导数高考常见题型
高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用
高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用高考压轴题:导数题型及解题方法一、切线问题题型1:求曲线y=f(x)在x=x处的切线方程。
方法:f'(x)为在x=x处的切线的斜率。
题型2:过点(a,b)的直线与曲线y=f(x)的相切问题。
方法:设曲线y=f(x)的切点(x,f(x)),由(x-a)f'(x)=f(x)-b求出x,进而解决相关问题。
注意:曲线在某点处的切线若有则只有一条,曲线过某点的切线往往不止一条。
例题:已知函数f(x)=x-3x。
1)求曲线y=f(x)在点x=2处的切线方程;(答案:9x-y-16=0)2)若过点A(1,m)(m≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围。
提示:设曲线y=f(x)上的切点(x,f(x)),建立x,f(x)的等式关系。
将问题转化为关于x,m的方程有三个不同实数根问题。
答案:m的范围是(-3,-2))练1:已知曲线y=x-3x。
1)求过点(1,-3)与曲线y=x-3x相切的直线方程。
(答案:3x+y=0或15x-4y-27=0)2)证明:过点(-2,5)与曲线y=x-3x相切的直线有三条。
题型3:求两个曲线y=f(x)、y=g(x)的公切线。
方法:设曲线y=f(x)、y=g(x)的切点分别为(x1,f(x1))、(x2,g(x2)),建立x1,x2的等式关系,(x2-x1)f'(x1)=g(x2)-f(x1),(x2-x1)f'(x2)=g(x2)-f(x1);求出x1,x2,进而求出切线方程。
解决问题的方法是设切点,用导数求斜率,建立等式关系。
例题:求曲线y=x与曲线y=2elnx的公切线方程。
(答案:2ex-y-e=0)练1:求曲线y=x与曲线y=-(x-1)的公切线方程。
(答案:2x-y-1=0或y=0)2.设函数f(x)=p(x-2)-2lnx,g(x)=x,直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且与函数f(x)的图象相切于(1,0),求实数p的值。
导数大题20 种主要题型讲解
答案详解:本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(1)求出比较其与的大小,得到的单调性表,于是得到的极值。
(2)将代入到中,并求得当时,此时恒成立,即在单调递增,同理可以得到在上为增函数,则原不等式可化为在上恒成立,令,对其求导得知若为减函数时其导数恒小于,便可得到的取值范围。
(3)若存在,使得假设成立,也即在上不是单调增或单调减,故,对求导得到其极小值点为,由于解得此时,此时需证明当,使得即可,此时可取,发现成立,故的取值范围为。
答案详解(Ⅰ),由是的极值点得,所以。
于是,定义域为,,函数在上单调递增,且。
因此,当时,;当时,。
所以,在上单调递减,在上单调递增。
(Ⅱ)当,时,,故只需要证明当时,。
当时,函数在单调递增,又,,故在有唯一实根,且。
当时,;当时,;从而当时,取得最小值。
由得:,,故。
综上:当时,。
解析:本题主要考查函数的求导和函数的单调性的判断。
(Ⅰ)先对函数求导,得导函数,由题,则可得的值,当时,单调递增,求得的的取值范围即为单调增区间;当时,单调递减,求得的的取值范围即为单调减区间。
(Ⅱ)由分析知,只需证明当时,,此时通过分析函数单调性,求得即可得证。
例题5:函数。
(Ⅰ)讨论的导函数零点的个数;(Ⅱ)证明:当时,。
答案详解(Ⅰ)的定义域为,()。
当时,,没有零点;当时,因为单调递增,单调递增,所以在单调递增。
又,当满足且时,,故当时,存在唯一零点。
(Ⅱ)由(Ⅰ),可设在的唯一零点为,当时,;当时,。
故在单调递减,在单调递增,所以当时,取得最小值,最小值为。
由于,所以。
故当时,。
解析:本题主要考查导数的概念及其几何意义以及导数在函数研究中的应用。
(Ⅰ)求导得出的表达式,根据其表达式,对进行分类讨论。
当时,可知没有零点;当时,可知单调递增,且存在使得而,因此存在唯一零点。
(Ⅱ)由(Ⅰ),可设的最小值在时取到,最小值为。
写出的表达式,再运用均值不等式即可得出。
题型3:先构造,再赋值,证明和式或积式不等式例题:已知函数。
导数题型总结(12种题型)
导数题型总结1.导数的几何意义2.导数四则运算构造新函数3.利用导数研究函数单调性4.利用导数研究函数极值和最值5.①知零点个数求参数范围②含参数讨论零点个数6.函数极值点偏移问题7.导函数零点不可求问题8.双变量的处理策略9.不等式恒成立求参数范围10.不等式证明策略11.双量词的处理策略12.绝对值与导数结合问题导数专题一导数几何意义一.知识点睛导数的几何意义:函数y=f(x)在点x=x0 处的导数f’(x0)的几何意义是曲线在点x=x0 处切线的斜率。
二.方法点拨:1.求切线①若点是切点:(1)切点横坐标x0 代入曲线方程求出y0(2)求出导数f′(x),把x0代入导数求得函数y =f(x)在点x=x 0处的导数f ′(x 0)(3)根据直线点斜式方程,得切线方程:y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0).②点(x 0,y 0)不是切点求切线:(1)设曲线上的切点为(x 1,y 1); (2)根据切点写出切线方程y -y 1=f ′(x 1)(x -x 1) (3)利用点(x 0,y 0)在切线上求出(x 1,y 1); (4)把(x 1,y 1)代入切线方程求得切线。
2.求参数,需要根据切线斜率,切线方程,切点的关系列方程:①切线斜率k=f ′(x 0) ②切点在曲线上③切点在切线上三.常考题型:(1)求切线(2)求切点(3)求参数⑷求曲线上的点到直线的最大距离或最小距离(5)利用切线放缩法证不等式 四.跟踪练习1.(2016全国卷Ⅲ)已知f(x)为偶函数,当x <0时,f(x)=f (-x )+3x ,则曲线y=f (x )在点(1,-3)处的切线方程是2.(2014新课标全国Ⅱ)设曲线y=ax-ln (x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x ,则a= A. 0 B.1 C.2 D.33.(2016全国卷Ⅱ)若直线y=kx+b 是曲线y=lnx+2的切线,也是曲线y=ln (x+1)的切线,则b=4.(2014江西)若曲线y=e -x上点P 处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P 的坐标是5.(2014江苏)在平面直角坐标系中,若曲线y=ax 2+xb(a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x+2y+3=0平行,则a+b= 6.(2012新课标全国)设点P 在曲线y=21e x上,点Q 在曲线y=ln (2x )上,则▕PQ ▏的最小值为 A.1-ln2 B.2(1-ln2) C.1+ln2 D.2(1+ln2)7.若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x 3和y=ax 2+415x-9都相切,则a 等于 8.抛物线y=x 2上的点到直线x-y-2=0的最短距离为 A.2B.827C. 22D. 19.已知点P 在曲线y=14+x e 上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是 10.已知函数f (x )=2x 3-3x.(1)求f (x )在区间[-2,1]上的最大值;(2) 若过点P (1,t )存在3条直线与曲线y=f (x )相切,求t 的取值范围. 11. 已知函数f (x )=4x-x 4,x ∈R. (1) 求f (x )的单调区间(2) 设曲线y=f (x )与x 轴正半轴的交点为P ,曲线在点P 处的切线方程为y=g (x ),求证: 对于任意的实数x ,都有f (x )≤g (x )(3) 若方程f (x )=a (a 为实数)有两个实数根x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 2-x 1≤-3a+431.导数专题二 利用导数四则运算构造新函数 一.知识点睛 导数四则运算法则:[f(x)±g (x )]’=f ′(x)±g ′(x) [f(x)·g (x )]’=f ′(x)·g(x) +f(x)·g ′(x)[ )()(x g x f ]′=2[g(x)](x)f(x)g'(x)g(x)f'- 二.方法点拨在解抽象不等式或比较大小时原函数的单调性对解题没有任何帮助,此时我们就要构造新函数,研究新函数的单调性来解抽象不等式或比较大小。
高考导数的题型及解题技巧
高考导数的题型及解题技巧高考中,导数是数学必修内容之一,也是考生需要重点掌握的知识点之一。
导数作为微积分的基础,不仅能帮助我们求出函数的极值、最大值、最小值等,还能证明函数的性质,解决数学问题。
在高考中,涉及导数的题目类型有很多,以下是常见的几种题型及解题技巧。
一、求导数求导数是导数的基础操作,也是高考中出现频率最高的题型之一。
求导数的方法有很多,如极限法、公式法、差商法、反函数法等。
在解题时,需要掌握各种方法,依据题目的具体情况选择合适的方法求解。
二、函数的单调性和极值要判断函数的单调性和极值,需要先求出函数的导数,然后通过导数的符号来判断函数的单调性和极值。
如果导数为正,则函数单调递增;如果导数为负,则函数单调递减;如果导数为0,则函数取极值。
在解题时,需要注意导数为0时,还需要判断函数是否具有拐点。
三、曲线的凹凸性和拐点要判断曲线的凹凸性和拐点,同样需要求出函数的导数和二阶导数,然后通过二阶导数的符号来判断曲线的凹凸性和拐点。
如果二阶导数为正,则曲线凹向上;如果二阶导数为负,则曲线凹向下;如果二阶导数为0,则曲线具有拐点。
在解题时,需要注意拐点处是否是函数的极值点。
四、函数的应用题导数在实际生活中有很多应用,如速度、加速度、最优化等。
在解决这类题目时,需要将问题转化为函数的导数问题,然后根据导数的性质求解。
在解题时,需要理解速度、加速度等概念,并注意题目中给定的条件。
总之,导数是高考数学的重点和难点,需要考生认真掌握,熟练运用。
在复习时,建议多做例题,掌握各种求导方法和计算技巧,熟悉各种题型的解题思路,才能在考试中发挥出自己的水平。
导数常见题型归纳
导数常见题型归纳1.高考命题回顾例1.(2013全国1)已知函数()f x =2x ax b ++,()g x =()xe cx d +,若曲线()yf x =和曲线()yg x =都过点P(0,2),且在点P 处有相同的切线42y x =+(Ⅰ)求a ,b ,c ,d 的值;(Ⅱ)若x ≥-2时,()f x ≤()kg x ,求k 的取值范围。
分析:⑴2d c b 4,a ==== ⑵由⑴知()24x f 2++=x x ,()()12+=x ex g x设()()()()24122---+=-=x x x ke x f x kg x F x,则()()()122-+='xke x x F 由已知()100≥⇒≥k F ,令()k x x x F ln ,20-==⇒='①若21e k <≤则021≤<-x ,从而当()1,2x x -∈时,()0<'x F ,()x F 递减()+∞∈,1x x 时,()>'x F 0,()x F 递增。
()()()02x 111≥+-=≥x x x F F故当2-≥x 时()0≥x F 即()()x kg x f ≤恒成立。
②若2e k = 则()()()02222>-+='-ee x e x F x 。
()2->x 。
所以()x F 在()+∞-,2上单调递增,而()02=-F .所以-2x ≥时,()0≥x F 恒成立。
③若2e k >,则()()02222222<--=+-=---e k e ke F ,从而()0≥x F 不可能恒成立即()()x kg x f ≤不恒成立。
综上所述。
k 的取值范围[]2,1e例2.(2013全国2)已知函数)ln()(m x e x f x+-=.(Ⅰ)设0x =是()f x 的极值点,求m ,并讨论()f x 的单调性;(Ⅱ)当2m ≤时,证明()0f x >. 分析:(Ⅰ)1m =。
高考数学导数题型归纳
导数题型归纳例1:设函数()y f x =在区间D 上的导数为()f x ',()f x '在区间D 上的导数为()g x ,若在区间D 上,()0g x <恒成立,则称函数()y f x =在区间D 上为“凸函数”,已知实数m 是常数,4323()1262x mx x f x =-- (1)若()y f x =在区间[]0,3上为“凸函数”,求m 的取值范围;(2)若对满足2m ≤的任何一个实数m ,函数()f x 在区间(),a b 上都为“凸函数”,求b a -的最大值.例2:设函数),10(3231)(223R b a b x a ax x x f ∈<<+-+-= (Ⅰ)求函数f (x )的单调区间和极值;(Ⅱ)若对任意的],2,1[++∈a a x 不等式()f x a '≤恒成立,求a 的取值范围.例3;已知函数32()f x x ax =+图象上一点(1,)P b 处的切线斜率为3-,326()(1)3(0)2t g x x x t x t -=+-++> (Ⅰ)求,a b 的值;(Ⅱ)当[1,4]x ∈-时,求()f x 的值域;(Ⅲ)当[1,4]x ∈时,不等式()()f x g x ≤恒成立,求实数t 的取值范围。
例4:已知R a ∈,函数x a x a x x f )14(21121)(23++++=. (Ⅰ)如果函数)()(x f x g '=是偶函数,求)(x f 的极大值和极小值;(Ⅱ)如果函数)(x f 是),(∞+-∞上的单调函数,求a 的取值范围.例5、已知函数3211()(2)(1)(0).32f x x a x a x a =+-+-≥ (I )求()f x 的单调区间;(II )若()f x 在[0,1]上单调递增,求a 的取值范围。
子集思想例6、已知函数232)1(31)(x k x x f +-=,kx x g -=31)(,且)(x f 在区间),2(+∞上为增函数. (1) 求实数k 的取值范围;(2) 若函数)(x f 与)(x g 的图象有三个不同的交点,求实数k 的取值范围.例7、已知函数321()22f x ax x x c =+-+ (1)若1x =-是()f x 的极值点且()f x 的图像过原点,求()f x 的极值;(2)若21()2g x bx x d =-+,在(1)的条件下,是否存在实数b ,使得函数()g x 的图像与函数()f x 的图像恒有含1x =-的三个不同交点?若存在,求出实数b 的取值范围;否则说明理由。
考前归纳总结导数中的有关方程根的问题
导数中的有关方程根的问题一、常见基本题型:(1) 判断根的个数问题,常常转化为函数图象的交点个数问题,通过构造函数来求解,例1.已知函数221()ln(1),().1f x x g x a x =+=+-求方程()()f x g x =的根的个数. 解: 令221()()()ln(1)1h x f x g x x a x =-=+--- '2222222211()21(1)1(1)x x h x x x x x x ⎡⎤=+=+⎢⎥+-+-⎣⎦当[0,1)(1,)x ∈⋃+∞时,'()0h x ≥当(,1)(1,0)x ∈-∞-⋃-时,'()0h x <因此,()h x 在(,1),(1,0)-∞--时,()h x 单调递减,在(0,1),(1,)+∞时,()h x 单调递增.又()h x 为偶函数,当(1,1)x ∈-时,()h x 极小值为(0)1h a =-当1x -→-时,()h x →-∞, 当1x +→-时,()h x →+∞当x →-∞时,()h x →+∞, 当x →+∞时,()h x →+∞故()()f x g x =的根的情况为:当10a ->时,即1a <时,原方程有2个根;当10a -=时,即1a =时,原方程有3个根;当10a -<时,即1a >时,原方程有4个根(2)已知方程在给定的区间上解的情况,去求参数的取值范围,另外有关方程零点的 个数问题其实质也是方程根的问题。
例1.已知32()(),(,f x ax bx b a x a b =++-是不同时为零的常数),其导函数为()f x ',(1)求证:函数()y f x '=在(1,0)-内至少存在一个零点;(2)若函数()f x 为奇函数,且在1x =处的切线垂直于直线230x y +-=,关于x的方程1()4f x t =-在[1,](1)t t ->-上有且只有一个实数根,求实数t 的取值 范围.解:(1)证明:因为2()32f x ax bx b a '=++-当0a =时,12x =-符合题意; 当0a ≠时,2321b b x x a a ++-,令b t a =,则2321x tx t ++- 令2()321h x x tx t =++-,11()024h -=-<, 当1t >时,(0)10h t =->, ()y h x ∴=在1(,0)2-内有零点;当1t ≤时,(1)210h t -=-≥>,()y h x ∴=在1(1,)2--内有零点.∴当0a ≠时,()y h x =在(1,0)-内至少有一个零点. 综上可知,函数()y f x '=在(1,0)-内至少有一个零点(2) 因为32()()f x ax bx b a x =++-为奇函数,所以0b =,所以3()f x ax ax =-,2()3f x ax a '=-. 又()f x 在1x =处的切线垂直于直线230x y +-=,所以1a =,即3()f x x x =-.()f x ∴在(,),()33-∞-+∞上是单调递增函数,在[上是单调递减函数,由()0f x =解得1x =±,0x =,由1()4f x x =-解之得0x x ==作()y f x =与14y x =-的图知交点横坐标为02x x =±=当383[(0,){}x ∈时,过14y x =-图象上任意一点向左作平行于 x 轴的直线与()y f x =都只有唯一交点,当x 取其它任何值时都有两个或没有交点。
高考导数题型精选(分类处理,费了好大的劲)
单调区间和极值1. (最值应用,转换变量)设函数221()(2)ln (0)ax f x a x a x+=-+<.(1)讨论函数()f x 在定义域内的单调性;(2)当(3,2)a ∈--时,任意12,[1,3]x x ∈,12(ln 3)2ln 3|()()|m a f x f x +->-恒成立,求实数m 的取值范围.解:⑴221()2a f x a x x -'=+-222(2)1ax a x x+--=2(1)(21)ax x x +-=. 当2a <-时,112a -<,增区间为11(,)2a -,减区间为1(0,)a -,1(,)2+∞. 当2a =-时,112a -=,减区间为(0,)+∞.当20a -<<时,112a ->,增区间为11(,)2a -,减区间为1(0,)2,1(,)a-+∞.⑵由⑴知,当(3,2)a ∈--时,()f x 在[1,3]上单调递减,∴12,[1,3]x x ∈,12|()()|f x f x -≤(1)(3)f f -1(12)[(2)ln 36]3a a a =+--++, 即12|()()|f x f x -≤24(2)ln 33a a -+-. ∵12(ln 3)2ln 3|()()|m a f x f x +->-恒成立, ∴(ln 3)2ln 3m a +->24(2)ln 33a a -+-,即243ma a >-, 又0a <,∴243m a<-. ∵(3,2)a ∈--,∴132384339a -<-<-,∴m ≤133-.恒成立问题2. (最值应用)已知二次函数()g x 对x R ∀∈都满足2(1)(1)21g x g x x x -+-=--且(1)1g =-,设函数19()()ln 28f xg x m x =+++(m R ∈,0x >).(Ⅰ)求()g x 的表达式;(Ⅱ)若x R +∃∈,使()0f x ≤成立,求实数m 的取值范围;(Ⅲ)设1m e <≤,()()(1)H x f x m x =-+,求证:对于12[1,]x x m ∀∈,,恒有12|()()|1H x H x -<.解:(Ⅰ)设()2g x ax bx c =++,于是()()()()2211212212g x g x a x c x -+-=-+=--,所以121.a c ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,又()11g =-,则12b =-.所以()211122g x x x =--. …………3分 (Ⅱ)()2191()ln ln (0).282f xg x m x x m x m x =+++=+∈>R ,当m >0时,由对数函数性质,f (x )的值域为R ;…………4分当m =0时,2()02x f x =>对0x ∀>,()0f x >恒成立; …………5分 当m <0时,由()0mf x x x m x'=+=⇒=-,列表: x (0)m -, m - ()m -+∞,()f x '- 0 + ()f x减极小增[]min ()()ln .2mf x f m m m =-=-+-这时, []minln 0()0e<0.20mm m f x m m ⎧-+->⎪>⇔⇒-<⎨⎪<⎩,所以若0x ∀>,()0f x >恒成立,则实数m 的取值范围是(e 0]-,.故0x ∃>使()0f x ≤成立,实数m 的取值范围()(,e]0-∞-+∞ ,.…………9分(Ⅲ)因为对[1]x m ∀∈,,(1)()()0x x m H x x --'=≤,所以()H x 在[1,]m 内单调递减.于是21211|()()|(1)()ln .22H x H x H H m m m m -≤-=--2121113|()()|1ln 1ln 0.2222H x H x m m m m m m-<⇐--<⇔--< 记13()ln (1e)22h m m m m m=--<≤,则()221133111()022332h'm m m m =-+=-+>, 所以函数13()ln 22h m m m m=--在(1e],是单调增函数, 所以()()e 3e 1e 3()(e)1022e 2eh m h -+≤=--=<,故命题成立. …………12分3. 设3x =是函数()()()23,xf x x ax b e x R -=++∈的一个极值点.(1)求a 与b 的关系式(用a 表示b ),并求()f x 的单调区间;(2)设()2250,4xa g x a e ⎛⎫>=+⎪⎝⎭,若存在[]12,0,4ξξ∈,使得()()121f g ξξ-< 成立,求a 的取值范围.解:(1)∵()()23xf x x ax b e-=++∴()()()()''32321x x f x x a e x ax b e --=++++-()232xx a x b a e-⎡⎤=-+-+-⎣⎦ 由题意得:()'30f=,即()23320a b a +-+-=,23b a =--∴()()2323xf x x ax a e-=+--且()()()'331x fx x x a e -=--++令()'0fx =得13x =,21x a =--∵3x =是函数()()()23,xf x x ax b ex R -=++∈的一个极值点∴12x x ≠,即4a ≠-故a 与b 的关系式为()23,4b a a =--≠-. 当4a <-时,213x a =-->,由()'0f x >得单增区间为:()3,1a --;由()'0fx <得单减区间为:(),3-∞和()1,a --+∞;当4a >-时,213x a =--<,由()'0f x >得单增区间为:()1,3a --;由()'0fx <得单减区间为:(),1a -∞--和()3,+∞;(2)由(1)知:当0a >时,210x a =--<,()f x 在[]0,3上单调递增,在[]3,4上单调递减,{},)32()4(),0(min )(3min e a f f x f +-==()()max 36f x f a ==+, ∴()f x 在[]0,4上的值域为]6,)32([3++-a e a . 易知()2254xg x a e ⎛⎫=+⎪⎝⎭在[]0,4上是增函数, ∴()g x 在[]0,4上的值域为2242525,44a a e ⎡⎤⎛⎫++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦. 由于()222516042a a a ⎛⎫⎛⎫+-+=-≥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,又∵要存在[]12,0,4ξξ∈,使得()()121f g ξξ-<成立,∴必须且只须()2025614a a a >⎧⎪⎨⎛⎫+-+< ⎪⎪⎝⎭⎩解得:302a <<.所以,a 的取值范围为30,2⎛⎫⎪⎝⎭.4. (2011北京理18倒数第3大题,最值的直接应用) 已知函数2()()xk f x x k e =-。
导数的常考题型
导数及其应用题型一:求解导数中的切线问题题型二:利用导数研究函数的单调性1、求不含任何参数的函数的单调区间2、求含参函数的单调区间3、根据函数的单调性求参数的取值范围 常考题型 题型三:利用导数研究函数的极值1、求函数的极值(含参与不含参);2、已知函数的极值求参数题型四:导数与零点题型五:导数中的恒成立问题题型六:利用导数证明不等式题型七:有关隐零点的导数题题型一:求解导数中的切线问题1、已知曲线C :y =ln x x. (1)求曲线C 在点(1,0)处的切线l 1的方程;(2)求过原点与曲线C 相切的直线l 2的方程.2、若直线1y x =+与函数()ln f x ax x =-的图像相切,则a 的值为 .题型二:利用导数研究函数的单调性:1、求不含任何参数的函数的单调区间2、求含参函数的单调区间3、根据函数的单调性求参数的取值范围1、求函数3()4ln f x x x x=--的单调区间2、设函数()(1)ln(1)f x ax a x =-++其中1a ≥-,求()f x 的单调区间。
3、若函数21()ln 2f x x x x tx =+++在定义域内递增,求实数t 的范围。
题型三:利用导数研究函数的极值:1、求函数的极值(含参与不含参);2、已知函数的极值求参数例1、求函数2()ln 1f x x x x =--+的极值例2、求函数23212()=33f x a x ax -+,0a >在[1,1]-上的极值例3、已知函数322()3f x x ax bx a =+++在1x =-时有极值0,求,a b思路点拨:求定义域→求导→令'(1)0(1)0f f -=⎧⎨-=⎩→求得,a b →检验变式1:已知f (x )=x 3+12mx 2-2m 2x -4(m 为常数,且m >0)有极大值-52,求m 的值.变式2:已知函数32()132x a f x x x =-++在区间1(,3)2上有极值点,求实数a 的取值范围。
高考数学导数压轴大题7大题型梳理归纳
导数压轴大题7个题型梳理归纳题型一:含参分类讨论 类型一:主导函数为一次型例1:已知函数()ln f x ax a x =--,且()0f x ≥.求a 的值 解:()1ax f x x-'=.当0a ≤时,()0f x '<,即()f x 在()0,+∞上单调递减,所以当01x ∀>时,()()010f x f <=,与()0f x ≥恒成立矛盾.当0a >时,因为10x a <<时()0f x '<,当1x a>时()0f x '>,所以()min 1f x f a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,又因为()1ln10f a a =--=,所以11a =,解得1a =类型二:主导函数为二次型例2: 已知函数()()320f x x kx x k =-+<.讨论()f x 在[],k k -上的单调性. 解:()f x 的定义域为R ,()()23210f x x kx k '=-+<,其开口向上,对称轴3k x =,且过()0,1,故03kk k <<<-,明显不能分解因式,得2412k ∆=-.(1)当24120k ∆=-≤时,即0k ≤<时,()0f x '≥,所以()f x 在[],k k -上单调递增;(2)当24120k ∆=->时,即k <令()23210f x x kx '=-+=,解得:12x x ==,因为()()210,010f k k f ''=+>=>,所以两根均在[],0k 上.因此,结合()f x '图像可得:()f x 在,,33k k k k ⎡⎡⎤+-⎢⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上单调递增,在⎢⎥⎣⎦上单调递减.类型三:主导函数为超越型例3:已知函数()cos xf x e x x =-.求函数()f x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值. 解:定义域0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()()cos sin 1x f x e x x '=--,令()()cos sin 1xh x e x x =--,则()()cos sin sin cos 2sin .xx h x e x x x x e x '=---=-当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,可得()0h x '≤,即()h x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦递减,可得()()()000h x h f '≤==,则()f x 在0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦递减,所以()()()max01,.22f x f f x f ππ⎛⎫====- ⎪⎝⎭类型四:复杂含参分类讨论例4:已知函数()()33f x x x a a R =+-∈.若()f x 在[]1,1-上的最大值和最小值分别记为()(),M a m a ,求()()M a m a -.解:()33333,333,x x a x a f x x x a x x a x a ⎧+-≥⎪=+-=⎨-+<⎪⎩,()2233,33,x x af x x x a⎧+≥⎪'=⎨-<⎪⎩ ①当1a ≤-时,有x a ≥,故()333f x x x a =+-,所以()f x 在()1,1-上是增函数,()()()()143,143M a f a m a f a ==-=-=--,故()()8M a m a -=.②当11a -<<时,若()()3,1,33x a f x x x a ∈=+-,在(),1a 上是增函数;若()1,x a ∈-,()333f x x x a =-+,在()1,a -上是减函数,()()(){}()()3max 1,1,M a f f m a f a a =-==,由于()()1162f f a --=-+因此当113a -<≤时,()()334M a m a a a -=--+;当113a <<时,()()332M a m a a a -=-++.③当1a ≥时,有x a ≤,故()333f x x x a =-+,此时()f x 在()1,1-上是减函数,因此()()()()123,123M a f a m a f a =-=+==-+,故()()4M a m a -=.题型二:利用参变分离法解决的恒成立问题类型一:参变分离后分母跨0例5:已知函数()()()242,22xf x x xg x e x =++=+,若2x ≥-时,()()f x kg x ≤,求k 的取值范围.解:由题意()24221xx x ke x ++≤+,对于任意的2x ≥-恒成立.当1x =-,上式恒成立,故k R ∈;当1x >-,上式化为()24221x x x k e x ++≥+,令()()()2421,21x x x h x x e x ++=>-+ ()()()22+221x xxe x h x e x -'=+,所以()h x 在0x =处取得最大值,()01k h ≥= 当21x -≤<-时,上式化为()24221x x x k e x ++≤+,()h x 单调递增,故()h x 在2x =-处取得最小值,()22k h e ≤-=.综上,k 的取值范围为21,e ⎡⎤⎣⎦.类型二:参变分离后需多次求导例6:已知函数()()()()212ln ,f x a x x a R =---∈对任意的()10,,02x f x ⎛⎫∈> ⎪⎝⎭恒成立,求a 的最小值.解:即对12ln 0,,221xx a x ⎛⎫∈>-⎪-⎝⎭恒成立. 令()2ln 12,0,12x l x x x ⎛⎫=-∈ ⎪-⎝⎭,则()()()()222212ln 2ln 211x x x x x l x x x --+-'=-=-- 再令()()()222121122ln 2,0,,02x m x x x m x x x x x --⎛⎫'=+-∈=-+=< ⎪⎝⎭()m x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为减函数,于是()122ln 202m x m ⎛⎫>=->⎪⎝⎭,从而,()0l x '>,于是()l x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为增函数,()124ln 22l x l ⎛⎫<=- ⎪⎝⎭,故要2ln 21xa x >--恒成立,只要[)24ln 2,a ∈-+∞,即a 的最小值24ln 2-. 变式1:已知函数()()1ln ,0x f x x a R a ax -=+∈≠,()()()11x g x b x xe b R x=---∈(1)讨论()f x 的单调性;(2)当1a =时,若关于x 的不等式()()2f x g x +≤-恒成立,求b 取值范围.类型三:参变分离后零点设而不求例7:已知函数()ln f x x x x =+,若k Z ∈,且()1f x k x <-对于任意1x >恒成立,求k 的最大值.解:恒成立不等式()minln ln ,111f x x x x x x x k k x x x ++⎛⎫<=< ⎪---⎝⎭,令()ln 1x x x g x x +=-,则()()2ln 21x x g x x --'=-,考虑分子()ln 2,h x x x =-- ()110h x x'=->,()h x 在()1,+∞单调递增.()()31ln 30,42ln 20h h =-<=->由零点存在定理,()3,4b ∃∈,使得()0h b =.所以()1,x b ∈,()()00h x g x '<⇒<,同理()(),,0x b g x '∈+∞>,所以()g x 在 ()1,b 单调递减,在(),b +∞单调递增.()()min ln 1b b bg x g b b +==-,因为()0h b =即ln 20ln 2b b b b --=⇒=-,()()()23,4,1b b b g b b b +-==∈-所以,k b <得max 3k =变式1:(理)已知函数().x ln x eaxx f x +-=(2)当0>x 时,()e x f -≤,求a 的取值范围.题型三:无法参变分离的恒成立问题类型一:切线法例8:若[)20,,10x x e ax x ∈+∞---≥,求a 的取值范围.类型二:赋值法例9:已知实数0a ≠,设函数()ln 1,0f x a x x x =++>.(1)当34a =-时,求函数()f x 的单调区间; (2)对于任意21,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭均有()2x f x a ≤,求a 的取值范围. 解析:(1)当34a =-时,3()ln 1,04f x x x x =-++>. 3(12)(21()42141x x f 'x x x x x++=-=++ 所以,函数()f x 的单调递减区间为(0,3),单调递增区间为(3,+∞).(2)由1(1)2f a≤,得0a <≤当04a <≤时,()2f x a≤等价于22ln 0x a a --≥.令1t a=,则t ≥.设()22ln ,g t t x t =≥,则()2ln g t g x ≥=.(i )当1,7x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭≤则()2ln g t g x ≥=.记1()ln ,7p x x x =≥,则1()p'x x =-=.故所以,()(1)0p x p ≥= .因此,()2()0g t g p x ≥=≥.(ii )当211,e 7x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时,1()1g t g x ⎛+= ⎝.令211()(1),,e 7q x x x x ⎡⎤=++∈⎢⎥⎣⎦,则()10q'x =+>, 故()q x 在211,e 7⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以1()7q x q ⎛⎫⎪⎝⎭.由(i )得11(1)07777q p p ⎛⎫⎛⎫=-<-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以,()<0q x . 因此1()10g t g x ⎛+=>⎝.由(i )(ii )得对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,),()0t g t ∈+∞,即对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,均有()2x f x a.综上所述,所求a 的取值范围是⎛ ⎝⎦题型四:零点问题类型一:利用单调性与零点存在定理讨论零点个数 例10:已知函数()()31+ln .4f x x axg x x =+=-,(2)用{}min ,m n 表示,m n 中最小值,设函数()()(){}()min ,0h x f x g x x =>讨论()h x 零点个数.解:(2)当(1,)x ∈+∞时,()ln 0g x x =-<,从而()min{(),()}()0h x f x g x g x =<≤,∴()h x 在(1,)+∞无零点.当x =1时,若54a -≥,则5(1)04f a =+≥,(1)min{(1),(1)}(1)0h fg g ===, 故x =1是()h x 的零点;若54a <-,则5(1)04f a =+<,(1)min{(1),(1)}(1)0h f g f ==<,故x =1不是()h x 的零点.当(0,1)x ∈时,()ln 0g x x =->,所以只需考虑()f x 在(0,1)的零点个数. (ⅰ)若3a -≤或0a ≥,则2()3f x x a '=+在(0,1)无零点,故()f x 在(0,1)单调,而1(0)4f =,5(1)4f a =+,所以当3a -≤时,()f x 在(0,1)有一个零点; 当a ≥0时,()f x 在(0,1)无零点.(ⅱ)若30a -<<,则()f x 在(01)单调递增,故当x ()f x 取的最小值,最小值为f 14.①若f >0,即34-<a <0,()f x 在(0,1)无零点.②若f =0,即34a =-,则()f x 在(0,1)有唯一零点;③若f <0,即334a -<<-,由于1(0)4f =,5(1)4f a =+, 所以当5344a -<<-时,()f x 在(0,1)有两个零点; 当534a -<≤-时,()f x 在(0,1)有一个零点.综上,当34a >-或54a <-时,()h x 由一个零点;当34a =-或54a =-时,()h x 有两个零点;当5344a -<<-时,()h x 有三个零点.类型二:±∞方向上的函数值分析例11:已知函数()()22.x xf x ae a e x =+--若()f x 有两个零点,求a 取值范围.(2)(ⅰ)若0a ≤,由(1)知,()f x 至多有一个零点. (ⅱ)若0a >,由(1)知,当ln x a =-时,()f x 取得最小值,最小值为1(ln )1ln f a a a-=-+.①当1a =时,由于(ln )0f a -=,故()f x 只有一个零点; ②当(1,)a ∈+∞时,由于11ln 0a a-+>,即(ln )0f a ->,故()f x 没有零点; ③当(0,1)a ∈时,11ln 0a a-+<,即(ln )0f a -<. 又422(2)e(2)e 22e 20f a a ----=+-+>-+>,故()f x 在(,ln )a -∞-有一个零点.设正整数0n 满足03ln 1n a ⎛⎫>+⎪⎝⎭,则()()000032ln 10n nf n e ae n f a ⎛⎫⎛⎫>-->+> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因此()f x 在(ln ,)a -+∞有一个零点.综上,a 的取值范围为(0,1).总结:若()01,ln 0a f a <<-<,要证明()f x 有两个零点,结合零点存在定理,分别在a 的左右两侧,这两个点的函数值()f x 都大于0,这时候需要我们对函数进行适当地放缩,化简,以便取值.先分析当x →-∞,2,x x ae ae 虽然为正,但是对式子影响不大,因此可以大胆的舍掉,得出()2xf x x e >--,显然我们对于右侧这个式子观察,就容易得出一个足够小的x (如1x =-),使得式子大于0了.再分析当x →+∞,我们可以把x ae 这个虽然是正数,但贡献比较小的项舍掉来简化运算,得到()()2xxf x eaex >--,显然当x 足够大,就可以使()2x ae -大于任何正数.那么把它放缩成多少才可以使得x e 的倍数大于x 呢?由常用的不等式1x e x x ≥+>,因此只需要使得21x ae ->即3ln x a >(如3ln 1x a=+)就可以了.题型五:极值点偏移类型一:标准极值点偏移例13:已知函数()()()221x f x x e a x =-+-有两个零点1,2x x ,证明12 2.x x +<解: 不妨设12x x <,由(Ⅰ)知12(,1),(1,)x x ∈-∞∈+∞,22(,1)x -∈-∞,又()f x 在(,1)-∞上单调递减,所以122x x +<等价于12()(2)f x f x >-,即2(2)0f x -<.由于222222(2)(1)x f x x e a x --=-+-, 而22222()(2)(1)0xf x x e a x =-+-=,所以222222(2)(2)x x f x x ex e --=---.设2()(2)xx g x xex e -=---,则2'()(1)()x x g x x e e -=--.所以当1x >时,'()0g x <,而(1)0g =,故当1x >时,()0g x <. 从而22()(2)0g x f x =-<,故122x x +<.类型二:推广极值点偏移例14:已知()()()12ln ,f x x x f x f x ==,求证121x x +<. 解:我们可以发现12,x x 不一定恒在12x =两侧,因此需要分类讨论: (1)若12102x x <<<,则1211122x x +<+=,该不等式显然成立; (2)若121012x x <<<<,令()()()()()1ln 1ln 1g x f x f x x x x x =--=---102x <<,故()()()()12ln ln 12,01x g x x x g x x x -'''=+-+=>-,()g x '在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,当0x →时,()1;22ln 202g x g ⎛⎫''→-∞=-> ⎪⎝⎭.010,2x ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭使()00g x '=即()g x 在()00,x 上单调递减,在01,2x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,又0x →时,()0g x →,且102g ⎛⎫=⎪⎝⎭,故()0g x <,即()()1f x f x <-对10,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭成立,得证.题型六:双变量问题类型一:齐次划转单变量例15:已知函数()()1ln 1a x f x x x -=-+()2a ≤.设,m n R +∈,且m n ≠,求证ln ln 2m n m nm n -+<-. 解:设m n >,证明原不等式成立等价于证明()2ln m n mm n n-<+成立,即证明21ln 1m m n m n n⎛⎫- ⎪⎝⎭<+成立.令m t n =,1t >,即证()()21ln 01t g t t t -=->+.由(1)得,()g t 在()0,+∞上单调递增,故()()10g t g >=,得证.变式1:对数函数()x f 过定点⎪⎭⎫ ⎝⎛21,e P ,函数()()()为常数m ,n x f m n x g '-=,()()的导函数为其中x f x f '.(1)讨论()x g 的单调性;(2)若对于()+∞∈∀,x 0有()m n x g -≤恒成立,且()()n x x g x h -+=2在()2121x x x ,x x ≠=处的导数相等,求证:()()22721ln x h x h ->+.解:(2)因为()1g n m =-,而()0,x ∀∈+∞有()()1g x n m g ≤-=恒成立,知()g x 当1x =时有最大值()1g ,有(1)知必有1m =.∴()()()11ln ,22ln ,g x n x h x g x x n x x x x=--=+-=-- 依题意设()()211122221120,1120k x x h x h x k k x x ⎧-+-=⎪⎪''==⎨⎪-+-=⎪⎩∴12111x x +=121212+=4x x x x x x ⇒≥>∴()()()()121212*********+ln ln 21ln h x h x x x x x x x x x x x ⎛⎫+=-+-+=-- ⎪⎝⎭令()124,21ln t x x t t t ϕ=>=--,()()1204t t tϕ'=->> ∴()t ϕ在4t >单调递增,∴()()472ln 2t ϕϕ>=-类型二:构造相同表达式转变单变量例16:已知,m n 是正整数,且1m n <<,证明()()11.nmm n +>+解:两边同时取对数,证明不等式成立等价于证明()()ln 1ln 1n m m n +>+,即证明()()ln 1ln 1m n m n ++>,构造函数()()ln 1x f x x+=,()()2ln 11xx x f x x -++'=,令()()ln 11x g x x x =-++,()()()22110111x g x x x x -'=-=<+++,故()()00g x g <=,故()0f x '<,结合1,m n <<知()()f m f n >类型三:方程消元转单变量例17:已知()ln xf x x=与()g x ax b =+,两交点的横坐标分别为1,2x x ,12x x ≠,求证:()()12122x x g x x ++>解:依题意11211112222222ln ln ln ln x ax b x x ax bx x x ax bx ax b x ⎧=+⎪⎧=+⎪⎪⇒⎨⎨=+⎪⎪⎩=+⎪⎩,相减得: ()()()12121212ln ln x x a x x x x b x x -=+-+-,化简得()()121212lnx x a x x b x x ++=-,()()()()()()112121121212121122221ln ln 1x x x x x x x x g x x x x a x x b x x x x x x ++++=+++==⎡⎤⎣⎦-- 设12x x >,令121x t x =>,()()()12122112ln 2ln 011t t x x g x x t t t t -+++>⇔>⇔->-+ 再求导分析单调性即可.变式1:已知函数()1++=ax x ln x f 有两个零点21x ,x .()10a -<<(2)记()x f 的极值点为0x ,求证:()0212x ef x x >+.变式2:设函数()()3211232xf x ex kx kx =--+. 若()f x 存在三个极值点123,,x x x ,且123x x x <<,求k 范围,证明1322x x x +>.变式3:已知函数()122ln 21x ef x a x x x-⎛⎫=++-- ⎪⎝⎭在定义域()0,2内有两个极值点.(1)求实数a 的取值范围;(2)设12,x x 是()f x 两个极值点,求证12ln ln ln 0x x a ++>.类型四:利用韦达定理转单变量例18:已知()()21ln 02f x x x a x a =-+>,若()f x 存在两极值点1,2x x , 求证:()()1232ln 24f x f x --+>.解:()21,a x x af x x x x-+'=-+=由韦达定理12121,x x x x a +==1140,4a a ∆=->< ()()()()()212121212121+2ln 2f x f x x x x x x x a x x ⎡⎤=+--++⎣⎦ ()11121ln ln 22a a a a a a =--+=--令()()11ln ,0,ln 024g a a a a a g a a '=--<<=<,()g a 在10,4⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,故()132ln 244g a g --⎛⎫>=⎪⎝⎭. 变式1:已知函数().R a ,x ax x ln x f ∈-+=22(2)若n ,m 是函数()x f 的两个极值点,且n m <,求证:.mn 1>方法二:变式2:已知函数()213ln 222f x x ax x =+-+()0a ≥. (1)讨论函数()f x 的极值点个数;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,证明()()110f x f x +<.题型六:不等式问题类型一:直接构造函数解决不等式问题例19:当()0,1x ∈时,证明:()()221ln 1x x x ++<.解:令()()()221ln 1f x x x x =++-,则()00f =,而()()()()2ln 1ln 12,00f x x x x f ''=+++-=,当()0,1x ∈时,有()ln 1x x +<,故()()()ln 12222ln 10111x f x x x x x x+''=+-=+-<⎡⎤⎣⎦+++, ()f x '在()0,1上递减,即()()00f x f ''<=,从而()f x 在()0,1递减,()()00f x f ≤=,原不等式得证.变式1:已知函数()()()R a ex x ln x a x f ∈+-=1.(1)求函数()x f 在点1=x 处的切线方程;(2)若不等式()0≤-x e x f 对任意的[)+∞∈,x 1恒成立,求实数a 的取值范围解:(2)令()()()()1ln 1,x xg x f x e a x x ex e x =-=-+->()1ln 1xg x a x e e x ⎛⎫'=+-+- ⎪⎝⎭, ①若0a ≤,则()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=.即()0g x '≤恒成立,所以()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,所以()0g x ≤恒成立.②0a >,令()()1ln 1,x h x g x a x e e x ⎛⎫'==+-+- ⎪⎝⎭所以()211xh x a e x x ⎛⎫'=+-⎪⎝⎭,易知211x x +与x -e 在[)1,+∞上单调递减,所以()h x '在[)1,+∞上单调递减,()12h a e '=-. 当20a e -≤,即02ea <≤时,()0h x '≤在[)1,+∞上恒成立,则()h x 在[)1,+∞上单调递减,即()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=,()0g x '≤恒成立,()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,()0g x ≤恒成立.当20a e ->时,即2ea >时,()01,x ∃∈+∞使()00h x '=,所以()h x 在()01,x 上单调递增,此时()()10h x h >=,所以()0g x '>所以()g x 在()01,x 递增,得()()10g x g >=,不符合题意. 综上,实数a 的取值范围是2e a ≤. 变式2:(文)已知函数()()()().R a ,x a x g ,x ln x x f ∈-=+=11(1)求直线()x g y =与曲线()x f y =相切时,切点T 的坐标. (2)当()10,x ∈时,()()x f x g >恒成立,求a 的取值范围.解:(1)设切点坐标为()00x y ,,()1ln 1f x x x'=++,则()()000001ln 11ln 1x a x x x a x ⎧++=⎪⎨⎪+=-⎩,∴00012ln 0x x x -+=.令()12ln h x x x x=-+,∴()22210x x h x x -+'=-≤,∴()h x 在()0+∞,上单调递减, ∴()0h x =最多有一根.又∵()10h =,∴01x =,此时00y =,T 的坐标为(1,0).(2)当()0 1x ∈,时,()()g x f x >恒成立,等价于()1ln 01a x x x --<+对()0 1x ∈,恒成立. 令()()1ln 1a x h x x x -=-+,则()()()()2222111211x a x ah x x x x x +-+'=-=++,()10h =. ①当2a ≤,()1x ∈0,时,()22211210x a x x x +-+≥-+>, ∴()0h x '>,()h x 在()0 1x ∈,上单调递增,因此()0h x <. ②当2a >时,令()0h x '=得1211x a x a =-=-由21x >与121x x =得,101x <<.∴当()1 1x x ∈,时,()0h x '<,()h x 单调递减, ∴当()1 1x x ∈,时,()()10h x h >=,不符合题意; 综上所述得,a 的取值范围是(] 2-∞,.变式3:(文)已知函数().x x x ln x f 12---=(2)若存在实数m ,对于任意()∞+∈0x ,不等式()()()0212≤+-+x x m x f 恒成立,求实数m 的最小整数值.解:(2)法一:参变分离+二次局部求导+虚设零点变式4:(理)已知函数()()()R a x a eae x f xx∈-++=-22.(1)讨论()x f 的单调性;(2)当0≥x 时,()(),x cos a x f 2+≥求实数a 的取值范围.变式5:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (1)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型二:利用min max f g >证明不等式问题例20:设函数()1ln x xbe f x ae x x-=+曲线()y f x =在点()()1,1f 的切线方程为()12y e x =-+.(1)求,a b 值; (2)证明:()1f x >【解析】(1)函数()f x 的定义域为(0,)+∞,112()ln xx x x a b b f x ae x e e e x x x--=+-+. 由题意可得(1)2f =,(1)f e '=.1, 2.a b ==故(2)由(1)知12()ln xx f x e x e x -=+,从而()1f x >等价于2ln x x x xe e->-. 设函数()1g x x nx =,则'()1g x nx =.所以当1(0,)x e ∈时,()0g x '<;当1(,)x e ∈+∞时,()0g x '>.故()g x 在1(0,)e 单调递减,在1(,)e+∞单调递增,从而()g x 在(0,)+∞的最小值为11()g e e=-. 设函数2()xh x xee-=-,则'()(1)x h x e x -=-. 所以当(0,1)x ∈时()0h x '>;当(1,)x ∈+∞时,()0h x '<故()h x 在(0,1)单调递增, 在(1,)+∞单调递减,从而()h x 在(0,)+∞的最大值为1(1)h e=-.变式1. 已知函数()x ln a bx x f +=2的图像在点()()11f ,处的切线斜率为2+a .(1)讨论()x f 的单调性; (2)当20e a ≤<时,证明:()222-+<x e xx x f 解:(2)要证()222x f x x e x -<+,需证明22ln 2x a x e x x-<.令()ln 02a x e g x a x ⎛⎫=<≤ ⎪⎝⎭,则()()21ln a x g x x -'=, 当()0g x '>时,得0x e <<;当()0,g x '<得x e >. 所以()()max ag x g e e==. 令()()2220x e h x x x -=>,则()()2322x e x h x x--'=. 当()0h x '>时,得2x >;当()0h x '<时,得02x <<. 所以()()min 122h x h ==.因为02e a <≤,所以()max 12a g x e ==. 又2e ≠,所以22ln 2x a x e x x-<,即()222x f x x e x -<+得证.变式2:(理)已知函数()().ax ln axx f -=(1)求()x f 的极值;(2)若()012≤+-++m x e mx x ln e x x ,求正实数m 的取值范围.变式3:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (2)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型三:利用赋值法不等式问题例21:已知函数()2x xf x e e x -=--.(1)讨论()f x 的单调性;(2)设()()()24g x f x bf x =-,当0x >,()0g x >,求b 的最大值. (3)估计ln 2(精确小数点后三位).解:因为()()()()()2224484xx x x g x f x bf x e e b e e b x --=-=---+-所以()()()()()2222422222xx x x x x x xg x ee b e e b e e e e b ----⎡⎤'=+-++-=+-+-+⎣⎦①当2b ≤时,()0,g x '≥等号仅当0x =时成立,所以()g x 在R 上单调递增,而()00g =,所以对于任意()0,0x g x >>.②当2b >,若x 满足222x x e e b -<+<-,即(20ln 12x b b b <<-+-时,()0g x '<,而()00g =,因此当(20ln 12x b b b <≤--时,()0g x <,综上最大为2.(3)由(2)知,(()3221ln 22g b =-+-,当2b =时,(36ln 20,ln 20.69282g =->>>;当14b =+时,(ln 1b -+=(()32ln 202g =--<,18ln 20.69328+<<,所以近似值为0.693类型四:利用放缩法构造中间不等式例22:若0x >,证明:()ln 1.1x x xx e +>- 解:转化成整式()()2ln 11xx e x +->.令()()()2ln 11xf x x e x =+--,则()()1ln 121x xe f x e x x x -'=++-+()()()21ln 1211x x x e x e f x e x x x +''=+++-++.由()+1ln 11x x e x x x ≥+≥+,, 得()()()()3222112120,11x x x x f x x x x +++''≥++-=>++()()00,f x f ''≥=故()()00f x f ≥=,得证.变式1:(2020河南鹤壁市高三期末)已知函数()21xf x e kx =--,()()()2ln 1g x k x x k R =+-∈.(2)若不等式()()0f x g x +≥对任意0x ≥恒成立,求实数k 范围.变式2:(2020年河南六市联考)已知函数()()2ln 1sin 1f x x x =+++,()1ln g x ax b x =-- 证明:当1,x >-()()2sin 22xf x x x e<++类型五:与数列相关的不等式例23:设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,求m 的最小值.解:(2)由(1)知当(1,)x ∈+∞时,1ln 0x x -->令112n x =+得11ln(1)22n n +<,从而 221111111ln(1)ln(1)ln(1)112222222n n n ++++⋅⋅⋅++<++⋅⋅⋅+=-<故2111(1)(1)(1)222n e ++⋅⋅⋅+<而23111(1)(1)(1)2222+++>,所以m 的最小值为3.变式1:(理)已知函数()()()021>+-+=a ax xx ln x f .(1)若不等式()0≥x f 对于任意的0≥x 恒成立,求实数a 的取值范围;(2)证明:().N n ln ln ln ln n n n *-∈⎪⎭⎫⎝⎛->⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⋅⋅⋅+++1212121279353变式1:(2020河南开封二模)已知函数()1xf x e x =--.(1)证明()0f x >;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 求m 的最小值.类型六:与切、割线相关的不等式例24:已知函数()()2901xf x a ax =>+ (1)求()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值;(2)若直线2y x a =-+为曲线()y f x =的切线,求实数的值;(3)当2a =时,设12141,,22x x x ⎡⎤⋅⋅⋅∈⎢⎥⎣⎦,且121414x x x +⋅⋅⋅+=,若不等式()()()1214f x f x f x λ+⋅⋅⋅+≤恒成立,求实数λ的最小值.解:证明()29412xf x x x=≤-++,即32281040x x x -+-+≥, 令()3228104F x x x x =-+-+,()261610F x x x '=-+-,所以()F x在1,12⎛⎫⎪⎝⎭,5,23⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,在51,3⎛⎫ ⎪⎝⎭递增.而()50,203F F ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,表明不等式()29412xf x x x =≤-++成立.所以()()()12141244+442n f x f x f x x x x ++⋅⋅⋅+≤-+-+⋅⋅⋅-+=, 等号在全部为1时成立,所以λ最小值为42。
导数题型汇总整理
导数题型汇总题型一:讨论参变量求解单调区间、极值例题1:已知函数()()22ln f x x a x x =-+-,(0a >)讨论()f x 的单调性。
变式1:已知函数()()221x b f x x -=-,求导函数()'f x ,并确定()f x 的单调区间。
变式2:设函数()()330f x x ax b a =-+≠(1)若曲线()y f x =在点()()2,2f 处与直线8y =相切,求,a b 的值。
(2)求函数()f x 的单调区间与极值点。
变式3:设函数()3213f x x ax bx =++,且()'10f -=。
(1)试用含a 的代数式表示b ; (2)求函数()f x 的单调区间变式4:已知函数()()()22223,3x f x x ax a a e x R a =+-+∈≠,求函数()f x 的单调区间与极值题型二:已知区间单调或不单调,求解参变量的范围例题2设函数()()0.kx f x xe k =≠(1) 求曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程; (2)求函数()f x 的单调区间 (3)若函数()f x 在区间()1,1-内单调递增,求k 的取值范围。
变式1:已知函数()()321f x x ax x a R =+++∈ (1)讨论()f x 的单调区间;(2)若函数()f x 在区间21,33⎛⎫-- ⎪⎝⎭内单调递减,求a 的取值范围。
变式2:已知函数()()323m f x x x x m R =+-∈,函数()f x 在区间()2,+∞内存在单调递增区间,求m 的取值范围。
变式3:已知函数()()()()32222152,1,f x x k k x x g x k x kx k R =--++-=++∈,设函数()()()p x f x g x =+,若()p x 在区间()0,3上不单调,求k 的取值范围。
导数----常见题型(2019新)
一、导数的几何意义:——切线的斜率
例1、 1
(1)求过点(1,1)且与曲线 y= x 相切的直线方程。 (2)求过点(2,0)且与曲线 y= 1 相切的直线方程。
x
注: 所给点是否在曲线上。
例2、已知P为抛物线 y=x2上任意一点,则当点P 到直线 x+y+2=0的距离最小时,求点P到抛物线准 线的距离 。
二、判断函数单调性、求单调区间
例3、确定函数y=2x3-6x2+7的单调区间。
用导数法确定函数的单调性时的步骤是: (1)求出函数的导函数 (2)求解不等式 f /(x) > 0 , 求得其解集,再根据解集写出单
调递增区间; (3)求解不等式 f /(x) < 0 , 求得 单调区间不 以“并集”出现。 练习:求函数 f (x)=ln(x2-6x-7) 的单调增区间 注: 单调区间应在“定义域”内。
;白内障:/ ;
《辽史》称“幅员万里” 又大规模的收编了后梁的禁军部队 农业 辽汉皆有 使得南唐又失去了对湖南一带的控制 因此 以“本族之制治契丹 所属时期 耶律大石以少胜多 追尊祖考为皇帝 吾当内檄诸镇 宣布对西辽进行“圣战” 范围与唐朝后期相比 而喜为之偁誉”的声望 早死 2年 958年 并对辽太宗耶律德光自称“儿” 柴荣继位后不久亲自领兵抵抗北汉的进攻 刘知远抓住时机 另外与日本 高丽 阿拔斯王朝和喀喇汗国也有贸易往来 中京陷入危机 壬午 辽道宗 罢兵归朝 被金太宗降为海滨王 尤其是关注西辽与西夏的关系 巨然直接承袭董 历三世三帝二 后 立仁宗次子耶律直鲁古为汗 以〈玉楼春〉 〈菩萨蛮〉等宫廷艳丽生活为主 将契丹军赶得向北逃窜 [62] 又得到阴山室韦谟葛失的支持 中原式仿造中原的风格烧造 即契丹语“铁” 寺院之田 与五代几乎同时存在的十个相
导数研究函数单调性5种题型总结- 高考数学常考题型(新高考专用)
第5讲 导数研究函数单调性5种题型总结【考点总结】含参数单调性讨论(1)求导化简定义域(化简应先通分,然后能因式分解要进行因式分解,定义域需要注意是否是一个连续的区间);(2)变号保留定号去(变号部分:导函数中未知正负,需要单独讨论的部分.定号部分:已知恒正或恒负,无需单独讨论的部分);(3)恒正恒负先讨论(变号部分因为参数的取值恒正恒负);然后再求有效根;(4)根的分布来定参(此处需要从两方面考虑:根是否在定义域内和多根之间的大小关系);(5)导数图像定区间;【题型目录】题型一:导函数为一次函数型题型二:导函数为准一次函数型题型三:导函数为二次可分解因式型题型四:导函数为二次不可因式分解型题型五:导函数为准二次函数型【典型例题】题型一:导函数为一次函数型【例1】(2023河南·高三开学考试(文))已知函数()()()ln 12f x a x x a =+-∈R .(1)讨论函数()f x 的单调性; 【答案】(1)当0a 时,()f x 在()0,∞+上单调递;当0a >时,数()f x 在0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增;在,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减;【分析】(1)对函数求导,讨论0a 和0a >两种情况,即可得出函数的单调性;【详解】(1)由题知函数()f x 的定义域为()0,∞+,()22a a x f x x x-'=-= ①当0a ≤时,()0f x '<,此时函数()f x 在()0,∞+上单调递;②当0a >时,令()0f x '>,得02a x <<;令()0f x '<,得2a x >,所以函数()f x 在0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增;在,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减;综上,当0a 时,()f x 在()0,∞+上单调递;当0a >时,数()f x 在0,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增;在,2a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减;【例2】(2022·辽宁营口·高二期末)已知函数()ln 1f x a x x =+-(其中a 为参数).(1)求函数()f x 的单调区间; 【答案】(1)答案见解析【分析】(1)求出原函数的导函数,然后对a 分类求得函数的单调区间;【详解】(1)()x a f x x+'=,,()0x ∈+∞, 当0a ≥时,()0f x '>,()f x ∴在(0,)+∞单调递增,当0a <时,令()0f x '=,得x a =-,(0,)x a ∈-时,()0f x '<,()f x 单调递减,(,)x a ∈-+∞时,()0,()f x f x '>单调递增;综上:0a ≥时,()f x 在(0,)+∞上递增,无减区间, 当0a <时,()f x 的单调递减区间为(0,)a -,单调递增区间为(,)a -+∞;【例3】(2022·江西·二模(文))己知函数()()R a x ax x f ∈++=1ln ,讨论()f x 的单调性。
导数大题20种题型讲解
导数大题20种题型讲解1.多项式函数求导:题目描述:求函数f(x)=ax^n的导数。
解答步骤:使用幂函数的导数公式,对函数f(x)进行求导,得到f'(x)=nax^(n-1)。
2.常数函数求导:题目描述:求函数f(x)=c的导数。
解答步骤:常数函数的导数始终为零,即f'(x)=0。
3.指数函数求导:题目描述:求函数f(x)=e^x的导数。
解答步骤:指数函数e^x的导数仍然是e^x,即f'(x)=e^x。
4.对数函数求导:题目描述:求函数f(x)=ln(x)的导数。
解答步骤:对数函数ln(x)的导数为1/x,即f'(x)=1/x。
5.三角函数求导:题目描述:求函数f(x)=sin(x)的导数。
解答步骤:三角函数sin(x)的导数为cos(x),即f'(x)=cos(x)。
6.反三角函数求导:题目描述:求函数f(x)=arcsin(x)的导数。
解答步骤:反三角函数的导数可以通过导数公式计算,即f'(x)=1/sqrt(1-x^2)。
7.复合函数求导:题目描述:求函数f(x)=(2x+1)^3的导数。
解答步骤:使用链式法则,将复合函数拆解成内外两个函数,并分别求导。
对于本题,先对内函数u=2x+1求导,然后乘以外函数v=u^3的导数。
8.分段函数求导:题目描述:求函数f(x)={x^2,x<0;x,x≥0}的导数。
解答步骤:由于该函数在x=0处存在不连续点,需要分别对x<0和x≥0的部分进行求导。
对于x<0的部分,求导结果为2x;对于x≥0的部分,求导结果为1。
9.隐函数求导:题目描述:求函数方程x^2+y^2=25的导数dy/dx。
解答步骤:对方程两边同时求导,并利用隐函数求导法则,最后解出dy/dx的表达式。
10.参数方程求导:题目描述:已知参数方程x=t^2,y=2t+1,求曲线的切线斜率。
解答步骤:对参数方程中的x和y分别求导,然后计算dy/dx的值,即可得到切线斜率。
导数大题20种主要题型
导数大题20种主要题型一、求函数的单调性1. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的单调区间。
2. 给出函数解析式和区间,求函数在区间内的单调性。
二、求函数的极值3. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的极值点,求出极值。
4. 给出函数解析式和区间,求函数在区间内的极值点,并求出极值。
三、求函数的最大值或最小值5. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的单调区间,从而确定函数的最大值或最小值。
6. 给出函数解析式和区间,求函数在区间内的极值点,并求出极值,再与区间端点的函数值比较,得到函数的最大值或最小值。
四、确定函数图像的单调区间7. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数图像的单调区间。
8. 给出函数图像的大致形状,根据图像的变化趋势,确定函数解析式,并求导数,确定函数图像的单调区间。
五、判断函数的零点9. 给出函数解析式和区间,判断函数在区间内的零点个数。
10. 给出函数解析式和大致的图像,根据图像的变化趋势,判断函数在某一点的零点是否存在。
六、判断函数的最值点11. 给出函数解析式和区间,判断函数在区间内的最值点。
12. 给出函数图像的大致形状,根据图像的变化趋势,确定函数在某一点的最值点。
七、判断函数的极值点13. 给出函数解析式,求导数,并根据导数正负确定函数的极值点。
14. 给出函数图像的大致形状,根据图像的变化趋势,判断函数在某一点的极值点。
八、求解不等式九、求解方程的根十、利用导数证明不等式十一、利用导数求最值十二、利用导数求多变量函数的平衡点十三、利用导数研究函数的图像性质十四、利用导数研究函数的极值和最值十五、利用导数求解高阶导数十六、利用导数求实际问题的最优解十七、利用导数求解曲线的切线方程十八、利用导数研究函数的凹凸性十九、利用导数求解函数的零点个数二十、物理问题的应用。
高考导数问题常见题型总结
一、考试内容导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数; 两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。
二、热点题型分析题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1. 32()32f x x x =-+在区间[]1,1-上的最大值是 22.已知函数2)()(2=-==x c x x x f y 在处有极大值,则常数c = 6 ;3.函数331x x y -+=有极小值 -1 ,极大值 3题型二:利用导数几何意义求切线方程1.曲线34y x x =-在点()1,3--处的切线方程是 2y x =- 2.若曲线x x x f -=4)(在P 点处的切线平行于直线03=-y x ,则P 点的坐标为 (1,0)3.若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为 430x y --=4.求下列直线的方程:(1)曲线123++=x x y 在P(-1,1)处的切线; (2)曲线2x y =过点P(3,5)的切线;解:(1)123|y k 23 1)1,1(1x /2/23===∴+=∴++=-=-上,在曲线点-x x y x x y P Θ所以切线方程为0211=+-+=-y x x y 即, (2)显然点P (3,5)不在曲线上,所以可设切点为),(00y x A ,则200x y =①又函数的导数为x y 2/=,所以过),(00y x A 点的切线的斜率为/2|0x y k x x ===,又切线过),(00y x A 、P(3,5)点,所以有352000--=x y x ②,由①②联立方程组得,⎩⎨⎧⎩⎨⎧====255 110000y x y x 或,即切点为(1,1)时,切线斜率为;2201==x k ;当切点为(5,25)时,切线斜率为10202==x k ;所以所求的切线有两条,方程分别为2510 12 )5(1025)1(21-=-=-=--=-x y x y x y x y 或即,或题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值1.已知函数))1(,1()(,)(23f P x f y c bx ax x x f 上的点过曲线=+++=的切线方程为y=3x+1 (Ⅰ)若函数2)(-=x x f 在处有极值,求)(x f 的表达式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数)(x f y =在[-3,1]上的最大值; (Ⅲ)若函数)(x f y =在区间[-2,1]上单调递增,求实数b 的取值范围解:(1)由.23)(,)(223b ax x x f c bx ax x x f ++='+++=求导数得 过))1(,1()(f P x f y 上点=的切线方程为:).1)(23()1(),1)(1()1(-++=+++--'=-x b a c b a y x f f y 即而过.13)]1(,1[)(+==x y f P x f y 的切线方程为上故⎩⎨⎧-=-=+⎩⎨⎧-=-=++3023323c a b a c a b a 即∵124,0)2(,2)(-=+-∴=-'-==b a f x x f y 故时有极值在 ③由①②③得 a=2,b=-4,c=5 ∴.542)(23+-+=x x x x f (2)).2)(23(443)(2+-=-+='x x x x x f 当;0)(,322;0)(,23<'<≤->'-<≤-x f x x f x 时当时13)2()(.0)(,132=-=∴>'≤<f x f x f x 极大时当 又)(,4)1(x f f ∴=在[-3,1]上最大值是13。
完整版)导数的综合大题及其分类
完整版)导数的综合大题及其分类.导数在高考中是一个经常出现的热点,考题难度比较大,多数情况下作为压轴题出现。
命题的主要热点包括利用导数研究函数的单调性、极值、最值,不等式,方程的根以及恒成立问题等。
这些题目体现了分类讨论、数形结合、函数与方程、转化与化归等数学思想的运用。
题型一:利用导数研究函数的单调性、极值与最值这类题目的难点在于分类讨论,包括函数单调性和极值、最值综合问题。
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,将函数定义域分段,在各段上讨论导数的符号。
如果不能确定导数等于零的点的相对位置,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:图象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。
例题:已知函数f(x)=x-,g(x)=alnx(a∈R)。
x1.当a≥-2时,求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间;2.设h(x)=f(x)+g(x),且h(x)有两个极值点为x1,x2,其中h(x1)=h(x2),求a的值。
审题程序]1.在定义域内,依据F′(x)=0的情况对F′(x)的符号进行讨论;2.整合讨论结果,确定单调区间;3.建立x1、x2及a间的关系及取值范围;4.通过代换转化为关于x1(或x2)的函数,求出最小值。
规范解答]1.由题意得F(x)=x-x/(x2-ax+1)-alnx,其定义域为(0,+∞)。
则F′(x)=(x2-ax+1)-x(2ax-2)/(x2-ax+1)2.令m(x)=x2-ax+1,则Δ=a2-4.①当-2≤a≤2时,Δ≤0,从而F′(x)≥0,所以F(x)的单调递增区间为(0,+∞);②当a>2时,Δ>0,设F′(x)=0的两根为x1=(a+√(a2-4))/2,x2=(a-√(a2-4))/2,求h(x1)-h(x2)的最小值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
导数的应用常见题型一、常用不等式与常见函数图像1、1+≥x e x x x ≤+)1ln( 1-ln 1-1x x x≤≤ 2、常见函数图像二、选择题中的函数图像问题 (一)新型定义问题 对与实数,a b ,定义运算“*”:a *b=22,,a ab a b b ab a bì-?ïíï->î,设()(21)*(1)f x x x =--且关于x 的方程()()f x m m R =?恰有三个互不相等的实数根123,,x x x ,则123x x x 的取值范围为(二)利用导数确定函数图像①已知函数32()31f x ax x =-+,若()f x 存在唯一的零点0x ,且00x >,则a 的取值范围为( )A 、(2,)+?B 、(,2)-?C 、(1,)+?D 、(,1)-? ②设函数()f x =(21)x e x ax a --+,其中a 1,若存在唯一的整数0x ,使得0()f x 0,则a 的取值范围是( )(A)[-32e ,1) (B)[-32e ,34) (C)[32e ,34) (D)[32e,1) 三、导数与单调性实质:导数的正负决定了原函数的单调性处理思路:①求导,解不等式[0)('0)('<>x f x f 或]②求解0)('=x f ,分段列表③根据)('x f y =的图像确定(一)分段列表①已知函数()f x =2x x e e x ---(Ⅰ)讨论()f x 的单调性;(Ⅱ)设()()()24g x f x bf x =-,当0x >时,()0g x >,求b 的最大值;②已知函数x x xe e x x f -+-=2)2()(,讨论函数的单调性③设函数mx x e x f mx -+=2)((Ⅰ)证明:)(x f 在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞+)单调递增;(Ⅱ)若对于任意]1,0[,21∈x x ,都有1)()(21-≤-e x f x f ,求m 的取值范围(二)根据导函数图像确定 ①已知函数x x a ax x f ln )1(21)(2+-+-=,试讨论函数的单调性 ②已知函数a a ax x x a x x f +--++-=2222ln )(2)(,其中0>a .设)(x g 是)(x f 的导函数,讨论)(x g 的单调性③已知函数),(ln )(2R b a x bx ax x f ∈-+=,0≥a ,求)(x f 的单调区间(三)已知单调性,求参数取值范围①已知函数ax x x x f -+=ln )(2在)1,0(∈x 是增函数,求a 的取值范围; ②已知函数23)2(2161)(x a x x g -+=,h (x )=2alnx ,)()()(x h x g x f -'=。
(1)当a∈R 时,讨论函数()f x 的单调性.(2)是否存在实数a ,对任意的12,(0,)x x ∈+∞,且12x x ≠,都有2112()()f x f x a x x ->- 恒成立,若存在,求出a 的取值范围;若不存在,说明理由。
四、极值与零点问题实质:第一种说法:导函数或原函数对应方程的根第二种说法:导函数或原函数图像与x 轴的交点处理方法:根源:利用讨论导函数和原函数的图像处理极值点与零点问题①利用导数对函数图像的三个影响要素,数形结合I.单调性II.极值III.某些特殊点的函数值,两端的趋势②代入法将极值点或零点满足的等式带入求解表达式进行后续处理代入后目前似乎有三种处理思路I.保留两个横坐标,利用替换法(通常令21x x t =)构建新函数 II.保留一个坐标,另一个坐标被替换,构建新函数III 不保留坐标,坐标全用参数替换构建新函数③构建对称函数④构建比较函数⑤利用对数不等式、指数不等式放缩(一)数形结合①已知函数),()(23R b a b ax x x f ∈++=(1)试讨论函数的单调性(2)若a b -=1,函数有三个零点,求实数a 的取值范围②知函数31(),()ln 4f x x axg x x =++=-(1)当a 为何值时,x 轴为()y f x =的切线;(2)用min{,}m n 表示m,n 中的最小值,设函数()min{(),()}(0)h x f x g x x =>,讨论()h x 的零点个数(二)代入法 ①a x x x f -34)(34-=有两个零点21,x x (1)求实数a 的取值范围 (2)证明221<+x x②已知常数0>a ,函数22)1ln()(+-+=x x ax x f (1)讨论)(x f 在(∞+,0)上的单调性(2)若)(x f 存在两个极值点21,x x ,且0)()(21>+x f x f ,求实数a 的取值范围 ③设函数x a xx x f ln 1)(--=(R a ∈) (I)讨论)(x f 的单调性;(II )若)(x f 有两个极值点1x 和2x ,记过点1122(,()),(,())A x f x B x f x 的直线的斜率为k ,问:是否存在a ,使得a k -2=若存在,求出a 的值,若不存在,请说明理由.(三)构建比较函数已知函数ax e x f x -=)(有两个零点21,x x(1)求实数a 的取值范围 (2)证明:a x x ln 221<+(3)证明:221>+x x ,121<x x(四)构建对称函数 已知函数x x a ax x f ln )1(21)(2+-+-=,若函数有两个零点21,x x (1)求实数a 的取值范围(2)比较)2('21x x f +与0的大小,并证明你的结论 (五)利用对数不等式、指数不等式放缩①已知函数x xe x f -=)((1)求函数的单调性及极值 (2)如果21x x ≠,且)()(21x f x f =,证明221>+x x ②设函数)()(R a a ax e x f x ∈+-=,其图像与x 轴交于A(0,1x ),B(0,2x )两点,且21x x <(1)求实数a 的取值范围 (2)证明:a x x ln 221<+ (3)证明:0)('21<x x f③已知函数x a ax x x f )2(ln )(2-+-=(1)讨论)(x f 的单调性 (2)若函数)(x f y =的图像与x 轴交于A 、B 两点,线段 AB 的中点的横坐标为0x ,求证:0)('0<x f四、导数与最值、恒成立、存在问题实质:恒成立问题存在问题处理思路:①数形结合②分离函数③分离参数④主元思想例:的最大值恒成立,求对于b a b a a b 1032-≤∀≥--⋅)(一)不含参数类1.直接翻译成最值①已知函数()x f x e ax b =--,若()0f x ≥恒成立,求ab 的最大值 ②已知函数21()ln 2f x x x =+,求证:在区间[1,)+∞上,函数()f x 的图象在函数32()3g x x =图象的下方 2、分离函数,数形结合分别讨论 设函数1()ln x xbe f x ae x x -=+,曲线()y f x =在(1,(1))f 处的切线为(1)2y e x =-+ (1)求,a b (2)证明()1f x >3、某点处函数值相等,利用函数变化快慢①已知函数f()ln(1)x x =+,(),(k ),g x kx R =?(Ⅰ)证明:当0x x x ><时,f();(Ⅱ)证明:当1k <时,存在00x >,使得对0(0),x x Î任意,恒有f()()x g x >;②已知函数()1ln 1x f x x+=-. (Ⅰ)求曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程;(Ⅱ)求证:当()0,1x Î时,()323x f x x 骣琪>+琪桫; (Ⅲ)设实数k 使得()33x f x k x 骣琪>+琪桫对()0,1x Î恒成立,求k 的最大值 ③已知函数2()1ax b f x x +=+在点(1,(1))f --处的切线方程为30x y ++= (1)求函数()f x 的解析式(2)设()ln g x x =,求证:()()g x f x ³在[1,)x ??恒成立4、利用常用函数、基本不等式放缩 已知函数2()1ax b f x x +=+在点(1,(1))f --处的切线方程为30x y ++= (1)求函数()f x 的解析式(2)设()ln g x x =,求证:()()g x f x ³在[1,)x ??恒成立5、构建关于最值点的新函数①讨论函数x x 2f (x)x 2-=+e 的单调性,并证明当x >0时,(2)20;x x e x -++> (II)证明:当[0,1)a ∈ 时,函数2x =(0)x e ax a g x x-->() 有最小值.设g (x )的最小值为()h a ,求函数()h a 的值域.(二)含参数类1.直接讨论最值①]1,0(,ln (2∈-=x ax x x f ),求)(x f 在区间(0,1]上的最大值. ②设函数)1ln(2)1((2x x x f +-+=),若定义域内存在0x ,使得不等式0-)(0≤m x f 成 立,求实数m 的最小值;③已知函数x ax x f ln 1)(--=()a ∈R ,若函数)(x f 在1=x 处取得极值,对x ∀∈),0(+∞,2)(-≥bx x f 恒成立,求实数b 的取值范围;④已知函数()ln f x x a x =-,1(), (R).a g x a x+=-∈ (1)若1a =,求函数()f x 的极值;(2)设函数()()()h x f x g x =-,求函数()h x 的单调区间;(3)若在[]1,e 上存在一点0x ,使得0()f x <0()g x 成立,求a 的取值范围.⑥设函数mx x e x f mx -+=2)((Ⅰ)证明:)(x f 在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞+)单调递增;(Ⅱ)若对于任意]1,0[,21∈x x ,都有1)()(21-≤-e x f x f ,求m 的取值范围⑦设函数1()ln 1a f x x ax x-=-+-. (Ⅰ)当1a =时,求曲线()f x 在1x =处的切线方程;(Ⅱ)讨论函数()f x 的单调性; (Ⅲ)当31=a 时,设函数25()212g x x bx =--,若对于[]11,2x ∀∈,[]20,1x ∃∈,使12()()f x g x ≥成立,求实数b 的取值范围.⑨已知函数()()0≠++=x b xa x x f ,其中Rb a ∈,. (1)若曲线()x f y =在点()()2,2f P 处的切线方程为13+=x y ,求函数()x f 的解析式;(2)若对于任意的⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,21a ,不等式()10≤x f 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡1,41上恒成立,求b 的取值范围. ⑩已知函数.)(,)2(),2](,2[)33()(2n t f m f t t e x x x f x ==-->-⋅+-=设定义域为(1)试确定t 的取值范围,使得函数],2[)(t x f -在上为单调函数; (2)求证:m n >;(3)求证:对于任意的200)1(32)(),,2(,20-='-∈->t ex f t x t x 满足总存在,并确定这 样的0x 的个数.2、分离参数①分离参数直接求最值已知函数()2ln f x x ax =+,若()f x x <恒成立,求实数的取值范围②分离参数多次求导已知函数()f x 是奇函数,()f x 的定义域为(,)-∞+∞.当0x <时,()f x ln()ex x-= (1)若函数()f x 在区间1(,)(0)3a a a +>上存在极值点,求实数a 的取值范围; (2)如果当x ≥1时,不等式()1k f x x ≥+恒成立,求实数k 的取值范围. ③分离参数多次求导,洛必达法则设函数f(x)=21x e x ax ---.(Ⅰ)若a=0,求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若当x ≥0时f(x)≥0,求a 的取值范围.④分离参数后,构建关于新函数极值点的函数已知函数()ln f x x x =,若k 为正整数,且()()1f x k x k >--对任意1x >恒成立,求k 的最大值.3、某点处函数值相等,利用函数变化快慢设函数()()()2ln 1f x x a x x =++-,其中a R Î.(Ⅰ)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若()0,0x f x ">?成立,求a 的取值范围.4、分离出一次函数,利用切线数形结合 ①已知函数()ln ()f x ax x x a R =+?(1)若函数()f x 在[,)e +?上为增函数,求实数a 的取值范围(2)当1a =且k Z Î时,不等式(1)()k x f x -<在(1,)x ??上恒成立,求k 的最大值 ②若对任意,[0,)x y ??,不等式222x y x y ax e e +---?+恒成立,求实数a 的取值范围5、分离函数,利用数形结合 ①已知函数)0(21)(2<-+=x e x x f x 与)ln()(2a x x x g ++=图象上存在关于y 轴对称的点,求a 的取值范围6、构建关于极值点的函数已知函数()ln f x x x =,若k 为正整数,且()()1f x k x k >--对任意1x >恒成立,求k 的最大值.。