摘要:本文主要是提供一種解決求單調區(qū)間問題的方法:導函數(shù)的正負決定原函數(shù)的增減,而要判斷導函數(shù)的正負,我們可以將導函數(shù)中已確定正負的部分摒棄掉,遺留下來的部分作為一個新的函數(shù),即為本文中的“針對性函數(shù)”,通過作這個“針對性函數(shù)”的圖象來研究原函數(shù)圖象。這種方法可以化繁為簡,也很形象,易于理解,因此是一種很適合推廣的方法。
關鍵詞:單調性;單調區(qū)間;圖象
【例1】求函數(shù)f(x)=ln(1+x)-14x2的單調區(qū)間。
分析:定義域為(-1,+∞),f′(x)=11+x-x2=-x2-x+22(1+x)。
作二次函數(shù)g(x)=-x2-x+2在(-1,+∞)的大致圖象:只需考慮開口方向、與x軸交點,因此將表達式化為兩根式即g(x)=-(x+2)(x-1),作出圖象如圖1即可得:遞增區(qū)間為(-1,1),遞減區(qū)間為(1,+∞)。
圖1
作圖步驟說明:(1)根據(jù)定義域作出直線x=-1(虛線)表示所作圖象只有在其右側有效。(2)因f′(x)的分母部分不影響正負,所以不用考慮。(3)找出f′(x)的分子部分 g(x)與x軸的交點(可采取上述方法,也可解方程-x2-x+2=0),得到圖中x軸上橫坐標為-2和1的點,結合開口向下作出拋物線圖象(有效部分畫實線)。
【例2】求函數(shù)f(x)=ln(x+1)-x+k2x2的單調區(qū)間。
分析:定義域為(-1,+∞),f′(x)=1x+1-1+kx=kx2+(k-1)xx+1。
作函數(shù)g(x)=kx2+(k-1)x在(-1,+∞)的圖象,關注二次項系數(shù)及圖象與x軸交點。
因二次項系數(shù)k不確定且g(x)與x軸一個交點橫坐標1-kk與另一交點橫坐標0及-1的大小關系也不確定,所以分成以下情況:
①k=0時,g(x)=-x,遞增區(qū)間為(-1,0),遞減區(qū)間為(0,+∞)
例2情況①
②k>0時,1-kk=1k-1>-1
(?。?-kk<0時,遞增區(qū)間為-1,1-kk和(0,+∞),遞減區(qū)間為1-kk,0
(ⅱ)1-kk=0時,遞增區(qū)間為(-1,+∞)
(ⅲ)1-kk>0時,遞增區(qū)間為(-1,0)和1-kk,+∞,遞減區(qū)間為0,1-kk
例2情況②(?。?/p>
例2情況②(ⅱ)
例2情況②(ⅲ)
③k<0時,1-kk=1k-1<-1
例2情況③
遞增區(qū)間為(-1,0),遞減區(qū)間為(0,+∞)。
作者簡介:
蔡祥波,中學一級,福建省晉江市,福建省晉江市養(yǎng)正中學。