高慧明
一、函数的单调性、极值与最值问题
例1 已知函数f(x) =lnx+a(1-x)。
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当f(x)有最大值,且最大值大于2a一2时,求a的取值范围。
评注:利用导数可以研究函数的单调性、函数图像、极值点、最值、零点等性质,常用到的方法为:
(1)对于确定函数的单调区间问题,先求定义域,然后解不等式f'(x)>O,再分定义域求交集得单调递增区间;解不等式f'(z)<0,与定义域求交集得单调递减区间。
(2)对于求含参函数的单调区间问题,转化为判断导函数符号,可结合函数图像判断。
(3)求函数的极值,先求f'(x)=O的根x0,再和函数的定义域比较,如果落在定义域外或者落在定义域端点,此时函数单调,无极值;当落在定义域内时,将定义域分段,分别考虑两侧导数是否异号,从而判断是否有极值。
(4)求函数的最值和极值类问题,先求f'(x)=0的根x0,如果落在定义域外或者落在定义域端点,此时函数单调,利用单调性求最值;当落在定义域内时,将定义域分段,分别考虑两侧导数是否异号,从而判断函数的大致图像,进而求得最值。
答题模板:第一步,先确定函数的定义域,再求f'(x)。
第二步,根据f'(x)的符号确定函数的单调区间。
第三步,一般将恒成立问题转化为函数的最值问题。
第四步,通过函数单调性探求函数最值,对于最值可能在两点取到的恒成立问题,可转化为不等式组恒成立。
第五步,查看是否注意了定义域、区间的写法,以及最值点的探求是否合理等。
评分细则:(1)求出导数给1分。
(2)讨论时漏掉m=0扣1分;两种情况只有一种讨论正确给2分。
(3)确定f'(x)符號时只有结论无中间过程扣1分。
(4)写出f(x)在x=0处取得最小值给1分。
(5)无最后结论扣1分。
(6)用其他方法构造函数同样给分。
评注:证明不等式f(x)≥g(x)成立,可以构造函数H(x)=f(x)一g(x),通过证明函数H(x)的最小值大于等于零即可。有时候利用导数求函数的最小值比较麻烦,则可以通过特例法,即证明f(x)的最小值大于等于g(x)的最大值即可。
模拟训练3.已知函数f(x)=Inx,g(x)=(a-e)x+2b(其中e为自然对数的底数)。
(l)若函数f(x)的图像与函数g(x)的图像相切于x=1/e处,求a,b的值;
(2)当2b=e-a时,若不等式f(x)≤
评注:将已知恒成立的不等式由等价原理把参数和变量分离开,转化为一个已知函数的最值问题处理,关键是搞清楚哪个是变量,哪个是参数,一般遵循“知道谁的范围,谁是变量;求谁的范围,谁是参数”的原则。常用方法有参变分离法和构造函数法。