[题目]求函数 (x)=2(x)^2-ln x 的单调区间.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用导数求函数的单调区间,涉及定义域的确定、导数的计算、导数符号的判断等知识点。
解题核心思路:
- 确定定义域:由于函数中含有$\ln x$,定义域为$x > 0$。
- 求导数:对$f(x)$求导,得到$f'(x)$。
- 求临界点:解方程$f'(x) = 0$,找到可能的极值点。
- 划分区间并判断符号:根据临界点将定义域分段,通过测试点法判断导数在各区间的正负,确定单调性。
破题关键点:
- 导数的正确计算:注意$\ln x$的导数是$\frac{1}{x}$。
- 解方程时的变形:通过移项和平方根求解临界点,注意定义域限制。
- 测试点的选择:合理选取各区间的测试点,快速判断导数符号。
步骤1:确定定义域
函数$f(x) = 2x^2 - \ln x$中,$\ln x$要求$x > 0$,因此定义域为$(0, +\infty)$。
步骤2:求导数
对$f(x)$求导:
$f'(x) = \frac{d}{dx}(2x^2) - \frac{d}{dx}(\ln x) = 4x - \frac{1}{x}.$
步骤3:求临界点
令$f'(x) = 0$,解方程:
$4x - \frac{1}{x} = 0 \quad \Rightarrow \quad 4x = \frac{1}{x} \quad \Rightarrow \quad 4x^2 = 1 \quad \Rightarrow \quad x^2 = \frac{1}{4}.$
由于$x > 0$,解得$x = \frac{1}{2}$。
步骤4:划分区间并判断导数符号
临界点$x = \frac{1}{2}$将定义域分为两个区间:
-
区间$(0, \frac{1}{2})$
取测试点$x = \frac{1}{4}$,代入$f'(x)$:
$f'\left(\frac{1}{4}\right) = 4 \cdot \frac{1}{4} - \frac{1}{\frac{1}{4}} = 1 - 4 = -3 < 0.$
因此,$f(x)$在$(0, \frac{1}{2})$上单调递减。 -
区间$(\frac{1}{2}, +\infty)$
取测试点$x = 1$,代入$f'(x)$:
$f'(1) = 4 \cdot 1 - \frac{1}{1} = 4 - 1 = 3 > 0.$
因此,$f(x)$在$(\frac{1}{2}, +\infty)$上单调递增。