2015年人教a版高考数学(理)一轮课件:3.2导数的应用(一)单调性、极值问题
新教材人教A版必修第一册 3.2.1 第1课时 函数的单调性 课件(48张)
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7.图象变换对单调性的影响 (1)上下平移不影响单调区间,即 y=f(x)和 y=f(x)+b 的单调区间相同. (2)左右平移影响单调区间.如 y=x2 的单调递减区间为(-∞,0];y=(x +1)2 的单调递减区间为(-∞,-1]. (3)y=k·f(x),当 k>0 时单调区间与 f(x)相同,当 k<0 时单调区间与 f(x)相 反.
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2.做一做(请把正确的答案写在横线上) (1)已知函数 f(x)=x 的图象如图 1 所示,从左至右图象是上升的还是下降 的:________. (2)已知函数 y=f(x)的图象如图 2 所示,则该函数的单调递增区间是 ________,单调递减区间是________.
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答案
金版点睛 定义法证明单调性的步骤
判断函数的单调性常用定义法和图象法,而证明函数的单调性则应严格 按照单调性的定义操作.
利用定义法判断函数的单调性的步骤为:
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注意:对单调递增的判断,当 x1<x2 时,都有 f(x1)<f(x2),也可以用一个 不等式来替代:
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3.单调区间 (1)这个区间可以是整个定义域.如 y=x 在整个定义域(-∞,+∞)上单 调递增, y=-x 在整个定义域(-∞,+∞)上单调递减; (2)这个区间也可以是定义域的真子集.如 y=x2 在定义域(-∞,+∞) 上不具有单调性,但在(-∞,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增. 4.函数在某个区间上单调递增(减),但是在整个定义域上不一定都是单 调递增(减).如函数 y=1x(x≠0)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都单调递减, 但是在整个定义域上不具有单调性.
2015届高考数学(理科)一轮总复习课件:2-11 导数在函数研究中的应用(人教A版)
f′(0)=0,但x=0不是极值点;又如f(x)=|x|,x=0是它的极小值点,但
f′(0)不存在.
菜 单
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3.函数f(x)=x3+ax2+3x-9在x=-3处取得极值,则a=(
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(2)证明:当m≤2, x∈(-m,+∞)时,ln(x+m)≤ln(x+2), 故只需证明当m=2时,f(x)>0. 1 当m=2时,函数f′(x)= ex- 在 (-2,+∞)上单调递增. x+2 又f′(-1)<0,f′(0)>0,故f′(x)=0在 (-2,+∞)上有唯一实根 x0,且 x0∈ (-1,0). 当 x∈(-2, x0)时,f′(x)<0,当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0,从而 当 x=x0时,f(x)取得最小值. 1 由f′(x0)=0得 ex0= ,ln(x0+2)=-x0, x0+ 2 x0+12 1 故f(x)≥f(x0)= +x = >0. x0+ 2 0 x0+ 2 综上,当m≤2时,f(x)>0.
菜 单
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解析:(1)f′(x)=x2-ax+b,
f0=1 c=1 由题意得 ,即 . f′0=0 b=0
(2)由 (1)得,f′(x)=x2-ax= x(x-a)(a>0), 当 x∈(-∞,0)时,f′(x)>0, 当 x∈(0,a)时,f′(x)<0, 当 x∈(a,+∞)时,f′(x)>0.所以函数f(x)的单调递增区间为 (-∞, 0), (a,+∞),单调递减区间为(0,a). (3)g′(x)=x2-ax+2, 依题意,存在x∈(- 2,-1),使不等式g′(x)= x2-ax+2<0成立, 2 即 x∈(-2,-1)时,a<x+ ≤- 2 2, x 所以满足要求的a的取值范围是(-∞,-2 2).
2015年高考数学(理)一轮总复习课件:第四章+平面向量与复数 第2节 平面向量的基本定理及坐标运算
变式训练 3 (1)(2013·皖南八校高三第三次联考)已知向
量 a=(-1,2),b=(2,0)、c=(1,-1),若向量(λa+b)∥c,
则实数 λ 为( )
A.-2
B.-1
C.-13
D.-23
(2)若平面向量 a,b 满足|a+b|=1,a+b 平行于 x 轴,
-3)=- 3×(-1, 3),故向量 c 可以是(-1, 3)
【答案】 D
第二十二页,编辑于星期五:十一点 五十七分。
考向 3 平面向量共线的坐标表示
【例 3】 (1)已知向量O→A=(3,-4),O→B=(6,-3),O→C
=(m,m+1),若A→B∥O→C,则实数 m 的值为( )
A.-32
4.(2013·辽宁高考)已知点 A(1,3),B(4,-1),则与向量
A→B同方向的单位向量为( )
A.35,-45
B.45,-35
C.-35,45
D.-45,35
【解析】 A→B=(3,-4),则与其同方向的单位向量 e
=|AA→→BB|=15(3,-4)=35,-45. 【答案】 A
第二十九页,编辑于星期五:十一点 五十七分。
三个结论 1.若 a 与 b 不共线,λa+μb=0,则 λ=μ=0. 2.已知O→A=λO→B+μO→C(λ,μ 为常数),则 A,B,C 三 点共线的充要条件是 λ+μ=1. 3.平面向量的基底中一定不含零向量.
B.-14
1 C.2
3 D.2
(2)(2012·重庆高考改编)设 x,y∈R,向量 a=(x,1),b=
(1,y),c=(2,-4),且 a⊥c,b∥c,则|a+b|=________.
2015届高考人教A版数学总复习配套课件:3.3 导数的综合应用
x+a x
思维启迪 解析 思维升华
(1)函数 f(x)的定义域为(0,
(a∈R),g(x)=1x. (1)求 f(x)的单调区间与极值;
+∞), f′(x)=1-lnx2x+a. 令 f′(x)=0,得 x=e1-a,
(2)若函数 f(x)的图象与函数 当 x∈(0,e1-a)时,f′(x)>0,
g(x)的图象在区间(0,e2]上有 f(x)是增函数; 公共点,求实数 a 的取值范围. 当 x∈(e1 - a , + ∞) 时 ,
)上为增函数,
=3a2ln
x+b,其中 a>0.设两
1
在(e 3 ,+∞)上为减函数,
曲线 y=f(x),y=g(x)有公共
点,且在该点处的切线相同. (1)用 a 表示 b,并求 b 的最大
于是 h(t)在(0,+∞)上的最 大值为 h(e13)=32e23 ,
值; (2)求证:f(x)≥g(x)(x>0).
故函数 F(x)在区间(0,e2-a]
(a∈R),g(x)=1x.
上是增函数,
(1)求 f(x)的单调区间与极值; 在区间[e2-a,+∞)上是减函
数.
(2)若函数 f(x)的图象与函数 ①当 e2-a<e2,即 a>0 时,
g(x)的图象在区间(0,e2]上有 函数 F(x)在区间(0,e2-a]上
数学 R A(理)
§3.3 导数的综合应用
第三章 导数及其应用
第一页,编辑于星期五:九点 五十三分。
基础知识·自主学习 要点梳理
知识回顾 理清教材
1.利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤 (1)分析实际问题中各量之间的关系,列出实际问题 的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系 式 y=f(x); (2)求函数的导数 f′(x),解方程 f′(x)=0; (3)比较函数在区间端点和 f′(x)=0 的点的函数值的 大小,最大(小)者为最大(小)值; (4)回归实际问题作答.
2015届高考数学(理)一轮专题复习特训:函数(人教A版)
2015届高考数学(理)一轮专题复习特训:函数一、选择题1、(2014山东理)(3)函数1)(log 1)(22-=x x f 的定义域为( )A. )21,0(B. ),2(+∞C. ),2()21,0(+∞D. ),2[]21,0(+∞答案:C2、(2014山东理)(8)已知函数()21,().f x x g x kx =-+=若方程()()f x g x =有两个不相等的实根,则实数k 的取值范围是( )A.1(0,)2B.1(,1)2 C.(1,2) D.(2,)+∞答案:B3、(2013山东理)3.已知函数()f x 为奇函数,且当0x >时,21()f x x x =+,则(1)f -=(A) 2- (B) 0 (C) 1 (D) 2 答案:3.A4、(2011山东理数5)对于函数(),y f x x R =∈,“|()|y f x =的图象关于y 轴对称”是“y =()f x 是奇函数”的 A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要答案:B5、(2011山东理数10)10.已知()f x 是R 上最小正周期为2的周期函数,且当02x ≤<时,3()f x x x =-,则函数()y f x =的图象在区间[0,6]上与x 轴的交点的个数为A .6B .7C .8D .9 答案:B错误!未指定书签。
6.(山东省临沂一中2014届高三9月月考数学(理科)试题)函数1()1f x n x =+的定义域为 ( )A .(,4][2,)-∞-+∞B .(4,0)(0,1)-⋃C .[4,0)(0,1]-D .[4,0)(0,1]-⋃【答案】D 7.(山东省日照市第一中学2014届高三上学期第一次月考数学(理)试题)已知函数9()4(1)1f x x x x =-+>-+,当x=a 时,()f x 取得最小值,则在直角坐标系中,函数11()()x g x a +=的大致图象为【答案】B9941+511y x x x x =-+=+-++,因为1x >-,所以910,01x x +>>+,所以由均值不等式得91+5511y x x =+-≥=+,当且仅当911x x +=+,即2(1)9x +=,所以13,2x x +==时取等号,所以2a =,所以1111()()()2x x g x a ++==,又1111(),11()()222,1x x x x g x x +++⎧≥-⎪==⎨⎪<-⎩,所以选 B .8错误!未指定书签。
2015届高考人教A版数学总复习配套课件:3.1 导数的概念及运算
(3)复合函数的求导,要正 确分析函数的复合层次, 通过设中间变量,确定复 合过程,然后求导.
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题型分类
思想方法
练出高分 第二十二页,编辑于星期五:九点 五十三分。
题型分类·深度剖析
跟踪训练 2 求下列函数的导数. (1)y=(x+1)(x+2)(x+3); (2)y=sin 2x(1-2cos24x); (3)y=ln(x2+1).
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分 第十八页,编辑于星期五:九点 五十三分。
题型分类·深度剖析
题型二
导数的运算
【例 2】 求下列函数的导数: (1)y=ex·ln x;
思维启迪 解析
(3)y=sin2(2x+π3)
思维升华
(2)y=xx2+x1+x13; (3)y=sin22x+π3;
(4)y=ln(2x+5).
解析 (1)方法一 ∵y=(x2+3x+2)(x+3) =x3+6x2+11x+6, ∴y′=3x2+12x+11.
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分 第二十三页,编辑于星期五:九点 五十三分。
题型分类·深度剖析
跟踪训练 2 求下列函数的导数. (1)y=(x+1)(x+2)(x+3); (2)y=sin 2x(1-2cos24x); (3)y=ln(x2+1).
方法二 y′=[(x+1)(x+2)]′(x+3)+(x+1)(x+2)(x+3)′ =[(x+1)′(x+2)+(x+1)(x+2)′](x+3)+(x+1)(x+2) =(x+2+x+1)(x+3)+(x+1)(x+2) =(2x+3)(x+3)+(x+1)(x+2) =3x2+12x+11.
基础知识
基础知识
2015年高考数学总复习(人教A版,理科)配套教案:第三章 导数及其应用 3.1
§3.1 导数的概念及运算1. 函数y =f (x )从x 1到x 2的平均变化率函数y =f (x )从x 1到x 2的平均变化率为f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1,若Δx =x 2-x 1,Δy =f (x 2)-f (x 1),则平均变化率可表示为ΔyΔx .2. 函数y =f (x )在x =x 0处的导数(1)定义称函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率lim Δx →0ΔyΔx =lim Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=lim Δx →0 ΔyΔx =lim Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx. (2)几何意义函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线y =f (x )上点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率.相应地,切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0). 3. 函数f (x )的导函数称函数f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx为f (x )的导函数,导函数有时也记作y ′.4. 基本初等函数的导数公式原函数 导函数 f (x )=c (c 为常数)f ′(x )=__0__f (x )=x α (α∈Q *) f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin x f ′(x )=cos_x f (x )=cos x f ′(x )=-sin_x f (x )=a x (a >0) f ′(x )=a x ln_a f (x )=e x f ′(x )=e xf (x )=log a x (a >0,且a ≠1) f ′(x )=1x ln af (x )=ln xf ′(x )= 1x5. (1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); (3)⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0). 6. (理)复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y ′x =y ′u ·u ′x ,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积.1. 判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)f ′(x 0)与(f (x 0))′表示的意义相同.( × ) (2)求f ′(x 0)时,可先求f (x 0)再求f ′(x 0).( × ) (3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( √ ) (4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线. ( × ) (5)若f (x )=a 3+2ax -x 2,则f ′(x )=3a 2+2x . ( × ) (6)(理)函数y =x 3的导数是y ′=3x 2.( × )2. (2013·江西)设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (e x )=x +e x ,则f ′(1)=________.答案 2解析 设e x =t ,则x =ln t (t >0), ∴f (t )=ln t +t ∴f ′(t )=1t +1,∴f ′(1)=2.3.(2013·广元模拟)已知曲线y=x3在点(a,b)处的切线与直线x+3y+1=0垂直,则a的值是() A.-1 B.±1 C.1 D.±3答案 B解析由y=x3知y′=3x2,∴切线斜率k=y′|x=a=3a2.又切线与直线x+3y+1=0垂直,∴3a2·(-13)=-1,∴即a2=1,a=±1,故选B.4.如图所示为函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象,那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是()答案 D解析由y=f′(x)的图象知y=f′(x)在(0,+∞)上单调递减,说明函数y=f(x)的切线的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故可排除A,C.又由图象知y=f′(x)与y=g′(x)的图象在x=x0处相交,说明y=f(x)与y=g(x)的图象在x=x0处的切线的斜率相同,故可排除B.故选D. 5.(理)曲线y=e-2x+1在点(0,2)处的切线与直线y=0和y=x围成的三角形的面积为________.答案1 3解析y′=-2e-2x,曲线在点(0,2)处的切线斜率k=-2,∴切线方程为y =-2x +2,该直线与直线y =0和y =x 围成的三角形如图所示, 其中直线y =-2x +2与y =x 的交点为A (23,23),所以三角形的面积S =12×1×23=13.题型一 利用定义求函数的导数例1 利用导数的定义求函数f (x )=x 3在x =x 0处的导数,并求曲线f (x )=x 3在x =x 0处的切线与曲线f (x )=x 3的交点.思维启迪 掌握导数的定义,理解导数的几何意义是解决本题的关键. 解 f ′(x 0)=lim x →x 0f (x )-f (x 0)x -x 0=lim x →x 0x 3-x 30x -x 0=lim x →x 0 (x 2+xx 0+x 20)=3x 20.曲线f (x )=x 3在x =x 0处的切线方程为y -x 30=3x 20·(x -x 0), 即y =3x 20x -2x 30,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x 3,y =3x 20x -2x 30,得(x -x 0)2(x +2x 0)=0,解得x =x 0,x =-2x 0.若x 0≠0,则交点坐标为(x 0,x 30),(-2x 0,-8x 30);若x 0=0,则交点坐标为(0,0).思维升华 求函数f (x )的导数步骤: (1)求函数值的增量Δy =f (x 2)-f (x 1); (2)计算平均变化率Δy Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1;(3)计算导数f ′(x )=lim Δx →0ΔyΔx.(1)函数y =x +1x 在[x ,x +Δx ]上的平均变化率ΔyΔx=________;该函数在x =1处的导数是________.(2)若函数y =f (x )在区间(a ,b )内可导,且x 0∈(a ,b ),则lim h →0 f (x 0+h )-f (x 0-h )h的值为( )A .f ′(x 0)B .2f ′(x 0)C .-2f ′(x 0)D .0答案 (1)1-1x (x +Δx ) 0 (2)B解析 (1)∵Δy =(x +Δx )+1x +Δx -x -1x=Δx +1x +Δx -1x =Δx +-Δx x (x +Δx ).∴Δy Δx =1-1x (x +Δx ).y ′|x =1=lim Δx →0 ΔyΔx =0. (2)lim h →0f (x 0+h )-f (x 0-h )h=2×lim h →0 f (x 0+h )-f (x 0-h )2h =2f ′(x 0). 题型二 导数的运算 例2 求下列函数的导数:(1)y =e x ·ln x ; (2)y =x ⎝⎛⎭⎫x 2+1x +1x 3; (3)(理)y =sin 2⎝⎛⎭⎫2x +π3; (4)(理)y =ln(2x +5).思维启迪 求函数的导数,首先要搞清函数的结构;若式子能化简,可先化简再求导. 解 (1)y ′=(e x ·ln x )′=e x ln x +e x ·1x=e x (ln x +1x).(2)∵y =x 3+1+1x 2,∴y ′=3x 2-2x 3.(3)(理)y =sin 2(2x +π3)=12-12cos(4x +23π) 故设y =12-12cos uu =4x +23π,则y x ′=y u ′·u x ′=12sin u ·4=2sin u =2sin(4x +23π).(4)(理)设y =ln u ,u =2x +5,则y ′x =y ′u ·u ′x , 因此y ′=12x +5·(2x +5)′=22x +5. 思维升华 (1)求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错;(2)有的函数虽然表面形式为函数的商的形式,但在求导前利用代数或三角恒等变形将函数先化简,然后进行求导,有时可以避免使用商的求导法则,减少运算量;(3)(理)复合函数的求导,要正确分析函数的复合层次,通过设中间变量,确定复合过程,然后求导.求下列函数的导数. (1)y =(x +1)(x +2)(x +3); (2)y =sin x 2(1-2cos 2x4);(3)(理)y =ln(x 2+1).解 (1)方法一 ∵y =(x 2+3x +2)(x +3) =x 3+6x 2+11x +6, ∴y ′=3x 2+12x +11.方法二 y ′=[(x +1)(x +2)]′(x +3)+(x +1)(x +2)(x +3)′ =[(x +1)′(x +2)+(x +1)(x +2)′](x +3)+(x +1)(x +2) =(x +2+x +1)(x +3)+(x +1)(x +2) =(2x +3)(x +3)+(x +1)(x +2) =3x 2+12x +11.(2)∵y =sin x 2(-cos x 2)=-12sin x ,∴y ′=(-12sin x )′=-12(sin x )′=-12cos x .(3)(理)y ′=ln(x 2+1)′=1x 2+1·(x 2+1)′=2xx 2+1.题型三 导数的几何意义例3 已知函数f (x )=x 3-4x 2+5x -4.(1)求曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程; (2)求经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程.思维启迪 由导数的几何意义先求斜率,再求方程,注意点是否在曲线上,是否为切点. 解 (1)∵f ′(x )=3x 2-8x +5,∴f ′(2)=1, 又f (2)=-2,∴曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y -(-2)=x -2, 即x -y -4=0.(2)设切点坐标为(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∵f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,∴切线方程为y -(-2)=(3x 20-8x 0+5)(x -2),又切线过点(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4), ∴x 30-4x 20+5x 0-2=(3x 20-8x 0+5)(x 0-2), 整理得(x 0-2)2(x 0-1)=0,解得x 0=2或x 0=1,∴经过A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0,或y +2=0. 思维升华 导数几何意义的应用,需注意以下两点:(1)当曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线垂直于x 轴时,函数在该点处的导数不存在,切线方程是x =x 0;(2)注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线.曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程是y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0);求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线上求解.已知抛物线y =ax 2+bx +c 通过点P (1,1),且在点Q (2,-1)处与直线y =x-3相切,求实数a 、b 、c 的值. 解 ∵y ′=2ax +b ,∴抛物线在点Q (2,-1)处的切线斜率为 k =y ′|x =2=4a +b . ∴4a +b =1.①又∵点P (1,1)、Q (2,-1)在抛物线上,∴a +b +c =1,② 4a +2b +c =-1.③联立①②③解方程组,得⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =-11,c =9.∴实数a 、b 、c 的值分别为3、-11、9.一审条件挖隐含典例:(12分)设函数y =x 2-2x +2的图象为C 1,函数y =-x 2+ax +b 的图象为C 2,已知过C 1与C 2的一个交点的两切线互相垂直. (1)求a ,b 之间的关系; (2)求ab 的最大值.审题路线图C 1与C 2有交点↓(可设C 1与C 2的交点为(x 0,y 0)) 过交点的两切线互相垂直 ↓(切线垂直隐含着斜率间的关系) 两切线的斜率互为负倒数 ↓(导数的几何意义) 利用导数求两切线的斜率: k 1=2x 0-2,k 2=-2x 0+a ↓(等价转换)(2x 0-2)(-2x 0+a )=-1① ↓(交点(x 0,y 0)适合解析式)⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 20-2x 0+2y 0=-x 20+ax 0+b ,即2x 20-(a +2)x 0+2-b =0 ② ↓(注意隐含条件方程①②同解) a +b =52↓(消元)ab =a ⎝⎛⎭⎫52-a =-⎝⎛⎭⎫a -542+2516 当a =54时,ab 最大且最大值为2516.规范解答解 (1)对于C 1:y =x 2-2x +2,有y ′=2x -2,[1分] 对于C 2:y =-x 2+ax +b ,有y ′=-2x +a ,[2分] 设C 1与C 2的一个交点为(x 0,y 0),由题意知过交点(x 0,y 0)的两切线互相垂直. ∴(2x 0-2)(-2x 0+a )=-1, 即4x 20-2(a +2)x 0+2a -1=0① 又点(x 0,y 0)在C 1与C 2上,故有⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 20-2x 0+2y 0=-x 20+ax 0+b⇒2x 20-(a +2)x 0+2-b =0② 由①②消去x 0,可得a +b =52.[6分](2)由(1)知:b =52-a ,∴ab =a ⎝⎛⎭⎫52-a =-⎝⎛⎭⎫a -542+2516.[9分] ∴当a =54时,(ab )最大值=2516.[12分]温馨提醒 审题包括两方面内容:题目信息的挖掘、整合以及解题方法的选择;本题切入点是两条曲线有交点P (x 0,y 0),交点处的切线互相垂直,通过审题路线可以清晰看到审题的思维过程.方法与技巧1. f ′(x 0)代表函数f (x )在x =x 0处的导数值;(f (x 0))′是函数值f (x 0)的导数,而函数值f (x 0)是一个常量,其导数一定为0,即(f (x 0))′=0.2. 对于函数求导,一般要遵循先化简再求导的基本原则.求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用,在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误. 失误与防范1. 利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.(理)复合函数的导数要正确分解函数的结构,由外向内逐层求导.2. 求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别,前者只有一条,而后者包括了前者.3. 曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别.A 组 专项基础训练 (时间:35分钟,满分:57分)一、选择题1. 设f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0的值为( )A .e 2B .eC.ln 22D .ln 2答案 B解析 由f (x )=x ln x 得f ′(x )=ln x +1.根据题意知ln x 0+1=2,所以ln x 0=1,因此x 0=e. 2. 若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)等于( )A .-1B .-2C .2D .0答案 B解析 f ′(x )=4ax 3+2bx ,∵f ′(x )为奇函数且f ′(1)=2,∴f ′(-1)=-2.3. 若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为( ) A .4x -y -3=0B .x +4y -5=0C .4x -y +3=0D .x +4y +3=0 答案 A解析 切线l 的斜率k =4,设y =x 4的切点的坐标为(x 0,y 0),则k =4x 30=4,∴x 0=1,∴切点为(1,1),即y -1=4(x -1),整理得l 的方程为4x -y -3=0.4. 曲线y =x 3在点(1,1)处的切线与x 轴及直线x =1所围成的三角形的面积为( ) A.112B.16C.13D.12 答案 B解析 求导得y ′=3x 2,所以y ′=3x 2|x =1=3,所以曲线y =x 3在点(1,1)处的切线方程为y -1=3(x -1),结合图象易知所围成的三角形是直角三角形,三个交点的坐标分别是(23,0),(1,0),(1,1), 于是三角形的面积为12×(1-23)×1=16,故选B. 5. 已知f 1(x )=sin x +cos x ,f n +1(x )是f n (x )的导函数,即f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f 2′(x ),…,f n+1(x )=f n ′(x ),n ∈N *,则f 2 015(x )等于( ) A .-sin x -cos xB .sin x -cos xC .-sin x +cos xD .sin x +cos x答案 A 解析 ∵f 1(x )=sin x +cos x ,∴f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x ,∴f 3(x )=f 2′(x )=-sin x -cos x ,∴f 4(x )=f 3′(x )=-cos x +sin x ,∴f 5(x )=f 4′(x )=sin x +cos x ,∴f n (x )是以4为周期的函数,∴f 2 015(x )=f 3(x )=-sin x -cos x ,故选A.二、填空题6. 已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=3x 2+2x ·f ′(2),则f ′(5)=________.答案 6解析 对f (x )=3x 2+2xf ′(2)求导,得f ′(x )=6x +2f ′(2).令x =2,得f ′(2)=-12.再令x =5,得f ′(5)=6×5+2f ′(2)=6.7. 已知函数y =f (x )及其导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则曲线y =f (x )在点P 处的切线方程是__________.答案 x -y -2=0解析 根据导数的几何意义及图象可知,曲线y =f (x )在点P 处的切线的斜率k =f ′(2)=1,又过点P (2,0),所以切线方程为x -y -2=0.8. 若函数f (x )=12x 2-ax +ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________. 答案 [2,+∞)解析 ∵f (x )=12x 2-ax +ln x ,∴f ′(x )=x -a +1x. ∵f (x )存在垂直于y 轴的切线,∴f ′(x )存在零点,x +1x -a =0,∴a =x +1x≥2. 三、解答题9. 求下列函数的导数.(1)y =x n lg x ;(2)y =1x +2x 2+1x3; (3)y =sin x xn ; (4)(理)y =log a sin x (a >0且a ≠1).解 (1)y ′=nx n -1lg x +x n ·1x ln 10=x n -1(n lg x +1ln 10).(2)y ′=(1x )′+(2x 2)′+(1x 3)′ =(x -1)′+(2x -2)′+(x -3)′=-x -2-4x -3-3x -4=-1x 2-4x 3-3x 4. (3)y ′=(sin x x n )′=x n (sin x )′-(x n )′sin x x 2n=x n cos x -nx n -1sin x x 2n=x cos x -n sin x x n +1. (4)(理)令y =log a u ,u =sin x ,y ′=1u log a e·cos x =1tan x ·log a e =log a e tan x. 10.已知曲线y =13x 3+43. (1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程.解 (1)∵P (2,4)在曲线y =13x 3+43上,且y ′=x 2, ∴在点P (2,4)处的切线的斜率为y ′|x =2=4.∴曲线在点P (2,4)处的切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎫x 0,13x 30+43,则切线的斜率为y ′|x =x 0=x 20.∴切线方程为y -⎝⎛⎭⎫13x 30+43=x 20(x -x 0),即y =x 20·x -23x 30+43. ∵点P (2,4)在切线上,∴4=2x 20-23x 30+43, 即x 30-3x 20+4=0,∴x 30+x 20-4x 20+4=0,∴x 20(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0,∴(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2,故所求的切线方程为x -y +2=0或4x -y -4=0.B 组 专项能力提升(时间:25分钟,满分:43分)1. 在函数y =x 3-9x 的图象上,满足在该点处的切线的倾斜角小于π4,且横、纵坐标都为整数的点的个数是( ) A .0B .1C .2D .3答案 A解析 依题意得,y ′=3x 2-9,令0≤y ′<1得3≤x 2<103, 显然满足该不等式的整数x 不存在,因此在函数y =x 3-9x 的图象上,满足在该点处的切线的倾斜角小于π4,且横、纵坐标都为整数的点的个数是0,选A. 2. 若函数f (x )=x 2+bx +c 的图象的顶点在第四象限,则函数f ′(x )的大致图象是 ( )答案 A解析 ∵f (x )=x 2+bx +c =⎝⎛⎭⎫x +b 22-b 24+c , 由f (x )的图象的顶点在第四象限得-b 2>0,∴b <0. 又f ′(x )=2x +b ,斜率为正,纵截距为负,故选A.3. 已知曲线C :f (x )=x 3-ax +a ,若过曲线C 外一点A (1,0)引曲线C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为________.答案 278解析 设切点坐标为(t ,t 3-at +a ).由题意知,f ′(x )=3x 2-a ,切线的斜率为k =y ′|x =t =3t 2-a ,①所以切线方程为y -(t 3-at +a )=(3t 2-a )(x -t ).②将点(1,0)代入②式得,-(t 3-at +a )=(3t 2-a )(1-t ),解之得,t =0或t =32. 分别将t =0和t =32代入①式,得k =-a 和k =274-a , 由题意得它们互为相反数得a =278. 4. 设函数f (x )=ax -b x,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0. (1)求f (x )的解析式;(2)曲线f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +b x 2, 于是⎩⎨⎧ 2a -b 2=12,a +b 4=74, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x . (2)设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝⎛⎭⎫1+3x 20(x -x 0), 即y -⎝⎛⎭⎫x 0-3x 0=⎝⎛⎭⎫1+3x 20(x -x 0). 令x =0,得y =-6x 0, 从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝⎛⎭⎫0,-6x 0. 令y =x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6.故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为定值,且此定值为6.5. 设有抛物线C :y =-x 2+92x -4,过原点O 作C 的切线y =kx ,使切点P 在第一象限. (1)求k 的值;(2)过点P 作切线的垂线,求它与抛物线的另一个交点Q 的坐标.解 (1)设点P 的坐标为(x 1,y 1),则y 1=kx 1,①y 1=-x 21+92x 1-4,② ①代入②得x 21+(k -92)x 1+4=0. ∵P 为切点,∴Δ=(k -92)2-16=0得k =172或k =12. 当k =172时,x 1=-2,y 1=-17. 当k =12时,x 1=2,y 1=1. ∵P 在第一象限,∴所求的斜率k =12. (2)过P 点作切线的垂线,其方程为y =-2x +5.③将③代入抛物线方程得x 2-132x +9=0. 设Q 点的坐标为(x 2,y 2),即2x 2=9,∴x 2=92,y 2=-4. ∴Q 点的坐标为(92,-4).。
人教a版高考数学(理)一轮课件:2.2函数的单调性及值域
3.函数的最值
前提 条件 结论 设函数 y=f(x)的定义域为 I,如果存在实数 M 满足 ①存在 x0∈I,使得 f(x0)=M ; ②对于任意 x∈I,都有 f(x)≤M M 为最大值 ①存在 x0∈I,使得 f(x0)=M ; ②对于任意 x∈I,都有 f(x)≥M M 为最小值
1.函数 y=1-
(1)求实数 a 的值,并证明 f(x)的图象关于原点对称; (2)证明函数 f(x)在(0,1)上是减函数.
a 5
【解】(1)因为函数 f(x)=x+ 的图象过点 A 2, 所以 =2+ ,解得 a=1.
5 2 a 2 1 x
a x
5 2
,
于是 f(x)=x+ ,因为函数 f(x)的定义域为{x|x≠0}, 且 f(-x)=-x+ =-f(x), 所以函数 f(x)为奇函数. 从而 f(x)的图象关于原点对称. (2)证明:设 x1,x2 是(0,1)上的任意两个实数,且 x1<x2,则 f(x1)-f(x2)=x1+ -x2- =x1-x2+ =(x1-x2)
1 ( x-1
) B.在(-1,+∞)上单调递减 D.在(1,+∞)上单调递减
A.在(-1,+∞)上单调递增 C.在(1,+∞)上单调递增 【答案】C
1 x
【解析】数形结合,y=- 的图象向右平移一个单位,再向上平移一个单位得 y=11 的图象,故在区间(1,+∞)上单调递增. x-1
2.下列函数中,在区间(0,1)上是增函数的只有( A.y=- x C.y=lo������1x
)
B.k<
1 2 1 2
C.k>-
2015高考数学一轮课件:3.2 导数的应用(一)
∴a≥ex 在 x∈(-2,3)上恒成立. 又∵-2<x<3,∴e-2<ex<e3,只需 a≥e3. 当 a=e3 时,f′(x)=ex-e3 在 x∈(-2,3)上,f′(x)<0,即 f(x)在(-2,3) 上为减函数,∴a≥e3.
当 极1-值a点2<0,时求,af的′取(x)值=范0 围有.两个根 x1=a- a2-1,x2=a+ a2-1.
由题意,知 2<a- a2-1<3,
①
或 2<a+ a2-1<3,
②
①无解,②的解为54<a<53,因此 a 的取值范围为(54,53).
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分 第二十一页,编辑于星期五:十三点 十七分。
极值点,求 a 的取值范围.
点是不是函数的极值点. (2)本题的易错点为不对 1-a2 进
行讨论,致使解答不全面.
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分 第二十二页,编辑于星期五:十三点 十七分。
题型分类·深度剖析
变式训练 2 (2011·安徽)设 f(x)=1+exax2,其中 a 为正实数. (1)当 a=43时,求 f(x)的极值点;
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分 第四页,编辑于星期五:十三点 十七分。
基础知识·自主学习
要点梳理
难点正本 疑点清源
(3)设函数 f(x)在[a,b]上连续,在(a, 2.f′(x)>0 在(a,b)上成立
b)内可导,求 f(x)在[a,b]上的最大值和 是 f(x)在(a,b)上单调递
2015高考数学一轮精品课件:3.2 导数在函数单调性、极值中的应用
考点一
考点二
考点三
第十一页,编辑于星期五:十三点 五分。
第三章
3.2
导数在函数单调性、极值中的应用
考纲要求
梳理自测
探究突破
探究突破
巩固提升
解:(1)由函数 f(x)的图象过点(-1,-6),得 m-n=-3.①
由 f(x)=x3+mx2+nx-2,得 f'(x)=3x2+2mx+n,则 g(x)=f'(x)+6x=3x2+(2m+6)x+n.
导数在函数单调性、极值中的应用
考纲要求
梳理自测
梳理自测
探究突破
巩固提升
基础自测
1.函数 y=xsin x+cos x 在(π,3π)内的单调增区间为(
A. π,
C.
3π
2
5π
,3π
2
B.
)
3π 5π
,
2 2
D.(π,2π)
关闭
∵y=xsin x+cos x,
∴y'=xcos x.
当 x∈(π,3π)时,要使 y'=xcos x>0,只要 cos x>0,
+1
递增,且 f'(0)=0,因此当 x∈(-1,0)时,f'(x)<0;当 x∈(0,+∞)时,f'(x)>0.所以 f(x)在
(-1,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.
考点一
考点二
考点三
第十七页,编辑于星期五:十三点 五分。
第三章
3.2
导数在函数单调性、极值中的应用
考纲要求
2015年高考数学(理)一轮通关PPT课件:导数的应用(1)_OK
函数 f(x)无极值;当 a>0 时,由 f′(x)=0,解得 x=a.又当 x∈(0,a)时,f′(x)<0;
当 x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,从而函数 f(x)在 x=a 处取得极小值,且极小值为 f(a)=a-
aln a,无极大值.
综上,当 a≤0 时,函数 f(x)无极值;当 a>0 时,函数 f(x)在 x=a 处取得极小值 a-aln a,
④当 x>2 时,1-x<0.∵(1-x)f′(x)<0,∴f′(x)>0,即 f(x)在(2,+∞)上是增函数.
综上:f(-2)为极大值,f(2)为极小值.
【答案】D
3
高频考点全通关——利用导数研究函数的极值问题
闯关二:典题针对讲解——已知极值求参数
[例 2] (2014·郑州模拟)若 a>0,b>0,且函数 f(x)=4x3-ax2-2bx+2 在
xx 立,∴函数 f(x)在(0,+∞)单调递减,∴f(x)在(0,+∞)上没有极值点;
②当 a>0 时,令 f′(x)<0 得 0<x<1a,令 f′(x)>0 得 x>1a,
∴f(x)在
0,1 a
上单调递减,在
1,+∞ a
上单调递增,即
f(x)在
x=1a处有极小值.
综上所述,当 a≤0 时 f(x)在(0,+∞)上没有极值点;
【答案】D 4
高频考点全通关——利用导数研究函数的极值问题
闯关二:典题针对讲解——已知曲线求切线倾斜角的取值范围
[例 3] (2013·福建高考)已知函数 f(x)=x-aln x(a∈R).
①当 a=2 时,求曲线 y=f(x)在点 A(1,f(1))处的切线方程;
2015届高考数学(理)一轮精品复习课件3.3导数在函数最值及生活实际中的应用(人教版)
C.3 4������
D.2 3 ������
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设底面边长为 x,则高为 h= 43������������2,∴表面积 S(x)= 43x2×2+x· 43������������2×3= 23x2+4 ���3��� V,
令 S'(x)= 3x-4 3V·���1���2=0,得 x=3 4������,∴S(x)在(3 4������,+∞)上是单调递增的,
当 t(1-3ln t)<0,即 t>e3时,h'(t)<0.
1
1
故 h(t)在(0,e3)上为增函数,在(e3,+∞)上为减函数,
于是
h(t)在(0,+∞)上的最大值为
h(e13)=32
2
e3,即
b
的最大值为3
2
2
e3.
考点一 考点二 考点三
答案
-14-
考点二 利用导数研究函数的零点或方程的根
【例 2】 已知函数 f(x)=ex(ax2-2x-2),a∈R 且 a≠0. (1)若曲线 y=f(x)在点 P(2,f(2))处的切线垂直于 y 轴,求实数 a 的值; (2)在(1)的条件下,若 y=kx 与 y=f(x)的图象存在三个交点,求 k 的取值
3.3 导数在函数最值 及生活实际中的应用
-2-
1.会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数一般不超过三次). 2.会利用导数解决生活中的优化问题. 3.会利用导数研究函数的零点、方程的根及不等式证明类问题.
-3-
1.函数的最大值与最小值 (1)函数的最大值与最小值:在闭区间[a,b]上连续的函数 f(x),在[a,b]上
2015高考数学配套课件:3-2 导数的应用(一)——单调性
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高考调研
新课标版 ·高三数学(文)
(2)f(x)=(x-1)ex-x2,f′(x)=ex+(x-1)ex-2x=xex-2x= x(ex-2),
令 f′(x)=0,得 x1=0,x2=ln2. 当 x 变化时,f′(x),f(x)的变化如下表:
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探究 1 (1)求函数的单调区间注意先求定义域. (2)使 f′(x)>0 的区间为 f(x)的增区间, 使 f′(x)<0 的区间为 f(x)的减区间.
思考题 1 求下列函数的单调区间: (1)f(x)=(x-1)2-ln(x-1)2; (2)(2013·广东)f(x)=(x-1)ex-x2.
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②当 a<0 时,因为 x>0, 由 f′(x)>0,得(x-a)(x+2a)>0,解得 x>-2a; 由 f′(x)<0,得(x-a)(x+2a)<0,解得 0<x<-2a. 所以函数 f(x)在(0,-2a)上单调递减,在(-2a,+∞)上单 调递增. 【答案】 (1)a=-1 或 a=32 (2)a>0 时,增区间(a,+∞),减区间(0,a);a<0 时,增区 间(-2a,+∞),减区间(0,-2a)
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2015高考数学一轮配套课件:专题讲练二 导数在研究函数中的应用 课件(共39张PPT)
高考总复习 数学
因为 f′(x)=(-2x+a)ex+(-x2+ax)ex =[-x2+(a-2)x+a]ex, 所以[-x2+(a-2)x+a]ex≥0 对 x∈(-1,1)都成立. 因为 ex>0,所以-x2+(a-2)x+a≥0 对 x∈(-1,1)都成立. 即 a≥xx2++21x=x+x+121-1=(x+1)-x+1 1对 x∈(-1,1)都成立. 令 y=(x+1)-x+1 1,则 y′=1+x+112>0.
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高考总复习 数学
【解】 (1)f′(x)=4x3+3ax2+4x=x(4x2+3ax+4). 当 a=-130时,f′(x)=x(4x2-10x+4)=2x(2x-1)(x-2). 令 f′(x)=0,得 x1=0,x2=12,x3=2. 当 x 变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
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高考总复习 数学
针对训练 2.已知函数 f(x)=x3+ax2-x+c,且 a=f′23.
(1)求 a 的值; (2)求函数 f(x)的单调区间; (3)设函数 g(x)=(f(x)-x3)·ex,若函数 g(x)在 x∈[-3,2]上单调 递增,求实数 c 的取值范围.
第二页,编辑于星期五:十四点 十二分。
高考总复习 数学
1.利用导数证明不等式,就是把不等式恒成立的问题,通过 构造函数,转化为利用导数求函数最值的问题.应用这种方 法的难点是如何根据不等式的结构特点或者根据题目证明目 标的要求,构造出相应的函数关系式.
2.在讨论方程的根的个数、研究函数图象与x轴(或某直线)的 交点个数、不等式恒成立等问题时,常常需要求出其中参数 的取值范围,这类问题的实质就是函数的单调性与函数的极 (最)值的应用.