导数判断函数单调性:f(x)正递增负递减与导函数图像对照法(双图联动交互)

用导数判断单调性是导数章节最基础也最高频的应用:求单调区间、比较函数值大小、证明不等式全都要用它。本文讲清算法本身,并用”上原函数、下导函数”的双图联动,把 f′ 的符号和 f 的增减建立条件反射式的对应。

一、判定定理

在区间 D 上:f′(x)>0 ⇒ f 递增;f′(x)<0 ⇒ f 递减。反过来,若 f 在 D 上递增,则 f′(x)≥0(注意是大于等于)。求单调区间的标准流程:① 求定义域;② 求 f′(x);③ 解 f′(x)>0 与 f′(x)<0;④ 写成区间形式作答。单调区间必须在定义域内、用区间表示,不能用不等式。

二、求单调区间四步法的实例

以 f(x)=x³−3x 为例:f′(x)=3x²−3=3(x−1)(x+1)。f′>0 得 x<−1 或 x>1,递增区间 (−∞,−1)、(1,+∞);f′<0 得 −1<x<1,递减区间 (−1,1)。注意两个递增区间不能用”∪”连接写成一个。

三、利用单调性比大小与解不等式

f 递增时,f(a)<f(b) ⇔ a<b。应用:① 比较 f(2) 与 f(3) 之类的大小(转化为比较自变量);② 解 f(2x−1)<f(x+3) 型不等式,脱掉 f 变成普通不等式——前提是定义域也要同时满足。

四、动手试试:双图联动

交互演示上半部分是 f(x) 曲线,下半部分是导函数 f′(x) 曲线,背景色把 f′>0(绿,f 递增)和 f′<0(红,f 递减)标出来。拖动紫色竖线取点,同时看两个图的读数和结论,切换三个函数体会不同形态。

💡 拖动取点线,上下两图联动对照 f′ 符号与 f 增减

二、易错提醒

① 求单调区间先写定义域;② 含参讨论时按参数符号分类;③ f′(x)=0 的孤立点不影响单调性(如 y=x³ 在 x=0 处)。配套工具:割线切线:https://www.beitaiku.com/wp-content/uploads/2026/08/daoshu-gexian-qielian.html 导数证不等式:https://www.beitaiku.com/wp-content/uploads/2026/08/daoshu-budengshi.html

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