函数的单调性由一阶导数符号决定。关键不是只求出导数为零的点,而是判断这些点两侧的符号。
1. 求导并找临界点
例如 \(f(x)=x^3-3x\),则 \(f'(x)=3x^2-3=3(x-1)(x+1)\),临界点为 \(x=-1,1\)。
2. 制作符号区间
把实轴分成 \((-\infty,-1)\)、\((-1,1)\) 和 \((1,+\infty)\)。导数符号依次为正、负、正。
3. 写出结论
函数在 \((-\infty,-1)\) 与 \((1,+\infty)\) 递增,在 \((-1,1)\) 递减。区间端点是否包含应按教材约定和定义域说明。
4. 图像验证
绘制原函数,确认曲线的上升和下降方向与导数分析一致。
区间写法和端点处理
严格单调区间通常写成开区间,因为导数符号分析发生在相邻关键点之间。有些教材允许在连续端点处把端点包含进去,应遵循题目或课程约定。
如果导数在某个孤立点等于零但两侧保持同号,函数仍可能在整个较大区间单调,例如三次函数在水平拐点附近的情况。
- 先确定定义域再讨论单调性
- 不要把临界点自动当成极值
- 用原函数图像检查结论