f′(x)≥0(或f′(x)≤0)(x∈(a,b))恒成立且f′(x)在区间(a,b)的任意子区间内都不恒等于0.
(3)特别地,如果f′(x)=0,那么函数y=f(x)在这个区间内是常数函数.
判断函数的单调性
[例1] 求证:函数f(x)=ex-x-1在(0,+∞)内是增函数,在(-∞,0)内是减函数.
[思路点拨] 根据函数的单调性与导数正负的关系,只要证明f′(x)在(0,+∞)上为正,在(-∞,0)上为负即可.
[精解详析] 由于f(x)=ex-x-1,
所以f′(x)=ex-1,
当x∈(0,+∞)时,ex>1,即f′(x)=ex-1>0.
故函数f(x)在(0,+∞)内为增函数,
当x∈(-∞,0)时,ex<1,即f′(x)=ex-1<0.
故函数f(x)在(-∞,0)内为减函数.
[一点通] 利用导数判断可导函数f(x)在(a,b)内的单调性,步骤是:①求f′(x);②确定f′(x)在(a,b)内的符号;③得出结论.
1.下列函数中,在(0,+∞)内为增函数的是( )
A.y=sin2x B.y=xex
C.y=x3-x D.y=-x+ln (1+x)
解析:y=xex,则y′=ex+xex=ex(1+x)在(0,+∞)上恒大于0.
答案:B
2.证明函数f(x)=x+sin x在R上是增函数.
证明:f′(x)=1+cos x,
∵-1≤cos x≤1,∴0≤1+cos x≤2,
当且仅当cos x=-1,即x=(2k+1)π(k∈Z)时,f′(x)=0.
∴f(x)=x+sin x在R上是增函数.
3.讨论函数f(x)=(-1<x<1,b≠0)的单调性.