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高中数学
人教A版(2019)
选择性必修 第二册
第五章 一元函数的导数及其应用
5.3 导数在研究函数中的应用
5.3.1函数的单调性 常见题型总结讲义(含答案)
文档属性
名称
5.3.1函数的单调性 常见题型总结讲义(含答案)
格式
zip
文件大小
176.1KB
资源类型
教案
版本资源
人教A版(2019)
科目
数学
更新时间
2023-02-19 06:36:31
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文档简介
5.3.1函数的单调性常见题型总结
一、知识梳理
1.函数的单调性与导数的关系
条件 恒有 结论
函数y=f(x)在区间(a,b)上可导 f′(x)>0 f(x)在(a,b)上单调递增
f′(x)<0 f(x)在(a,b)上单调递减
f′(x)=0 f(x)在(a,b)上是常数函数
2.函数值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较快,这时,函数的图象就比较陡峭;反之,函数在这个范围内变化得较慢,函数的图象就比较平缓.
3.判断函数y=f(x)的单调性的步骤
第1步:确定函数的定义域.
第2步:求出导数f′(x)的零点.
第3步:用f′(x)的零点将函数的定义域分为若干个区间,列表给出f′(x)在各区间上的正负,由此得出函数y=f(x)在定义域内的单调性.
二、常用结论
1.“在某区间内f′(x)>0(f′(x)<0)”是“函数f(x)在此区间上单调递增(减)”的充分不必要条件.
2.可导函数f(x)在(a,b)上单调递增(减)的充要条件是对 x∈(a,b),都有f′(x)≥0(f′(x)≤0)且f′(x)在(a,b)任意子区间内都不恒为零.
三、题型归纳
1、不含参函数的单调性
例1当x>0时,f(x)=x+的单调递减区间是( )
A.(2,+∞) B.(0,2)
C.(,+∞) D.(0,)
方法归纳:确定函数单调区间的步骤
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)求f′(x);
(3)解不等式f′(x)>0,解集在定义域内的部分为单调递增区间;
(4)解不等式f′(x)<0,解集在定义域内的部分为单调递减区间.
注意点
(1)当f′(x)=0无解时,可根据f′(x)的结构特征确定f′(x)的符号.
(2)所求函数的单调区间不止一个时,这些区间之间不能用“∪”及“或”连接,只能用“,”及“和”隔开.
跟踪训练
1、函数f(x)=x-ln x的单调递减区间为( )
A.(0,1) B.(0,+∞)
C.(1,+∞) D.(-∞,0),(1,+∞)
2、下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是( )
A.f(x)=sin 2x B.f(x)=xex
C.f(x)=x3-x D.f(x)=-x+ln x
3、函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象可能是( )
4、函数f(x)=3+xln x的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
5、函数f(x)=2x2-ln x的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.∪
6、函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间是( )
A.(-∞,2) B.(0,3)
C.(1,4) D.(2,+∞)
7、函数f(x)=ln x-x2的单调递增区间为________.
已知定义在区间(-π,π)上的函数f(x)=xsin x+cos x,则f(x)的递增区间是________.
8、函数f(x)=x+2的单调递增区间是___(-∞,0)_____;单调递减区间是________.
9、已知函数y=f(x)(x∈R)的图象如图所示,则不等式xf′(x)≥0的解集为________.
10、函数f(x)=(x2+ax+b)e-x,若f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为6x-y-5=0.
(1)求a,b的值;
(2)求函数f(x)的单调区间.
2、含参函数的单调性
例2 已知函数f(x)=ax2-(a+1)x+ln x,a>0,试讨论函数y=f(x)的单调性.
方法归纳:(1)研究含参数的函数的单调性,要依据参数对不等式解集的影响进行分类讨论.
(2)若导函数为二次函数式,首先看能否因式分解,再讨论二次项系数的正负及两根的大小;若不能因式分解,则需讨论判别式Δ的正负,二次项系数的正负,两根的大小及根是否在定义域内.
(3)个别导数为0的点不影响所在区间的单调性,如f(x)=x3,f′(x)=3x2≥0(f′(x)=0在x=0时取到),f(x)在R上是增函数.
跟踪训练
1、函数f(x)=ln x-ax(a>0)的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.(-∞,a)
2、已知函数f(x)=ax2-4ax-ln x,则f(x)在(1,4)上不单调的一个充分不必要条件可以是( )
A.a>- B.0
C.a>或-
3、讨论函数f(x)=x3-aln x(a∈R)的单调性.
4、讨论函数f(x)=-x+aln x的单调性.
5、已知函数f(x)=ex(ax2-2x+2)(a>0).试讨论f(x)的单调性.
3、根据函数的单调性求参数
例3 已知g(x)=2x+ln x-.
(1)若函数g(x)在区间[1,2]内单调递增,求实数a的取值范围;
(2)若g(x)在区间[1,2]上存在单调递增区间,求实数a的取值范围.
方法归纳:根据函数单调性求参数的一般思路
(1)利用集合间的包含关系处理:y=f(x)在(a,b)上单调,则区间(a,b)是相应单调区间的子集.
(2)f(x)为增(减)函数的充要条件是对任意的x∈(a,b)都有f′(x)≥0(f′(x)≤0),且在(a,b)内的任一非空子区间上,f′(x)不恒为零,应注意此时式子中的等号不能省略,否则会漏解.
(3)函数在某个区间上存在单调区间可转化为不等式有解问题.
跟踪训练
1、若函数f(x)=x-sin 2x+asin x在(-∞,+∞)上单调递增,则a的取值范围是( )
A.[-1,1] B.
C. D.
2、若f(x)=x2-aln x在(1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,1) B.(-∞,1]
C.(-∞,2) D.(-∞,2]
3、已知函数f(x)=ln x-ax2-2x(a≠0)在[1,4]上单调递减,则a的取值范围是________.
4、若函数f(x)=x2-ex-ax在R上存在单调递增区间,则实数a的取值范围是___ _____.
5、函数f(x)=-ln x在其定义域内的一个子区间[k-1,k+1]内不是单调函数,则实数k的取值范围是________.
6、已知函数f(x)=ln x,g(x)=ax2+2x(a≠0).
(1)若函数h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;
(2)若函数h(x)=f(x)-g(x)在[1,4]上单调递减,求a的取值范围.
7、已知函数f(x)=x++b(x≠0),其中a,b∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若函数f(x)在(1,2)上为单调函数,求实数a的取值范围.
4、利用函数单调性比较大小
例4已知函数f(x)=xsin x,x∈R,则f,f(1),f的大小关系为( )
A.f>f(1)>f B.f(1)>f>f
C.f>f(1)>f D.f>f>f(1)
跟踪训练
1、已知定义在上的函数f(x),f′(x)是f(x)的导函数,且恒有cos xf′(x)+sin xf(x)<0成立,则( )
A.f>f B.f>f
C.f>f D.f>f
2、定义在上的函数f(x),已知f′(x)是它的导函数,且恒有cos x·f′(x)+sin x·f(x)<0成立,则有( )
A.f>f B.f>f
C.f>f D.f>f
3、已知a=,b=,c=,则a、b、c的大小关系为( )
A.b<c<a B.c<a<b
C.a<c<b D.c<b<a
4、已知正数α,β满足eα+>eβ+,则( )
A.2α-β+1<2 B.ln α+α
C.+> D.+>+
5、 已知a,b∈(0,3),且4ln a=aln 4,4ln b=bln 2,c=log0.30.06,则( )
A.c<b<a B.a<c<b
C.b<a<c D.b<c<a
6、(多选)已知e是自然对数的底数,则下列不等关系中不正确的是( )
A.ln 2> B.ln 3<
C.ln π> D.<
7、(多选)已知函数f(x)的定义域为R,其导函数f′(x)的图象如图所示,则对于任意的x1,x2∈R(x1≠x2),下列结论正确的是( )
A.f(x)<0恒成立
B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0
C.f>
D.f<
8、已知定义域为R的偶函数f(x)的导函数为f′(x),当x<0时,xf′(x)-f(x)<0.若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是________.
5、利用函数单调性解不等式
例5 设函数f′(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时,xf′(x)-f(x)<0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是________.
跟踪训练
1、若函数f(x)的定义域为R,其导函数为f′(x).若f′(x)-3<0恒成立,f(-2)=0,则f(x)-3x<6的解集为( )
A.(-∞,-2) B.(-2,2)
C.(-∞,2) D.(-2,+∞)
2、已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,设函数f(x)的导函数为f′(x),若对任意x>0都有2f(x)+xf′(x)>0成立,则( )
A.4f(-2)<9f(3) B.4f(-2)>9f(3)
C.2f(3)>3f(-2) D.3f(-3)<2f(-2)
3、函数f(x)是定义在区间(0,+∞)上的可导函数,其导函数为f′(x),且满足f′(x)+f(x)>0,则不等式<的解集为( )
A.{x|x>-2 020}
B.{x|x<-2 020}
C.{x|-2 023<x<0}
D.{x|-2 023<x<-2 020}
4、已知函数f(x)=x3-4x+2ex-2e-x,其中e为自然对数的底数,若f(a-1)+f(2a2)≤0,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-1] B.
C. D.
5、f(x)是定义在R上的偶函数,当x<0时,f(x)+xf′(x)<0,且f(-4)=0,则不等式xf(x)>0的解集为_______.
6、设f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当x<0时,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,且g(-3)=0,则不等式f(x)g(x)<0的解集为________.5.3.1函数的单调性常见题型总结(答案)
一、知识梳理
1.函数的单调性与导数的关系
条件 恒有 结论
函数y=f(x)在区间(a,b)上可导 f′(x)>0 f(x)在(a,b)上单调递增
f′(x)<0 f(x)在(a,b)上单调递减
f′(x)=0 f(x)在(a,b)上是常数函数
2.函数值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较快,这时,函数的图象就比较陡峭;反之,函数在这个范围内变化得较慢,函数的图象就比较平缓.
3.判断函数y=f(x)的单调性的步骤
第1步:确定函数的定义域.
第2步:求出导数f′(x)的零点.
第3步:用f′(x)的零点将函数的定义域分为若干个区间,列表给出f′(x)在各区间上的正负,由此得出函数y=f(x)在定义域内的单调性.
二、常用结论
1.“在某区间内f′(x)>0(f′(x)<0)”是“函数f(x)在此区间上单调递增(减)”的充分不必要条件.
2.可导函数f(x)在(a,b)上单调递增(减)的充要条件是对 x∈(a,b),都有f′(x)≥0(f′(x)≤0)且f′(x)在(a,b)任意子区间内都不恒为零.
三、题型归纳
1、不含参函数的单调性
例1当x>0时,f(x)=x+的单调递减区间是( )
A.(2,+∞) B.(0,2)
C.(,+∞) D.(0,)
解:令f′(x)=1-=<0,则-2
0,所以x∈(0,2),故选B.
方法归纳:确定函数单调区间的步骤
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)求f′(x);
(3)解不等式f′(x)>0,解集在定义域内的部分为单调递增区间;
(4)解不等式f′(x)<0,解集在定义域内的部分为单调递减区间.
注意点
(1)当f′(x)=0无解时,可根据f′(x)的结构特征确定f′(x)的符号.
(2)所求函数的单调区间不止一个时,这些区间之间不能用“∪”及“或”连接,只能用“,”及“和”隔开.
跟踪训练
1、函数f(x)=x-ln x的单调递减区间为( A )
A.(0,1) B.(0,+∞)
C.(1,+∞) D.(-∞,0),(1,+∞)
2、下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是( B )
A.f(x)=sin 2x B.f(x)=xex
C.f(x)=x3-x D.f(x)=-x+ln x
3、函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象可能是( D )
4、函数f(x)=3+xln x的单调递减区间是( B )
A. B.
C. D.
5、函数f(x)=2x2-ln x的单调递减区间是( C )
A. B.
C. D.∪
6、函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间是( D )
A.(-∞,2) B.(0,3)
C.(1,4) D.(2,+∞)
7、函数f(x)=ln x-x2的单调递增区间为________.
已知定义在区间(-π,π)上的函数f(x)=xsin x+cos x,则f(x)的递增区间是____和____.
8、函数f(x)=x+2的单调递增区间是___(-∞,0)_____;单调递减区间是___(0,1)_____.
9、已知函数y=f(x)(x∈R)的图象如图所示,则不等式xf′(x)≥0的解集为__∪[2,+∞)______.
10、函数f(x)=(x2+ax+b)e-x,若f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为6x-y-5=0.
(1)求a,b的值;
(2)求函数f(x)的单调区间.
解 (1)f′(x)=(2x+a)e-x-(x2+ax+b)·e-x=[-x2+(2-a)x+a-b]e-x,
∴f′(0)=a-b,又f(0)=b,
∴f(x)在(0,f(0))处的切线方程为y-b=(a-b)x,
即(a-b)x-y+b=0,
∴解得
(2)∵f(x)=(x2+x-5)e-x,x∈R,
∴f′(x)=(-x2+x+6)e-x
=-(x+2)(x-3)e-x,
当x<-2或x>3时,f′(x)<0;
当-2<x<3时,f′(x)>0,
故f(x)的单调递增区间是(-2,3),
单调递减区间是(-∞,-2),(3,+∞).
2、含参函数的单调性
例2 已知函数f(x)=ax2-(a+1)x+ln x,a>0,试讨论函数y=f(x)的单调性.
解 函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=ax-(a+1)+
==.
①当0
1,
∴x∈(0,1)和时,f′(x)>0;
x∈时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(0,1)和上单调递增,在上单调递减;
②当a=1时,=1,
∴f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
∴函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
③当a>1时,0<<1,
∴x∈和(1,+∞)时,f′(x)>0;
x∈时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在和(1,+∞)上单调递增,在上单调递减.
综上,当0
当a=1时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a>1时,函数f(x)在和(1,+∞)上单调递增,在上单调递减.
方法归纳:(1)研究含参数的函数的单调性,要依据参数对不等式解集的影响进行分类讨论.
(2)若导函数为二次函数式,首先看能否因式分解,再讨论二次项系数的正负及两根的大小;若不能因式分解,则需讨论判别式Δ的正负,二次项系数的正负,两根的大小及根是否在定义域内.
(3)个别导数为0的点不影响所在区间的单调性,如f(x)=x3,f′(x)=3x2≥0(f′(x)=0在x=0时取到),f(x)在R上是增函数.
跟踪训练
1、函数f(x)=ln x-ax(a>0)的单调递增区间为( A )
A. B.
C. D.(-∞,a)
2、已知函数f(x)=ax2-4ax-ln x,则f(x)在(1,4)上不单调的一个充分不必要条件可以是( D )
A.a>- B.0
C.a>或-
3、讨论函数f(x)=x3-aln x(a∈R)的单调性.
解:函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=3x2-=(x>0),
①若a≤0时,f′(x)>0,此时函数在(0,+∞)上单调递增;
②若a>0时,令f′(x)>0,可得x>,f′(x)<0,可得0
所以函数在上单调递减,在上单调递增.
4、讨论函数f(x)=-x+aln x的单调性.
解 f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=--1+=-.
设y=x2-ax+1,其图象过定点(0,1),开口向上,对称轴为x=,
①当≤0,即a≤0时,f′(x)≤0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递减;
②当>0,即a>0时,
令x2-ax+1=0,Δ=a2-4,
(ⅰ)当Δ≤0,即0<a≤2时,f′(x)≤0,f(x)在(0,+∞)上是减函数.
故a≤2时,f(x)在(0,+∞)上是减函数.
(ⅱ)当Δ>0,即a>2时,令f′(x)=0,得
x=或x=.
当x∈∪时,f′(x)<0;
当x∈时,f′(x)>0.
所以f(x)在,
上单调递减,
在上单调递增.
5、已知函数f(x)=ex(ax2-2x+2)(a>0).试讨论f(x)的单调性.
解:由题意得f′(x)=ex[ax2+(2a-2)x](a>0),
令f′(x)=0,解得x1=0,x2=.
①当0
令f′(x)>0,得x<0或x>,
令f′(x)<0,得0
②当a=1时,f′(x)≥0在R上恒成立;
③当a>1时,令f′(x)>0,得x>0或x<,
令f′(x)<0,得
综上所述,当0
当a=1时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;
当a>1时,f(x)在和(0,+∞)上单调递增,在上单调递减.
3、根据函数的单调性求参数
例3 已知g(x)=2x+ln x-.
(1)若函数g(x)在区间[1,2]内单调递增,求实数a的取值范围;
(2)若g(x)在区间[1,2]上存在单调递增区间,求实数a的取值范围.
解 (1)g(x)=2x+ln x-(x>0),
g′(x)=2++(x>0).
∵函数g(x)在[1,2]上单调递增,
∴g′(x)≥0在[1,2]上恒成立,
即2++≥0在[1,2]上恒成立,
∴a≥-2x2-x在[1,2]上恒成立,
∴a≥(-2x2-x)max,x∈[1,2].
在[1,2]上,(-2x2-x)max=-3,
所以a≥-3.
∴实数a的取值范围是[-3,+∞).
(2)g(x)在[1,2]上存在单调递增区间,
则g′(x)>0在[1,2]上有解,
即a>-2x2-x在[1,2]上有解,
∴a>(-2x2-x)min,
又(-2x2-x)min=-10,∴a>-10.
方法归纳:根据函数单调性求参数的一般思路
(1)利用集合间的包含关系处理:y=f(x)在(a,b)上单调,则区间(a,b)是相应单调区间的子集.
(2)f(x)为增(减)函数的充要条件是对任意的x∈(a,b)都有f′(x)≥0(f′(x)≤0),且在(a,b)内的任一非空子区间上,f′(x)不恒为零,应注意此时式子中的等号不能省略,否则会漏解.
(3)函数在某个区间上存在单调区间可转化为不等式有解问题.
跟踪训练
1、若函数f(x)=x-sin 2x+asin x在(-∞,+∞)上单调递增,则a的取值范围是( C )
A.[-1,1] B.
C. D.
2、若f(x)=x2-aln x在(1,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围为( D )
A.(-∞,1) B.(-∞,1]
C.(-∞,2) D.(-∞,2]
3、已知函数f(x)=ln x-ax2-2x(a≠0)在[1,4]上单调递减,则a的取值范围是____∪(0,+∞)____.
4、若函数f(x)=x2-ex-ax在R上存在单调递增区间,则实数a的取值范围是___ (-∞,2ln 2-2)_____.
5、函数f(x)=-ln x在其定义域内的一个子区间[k-1,k+1]内不是单调函数,则实数k的取值范围是___(1,2)_____.
6、已知函数f(x)=ln x,g(x)=ax2+2x(a≠0).
(1)若函数h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;
(2)若函数h(x)=f(x)-g(x)在[1,4]上单调递减,求a的取值范围.
解:(1)h(x)=ln x-ax2-2x,x∈(0,+∞),
所以h′(x)=-ax-2,由于h(x)在(0,+∞)上存在单调递减区间,
所以当x∈(0,+∞)时,-ax-2<0有解.
即a>-有解,
设G(x)=-,所以只要a>G(x)min即可.
而G(x)=-1,所以G(x)min=-1.
所以a>-1,因为a≠0,
所以a的取值范围是(-1,0)∪(0,+∞).
(2)由题意得,
当x∈[1,4]时,h′(x)=-ax-2≤0恒成立,
即a≥-恒成立.
所以a≥G(x)max,而G(x)=-1,
因为x∈[1,4],所以∈,
所以当x=4时,G(x)max=-,
所以a≥-,因为a≠0,
所以a的取值范围是∪(0,+∞).
7、已知函数f(x)=x++b(x≠0),其中a,b∈R.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若函数f(x)在(1,2)上为单调函数,求实数a的取值范围.
解:(1)f′(x)=1-=.
当a≤0时,显然f′(x)>0(x≠0),这时f(x)在(-∞,0),(0,+∞)上是增函数;
当a>0时,f′(x)=,令f′(x)=0,
解得x=±,
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x (-∞, -) - (-, 0) (0,) (, +∞)
f′(x) + 0 - - 0 +
f(x) ?↗ ?↘ ↘? ?↗
所以f(x)在(-∞,-)和(,+∞)上是增函数,
在(-,0)和(0,)上是减函数.
(2)因为函数f(x)在(1,2)上为单调函数,
若f(x)在(1,2)上为单调递增函数,
则f′(x)≥0在x∈(1,2)时恒成立,
所以x2-a≥0,
即a≤x2在x∈(1,2)时恒成立,
所以a≤1.
若f(x)在(1,2)上为单调递减函数,
则f′(x)≤0在x∈(1,2)时恒成立,
所以x2-a≤0,即a≥x2在x∈(1,2)时恒成立,
所以a≥4.
综上所述,实数a的取值范围为(-∞,1]∪[4,+∞).
4、利用函数单调性比较大小
例4已知函数f(x)=xsin x,x∈R,则f,f(1),f的大小关系为( )
A.f>f(1)>f B.f(1)>f>f
C.f>f(1)>f D.f>f>f(1)
解:因为f(x)=xsin x,所以f(-x)=(-x)·sin(-x)=xsin x=f(x),所以函数f(x)是偶函数,所以f=f.
又当x∈时,f′(x)=sin x+xcos x>0,所以函数f(x)在上是增函数,所以f<f(1)<f,即f>f(1)>f,故选A.
跟踪训练
1、已知定义在上的函数f(x),f′(x)是f(x)的导函数,且恒有cos xf′(x)+sin xf(x)<0成立,则( C )
A.f>f B.f>f
C.f>f D.f>f
2、定义在上的函数f(x),已知f′(x)是它的导函数,且恒有cos x·f′(x)+sin x·f(x)<0成立,则有( D )
A.f>f B.f>f
C.f>f D.f>f
3、已知a=,b=,c=,则a、b、c的大小关系为( C )
A.b<c<a B.c<a<b
C.a<c<b D.c<b<a
4、已知正数α,β满足eα+>eβ+,则( C )
A.2α-β+1<2 B.ln α+α
C.+> D.+>+
5、 已知a,b∈(0,3),且4ln a=aln 4,4ln b=bln 2,c=log0.30.06,则( C )
A.c<b<a B.a<c<b
C.b<a<c D.b<c<a
6、(多选)已知e是自然对数的底数,则下列不等关系中不正确的是( ACD )
A.ln 2> B.ln 3<
C.ln π> D.<
7、(多选)已知函数f(x)的定义域为R,其导函数f′(x)的图象如图所示,则对于任意的x1,x2∈R(x1≠x2),下列结论正确的是( BD )
A.f(x)<0恒成立
B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0
C.f>
D.f<
8、已知定义域为R的偶函数f(x)的导函数为f′(x),当x<0时,xf′(x)-f(x)<0.若a=,b=,c=,则a,b,c的大小关系是____c<a<b____.
5、利用函数单调性解不等式
例5 设函数f′(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-1)=0,当x>0时,xf′(x)-f(x)<0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是________.
解 因为f(x)(x∈R)为奇函数,f(-1)=0,
所以f(1)=-f(-1)=0.
当x≠0时,令g(x)=,
则g(x)为偶函数,g(1)=g(-1)=0.
则当x>0时,g′(x)=′
=<0,
故g(x)在(0,+∞)上单减,在(-∞,0)上单增.
所以在(0,+∞)上,当0<x<1时,g(x)>g(1)=0,得>0,所以f(x)>0;
在(-∞,0)上,当x<-1时,由g(x)<g(-1)=0,得<0,所以f(x)>0.
综上知,使得f(x)>0成立的x的取值范围是(-∞,-1)∪(0,1).
跟踪训练
1、若函数f(x)的定义域为R,其导函数为f′(x).若f′(x)-3<0恒成立,f(-2)=0,则f(x)-3x<6的解集为( D )
A.(-∞,-2) B.(-2,2)
C.(-∞,2) D.(-2,+∞)
2、已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,设函数f(x)的导函数为f′(x),若对任意x>0都有2f(x)+xf′(x)>0成立,则( A )
A.4f(-2)<9f(3) B.4f(-2)>9f(3)
C.2f(3)>3f(-2) D.3f(-3)<2f(-2)
3、函数f(x)是定义在区间(0,+∞)上的可导函数,其导函数为f′(x),且满足f′(x)+f(x)>0,则不等式<的解集为( D )
A.{x|x>-2 020}
B.{x|x<-2 020}
C.{x|-2 023<x<0}
D.{x|-2 023<x<-2 020}
4、已知函数f(x)=x3-4x+2ex-2e-x,其中e为自然对数的底数,若f(a-1)+f(2a2)≤0,则实数a的取值范围是( D )
A.(-∞,-1] B.
C. D.
5、f(x)是定义在R上的偶函数,当x<0时,f(x)+xf′(x)<0,且f(-4)=0,则不等式xf(x)>0的解集为__(-∞,-4)∪(0,4)_____.
6、设f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当x<0时,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,且g(-3)=0,则不等式f(x)g(x)<0的解集为__(-∞,-3)∪(0,3)______.
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同课章节目录
第四章 数列
4.1 数列的概念
4.2 等差数列
4.3 等比数列
4.4* 数学归纳法
第五章 一元函数的导数及其应用
5.1 导数的概念及其意义
5.2 导数的运算
5.3 导数在研究函数中的应用
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