(a -1)(a -9).解⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=9(a -1)(a -9)≤0.得a ∈[1,9],即a 的取值范围为[1,9].类型3. 与不等式有关的类型例3.(2008安徽高考题理20)设函数1()(01)ln f x x x x x=>≠且 (1) 求函数()f x 的单调区间;(2) 已知12axx >对任意(0,1)x ∈成立,求实数a 的取值范围解:(1)'22ln 1()ln x f x x x +=-,'1()0,f x x e==若则,列表如下:x1(0,)e 1e1(,1)e(1,)+∞'()f x+ 0—— ()f x单调增极大值1()f e单调减单调减所以的单调增区间为,单调减区间为(3) 在12axx >两边取对数,得1ln 2ln a x x >由于01x <<所以1ln 2ln a x x>① 由(1)的结果知,当(0,1)x ∈时,1()()f x f e e≤=-。
利用导数求参数的取值范围
利用导数求参数的取值范围在数学中,导数是一个非常重要的概念,用于刻画函数在其中一点的变化率。
利用导数求参数的取值范围,常常用于优化问题、最值问题等等。
下面我将从几个典型的例子入手,详细介绍如何利用导数求参数的取值范围。
首先,我们考虑一个简单的一元函数的例子。
假设有一个函数f(x),它的导数f'(x)在一些区间内恒大于0。
那么我们可以推知,在这个区间内,f(x)是递增的。
反过来,如果f'(x)在一些区间内恒小于0,那么f(x)在该区间是递减的。
利用这一点,我们可以通过求导数的方式来确定参数的取值范围。
举个例子来说明。
假设我们要求函数f(x) = ax^2 + bx + c(x > 0)在0到正无穷的取值范围。
我们可以先计算导函数f'(x) = 2ax + b。
由于题目中没有给定a的取值范围,我们要通过导数f'(x)来确定a的取值范围。
首先,我们要求f'(x)大于0。
这意味着2ax + b大于0。
当a大于0时,方程2ax + b = 0没有实数解,所以我们要求a小于0。
然后,我们要求f'(x)在x > 0时恒大于0,即对所有的x > 0,2ax + b > 0。
这表明a也必须小于0才能满足这个条件。
因此,我们可以得出结论,a小于0。
至于b和c,没有给出取值范围的要求,所以可以是任意实数。
接下来,我们考虑一个多元函数的情况。
同样地,我们希望通过求导数来确定参数的取值范围。
假设有一个二元函数f(x, y) = x^2 + y^2 + ax + by + c。
我们可以分别计算f对x和y的偏导数f_x和f_y。
如果f_x和f_y的取值范围有限,那么我们可以据此确定a和b的取值范围。
举个例子来说明。
假设我们要求函数f(x, y) = x^2 + y^2 + ax +by + c在整个二维平面的取值范围。
我们计算f对x和y的偏导数,得到f_x = 2x + a和f_y = 2y + b。
导数中参数范围的求法
导数中的参数范围的求法一、 与单调性有关的参数问题此时参数可以位于函数中也可以位于区间内,常见的提问方式是函数在某个区间单调递减、单调递增、单调、不单调,研究这类问题的关键是把握原函数和导函数的关系,这里需要注意的一个问题:若函数单调,则恒为非正或非负,函数()f x '()f x 的极值点并不等同于导函数的零点,极值点的个数和导函数的根的个数也不能直接划等号。
例1.已知函数在区间上单调递减,求的取值范围。
32()39f x x x x =--(,21)a a -a 解析:先根据函数单调性作出函数的趋势图像,再安排存在参数的区间位置即可。
'2()3693(1)(3)f x x x x x =--=+-令,则或;令,则,作出趋势图像如下:'()0f x >3x >1x <-'()0f x <13x -<<函数在区间上单调递减,需满足(,21)a a -12131221a a a a a ≥-⎧⎪-≤⇒<≤⎨⎪->⎩例2.已知函数在上是减函数,求实数的取值范围。
22()ln f x x a x x=++[1,4]a 解析:转化为函数单调性与导函数的正负性的关系即可, '22()2a f x x x x=+-在上是减函数,即在上恒成立 [1,4]'22()02f x a x x≤⇒≤-+[1,4]令,因为在上递减,则 22()2g x x x =-+()g x [1,4]min 63()(4)2g x g ==-所以 632a ≤-例3.已知函数,若函数在区间(),()ln ,f x ax g x x a R ==∈()2()()xf x G x ag x a x=++上为单调函数,求的取值范围。
[1,)+∞a 解析:题目只是说明函数是单调函数,并未说明是单增还是单减,因此需要分两种情况讨论,将单调性转化为参数恒成立问题即可。
利用导数求参数的取值范围
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利用导数求参数的取值范围
作者:杜莱熙
来源:《中学教学参考·理科版》2014年第10期
导数是高等数学的基础部分,因而近几年来,导数是高考的必考题目.导数具有运算量
大、思维灵活多变、解题方法多种多样等特点.如何利用导数求参数的取值范围既是考试的重
点又是难点.利用导数求参数的取值范围的题型亦复杂多变,本文主要浅析已知函数在给定区
间上的单调性,求参数的取值范围,常见方法如下.
【例1】已知函数f(x)=x3-ax2+bx+5(a,b∈R).若g(x)=f(x)-(b-1)x-5,且g (x)在区间[1,2]上为增函数,求实数a的取值范围.
方法一:构造函数法
综上所述,a的取值范围为a≤2.
小结:法二首先判断函数的单调性,再确保问题中的区间是函数的单调递增(递减)区间的一个子区间,则可解决问题.
方法三:利用方程根的分布
小结:法三求出g′(x)后,若能因式分解,则讨论g′(x)两根的大小,判断g(x)的
单调性,若不能因式分解,则利用函数单调性的充要条件转化为恒成立问题来解决问题.
一般来说,数学中高次函数的题目都可以利用导数来解题.学会利用导数的几何意义、单
调性、极值及最值等,加上数形结合的思想,并恰当地选择计算量比较少,又形象直观的方法,那么求参数的取值范围的问题就会迎刃而解了.
(责任编辑钟伟芳)。
导数中的求参数取值范围问题
帮你归纳总结(五〕:导数中的求参数取值范围问题 一、常见基此题型:〔1〕函数单调性,求参数的取值范围,如函数()f x 增区间,那么在此区间上 导函数()0f x '≥,如函数()f x 减区间,那么在此区间上导函数()0f x '≤。
〔2〕不等式恒成立,求参数的取值范围问题,可转化为求函数的最值问题。
例1.a ∈R ,函数2()()e x f x x ax -=-+.〔x ∈R ,e 为自然对数的底数〕〔1〕假设函数()(1,1)f x -在内单调递减,求a 的取值范围;〔2〕函数()f x 是否为R 上的单调函数,假设是,求出a 的取值范围;假设不是,请说明 理由. 解: 〔1〕2-()()e x f x x ax =-+-2-()(2)e ()(e )x x f x x a x ax '∴=-++-+-=2-(2)e x x a x a ⎡⎤-++⎣⎦.()()f x 要使在-1,1上单调递减, 那么()0f x '≤ 对(1,1)x ∈- 都成立, 2(2)0x a x a ∴-++≤ 对(1,1)x ∈-都成立. 令2()(2)g x x a x a =-++,那么(1)0,(1)0.g g -≤⎧⎨≤⎩1(2)01(2)0a a a a +++≤⎧∴⎨-++≤⎩, 32a ∴≤-.〔2〕①假设函数()f x 在R 上单调递减,那么()0f x '≤ 对x ∈R 都成立即2-(2)e 0xx a x a ⎡⎤-++≤⎣⎦对x ∈R 都成立.2e 0,(2)0x x a x a ->∴-++≤ 对x ∈R 都成立令2()(2)g x x a x a =-++,图象开口向上 ∴不可能对x ∈R 都成立②假设函数()f x 在R 上单调递减,那么()0f x '≥ 对x ∈R 都成立,即2-(2)e 0xx a x a ⎡⎤-++≥⎣⎦ 对x ∈R 都成立,e 0,x -> 2(2)0x a x a ∴-++≥ 对x ∈R 都成立. 22(2)440a a a ∆=+-=+>故函数()f x 不可能在R 上单调递增.综上可知,函数()f x 不可能是R 上的单调函数例2:函数()()ln 3f x a x ax a R =--∈,假设函数()y f x =的图像在点(2,(2))f 处的切线的倾斜角为45,对于任意[1,2]t ∈,函数()32/[()]2mg x x x f x =++在区间(,3)t 上总不是单调函数,求m 的取值范围;解: /(2)1,22af a =-==-由32/2()2ln 23()(2)2, ()3(4)22f x x x mg x x x x g x x m x ∴=-+-∴=++-=++- 令/()0g x =得,2(4)240m ∆=++>故/()0g x =两个根一正一负,即有且只有一个正根函数()32/[()]2mg x x x f x =++在区间(,3)t 上总不是单调函数 ∴/()0g x =在(,3)t 上有且只有实数根///(0)20,()0,(3)0g g t g =-<∴<>∴237, (4)233m m t t >-+<-故243m t t +<-,而23y t t =-∈在t [1,2]单调减, ∴9m <-,综合得3793m -<<-例3.函数14341ln )(-+-=xx x x f . 〔Ⅰ〕求函数)(x f 的单调区间;〔Ⅱ〕设42)(2-+-=bx x x g ,假设对任意)2,0(1∈x ,[]2,12∈x ,不等式)()(21x g x f ≥ 恒成立,求实数b 的取值范围. 解:〔I 〕14341ln )(-+-=xx x x f 的定义域是(0,)+∞22243443411)(x x x x x x f --=--=' 由0>x 及0)(>'x f 得31<<x ;由0>x 及0)(<'x f 得310><<x x 或, 故函数)(x f 的单调递增区间是)3,1(;单调递减区间是),3(,)1,0(∞+ 〔II 〕假设对任意)2,0(1∈x ,[]2,12∈x ,不等式)()(21x g x f ≥恒成立, 问题等价于max min )()(x g x f ≥,由〔I 〕可知,在(0,2)上,1x =是函数极小值点,这个极小值是唯一的极值点,故也是最小值点,所以min 1()(1)2f x f ==-; []2()24,1,2g x x bx x =-+-∈当1b <时,max ()(1)25g x g b ==-; 当12b ≤≤时,2max ()()4g x g b b ==-; 当2b >时,max ()(2)48g x g b ==-;问题等价于11252b b <⎧⎪⎨-≥-⎪⎩ 或212142b b ≤≤⎧⎪⎨-≥-⎪⎩ 或21482b b >⎧⎪⎨-≥-⎪⎩解得1b <或12b ≤≤或 b ∈∅即2b ≤,所以实数b的取值范围是,⎛-∞ ⎝⎦。
利用导数求参数的取值范围
利用导数求参数的取值范围一. 已知函数单调性,求参数的取值范围类型1.参数放在函数表达式上例1. 设函数R a ax x a x x f ∈+++-=其中86)1(32)(23.的取值范围求上为增函数在若的值求常数处得极值在若a x f a x x f ,)0,()()2(.,3)()1(-∞=类型2.参数放在区间边界上 例2.已知函数)(,0)(23x f y x d cx bx ax x f ==+++=曲线处取得极值在过原点和点p(-1,2),若曲线)(x f y =在点P 处的切线与直线 452的夹角为x y =且切线的倾斜角为钝角.(1) 求)(x f 的表达式(2) 若)(x f 在区间[2m-1,m+1]上递增,求m 的取值范围..)().2(;)().1(1,1)1(32)(.123的极值讨论的单调区间求其中设函数x f x f a x a x x f ≥+--=.,]1,[)(,73)(.223的取值范围求上单调递增在若已知函数a a a x f x x x f +-+=二.已知不等式在某区间上恒成立,求参数的取值范围类型1.参数放在不等式上例3.已知时都取得极值与在132)(23=-=+++=x x c bx ax x x f (1) 求a、b的值及函数)(x f 的单调区间.若对2)(],2,1[c x f x <-∈不等式恒成立,求c的取值范围.类型2.参数放在区间上例4.已知三次函数d cx x ax x f ++-=235)(图象上点(1,8)处的切线经过点(3,0),并且)(x f 在x=3处有极值.(1) 求)(x f 的解析式.(2) 当),0(m x ∈时, )(x f >0恒成立,求实数m 的取值范围.__________)(]2,1[,522)(.323的取值范围是则实数都有若对任意已知函数m m x f x x x x x f >-∈+--= .___________24.434的取值范围是则实数都成立对任意实数若不等式a ,x a x x -≥-三.参数含在函数表达式上的单调区间1.已知1)+-=ax e x f x (,求单调区间2. 已知131)(3+-=ax x x f (a 0≠),求单调区间。
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利用导数求参数范围举例例1.已知时都取得极值与在132)(23=-=+++=x x c bx ax x x f(1) 求a、b的值及函数)(x f 的单调区间.(2) 若对2)(],2,1[c x f x <-∈不等式恒成立,求c的取值范围.解:(1)2,21-=-=b a2122)2(]2,1[)(,2)2(,21)1(23)1(,2722)32(132023,23)().2(222'>-<+>+=-+=+=-+-=+=-=-==----=c c c ,c c f x f c f c f cf c f x x x x x x x f 或解得从而上的最大值为在所以且或得由例2.已知函数1,13)(23=-=-+=x x x bx ax x f 在处取得极值 (1) 求函数)(x f 的解析式.(2) 若过点)2)(,1(-≠m m A 可作曲线y=)(x f 的三条切线,求实数m 的取值范围. 解:(1)求得x x x f 3)(3-=(2)设切点为33)(),3,(2'030-=-x x f x x x M 因为 0200'20300020300200302066)(332)(,0332)1)(33(3),1)(33(x x x g m x x x g x A m x x x x m x x M x x m y -=++-=**=++---=----=-则设有三个不同的实数根的方程所以关于可作曲线的三条切线因为过点即所以又切线过点所以切线方程为)2,3(230)1(0)0(1,0)(,)1,0(,),1(),0,()(100)(00000000'---<<-⎩⎨⎧<>*==+∞-∞===的取值范围是所求的实数解得条件是有三个不同实根的充要的方程所以关于的极值点为故函数上单调递减在上单调递增在所以或得由m m g g x x x x g x g x x x g例3.已知,)(2c x x f +=且)1()]([2+=x f x f f 。
(1)设)]([)(x f f x g =,求)(x g 的解析式。
(2)设)()()(x f x g x λϕ-=,试问:是否存在R ∈λ,使)(x ϕ在(1,-∞-)上是单调递减函数,且在(0,1-)上是单调递增函数;若存在,求出λ的值;若不存在,说明理由。
解:(1)易求c=1,22)(24++=x x x g(2))()()(x f x g x λϕ-==)2()2(24λλ-+-+x x ,∴)]2(2[2)(2λϕ-+='x x x 由题意)(x ϕ在(1,-∞-)上是单调递减函数,且在(0,1-)上是单调递增函数知,0)1(=-ϕ是极小值,∴由0)1(=-'ϕ得4=λ当4=λ,)0,1(-∈x 时,,0)(>'x ϕ∴)(x ϕ是单调递增函数;)1,(--∞∈x 时,,0)(<'x ϕ∴)(x ϕ是单调递减函数。
所以存在4=λ,使原命题成立。
例4.已知a 是实数,函数()()f x x x a =-(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)设()g a 为()f x 在区间[]0,2上的最小值。
(i )写出()g a 的表达式;(ii )求a 的取值范围,使得()62g a -≤≤-。
解:(Ⅰ)函数的定义域为[)0,+∞,()()'3330222a x x a x a f x x x x x x⎛⎫- ⎪--⎝⎭=+==>,由'()0f x =得3ax =。
考虑3a 是否落在导函数'()f x 的定义域()0,+∞内,需对参数a 的取值分0a ≤及0a >两种情况进行讨论。
(1) 当0a ≤时,则'()0f x >在()0,+∞上恒成立,所以()f x 的单调递增区间为[)0,+∞。
(2) 当0a >时,由'()0f x >,得3a x >;由'()0f x <,得03a x <<。
因此,当0a >时,()f x 的单调递减区间为0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()f x 的单调递增区间为,3a⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭。
(Ⅱ)(i )由第(Ⅰ)问的结论可知:(1) 当0a ≤时,()f x 在[)0,+∞上单调递增,从而()f x 在[]0,2上单调递增,所以()()00g a f ==。
(2) 当0a >时,()f x 在0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在,3a⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递增,所以:① 当()0,23a ∈,即06a <<时,()f x 在0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在,23a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增, 所以()2333a a a g a f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭932a a -=。
② 当[)2,3a∈+∞,即6a ≥时,()f x 在[]0,2上单调递减,所以()()()222g a f a ==-。
综上所述,()()0,02,063322,~6a a a g a a a a ⎧≤⎪⎪=-<<⎨⎪⎪-≥⎩(ii )令()62g a -≤≤-。
①若0a ≤,无解; ②若06a <<,由26233a a-≤-≤-解得36a ≤<; ③ 若6a ≥,由()6222a -≤-≤-解得6232a ≤≤+。
综上所述,a 的取值范围为3232a ≤≤+。
例5.已知函数()()22211ax a f x x R x -+=∈+,其中a R ∈。
(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程; (Ⅱ)当0a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。
解:(Ⅰ)当1a =时,曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程为032256=-+y x 。
(Ⅱ)由于0a ≠,所以()()()()()()22'2222122122111a x a x a x x ax a a f x x x ⎛⎫--+ ⎪+--+⎝⎭==++。
由()'0fx =,得121,x x a a=-=。
这两个实根都在定义域R 内,但不知它们之间的大小。
因此,需对参数a 的取值分0a >和0a <两种情况进行讨论。
(1) 当0a >时,则12x x <。
易得()f x 在区间1,a ⎛⎫-∞-⎪⎝⎭,(),a +∞内为减函数,在区间1,a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭为增函数。
故函数()f x 在11x a =-处取得极小值21f a a ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭;函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。
(2) 当0a <时,则12x x >。
易得()f x 在区间),(a -∞,),1(+∞-a内为增函数,在区间)1,(a a -为减函数。
故函数()f x 在11x a =-处取得极小值21f a a ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭;函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。
例6.已知函数1()ln 1()af x x ax a R x-=-+-∈ (I )当1a =-时,求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程;(II )当12a ≤时,讨论()f x 的单调性.(Ⅲ)设2()2 4.g x x bx =-+当14a =时,若对任意1(0,2)x ∈,存在[]21,2x ∈,使 12()()f x g x ≥,求实数b 取值范围.解:(Ⅰ) 当=-=)(1x f a 时,),,0(,12ln +∞∈-++x xx x 所以 )('x f 222,(0,)x x x x +-=∈+∞ 因此,,)(12=f 即 曲线.1))2(2)(,处的切线斜率为,在点(f x f y =又 ,22ln )2(+=f 所以曲线.02ln ,2)22(ln ))2(2)(=+--=+-=y x x y f x f y 即处的切线方程为,在点((Ⅱ)因为 11ln )(--+-=xaax x x f ,所以 211)('xa a x x f -+-=221x a x ax -+--= ),0(+∞∈x , 令 ,1)(2a x ax x g -+-=),,0(+∞∈x(1)当0,()1,(0,)a h x x x ==-+∈+∞时所以,当(0,1),()0,()0x h x f x '∈><时此时,函数()f x 单调递减;当(1,)x ∈+∞时,()0h x <,此时()0,f x '>函数f(x)单调递(2)当0a '≠时,由f (x)=0 即210ax x a -+-=,解得1211,1x x a==- ①当12a =时,12,()0x x h x =≥恒成立, 此时()0f x '≤,函数()f x 在(0,+∞)上单调递减; ②当110,1102a a<<->>时 (0,1)x ∈时,()0,()0,()h x f x f x '><此时函数单调递减;1(1,1)x a ∈-时,()0,()0,()h x f x f x '<>此时函数单调递增;1(1,),()0x h x a∈-+∞>时,此时()0f x '<,函数()f x 单调递减;③当0a <时,由于110a-<(0,1)x ∈时,()0h x >,此时()0f x '<,函数()f x 单调递减; (1,)x ∈+∞时,()0h x <,此时()0f x '>,函数()f x 单调递增。
综上所述:当0a ≤时,函数()f x 在(0,1)上单调递减; 函数()f x 在(1,+∞)上单调递增;当12a =时,函数()f x 在(0,+∞)上单调递减; 当102a <<时,函数()f x 在(0,1)上单调递减;函数()f x 在1(1,1)a -上单调递增;函数1()(1,)f x a -+∞在上单调递减,(Ⅲ)因为a=11(0,)42∈,由(Ⅰ)知,1x =1,2x =3(0,2)∉,当(0,1)x ∈时,'()0f x ,函数()f x 单调递减;[]min 117()(2)840(2,),28g x g b b b ⎡⎫==-≥∈+∞≤≥+∞⎪⎢⎣⎭当(1,2)x ∈时,'()0f x ,函数()f x 单调递增,所以()f x 在(0,2)上的最小值为1(1)2f =-。