本题导读
本题考查利用导数研究函数的单调性。核心在于导数法、构造函数法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2013年广东卷(理)) 设函数 ().
(1)当 时,求函数 的单调区间;
(2)当 时,求函数 在 上的最大值 .
🔍【思路分析】
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- 第一问(单调性): 直接对 求导,利用乘法法则得到 。代入 ,解方程 得到两个根 。通过列表或分析导函数符号变化确定增减区间。
- 第二问(闭区间最值):
- 求导分析:。令 得 和 。
- 判定零点位置:由于 ,则 ,故 。
- 单调性讨论:在区间 内, 在 为负(递减),在 为正(递增)。
- 最值点锁定:最大值 必在端点 或 处取得。
- 端点值比较:构造函数 ,利用导数证明 。
✅【答案】
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所以函数 的单调递增区间为 和 ;单调递减区间为 。;因此 ,最大值在 处取得
✍【详细解析】
Abstract
(Ⅰ)解: 当 时,。 求导得:。 令 ,解得 ,。 分析 的符号变化如下表:
极大值 极小值 所以函数 的单调递增区间为 和 ;单调递减区间为 。
(Ⅱ)解: 。令 ,得 ,。 因为 ,所以 ,即 。 又因为 ,所以 。
函数 在 上的单调性变化如下: 在 上,, 单调递减; 在 上,, 单调递增。 故最大值 。
计算端点值: 。 。
比较 与 : 令 ,。 求导:。 令 ,则 。 在 上,,故 递减。 。 所以 ,即 在 上单调递减。 则 。
因此 ,最大值在 处取得。 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:含参导数的零点讨论及闭区间最值判定。 2. 核心技巧:“二次求导或构造辅助函数”。在第二问比较端点值大小时,直接比较较为困难,将其看作关于参数 的函数并研究其单调性是解决此类压轴题的高效策略。
核心方法:见详细解析
避坑指南:要注意 与区间端点 的大小关系。由于 的范围在 到 之间,而 最大约为 ,需严格证明 (可通过 判定)。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:零点存在性定理、泰勒展开近似(如 )在辅助判定中的应用。
结论推广:指数增长速度远快于多项式增长,这一背景往往是高考压轴题构造不等式的来源。
方法推广:见详细解析
🔗【关联脉络】
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