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導数法是指通过对函数进行求导,研究导函数的性质以达到解题目的的方法.运用导数法可快速判断出函数的单调性、求出函数的单调区间、求得函数的最值.下面,我们结合实例来谈一谈如何运用导数法解答两类函数问题.
一、求函数的单调区间
我们知道,函数 f(x)在某个区间(a,b)内的单调性与其导函数 f′(x)的关系为:若 f′(x)>0,则 f(x)在这个区间上是增函数;若 f′(x)<0,则 f(x)在这个区间上是减函数.而利用导数法求函数单调区间的一般步骤为:(1)先对函数进行求导,得到 f′(x);(2)在定义域内解不等式 f′(x)>0或 f′(x)<0;(3)根据结果确定 f(x)的单调性及单调区间.
例1.
解:
运用导数法判断函数的单调性或求函数的单调区间,关键在于求得导函数的零点,再用零点将函数的定义域划分为几个区间,在每个区间段上讨论函数的单调性.可通过因式分解或运用求根公式来求零点.
二、运用导数法求函数的最值
若函数的定义域为开区间,则函数的极值即为函数的最值;若函数的定义域为闭区间,则需将函数的极值与闭区间上的端点值进行比较,较大的为最大值,较小的为最小值.一般情况下,若导函数零点左边的导函数值小于0、右边的大于0,则函数在该零点处取得极小值;若导函数零点左边的导函数值大于0、右边的小于0,则函数在该零点处取得极大值.
例2.
解:
该函数的定义域为开区间,所以只需运用导数法求得函数的极值,便可确定函数的最值.
例3.
解:
综上,函数 f(x)有最小值,最小值的取值范围是(-2e,-2).
由此可见,当遇到一些含有高次、对数式、指数式的函数单调区间问题、最值问题时,运用导数法可以使问题快速得解.而运用导数法解题,不仅需要熟练掌握导数的求导运算法则、求零点的方法、函数的零点与方程的根之间的关系、函数的图象和性质、解方程的方法等,还要学会灵活运用数形结合思想和分类讨论思想来辅助解题.
(作者单位:云南省临沧市凤庆县第一中学)
一、求函数的单调区间
我们知道,函数 f(x)在某个区间(a,b)内的单调性与其导函数 f′(x)的关系为:若 f′(x)>0,则 f(x)在这个区间上是增函数;若 f′(x)<0,则 f(x)在这个区间上是减函数.而利用导数法求函数单调区间的一般步骤为:(1)先对函数进行求导,得到 f′(x);(2)在定义域内解不等式 f′(x)>0或 f′(x)<0;(3)根据结果确定 f(x)的单调性及单调区间.
例1.
解:
运用导数法判断函数的单调性或求函数的单调区间,关键在于求得导函数的零点,再用零点将函数的定义域划分为几个区间,在每个区间段上讨论函数的单调性.可通过因式分解或运用求根公式来求零点.
二、运用导数法求函数的最值
若函数的定义域为开区间,则函数的极值即为函数的最值;若函数的定义域为闭区间,则需将函数的极值与闭区间上的端点值进行比较,较大的为最大值,较小的为最小值.一般情况下,若导函数零点左边的导函数值小于0、右边的大于0,则函数在该零点处取得极小值;若导函数零点左边的导函数值大于0、右边的小于0,则函数在该零点处取得极大值.
例2.
解:
该函数的定义域为开区间,所以只需运用导数法求得函数的极值,便可确定函数的最值.
例3.
解:
综上,函数 f(x)有最小值,最小值的取值范围是(-2e,-2).
由此可见,当遇到一些含有高次、对数式、指数式的函数单调区间问题、最值问题时,运用导数法可以使问题快速得解.而运用导数法解题,不仅需要熟练掌握导数的求导运算法则、求零点的方法、函数的零点与方程的根之间的关系、函数的图象和性质、解方程的方法等,还要学会灵活运用数形结合思想和分类讨论思想来辅助解题.
(作者单位:云南省临沧市凤庆县第一中学)