1 导数的应用(一)典例精析题型一 求函数 f(x)的单调区间【例 1】已知函数 f(x)=x2-ax-aln(x-1)(a∈R),求函数 f(x)的单调区间
【解析】函数 f(x)=x2-ax-aln(x-1)的定义域是(1,+∞)
f′(x)=2x-a-=,① 若 a≤0,则≤1,f′(x)=>0 在(1,+∞)上恒成立,所以 a≤0 时,f(x)的增区间为(1,+∞)
② 若 a>0,则>1,故当 x∈(1,]时,f′(x)=≤0;当 x∈[,+∞)时,f′(x)=≥0,所以 a>0 时,f(x)的减区间为(1,],f(x)的增区间为[,+∞)
【点拨】在定义域 x>1 下,为了判定 f′(x)符号,必须讨论实数与 0 及 1 的大小,分类讨论是解本题的关键
【变式训练 1】已知函数 f(x)=x2+ln x-ax 在(0,1)上是增函数,求 a 的取值范围
【解析】因为 f′(x)=2x+-a,f(x)在(0,1)上是增函数,所以 2x+-a≥0 在(0,1)上恒成立,即 a≤2x+恒成立
又 2x+≥2(当且仅当 x=时,取等号)
所以 a≤2,故 a 的取值范围为(-∞,2]
【点拨】当 f(x)在区间(a,b)上是增函数时⇒f′(x)≥0 在(a,b)上恒成立;同样,当函数f(x)在区间(a,b)上为减函数时⇒f′(x)≤0 在(a,b)上恒成立
然后就要根据不等式恒成立的条件来求参数的取值范围了
题型二 求函数的极值【例 2】已知 f(x)=ax3+bx2+cx(a≠0)在 x=±1 时取得极值,且 f(1)=-1
(1)试求常数 a,b,c 的值;(2)试判断 x=±1 是函数的极小值点还是极大值点,并说明理由
【解析】(1)f′(x)=3ax2+2bx+c
因为 x=±1 是函数 f(x)的极值点,所以 x=±1 是方程 f′(x)=0,即 3ax2