利用导数研究函数单调性

函数与导数A 档L3近3年考频 5 次

常见题型:choice、fill、short

利用导数研究函数单调性 - 函数与导数

考法聚焦

典型例题

例题 1

已知函数 f(x) = x^3 - 3ax^2 + 3x + 1,其中 a ∈ R。讨论 f(x) 的单调性。

解答

  1. 求导:f'(x) = 3x^2 - 6ax + 3 = 3(x^2 - 2ax + 1)。
  2. 判别式:Δ = ( -2a)^2 - 4 = 4a^2 - 4 = 4(a^2 - 1)。
  3. 分类讨论:
  • 当 a^2 ≤ 1,即 -1 ≤ a ≤ 1 时,Δ ≤ 0,f'(x) ≥ 0 恒成立,f(x) 在 R 上单调递增。
  • 当 a^2 > 1,即 a < -1 或 a > 1 时,Δ > 0,令 f'(x) = 0 得 x = a ± √(a^2 - 1)。

则 f(x) 在 (-∞, a - √(a^2 - 1)) 和 (a + √(a^2 - 1), +∞) 上单调递增,
在 (a - √(a^2 - 1), a + √(a^2 - 1)) 上单调递减。

  1. 综上,讨论结果如上。

要点:

  • 正确求导并化简
  • 利用判别式判断二次导数的符号变化
  • 对参数 a 进行完整分类,不遗漏边界情况

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