讨论含参函数的单调性,其本质就是讨论导函数符号的变化情况。以下是一些具体的方法与技巧:
### 一、明确讨论步骤
1. **写出函数表达式**:清晰地写出含参函数的表达式,如f(x,a),其中a是参数。
2. **求一阶导数**:利用导数的定义和计算规则,求出函数关于自变量x的一阶导数f'(x,a)。
3. **确定参数范围**:根据题目要求或实际情况,确定参数a的可能取值范围。
4. **分类讨论**:针对每个可能的参数取值范围,分别求解一阶导数并判断其符号,从而确定函数的单调性。例如,若a=1,则求f'(x,1)并分析其符号;若a>1,则求f'(x,a)(此时a作为常数处理)并分析其符号;若a<1,同样求f'(x,a)并分析其符号。
5. **寻找临界点**:令一阶导数等于0,即解方程f'(x,a)=0,得到临界点xc。
6. **分析临界点左右的变化**:选取临界点附近的点,代入一阶导数中,观察其符号变化。如果符号由正变负,则函数在临界点左侧单调递增,右侧单调递减;反之亦然。
7. **验证结果**:可以通过代入具体数值或绘制函数图像等方法进行验证。
### 二、把握分类讨论点
对于利用导数讨论含参函数的单调性问题,常见的分类讨论点主要有以下三个:
1. **求导后,考虑f'(x)=0是否有实根**:这会引起分类讨论。
2. **求导后,f'(x)=0有实根,但不清楚实根是否落在定义域内**:这同样会引起分类讨论。
3. **求导后,f'(x)=0的实根落在定义域内,但不清楚这些根的大小关系**:这也会引起分类讨论。
### 三、利用十二字方针
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,牢记十二字方针“**是不是,有没有,在不在,大不大**”:
1. **最高次幂的系数是否为0**:即“是不是”。
2. **导函数是否有变号零点**:即“有没有”。
3. **导函数的变号零点是否在函数定义域或指定区间内**:即“在不在”。
4. **导函数的变号零点之间的大小关系**:即“大不大”。
### 四、灵活处理特殊情况
1. **导主一次型**:若导数化简后自变量x的最高次数为1,则直接根据一次项系数正负讨论单调性。
2. **导主二次型**:若导数化简后为二次函数形式,则需要考虑二次项系数是否含有参数。如果二次项系数有参数,就按二次项系数为零、为正、为负进行讨论。其次考虑二次三项式能否因式分解。如果二次三项式能因式分解,这表明存在零点,只需讨论零点是否在定义域内,以及零点的大小关系。如果二次三项式不能因式分解,则需要讨论判别式Δ≤0和Δ>0两种情况。
### 五、例题解析
例如,讨论函数f(x)=x-alnx(a∈R)的单调性:
1. 求导得f'(x)=1-a/x(x>0)。
2. 令f'(x)=0,得x=a。
3. 当a≤0时,f'(x)>0在(0,+∞)上恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增。
4. 当a>0时,若x∈(0,a),则f'(x)<0;若x∈(a,+∞),则f'(x)>0。所以f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增。
综上,通过明确讨论步骤、把握分类讨论点、利用十二字方针、灵活处理特殊情况以及参考例题解析,我们可以有效地讨论含参函数的单调性。