极限、恒成立与含参函数单调性讨论

钱余磊 Lv2

极限、恒成立与含参函数单调性讨论

1. 极限与不定式

  • 若 或 ,则 称为 或 型不定式。
  • 例如:。
  • 。
  • 型可转化为 或 型,例如:
    。

2. 恒成立问题与单调性讨论

例1

已知 ,若 恒成立,求 的取值范围。

解:设 ,

  • 当 时,(仅当 时取等), 在 单调递增,又 ,故 恒成立,即不等式成立。
  • 当 时,存在 使 , 在 上单调递减,则 ,不等式不恒成立。
    综上,。

例2

已知 ,当 时, 恒成立,求 的取值范围。

解:由 得 。当 时, 成立。当 时,

令 ,求其最小值。

令 ,则 ,故 在 单调递增,,从而 , 在 单调递增。
其最小值为右极限:

故 。

3. 含参函数单调性讨论(一阶导数可因式分解)

例3

,讨论其单调性。

解:

  • 当 时,,,故 , 在 单调递增。
  • 当 时,令 得 。
    • 在 上,,, 单调递增。
    • 在 上,,, 单调递减。

例4

,讨论其单调性。

解:

  • 当 时,, 在 单调递增,在 单调递减。
  • 当 时, 的两根为 。需比较 与 的大小:
    • 若 ,则 , 在 和 上 (增),在 上 (减)。
    • 若 ,则 ,, 在 上单调递减。
    • 若 ,则 , 在 和 上 (增),在 上 (减)。
  • 当 时, 的两根仍为 。由于 , 的符号由 决定。 在 和 上 (减),在 上 (增)。

4. 含参函数单调性讨论(一阶导数不可因式分解的二次型)

例5

,讨论其单调性。

解:

令 ,其对称轴为 ,判别式 。

  • 当 时,对称轴 ,且 ,故 恒成立,, 在 单调递减。
  • 当 时:
    • 若 即 ,则 ,, 在 单调递减。
    • 若 即 ,则 有两正根:
      。
      此时 在 和 上为负( 递减),在 上为正( 递增)。

5. 其他例题

例6

,在 上讨论单调性。

解:

在 上,,故 的符号由 决定。

  • 当 时,在 上 ,故 , 单调递增。
  • 当 时,在 上 ,故 , 单调递减。
  • 当 时,令 得 。
    • 在 上,,, 单调递减。
    • 在 上,,, 单调递增。

例7

,讨论其单调性。

解:定义域为 。

更便于讨论的形式是通分后考察分子二次型:

令 ,其判别式 。

  • 当 时,若 (即 ,与 取交集得 ),则 ,, 在定义域内单调递增。
  • 当 时:
    • 若 即 ,则 ,, 在定义域内单调递减。
    • 若 即 ,方程 有两实根:
      ,且 。
      结合开口向下(),可得:
      • 在 和 上,,, 单调递增。
      • 在 和 上,,, 单调递减。

6. 总结:含参二次型导数符号判断步骤

  1. 看开口:由二次项系数 判断抛物线开口方向。
  2. 看对称轴:确定对称轴位置,辅助判断极值点。
  3. 看判别式:由 判断根的个数。
  4. 看根:若 ,求出根 。
  5. 看定义域:判断根是否在函数定义域内,结合图像划分区间讨论导数符号。

该篇笔记为AI对手写笔记的整理,可能存在一些错误

  • 标题: 极限、恒成立与含参函数单调性讨论
  • 作者: 钱余磊
  • 创建于 : 2026-02-19 08:35:00
  • 更新于 : 2026-09-09 04:34:07
  • 链接: https://www.qianyulei.top/2026/02/19/导数:极限、恒成立与含参函数单调性讨论/
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