毛小果
函數(shù)與導數(shù)是高中數(shù)學極為重要的內(nèi)容,函數(shù)單調(diào)性是進一步研究函數(shù)圖象與性質的關鍵環(huán)節(jié)。以導數(shù)為載體的含參函數(shù)問題的圖象和性質研究是高考考察的熱點和難點。解決此類問題的常見方法是:求導后進行分類討論,而如何進行分類討論則是解題的難點,本文以近年高考試題和模擬題中含參數(shù)導數(shù)問題為例,從“有無、大小、內(nèi)外”六字分類法揭開含參單調(diào)性討論的神秘面紗。
一、導數(shù)為零是否有解(有無,內(nèi)外)
例1.已知函數(shù)f(x)=Inx+a(1-x)討論f(%)的單調(diào)性。
解:f(x)的定義域為(0,+∞),f'(x)= 1/x-a若a≤0,則f'(x)f'(x)>0:當(1/a,+∞)時, f'(x)。所以f(X)在(0,1/a)上單調(diào)遞增,在(吞,+二)上單調(diào)遞減。
例2.已知函數(shù)f(x)=ex(ex-a)-a2x,討論f(x)的單調(diào)性。
解:f'(x)=2(ex)2-aex-a2=(2ex+a)(ex-a).(1)當a=0時,f'(x)=2(ex)2>0恒成立,所以f(x)在R上單調(diào)遞增;(2)當a>0時,2ex+a>0恒成立,令f'(x)>0,則ex-a>0,
故x>Ina,所以f(x)在(Ina,+∞)上單調(diào)遞增,在(-∞, Ina)上單調(diào)遞減;(3)當a<0時,ex-a>0恒成立,令f'(x)>0,則2ex+a>0,即ex>-a/2=eIn(-a/2),故x>In(-a/2),所以f(x)A(In(-a/2),+∞)上單調(diào)遞增,在(-∞,In(-a/2)上單調(diào)遞減。
二、導數(shù)為零的解有多個時(大小,內(nèi)外)
例3.設函數(shù)f(x)=m(x-Inx)-1/x-Inx,m∈R.討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性。
(1)函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),f'(x)=(x-1)(mx-1)/x2,當m=0時,f'(x)=-x+1/x2,函數(shù)f(x)在區(qū)問(0,1)上單調(diào)遞增,在區(qū)間(1,+∞)上單調(diào)遞減;當m<0時,1/m<0<1,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1)上單調(diào)遞增,在區(qū)間(1,+∞)上單調(diào)遞減;當0 當m=1時,f'(x)=(x-1)2/x2≥1,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;當m>1時,0<1/m<1,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1/m)上單調(diào)遞增,在區(qū)間(1/m,1)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(1,+∞)上單調(diào)遞增。 三、雙變量含參單調(diào)性討論 例4.已知函數(shù)f(x)=ax2+bx-Inx(a,b∈R),設a≥0,求f(x)的單調(diào)區(qū)間。 解:由f(x)=ax2+bx-Inx,x∈(0,+∞),得f'(x)=2ax2+bx-1/x。 (1)當a=0時,f'(x)=bx-1/x。若b≤0,當x>0時,f'(x)<0恒成立,所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(0,+∞).若b>0,當0 (2)當a>0時,令f '(x)=0,得2ax2+bx-1=0。由△=b2x2>0。當0