2.
,令
,得
,
∴
,
又
.
∴![]()
4.
.
分析:函數(shù)
在給定區(qū)間上連續(xù)可導(dǎo),必有最大值和最小值,因此,在求閉區(qū)間
上函數(shù)的最值時,只需求出函數(shù)
在開區(qū)間
內(nèi)的極值,然后與端點處函數(shù)值進行比較即可.
解:1.
,令
,得
,
∴
.又![]()
∴![]()
3.![]()
2.
;
1.
;
2.
.
若滿足條件的
存在,則![]()
∵函數(shù)
在
內(nèi)是減函數(shù),∴當(dāng)
時,
,
即
對于
恒成立.
∴![]()
∴
,解得
.
又函數(shù)
在(-1,0)上是增函數(shù),∴當(dāng)
時,![]()
即
對于
恒成立,
∴![]()
∴
,解得
.
故當(dāng)
時,
在
上是減函數(shù),在(-1,0)上是增函數(shù),即滿足條件的
存在.
說明:函數(shù)思維實際上是辯證思維的一種特殊表現(xiàn)形式,它包含著運動、變化,也就存在著量與量之間的相互依賴、相互制約的關(guān)系.因此挖掘題目中的隱含條件則是打開解題思路的重要途徑,具體到解題的過程,學(xué)生很大的思維障礙是迷失方向,不知從何處入手去溝通已知與未知的關(guān)系,使分散的條件相對集中,促成問題的解決.不善于應(yīng)用
恒成立
和
恒成立
,究其原因是對函數(shù)的思想方法理解不深.
利用導(dǎo)數(shù)比較大小
例 已知a、b為實數(shù),且
,其中e為自然對數(shù)的底,求證:
.
分析:通過考察函數(shù)的單調(diào)性證明不等式也是常用的一種方法.根據(jù)題目自身的特點,適當(dāng)?shù)臉?gòu)造函數(shù)關(guān)系,在建立函數(shù)關(guān)系時,應(yīng)盡可能選擇求導(dǎo)和判斷導(dǎo)數(shù)都比較容易的函數(shù),一般地,證明
,可以等價轉(zhuǎn)化為證明
,如果
,則函數(shù)
在
上是增函數(shù),如果
,由增函數(shù)的定義可知,當(dāng)
時,有
,即
.
解:證法一:
,∴要證
,只要證
,
設(shè)
,則
.
,∴
,且
,∴![]()
∴函數(shù)
在
上是增函數(shù).
∴
,即
,
∴![]()
證法二:要證
,只要證
,
即證
,設(shè)
,則
,
∴函數(shù)
在
上是減函數(shù).
又
,即![]()
說明:“構(gòu)造”是一種重要而靈活的思維方式,應(yīng)用好構(gòu)造思想解題的關(guān)鍵是:一要有明確的方向,即為什么目的而構(gòu)造;二是要弄清條件的本質(zhì)特點,以便重新進行邏輯組合.解決這種問題常見的思維誤區(qū)是不善于構(gòu)造函數(shù)或求導(dǎo)之后得出
的錯誤結(jié)論.
判斷函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性
例 函數(shù)
在區(qū)間
上是( )
A.增函數(shù),且
B.減函數(shù),且![]()
C.增函數(shù),且
D.減函數(shù),且![]()
分析:此題要解決兩個問題:一是要判斷函數(shù)值y的大;二是要判斷此函數(shù)的單調(diào)性.
解:解法一:令
,且
,
則
,排除A、B.
由復(fù)合函數(shù)的性質(zhì)可知,u在
上為減函數(shù).
又
亦為減函數(shù),故
在
上為增函數(shù),排除D,選C.
解法二:利用導(dǎo)數(shù)法
![]()
(
),故y在
上是增函數(shù).
由解法一知
.所以選C.
說明:求函數(shù)的值域,是中學(xué)教學(xué)中的難關(guān).一般可以通過圖象觀察或利用不等式性質(zhì)求解,也可以用函數(shù)的單調(diào)性求出最大、最小值等(包括初等方法和導(dǎo)數(shù)法).對于復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性問題,簡單的復(fù)合函數(shù)是可以利用復(fù)合函數(shù)的性質(zhì)進行判斷,但是利用導(dǎo)數(shù)法判斷一些較復(fù)雜的復(fù)合函數(shù)還是有很大優(yōu)勢的.
2.設(shè)
,試問:是否存在實數(shù)
,使
在
內(nèi)為減函數(shù),且在(-1,0)內(nèi)是增函數(shù).
分析:根據(jù)題設(shè)條件可以求出
的表達式,對于探索性問題,一般先對結(jié)論做肯定存在的假設(shè),然后由此肯定的假設(shè)出發(fā),結(jié)合已知條件進行推理論證,由推證結(jié)果是否出現(xiàn)矛盾來作出判斷.解題的過程實質(zhì)是一種轉(zhuǎn)化的過程,由于函數(shù)
是可導(dǎo)函數(shù),因此選擇好解題的突破口,要充分利用函數(shù)的單調(diào)性構(gòu)造等價的不等式,確定適合條件的參數(shù)
的取值范圍,使問題獲解.
解:1.由題意得
,
,
∴![]()
∴![]()
1.設(shè)
,求
的解析式;
3.函數(shù)定義域為![]()
令
,得
或
.
∴函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間為
和
;
令
,得
且
,
∴函數(shù)
的單調(diào)遞減區(qū)間是
和
.
說明:依據(jù)導(dǎo)數(shù)在某一區(qū)間內(nèi)的符號來確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,體現(xiàn)了形象思維的直觀性和運動性.解決這類問題,如果利用函數(shù)單調(diào)性定義來確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,運算顯得繁瑣,區(qū)間難以找準.學(xué)生易犯的錯誤是將兩個以上各自獨立單調(diào)遞增(或遞減)區(qū)間寫成并集的形式,如將例1函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間和遞減區(qū)間分別寫成
和
的錯誤結(jié)果.這里我們可以看出,除函數(shù)思想方法在本題中的重要作用之外,還要注意轉(zhuǎn)化的思想方法的應(yīng)用.
求解析式并根據(jù)單調(diào)性確定參數(shù)
例 已知
,且![]()
2.函數(shù)定義域為![]()
![]()
令
,得
.
∴函數(shù)
的遞增區(qū)間為(0,1);
令
,得
,
∴函數(shù)
的單調(diào)遞減區(qū)間為(1,2).
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