选择性必修 第二册 · 人教A版
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23 1.3.1 函数的单调性与导数_第7课时

免费读1269字2024-07-20

  老师:大家好,今天我们继续学习函数的单调性与导数。7、学习目标,利用二次求导解决导函数的正负问题,从而得到原函数单调性。首先我们回顾一下,在前面我们是利用导函数的正负判断原函数的单调性,一般方法是画出导函数的图像,找到导函数的零点,这样就可以比较清晰的直观的看到导函数的正负了。那么有一个问题,如果导函数图像不太好画,或者说零点求不出来怎么办?大家可以先思考一下暂停播放,再重复一遍。

  老师:如果导函数图像不太好画,或者零点求不出来,这个时候我们怎么去判断导函数的正负问题?我们需要换一个角度想一下,导函数本身就是一种函数,所以导函数的正负判断问题就是函数的正负判断问题。所以接下来我们分析一下与函数的正负有关的因素。我们假设一个fx在a到b上,这段它是递增的。递增我们画出3种情形,最上面这种FX,第二种FX,第三种FX。我们发现这三个图像fx在a到b上都是递增的,但是他们的正负是不一样的,所以单调性不能完全决定正负问题。那是什么样的因素引起这三个函数图像正负不一样?大家可以先思考一下。

  老师:暂停,接下来我们分析一下这三个函数图像。首先看最上面这个fx,我们发现它在a到b上横为正,那么为什么最上方这个FX在a到b上恒为正?能我们可以直观的看到,因为fx在a到b上是递增的,而且它的两个端点值FAFB都大于等于,所以能保证FX在a到b上恒为正,尤其是FA这个最小值都大于0。

  老师:再看中间这个函数图像,它在a到X0为负,X0到b,fx为正。从图像上我们直观的看到它的起点FA,起点的函数值FA小于0,终点的函数值FB大于0,而在a到b上是递增的,所以导致它的前一段,也就是a到X0,FX为负,X0到bFX为正。

  老师:再接下来看最下方这个FX图像,我们发现这个时候FX横为负,那么从图像上直观的看到它的两个端点值FA、FB都小于0,尤其是FB这个最大值小于0,所以导致fx在a到b上横为负。那么我稍微总结一下刚才的分析过程,是什么样的因素决定了函数的正负?第一个因素应该是函数的单调性,比如说在刚才的分析中,FX是递增的,但是递增不能完全决定函数的正负。还有一个因素就是这两个端点值FA、FB的正负问题,也就是与函数正负第二个有关的因素是特殊点的函数词的正负。当然,在刚才的例子中,特殊点应该指的是两个端点,FA、FB。那么什么样的点是特殊点?这个可以根据函数的单调序去体会,去分析。

  老师:为了更进一步说明与函数正负有关的这两个因素,我们在假设一个FX图像,假设fx在a到c上递增,c到b上递减。同样,我们画FX的3种情形,我们发现FX在a到b上,这三种情形单调性是一样的,但是差别在于FX的正负不一样。所以我们来看第二个因素,就是特殊点函数值的正负。那么在这个图形中,特殊点有几个?应该有三个,因为它是先递增再递减,所以aC、b这三个是特殊点。

  老师:我们

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