【龙门专题】函数y=½x∧2+ax+ln x的函数单调性教学设计

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>>>设函数f(x)=lnx+ln(2-x)+ax(a>0),(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间..
设函数f(x)=lnx+ln(2-x)+ax(a>0),(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若f(x)在(0,1]上的最大值为,求a的值。
题型:解答题难度:中档来源:江西省高考真题
解:函数f(x)的定义域为(0,2),,(Ⅰ)当a=1时,,所以f(x)的单调递增区间为(0,),单调递减区间为(,2);(Ⅱ)当x∈(0,1]时,,即f(x)在(0,1]上单调递增,故f(x)在(0,1]上的最大值为f(1)=a,因此。
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据魔方格专家权威分析,试题“设函数f(x)=lnx+ln(2-x)+ax(a>0),(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间..”主要考查你对&&函数的单调性与导数的关系,函数的最值与导数的关系&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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函数的单调性与导数的关系函数的最值与导数的关系
导数和函数的单调性的关系:
(1)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是增函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间; (2)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是减函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为减区间。 利用导数求解多项式函数单调性的一般步骤:
①确定f(x)的定义域; ②计算导数f′(x); ③求出f′(x)=0的根; ④用f′(x)=0的根将f(x)的定义域分成若干个区间,列表考察这若干个区间内f′(x)的符号,进而确定f(x)的单调区间:f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是增函数,对应区间为增区间;f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是减函数,对应区间为减区间。
函数的导数和函数的单调性关系特别提醒:
若在某区间上有有限个点使f′(x)=0,在其余的点恒有f′(x)&0,则f(x)仍为增函数(减函数的情形完全类似).即在区间内f′(x)&0是f(x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件。&函数的最大值和最小值:
在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值,分别对应该区间上的函数值的最大值和最小值。
&利用导数求函数的最值步骤:
(1)求f(x)在(a,b)内的极值; (2)将f(x)的各极值与f(a)、f(b)比较得出函数f(x)在[a,b]上的最值。
&用导数的方法求最值特别提醒:
①求函数的最大值和最小值需先确定函数的极大值和极小值,因此,函数极大值和极小值的判别是关键,极值与最值的关系:极大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是极大(小)值;②如果仅仅是求最值,还可将上面的办法化简,因为函数fx在[a,b]内的全部极值,只能在f(x)的导数为零的点或导数不存在的点取得(下称这两种点为可疑点),所以只需要将这些可疑点求出来,然后算出f(x)在可疑点处的函数值,与区间端点处的函数值进行比较,就能求得最大值和最小值;③当f(x)为连续函数且在[a,b]上单调时,其最大值、最小值在端点处取得。&生活中的优化问题:
生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题,解决优化问题的方法很多,如:判别式法,均值不等式法,线性规划及利用二次函数的性质等,不少优化问题可以化为求函数最值问题.导数方法是解这类问题的有效工具.
用导数解决生活中的优化问题应当注意的问题:
(1)在求实际问题的最大(小)值时,一定要考虑实际问题的意义,不符合实际意义的值应舍去;(2)在实际问题中,有时会遇到函数在区间内只有一个点使f'(x)=0的情形.如果函数在这点有极大(小)值,那么不与端点比较,也可以知道这就是最大(小)值;(3)在解决实际优化问题时,不仅要注意将问题中涉及的变量关系用函数关系表示,还应确定出函数关系式中自变量的定义区间.
利用导数解决生活中的优化问题:
&(1)运用导数解决实际问题,关键是要建立恰当的数学模型(函数关系、方程或不等式),运用导数的知识与方法去解决,主要是转化为求最值问题,最后反馈到实际问题之中.&(2)利用导数求f(x)在闭区间[a,b]上的最大值和最小值的步骤,&&①求函数y =f(x)在(a,b)上的极值;& ②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.&&(3)定义在开区间(a,b)上的可导函数,如果只有一个极值点,该极值点必为最值点.
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559834808897563696408628407351790981当前位置:
>>>(理)已知函数f(x)=x-12ax2-ln(1+x),其中a∈R.(Ⅰ)若x=2是f(x)的极..
(理)已知函数f(x)=x-12ax2-ln(1+x),其中a∈R.(Ⅰ)若x=2是f(x)的极值点,求a的值;(Ⅱ)求f(x)的单调区间;(Ⅲ)若f(x)在[0,+∞)上的最大值是0,求a的取值范围.
题型:解答题难度:中档来源:不详
(理)(本小题满分12分)(Ⅰ)f′(x)=x(1-a-ax)x+1,&&x∈(-1,+∞).依题意,令f'(2)=0,解得&a=13.经检验,a=13时,符合题意.…(4分)(Ⅱ)①当a=0时,f′(x)=xx+1.故f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).②当a>0时,令f'(x)=0,得x1=0,或x2=1a-1.当0<a<1时,f(x)与f'(x)的情况如下:
(-1,x1)
(x1,x2)
(x2,+∞)
↘所以,f(x)的单调增区间是(0,1a-1);单调减区间是(-1,0)和(1a-1,+∞).当a=1时,f(x)的单调减区间是(-1,+∞).当a>1时,-1<x2<0,f(x)与f'(x)的情况如下:
(-1,x2)
(x2,x1)
(x1,+∞)
↘所以,f(x)的单调增区间是(1a-1,0);单调减区间是(-1,1a-1)和(0,+∞).③当a<0时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).综上,当a≤0时,f(x)的增区间是(0,+∞),减区间是(-1,0);当0<a<1时,f(x)的增区间是(0,1a-1),减区间是(-1,0)和(1a-1,+∞);当a=1时,f(x)的减区间是(-1,+∞);当a>1时,f(x)的增区间是(1a-1,0);减区间是(-1,1a-1)和(0,+∞).…(10分)(Ⅲ)由(Ⅱ)知&a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,由f(0)=0,知不合题意.当0<a<1时,f(x)在(0,+∞)的最大值是f(1a-1),由f(1a-1)>f(0)=0,知不合题意.当a≥1时,f(x)在(0,+∞)单调递减,可得f(x)在[0,+∞)上的最大值是f(0)=0,符合题意.所以,f(x)在[0,+∞)上的最大值是0时,a的取值范围是[1,+∞).…(12分)
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据魔方格专家权威分析,试题“(理)已知函数f(x)=x-12ax2-ln(1+x),其中a∈R.(Ⅰ)若x=2是f(x)的极..”主要考查你对&&函数的单调性与导数的关系,函数的最值与导数的关系&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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函数的单调性与导数的关系函数的最值与导数的关系
导数和函数的单调性的关系:
(1)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是增函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间; (2)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是减函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为减区间。 利用导数求解多项式函数单调性的一般步骤:
①确定f(x)的定义域; ②计算导数f′(x); ③求出f′(x)=0的根; ④用f′(x)=0的根将f(x)的定义域分成若干个区间,列表考察这若干个区间内f′(x)的符号,进而确定f(x)的单调区间:f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是增函数,对应区间为增区间;f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是减函数,对应区间为减区间。
函数的导数和函数的单调性关系特别提醒:
若在某区间上有有限个点使f′(x)=0,在其余的点恒有f′(x)&0,则f(x)仍为增函数(减函数的情形完全类似).即在区间内f′(x)&0是f(x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件。&函数的最大值和最小值:
在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值,分别对应该区间上的函数值的最大值和最小值。
&利用导数求函数的最值步骤:
(1)求f(x)在(a,b)内的极值; (2)将f(x)的各极值与f(a)、f(b)比较得出函数f(x)在[a,b]上的最值。
&用导数的方法求最值特别提醒:
①求函数的最大值和最小值需先确定函数的极大值和极小值,因此,函数极大值和极小值的判别是关键,极值与最值的关系:极大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是极大(小)值;②如果仅仅是求最值,还可将上面的办法化简,因为函数fx在[a,b]内的全部极值,只能在f(x)的导数为零的点或导数不存在的点取得(下称这两种点为可疑点),所以只需要将这些可疑点求出来,然后算出f(x)在可疑点处的函数值,与区间端点处的函数值进行比较,就能求得最大值和最小值;③当f(x)为连续函数且在[a,b]上单调时,其最大值、最小值在端点处取得。&生活中的优化问题:
生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题,解决优化问题的方法很多,如:判别式法,均值不等式法,线性规划及利用二次函数的性质等,不少优化问题可以化为求函数最值问题.导数方法是解这类问题的有效工具.
用导数解决生活中的优化问题应当注意的问题:
(1)在求实际问题的最大(小)值时,一定要考虑实际问题的意义,不符合实际意义的值应舍去;(2)在实际问题中,有时会遇到函数在区间内只有一个点使f'(x)=0的情形.如果函数在这点有极大(小)值,那么不与端点比较,也可以知道这就是最大(小)值;(3)在解决实际优化问题时,不仅要注意将问题中涉及的变量关系用函数关系表示,还应确定出函数关系式中自变量的定义区间.
利用导数解决生活中的优化问题:
&(1)运用导数解决实际问题,关键是要建立恰当的数学模型(函数关系、方程或不等式),运用导数的知识与方法去解决,主要是转化为求最值问题,最后反馈到实际问题之中.&(2)利用导数求f(x)在闭区间[a,b]上的最大值和最小值的步骤,&&①求函数y =f(x)在(a,b)上的极值;& ②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.&&(3)定义在开区间(a,b)上的可导函数,如果只有一个极值点,该极值点必为最值点.
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478236781520472078815056814272556773当前位置:
>>>已知函数f(x)=ln(1+x2)+ax,其中a为不大于零的常数.(1)讨论f(x)的..
已知函数f(x)=ln(1+x2)+ax,其中a为不大于零的常数.(1)讨论f(x)的单调性;(2)证明:(1+122)(1+142)o…o(1+122n)<e(n∈N*,e为自然对数的底数).
题型:解答题难度:中档来源:不详
(1)f′(x)=2x1+x2+a=ax2+2x+a1+x2,(1分)①当a=0时,∵f'(x)>02x>0,即x>0,f'(x)<02x<0,即x<0,∴f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减;(3分)②当a<0△≤0,即a≤-1时,f′(x)≤0对x∈R恒成立,∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递减;(5分)③当-1<a<0时,∵f′(x)>0ax2+2x+a>0-1+1-a2a<x<-1-1-a2a,f′(x)<0ax2+2x+a<0x<-1+1-a2a或x>-1-1-a2a,∴f(x)在(-1+1-a2a,-1-1-a2a)上单调递增,在(-∞,-1+1-a2a)和(-1-1-a2a,+∞)上单调递减;&&(7分)综上所述,当a≤-1时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,当-1<a<0时,f(x)在(-1+1-a2a,-1-1-a2a)上单调递增,在(-∞,-1+1-a2a)和(-1-1-a2a,+∞)上单调递减.当a=0时,f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)上单调递减;(8分)(2)由(1)知,当a=-1时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,当x∈(0,+∞)时,由f(x)<f(0)=0得:ln(1+x2)<x,(10分)∴ln[(1+122)(1+142)o…o(1+122n)]=ln(1+122)+ln(1+142)+…+ln(1+122n)<12+14+…+12n=12(1-12n)1-12=(1-12n)<1=lne,∴(1+122)(1+142)o…o(1+122n)<e(14分)
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函数的单调性、最值函数的单调性与导数的关系等比数列的前n项和
单调性的定义:
1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。
2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间&&3、最值的定义:最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值
判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法:
(1)定义法:其步骤是:①任取x1,x2∈D,且x1<x2; ②作差f(x1)-f(x2)或作商 ,并变形;③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较 与1的大小; ④根据定义作出结论。(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。导数和函数的单调性的关系:
(1)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是增函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间; (2)若f′(x)&0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是减函数,f′(x)&0的解集与定义域的交集的对应区间为减区间。 利用导数求解多项式函数单调性的一般步骤:
①确定f(x)的定义域; ②计算导数f′(x); ③求出f′(x)=0的根; ④用f′(x)=0的根将f(x)的定义域分成若干个区间,列表考察这若干个区间内f′(x)的符号,进而确定f(x)的单调区间:f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是增函数,对应区间为增区间;f′(x)&0,则f(x)在对应区间上是减函数,对应区间为减区间。
函数的导数和函数的单调性关系特别提醒:
若在某区间上有有限个点使f′(x)=0,在其余的点恒有f′(x)&0,则f(x)仍为增函数(减函数的情形完全类似).即在区间内f′(x)&0是f(x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件。&等比数列的前n项和公式:
; 等比数列中设元技巧:
已知a1,q,n,an ,Sn中的三个量,求其它两个量,是归结为解方程组问题,知三求二。 注意设元的技巧,如奇数个成等比数列,可设为:…,…(公比为q),但偶数个数成等比数列时,不能设为…,…因公比不一定为一个正数,公比为正时可如此设。
等比数列前n项和公式的变形:q≠1时,(a≠0,b≠0,a+b=0);
等比数列前n项和常见结论:一个等比数列有3n项,若前n项之和为S1,中间n项之和为S2,最后n项之和为S3,当q≠-1时,S1,S2,S3为等比数列。
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与“已知函数f(x)=ln(1+x2)+ax,其中a为不大于零的常数.(1)讨论f(x)的..”考查相似的试题有:
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