导数专题二:利用导数求函数的单调性
1、求下列函数的单调区间。
(1)
(2)
(3) f (x)=x2e-x.
(4)函数f(x)=x+2
(5)函数f(x)=x2-5x+2ln 2x
2、已知函数f(x)=aln x-x-(a∈R).求函数f(x)的单调区间.
3.讨论函数f(x)=x3-aln x(a∈R)的单调性.
4、试求函数f (x)=kx-ln x的单调区间.
5.求函数g(x)=(x+1)ln(x+1)+(1-a)x+2-a的单调区间.
6、已知函数f (x)=ae2x+(a-2)ex-x,讨论f (x)的单调性.
7.已知函数f(x)=ex(ex-a)-a2x,
讨论f(x)的单调性.导数专题二:利用导数求函数的单调性
1、求下列函数的单调区间。
(1)
解析:函数的定义域为D=(0,+∞).
,f(x)在(0,1)上单调递减,(1,+∞)上单调递增。
(2)
解析:,
函数在 上单调递减,
(3) f (x)=x2e-x.
函数的定义域为D=(-∞,+∞).
∵f ′(x)=(x2)′e-x+x2(e-x)′=2xe-x-x2e-x=e-x(2x-x2),令f ′(x)=0,
由于e-x>0,∴x1=0,x2=2,得下表:
x (-∞,0) 0 (0,2) 2 (2,+∞)
f ′(x) - 0 + 0 -
f (x) ↘ f (0)=0 ↗ f (2)= ↘
∴f (x)的单调递减区间为(-∞,0)和(2,+∞),单调递增区间为(0,2).
(4)函数f(x)=x+2
解析:f(x)的定义域为{x|x≤1},f′(x)=1-.
令f′(x)=0,得x=0.当0当x<0时,f′(x)>0.
所以函数f(x)的单调递增区间是(-∞,0),单调递减区间是(0,1).
(5)已知函数f(x)=x2-5x+2ln 2x,则f(x)的单调递增区间为________.
解析:f′(x)=2x-5+=(x>0).
由f′(x)>0可得(2x-1)(x-2)>0,
所以x>2或0即f(x)的单调递增区间为(0,),(2,+∞).单调递减区间是(,2).
2、已知函数f(x)=aln x-x-(a∈R).求函数f(x)的单调区间.
解:由题知,f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=-1+=,
①当a+1>0,即a>-1时,在(0,1+a)上f′(x)>0,在(1+a,+∞)上,f′(x)<0,
所以f(x)的单调递增区间是(0,1+a),单调递减区间是(1+a,+∞);
②当1+a≤0,即a≤-1时,在(0,+∞)上,f′(x)<0,
所以函数f(x)的单调递减区间是(0,+∞),无单调递增区间.
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(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.
4、试求函数f (x)=kx-ln x的单调区间.
[解析] 函数f (x)=kx-ln x的定义域为(0,+∞),f ′(x)=k-=.
当k≤0时,kx-1<0,
∴f ′(x)<0,则f (x)在(0,+∞)上单调递减.
当k>0时,由f ′(x)<0,得<0,解得0<x<;
由f ′(x)>0,得>0,解得x>.
∴当k>0时,f (x)的单调递减区间为(0,),
单调递增区间为(,+∞).
综上所述,当k≤0时,f (x)的单调递减区间为(0,+∞);
5.求函数g(x)=(x+1)ln(x+1)+(1-a)x+2-a的单调区间.
解:∵g(x)=(x+1)ln(x+1)+(1-a)x+2-a(x>0),
∴g′(x)=ln(x+1)+2-a.
∴当2-a≥0,即a≤2时,g′(x)>0对x∈(0,+∞)恒成立.
此时,g(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间.
当2-a<0,即a>2时,令g′(x)=0,得x=ea-2-1,
由g′(x)>0,得x>ea-2-1;由g′(x)<0,得0此时,g(x)的单调递减区间为(0,ea-2-1),单调递增区间为(ea-2-1,+∞).
综上所述,当a≤2时,g(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间;
当a>2时,g(x)的单调递减区间为(0,ea-2-1),单调递增区间为(ea-2-1,+∞).
6、已知函数f (x)=ae2x+(a-2)ex-x,讨论f (x)的单调性.
[解] f (x)的定义域为(-∞,+∞),
f ′(x)=2ae2x+(a-2)ex-1=(aex-1)(2ex+1).
①若a≤0,则f ′(x)<0,所以f (x)在(-∞,+∞)上单调递减.
②若a>0,则由f ′(x)=0,得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.
当a>0时,f (x)在(-∞,-ln a)上单调递减
综上,当a≤0时,f (x)在(-∞,+∞)上单调递减;
当a>0时,f (x)在(-∞,-ln a)上单调递减,在(-ln a,+∞)上单调递增
7.已知函数f(x)=ex(ex-a)-a2x,
讨论f(x)的单调性.
解:函数f(x)的定义域为(-∞,+∞),
f′(x)=2e2x-aex-a2=(2ex+a)(ex-a).
①若a=0,则f(x)=e2x在(-∞,+∞)上单调递增.
②若a>0,则由f′(x)=0,得x=ln a.
当x∈(-∞,ln a)时,f′(x)<0;当x∈(ln a,+∞)时,f′(x)>0.
故f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增.
③若a<0,则由f′(x)=0,得.
当x∈时,f′(x)<0;
当x∈时,f′(x)>0.
故f(x)在上单调递减,在上单调递增.
综上,当a=0时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;
当a>0时,f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,
当a<0时,f(x)在上单调递减,在上单调递增.