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文件名称:人教A版高中数学(选择性必修第二册)题型分类归纳讲与练导数专题:含参函数单调性问题讨论(4大题型)(解析版).docx
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更新时间:2025-05-19
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含参函数单调性问题讨论

一、导数与函数的单调性

1、用导数求函数的单调性的概念:

在某个区间内,如果,那么函数在这个区间内单调递增;

如果,那么函数在这个区间内单调递减.

【注意】

(1)在某区间内是函数在此区间上为增(减)函数的充分不必要条件.

(2)可导函数在上是增(减)函数的充要条件是对,都有

且在上的任何子区间内都不恒为零.

2、确定函数单调区间的求法

(1)确定函数的定义域;

(2)求;

(3)解不等式,解集在定义域内的部分为单调递增区间;

(4)解不等式,解集在定义域内的部分为单调递减区间.

二、含参函数单调性讨论依据

讨论含参函数的单调性,其本质是导函数符号的变化情况,所以讨论的关键是抓住导函数解析式中的符号变化部分,即导数的主要部分,简称导主。讨论时要考虑参数所在的位置及参数取值对导函数符号的影响,一般需要分四个层次来分类:

(1)最高次幂的系数是否为0,即“是不是”;

(2)导函数是都有变号零点,即“有没有”;

(3)导函数的变号零点是否在定义域或指定区间内,即“在不在”;

(4)导函数有多个零点时大小关系,即“大不大”。

三、两大类含参导函数的具体方法

1、含参一次函数单调性讨论

(1)讨论最高次项是否为0,正负情况;

(2)求解导函数的根;

(3)定义域划分为若干个单调区间,分别讨论每个区间上导函数的正负值.

2、含参二次函数单调性的讨论

(1)确定函数的定义域;

(2)讨论最高次项是否为0,正负情况;

(3)可因式分解型,解得(注意讨论);不可因式分解型,讨论及;

(4)讨论和的大小,能因式分解的,注意讨论;

(5)将定义域划分为若干个单调区间,分别讨论每个区间上导函数的正负值,

判断根和区间端点位置关系的方法有3种:端点函数值+对称轴;韦达定理;求根公式。

题型一导函数为一次型

【例1】(2023·全国·高三专题练习)已知函数,.讨论函数的最值;

【答案】答案见解析

【解析】由函数,可得其定义域为,且,

当时,可得,在上单调递增,无最值;

当时,令,可得,所以在上单调递减;

令,可得,所以在单调递增,

所以的最小值为,无最大值.

综上可得:当时,无最值;当时,的最小值为,无最大值.

【变式1-1】(2023·全国·高三专题练习)已知函数,讨论函数的单调性.

【答案】答案见解析.

【解析】因为的定义域为,

所以,其中,

当时,即,在上单调递增,

当时,即,

令,得;

令,得,

所以在上单调递增,在上单调递减.

综上,当时,在上单调递增;

当时,在上单调递增,在上单调递减.

【变式1-2】(2023·全国·高三专题练习)已知函数,其中是自然对数的底数.当时,讨论函数的单调性.

【答案】答案见解析.

【解析】当时,,则,

当时,令解得,

当时,,当时,,

所以在上单调递增,在上单调递减;

当时,,所以在上单调递减,

当时,令,解得,

当时,,当时,,

所以在上单调递减,在上单调递增;

综上:当时;

当时,在上单调递增,在上单调递减;

当时,在上单调递减;

当时,在上单调递减,在上单调递增.

【变式1-3】(2023·甘肃武威·高二统考期中)已知函数.

(1)若曲线在x=1处的切线与直线2x-y+3=0平行,求a的值;

(2)求函数的单调区间.

【答案】(1);(2)答案见解析

【解析】(1)由已知可得,.

根据导数的几何意义可知,,即,所以.

(2)由(1)知,,的定义域为.

当时,恒成立,所以在上单调递增;

当时,由可得,.

当时,,所以在上单调递增;

当时,,所以在上单调递减.

综上所述,当时,则在上单调递增;

当时,单调递增区间为,单调递减区间为.

题型二导函数为二次可分解型

【例2】(2023·全国·高三专题练习)已知函数,,讨论的单调区间.

【答案】答案见解析

【解析】的定义域为,,

若,当时,,单调递增;

当时,,单调递减;

当时,,单调递增.

若,则恒成立,在上单调递增.

综上,当时,的单调递增区间为,,单调递减区间为;

当时,的单调递增区间为,无单调递减区间.

【变式2-1】(2023·全国·高三专题练习)已知函数,讨论函数的单调性.

【答案】答案见解析

【解析】由题意可知:的定义域为,且,

若,则恒成立,所以在上单调递增;

若,令,解得或(舍去),

当时,,函数在上单调递增,

当时,,函数在上单调递减;

综上所述:若,在上单调递增;

若,在上单调递增,在上单调递减.

【变式2-2】(2023·全国·高三专题练习)已知,讨论的单调性.

【答案】答案见解析.

【解析】因为定义域为,

所以,

①当时恒成立,此时在上单调递增;

②当时令,解得或,

此时在,上单调递增,

令,解得,此时在单调递减;

③当时恒成立,此时单调递增;

④当时令,解得或,