导数经典易错题解析
导数应用常见九种错解剖析(含5篇)
导数应用常见九种错解剖析(含5篇)第一篇:导数应用常见九种错解剖析导数应用常见九种错解剖析导数作为一种工具,在解决数学问题时极为方便,尤其是利用导数求函数的单调性、极值、最值、和切线的方程,但是笔者在教学过程中,发现导数的应用还存在许多误区。
一、对导数的定义理解不清致错例 1、已知函数 63241)(3 4+-= x x x f,则0(1 x)-(x)lim()2xf fx∆→+∆∆=∆A-1B 0C12-D 2 错解:Θ 1)1(, 2)(/ 2 3 /-==∴-= f x x x f 原式,从而选;或 0)0(, 2)(/ 2 3 /==∴-= f x x x f 原式剖析:防错的关键是认真理清导数的定义特别是要分清导数定义中“ x ∆”与“ y ∆”的对应形式的多样性。
正解:原式=/0 0(1 x)-(1)1(1 x)-(1)1 1lim lim(1)=2 2(1)1 2 2x xf f f ffx x∆→∆→+∆+∆=⋅=-∆+∆-,从而应选C。
点评:/()f x =xx f x x fxyx x∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim0 00 0,函数在某一点x 0 处的导数,就是函数在这一点的函数值的增量与自变量的增量的比值在自变量的增量趋近于零时的极限,分子分母中的自变量的增量 x ∆必须保持对应一致,它是非零的变量,它可以是-2 x ∆,21x ∆等。
在导数定义中应特别注意“ x ∆”与“ y ∆”的对应形式的多样性,但不论哪种形式都应突现“ x ∆”与“ y ∆”的一致性。
二、对“连续”与“可导”定义理解不清致错。
例 2、函数 y=f(x)在 x=x 0 处可导是函数 y=f(x)在 x=x 0 处连续的()A、充分不必要条件B 必要不充分条件C、充要条件D、既不充分也不必要条件错解:认为“连续”与“可导”是同一个概念而错选C。
或者对充分、必要条件的概念不清而导致错选B。
剖析:防错关键是(1)理清充分、必要条件的概念;(2)函数 y=f(x)在 x=x 0 处可导必在 x=x 0处连续,函数 y=f(x)在 x=x 0 处连续不一定在 x=x 0 处可导。
专题04 导数及其应用(4大易错点分析+解题模板+举一反三+易错题通关)(新高考专用)(原卷版)
(1)当
a
1 时,求曲线
f
x
在点
1 2
,
f
1 2
处的切线方程;
(2)当 a 0 时,若关于 x 的不等式 f x a a ln 2a 恒成立,求实数 a 的取值范围.
11.已知 a R ,函数 f (x) ex ax , g(x) ax ln x . (1)当 a e 时,若斜率为 0 的直线 l 是 g(x) 的一条切线,求切点的坐标; (2)若 f (x) 与 g(x) 有相同的最小值,求实数 a.
①若 f (x) 在某个区间上单调递增,则在该区间上有 f (x) 0 恒成立(但不恒等于 0);反之,要满足 f (x) 0 ,才能得出 f (x) 在某个区间上单调递增;
注意:在做此类题目时要分清题目提供的点在曲线上还是在曲线外. 易错提醒:1.求函数导数的总原则:先化简解析式,再求导.注意以下几点:
连乘形式则先展开化为多项式形式,再求导;三角形式,先利用三角函数公式转化为和或差的形式, 再求导;分式形式,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导;复合函数,先确定复合关系,由外
y
f (x0 )
f (x0 )(x
x0
)
,抓住关键
ky0f
f (x0 ) (x0 )
.
应用 2.过点的切线方程 设切点为 P(x0 ,y0 ) ,则斜率 k f (x0 ) ,过切点的切线方程为: y y0 f (x0 )(x x0 ) ,又因为切线方
程过点 A(m ,n) ,所以 n y0 f (x0 )(m x0 ) 然后解出 x0 的值.( x0 有几个值,就有几条切线)
A. 3x y 1 0 B. 2x y 1 0
C. 4x y 1 0
导数应用易错点分析、归纳
导数应用易错点分析、归纳作者:纪颖伟来源:《成才之路》2009年第05期导数作为高中数学新教材中的新增内容,为解决函数单调性、最(极)值、取值范围等问题提供了新的工具。
但学生在学习导数时,由于对导数基本概念、理论的理解存在着误区,应用时常常出错,下面,对有关的易错点举例加以分析、归纳。
一、忽视了“过某点的切线”与“在某点的切线”的差别例1:求经过点A(-1,4)的曲线y= x3-5 x2+6x的切线方程错解:y'=3x2-10x+6, y'|x=-1=19。
故过点A(-1,4)的曲线的切线方程为y-4=19(x+1),即19x-y+23=0。
分析:由导数的几何意义知f'(x0)是曲线在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,其中点(x0,f(x0))在曲线上,而点A(-1,4)显然不在曲线上,故不正确。
正解:设切点坐标P(x0,y0),则 y0=x03-5x02+6x0 ,则过点p的切线方程为y-y0=(3x02-10x0+6)(x-x0),即y=(3x02-10x0+6)x-2x03+5x02 。
因其经过点A(-1,4),代入上面切线方程,可求得x0 =1,或x0=-,将 x0的值分别代入切线方程,得到三条切线方程:y=-x+3,y=(21-10 )x+25-10和 y=(21+10 )x+25+10。
二、误解了“导数为零”与“有极值”的逻辑关系利用导数求极值的算法可为三步:⑴求导数f'(x),⑵求方程f'(x)=0的根,⑶检验f'(x)在方程f'(x)=0的根的左右两边的符号,确定极值。
例2:函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值10,求a、b值。
错解:f'(x)=3x2+2ax+b,由题意知:f'(1)=0 且 f(1)=10,即2a+b+3=0且a2+a+b+1=10,解之得a=4,b=-11 或a=-3,b=3。
导数典型错误剖析
1 / 1
导数典型错误剖析
一、因忽视解题顺序而致错
例1 求函数2()f x x =在2x =的导数.
误:(2)4f =∵,(2)0f '=∴.
析:()f x 在点0x 处的导数0()f x ',实际上是导函数()f x '在0x x =处的函数值,即00()()x x f x f x =''=|.故求()f x 在0x 处的导数0()f x ',应先求()f x 的导函数()f x ',再将0x x =代入()f x '求值,顺序不能颠倒. 正:()2f x x '=∵,(2)4f '=∴.
二、对题意理解不清而致错
例2 求曲线33y x x =-的过点(22)A -,的切线方程. 误:显然点A 在曲线33y x x =-上,且2()33f x x '=-,(2)9f =-∴. 故所求切线方程为29(2)y x +=--,即9160x y +-=. 析:曲线过点A 的切线与曲线在点A 处的切线不同,前者既包括点A 处的切线,也包括过点A 但切点为另一点的切线.因此,解题时必须理清头绪,弄清题意. 正:设切点为00()P x y ,,
233y x '=-∵,
∴在点P 处的切线方程为2000(33)()y y x x x -=--. 又切线过点A ,
3200002(3)(33)(2)x x x x ---=--∴,
整理,得3200340x x -+=,即200(1)(2)0x x +-=. 01x =-∴或02x =.
∴当01x =-时,切线方程为2y =-,当02x =时,切线方程为9160x y +-=.。
导数经典易错题解析
导数经典易错题解析导数经典易错题解析 1.(2010安徽卷理)已知函数()f x 在R 上满足2()2(2)88f x f x x x =--+-,则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程是( )A.21y x =-B.y x =C.32y x =-D.23y x =-+答案 A解析 由2()2(2)88f x f x xx =--+-得几何2(2)2()(2)8(2)8f x f x x x -=--+--,即22()(2)44f x f x xx --=+-,∴2()f x x =∴/()2f x x=,∴切线方程12(1)y x -=-,即210x y --=选A2(2010江西卷文)若存在过点(1,0)的直线与曲线3y x =和21594y axx =+-都相切,则a 等于( )A .1-或25-64B .1-或214C .74-或25-64 D .74-或7 答案 A解析 设过(1,0)的直线与3y x =相切于点30(,)x x ,所以切线方程为 323()y x x x x -=-即23032y x x x =-,又(1,0)在切线上,则0x=或032x=-,当0x=时,由0y =与21594y axx =+-相切可得2564a =-,当032x=-时,由272744y x =-与21594y ax x =+-相切可得1a =-,所以选A .3(2008年福建卷12)已知函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象如下图,那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是( )答案 D4(2007年福建理11文)已知对任意实数x ,有()()()()f x f x g x g x -=--=,,且0x >时,()0()0f x g x ''>>,,则0x <时( )A .()0()0f x g x ''>>,B .()0()0f x g x ''><,C .()0()0f x g x ''<>,D .()0()0f x g x ''<<,答案 B.5(2007年海南理10)曲线12ex y =在点2(4e),处的切线与坐标轴所围三角形的面积为( ) A .29e 2B.24eC.22eD.2e答案 D6.(2007年江苏9)已知二次函数2()f x ax bx c =++的导数为'()f x ,'(0)0f >,对于任意实数x都有()0f x ≥,则(1)'(0)f f 的最小值为( )A .3B .52C .2D .32答案 C 8已知函数()y f x =的图象在点(1(1))M f ,处的切线方程是122y x =+,则(1)(1)f f '+= . 答案 3 9如图,函数()f x 的图象是折线段ABC ,其中A B C ,,的坐标分别为(04)(20)(64),,,,,,则 ((0))f f =2;0(1)(1)limx f x f x∆→+∆-=∆ .(用数字作答)答案 -210(2010江西卷理)设函数2()()f x g x x =+,曲线()y g x =在点(1,(1))g 处的切线方程为21y x =+,则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处切线的斜率为 ( )A .4B .14-C .2D .12- 答案 A解析 由已知(1)2g '=,而()()2f x g x x ''=+,所以(1)(1)214f g ''=+⨯=故选A力。
导数试题中的易错易误点归类剖析
ʏ贵州省遵义市第四中学 刘德文长期以来,高中数学中导数板块的内容都是同学们学习的痛点㊂虽说运用导数解决问题是一种十分优美的方式,但是不少同学在实际解题过程中会出现因为对导数的工具性认识不足,理解不够透彻,掉进命题人设置的各种各样的陷阱里面,进而造成在考试中出现失分的现象㊂针对上述情况,本文从以下八个容易出现错误的题型入手,分析常见错解情况,再剖析同学们出错的原因,最后给出正确解答,从而帮助大家一起厘清概念,精准理解,高效解题㊂易错点一㊁对导数定义理解不清例1 已知函数f (x )=14x 4-23x 3+6,则l i m Δx ң0f (1+Δx )-f (1)2Δx=( )㊂A.-1 B .0 C .-12D .2错解:因为f '(x )=x 3-2x 2,所以l i mΔx ң0f (1+Δx )-f (1)2Δx =f '(1)=-1㊂故选A ㊂错因分析:该题致错的主要原因在于同学们未能准确理解函数在某点处的导数的含义,实际上,最原始的导数表达式为f '(x )=l i m Δx ң0Δy Δx =l i mΔx ң0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx ,自变量的增量Δx 与函数值的增量Δy 必须对应一致㊂正解:因为f '(x )=x 3-2x 2,所以l i mΔx ң0f (1+Δx )-f (1)2Δx=l i mΔx ң012㊃f (1+Δx )-f (1)(1+Δx )-1=12f '(1)=-12㊂故选C ㊂易错点二㊁忽略函数的定义域例2 函数f (x )=x +4x-3l n x 的单调递减区间是( )㊂A.(-1,4) B .(0,1)C .(4,+ɕ) D .(0,4)错解:对f (x )求导得f '(x )=1-4x2-3x =(x +1)(x -4)x 2,令f '(x )<0,解得-1<x <4,所以函数f (x )的单调递减区间是(-1,4)㊂故选A ㊂错因分析:求函数的单调递增区间时,由f'(x )>0解出x ,再与定义域求交集才是函数的单调递增区间;求函数的单调递减区间时,由f '(x )<0解出x ,再与定义域求交集才是函数的单调递减区间㊂同学们要牢记函数单调区间的求法,一定要定义域优先㊂正解:前面同错解得-1<x <4㊂又因为函数f (x )的定义域是(0,+ɕ),所以函数f (x )的单调递减区间是(0,4)㊂故选D ㊂易错点三㊁误以为导数不存在,切线就不存在例3 函数y =3x 2的图像在点(0,0)处的切线方程为㊂错解1:由已知得y '=23x -13,易知函数在x =0处的导数值不存在,所以曲线在该点处没有切线㊂错解2:由已知得y '=23x -13,易知函数在x =0处的导数值不存在,所以曲线在该点处的切线为y =0㊂错因分析:错解1主要是未能厘清导数与切线㊁切线斜率之间的关系,误以为导数不存在,切线就不存在;错解2考生混淆切线斜率为0与斜率不存在㊂实际上,大家要准确理解斜率不存在,可以理解为该切线为x =x 0,结合过原点(0,0),其实切线方程就是x 42 解题篇 易错题归类剖析 高考数学 2023年5月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.=0㊂正解:由已知得y'=23x-13,易知函数在x=0处的导数值不存在,所以曲线在该点处的切线的斜率不存在,即函数y=3x2的图像在点(0,0)处的切线方程为x=0㊂易错点四㊁对曲线切线的定义理解有误例4已知曲线C:y=f(x)=13x3+ 43,曲线C在点P(2,4)处的切线方程为y= 4x-4㊂试问:该切线与曲线C是否还有其他公共点若有,求出公共点的坐标;若没有,请说明理由㊂错解:由于直线y=4x-4与曲线C相切,因此除切点P(2,4)外没有其他的公共点㊂错因分析:对于圆㊁椭圆等封闭的几何图形来说, 切线与曲线有唯一公共点 ,就是说直线与这些曲线的交点只有切点,没有其他点,但对一般曲线来说是不一定成立的,同学们可以画出三次函数的草图试一试㊂正解:联立y=4x-4,y=13x3+43,消去y整理得x3-12x+16=0,即(x-2)(x2+2x-8) =0,即(x-2)2(x+4)=0,解得x=2或x=-4,所以交点的坐标为(2,4),(-4, -20),所以该切线与曲线的公共点除了切点还有点(-4,-20)㊂易错点五㊁混淆单调区间为D与在区间D上单调例5已知函数f(x)=l n x+x2+a x 的单调递减区间为12,1,则()㊂A.aɪ(-ɕ,-3]B.a=3C.a=-3D.aɪ(-ɕ,3]错解:因为函数的单调递减区间为12,1,所以f'(x)=1x+2x+aɤ0在12,1上恒成立,即aɤ-1x+2x m i n,易知y=1x+2x在12,22上单调递减,在22,1上单调递增,故y=1x+2x的最大值在端点处取得,计算可知最大值为f(1)=3,所以aɤ-3㊂故选A㊂错因分析:未能准确理解 函数的单调区间为D 与 函数在区间D上单调 两者的区别㊂准确来说,函数在区间D上单调,函数的单调区间不一定就是D㊂错解求出的结果实为函数在区间12,1上单调递减时的答案㊂若函数f(x)=l n x+x2+a x存在单调递减区间,则存在实数x,使得f'(x)=1x+2x+a<0,即a<-1x+2xm a x=-22㊂正解:因为数的单调递减区间为12,1,所以f'(x)=1x+2x+a=0的两个根为12和1㊂代入方程,解得a=-3㊂故选C㊂易错点六㊁误以为导数为0的点一定取得极值例6已知函数f(x)=x3+3m x2+n x+m2在x=-1处取得极值0,则m+n=()㊂A.4B.11C.4或11D.3或9错解:对f(x)求导得f'(x)=3x2+6m x+n,则f'(-1)=0,f(-1)=0,即3-6m+n=0,-1+3m-n+m2=0,解得m=1,n=3,或m=2,n=9,所以m+n=4或11㊂故选C㊂错因分析:若函数在x=x0可导,则f'(x0)=0是函数在x=x0处取得极值的必要条件,而非充要条件㊂如y=x3在x=0处的导数值为0,但0不是该函数的极值点㊂因此,需要将求出的m㊁n的值代入导函数中检验㊂正解:对f(x)求导得f'(x)=3x2+52解题篇易错题归类剖析高考数学2023年5月Copyright©博看网. All Rights Reserved.6m x +n ,则f'(-1)=0,f (-1)=0,即3-6m +n =0,-1+3m -n +m 2=0, 解得m =1,n =3,或m =2,n =9㊂当m =1,n =3时,f '(x )=3x 2+6x +3=3(x +1)2ȡ0,函数f (x )在R 上单调递增,与函数f (x )在x =-1处取得极值0矛盾,不合题意,舍去;当m =2,n =9时,f'(x )=3x 2+12x +9=3(x +1)(x +3),函数在x =-1处取得极小值0,符合题意,所以m +n =11㊂易错点七㊁混淆极值与最值例7 求函数f (x )=x 3-2x 2+x 在[-3,3]上的最值㊂错解:对f (x )求导得f '(x )=3x 2-4x+1=(3x -1)(x -1)㊂令f '(x )=0,解得x =1或x =13㊂因为f (1)=0,f13=427,所以函数f (x )的最大值为427,最小值为0㊂错因分析:函数并不一定在极值点处取最值,最值是针对函数的整个区间而言,是整体性质,而极值是局部性质,是两个不同的概念㊂对于闭区间而言,需要将极值与端点处的函数值进行比较,才能得出函数的最值㊂正解:对f (x )求导得f '(x )=3x 2-4x+1=(3x -1)(x -1)㊂令f '(x )=0,解得x =1或x =13㊂因为f (1)=0,f 13=427,f (-3)=-48,f (3)=12,所以函数f (x )的最大值为12,最小值为-48㊂易错点八㊁对极值理解有偏差例8 已知函数f (x )=exx+k (l n x -x ),若x =1是函数f (x )的唯一极值点,则实数k 的取值范围是( )㊂A.(-ɕ,e ] B .(-ɕ,e)C .(-e ,+ɕ) D .[-e ,+ɕ)错解:对f (x )求导得f '(x )=e x(x -1)x2+k 1x -1=x -1x e xx-k㊂因为f (x )有唯一极值点x =1,所以f '(x )=0有唯一根x =1,所以exx-k =0无解,即y =k 与g (x )=e xx 无交点㊂令g '(x )=e x(x -1)x2=0,解得x =1㊂当x ɪ(0,1)时,g '(x )<0,g (x )在(0,1)上单调递减;当x ɪ(1,+ɕ)时,g'(x )>0,g (x )在(1,+ɕ)上单调递增㊂所以g (x )m i n =g (1)=e ,所以k <e ㊂故选B ㊂错因分析:首先,f (x )有唯一极值点x =1并不能说明f '(x )=0有唯一根x =1,因为可能会存在两侧导数不变号的根,此时的根并不是极值点;其次,若x =1是函数f (x )的唯一极值点,并不能推出exx-k =0无解,因为可能还会存在exx-k =0有解且解为x =1的情况,所以需要进行分类讨论;最后,并没有检验在x =1的两侧导数是否变号㊂正解:对f (x )求导得f '(x )=e x(x -1)x 2+k1x-1=x -1x e xx -k㊂(1)若方程exx-k =0有解,则方程的解为x =1,解得k =e ,此时f '(x )=x -1x ㊃exx-e㊂当x ɪ(0,1)时,f '(x )<0,f (x )在(0,1)上单调递减;当x ɪ(1,+ɕ)时,f '(x )>0,f (x )在(1,+ɕ)上单调递增㊂所以x =1是函数f (x )的极小值点㊂(2)若方程exx-k =0无解,则y =k 与g (x )=exx无交点㊂令g '(x )=e x(x -1)x2=0,解得x =1㊂当x ɪ(0,1)时,g '(x )<0,g (x )在(0,1)上单调递减;当x ɪ(1,+ɕ)时,g '(x )>0,g (x )在(1,+ɕ)上单调递增㊂所以g (x )m i n =g (1)=e ,所以k <e ㊂综上所述,k ɤe㊂故选A ㊂(责任编辑 王福华)62 解题篇 易错题归类剖析 高考数学 2023年5月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
易错点04导数及其应用(解析版)
易错点04 导数及其应用易错题【01】不会利用等价转化思想及导数的几何意义研究曲线的切线求曲线的切线方程一定要注意区分“过点A 的切线方程”与“在点A 处的切线方程”的不同.虽只有一字之差,意义完全不同,“在”说明这点就是切点,“过”只说明切线过这个点,这个点不一定是切点,求曲线过某点的切线方程一般先设切点把问题转化为在某点处的切线,求过某点的切线条数一般也是先设切点,把问题转化为关于切点横坐标的方程实根个数问题.易错题【02】对极值概念理解不准确致对于可导函数f (x ):x 0是极值点的充要条件是在x 0点两侧导数异号,即f ′(x )在方程f ′(x )=0的根x 0的左右的符号:“左正右负”⇔f (x )在x 0处取极大值;“左负右正”⇔f (x )在x 0处取极小值,而不仅是f ′(x 0)=0.f ′(x 0)=0是x 0为极值点的必要而不充分条件.对于给出函数极大(小)值的条件,一定要既考虑f ′(x 0)=0,又考虑检验“左正右负”或“左负右正”,防止产生增根.易错题【03】研究含有参数的函数单调性分类标准有误若函数的单调性可转化为解不等式()()()()1200a x x x x x −−><>或0求解此类问题,首先根据a 的符号进行讨论,当a 的符号确定后,再根据12,x x 是否在定义域内讨论,当12,x x 都在定义域内时在根据12,x x 的大小进行讨论.易错题【04】不会利用隐零点研究函数的性质函数零点按是否可求精确解可以分为两类:一类是数值上能精确求解的,称之为“显零点”;另一类是能够判断其存在但无法直接表示的,称之为“隐零点”.利用导数求函数的最值或单调区间,常常会把最值问题转化为求导函数的零点问题,若导数零点存在,但无法求出,我们可以设其为0x ,再利用导函数的单调性确定0x 所在区间,最后根据()00f x '=,研究()0f x ,我们把这类问题称为隐零点问题. 注意若)(x f 中含有参数a ,关系式0)('0=x f 是关于ax ,0的关系式,确定0x 的合适范围,往往和a 的范围有关.01(2022新高考1卷T7)若过点(,)a b 可以作曲线x y e =的两条切线,则( )A .b e a <B .a e b <C .0b a e <<D .0a b e <<【警示】不会把切线条数有2条,转化为关于a 的方程有2个实根. 【答案】D【问诊】设过点(),a b 的切线与曲线e x y =切于(),e t P t ,对函数e x y =求导得e xy '=,所以曲线02已知f(x)=x3+ax2+bx+a(2022全国1卷T12)设则0<<;综上b a2.(2021届山西长治市高三月考)已知函数m n+=()03(2021新高考2卷T22(1.(2021届河南高三月考)已知函数04(2021届福建省龙岩高三月考)已知函数()f x '在)01m =+,,()f x f '>]1,0上单调递增()01f =,1.(2021届内蒙古海拉尔高三期中)已知函数又1x =是()f x 的极值点,则()110f a '=+=,解得1a =−,此时()111x f x x x −'=−+=:当01x <<时,()0f x ¢<;当1x >时,()0f x ¢>;∴易知:1x =是()f x 的极小值点,且()f x 的单调递增区间为()1,+?,单调递减区间为()0,1;(2)若1a =有()ln f x x x =+,设()ln 1x h x x x xe =+−+,()0,x ∈+∞; ∴()()()11111x x h x x e x e x x ⎛⎫'=+−+=+− ⎪⎝⎭; 令()1xt x e x=−,()0,x ∈+∞,则()210x t x e x '=−−<对任意()0,x ∈+∞恒成立,∴()1xt x e x=−在()0,+?上单调递减;又1202t e ⎛⎫=−> ⎪⎝⎭,()110t e =−<,∴01,12x ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭,使得()00010x t x e x =−=,即001x e x =,则001ln ln x e x =,即00ln x x −=;因此,当00x x <<时()0t x >,即()0h x '>,()h x 单调递增; 当0x x >时,()0t x <,即()0h x '<,()h x 单调递减;故()()00000ln 10110xh x h x x x x e ≤=+−+=−+=,即得证.2.已知0a >,函数sin 1()ln a x f x x x x=−+. (1)证明:()f x 在(0,)π上有唯一的极值点; (2)当2a =时,求()f x 在(0,)+∞上的零点个数. 【解析】(1)证明:()2cos sin 1x x ax x a x f x −⋅+−'=,记()cos 1g x x ax x asinx =−+−,0()x π∈,, 则()sin 1g x ax x '=+.由0a >得()0g x '>在(0,)π上恒成立,从而()g x 在(0,)π上为增函数, 并且(0)10g =−<,()10g a πππ=+−>.根据零点存在性定理可知,存在唯一的()00x π∈,使得()00g x =, 并且当()00x x ∈,时,()0<g x ,当()0x x π∈,时,()0>g x . 由于()2()x g f xx '=,因此当()00x x ∈,时,()0f x '<, 当()0x x π∈,时,()0f x '>,当0x x =时,()0f x '=, 所以0x 是()f x 在(0,)π上唯一的极值点. (2)当2a =时,()22cos 2sin 1x x x x x f x −+−'=,并且根据(1)知存在1(0)x π∈,使得()f x 在1(0)x ,上为减函数,在1()x π,上为增函数.由于(1)2sin12cos10f '=−>,从而1(01)x ∈,. 由于(1)12sin10f =−<,1()ln 0f πππ=+>,根据零点存在性定理可知,()f x 在(1)π,上存在唯一的零点,在()11x ,上无零点; 当x π>时,2sin 111()ln ln ln 0x f x x x x x x ππ=−+≥−>−>, 因此函数()f x 在()π+∞,上无零点; 当()10x x ∈,时,记sin y x x =−,则cos 10y x '=−<, 所以sin y x x =−在()10x ,上为减函数,所以sin 0x x −<, 即sin 0x x >>对()10x x ∈,恒成立. 因此当()10x x ∈,时有2sin 11()ln ln 2x f x x x x x x=−+>+−, 因此()2240f e e −>−>,结合1()0f x <知函数()f x 在21()e x −,上存在唯一的零点,在()20e−,上无零点.综上所述,函数()f x 在(0)+∞,上共有2个零点.。
导数学习中几个易错点
导数学习中几个易错点一、定义的理解与应用例1.已知函数f (x )=2x 3+5,求0(23)(2)lim x f x f x∆→-∆-∆。
分析:本题很容易这样做: ∵()f x '=6x 2,∴0(23)(2)lim x f x f x∆→-∆-∆=(2)f '=24,或者0(23)(2)limx f x f x∆→-∆-∆=30(23)(2)lim3x f x f x∆→-∆-∆=3(2)f '=72。
这两种做法都是错误的,错误的原因皆在于对导数的定义理解不深。
解:∵()f x '=6x 2, ∴0(23)(2)limx f x f x∆→-∆-∆=-30[2(3)](2)lim3x f x f x∆→+-∆--∆=-3(2)f '=-72。
评注:当x ∆是x 在x 0处的增量时,-3x ∆也是x 在x 0处的增量。
本题的正确做法是视-3x ∆为增量,套用导数定义求得极限。
二、单调递增就是导数大于零例2.已知向量a=(2x ,x+1),b= (1-x ,t)若函数)(x f =a ·b 在区间(-1,1)上是增函数,求t 的取值范围。
错解:依定义t tx x x x t x x x f +++-=++-=232)1()1()(,t x x x f ++-='23)(2。
若)(x f 在(-1,1)上是增函数,则在(-1,1)上可设)(x f '>0。
∵)(x f '的图象是开口向下的抛物线, ∴当且仅当(1)10f t '=->,且(1)50f t '-=->时,)(x f '在(-1,1)上满足)(x f '>0,即)(x f 在(-1,1)上是增函数。
故t 的取值范围是t>5。
剖析:若)(x f '>0,则)(x f 在R 上是增函数反之不成立。
高考数学压轴专题(易错题)备战高考《函数与导数》易错题汇编含答案解析
新《函数与导数》专题解析一、选择题1.若点1414(log 7,log 56)在函数()3f x kx =+的图象上,则()f x 的零点为( ) A .1 B .32C .2D .34【答案】B 【解析】 【分析】将点的坐标代入函数()y f x =的解析式,利用对数的运算性质得出k 的值,再解方程()0f x =可得出函数()y f x =的零点.【详解】141414141414log 56log 4log 1412log 212(1log 7)32log 7=+=+=+-=-Q ,2k ∴=-,()2 3.f x x =-+故()f x 的零点为32,故选B.【点睛】本题考查对数的运算性质以及函数零点的概念,解题的关键在于利用对数的运算性质求出参数的值,解题时要正确把握零点的概念,考查运算求解能力,属于中等题.2.设复数z a bi =+(i 为虚数单位,,a b ∈R ),若,a b 满足关系式2a b t =-,且z 在复平面上的轨迹经过三个象限,则t 的取值范围是( ) A .[0,1] B .[1,1]- C .(0,1)(1,)⋃+∞ D .(1,)-+∞【答案】C 【解析】 【分析】首先根据复数的几何意义得到z 的轨迹方程2xy t =-,再根据指数函数的图象,得到关于t 的不等式,求解.【详解】由复数的几何意义可知,设复数对应的复平面内的点为(),x y ,2ax ay b t=⎧⎨==-⎩ ,即2x y t =- , 因为z 在复平面上的轨迹经过三个象限, 则当0x =时,11t -< 且10t -≠ , 解得0t >且1t ≠ ,即t 的取值范围是()()0,11,+∞U . 故选:C 【点睛】本题考查复数的几何意义,以及轨迹方程,函数图象,重点考查数形结合分析问题的能力,属于基础题型.3.3ax ⎛ ⎝⎭的展开式中,第三项的系数为1,则11a dx x =⎰( ) A .2ln 2 B .ln 2 C .2 D .1【答案】A 【解析】 【分析】首先根据二项式定理求出a ,把a 的值带入11adx x⎰即可求出结果. 【详解】解题分析根据二项式3ax ⎛- ⎝⎭的展开式的通项公式得221213()4a T C ax x +⎛== ⎝⎭. Q 第三项的系数为1,1,44aa ∴=∴=,则4411111d d ln 2ln 2a x x x x x ===⎰⎰.故选:A 【点睛】本题考查二项式定理及定积分. 需要记住二项式定理展开公式:1C k n k kk n T a b -+=.属于中等题.4.已知奇函数()f x 在R 上是增函数,若21log 5a f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()2log 4.1b f =,()0.82c f =,则,,a b c 的大小关系为( )A .a b c <<B .b a c <<C .c b a <<D .c a b <<【答案】C 【解析】由题意:()221log log 55a f f ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭, 且:0.822log 5log 4.12,122>><<,据此:0.822log 5log 4.12>>,结合函数的单调性有:()()()0.822log 5log 4.12f f f >>,即,a b c c b a >><<. 本题选择C 选项.【考点】 指数、对数、函数的单调性【名师点睛】比较大小是高考常见题,指数式、对数式的比较大小要结合指数函数、对数函数,借助指数函数和对数函数的图象,利用函数的单调性进行比较大小,特别是灵活利用函数的奇偶性和单调性数形结合不仅能比较大小,还可以解不等式.5.已知函数()lg f x x =,0a b >>,()()f a f b =,则22a b a b+-的最小值等于( ).A B .C .2D .【答案】D 【解析】试题分析:因为函数()lg f x x =,0a b >>,()()f a f b = 所以lg lg a b =- 所以1a b=,即1ab =,0a b >>22a ba b+-22()2()22()a b ab a b a b a b a b a b -+-+===-+---≥=当且仅当2a b a b-=-,即a b -=时等号成立所以22a b a b +-的最下值为故答案选D考点:基本不等式.6.已知函数()()1110x x e f x x e++-=<与()()1ln x xg x e x ae =+-的图象上存在关于y 轴对称的点,则实数a 的取值范围是( )A .1,1e ⎛⎫-∞+ ⎪⎝⎭B .1,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭C .1,1e ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭D .11,e⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】D 【解析】 【分析】先求得()f x 关于y 轴对称的函数()h x ,则()()h x g x =,整理可得()11ln 1e ex x a ++-=在()0,∞+上有解,设()()11ln 1e ex x x ϕ=++-,可转化问题为()y x ϕ=与y a =的图象在()0,∞+上有交点,再利用导函数求得()x ϕ的范围,进而求解.【详解】由()f x 关于y 轴对称的函数为()()()1111e e 10ex x x h x f x x -+--+-=-==->, 令()()h x g x =,得()1e 1e ln 1e x x x x a --=+-()0x >,则方程()1e 1e ln 1e x x x x a --=+-在()0,∞+上有解,即方程()11ln 1e ex x a ++-=在()0,∞+上有解, 设()()11ln 1e ex x x ϕ=++-, 即可转化为()y x ϕ=与y a =的图象在()0,∞+上有交点,()()11e 1e 1e 1x x x x x x x ϕ--=-+='++Q ,令()=e 1xm x x --,则()=e 10xm x '->在()0,∞+上恒成立,所以()=e 1xm x x --在()0,∞+上为增函数,∴()()00m x m >=,即()0x ϕ'>Q 在()0,∞+上恒成立, ∴()x ϕ在()0,∞+上为增函数,当0x >时,则()()101x eϕϕ>=-, 所以11ea >-, 故选:D 【点睛】本题考查利用导函数判断函数单调性,考查利用导函数处理函数的零点问题,考查转化思想.7.如图,将边长为1的正六边形铁皮的六个角各切去一个全等的四边形,再沿虚线折起,做成一个无盖的正六棱柱容器.当这个正六棱柱容器的底面边长为( )时,其容积最大.A .34B .23C .13D .12【答案】B 【解析】 【分析】设正六棱柱容器的底面边长为x ,)31x -,则可得正六棱柱容器的容积为()())()32921224V x x x x x x x =+⋅⋅-=-+,再利用导函数求得最值,即可求解. 【详解】设正六棱柱容器的底面边长为x ,则正六棱柱容器的高为)12x -,所以正六棱柱容器的容积为()())()329214V x x x x x x x =+-=-+, 所以()227942V x x x '=-+,则在20,3⎛⎫⎪⎝⎭上,()0V x '>;在2,13⎛⎫ ⎪⎝⎭上,()0V x '<, 所以()V x 在20,3⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在2,13⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减, 所以当23x =时,()V x 取得最大值, 故选:B 【点睛】本题考查利用导函数求最值,考查棱柱的体积,考查运算能力.8.已知定义在R 上的函数()f x 满足()()3221f x f x -=-,且()f x 在[1, )+∞上单调递增,则( )A .()()()0.31.130. 20.54f f log f << B .()()()0.31.130. 240.5f f f log <<C .()()()1.10.3340.20.5f f f log << D .()()()0.31.130.50.24f log f f << 【答案】A 【解析】 【分析】由已知可得()f x 的图象关于直线1x =对称.因为0.31.130.21log 0.5141-<-<-,又()f x 在[1,)+∞上单调递增,即可得解.【详解】解:依题意可得,()f x 的图象关于直线1x =对称. 因为()()()0.31.1330.20,1,0.5 2 1,,044,8log log ∈=-∈-∈,则0.31.130.21log 0.5141-<-<-,又()f x 在[1,)+∞上单调递增,所以()()()0.31.130.20.54f f log f <<.故选:A. 【点睛】本题考查了函数的对称性及单调性,重点考查了利用函数的性质判断函数值的大小关系,属中档题.9.函数log (3)1a y x =-+(0a >且1a ≠)的图像恒过定点A ,若点A 在直线10mx ny +-=上,其中·0m n >,则41m n+的最小值为() A .16 B .24C .50D .25【答案】D 【解析】 【分析】由题A (4,1),点A 在直线上得4m+n =1,用1的变换构造出可以用基本不等式求最值的形式求最值. 【详解】令x ﹣3=1,解得x =4,y =1,则函数y =log a (x ﹣3)+1(a >0且a≠1)的图象恒过定点A (4,1), ∴4m+n =1, ∴41m n +=(41m n +)(4m+n )=16+14n 4m m n++=17+8=25,当且仅当m =n 15=时取等号, 故则41m n +的最小值为25, 故选D . 【点睛】本题考查均值不等式,在应用过程中,学生常忽视“等号成立条件”,特别是对“一正、二定、三相等”这一原则应有很好的掌握.10.若函数321()1232b f x x x bx ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭在区间[3,1]-上不是单调函数,则函数()f x 在R 上的极小值为( ).A .423b -B .3223b - C .0D .2316b b -【答案】A 【解析】 【分析】求出函数的导数,根据函数的单调性,求出b 的范围,从而求出函数的单调区间,得到(2)f 是函数的极小值即可.【详解】解:2()(2)2()(2)f x x b x b x b x '=-++=--, ∵函数()f x 在区间[3,1]-上不是单调函数,31b ∴-<<,由()0f x '>,解得:2x >或x b <, 由()0f x '<,解得:2b x <<,()f x ∴的极小值为()84(2)424233f b b b =-++=-,故选:A.【点睛】本题考查了函数的单调性、极值问题,考查导数的应用,是一道中档题.11.已知定义在R 上的奇函数()y f x =满足()()80f x f x ++=,且()55f =,则()()20192024f f +=( )A .-5B .5C .0D .4043【答案】B 【解析】 【分析】根据(8)()0f x f x ++=得函数的周期为16,结合()55f =,(0)0f =即可求解. 【详解】由(8)()0f x f x ++=,得(8)()f x f x +=-,所以(16)(8)()f x f x f x +=-+=.故函数()y f x =是以16为周期的周期函数. 又在(8)()0f x f x ++=中,令0x =,得(8)(0)0f f +=, 且奇函数()y f x =是定义在R 上的函数,所以(0)0f =.故(8)0f =.故(2024)(161268)(8)0f f f =⨯+==. 又在(8)()0f x f x ++=中,令3x =-,得(5)(3)0f f +-=.得(5)(3)(3)5f f f =--==,则(2019)(161263)(3)5f f f =⨯+==. 所以(2019)(2024)5f f +=. 故选:B. 【点睛】此题考查根据函数的周期性求抽象函数的函数值,关键在于根据函数关系准确得出函数周期,结合定义在R 上的奇函数的特征求值.12.若函数()()sin xf x e x a =+在区间,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,则实数a 的取值范围是()A .)+∞ B .[)1,+∞ C .()1,+∞D .()+∞【答案】B 【解析】 【分析】将问题转化为()0f x '≥在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上恒成立;根据导函数解析式可知问题可进一步转化04x a π⎛⎫++≥ ⎪⎝⎭在,22ππ⎛⎫-⎪⎝⎭上恒成立;利用正弦型函数值域求法可求得(14x a a a π⎛⎫⎤++∈-+ ⎪⎦⎝⎭,则只需10a -+?即可,解不等式求得结果. 【详解】由题意得:()()sin cos 4x x xf x e x a e x e x a π⎫⎛⎫'=++=++ ⎪⎪⎝⎭⎭()f x Q 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增 ()0f x '∴≥在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上恒成立又0x e > 04x a π⎛⎫++≥ ⎪⎝⎭在,22ππ⎛⎫-⎪⎝⎭上恒成立当,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,3,444x πππ⎛⎫+∈- ⎪⎝⎭ sin ,142x π⎛⎤⎛⎫∴+∈- ⎥ ⎪ ⎝⎭⎝⎦(14x a a a π⎛⎫⎤++∈-+ ⎪⎦⎝⎭10a ∴-+≥,解得:[)1,a ∈+∞ 本题正确选项:B 【点睛】本题考查根据函数在一段区间内的单调性求解参数范围问题,涉及到正弦型函数值域的求解问题;本题解题关键是能够将问题转化为导函数在区间内恒大于等于零的问题,从而利用三角函数的最值来求得结果.13.函数()3ln 2xf x x x=+的图象在点()()1,1f 处的切线方程为( ) A .64y x =- B .75y x =- C .63=-y x D .74y x =-【答案】B 【解析】 【分析】首先求得切线的斜率,然后求解切线方程即可.【详解】由函数的解析式可得:()221ln '6x f x x x-=+, 则所求切线的斜率()221ln1'16171k f -==+⨯=, 且:()012121f =+⨯=,即切点坐标为()1,2, 由点斜式方程可得切线方程为:()271y x -=-,即75y x =-. 本题选择B 选项. 【点睛】导数运算及切线的理解应注意的问题一是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. 二是直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公共点.三是复合函数求导的关键是分清函数的结构形式.由外向内逐层求导,其导数为两层导数之积.14.[]()x a,b ,f x m ∀∈≥恒成立,等价于[]()x a,b ,[f x ]m min ∈≥15.已知函数在区间上有最小值,则函数在区间上一定( )A .有最小值B .有最大值C .是减函数D .是增函数【答案】D 【解析】 【分析】 由二次函数在区间上有最小值得知其对称轴,再由基本初等函数的单调性或单调性的性质可得出函数在区间上的单调性.【详解】 由于二次函数在区间上有最小值,可知其对称轴,.当时,由于函数和函数在上都为增函数,此时,函数在上为增函数; 当时,在上为增函数;当时,由双勾函数的单调性知,函数在上单调递增,,所以,函数在上为增函数.综上所述:函数在区间上为增函数,故选D.【点睛】本题考查二次函数的最值,同时也考查了型函数单调性的分析,解题时要注意对的符号进行分类讨论,考查分类讨论数学思想,属于中等题.16.若曲线43y x x ax =-+(0x >)存在斜率小于1的切线,则a 的取值范围为( )A .3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .5,4⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D .1,4⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭【答案】C 【解析】 【分析】对函数进行求导,将问题转化为不等式有解问题,再构造函数利用导数研究函数的最值,即可得答案; 【详解】由题意可得32431y x x a '=-+<在()0,x ∈+∞上有解,设()3243f x x x a =-+(0x >),()()2126621f x x x x x '=-=-,令()0f x '<,得102x <<;令()0f x '>,得12x >, ∴()f x 在1(0,)2单调递减,在1(,)2+∞单调递增,∴()min 11124f x f a ⎛⎫==-< ⎪⎝⎭,解得:54a <.故选:C. 【点睛】本题考查导数的几何意义、不等式有解问题,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力.17.若函数()f x 的定义域为R ,其导函数为()f x '.若()3f x '<恒成立,()20f -=,则()36f x x <+ 解集为( )A .(),2-∞-B .()2,2-C .(),2-∞D .()2,-+∞【答案】D【解析】【分析】设()()36g x f x x =--,求导后可得()g x 在R 上单调递减,再结合()20g -=即可得解.【详解】设()()36g x f x x =--, Q ()3f x '<,∴()()30g x f x ''=-<,∴()g x 在R 上单调递减,又()()22660g f -=-+-=,不等式()36f x x <+即()0g x <,∴2x >-,∴不等式()36f x x <+的解集为()2,-+∞.故选:D.【点睛】本题考查了导数的应用,关键是由题意构造出新函数,属于中档题.18.已知函数f (x )=2x -1,()2cos 2,0?2,0a x x g x x a x +≥⎧=⎨+<⎩(a ∈R ),若对任意x 1∈[1,+∞),总存在x 2∈R ,使f (x 1)=g (x 2),则实数a 的取值范围是() A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭ B .2,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .[]1,1,22⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭UD .371,,224⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦U 【答案】C【解析】【分析】 对a 分a=0,a <0和a >0讨论,a >0时分两种情况讨论,比较两个函数的值域的关系,即得实数a 的取值范围.【详解】当a =0时,函数f (x )=2x -1的值域为[1,+∞),函数()g x 的值域为[0,++∞),满足题意. 当a <0时,y =22(0)x a x +<的值域为(2a ,+∞), y =()cos 20a x x +≥的值域为[a +2,-a +2], 因为a +2-2a =2-a >0,所以a +2>2a ,所以此时函数g (x )的值域为(2a ,+∞),由题得2a <1,即a <12,即a <0. 当a >0时,y =22(0)x a x +<的值域为(2a ,+∞),y =()cos 20a x x +≥的值域为[-a +2,a +2],当a≥23时,-a+2≤2a,由题得21,1222aaa a-+≤⎧∴≤≤⎨+≥⎩.当0<a<23时,-a+2>2a,由题得2a<1,所以a<12.所以0<a<12.综合得a的范围为a<12或1≤a≤2,故选C.【点睛】本题主要考查函数的图象和性质,考查指数函数和三角函数的图象和性质,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.19.曲线3πcos02y x x⎛⎫=≤≤⎪⎝⎭与x轴以及直线3π2x=所围图形的面积为()A.4B.2C.52D.3【答案】B【解析】【分析】【详解】试题分析:()332222(0cos)sin2S x dx xππππ=-=-=⎰,选B.考点:定积分的几何意义20.科赫曲线是一种外形像雪花的几何曲线,一段科赫曲线可以通过下列操作步骤构造得到,任画一条线段,然后把它均分成三等分,以中间一段为边向外作正三角形,并把中间一段去掉,这样,原来的一条线段就变成了4条小线段构成的折线,称为“一次构造”;用同样的方法把每条小线段重复上述步骤,得到16条更小的线段构成的折线,称为“二次构造”,…,如此进行“n次构造”,就可以得到一条科赫曲线.若要在构造过程中使得到的折线的长度达到初始线段的1000倍,则至少需要通过构造的次数是().(取lg30.4771≈,lg20.3010≈)A.16 B.17 C.24 D.25【答案】D【解析】【分析】由折线长度变化规律可知“n 次构造”后的折线长度为43n a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,由此得到410003n ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,利用运算法则可知32lg 2lg 3n ≥⨯-,由此计算得到结果. 【详解】记初始线段长度为a ,则“一次构造”后的折线长度为43a ,“二次构造”后的折线长度为243a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,以此类推,“n 次构造”后的折线长度为43n a ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 若得到的折线长度为初始线段长度的1000倍,则410003n a a ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,即410003n⎛⎫≥ ⎪⎝⎭, ()()44lg lg lg 4lg32lg 2lg3lg1000333n n n n ⎛⎫∴==-=-≥= ⎪⎝⎭, 即324.0220.30100.4771n ≥≈⨯-,∴至少需要25次构造. 故选:D .【点睛】 本题考查数列新定义运算的问题,涉及到对数运算法则的应用,关键是能够通过构造原则得到每次构造后所得折线长度成等比数列的特点.。
高考数学复习点拨 导数典型错误剖析
用心 爱心 专心 高考数学复习点拨 导数典型错误剖析
一、因忽视解题顺序而致错
例1 求函数2()f x x =在2x =的导数.
误:(2)4f =∵,(2)0f '=∴.
析:()f x 在点0x 处的导数0()f x ',实际上是导函数()f x '在0x x =处的函数值,即00()()x x f x f x =''=|.故求()f x 在0x 处的导数0()f x ',应先求()f x 的导函数()f x ',再将0x x =代入()f x '求值,顺序不能颠倒.
正:()2f x x '=∵,(2)4f '=∴.
二、对题意理解不清而致错
例2 求曲线33y x x =-的过点(22)A -,的切线方程. 误:显然点A 在曲线33y x x =-上,且2()33f x x '=-,(2)9f =-∴. 故所求切线方程为29(2)y x +=--,即9160x y +-=. 析:曲线过点A 的切线与曲线在点A 处的切线不同,前者既包括点A 处的切线,也包括过点A 但切点为另一点的切线.因此,解题时必须理清头绪,弄清题意. 正:设切点为00()P x y ,,
233y x '=-∵,
∴在点P 处的切线方程为2000(33)()y y x x x -=--. 又切线过点A ,
3200002(3)(33)(2)x x x x ---=--∴,
整理,得3200340x x -+=,即200(1)(2)0x x +-=. 01x =-∴或02x =.
∴当01x =-时,切线方程为2y =-,当02x =时,切线方程为9160x y +-=.。
导数重难点、易错点题型梳理
导数重难点、易错点题型归纳题型1 导数的定义例题1 已知直线l 经过()1,0-,()0,1两点,且与曲线()y f x =切于点()2,3A ,则()()22lim x f x f x∆→+∆-∆的值为( ) A .2- B .1-C .1D .2【解析】直线l 经过()1,0-,()0,1两点,∴:1l y x =+直线与曲线()y f x =切于点()2,3A ,可得曲线在2x =处的导数为:21f所以()()()22l 2im1x f xf x f ∆→+∆-∆==',选C巩固1 设()f x 存在导函数且满足()()112lim 12x f f x x∆→--∆=-∆,则曲线()y f x =上的点()()1,1f 处的切线的斜率为( ) A .-1B .-2C .1D .2【解析】()y f x = 在点()()1,1f 处的切线的斜率为()()()112'1lim 12x f f x f x∆→--∆==-∆ ,选A巩固2 已知函数()f x 在0x x =处可导,若000(3)()lim 1x f x x f x x∆→+∆-=∆,则0()f x '=( )A .1B .13C .3D .0【解析】由已知可得()()()()()00000033lim 3lim3'13x x f x x f x f x x f x f x xx∆→∆→+∆-+∆-===∆∆所以()01'3f x =.选B 题型2 导数的几何意义例题2 曲线xy xe =在点()1,e 处的切线与直线0ax by c垂直,则ab 的值为( )A .12e-B .2e-C .2eD .12e【解析】曲线xy xe =,则xxy e xe '=+,则12x y e ='=∵曲线在点()1,e 处的切线与直线0ax by c垂直,∴12a b e -=-,∴12a b e=,选D 巩固3 己知曲线222y x x =+-在点M 处的切线与x 轴平行,则点M 的坐标是( )A .()1,3B .()1,3--C .()2,3--D .()2,3-【解析】222y x x =+-的导数为22y x '=+,设(),M m n ,则在点M 的切线斜率为22m + 由于在点M 处的切线与x 轴平行,则220m +=,解得1m =- 所以1223n =--=-,即有M ()1,3--,选B巩固4 如果曲线4y x x =-在点P 处的切线垂直于直线13y x =-,那么点P 的坐标为( ) A .(1,0)B .(0,1)-C .(0,1)D .(1,0)-【解析】设点P(a ,b ),则4b a a =-,由题得3()41f x x =-' 因为曲线4y x x =-在点P 处的切线垂直于直线13y x =-,所以3413a -=,所以a =1 所以b =4110-=,所以点P 的坐标为(1,0),选A巩固5 已知曲线3211()532f x x x =+-在点(1,(1))f 处的切线的倾斜角为α,则2cos 2sin 2cos ααα=+( ) A .12 B .35 C .2 D .85【解析】因为3211()532f x x x =+-,故可得()2f x x x '=+,则切线的斜率()12tan f α'==又因为2cos 2sin 2cos ααα=+2222cos sin 1tan 1432cos 21415sin cos tan ααααααα---===-+++,选B题型3 导数几何意义与参数例题3 函数()()23ln 0,f x x x bx a b a R =+-+>∈的图像在点()(),b f b 处的切线斜率的最小值是( )AB .C .2D .【解析】由题,()23232x bx f x x b x x-+'=+-=则函数()f x 的图像在点()(),b f b 处的切线斜率为()22233b b k f b b b b-+'===+设()3g b b b =+≥当且仅当3b b=,即b = 所以()g b的最小值为即min k =选B巩固6 直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4),则4a b +的值为( )A .2B .-1C .1D .-2【解析】由题意,直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4)则点(1,4)满足直线2y kx =+,代入可得412k =⨯+,解得2k = 又由曲线()32f x x ax b =++,则()232f x x a '=+所以()213122f a '=⨯+=,解得12a =-,即()3f x x x b =-+ 把点(1,4)代入()3f x x x b =-+,可得3411b =-+,解答4b = 所以144()422a b +=⨯-+=,选A巩固7 函数()ln f x x ax =-在2x =处的切线与直线10ax y --=平行,则实数a =( ). A .1- B .14C .12D .1【解析】'1()f x a x =-,∴'11(2)24f a a a =-=⇒=,选B 巩固8 函数22ln ,0()3,02x x x x f x x x x ->⎧⎪=⎨--≤⎪⎩,若方程()1f x kx =+有四个不相等实根,则实数k 范围( )A .1(,1)3B .1(,2)3C .14(,)25D .1(,1)2【解析】作出22ln ,0()3,02x x x x f x x x x ->⎧⎪=⎨--≤⎪⎩的图象如图所示方程()1f x kx =+有四个不相等的实根,等价于函数()f x 的图象与直线1y kx =+有四个交点 其临界位置为1y kx =+和两段曲线相切时当直线1y kx =+与函数()232f x x x =--相切时,联立2321y x x y kx ⎧=--⎪⎨⎪=+⎩得()222320x k x +++=由241270k k =+-=,解得12k =或72k =-(由图可得舍负) 当直线1y kx =+与函数()2ln f x x x x =-相切时设切点坐标为()0000,2ln x x x x -,()1ln f x x '=-,切线的斜率为:01ln k x =- 切线方程为()()000002ln 1ln y x x x x x x -+=--由于切线1y kx =+恒过()0,1,代入可得01x =,可得:1k =即由图知函数()f x 的图象与直线1y kx =+有四个交点时,实数k 的取值范围是112k <<,选D题型4 曲线上动点到直线距离的最值问题例题4 设曲线()4ln f x x =在点()1,0处的切线上有一动点P ,曲线()232ln g x x x =-.上有一点Q ,则线段PQ 长度的最小值为( ) A .1717B .21717C .31717D .41717【解析】()10f =,()4f x x '=,∴切线斜率()14k f '==,故曲线()f x 在()1,0处的切线方程为440x y --=,又()26g x x x'=-,令264x x -=,则1x =或13x =-(舍去)又()13g =,故g (x )在()1,3处的切线方程为410x y --=,与直线440x y --=平行这两条平行线间的距离为317d =PQ 317,选C 巩固9 已知点P 在曲线22y x lnx =-上,点Q 在直线32y x =-上,则||PQ 的最小值为( )A .1313B .1C .1010D .14【解析】函数22ln y x x =-的定义域为(0,)+∞,14y x x'=-令143x x-=,可得1x =,14x =-(舍去)所以切点为(1,2),它到直线32y x =-的距离d ==即点P 到直线32y x =-的距离的最小值为10,则||PQ的最小值为10,选C 题型5 公切线问题例题5 函数()ln 1mxf x x x =++与2()1g x x =+有公切线,(0)y ax a =>,则实数m 的值为( ) A .4 B .2 C .1 D .12【解析】设公切线,(0)y ax a =>与两个函数()ln 1mx f x x x =++与2()1g x x =+图象的切点分别为A ()11x y ,和B ()22x y ,,由()21()1m f x x x '=++,()2g x x '=,可得()22222222()21g x x ay ax g x x y⎧==⎪=='⎨⎪+=⎩解得2a =, 所以有()1211111111111()21()ln 12m f x a x x mx f x x y x y ax x ⎧=+==⎪+⎪⎪⎪=+'=⎨+⎪⎪==⎪⎪⎩化简得21112ln 10x x x -+-=,令()22ln 1h x x x x =-+-()0x > 则()11304h x x x'+-≥>=恒成立,即()22ln 1h x x x x =-+-()0x >在定义域为增函数,又()10h =,则解得方程21112ln 10x x x -+-=,11x =,则由()21(1)2111m f '=+=+解得4m =,选A 巩固10 已知函数()e x f x a =(0a >)与2()2g x x m =-(0m >)的图象在第一象限有公共点,且在该点处的切线相同,当实数m 变化时,实数a 的取值范围为( ) A .24,e ⎛⎫+∞⎪⎝⎭B .28,e ⎛⎫+∞⎪⎝⎭C .240,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭D .280,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】设切点为()00,A x y ,则00200e 2,e 4,x x a x m a x ⎧=-⎪⎨=⎪⎩整理得2000420x x m x m ⎧=-⎪>⎨⎪>⎩ 由200240m x x =->,解得02x >.由上可知004e x x a =,令4()e x x h x =,则4(1)()xx h x e -'=因为2x >,所以4(1)()0e x x h x -'=<,4()e x x h x =在(2,)+∞上递减,所以280()e h x <<,即280,e a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭巩固11 已知函数211()142f x x x a =++-(0x <),()ln g x x =(0x >),其中a R ∈,若()f x 的图象在点11(,())A x f x 处的切线与()g x 的图象在点22(,())B x g x 处的切线重合,则a 的取值范围是( ) A .(1ln 2,)-++∞ B .(ln 2,)+∞ C .(1ln 2,)--+∞ D .(ln 2,)-+∞【解析】211()142f x x x a =++-,11'()22f x x =+故切线方程为:()21111111112242y x x x x x a ⎛⎫=+-+++-⎪⎝⎭()ln g x x =,故1'()g x x =,切线方程为:()2221ln y x x x x =-+ 故1211122x x +=,()()21111222111111ln 2242x x x x a x x x ⎛⎫+-+++-=-+ ⎪⎝⎭ 化简整理得到:()2111111ln ,0422a x x x ⎛⎫=-+< ⎪⎝⎭,111022x +>,故110x -<< 设()()2111ln ,10422g x x x x ⎛⎫=-+-<< ⎪⎝⎭,()()()()2111'2121x x g x x x x +-=-=++故函数在()1,0-上单调递减,故()0ln 2g =,当1x →-时,()g x →+∞,故ln 2a >,选B巩固12 若函数()()ln 01f x x x =<≤与函数()2g x x a =+有两条公切线,则实数a 的取值范围是( )A.1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭ B.13,24⎛⎫-- ⎪⎝⎭ C.3ln 4⎛⎤-- ⎥⎝⎦D.13ln ,24⎛⎤-- ⎥⎝⎦【解析】设公切线与函数()ln f x x =的图象切于点()11,ln A x x ()101x <≤因为()ln f x x =,所以()1f x x'=,所以在点()11,ln A x x 处斜线的斜率1111()k f x x '==所以切线方程为()1111ln y x x x x -=-,设公切线与函数()2g x x a =+的图象切于点()222,B x x a + 因为()2g x x a =+,所以()2g x x '=,所以在()222,B x x a +处点斜线的斜率()222k g x x '==所以切线方程为()()22222y x a x x x -+=-,所以有2121212ln 1x x x x a⎧=⎪⎨⎪-=-+⎩ 因为101x <≤,所以21121x x =≥,212x ≥.又222ln 21a x x =-+- 令21,2t x ⎡⎫=∈+∞⎪⎢⎣⎭,则()22ln 21ln 2ln 1h t t t t t =-+-=--+-,所以()221t h t t-'=令()0h t '>且12t ≥,得22t >;令()0h t '<且12t ≥,得1222t ≤<所以()h t 在12,22⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭上为减函数,在2,2⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭上为增函数. 所以函数()()ln 01f x x x =<≤与函数()2g x x a =+有两条公切线满足()2122h h t h ⎛⎫⎛⎫<≤ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()13ln 224h t --<≤-,所以13ln 2,24a ⎛⎤∈--- ⎥⎝⎦,选D 题型6 导数几何意义与函数性质综合例题6 已知函数的图象的对称中心为,且的图象在点处的切线过点,则( )A .1B .2C .3D .4 【解析】函数的图象的对称中心为,所以,即,得,又的图象在点处的切线过点 ,即,解得,选A巩固13 已知A ,B 是函数()2,0ln ,0x x a x f x x x a x ⎧++≤=⎨->⎩图像上不同的两点,若曲线()y f x =在点A ,B 处的切线重合,则实数a 的最小值是( ) A .1-B .12-C .12D .1【解析】当0x ≤ 时,()2f x x x a =++,则()'21f x x =+;当0x >时,()ln x x a f x =- 则()'ln 1f x x =+.设()()()()1122,,,A x f x B x f x 为函数图像上的两点 当120x x << 或120x x <<时,()()12''f x f x ≠,不符合题意,故120x x << 则()f x 在A 处的切线方程为()()()2111121y x x a x x x -++=+-()f x 在B 处的切线方程为()()2222ln ln 1y x x a x x x -+=+-. 由两切线重合可知21221ln 121x x x a a x +=+⎧⎨--=-⎩ ,整理得()()12211102x a x e x =-≤. 不妨设()()()22102x g x x e x =-≤,则()()22',''12x x g x x e g x e =-=- ,由()''0g x = 可得11ln 22x = 则当11ln 22x =时,()'g x 的最大值为11111'ln ln 022222g ⎛⎫=-< ⎪⎝⎭. 则()()2212x g x x e =-在(],0-∞ 上单调递减,则()102a g ≥=-,选B 巩固14 函数2,0()2,0x xx f x ex x x ⎧>⎪=⎨⎪--≤⎩若1()()()2g x f x k x =-+在R 上零点最多,则实数k 范围是 【解析】由图知()y f x =与1()2y k x =+有4个公共点即可即()0,k k ∈切,当设切点()00,x y ,则0000011()2x x x k e x k x e -⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,0122x k e ⎧=⎪⎪∴⎨⎪=⎪⎩,2k e ∴∈ 巩固15 已知函数22e 1,0,()22,0,x x f x x x x ⎧->=⎨---≤⎩若|()|f x mx ≥恒成立,则实数m 的取值范围为【解析】作出函数|()|f x 的图象如图所示;当0x ≤时;令222x x mx ++=,即2(2)20x m x +-+=令0∆=,即2(2)80m --=,解得222m =±222m =-当0x >时,令2e 1x mx -=,则此时2()e 1xf x =-,()h x mx =相切设切点()020,1x x e-,则00202e 1,2e ,x x mx m ⎧-=⎨=⎩解得2m =,观察可知,实数m 的取值范围为222,2⎡⎤-⎣⎦,选A 巩固16 设函数()sin cos f x a x b xωω=+()0ω>在区间,62ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调,且2236f f f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,当12x π=时,()f x 取到最大值4,若将函数()f x 的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍得到函数()g x 的图象,则函数()3y g x x π=-+)A .4B .5C .6D .7【解析】设()()22f x a b x ωϕ=++()0ω>,122622T ππππωω∴-≤=⋅=,即03ω<≤ 又2236f f f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,2723212x πππ+∴==为()()22f x a b x ωϕ=++的一条对称轴且2623πππ+=,则,03π⎛⎫ ⎪⎝⎭为()()22f x a b x ωϕ=++的一个对称中心由于03ω<≤,所以712x π=与,03π⎛⎫⎪⎝⎭为同一周期里相邻的对称轴和对称中心 则74123T πππ⎛⎫=-=⎪⎝⎭,∴2ω=224a b +=,且22sin cos 121212f a b πππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭解之得2a =,b =故()2sin 224sin 23f x x x x π⎛⎫=+=+⎪⎝⎭,由图象变换可得,()4sin 3g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭因为()4sin 3g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭在,03π⎛-⎫⎪⎝⎭处的切线斜率为4cos 4333g πππ⎛⎫⎛⎫'-=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭y =,03π⎛-⎫⎪⎝⎭处切线斜率不存在,即切线方程为3x π=-所以3x π=-右侧()g x 图象较缓,如图所示4>时,163x π>-,所以()y g x =-7个,选D 题型7 两条曲线上动点距离最值例题7 设函数()2sin f x x ππ=-在()0,∞+上最小的零点为0x ,曲线()y f x =在点()0,0x 处的切线上有一点P ,曲线23ln 2y x x =-上有一点Q ,则PQ 的最小值为 【解析】令()x k k ππ=∈Z ,则x k =,最小为01x =因为()2cos f x x π'=-,所以曲线()y f x =在点()1,0处的切线斜率为()12cos 2f π'=-= 则切线方程为22y x =-设()23ln 2g x x x =-,()23ln 222h x x x x =--+ 则()132h x x x '=--,()10h '=,()h x 在1x =处取最小值()3102h =>所以()0h x >恒成立,所以直线22y x =-与曲线()y g x =没有交点 令()132g x x x '=-=,得1x =或13x =-(舍去),()312g = 则PQ 的最小值为点31,2⎛⎫⎪⎝⎭到直线22y x =-的距离d,所以10d == 巩固17 已知实数a b c d ,,,满足111a e cb d e--==,则()()22a c b d -+-的最小值为【解析】由题,得1ln ,1a b c d e==⋅+设(,)b a 是曲线:ln C y x =的点,(,)d c 是直线1:1l y x e=⋅+的点 ()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方对ln y x =求导得1y x '=,令1y e '=,得x e =,所以曲线C 上的点(,1)e 到直线l 的距离最小 该点到直线l==因此22()()a c b d -+-的最小值为2221e e⎛⎫=+ 巩固18 若x ,a ,b 为任意实数,且22(2)(3)1a b ++-=,则22()(ln )x a x b -+-的最小值为( )AB .18C.1 D.19-【解析】22(2)(3)1a b ++-=,可得(),a b 在()2,3-为圆心,1为半径的圆上22()(ln )x a x b -+-表示点(),a b 与点(),ln x x 的距离的平方又(),ln x x 在曲线ln y x =上,设曲线ln y x =上一点为(),ln m m 设过点(),ln m m 的切线与点(),ln m m 与()2,3-的连线垂直 可得ln 3112m m m-⋅=-+,即有2ln 23m m m ++=由()2ln 2f m m m m ++=在0m >递增,且()13f =,可得切点为()1,0圆心与切点的距离为d ==可得22()(ln )x a x b -+-的最小值为()2119=-D巩固19 已知111ln 20x x y --+=,22242ln 20x y +--=,记()()221212M x x y y =-+-,则( )A .M 的最小值为25 B .M 的最小值为45 C .M 的最小值为85D .M 的最小值为125【解析】由题意,()()221212M x x y y =-+-的最小值可转化为函数ln 2y x x =-+图象上的点与直线242ln 20x y +--=上的点的距离的最小值的平方,ln 2y x x =-+,得11y x'=-与直线242ln 20x y +--=平行的直线斜率为12- 令1112x -=-,解得2x =,所以切点的坐标为()2ln 2,切点到直线242ln 20x y +--=的距离22ln 242ln 225514d +--==+ 即()()221212M x x y y =-+-的最小值为45,选B 巩固20 若,,x a b 均为任意实数,且()()22231a b ++-=,则()()22ln x a x b -+- 的最小值为 【解析】由题意得,结果为线ln y x =上的点与以()2,3C -为圆心,以1为半径的圆上的点距离平方最小值 可以求曲线ln y x =上的点与圆心()2,3C -的距离的最小值,在曲线ln y x =上取一点(),ln M m m 曲线有ln y x =在点M 处的切线的斜率为1'k m =,从而有'1CM k k ⋅=-,即ln 3112m m m-⋅=-+ 整理得2ln 230m m m ++-=,解得1m =,所以点()1,0满足条件 其到圆心()2,3C -的距离为()()22213032d =--+-=,故其结果为()23211962-=-巩固21 设点P 在曲线2xy e =上,点Q 在曲线上,则Q P 的最小值为 A .1ln2-B .()21ln 2-C .D .()21ln 2+【解析】因为曲线2xy e =与曲线互为反函数,其图象关于直线y x =对称,故可先求点P 到直线y x =的最近距离,函数2xy e =的导数为2xy e '=,由21xy e '==得,ln 2x =-,所以ln 221y e -==所以当P 点为点(ln 2,1)-时,点到直线y x =的最近距离为ln 2122d --==所以min 222(1ln 2)2PQ d ===+ 题型8 导数几何意义综合例题8 设曲线()1*n y xn N +=∈在点()1,1处的切线与x 轴的交点的横坐标为nx ,令lg nn ax =,则1299a a a ++⋅⋅⋅+的值为【解析】因为()()1*n y f x xn N +==∈,所以()()1nf x n x '=+,所以()()11,11f n f '=+=所以切线方程为:()111y n x -=+-,令0y =,得1n x n =+所以()lg lglg lg 11n n na x n n n ===-++ 所以1299lg1lg 2lg 2lg3lg3lg 4...lg99lg1002a a a ++⋅⋅⋅+=-+-+-++-=- 巩固22 不等式,恒成立,则的最小值为( )A .B .C .D . 【解析】令,则,很明显函数的周期为由导函数的符号可得函数在区间上具有如下单调性在区间和上单调递增,在区间上单调递减,绘制函数图像如图所示考查临界条件,满足题意时,直线恒在函数的图像的上方临界条件为直线与曲线相切的情况,此时,即的最小值为,选A题型9 函数的单调性求参数 例题9 已知函数()()()211ln ln 22x x f k k x x R =---∈ (1)当0k =时,求证:函数()f x 在()0,∞+上单调递增(2)当1k >时,讨论函数()f x 零点的个数 【解析】(1)()l 'n ln 1x f x x x x x -=-=,令()()1ln '1x x g x g x x=-⇒=-,易得()g x 在(]0,1上递减()1,+∞上递增,∴()()()min 110'0g x g f x ==>⇒>,∴函数()f x 在()0,∞+上单调递增(2)()n 'l ln 1x k x x xf x x k x --=--=,由(1)知当1k >时,方程ln x x k -=有两个根1x ,2x 且易知1201x x <<<,则()f x 在()10x ,上单调递增,在()12,x x 上单调递减,在()2,x +∞单调递增. 所以1x 为()f x 的极大值点,2x 为()f x 的极小值点显然()22211022kk f ee e ---=-<-<,()()1112f x f >=,∴()f x 在()10,x 仅有唯一零点 又()222221122nk nk nk f e e n k nk e n k =--->-,(当n 为较大的整数时)设()2xh x e x =-,则()2xh x e x '=-,()2xh x e ''=-当1x >时,()0h x ''>,()2xh x e x '=-在1+, 单调递增,即()()120h x h e ''≥=->所以()2xh x e x =-在1+, 单调递增,即()()110h x h e ≥=->,即()0nkf e>(当n 为较大整数时)于是下面讨论()2f x 的正负情况:()2222211ln ln 22f x x x k x =---()22222211ln ln ln 22x x x x x =----2222211ln ln 22x x x x =-+-构造函数()211ln ln 22F x x x x x =-+-()()1ln ln '11ln 0x x xF x x x x-⇒=+--=≤,且()0f e = ① 当21x e <<时,22ln k x x =-在()1,e 递增,得()1,1k e ∈-,此时()()220f x F x =>,则函数()f x 在()0,∞+上只有一个零点②当2x e =时,显然1k e =-,函数()f x 在()0,∞+上有两个零点③当2x e >时,22ln k x x =-在(),e +∞递增,得()1,k e ∈-+∞,此时()()220f x F x =<,则函数()f x 在()0,∞+上有三个零点综上,()1,1k e ∈-,函数()f x 在()0,∞+上有一个零点;1k e =-时,函数()f x 在()0,∞+上有两个零点;()1,k e ∈-+∞,函数()f x 在()0,∞+上有三个零点巩固23 已知函数2()ln (21)?(0)f x a x x a x a =-+-≥. (1)讨论()f x 的单调性;(2)若()0f x ≤,求a 的取值范围 【解析】(1)由()()()()21221x a x af x x a x x-+=-+-=-' 当a =0时,()210f x x '=-+<,则f (x )在(0,+∞)上递减 当a >0时,令f '(x )=0得x a =或12x =-(负根舍去), 令f '(x )>0得0x a <<;令f '(x )<0得x a >,所以f (x )在()0a ,上递增,在()a +∞,上递减 综上:a =0时, f (x )在(0,+∞)上递减,a >0时,f (x )在()0a ,上递增,在()a +∞,上递减 (2)由(1)当a =0时,f (x )=﹣2x x -≤0,符合题意,当a >0时,()2()0max f x f a alna a a ==+-≤,因为a >0,所以10lna a +-≤令()g a =1lna a +-,则函数单调递增,又()10g = ,故 10lna a +-≤,得01a <≤ 综上,a 的取值范围为[]0,1巩固24 已知函数2()()(1)x f x x a e a x =+-+(1)当0a =时,求函数()f x 在()()11f ,处的切线方程 (2)若2a -,证明:当0x 时,()0f x【解析】当0a =时,2()x f x x e =,2()(2)x f x x x e '=+,()13f e '=,()1f e =∴函数()f x 的图象在()()1,1f 处的切线方程3(1)y e e x -=-,即320ex y e --=(2)证明:2()(2)x f x x x a e a '=++-,令2()(2)x g x x x a e a =++-,则2()(42)x g x x x a e '=+++2a -,∴当0x 时,22(42)(4)0x x x x a e x x e ++++,即()0g x '且不恒为零()g x ∴在[0,)+∞上是增函数,故()(0)0g x g =,即()0f x '()f x ∴在[0,)+∞上是增函数,()(0)0f x f ∴=,即()0f x ,故若2a -,则当0x 时,()0f x巩固25 已知函数()()21ln 2f x x x ax a R =++∈,()232x g x e x x =+- (1)讨论()f x 的单调性(2)定义:对于函数()f x ,若存在0x ,使()00f x x =成立,则称0x 为函数()f x 的不动点.如果函数()()()F x f x g x =-存在不动点,求实数a 的取值范围【解析】(1)()f x 的定义域为()()()210,0x ax f x x x,+++∞=>',对于函数210y x ax =++≥,①当240a ∆=-≤时,即22a -≤≤时,210x ax ++≥在0x >恒成立()210x ax f x x++∴=≥'在()0,+∞恒成立,()f x ∴在()0,+∞为增函数②当0∆>,即2a <-或2a >时当2a <-时,由()0f x '>,得x <或x >,0<<()f x ∴在⎛ ⎝⎭为增函数,⎝⎭为减函数,⎫+∞⎪⎪⎝⎭为增函数 当2a >时,由()210x ax f x x++=>'在()0,+∞恒成立,()f x ∴在()0,+∞为增函数综上,当2a <-时,()f x 在⎛ ⎝⎭为增函数,⎝⎭减函数⎫+∞⎪⎪⎝⎭为增函数;当2a ≥-时,()f x 在()0,+∞为增函数 (2)()()()()22213ln ln 022x xF x f x g x x x ax e x x x x ax x e x =-=++--+=-++->()F x 存在不动点,∴方程()F x x =有实数根,即2ln x e x x a x-+=有解令()()2ln 0x e x x h x x x +-=>,()()()()()()2211ln 1ln 11x xe x x x e x x x x h x x x++-+='-+++-= 令()0h x '=,得1x =,当()0,1x ∈时,()()0h x h x <,单调递减;当()1,x ∈+∞时,()()0h x h x '>,单调递增; ()()11h x h e ∴≥=+, 当1a e ≥+时,()F x 有不动点a ∴的范围为[)1,e ++∞题型10 极值与参数例题10 已知函数321()3f x x x mx m =+++ (1)若1x 为()f x 的极值点,且()()12f x f x =(12x x ≠),求122x x +的值 (2)求证:当0m >时,()f x 有唯一的零点【解析】(1)由题得2()2f x x x m '=++由题可知()()12f x f x =,所以32321112221133x x mx m x x mx m +++=+++ 所以22112212+++3+3+30x x x x x x m =(i )因为()10f x '=,所以21120x x m ++=.即2113630x x m ++=(ii )(ii )-(i )得221122121212122330,(2)()3()0x x x x x x x x x x x x --+-=∴+-+-= 所以12121212(23)()0,,23x x x x x x x x ++-=≠∴+=-(2)令321()03f x x x mx m =+++=,则321(1)3x x m x +=-+ 令321()3h x x x =+,2()2h x x x '=+ 可知()h x 在(,2)-∞-和(0,)+∞上单调递增,在[]2,0-上单调递减,又4(2)3h -=,(0)0h =(1)y m x =-+为过(1,0)-点的直线,又0m >,则0m -<因此321(1)3x x m x +=-+有且只有一个交点,即321()3f x x x mx m =+++有唯一的零点 巩固26 已知函数()3213f x x x a =-+(1)当0a =时,求函数()f x 的极大值与极小值(2)若函数()f x 在[]1,3上的最大值是最小值的3倍,求a 的值 【解析】(1)当0a =时,()3213f x x x =-,所以()22f x x x '=- 令()0f x '=,则0x =或2x =,当(),0x ∈-∞和()2,x ∈+∞时,()0f x '>当()0,2x ∈时,()0f x '<,则()f x 在(),0-∞和()2,+∞上单调递增,在()0,2上单调递减 所以()f x 的极大值为()00f =;()f x 的极小值为()423f =- (2)由题,()3213f x x x =-,由(1)可得()f x 在[]1,2上单调递减,在(]2,3上单调递增, 所以()f x 的最小值即为()f x 的极小值()423f a =-+因为()213f a =-+,()3f a =,所以()()max 3f x f a ==因为()()max min 3f x f x =,则433a a ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,所以2a =题型11 最值与参数例题11 设函数()21ln 4f x ax x b x a ⎛⎫=-+≥⎪⎝⎭(1)若1x =是函数()f x 的一个极值点,求函数()f x 的单调区间(2)当1a =时,对于任意的()1,x e ∈(e 为自然对数的底数)都有()0f x <成立,求实数b 的取值范围 【解析】(1)定义域(0,)+∞,()21bf x ax x'=-+由题意可得,f '(1)210a b =-+=即12b a =-,所以2122(12)[2(12)](1)()21a ax x a ax a x f x ax x x x --+----'=-+==,由函数存在极值可知,14a ≠ 1()2i a =时,由()0f x '>可得1x >,函数()f x 在(1,)+∞单调递增,由()0f x '<可得01x <<,函数()f x 在(0,1)上单调递减.1()2ii a >时,由()0f x '<可得,01x <<,函数在()f x (0,1)上单调递减,由()0f x '>可得,1x >()f x 在(1,)+∞单调递增;()iii 当1142a <<时,由()0f x '>可得,1x >或1202a x a-<<,由()0f x '<可得,1212ax a -<< 故函数的单调递增区间(1,)+∞,(0,122a a-),单调递减区间12(,1)2aa - 综上所述:当14a =,()()2102x f x x-'=≥恒成立,不符合题意 当1142a <<时,()f x 在120,2a a -⎛⎫ ⎪⎝⎭上递增,在12,12a a -⎛⎫ ⎪⎝⎭上递减,在()1,+∞上递增 当12a ≥时,()f x 在()0,1上递减,在()1,+∞上递增 (2)1a =时,2()0f x x x blnx =-+<可得,2x x b lnx-<令2()x x g x lnx-=,1x e <<,则2(12)1()()x lnx x g x lnx --+'=令()(12)1h x x lnx x =--+,1x e <<,1()21h x lnx x'=-+- 222112()=0xh x x x x--''=-< ,则()h x '在(1,)e 上单调递减,所以()h x h '<'(1)0= 所以()h x 在(1,)e 上单调递减,()x 1h x 0→→, ()h x <0,即()0g x '< 所以()g x 在(1,)e 上单调递减,()g x g >(e )2e e =-,故2b e e - 巩固27 已知函数()()2ln f x ax b =+,其中,a b ∈R(1)当0a >时,若直线y x =是曲线()y f x =的切线,求ab 的最大值(2)设1b =,函数()()()()()211,0g x ax a ax f x a R a =+++-∈≠有两个不同的零点,求a 的最大整数值.(参考数据50.2234ln≈:) 【解析】1)设直线y x =与曲线()y f x =相切于点()()00,2ln P x ax b + 2'()a f x ax b=+,002'()1a f x ax b ∴==+,()020ax b a a ∴+=> 又因为点P 在切线y x =上,所以()002ln ax b x +=.所以02ln 2a x =02222b a ax a aln a ∴=-=﹣.因此()222220a a a b ln a a =>﹣,设()22222,0g a a a ln a a =﹣>,则()'2422122)g a a aln a a ln a =﹣=(﹣ , 令'()0g a >得,02a <<;令'()0g a <得,2a >,()g a ∴在⎛ ⎝⎭上单调递增,在2⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭上单调递减, ()g a ∴的最大值为4e g =⎝⎭.则ab 的最大值为4e(2)函数()()21)(1)(,0)g x ax a ax f x a R a +++-∈≠=(有两个不同的零点等价于方程22(1)1)(1)ln ax ax a ax ++++=(有两个不相等的实根 设1t ax +=,则等价于方程2200lnt t at t =﹣﹣(>)有两个不同的解 即关于t 的方程22ln 0)t t a t t -=(>有两个不同的解,设()22ln t th t t-=则2222ln '()t t h t t --=.设2()22m t t lnt =﹣﹣,由0t >可知2'()20m t t t =--< ()m t ∴ 在()0,∞+上单调递减,又575(1)10,2ln 04164m m ⎛⎫=>=-< ⎪⎝⎭∴存在051,4t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭使得()00m t =,即200 22ln 0t t --=,则2002ln 2t t += 当()00,t t ∈时,()0m t >,'()0h t >,函数()h t 单调递增;当()0,t t ∈+∞时()0m t <,'()0h t <,函数()h t 单调递减.所以函数()h t 的极大值为()22000000002ln 22292,010t t t h t t t t t --⎛⎫===-∈- ⎪⎝⎭要使得关于t 的方程()22ln 0t ta t t-=>有两个不同的解,则()0a h t <当1a =-时,设2()2p t lnt t t -+=,则2'()21p t t t=-+可知()p t 在1170,⎛⎫+ ⎪⎝⎭上单调递增,在117,⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭上单调递减又2117(1)0,0,()20p p p e e e ⎛⎫+=>=-+<⎪⎝⎭p (1)=0所以()p t 有两个不同的零点,符合题意,所以a 的最大整数值为1-题型12 值点偏移例题12 已知函数()ln 2(0)f x ax x a =+≠. (1)求函数()f x 的最值(2)函数()f x 图像在点(1,(1))f 处的切线斜率为()1,()2f x g x x=-有两个零点12,x x ,求证:124x x +> 【解析】(1),当时,在上单调递减,在上单调递增,有最小值,无最大值 当时,在上单调递增,在上单调递减,有最大值,无最小值(2)依题知,即,所以,,所以在上单调递减,在上单调递增因为是的两个零点,必然一个小于,一个大于,不妨设因为,,所以变形为,欲证,只需证即证,令,则只需证对任意的都成立令,则所以在上单增,,即对任意的都成立,所以巩固28 已知函数()212xf x e x ax =--有两个极值点12,x x(Ⅰ)求实数a 的取值范围 (Ⅱ)求证:120x x +<(III )求证:()()122f x f x +> 【解析】Ⅰ)21()2x f x e x ax =--,()x f x e x a '∴=--设()x g x e x a =--,则()1x g x e '=-,令()10xg x e -'==,解得0x =∴当(,0)x ∈-∞时,()0g x '<;当(0,)x ∈+∞时,()0g x '>,()(0)1min g x g a ∴==-当1a 时,()()0g x f x '=,∴函数()f x 单调递增,没有极值点当1a >时,(0)10g a =-<,且当x →-∞时,()g x →+∞;当x →+∞时,()g x →+∞∴当1a >时,()()x g x f x e x a '==--有两个零点1x ,2x ,不妨设12x x <,则120x x << ∴当函数()f x 有两个极值点时,a 的取值范围为(1,)+∞.(Ⅱ)不妨设120x x <<,要证12+0x x <,即证12<x x -,而()g x 在(),0-∞上单调递减,所以即证()()12>g g x x -,即证()()22>g g x x -,即2222x x e x e x -->+,2222210x x e x e -->,设()221,0xx h x exe x =-->,则()2(1)x x h x e e x '=--令()1xH x e x =--,则()1xH x e '=-,当()10xH x e '=-=,则0x =,即()H x 在()0,∞+上单调递增,在(),0-∞上单调递减,所以()()00min H x H ==,即1x e x ≥+,()0h x '∴≥,()h x ∴单调递增,()()00h x h ∴>=,所以原不等式成立(III )由(Ⅰ)、(Ⅱ)知1x ,2x 为()0g x =两个实数根,120x x <<,()g x 在(,0)-∞上单调递减且120x x <-<函数()f x 在1(x ,0)上也单调递减,12()()f x f x ∴>-∴要证12()()2f x f x +>,只需证22()()2f x f x -+>,即证222220x x e e x -+-->设函数2()2x x k x e e x -=+--,(0,)x ∈+∞,则()2x x k x e e x -'=-- 设()()2x x x k x e e x ϕ-'==--,则()20x x x e e ϕ-'=+->()x ϕ∴在(0,)+∞上单调递增,()(0)0x ϕϕ∴>=,即()0k x '>()k x ∴在(0,)+∞上单调递增,()(0)0k x k ∴>=∴当(0,)x ∈+∞时,220x x e e x -+-->,则222220x x e e x -+-->22()()2f x f x ∴-+>,12()()2f x f x ∴+>巩固29 已知函数()ln f x kx x =-(1)若函数()f x 在区间(1,)+∞上单调递增,求k 的取值范围(2)若函数()f x 有两个不同的零点1x ,2x ,求证:212x x e >【解析】(1)∵()ln f x kx x =-,函数()f x 在区间()1,+∞上单调递增 ∴1()0f x k x '=-≥在()1,+∞恒成立,∴1k x≥,∴1k(2)证明:不妨设120x x >>∵()()120f x f x ==,∴11ln 0kx x -=, 22ln 0kx x -= 可得()1221ln ln k x x x x +=+, ()1212ln ln k x x x x -=-要证明212x x e >,即证明21ln ln 2x x +>,也就是证()122k x x +>∵1212lnx lnx k x x -=-,∴即证明:1212122lnx lnx x x x x --+>,即12112221ln 1x x x x x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭+> 令12x t x =,则1t >,于是()21ln 1t t t ->+ 令()()21ln 1t g t t t -=-+,1t >,则()22(1)(1)t g t t t -'=+ 故函数()g t 在()1,+∞上是增函数,∴()()10g t g >=,即()21ln 1t t t ->+成立,∴原不等式成立题型13 恒成立问题求参数例题13 已知函数()251f x x x =-+,()xg x e =(1)求函数()()f x yg x =的极小值(2)设函数()()()'y f x a g x a R =+⋅∈,讨论函数在(],4-∞上的零点的个数(3)若存在实数[]0,2t ∈,使得对任意[]1,x m ∈,不等式()()xf x t g x x +⋅≤⎡⎤⎣⎦恒成立,求正整数m 的最大值。
高考导数常考、易错、失分点分析
高考导数常考、易错、失分点分析【易错点1】复合函数的求导例1、函数1cos x y x e -=⋅ 的导数为 。
【易错点诊断】复合函数对自变量的导数等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量对自变量的导数,即x u x y y u '''=⋅。
解析: ()()1cos 1cos 1cos 1cos 1cos 1cos x x x x x y e x e e xe x e -----'''=+=+-=+1cos sin x xe x -()1cos 1sin x x x e -=+.【迷津指点】掌握复合函数的求导方法关键在于分清函数的复合关系,适当选定中间变量,分步计算中的每一步都要明确是对哪个变量求导,而其中要特别注意的是中间变量的系数。
[适用性练习](1)设3x =是函数23()()()x f 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 )答案:23b a =--.(2)y =ln (x +21x +)答案: y ′=211x x ++·(x +21x +)′=211x x ++(1+21x x +)=211x +.【易错点2】关于导数的几何意义(还有一个易错题)例2、曲线33:x x y S -=在点(0,16)A 处的切线方程为 。
【易错点诊断】此题易由/2/()33,(0)3f x x f =-+=,从而得到以A 点为切点的切线的斜率为3,即所求切线方程为3160x y -+=的错误结果,事实上要注意到点A 不在曲线S 上。
解析:设过点A 的切线与曲线S 切于点()3000,3M x x x -处,由于/2()33,f x x =-+由导数的几何意义可知切线的斜率()20033k f x x '==-+①,又由两点连线的斜率公式知30003161x x k x --=②,联立①②得02x =-,从而切线的斜率()20033k f x x '==-+=-9,故切线方程为9160x y +-=。
(整理版)导数易错题辨析
导数易错题辨析导数是高中新课程新增重点内容,初学这局部,同学们往往会出现这样那样的错误。
现举几种常见的错误加以剖析,希望对同学们能有所帮助。
例1、求函数ln y x x =-的单调区间。
【错解】111,1010.y y x x x x''=-=->><∴令即或函数的单调递增区间为(1,),(,0)+∞-∞;1100 1.y x x'=-<<<∴令即函数的单调递增区间为(0,1). 【错因剖析】求函数的单调区间应注意首先考虑函数的定义域。
因此此题中应注意到0x >,∴函数的单调递增区间为(1,)+∞,递减区间为(0,1).例2、函数32()31(0)f x x ax x a =++->,假设()f x 在其定义域内为增函数,求a 的取值范围。
【错解】∵函数32()31(0)f x x ax x a =++->在R 上为增函数,故2()3230f x x ax '=++>在R 上恒成立;由224360,9,0 3.a a a ∆=-<∴<∴<<【错因剖析】()0f x '>是函数()f x 在定义域I 上单调递增的充分不必要条件并不是充要条件。
事实上:()f x 在I 上递增⇔对任意的x I ∈有()0f x '≥〔但这里满足()0f x '=的点应只是在个别点处,也就是()f x '不能恒等于零〕.此题中()f x 在其定义域内为增函数应满足()0f x '≥且()0f x '不恒等于;∴应改为2()3230f x x ax '=++≥在R 上恒成立,由24360,a ∆=-≤29,03a a ∴≤∴<≤;又当3a =时,22()3633(1)0f x x x x '=++=+≥〔只有当1x =-时,()f x '才等于0〕;因此03a <≤例3、函数322()f x x ax bx a =+++在1x =处有极值为10,求,a b 的值。
高中 导数中的易错题 练习 含答案
训练目标(1)导数知识的细化、深化、巩固提高;(2)解题过程的细节训练. 训练题型(1)导数和函数的极值;(2)利用导数求参数范围;(3)导数的综合应用. 解题策略 (1)注意f ′(x 0)=0是x =x 0为极值点的必要不充分条件;(2)已知单调性求参数范围要注意验证f ′(x )=0的情况.1.函数f (x )=e x cos x 的图象在点(0,f (0))处的切线的倾斜角α=________.2.已知点A (1,2)在函数f (x )=ax 3的图象上,则过点A 的曲线C :y =f (x )的切线方程是____________________.3.已知函数y =f (x )(x ∈R )的图象如图所示,则不等式xf ′(x )<0的解集为__________________.4.在直角坐标系xOy 中,设P 是曲线C :xy =1(x >0)上任意一点,l 是曲线C 在点P 处的切线,且l 交坐标轴于A ,B 两点,则以下结论正确的是________. ①△OAB 的面积为定值2②△OAB 的面积有最小值3 ③△OAB 的面积有最大值4④△OAB 的面积的取值范围是[3,4]5.若函数f (x )=13x 3+x 2-23在区间(a ,a +5)内存在最小值,则实数a 的取值范围是________. 6.若函数y =x 3-3ax +a 在(1,2)内有极小值,则实数a 的取值范围是________.7.已知函数f (x )=x 3+ax 2+x +2 (a >0)的极大值点和极小值点都在区间(-1,1)内,则实数a 的取值范围是________.8.已知函数f (x )=ax 3-3x 2+1,若f (x )存在唯一的零点x 0,且x 0>0,则a 的取值范围是________.9.已知函数f (x )=12x -14sin x -34cos x 的图象在A (x 0,f (x 0))点处的切线斜率为12,则tan ⎝⎛⎭⎫x 0+π4的值为__________.10.若函数f (x )=ln x +ax 存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是____________________.11.当x ∈[-2,1]时,不等式ax 3-x 2+4x +3≥0恒成立,则实数a 的取值范围是________.12.函数f (x )=ax -cos x ,x ∈[π4,π3],若∀x 1,x 2∈[π4,π3],x 1≠x 2,f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1<0,则实数a 的取值范围是________.13.若f (x )=13x 3-ax 2+x 在R 上不是单调函数,则a 的取值范围是________________. 14.已知函数f (x )=e x1+ax 2(a >0),若f (x )为R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是________.答案解析1.π42.6x -y -4=0或3x -2y +1=03.(-∞,0)∪(12,2) 4.① 5.[-3,0) 6.1<a <4 7.(3,2) 8.(-∞,-2) 9.2+ 310.(-∞,2-1e )∪(2-1e,2) 解析 f ′(x )=1x+a (x >0). ∵函数f (x )=ln x +ax 存在与直线2x -y =0平行的切线,∴方程1x +a =2在区间(0,+∞)上有解,即a =2-1x在区间(0,+∞)上有解, ∴a <2.若直线2x -y =0与曲线f (x )=ln x +ax 相切,设切点为(x 0,2x 0),则⎩⎪⎨⎪⎧1x 0+a =2,2x 0=ln x 0+ax 0,解得x 0=e ,a =2-1e. 综上,实数a 的取值范围是(-∞,2-1e )∪(2-1e,2). 11.[-6,-2]解析 当x ∈(0,1]时,得a ≥-3(1x )3-4(1x )2+1x, 令t =1x,则t ∈[1,+∞),a ≥-3t 3-4t 2+t , 令g (t )=-3t 3-4t 2+t ,t ∈[1,+∞),则g ′(t )=-9t 2-8t +1=-(t +1)(9t -1),显然在[1,+∞)上,g ′(t )<0,g (t )单调递减, 所以g (t )max =g (1)=-6,因此a ≥-6;同理,当x ∈[-2,0)时,得a ≤-2.由以上两种情况得-6≤a ≤-2,显然当x =0时对任意实数a 不等式也成立.故实数a 的取值范围为[-6,-2].12.(-∞,-32] 解析 由f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1<0知,函数f (x )在[π4,π3]上是减函数. 又f ′(x )=a +sin x ,所以f ′(x )≤0在[π 4,π3]上恒成立,即a ≤-sin x 在[π4,π3]上恒成立. 当π4≤x ≤π3时,-32≤-sin x ≤-22,故-sin x的最小值为-32,所以a≤-32.13.(-∞,-1)∪(1,+∞)解析由已知得,f′(x)=x2-2ax+1,因为f(x)在R上不是单调函数,所以方程f′(x)=0在R上有两个不等实根,则Δ=4a2-4>0,解得a<-1或a>1.14.(0,1]。
导数---易错点
一. 导数中的易错题分析
1.切线问题中忽视切点的位置致错
例 1: 已知曲线 f ( x) 2 x 3 3x , 过点 M (0,32) 作曲线 f ( x ) 的切线, 求切线方程。
3 2 解:设切点 N ( x0 , 2 x0 3x0 ) ,则切线的斜率 k f ( x0 ) 6x0 3,
解:若点 2, 4 在曲线上:
2 因为 y x ,所以 k 4 ,切线方程为 4 x y 4 0 ;
若点 2, 4 不在曲线上:设切点为 x0 , y0 ,则 k x0 ,
2
1 3 4 y 0 3 x0 3 2 2 k x , 得 解得 x0 -1或2 (舍 2) , x 0 0 x0 2 0 , y 4 k 0 x0 2
a 1
x 1
2
≥0 在 (1,1) 上恒成立,
但是,当 a 1 时,函数 f x 1 是常数函数,不具有单调性.
一. 导数中的易错题分析
2.忽视单调性的条件致错
ax 1 例 2:已知函数 f ( x) ( a 为常数) ,在 (1,1) 内为增函数, x 1 , 1 求实数 a 的取值范围.
由 f ( x) 0 有 x=0 或 x=± 1。 f ( x) , f ( x ) 随 x 的变化情况如下表: x (–∞,0) – ↘ –1 0 无极值 (–1,0) – ↘ 0 0 极值 (0,1) + ↗ 1 0 无极值 (1,∞) + ↗
f ( x)
f ( x)
故选(C)
一. 导数中的易错题分析
f ( x) (3x 11)( x 1)
一. 导数中的易错题分析
高考数学考前归纳总结导数中的易错题分析
导数中的易错题分析一.切线问题中忽视切点的位置致错例1:已知曲线x x x f 32)(3-=,过点(0,32)M 作曲线()f x 的切线,求切线方程。
分析:本题常会这样解:由导数的几何意义知(0)3k f '==-,所以曲线的切线方 程为332y x =-+。
这是错误的,原因是点(0,32)M 根本不在曲线上。
解:设切点坐标为3000(,23)N x x x -,则切线的斜率200()63k f x x '==-, 故切线方程为20(63)32y x x =-+,又因为点N 在切线上, 所以30023x x -=200(63)32x x -+,解得02x =-,所以切线方程为y=21x+32。
注意:导数的几何意义是过曲线上该点的切线的斜率,应注意此点是否在曲线上。
二.忽视单调性的条件致错例4:已知函数1()1ax f x x +=+(a 为常数),在(1,1)-内为增函数,求实数a 的取 值范围。
分析:课本上给出的有关单调性的结论是:若()f x 在(,)a b 上有()f x '>0,则有()f x 在(,)a b 上为单调递增函数;若()f x 在(,)a b 上有()f x '<0,则有()f x 在(,)a b 上为单调递减函数。
注意这一条件只是单调的充分条件并 不是充要条件,这一充分条件也可扩大为()f x 在(,)a b 上有()f x '≥0(或()f x ' ≤0)且()f x '在任一子区间上不恒为零,则有()f x 在(,)a b 上为单调递增(减) 函数。
解:由已知得()f x '=21(1)a x -+,由题意可得()f x '=()211a x -+≥0在(1,1)-上恒成立, 即1a ≥,而当1a =时,()f x '=0恒成立,所以当1a =时,()f x 不是单调递增函数,所以a >1。
导数易错题解析汇总
6、 求导公式,注意对数,指数,幂函数求导 7、 考察导数定义的题目 ,如 20 课时知识点第 3 题
以下几个题目仅供参考:
【1】判断函数 f ( x) (1 x)
1 x 的奇偶性. 1 x
【答案】:既不是奇函数也不是偶函数 【2】函数 y= 5 4x x 2 的单调增区间是_________ 【答案】: [5, 2] 【3】已知奇函数 f(x)是定义在(-3,3)上-3)<0,求 x 的取值范围. 【答案】:{x|2<x< 6 } 【原题 15】求函数 y 36x 12 6x 5 的单调区间.
1 1 与 y= x 都是减函数, x 4 2 3 1 1 1 1 ∴ y= ( x x ) 在(-∞, 1]上是增函数, ( x x ) max=- , 4 4 2 4 2 3 3 ∴ a>- , 故 a 的取值范围是(- , +∞). 4 4 1 1 利用新建函数 y= ( x x ) 的单调性转换为函数最值巧妙地求出了实数 a 的取值范围.此法也叫主元法. 4 2
1、 审题:看清让求的是切线方程、切线斜率还是切线倾斜角 2、 在曲线上找一点,使它到已知直线距离最大(或最小) :切线斜率=直线斜率。如 21 课时 12 题 3、 (sina)’=cosa (a 为常数)错!应等于 0! 求导:Y=x’2+cosπ , y’=2x
4、 求切线方程两类题型:在点(简单) ,过点(复杂) 5、 k=tana,倾斜角 a 范围【0,π ) k 与 a 互推
当 x∈(-∞, 1]时, y=
2 【原题 18】已知函数 f ( x) x ax 3 a 若 x [2, 2] 时, f ( x ) ≥0 恒成立,求 a 的取值范围.
导数易错题归类分析
故选择答案:
C。
π π
,
4 4
点评:
联系已知题 目 条 件 和 结 论,还 原 导
π π
,
4 2
D.-
函数的本 质,正 确 构 建 与 三 角 函 数 相 关 的 抽
象函数 是 解 决 问 题 的 关 键。 特 别 地,在 解 一
π π
π π
, ∪
,
2 4
4 2
些复杂的 不 等 式 问 题 时,要 合 理 根 据 新 构 建
a≥1,
1,
+∞ )
错因分析:课 本 上 给 出 有 关 单 调 性 的 结
论是:
若 f(
在(
x)
a,
b)上 有 f
'(
x)>0,则 有
在(
上为单调递增函数;
若 f(
x)
a,
b)
x)在
f(
(
上有 f
则有 f(
在(
上为
a,
b)
'(
x)
<0,
x)
a,
b)
单调递减 函 数。需 要 注 意 的 是 这 个 条 件 只 是
f(
,函 数 在 某 一 点 x0
Δx→0
Δx
l
im
处的导数,
就是函数在这一点的函数值的增
(
(
系;
利用导数求函数的切线;
2)
3)利 用 导 数
量与自变量的增量的比值 在 自 变 量 的 增 量 趋
值和 最 值。 这 些 内 容 都 是 高 考 的 重 点 和 难
增量 Δx 必 须 保 持 对 应 一 致,它 是 非 零 的 变
- 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)。
导数经典易错题解析导数经典易错题解析 1.(2010安徽卷理)已知函数()f x 在R 上满足2()2(2)88f x f x x x =--+-,则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程是( )A.21y x =-B.y x =C.32y x =-D.23y x =-+答案 A解析 由2()2(2)88f x f x xx =--+-得几何2(2)2()(2)8(2)8f x f x x x -=--+--,即22()(2)44f x f x xx --=+-,∴2()f x x =∴/()2f x x=,∴切线方程12(1)y x -=-,即210x y --=选A2(2010江西卷文)若存在过点(1,0)的直线与曲线3y x =和21594y axx =+-都相切,则a 等于( )A .1-或25-64B .1-或214C .74-或25-64 D .74-或7 答案 A解析 设过(1,0)的直线与3y x =相切于点30(,)x x ,所以切线方程为 323()y x x x x -=-即23032y x x x =-,又(1,0)在切线上,则0x=或032x=-,当0x=时,由0y =与21594y axx =+-相切可得2564a =-,当032x=-时,由272744y x =-与21594y ax x =+-相切可得1a =-,所以选A .3(2008年福建卷12)已知函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象如下图,那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是( )答案 D4(2007年福建理11文)已知对任意实数x ,有()()()()f x f x g x g x -=--=,,且0x >时,()0()0f x g x ''>>,,则0x <时( )A .()0()0f x g x ''>>,B .()0()0f x g x ''><,C .()0()0f x g x ''<>,D .()0()0f x g x ''<<,答案 B.5(2007年海南理10)曲线12ex y =在点2(4e),处的切线与坐标轴所围三角形的面积为( ) A .29e 2B.24eC.22eD.2e答案 D6.(2007年江苏9)已知二次函数2()f x ax bx c =++的导数为'()f x ,'(0)0f >,对于任意实数x都有()0f x ≥,则(1)'(0)f f 的最小值为( )A .3B .52C .2D .32答案 C 8已知函数()y f x =的图象在点(1(1))M f ,处的切线方程是122y x =+,则(1)(1)f f '+= . 答案 3 9如图,函数()f x 的图象是折线段ABC ,其中A B C ,,的坐标分别为(04)(20)(64),,,,,,则 ((0))f f =2;0(1)(1)limx f x f x∆→+∆-=∆ .(用数字作答)答案 -210(2010江西卷理)设函数2()()f x g x x =+,曲线()y g x =在点(1,(1))g 处的切线方程为21y x =+,则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处切线的斜率为 ( )A .4B .14-C .2D .12- 答案 A解析 由已知(1)2g '=,而()()2f x g x x ''=+,所以(1)(1)214f g ''=+⨯=故选A力。
11(2009湖南卷文)若函数()y f x =的导函数...在区间[,]a b 上是增函数,则函数()y f x =在区间[,]a b 上的图象可能是 ( )A. B . C . D .解析 因为函数()y f x =的导函数...()y f x '=在区间[,]a b 上是增函数,即在区间[,]a b 上各点处的斜率k是递增的,由图易知选A. 注意C 中y k '=为常数噢.12(2009天津卷理)设函数1()ln (0),3f x x x x =->则()y f x = ( )A 在区间1(,1),(1,)e e 内均有零点。
B 在区间1(,1),(1,)e e内均无零点。
C 在区间1(,1)e 内有零点,在区间(1,)e 内无零点。
D 在区间1(,1)e内无零点,在区间(1,)e 内有零点。
【考点定位】本小考查导数的应用,基础题。
解析 由题得xx x x f 33131)`(-=-=,令0)`(>x f 得3>x ;令0)`(<x f 得30<<x ;0)`(=x f 得3=x ,故知函数)(x f 在区间)3,0(上为减函数,在区间),3(+∞oo yoyoyy为增函数,在点3=x 处有极小值03ln 1<-;又()0131)1(,013,31)1(>+=<-==ee f e e f f ,故选择D 。
12.若曲线()2f x axInx=+存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是 .解析 解析 由题意该函数的定义域0x >,由()12fx ax x'=+。
因为存在垂直于y 轴的切线,故此时斜率为0,问题转化为0x >范围内导函数()12f x ax x'=+存在零点。
解法1 (图像法)再将之转化为()2g x ax =-与()1h x x =存在交点。
当0a =不符合题意,当0a >时,如图1,数形结合可得显然没有交点,当0a <如图2,此时正好有一个交点,故有0a <应填(),0-∞ 或是{}|0a a <。
解法 2 (分离变量法)上述也可等价于方程120ax x+=在()0,+∞内有解,显然可得()21,02a x=-∈-∞13(2009陕西卷理)设曲线1*()n y xn N +=∈在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为nx ,令lg nnax =,则1299a aa +++L 的值为 .答案 -21*1112991299()'(1)'|11(1)(1)11298991...lg ...lg ...lg 22399100100n n n x n y x n N y x y n x y n y n x nx n a a a x x x ++==∈∴==+⇒=+⇒-=+-=++++====-g g g g 解析:点(1,1)在函数的图像上,(1,1)为切点,的导函数为切线是:令y=0得切点的横坐标:14(2009浙江文)(本题满分15分)已知函数32()(1)(2)f x x a x a a x b=+--++(,)a b ∈R .(I )若函数()f x 的图象过原点,且在原点处的切线斜率是3-,求,a b 的值;(II )若函数()f x 在区间(1,1)-上不单调...,求a 的取值范围.解析 (Ⅰ)由题意得)2()1(23)(2+--+='a a x a x x f又⎩⎨⎧-=+-='==3)2()0(0)0(a a f b f ,解得0=b ,3-=a 或1=a(Ⅱ)函数)(x f 在区间)1,1(-不单调,等价于导函数)(x f '在)1,1(-既能取到大于0的实数,又能取到小于0的实数即函数)(x f '在)1,1(-上存在零点,根据零点存在定理,有)1()1(<'-'f f , 即:)]2()1(23)][2()1(23[<+---+--+a a a a a a整理得:0)1)(1)(5(2<-++a a a ,解得15-<<-a15.(2009北京文)(本小题共14分)设函数3()3(0)f x xax b a =-+≠.(Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,())f x 处与直线8y =相切,求,a b 的值;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点. 解析 本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力. (Ⅰ)()'233f x x a =-,∵曲线()y f x =在点(2,())f x 处与直线8y =相切,∴()()()'203404,24.86828f a a b a b f ⎧=-=⎧=⎧⎪⎪⇒⇒⎨⎨⎨=-+==⎪⎩⎪⎩⎩(Ⅱ)∵()()()'230fx x a a =-≠,当0a <时,()'0f x >,函数()f x 在(),-∞+∞上单调递增,此时函数()f x 没有极值点. 当0a >时,由()'0fx x a=⇒=±当(,x a ∈-∞-时,()'0f x >,函数()f x 单调递增, 当(,x a a ∈-时,()'0f x <,函数()f x 单调递减,当),x a ∈+∞时,()'0f x >,函数()f x 单调递增,∴此时x a =()f x 的极大值点,x a =()f x 的极小值点.16.设函数321()(1)4243f x xa x ax a=--++,其中常数a>1(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)若当x≥0时,f(x)>0恒成立,求a 的取值范围。
解析 本题考查导数与函数的综合运用能力,涉及利用导数讨论函数的单调性,第一问关键是通过分析导函数,从而确定函数的单调性,第二问是利用导数及函数的最值,由恒成立条件得出不等式条件从而求出的范围。
解析 (I ))2)(2(4)1(2)(2a x x a x a x x f --=++-='由1>a 知,当2<x 时,0)(>'x f ,故)(x f 在区间)2,(-∞是增函数;当a x 22<<时,0)(<'x f ,故)(x f 在区间)2,2(a 是减函数; 当a x 2>时,0)(>'x f ,故)(x f 在区间),2(+∞a 是增函数。
综上,当1>a 时,)(x f 在区间)2,(-∞和),2(+∞a 是增函数,在区间)2,2(a 是减函数。
(II )由(I )知,当0≥x 时,)(x f 在a x 2=或0=x 处取得最小值。
aa a a a a a f 2424)2)(1()2(31)2(23+⋅++-=aa a 2443423++-=af 24)0(=由假设知⎪⎩⎪⎨⎧>>>,0)0(,0)2(1f a f a 即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>>-+->.024,0)6)(3(34,1a a a a a 解得 1<a<6故a 的取值范围是(1,6)17(2009辽宁卷理)(本小题满分12分) 已知函数f(x)=21x 2-ax+(a -1)ln x ,1a >。