11
综上所述:当k>0时,f(x)的增区间为(-k,+∞),减区间为(-∞,-k).
11
当k<0时,f(x)的增区间为(-∞,-k),减区间为(-k,+∞).
例6.求函数f(x)=x-alnx (a∈R)的单调区间. 解:f(x)的定义域为(0,+∞)
ax-a
f ′(x)=1-x=x 当a≤0时,f ′(x)≥0,则f(x)的增区间为(0,+∞)
当a>0时,令f ′(x)>0,则x>a,令f ′(x)<0,则0<x<a, ∴f(x)的增区间为(a,+∞),减区间为(0,a).
综上所述:当a≤0时,f(x)的增区间为(0,+∞).
当a>0时,f(x)的增区间为(a,+∞),减区间为(0,a). 重要方法二 一次函数型(一)
11
当导函数可表示为常见已知函数,(例如:ex,x+,,x2-2x)与一个常参数(例
xx
1
如:a,2k,a,-a)的差的形式时,可通过画出已知函数与常值函数图像的方法对参数进行分类讨论.
重要方法三 一次函数型(二)二级分类法
当导函数为一次函数(一次项系数为参数)时,可用二级分类法 ⑴判断最高次项系数的正负;
⑵判断一次方程的根与定义域端点值的大小. 3.主导函数为“二次函数”型 例1.求函数f(x)=x2-2x+alnx的单调区间. 解:f(x)的定义域为(0,+∞)
-2x+aa-(-2x2+2x)a2x2
f ′(x)=2x-2+x==
xx
1
当a≥2时,f ′(x)≥0,则f(x)的增区间为(0,+∞)
1-1-2a1+1-2a1
当0<a<2时,令f ′(x)=0,则x1=,x= 2
221-1-2a1+1-2a
令 f ′(x)>0,则0<x<,或x>
22 令 f ′(x)<0,则
1-1-2a1+1-2a<x<, 22
1-1-2a1+1-2a
∴f(x)的增区间为(0,)和(,+∞) 22
11
1-1-2a1+1-2a
减区间为(,)
22当a≤0时,令f ′(x)>0,则x>
1+1-2a
, 2
令f ′(x)<0,则0<x<
1+1-2a
, 2
∴f(x)的增区间为 (
1+1-2a1+1-2a
,+∞),减区间为(0,) 22
1
综上所述:当a≥2时,f(x)的增区间为(0,+∞),
1-1-2a1+1-2a1
当0<a<2时,f(x)的增区间为(0,)和(,+∞)
22
1-1-2a1+1-2a
减区间为(,)
22
1+1-2a1+1-2a
当a≤0时,f(x)的增区间为 (,+∞),减区间为(0,)
22ex
例2.求函数f(x)=(k>0)单调区间.
x2+k
解:f(x)的定义域为R
ex(x2+k)-2xexex(x2-2x+k)ex[k-(-x2+2x)]f ′(x)=== (x2+k)2(x2+k)2(x2+k)2当k≥1时,f ′(x)≥0,f(x)的增区间为R
当0<k<1时,令f ′(x)=0,则x1=1-1-k,x2=1+1-k 令 f ′(x)>0,则0<x<1-1-k,或x>1+1-k 令 f ′(x)<0,则1-1-k<x<1+1-k, ∴f(x)的增区间为(0,1-1-k)和(1+1-k,+∞)
减区间为(1-1-k,1+1-k) 综上所述:当k≥1时,f(x)的增区间为R,
当0<k<1时,f(x)的增区间为(0,1-1-k)和(1+1-k,+∞)
减区间为(1-1-k,1+1-k)
12
2
例3.讨论函数f(x)=x-x+a(2-lnx)的单调性. 解:f(x)的定义域为(0,+∞)
2x+x-a
-ax+22ax2
f ′(x)=1+x2-x=x2=x 当a≤22时,f ′(x)≥0,f(x)的增区间为(0,+∞)
a-a2-8a+a2-8当a>22时,令f ′(x)=0,则x1=,x2=
22 令 f ′(x)>0,则0<x<
a-a2-8a+a2-8,或x> 22
a-a2-8a+a2-8
令 f ′(x)<0,则<x<,
22∴f(x)的增区间为(0,
a-a2-8a+a2-8
)和(,+∞) 22
a-a2-8a+a2-8
减区间为(,)
22
综上所述:当a≤22时,f(x)的增区间为(0,+∞), 当a>22时,f(x)的增区间为(0,
a-a2-8a+a2-8
)和(,+∞) 22
a-a2-8a+a2-8
减区间为(,)
22
重要方法四 二次函数型(一)
11
当导函数可表示为常见已知函数(例如:ex,x+x,x,x2-2x)与一个常参数(例1
如:a,2k,a,-a)的差的形式时,可通过画出已知函数与常值函数图像的方法对参数进行分类讨论. 例如:2x2-2x+a,x∈(0,+∞) 可化为a-(-2x2+2x) x2-2x+k,x∈R k-(-2x2+2x)
2
x2-ax+2,x∈(0,+∞) x+x-a
ex
例4.求函数f(x)=(x-k)2ek的单调区间.
13
解:f(x)的定义域为R
1ex1ex
f ′(x)=[2x-2k+k(x2-2kx+k2)]ek=k((x2-k2)ek 当k>0时, f(x)的增区间为(-∞,-k)和(k,+∞),减区间为(-k,k). 当k<0时, f(x)的增区间为(k,-k),减区间为(-∞,k) 和(-k,+∞). 综上所述:当k>0时, f(x)的增区间为(-∞,-k)和(k,+∞),
减区间为(-k,k).
当k<0时, f(x)的增区间为(k,-k),
减区间为(-∞,k) 和(-k,+∞).
例5.求函数f(x)=lnx+ax2+x(a∈R)的单调区间. 解:f(x)的定义域为(0,+∞)
2ax2+x+11
f ′(x)=+2ax+1= xx
当a≥0时,f ′(x)>0,则f(x)的增区间为(0,+∞).
-1+1-8a-1-1-8a
当a<0时,令f ′(x)=0,则x1=,x2= 4a4a(此处x1<0<x2),故将x1舍去.
1
(注意:此处x1·x2=2a<0,可知一根为正,一根为负)
-1-1-8a-1-1-8a 令f ′(x)>0,则0<x<,f(x)的增区间为(0,)
4a4a 令f ′(x)>0,则x>
-1-1-8a-1-1-8a
,f(x)的减区间为(,+∞)
4a4a
综上所述:当a≥0时, f(x)的增区间为(0,+∞).
-1-1-8a
当a<0时, f(x)的增区间为(0,),
4a-1-1-8a
减区间为(,+∞).
4a
1
例6.求函数f(x)=a(x-x)-2lnx的单调区间.
解:f(x)的定义域为(0,+∞)
-2x+aa2ax2
f ′(x)=a+x2-x=
x2
当a≤0时,f ′(x)<0,则f(x)的减区间为(0,+∞). (注意:此处ax2<0,-2x<0,a<0,故ax2-2x+a<0) 当a>0时,由ax2-2x+a=0,得△=4-4a2
⑴当△≤0,即a≥1时,f ′(x)≥0,∴f(x)的增区间为(0,+∞)
1-1-a21+1-a2
⑵当△>0,即0<a<1时,令f ′(x)=0,则x1=,x2=
aa
14
1-1-a21+1-a2
令f ′(x)>0,则0<x<或x>
aa令f ′(x)<0,则
1-1-a21+1-a2<x< aa
1-1-a21+1-a2
)和(,+∞) aa
∴f(x)的增区间为(0,
1-1-a21+1-a2
减区间为(,)
aa
综上所述:当a≤0时, f(x)的减区间为(0,+∞). 当0<a<1时, f(x)的增区间为(0,
1-1-a21+1-a2
)和(,+∞) aa
1-1-a21+1-a2
减区间为(,)
aa
当a≥1时, f(x)的增区间为(0,+∞) 例7.求函数f(x)=alnx+
x-1
的单调区间. x+1
解:f(x)的定义域为(0,+∞).
af ′(x)=x+a(x+1)2+2xax2+(2a+2)x+a2
== (x+1)2x(x+1)2x(x+1)2
⑴当a≥0时,f ′(x)>0,∴f(x)的增区间为(0,+∞).
(注:此处因a≥0,x>0,所以ax2>0,(2a+2)x>0,a>0,即f ′(x)>0) ⑵当a<0时,由ax2+(2a+2)x+a=0,得△=8a+4
1
①当△≤0即a≤-2时,f ′(x)<0,∴f(x)的减区间为(0,+∞).
1
②当△>0即-2<a<0时,令f ′(x)=0,
-(a+1)-2a-1-(a+1)+2a-1
则x1=,x2=
aa
2a+22
(注:此处由x1+x2=1>0,x1·x2=-a=-2-a>0,则x1>0,x2>0)
令f ′(x)>0,则0<x<
-(a+1)-2a-1-(a+1)+2a-1
或x>
aa
15