陸燕
函數(shù)的導數(shù)與其單調(diào)性息息相關(guān).在判斷函數(shù)的單調(diào)性時,通??梢詮暮瘮?shù)的導數(shù)入手,討論導數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系,利用導數(shù)法來解題.
函數(shù)的導數(shù)與其單調(diào)性之間的關(guān)系為:
①在某個區(qū)間(a,b)內(nèi),如果函數(shù)的導數(shù)大于零,則該函數(shù)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;
②在某個區(qū)間(a,b)內(nèi),如果函數(shù)的導數(shù)小于零,則該函數(shù)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減;
③如果在某個區(qū)間內(nèi),函數(shù)的導數(shù)恒等于零,則該函數(shù)為常數(shù).
利用導數(shù)法判斷函數(shù)單調(diào)性的步驟為:
第一步,對函數(shù)求導,并化簡;
第二步,令導數(shù)為0,求得其零點;
第三步,用零點將函數(shù)的定義域劃分為幾個子區(qū)間,并在每個子區(qū)間上討論導數(shù)的符號;
第四步,根據(jù)導數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系判斷出函數(shù)的單調(diào)性.若導數(shù)大于零,則函數(shù)單調(diào)遞增,其對應(yīng)的區(qū)間為函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間;若導數(shù)小于零,則函數(shù)單調(diào)遞減,其對應(yīng)的區(qū)間為函數(shù)的單減遞減區(qū)間.
下面舉例加以說明.
該函數(shù)式較為復雜,在對函數(shù)求導后,還需進行適當?shù)淖冃危蛊錇閹讉€因式的積或商,這樣便于判斷導數(shù)的符號.本題中導函數(shù)的零點中含有參數(shù)a ,且a 的符號可以決定導數(shù)的符號,所以需根據(jù)題意分a ≤0 、a >0 兩種情況進行討論.若導函數(shù)的零點較多,且含有參數(shù),還需比較各個零點的大??;若無法比較,則需進一步進行分類討論.
對于函數(shù)式較為復雜的函數(shù)單調(diào)性問題,如函數(shù)式中含有多種類型的簡單函數(shù),函數(shù)式為幾個簡單函數(shù)的商、積等,此時運用導數(shù)法來判斷函數(shù)的單調(diào)性比較奏效.對于一次求導不能判斷出函數(shù)的單調(diào)性的問題,往往需要通過二次求導、多次求導來確定各個層級函數(shù)的最值,以確定上一級導數(shù)的符號.
(作者單位:江蘇省南通啟東市第一中學)