高考解答题突破高考数学大二轮复习优质PPT

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(4)①若求极值,则先求方程 f′(x)=0 的根,再检查 f′(x)在方程根的左右函数值 的符号.
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[解] (1)由题意可得 f′(x)=ex-x+a. 设 g(x)=f′(x)=ex-x+a,则 g′(x)=ex-1, 所以当 x>0 时,g′(x)>0,f′(x)在(0,+∞)上单调递增, 当 x<0 时,g′(x)<0,f′(x)在(-∞,0)上单调递减, 所以 f′(x)≥f′(0)=1+a, 因为 a>-1,所以 1+a>0,即 f′(x)>0, 所以函数 f(x)在 R 上单调递增.
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[解] (1)函数 f(x)的定义域为(0,+∞). 由题意,得 g(x)=lnx-ax+1,则 g′(x)=1x-a. 当 a≤0 时,g′(x)>0,则函数 g(x)在(0,+∞)上单调递增. 当 a>0 时,令 g′(x)=0,解得 x=1a,
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当 x∈e,e+1e时,H′(x)<0,则 H(x)在e,e+1e上是减函数, ∴当 x=e+1e时,H(x)取最小值 He+1e=-e-1e. ∵当 x→e 时,H(x)→0,当 x>2e 时,H(x)>0,H(2e)=0, ∴当 x∈(e,2e)时,G′(x)<0,则 G(x)在(e,2e)上是减函数, 当 x∈(2e,+∞)时,G′(x)>0,则 G(x)在(2e,+∞)上是增函数, ∴当 x=2e 时,函数 G(x)取最小值,G(2e)=-12-e 1=-1e. ∴ba的最小值为-1e.
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(2)证明:由(1)知 f′(x)在[1,+∞)上单调递增, 因为 a<1-e,所以 f′(1)=e-1+a<0, 所以存在 t∈(1,+∞),使得 f′(t)=0,即 et-t+a=0,即 a=t-et, 所以函数 f(x)在[1,t)上单调递减,在(t,+∞)上单调递增, 所以当 x∈[1,+∞)时,f(x)min=f(t)=et-12t2+at=et-12t2+t(t-et)=et(1-t)+12t2. 令 h(x)=ex(1-x)+12x2,x>1,则 h′(x)=x(1-ex)<0 恒成立,所以函数 h(x)在(1,+∞) 上单调递减,所以 h(x)<e(1-1)+12×12=12,所以 et(1-t)+12t2<12,即当 x∈[1,+∞)时, f(x)min<12,故函数 f(x)在[1,+∞)上的最小值小于12.
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1.(2020·豫东豫北十校联考)已知函数 f(x)=ex-12bx2+ax(a,b∈R). (1)当 a>-1 且 b=1 时,试判断函数 f(x)的单调性. (2)若 a<1-e 且 b=1,求证:函数 f(x)在[1,+∞)上的最小值小于12. (3)若 f(x)在 R 上是单调函数,求 ab 的最小值.
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4.利用导数解决恒成立问题主要涉及方面及对策 (1)已知不等式在某一区间上恒成立,求参数的取值范围:①一般先分离参数,再 转化为求函数在给定区间上的最值问题求解;②如果无法分离参数可以考虑对参数或 自变量进行分类求解,如果是二次不等式恒成立的问题,可以考虑限制二次项系数或 判别式的方法求解. (2)已知函数的单调性求参数的取值范围:转化为 f′(x)≥0(或 f′(x)≤0)恒成立的 问题.
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综上:当 a≤0 时,g(x)在(0,+∞)上单调递增;当 a>0 时 f(x)在0,1a上单调递增, 在1a,+∞上单调递减.
(2)设函数 F(x)=lnx-(a-e)x-b,其中 e 为自然对数的底数,则 F′(x)=1x+e-a, x>0,
当 a≤e 时,F′(x)>0,则函数 F(x)在(0,+∞)上是单调递增, 又∵F(eb)=lneb-(a-e)eb-b=(e-a)eb≥0, ∴F(x)≤0 不可能恒成立. 当 a>e 时,由 F′(x)=1x+e-a=0,得 x=a-1 e.
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考向一 导数与函数的单调性、极值与最值问题 1.讨论函数的单调性其实就是讨论不等式的解集的情况.大多数情况下,这类问 题可以归结为一个含有参数的一元二次不等式的解集的讨论. 2.对含参数的函数解析式求最值时,常常分类讨论,分类的原则是极值点在给定 区间的内部还是外部,从而根据单调性求出最值.
②若已知极值大小或存在情况,则转化为已知方程 f′(x)=0 根的大小或存在情况 来求解.
(5)求函数 f(x)在闭区间[a,b]的最值时,在得到极值的基础上,结合区间端点的函 数值 f(a),f(b)与 f(x)的各极值进行比较得到函数的最值.
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高考题型分层突破拿高分

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高考解答题突破(六) 导数的综合应用
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突破“三分”——分离、分解、分类
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1.函数单调性和极值、最值的分类讨论策略 (1)单调性讨论策略:单调性的讨论是以导数等于零的点为分界点,把函数定义域 分段,在各段上讨论导数的符号,在不能确定导数等于零的点的相对位置时,还需要 对导数等于零的点的位置关系进行讨论. (2)极值讨论策略:极值的讨论是以单调性的讨论为基础,根据函数的单调性确定 函数的极值点. (3)最值讨论策略:图像连续的函数在闭区间上最值的讨论,是以函数在该区间上 的极值和区间端点的函数值进行比较为标准进行的,在极值和区间端点函数值中最大 的为最大值,最小的为最小值.
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(3)f(x)=ex-12bx2+ax,f′(x)=ex-bx+a, 由 f(x)为 R 上的单调函数,可知 f(x)一定为单调递增函数, 因此 f′(x)=ex-bx+a≥0. 令 g(x)=f′(x)=ex-bx+a,则 g′(x)=ex-b. 当 b=0 时,ab=0. 当 b<0 时,g′(x)=ex-b>0,g(x)在 R 上为增函数. 当 x→-∞时,g(x)→-∞,与 g(x)≥0 矛盾. 当 b>0 时,由 g′(x)>0,得 x>lnb,由 g′(x)<0,得 x<lnb,当 x=lnb 时,g(x)min=b -blnb+a≥0, 即 ab≥b2lnb-b2(b>0).
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[解题指导] (1)求定义域及 g′(x)→分类讨论 g′(x)的符号→得结论 (2)构造函数 F(x)=f(x)-(a-e)x-b 转化为 F(x)≤0 恒成立→讨论 F(x)的最大值→ 建立 b 与 a 的关系→转化为关于 a 的函数→研究函数的最值→得结果
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∴当 x=a-1 e时,函数 F(x)取最大值, 最大值为 Fa-1 e=-ln(a-e)-b-1, ∵不等式 F(x)≤0 恒成立,∴F(x)max≤0,∴-ln(a-e)-b-1≤0, ∴ln(a-e)+b+1≥0,即 b≥-1-ln(a-e),
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2.研究方程的根,可以通过构造函数 g(x)的方法,把问题转化为研究构造的函数 g(x)的零点问题,研究函数 g(x)零点的策略.
(1)如果函数 g(x)在已知区间上是单调的,则其最多只有一个零点,再结合函数的 零点存在定理,确定其零点是否存在.
(2)如果函数 g(x)在已知区间上不是单调的,则求出这个函数的极值点和单调区间, 再结合 g(x)的极值与零的大小,以及函数 g(x)的单调性、结合零点存在定理判断其用导数证明不等式的关键是构造函数,其思路: (1)对于(或可化为)左右两边结构相同的不等式,构造函数 f(x),使原不等式成为形 如 f(a)>f(b)的形式. (2)对形如 f(x)>g(x)的不等式,构造函数 F(x)=f(x)-g(x). (3)对于(或可化为)f(x1,x2)≥A 的不等式,可选 x1(或 x2)为主元,构造函数 f(x,x2)(或 f(x1,x)).
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利用导数研究函数性质的一般步骤 (1)确定函数的定义域; (2)求导函数 f′(x); (3)①若求单调区间(或证明单调性),只要在函数定义域内解 (或证明)不等式 f′(x)>0 或 f′(x)<0. ②若已知函数的单调性,则转化为不等式 f′(x)≥0 或 f′(x)≤0 在单调区间上恒成 立问题来求解.
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