基础梳理
一、知识精要
1.导数的几何意义
函数 y= f (x)在 x= x0处的导数 f′( x0)是曲线 y= f (x)在点( x0, f( x0))处切线 l的斜率,切线 l的方程是 y- f( x0)= f′( x0)( x- x0).
2.导数的物理意义
若物体位移随时间变化的关系为 s= f (t),则 f′( t0)是物体运动在 t= t0时刻的瞬时速度.
3.函数的单调性
在( a, b)内可导函数 f (x), f′ (x)在( a, b)任意子区间内都不恒等于 0.
f′ (x)≥ 0⇔函数 f (x)在( a, b)上单调递增;
f′ (x)≤ 0⇔函数 f (x)在( a, b)上单调递减.
二、归纳总结
【易误警示】
直线与曲线有且只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线;反之直线是曲线的切线,但直线不一定与曲线有且只有一个公共点.
【两个条件】
( 1) f′ (x)> 0在( a, b)上成立是 f (x)在( a, b)上单调递增的充分条件.
( 2)对于可导函数 f (x), f′( x0)= 0是函数 f (x)在 x= x0处有极值的必要不充分条件
【三个步骤】
求函数单调区间的步骤:
( 1)确定函数 f (x)的定义域;
( 2)求导数 f′ (x);
( 3)由 f′ (x)> 0( f′ (x)< 0)解出相应的 x的范围.
当 f′ (x)> 0时, f (x)在相应的区间上是增函数;当 f′ (x)< 0时, f (x)在相应的区间上是减函数,还可以列表,写出函数的单调区间.
三、高考真题讲与练
题型一、求单调区间
例 1.( 2012山东理)已知函数(为常数,是自然对数的底数),曲线在点处的切线与轴平行
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求的单调区间;
(Ⅲ)设,其中为的导函数证明:对任意.
解:由 f (x)=可得,而,即,解得;
(Ⅱ),令可得,
当时,;当时,.
于是在区间内为增函数;在内为减函数
(Ⅲ),
( 1)当时,,.
( 2)当时,要证.
只需证即可
设函数.
则,
则当时,
令解得,
当时;当时,
则当时,且,
则,于是可知当时成立
综合( 1)( 2)可知对任意 x> 0,恒成立
另证 1:设函数,则,
于是当时,要证,
只需证即可,
设,,
于是可知当时,成立
另证 2:根据重要不等式当时,即,
于是不等式,
于是可知当时成立