導數法求引數範圍時注意問題

2022-01-24 09:11:26 字數 2289 閱讀 9222

【2019屆鳳翔中學高三理科單調性與最值課時作業第17題改編】已知\(f(x)=\cfrac(x\neq a)\),當\(a>0\)時,函式\(f(x)\)在區間\((1,+\infty)\)上單調遞減,求實數\(a\)的範圍。

【法1】影象法,\(f(x)=1+\cfrac\),其對稱中心為\((a,1)\),

用變換法做出其函式影象如下,

由影象可得,要使得函式\(f(x)\)在區間\((1,+\infty)\)上單調遞減,

須滿足\(a\leq 1\),又由於\(a>0\),

故\(a\in (0,1]\)。

【法2】導數法,由於函式\(f(x)\)在區間\((1,+\infty)\)上單調遞減,

則\(f'(x)\leq 0\)在區間\((1,+\infty)\)上恆成立,又\(a>0\),

而\(f'(x)=\cfrac\)

\(=\cfrac\leq 0\) 恆成立,

則得到\(a>0\)即可。

這個結果是錯誤的,原因是確實有\(f'(x)\leq 0\)恆成立,但是如果不限制\(a\leq 1\),

則若\(a>1\),比如\(a=2\)時,會出現函式在區間\((1,a)\)上單調遞減,

在區間\((a,+\infty)\)上單調遞減,就是不能在區間\((1,+\infty)\)上單調遞減,

原因是函式在\(x=a\)處是斷開的。

那麼要使得函式\(f(x)\)在區間\((1,+\infty)\)上單調遞減,

則必須\(a\leq 1\),又由於\(a>0\),

故\(a\in (0,1]\)。

解後反思:像這樣的分式函式,其影象肯定在分母處是斷開的,不連續的,故導數法要慎用。

【法3】定義法,令\(1,

則\(f(x_2)-f(x_1)=\cfrac-\cfrac\)

\(=\cfrac\)

\(=\cfrac\)

由於題目已知\(f(x)\)在區間\((1,+\infty)\)上單調遞減,

則必須滿足\(\cfrac<0\)恆成立,

而\(a(x_1-x_2)<0\)恆成立,則必須\((x_2-a)(x_1-a)>0\)恆成立,

又由於定義域為\((1,+\infty)\),則必須\(x_2-a>0\)且\(x_1-a>0\),

故\(a且\(a恆成立,\(x_1,x_2\in (1,+\infty)\),

故\(a\leq 1\),又由於\(a>0\),

故\(a\in (0,1]\)。

【2019屆鳳翔中學高三理科簡易邏輯課時作業改編】已知命題\(p\):\(f(x)=\cfrac\)在區間\((0,+\infty)\)上單調遞減,求\(m\)的取值範圍是________。

【法1】:依託\(y=\cfrac\)的單調性,則\(1-2m>0\),解得\(m<\cfrac\);

【法2】:導數法,但是導數法很容易出錯。

導數法:由\(f(x)=\cfrac\)在區間\((0,+\infty)\)上單調遞減,則有

\(f'(x)=-(1-2m)\cfrac\leq 0\)在區間\((0,+\infty)\)上恆成立,

即\(2m-1\leq 0\),即\(m\leq \cfrac\),這個結果是錯誤的,

原因是缺少驗證,當\(m=\cfrac\)時, 函式\(f(x)=0\)為常函式,

不符合題意,故捨去,即\(m<\cfrac\)。

【2019高三理科數學資料用題】【2018荊州模擬改編】設函式\(f(x)=\cfracx^3-\cfracx^2+1\),函式\(g(x)=f(x)+2x\),且\(g(x)\)在區間\((-2,-1)\)內存在單調遞減區間,求實數\(a\)的取值範圍;

分析:\(g(x)=\cfracx^3-\cfracx^2+1+2x\),則\(g'(x)=x^2-ax+2\),

由\(g(x)\)在區間\((-2,-1)\)內存在單調遞減區間,得到,

\(g'(x)=x^2-ax+2<0\)在區間\((-2,-1)\)上能成立,

分離引數得到,\(a在區間\((-2,-1)\)上能成立,

而\(\left(x+\cfrac\right)_=-2\sqrt\),當且僅當\(x=\cfrac\),即\(x=-\sqrt\)時取到等號,

故實數\(a\)的取值範圍為\((-\infty,-2\sqrt)\)。

注意:存在單調遞減區間,應該得到\(f'(x)<0\)能成立,而不是\(f'(x)\leq 0\)能成立。

若\(a=-2\sqrt\),由\(g'(x)=x^2+2\sqrtx+2=(x+\sqrt)^2\ge 0\)恆成立,

則函式\(g(x)\)只能有單調遞增區間,不會存在單調遞減區間。

暴力法求指定範圍的素數

輸入 low,high 是乙個左閉右開的區間,求取此區間的素數。方法一 def get prime number low,high num for i in range low,high if i 2 for j in range 2 i if i j 0 break else num set nu...

Python求離散序列導數

有一組4096長度的資料,需要找到一階導數從正到負的點,和三階導數從負到正的點,擷取了一小段。394.0 388.0 389.0 388.0 388.0 392.0 393.0 395.0 395.0 394.0 394.0 390.0 392.0 按照之前所了解的,對離散值求導其實就是求差分,例如...

直觀理解梯度,以及偏導數 方向導數和法向量等

目錄部落格 blog.shinelee.me csdn 梯度是微積分中的基本概念,也是機器學習解優化問題經常使用的數學工具 梯度下降演算法 雖然常說常聽常見,但其細節 物理意義以及幾何解釋還是值得深挖一下,這些不清楚,梯度就成了 熟悉的陌生人 僅僅 記住就完了 在用時難免會感覺不踏實,為了 用得放心...