通过3道例题(由简到难)深入学习函数单调性。
第一题(基础)
题目:
已知函数 f(x) = x²,请判断该函数在区间 [0, +∞) 上的单调性。
解答提示:
1.求导数 f'(x)。
2.判断导数在该区间上的符号。
第二题(中等)
题目:
已知函数 f(x) = ln(x),请判断该函数在区间 (0, +∞) 上的单调性。
解答提示:
1.求导数 f'(x)。
2.判断导数在该区间上的符号。
第三题(较难)
题目:
已知函数 f(x) = (x² - 4) / (x - 2),请判断该函数在区间 (2, +∞) 上的单调性。
解答提示:
1.先对函数进行化简。
2.求导数 f'(x)。
3.判断导数在该区间上的符号。
解析:
第一题(基础)
题目:
已知函数 f(x) = x²,请判断该函数在区间 [0, +∞) 上的单调性。
解答过程:
求导数 f'(x):
f(x) = x²
f'(x) = 2x
判断导数在该区间上的符号:
在区间 [0, +∞),当 x ≥ 0 时,导数 f'(x) = 2x ≥ 0。
因此,函数在 [0, +∞) 上是单调递增的。
第二题(中等)
题目:
已知函数 f(x) = ln(x),请判断该函数在区间 (0, +∞) 上的单调性。
解答过程:
求导数 f'(x):
f(x) = ln(x)
f'(x) = 1/x
判断导数在该区间上的符号:
在区间 (0, +∞) 上,x > 0,因此 f'(x) = 1/x > 0。
所以,函数在 (0, +∞) 上是单调递增的。
第三题(较难)
题目:
已知函数 f(x) = (x² - 4) / (x - 2),请判断该函数在区间 (2, +∞) 上的单调性。
解答过程:
化简函数:
f(x) = (x² - 4) / (x - 2)
分子 x² - 4 可以因式分解为 (x - 2)(x + 2),所以
f(x) = [(x - 2)(x + 2)] / (x - 2)。
在 x ≠ 2 时,可以约去 (x - 2),得到
f(x) = x + 2,且在区间 (2, +∞) 上有效。
求导数 f'(x):
对 f(x) = x + 2 求导数,得到
f'(x) = 1。
判断导数在该区间上的符号:
因为 f'(x) = 1 恒为正数,所以函数在 (2, +∞) 上是单调递增的。