含参数导数方法总结

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含参数导数方法总结

含参数导数方法总结

导数题型总结(解析版)体型一:关于二次函数的不等式恒成立的主要解法:1、分离变量;2变更主元;3根分布;4判别式法5、二次函数区间最值求法:(1)对称轴(重视单调区间)与定义域的关系(2)端点处和顶点是最值所在其次,分析每种题型的本质,你会发现大部分都在解决“不等式恒成立问题"以及“充分应用数形结合思想”,创建不等关系求出取值范围。

注意寻找关键的等价变形和回归的基础一、基础题型:函数的单调区间、极值、最值;不等式恒成立;1、此类问题提倡按以下三个步骤进行解决:第一步:令得到两个根;第二步:画两图或列表;第三步:由图表可知;其中不等式恒成立问题的实质是函数的最值问题,2、常见处理方法有三种:第一种:分离变量求最值-——--用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(>0,=0,<0)第二种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-—--—(已知谁的范围就把谁作为主元);例1:设函数在区间D上的导数为,在区间D上的导数为,若在区间D上,恒成立,则称函数在区间D上为“凸函数",已知实数m是常数,(1)若在区间上为“凸函数",求m的取值范围;(2)若对满足的任何一个实数,函数在区间上都为“凸函数”,求的最大值.解:由函数得(1) 在区间上为“凸函数”,则在区间[0,3]上恒成立解法一:从二次函数的区间最值入手:等价于∵当时, 恒成立,当时,恒成立等价于的最大值()恒成立,而()是增函数,则(2)∵当时在区间上都为“凸函数"则等价于当时恒成立变更主元法再等价于在恒成立(视为关于m的一次函数最值问题)例2a的取值范围.解:(Ⅰ)令得的单调递减区间为(-,a)和(3a,+)∴当x=a时,极小值= 当x=3a时,极大值=b。

(Ⅱ)由||≤a,得:对任意的恒成立①则等价于这个二次函数的对称轴(放缩法)即定义域在对称轴的右边,这个二次函数的最值问题:单调增函数的最值问题。

上是增函数。

穿透迷雾求归路――对含有参数的导数问题的一些分析

穿透迷雾求归路――对含有参数的导数问题的一些分析

穿透迷雾求归路――对含有参数的导数问题的一些分析 延安中学 黄伟谨 内容简介:导数作为最为重要的数学工具之一,在数学物理等学科中有非常广泛的应用。

自从导数内容成为高中数学教材以后,与导数有关的问题特别是含有参数的导数问题成为近年来高考的热点。

含有参数的导数问题自然与成为了中学数学老师和学生重点关注的对象。

由于含有参数的导数问题在解题过程中往往需要对参数进行求值或讨论分析,本文主要介绍了几种常用的求值方法,以及如何用分类及构造的方法求参数的取值范围。

关键词:参数 导数 极值 最值 分类讨论 构造导数作为最为重要的数学工具之一,在数学物理等学科中有非常广泛的应用。

自从导数内容成为高中数学教材以后,与导数有关的问题特别是含有参数的导数问题成为近年来高考的热点。

含有参数的导数问题自然与成为了中学数学老师和学生重点关注的对象。

由于含有参数的导数问题在解题过程中往往需要对参数进行求值或讨论分析,因此它也是高中学生答题的难点,本文主要针对这一问题加以分析讨论,以供参考。

对含有参数的导数问题中的参数进行求值。

比较常见与典型的有下面几种情况:在含在参数的导数问题中,最为常见的一类求值问题是已知函数的极值点(有时是最值),利用函数)(x f y =在在0x x =处取得极大值或极小值时,此时0)('=x f 将0x x =代入即可求出参数的值。

例一.(2012年高考(江苏))若函数)(x f y =在0x x =处取得极大值或极小值,则称0x 为函数)(x f y =的极值点.已知a b ,是实数,1和1-是函数32()f x x ax bx =++的两个极值点.(1)求a 和b 的值;解:(1)由32()f x x ax bx =++,得2()32f'x x ax b =++.∵1和1-是函数32()f x x ax bx =++的两个极值点,∴ (1)32=0f'a b =++,(1)32=0f'a b -=-+,解得==3a b -0,.另一类常见的对参数求值的问题主要研究函数m x g x f +=)()((其中)(x g 为已知函数),在这一问题中由于)(x g 是已知的,所以函数m x g x f +=)()(的基本图形是固定的,参数m 仅仅决定函数m x g x f +=)()(的上下位置。

第03讲 含参讨论的方法与步骤:“三看”

第03讲 含参讨论的方法与步骤:“三看”

含参讨论的方法与步骤:“三看”
注:只看导数导函数的形式,比如:一次型、指数型、对数型(以上三种型均为单调型)、二次型、类二次型(比如乘积的形式)等,所以要学会画函数图象(在函数的单调性的那一节已经把函数图象给出).
①“一看”最高项系数是否含参,含参要把参数为零的情况进行讨论;(“一看”系数是否为0).
②“二看”函数是否有极值点,即导函数方程是否有根:(“二看”是否有根)
1)一次型()f x ax b '=+,讨论0a >,令()0f x '=求根;讨论0a <,令()0f x '=求根.
2)二次型()2f x ax bx c '=++,讨论0a >,求∆,先令0∆≤,则()f x 在定义域内单调递增,先令0∆>,求()0f x '=根;讨论0a <,求∆,先令0∆≤,则()f x 在定义域内单调递减,先令0∆>,求()00f x '=根.
3)指数型()x f x k a b '=⋅+,若()0f x '=即x b a k −=
,若0b k −<,方程无根,即函数()f x 单调(增减可看图象);若0b k
−>,方程有根. ③“三看”根(极值点)的大小:
1)先比较根与根的大小(两根以上时,一般分成三种情况,一根左边,相等,右边).
2)根与定义域的关系:(在定义内,不在定义域内(包括端点)).。

导数在数学含参问题中的应用

导数在数学含参问题中的应用

导数在数学含参问题中的应用新课程利用导数解决含参问题或恒成立问题,导数是分析和解决问题的有效工具。

但学生在运用导数解决含参的问题时,往往会束手无措,特别是对其中的分离参数无法纯粹的分离出来感到苦恼。

其实这一部分主要就是根据函数的单调性求出函数在一定条件下的最值,进而解决恒成立问题,含参数问题既是高中教学的重点和难点,又是历年高考的热点。

本文从常见题型对含参函数问题进行了分析与研究,着重介绍常见题型利用导数解决这些问题的基本策略。

标签:导数函数的单调性参数的取值范围恒成立导数的思想最初是由法国的数学家费马(Fermat)为研究极值问题而引入的,但随着人们对导数概念和性质的进一步认识和研究便发现它的引出和定义始终贯穿着函数思想。

新课程增加了导数的内容,随着课改的不断深入,导数知识考查的要求逐渐加强它在解决函数的含参问题上带来了很大的便利。

以函数为载体,以导数为工具,运用导数确定含参数函数的参数取值范围是一类常见的探索性问题,主要是求存在性问题或恒成立问题中的参数的范围。

解决这类问题,主要是运用等价转化的数学思想,通过不断地转化,把不熟悉、不规范、复杂的问题转化为熟悉、规范甚至模式化、简单的问题。

解决的主要途径是将含参数不等式的存在性或恒成立问题根据其不等式的结构特征,恰当地构造函数,等价转化为含参函数的最值讨论。

这也是最近几年高考在命题是在函数与导数交汇试题的显著特点和命题趋向。

由于这类题目涉及的知识面广,综合性强,不少考生在处理这类问题时,不知道确定参数范围的函数关系或不等关系从何而来,以至于处于无从下手的盲区,希望下面一些拙见能对一些考生的备考有所作用。

一、含参函数的单调性的问题导数的运算,导数与函数单调性的关系,利用导数的性质对参数进行分类讨论综合运用化归与转化的思想。

【例1】已知函数f(x)=lnx-a2x2+ax(a∈R).(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在区间(1,+∞)上是减函数,求实数a的取值范围.解析:(1)当a=1时,f(x)=lnx-x2+x,其定义域是(0,+∞),f′(x)= -2x+1=令f′(x)=0,即- =0,解得x=- 或x=1∵x>0,∴x=1.当00;当x>1时,f′(x)0,∴f(x)在区间(1,+∞)上为增函数,不合题意.②当a>0时,f′(x)≤0(x>0)等价于(2ax+1)(ax-1)≥0(x>0),即x≥,此时f(x)的单调递减区间为.③当a0)等价于(2ax+1)(ax-1)≥0(x>0),即x≥- ,此时f(x)的单调递减区间为得a≤- .综上,实数a的取值范围是∪[1,+∞).【例2】已知函数f(x)= -2x2+lnx,其中a为常数.(1)若a=1,求函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在区间[1,2]上为单调函数,求a的取值范围.解析:(1)若a=1,则f(x)=3x-2x2+lnx的定义域为(0,+∞),f′(x)= -4x+3= = (x>0).当x∈(0,1),f′(x)>0时,函数f(x)=3x-2x2+lnx单调递增.当x∈(1,+∞),f′(x)<0时,函数f(x)=3x-2x2+lnx单调递减.故函数f (x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).(2)f′(x)= -4x+ ,若函数f(x)在区间[1,2]上为单调函数,即在[1,2]上,f′(x)= -4x+ ≥0或f′(x)= -4x+ ≤0,即-4x+ ≥0或-4x+ ≤0在[1,2]上恒成立.即≥4x- 或≤4x- .令h(x)=4x- ,因为函数h(x)在[1,2]上单调递增,所以≥h(2)或≤h(1),即≥ 或≤3,解得a<0或0<a≤ 或a≥1.二、含参函数中的恒成立问题可先利用题设条件建立变量的关系式,将所求变量和另一已知变量分离或半分离(无法纯粹的分离),得到函数关系,从而使这种具有函数背景的范围问题迎刃而解,再由已知变量的范围求出函数的值域,即为所求变量的范围。

导数含参数的知识点

导数含参数的知识点

导数含参数的知识点
嘿,咱今天就来好好聊聊导数含参数这个事儿!你想想看啊,导数就像是一个神奇的工具,能帮我们理解函数变化的快慢。

可当这导数里有了参数,哇哦,那就像是一场更刺激的冒险了!
比如说,有个函数f(x)=ax²+bx+c,这里的 a 就是个参数呀!当 a 的
值变化的时候,整个函数的图像形态都会发生改变呢!这不就好像你换了一套不同风格的衣服,整个人的感觉都不一样了嘛!
咱再举个例子,假设有个函数g(x)=mx³+nx²。

如果 m 很大,那这个
函数在某些地方变化得可就超级快呀!就像一辆跑车在赛道上飞驰;要是
m 很小,那可能就像骑自行车,慢悠悠的。

而且哦,研究导数含参数的时候,那真的是要小心又小心。

有时候就差那么一点点,结果可能就完全不同啦!像在解一些题目时,得仔细分析参数的取值范围,这可不能马虎。

比如说要找到函数的极值点,就得根据参数的不同情况来讨论呢!你说这是不是得打起十二分精神?
我就记得有一次做作业,碰到一道导数含参数的题目,我一开始还不以为意,结果越做越觉得不对劲,后来才发现是自己没考虑到参数的一种特殊
情况。

哎呀,那可真是让我懊恼极了!还好我及时发现,重新认真分析,最后终于做出来了,那种成就感真的是无与伦比呀!
总的来说,导数含参数虽然有点难搞,但只要我们认真对待,多做练习,就一定能掌握它!就像我们征服一座高峰一样,虽然过程充满挑战,但登顶之后的喜悦是无法用言语来形容的!加油吧,我们都能行!。

含参变量积分求导法则

含参变量积分求导法则

含参变量积分求导法则
含参变量积分求导法则是微积分中的一个重要概念,它是指对含有参
数的积分函数进行求导的方法。

在实际应用中,含参变量积分求导法
则被广泛应用于物理、工程、经济等领域,具有重要的理论和实际意义。

含参变量积分求导法则的基本思想是将含有参数的积分函数看作一个
整体,然后对其进行求导。

具体来说,假设有一个形如F(x,t)的含参变量积分函数,其中x为自变量,t为参数,那么对其进行求导的方法如下:
首先,将F(x,t)看作一个整体,对其进行求导,即:
dF/dx = ∫(∂F/∂x)dx + ∫(∂F/∂t)dt
其中,第一个积分符号表示对x进行积分,第二个积分符号表示对t
进行积分。

在这个式子中,∂F/∂x表示F对x的偏导数,∂F/∂t表示F 对t的偏导数。

接下来,根据积分的可加性,将第一个积分符号中的∂F/∂x提取出来,得到:
dF/dx = ∂/∂x ∫F(x,t)dt + ∫(∂F/∂t)dt
这个式子就是含参变量积分求导法则的基本形式。

它表示了含参变量
积分函数对自变量x的导数,可以通过对积分函数中的每一个t进行
积分,再对积分结果对x求导得到。

需要注意的是,含参变量积分求导法则只适用于一类特殊的积分函数,即积分上限和下限都是常数的情况。

如果积分上限和下限是变量,那
么就需要使用含参变量积分求导法则的推广形式。

总之,含参变量积分求导法则是微积分中的一个重要概念,它为我们
研究含有参数的积分函数提供了一种有效的方法。

在实际应用中,我
们可以根据这个法则,对含参变量积分函数进行求导,从而得到更加
精确的结果。

含参变量求导

含参变量求导

( x 2 y 2 2)
例3 设曲线Γ由极坐标方程r=r(θ)所确定,试求该 曲线上任一点的切线斜率,并写出过对数螺线
上点 re (e 2 , ) 处的切线的直角坐标方程 2


由极坐标和直角坐标的变换关系知 x r ( ) cos y r ( ) sin
dy dy dt dy 1 ( t ) dx dt dx dt dx ( t ) dt
dy dy dt 即 dx dx dt
x ( t ) 若函数 二阶可导, y ( t )
d ( t ) dt d 2 y d dy ) ( ) ( 2 dx dx dt ( t ) dx dx
5.3 参变量函数的导数
一、由参数方程所确定的函数的导数
x (t ) 若参数方程 确定 y与x间的函数关系 , y (t ) 称此为由参数方程所确定的函数.
x 2t , x 例如 消去参数 t 2 y t , 2 2 x 2 x 1 2 yt ( ) y x 2 4 2 问题: 消参困难或无法消参如何求导?
上式两边对x求导得
1 1 y cos x ln x sin x y x 1 y y(cos x ln x sin x ) x sin x sin x x (cos x ln x ) x
一般地
f ( x ) u( x )v ( x ) ( u( x ) 0)

dy a sin t sin t dy dt dx dx a a cos t 1 cos t dt sin dy 2 1. dx t 2 1 cos 2
所求切线方程为

(完整版)导数含参数取值范围分类讨论题型总结与方法归纳

(完整版)导数含参数取值范围分类讨论题型总结与方法归纳

导数习题题型十七:含参数导数问题的分类讨论问题含参数导数问题的分类讨论问题1.求导后,导函数的解析式含有参数,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式), 导函数为零的实根中有参数也落在定义域内,但不知这些实根的大小关系,从而引起讨论。

★已知函数ax x a x x f 2)2(2131)(23++-=(a 〉0),求函数的单调区间)2)((2)2()(--=++-='x a x a x a x x f ★★例1 已知函数x a xax x f ln )2(2)(+--=(a 〉0)求函数的单调区间 222))(2(2)2()(x a x x x a x a x x f --=++-='★★★例3已知函数()()22211ax a f x x R x -+=∈+,其中a R ∈。

(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程; (Ⅱ)当0a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。

解:(Ⅰ)当1a =时,曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程为032256=-+y x 。

(Ⅱ)由于0a ≠,所以()()12)1(222+-+='x x a x f ,由()'0f x =,得121,x x a a=-=。

这两个实根都在定()()()()()()22'2222122122111a x a x a x x ax a a f x x x ⎛⎫--+ ⎪+--+⎝⎭==++义域R 内,但不知它们之间 的大小。

因此,需对参数a 的取值分0a >和0a <两种情况进行讨论。

(1)当0a >时,则12x x <.易得()f x 在区间1,a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,(),a +∞内为减函数,在区间1,a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭为增函数。

故函数()f x 在11x a =-处取得极小值21f a a ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭;函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。

导数含参数取值范围分类讨论题型总结与方法归纳

导数含参数取值范围分类讨论题型总结与方法归纳

一.含参数导数问题的分类讨论问题求导后,导函数的解析式含有参数,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式), 导函数为零的实根中有参数也落在定义域内,但不知这些实根的大小关系,从而引起讨论。

★例1已知函数ax x a x x f 2)2(2131)(23++-=(a>0),求函数的单调区间 ★★例2已知函数x a x a x x f ln )2(2)(+--=(a>0)求函数的单调区间★★★例3已知函数()()22211ax a f x x R x -+=∈+,其中a R ∈。

(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程; (Ⅱ)当0a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。

练习:已知函数当时,讨论的单调性.二.已知函数的单调性求参数范围可以转化为不等式恒成立问题;.例4.已知函数f (x )=ln a +ln x x在[1,+∞)上为减函数,则实数a 的取值范围为__________.练习:已知函数f (x )=x 3+ax 2-x +c ,且a =f ′⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23. (1)求a 的值;(2)设函数g (x )=(f (x )-x 3)·e x,若函数g (x )在x ∈[-3,2]上单调递增,求实数c 的取值范围.恒成立分参例1:设函数f (x )=kx 3-3x +1(x ∈R ),若对于任意x ∈[-1,1],都有f (x )≥0成立,则实数k 的值为________.练习: 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( )A .[-5,-3]B .[-6,-98]C .[-6,-2] D .[-4,-3]。

专题1 含参数导数问题的分类讨论

专题1 含参数导数问题的分类讨论

专题一 含参数导数问题的分类讨论导数是研究函数的图象和性质的重要工具,自从导数进入高中数学教材以来,有关导数问题几乎是每年高考的必考试题之一.随着高考对导数考查的不断深入,含参数的导数问题成为了历年高考命题的热点.由于含参数的导数问题在解答时往往需要对参数进行分类讨论,如何进行分类讨论成为绝大多数考生答题的难点.模块1 整理方法 提升能力在众多的含参数导数问题中,根据所给的参数的不同范围去讨论函数的单调性是最常见的题目之一,求函数的极值、最值等问题,最终也需要讨论函数单调性.对于含参数导数问题的单调性的分类讨论,常见的分类讨论点有以下三个:分类讨论点1:求导后,考虑()0f x '=是否有实根,从而引起分类讨论;分类讨论点2:求导后,()0f x '=有实根,但不清楚()0f x '=的实根是否落在定义域内,从而引起分类讨论;分类讨论点3:求导后,()0f x '=有实根,()0f x '=的实根也落在定义域内,但不清楚这些实根的大小关系,从而引起分类讨论.以上三点是讨论含参数导数问题的单调性的三个基本分类点,在求解有关含参数导数问题的单调性时,可按上述三点的顺序对参数进行讨论.因此,对含参数的导数问题的分类讨论,还是有一定的规律可循的.当然,在具体解题中,可能要讨论其中的两点或三点,这时的讨论就会复杂一些了,也有些题目可以根据其式子和题目的特点进行灵活处理,减少分类讨论,需要灵活把握.例1设0a >,讨论函数()()()2ln 121f x x a a x a x =+---的单调性. 【解析】()f x 的定义域是()0,+∞.()()()12121f x a a x a x'=+--- ()()221211a a x a x x---+=.令()()()221211g x a a x a x =---+,则()0f x '=的根的情况等价于()0g x =的根的情况.由于()g x 的函数类型不能确定,所以需要对a 进行分类讨论从而确定函数的类型.(1)当1a =时,()g x 是常数函数,此时()1g x =,()10f x x'=>,于是()f x 在()0,+∞上递增.(2)当1a ≠时,()g x 是二次函数,类型确定后,我们首先考虑讨论点1——()0f x '=是否有实根的问题.由于()g x 不能因式分解,所以我们考虑其判别式()()4131a a ∆=--,判别式的正负影响到()0g x =的根的情况,由此可初步分为以下三种情况:①当0∆<,即113a <<时,()0g x =没有实根;②当0∆=,即13a =时,()0g x =有两个相等的实根;③当0∆>,即103a <<或1a >时,()0g x =有两个不等的实根.对于第①种情况,()0g x =没有实根且永远在x 轴上方,于是()0f x '>,所以()f x 在()0,+∞上递增.对于第②种情况,()0g x =有两个相等的实根32x =,于是()0f x '≥,所以()f x 在()0,+∞上递增.对于第③种情况,()0g x =有两个不等的实根,112x a=-和212x a=.由于不知道两根是否落在定义域()0,+∞内,因此要考虑讨论点2,而利用韦达定理进行判断是一个快捷的方法.因为121x x a +=,()12121x x a a =-,所以当103a <<时,有120x x +>且120x x >,此时两个根都在定义域内切120x x <<(因为1x 与2x 的大小关系已经确定,所以不需要考虑讨论点3).由()0f x '>可得10x x <<或2x x >,所以()f x 在()10,x 和()2,x +∞上递增;由()0f x '<可得12x x x <<,所以()f x 在()12,x x 上递减.当1a >时,有120x x +>且120x x <,此时210x x <<,由()0f x '>可得10x x <<,所以()f x 在()10,x 上递增;由()0f x '<可得1x x >,所以()f x 在()1,x +∞上递减.综上所述,当103a <<时,()f x 在()10,x 和()2,x +∞上递增,在()12,x x 上递减;当113a ≤≤时,()f x 在()0,+∞上递增;当1a >时,()f x 在()10,x 上递增,在()1,x +∞上递减.其中112x a=212x a =.【点评】只要按照3个分类讨论点进行思考,就能很好地处理含参数导数问题的单调性.此外,涉及两根与0的大小比较的时候,利用韦达定理往往比较简单.例2已知函数()ln f x x kx k =-+(k ∈R ). (1)求()f x 在[]1,2上的最小值;(2)若1ln 1x a x x ⎛⎫+≥ ⎪ ⎪-⎝⎭对()1,1x ∈-恒成立,求正数a 的最大值.【解析】(1)定义域为()0,+∞,()11kx f x k x x-+'=-=. 法1:①当0k =时,()10f x x'=>,函数()f x 在[]1,2为增函数,所以()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦.②当0k ≠时,令()0f x '=可得1x k=. (i )当10k<,即0k <时,()0f x '>在[]1,2上恒成立,函数()f x 在[]1,2为增函数,所以()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦.(ii )当101k<≤,即1k ≥时,()0f x '≤在[]1,2上恒成立,所以()f x 在[]1,2为减函数,所以()()min 2ln 2f x f k ⎡⎤==-⎣⎦.(iii )当12k ≥,即102k <≤时,()0f x '≥在[]1,2上恒成立,所以()f x 在[]1,2为增函数,所以()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦.(iv )当112k <<,即112k <<时,由()0f x '>可得11x k <<,由()0f x '<可得12x k<<,所以()f x 在11,k ⎛⎫ ⎪⎝⎭上递增,在1,2k ⎛⎫⎪⎝⎭上递减.于是()f x 在[]1,2上的最小值为()10f =或()2ln 2f k =-.当0ln2k <-,即1ln 22k <<时,()()min10f x f ⎡⎤==⎣⎦;当0ln2k ≥-,即ln21k ≤≤时,()()min 2ln 2f x f k ⎡⎤==-⎣⎦.综上所述,当ln2k <时,()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦;当ln2k ≥时,()()min 2ln 2f x f k ⎡⎤==-⎣⎦. 法2:①当0k ≤时,()0f x '>,函数()f x 在[]1,2为增函数,所以()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦. ②当0k >时,由()0f x '>可得10x k <<,由()0f x '<可得1x k >,所以()f x 在10,k ⎛⎫⎪⎝⎭上递增,在1,k ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上递减.于是()f x 在[]1,2上的最小值为()10f =或()2ln 2f k =-.(i )当0ln2k <-,即0ln2k <<时,()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦. (ii )当0ln2k ≥-,即ln2k ≥时,()()min 2ln 2f x f k ⎡⎤==-⎣⎦.综上所述,当ln2k <时,()()min 10f x f ⎡⎤==⎣⎦;当ln2k ≥时,()()min 2ln 2f x f k ⎡⎤==-⎣⎦. (2)解答详见专题三例1.【点评】处理好函数的单调性,就能求出函数的最值.法1是按照常见的3个分类讨论点进行讨论:当0k =时,()0f x '=没有实根.当0k ≠时,()0f x '=有实根1x k=,此时需考虑根在不在定义域[]1,2内.当10k <或101k <≤或12k ≥时,根都不在定义域内(把11k=和12k =并在里面是为了减少分类的情况);当112k<<时,根在定义域内,由于定义域内只有1个根,所以就不用考虑第3个分类讨论点了.法2是根据式子和题目的特点进行分类:由()1f x k x'=-可知当0k ≤时,()f x 在[]1,2上递增;当0k >时,()f x 在()0,+∞上先增后减,所以最小值只能在()1f 或()2f 处取到,此时只需要比较两者的大小就可以了.由于法2是根据式子和题目的特点进行分类的,所以能减少分类的情况.例3设函数()()2ln 1f x x b x =++,其中0b ≠. (1)当12b >时,判断函数()f x 在定义域上的单调性; (2)当0b ≠时,求函数()f x 的极值点.【解析】(1)函数()()2ln 1f x x b x =++的定义域为()1,-+∞,()222211b x x b f x x x x ++'=+=++.令()222g x x x b =++,则48b ∆=-.当12b >时,0∆<,所以()g x 在()1,-+∞上恒大于0,所以()0f x '>,于是当12b >时,函数()f x 在定义域()1,-+∞上递增.(2)首先考虑()0g x =是否有实根. ①当0∆<,即12b >时,由(1)知函数()f x 无极值点.②当0∆=,即12b =时,()0g x =有唯一的实根,()0g x ≥,于是()0f x '≥在()1,-+∞上恒成立,所以函数()f x 在()1,-+∞上递增,从而函数()f x 在()1,-+∞上无极值点.③当0∆>,即12b <时,()0g x =有两个不同的根1x =,2x =,其中12x x <.这两个根是否都在定义域()1,-+∞内呢?这需要对参数b 的取值进一步分类讨论.当0b <时,11x <-,21x =>-,由()0f x '>可得2x x >,由()0f x '<可得21x x -<<,所以()f x 在()21,x -上递减,在()2,x +∞上递增,所以当0b <时,()f x 在()1,-+∞上有唯一极小值点2x =.当102b <<时,1112x -=>-,2112x -+=>-,由()0f x '>可得11x x -<<或2x x >,由()0f x '<可得12x x x <<,所以()f x 在()11,x -上递增,在()12,x x 上递减,在()2,x +∞上递增,所以当102b <<时,()f x 在()1,-+∞上有一个极大值点1x和一个极小值点2x =. 综上所述,当0b <时,()f x 在()1,-+∞上有唯一的极小值点2x =;当102b <<时,()f x有一个极大值点112x -=和一个极小值点212x -=;当1b ≥时,函数()f x 在()1,-+∞上无极值点.12x x <,所以只需要考虑讨论点2,判断这两个根是否都在定义域()1,-+∞内就可以了,显然之间的大小符号待定为,则有11122112bb b -⇔----⇔-⇔1120b b -⇔,所以当0理,判断1x 、2x 与1-的大小关系等价于判断121x x +=-⎧⎪(1x ⎧+⎪模块2 练习巩固 整合提升练习1:设函数()1ln 1x f x a x x -=++,其中a 为常数. (1)若0a =,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程; (2)讨论函数()f x 的单调性. 【解析】(1)当0a =时,()11x f x x -=+,()0,x ∈+∞.此时()()221f x x '=+,于是()112f '=,()10f =,所以曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为210x y --=.(2)函数()f x 的定义域为()0,+∞,()()()()22221211ax a x a a f x x x x x +++'=+=++. ①当0a ≥时,()0f x '>,所以函数()f x 在()0,+∞上递增.②当0a <时,令()()221g x ax a x a =+++,则()()22414421a a a ∆=+-=+. (i )当12a ≤-时,0∆≤,所以()0g x ≤,于是()0f x '≤,所以函数()f x 在()0,+∞上递减.(ii )当102a -<<时,0∆>,此时()0g x =有两个不同的根,()11a x a -++=,()21a x a-+=,12xx <.下判断1x 、2x 是否在定义域()0,+∞内.法1:(待定符号法)()()101210121a a a a a a-+⇔+-+⇔++⇔()221210a a a ++⇔,由于0a >,所以10x >.法2:(韦达定理)由()121221010a x x ax x ⎧++=->⎪⎨⎪=>⎩可得120x x <<. 法3:(图象法)()g x 是开口方向向下的抛物线,对称轴为10a a+->,()00g a =<,由图象可知1x 、2x 都在定义域()0,+∞内.当10x x <<或2x x >时,有()0g x <,()0f x '<,所以函数()f x 递减;当12x x x <<时,有()0g x >,()0f x '>,所以函数()f x 递增.综上所述,当0a ≥时,函数()f x 在()0,+∞上递增;当12a ≤-时,函数()f x 在()0,+∞上递减;当102a -<<时,函数()f x 在()10,a a ⎛-++ ⎪⎝⎭,()1a a ⎛⎫-+-+∞⎪ ⎪⎝⎭上递减,在()()11a a a a ⎛-++-+ ⎪⎝⎭上递增.练习2:设函数()()2ln f x x a x =++.(1)若当1x =-时,()f x 取得极值,求a 的值,并讨论()f x 的单调性; (2)若()f x 存在极值,求a 的取值范围,并证明所有极值之和大于eln2. 【解析】(1)由()10f '-=解得32a =,此时()2123123322x x f x x x x ++'=+=++,由()0f x '>解得312x -<<-或12x >-,由()0f x '<解得112x -<<-,所以()f x 在区间3,12⎛⎫-- ⎪⎝⎭,1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭上递增,在区间11,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭上递减. (2)()f x 的定义域为(),a -+∞,()2221x ax f x x a++'=+,记()2221g x x ax =++,其判别式为248a ∆=-.①若0∆≤,即a ≤时,()0f x '≥在(),a -+∞上恒成立,所以()f x 无极值.②若0∆>,即a >a <()0g x =有两个不同的实根1x =22a x -=,且12x x <,由韦达定理可得121212x x ax x +=-⎧⎪⎨⋅=⎪⎩,即()()()()121212x a x a a x a x a ⎧+++=⎪⎨+⋅+=⎪⎩.(i)当a <10x a +<,20x a +<,即1x a <-,2x a <-,从而()0f x '=在(),a -+∞上没有实根,所以()f x 无极值.(ii)当a 10x a +>,20x a +>,即1x a >-,2x a >-,从而()0f x '=在(),a -+∞上有两个不同的根,且()f x 在1x x =,2x x =处取得极值.综上所述,()f x 存在极值时,a的取值范围为)+∞.()f x 的极值之和为()()()()()()()222121122121212ln ln ln 2f x f x x a x x a x x a x a x x x x +=+++++=⎡++⎤++-⎣⎦,而()()121ln ln 2x a x a ⎡++⎤=⎣⎦,()()222121212212x x x x a a +-=--⨯=-,所以()()21211eln 1ln 1ln 222f x f x a +=+->+=.练习3:已知函数()2e 1x f x ax bx =---,其中a 、b ∈R ,e 2.71828=为自然对数的底数.(1)设()g x 是函数()f x 的导函数,求函数()g x 在区间[]0,1上的最小值; (2)若()10f =,函数()f x 在区间()0,1内有零点,求a 的取值范围. 【解析】(1)()()e 2x g x f x ax b '==--,()e 2x g x a '=-.因为[]0,1x ∈,所以()12e 2a g x a '-≤≤-.①若21a ≤,即12a ≤时,有()e 20x g x a '=-≥,所以函数()g x 在区间[]0,1上递增,于是()()min 01g x g b ⎡⎤==-⎣⎦.②若12e a <<,即1e22a <<时,当()0ln 2x a <<时,()e 20x g x a '=-<,当()ln 21a x <<时()e 20x g x a '=->,所以函数()g x 在区间()()0,ln 2a 上递减,在区间()ln 2,1a ⎡⎤⎣⎦上递增,于是()()()min ln 222ln 2g x g a a a a b ⎡⎤=⎡⎤=--⎣⎦⎣⎦.③若2e a ≥,即e2a ≥时,有()e 20x g x a '=-≤,所以函数()g x 在区间[]0,1上递减,于是()()min 1e 2g x g a b ⎡⎤==--⎣⎦.综上所述,()g x 在区间[]0,1上的最小值为()()min11,21e 22ln 2,22e e 2,2b a g x a a a b a a b a ⎧-≤⎪⎪⎪⎡⎤=--<<⎨⎣⎦⎪⎪--≥⎪⎩.(2)法1:由()10f =可得e 10a b ---=,于是e 1b a =--,又()00f =,所以函数()f x 在区间()0,1内有零点,则函数()f x 在区间()0,1内至少有三个单调区间.由(1)知当12a ≤或e2a ≥时,函数()g x 即()f x '在区间[]0,1上递增或递减,所以不可能满足“函数()f x 在区间()0,1内至少有三个单调区间”这一要求.若1e22a <<,则()()()min22ln 232ln 2e 1g x a a a b a a a ⎡⎤=--=---⎣⎦.令()()32ln 2e 1h x x x x =---(1e 22x <<),则()()12ln 2h x x '=-.由()0h x '>可得1e2x <<,由()0h x '<e e2x <<,所以()h x 在区间1e 2⎛ ⎝上递增,在区间e e 2⎫⎪⎪⎭上递减,所以()max e e e e 32ln 2e 1e e 10h x h ⎡⎤⎡⎤==---=--<⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦,即()min 0g x ⎡⎤<⎣⎦,于是函数()f x 在区间()0,1内至少有三个单调区间⇔()()02e 0110g a g a ⎧=-+>⎪⎨=-+>⎪⎩,由此解得e 21a -<<,又因为1e22a <<,所以e 21a -<<.综上所述,a 的取值范围为()e 2,1-.法2:由()10f =可得e 10a b ---=,于是e 1b a =--,又()00f =,所以函数()g x 在区间()0,1上至少有两个零点.()e e 10e 2e 1021x xg x ax a a x -+=⇔--++=⇔=-,所以()g x 在区间()0,1上至少有两个零点y a ⇔=与()e e 121x k x x -+=-,110,,122x ⎛⎫⎛⎫∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象至少有两个交点.()()()22e 3e 2e 121x x x k x x -+-'=-,令()()2e 3e 2e 1x x p x x =-+-,则()()e 21x p x x '=-,由()0p x '>可得12x >,由()0p x '<可得12x <,所以()p x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上递减,在1,12⎛⎫⎪⎝⎭上递增,()min12e 2e 202p x p ⎛⎫⎡⎤==-> ⎪⎣⎦⎝⎭,所以()0k x '>,于是 ()k x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上递增,在1,12⎛⎫⎪⎝⎭上也递增.因为()0e 2k =-,()11k =,当12x -→时,()k x →+∞,当12x +→时,()k x →-∞,于是y a =与()e e 121x k x x -+=-,110,,122x ⎛⎫⎛⎫∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象有两个交点时,a 的取值范围是() -.e2,1。

导数与函数的单调性(含参-导函数为二次函数型)

导数与函数的单调性(含参-导函数为二次函数型)
导数与(二次)函数的单调性 专题知识点与方法
一、导数与函数的单调性
一、导数与函数的单调性
二、经典例题ຫໍສະໝຸດ 答案解析二、经典例题
答案解析
二、经典例题
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二、经典例题
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二、经典例题
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二、经典例题
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二、经典例题
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三、课后练习
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三、课后练习
答案解析
三、课后练习
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知识总结
导数二次型常见题型以及需要注意的事项: 题型一:求参数范围方法:①分离参数 ②根据二次函数根的分布求解
注意事项:①关注参数临界值。②审题注意“恒成立”“存在”的差异 题型二:讨论参数范围求解函数性质(单调性、最值性、极值性)
注意事项:①步骤得分 ②逻辑条理
课后总结
1、本节课的主讲内容是: 2、学生的学习状态(收获与不足) 3、针对学生的不足之处,老师的一个合理化建议是什么

(完整版)导数中含参数单调性及取值范围

(完整版)导数中含参数单调性及取值范围

应用导数的概念及几何意义解题仍将是高考出题的基本出发点;利用导数研究函数的单调性、极值、最值、图象仍将是高考的主题;利用导数解决生活中的优化问题将仍旧是高考的热点;将导数与函数、解析几何、不等式、数列等知识结合在一起的综合应用,仍将是高考压轴题. 一.含参数函数求单调性(求可导函数单调区间的一般步骤和方法:(1)确定函数定义域;(2)求导数;(3)令导数大于0,解得增区间, 令导数小于0,解得减区间.)例1(2012西2)已知函数2221()1ax a f x x +-=+,其中a ∈R .(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在原点处的切线方程; (Ⅱ)求)(x f 的单调区间.(Ⅰ)解:当1a =时,22()1xf x x =+,22(1)(1)()2(1)x x f x x +-'=-+. ………………2分由(0)2f '=, 得曲线()y f x =在原点处的切线方程是20x y -=.…………3分(Ⅱ)解:2()(1)()21x a ax f x x +-'=-+. ………………4分① 当0a =时,22()1xf x x '=+.所以()f x 在(0,)+∞单调递增,在(,0)-∞单调递减. ………………5分 当0a ≠,21()()()21x a x a f x a x +-'=-+.② 当0a >时,令()0f x '=,得1x a =-,21x=,()f x 与()f x '的情况如下:故)(x f 的单调减区间是(,)a -∞-,1(,)a+∞;单调增区间是1(,)a a -. ………7分③ 当0a <时,()f x 与()f x '的情况如下:所以()f x 的单调增区间是1(,)a -∞;单调减区间是1(,)a a--,(,)a -+∞. ………………9分(Ⅲ)解:由(Ⅱ)得, 0a =时不合题意. ………………10分当0a >时,由(Ⅱ)得,)(x f 在1(0,)a 单调递增,在1(,)a +∞单调递减,所以)(x f 在(0,)+∞上存在最大值21()0f a a=>.设0x 为)(x f 的零点,易知2012a x a-=,且01x a<.从而0x x >时,()0f x >;0x x <时,()0f x <.若)(x f 在[0,)+∞上存在最小值,必有(0)0f ≤,解得11a -≤≤.所以0a >时,若)(x f 在[0,)+∞上存在最大值和最小值,a 的取值范围是(0,1].…………12分当0a <时,由(Ⅱ)得,)(x f 在(0,)a -单调递减,在(,)a -+∞单调递增,所以)(x f 在(0,)+∞上存在最小值()1f a -=-.若)(x f 在[0,)+∞上存在最大值,必有(0)0f ≥,解得1a ≥,或1a ≤-.所以0a <时,若)(x f 在[0,)+∞上存在最大值和最小值,a 的取值范围是(,1]-∞-.综上,a 的取值范围是(,1](0,1]-∞-U . ………………14分例2 设函数f (x )=ax -(a +1)ln(x +1),其中a ≥-1,求f (x )的单调区间. 【解析】由已知得函数()f x 的定义域为(1,)-+∞,且'1()(1),1ax f x a x -=≥-+(1)当10a -≤≤时,'()0,f x <函数()f x 在(1,)-+∞上单调递减,(2)当0a >时,由'()0,f x =解得1.x a='()f x 、()f x 随x 的变化情况如下表从上表可知 当1(1,)x a∈-时,'()0,f x <函数()f x 在1(1,)a -上单调递减.当1(,)x a ∈+∞时,'()0,f x >函数()f x 在1(,)a+∞上单调递增.综上所述:当10a -≤≤时,函数()f x 在(1,)-+∞上单调递减.当0a >时,函数()f x 在1(1,)a -上单调递减,函数()f x 在1(,)a+∞上单调递增.已知函数322()1,a f x x x=++其中0a >.(I )若曲线()y f x =在(1,(1))f 处的切线与直线1y =平行,求a 的值; (II )求函数()f x 在区间[1,2]上的最小值.解:3332222()()2a x a f x x x x -'=-=,0x ≠. .........................................2分 (I )由题意可得3(1)2(1)0f a '=-=,解得1a =, ........................................3分此时(1)4f =,在点(1,(1))f 处的切线为4y =,与直线1y =平行 故所求a 值为1. ........................................4分(II )由()0f x '=可得x a =,0a >, ........................................ 5分①当01a <≤时,()0f x '>在(1,2]上恒成立 , 所以()y f x =在[1,2]上递增, .......6分所以()f x 在[1,2]上的最小值为3(1)22f a =+ . ........................................7分②当12a <<时,由上表可得()y f x =在[1,2]上的最小值为2()31f a a =+ . ......................................11分③当2a ≥时,()0f x '<在[1,2)上恒成立,所以()y f x =在[1,2]上递减 . ......................................12分 所以()f x 在[1,2]上的最小值为3(2)5f a =+ . .....................................13分综上讨论,可知:当01a <≤时, ()y f x =在[1,2]上的最小值为3(1)22f a =+; 当12a <<时,()y f x =在[1,2]上的最小值为2()31f a a =+;当2a ≥时,()y f x =在[1,2]上的最小值为3(2)5f a =+.练习 1 已知函数211()ln (0)22f x a x x a a =-+∈≠且R . (2012海淀一模) (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数a ,使得对任意的[)1,x ∈+∞,都有()0f x ≤?若存在 ,求a 的....................................10分取值范围;若不存在,请说明理由. 2(2012顺义2文)(.本小题共14分)已知函数2()(1)2ln ,f x a x x =-+()2g x ax =,其中1a > (Ⅰ)求曲线()y f x =在(1,(1))f 处的切线方程; (Ⅱ)设函数()()()h x f x g x =-,求()h x 的单调区间. 3(2012朝1)18. (本题满分14分) 已知函数()2()1e x f x ax =-⋅,a ∈R .(Ⅰ)若函数()f x 在1x =时取得极值,求a 的值; (Ⅱ)当0a ≤时,求函数()f x 的单调区间.二参数范围有单调性时分离常数法例(东2)已知函数21()2e 2x f x x x a =-+-. (Ⅰ)若1a =,求()f x 在1x =处的切线方程; (Ⅱ)若)(x f 在R 上是增函数,求实数a 的取值范围.解:1)由1a =,21()2e 2x f x x x =-+-,3(1)e 2f =-, ………1分 所以()2e x f x x '=-+-. …………3分又(1)1e f '=-,所以所求切线方程为3(e)(1e)(1)2y x --=--即2(1e)210x y --+=. …………5分(Ⅱ)由已知21()2e 2x f x x x a =-+-,得()2e x f x x a '=-+-.因为函数)(x f 在R 上是增函数,所以()0f x '≥恒成立,即不等式 2e 0x x a -+-≥恒成立.………………9分整理得2e x x a -+≤. 令2(),e x x g x -+=3().e xx g x -'=………………11分,(),()x g x g x '的变化情况如下表:由此得3(3)e a g a -≤-=,即的取值范围是(3,e-⎤-∞-⎦. ………………13分练习1(2012怀柔2)设a ∈R ,函数233)(x ax x f -=.(Ⅰ)若2=x 是函数)(x f y =的极值点,求实数a 的值;(Ⅱ)若函数()()xg x e f x =在]2,0[上是单调减函数,求实数a 的取值范围.解:(Ⅰ)2()363(2)f x ax x x ax '=-=-.因为2x =是函数()y f x =的极值点,所以(2)0f '=,即6(22)0a -=,所以1a =.经检验,当1a =时,2x =是函数()y f x =的极值点.即1a =.----------------------------------------------------------------------------------6分(Ⅱ)由题设,'322()(336)x g x e ax x ax x =-+-,又x e >,所以,(0,2]x ∀∈,3223360ax x ax x -+-≤,这等价于,不等式2322363633x x x a x x x x ++≤=++对(0,2]x ∈恒成立.令236()3x h x x x+=+((0,2]x ∈),则22'22223(46)3[(2)2]()0(3)(3)x x x h x x x x x ++++=-=-<++,---------------------------10分所以()h x 在区间0,2](上是减函数,所以()h x 的最小值为6(2)5h =.----------------------------------------------------12分所以65a ≤.即实数a的取值范围为6(,]5-∞.-----------------------------------13分2(2012石景山1)已知函数2()2ln f x x a x =+.(Ⅰ)若函数()f x 的图象在(2,(2))f 处的切线斜率为1,求实数a 的值; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅲ)若函数2()()g x f x x=+在[1,2]上是减函数,求实数a 的取值范围. 分类讨论求参数例2(2012昌平1)已知函数.ax xx x f ++=1ln )((a 为实数) (I )当0=a 时, 求)(x f 的最小值;(II )若)(x f 在),2[+∞上是单调函数,求a 的取值范围解:(Ⅰ) 由题意可知:0>x ……1分当0=a 时21)(xx x f -=' …….2分当10<<x 时,0)(<'x f 当1>x 时,0)(>'x f ……..4分故1)1()(min ==f x f . …….5分(Ⅱ) 由222111)(x x ax a x x x f -+=+-='① 由题意可知0=a 时,21)(x x x f -=',在),2[+∞时,0)(>'x f 符合要求 …….7分 ② 当0<a 时,令1)(2-+=x ax x g故此时)(x f 在),2[+∞上只能是单调递减0)2(≤'f 即04124≤-+a 解得41-≤a …….9分当0>a 时,)(x f 在),2[+∞上只能是单调递增 0)2(≥'f 即,04124≥-+a 得41-≥a故0>a …….11分综上),0[]41,(+∞⋃--∞∈a …….13分根据性质求范围)(零点例(2012昌平2)已知函数2()4ln 6f x x ax x b =+-+(a ,b 为常数), 且2x =为()f x 的一个极值点. (Ⅰ) 求a 的值;(Ⅱ) 求函数()f x 的单调区间;(Ⅲ) 若函数()y f x =有3个不同的零点,求实数b 的取值范围.解: (Ⅰ) 函数f (x )的定义域为(0,+∞)……1分∵ f ′ (x ) =624-+ax x……2分 ∴06422=-+='a )(f ,则a = 1.………4分(Ⅱ)由(Ⅰ) 知b x x x x f +-+=6ln 4)(2∴ f ′ (x ) =xx x x x x x x )1)(2(24626242--=+-=-+ ………6分 由f ′ (x ) > 0可得x >2或x <1,由f ′ (x ) < 0可得1< x <2. ∴ 函数f ( x ) 的单调递增区间为 (0 ,1) 和 (2,+ ∞ ),单调递减区间为 (1 , 2 ). ………9分(Ⅲ) 由(Ⅱ)可知函数f (x )在(0,1)单调递增,在(1,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增. 且当x =1或x =2时,f ′ (x ) = 0. ………10分∴ f (x ) 的极大值为5611ln 4)1(-=+-+=b b f ………11分f (x )的极小值为b b f +-=+-+=82ln 41242ln 4)2( ……12分由题意可知⎩⎨⎧<+-=>-=082ln 4)2(05)1(b f b f 则 2ln 485-<<b ………14分最值 例(2012海2)已知函数22()3x af x x a+=+(0a ≠,a ∈R ). (Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)当1a =时,若对任意12,[3,)x x ∈-+∞,有12()()f x f x m -≤成立,求实数m 的最小值.解:222()(3)'()(3)x a x a f x x a --+=+.令'()0f x =,解得x a =或3x a =-. ……………………………………2分(Ⅰ)当0a >时,'()f x ,()f x 随着x 的变化如下表x (,3)a -∞-3a -(3,)a a -a(,)a +∞'()f x-+ 0-()f x↘极小值↗极大值↘函数()f x 的单调递增区间是(3,)a a -,函数()f x 的单调递减区间是(,3)a -∞-,(,)a +∞.……………………………………4分当0a <时,'()f x ,()f x 随着x 的变化如下表x (,)a -∞a(,3)a a -3a - (3,)a -+∞'()f x -+-()f x↘极小值↗极大值↘函数()f x 的单调递增区间是(,3)a a -,函数()f x 的单调递减区间是(,)a -∞,(3,)a -+∞. ……………………………………6分(Ⅱ)当1a =时,由(Ⅰ)得()f x 是(3,1)-上的增函数,是(1,)+∞上的减函数.又当1x >时,21()03x f x x +=>+. ……………………………………8分所以 ()f x 在[3,)-+∞上的最小值为1(3)6f -=-,最大值为1(1)2f = ……10分所以 对任意12,[3,)x x ∈-+∞,122()()(1)(3)3f x f x f f -≤--=.所以 对任意12,[3,)x x ∈-+∞,使12()()f x f x m -≤恒成立的实数m 的最小值为23.……13分不等式例3(2012房山1)设函数3221()23()3f x x ax a x a a R =-+-+∈. (Ⅰ)当1=a 时,求曲线)(x f y =在点())3(,3f 处的切线方程; (Ⅱ)求函数)(x f 的单调区间和极值;(Ⅲ)若对于任意的∈x (3,)a a ,都有()1f x a <+,求a 的取值范围. 极值例4(2012丰台1)已知函数321()13f x x ax =-+ ()a R ∈. (Ⅰ)若曲线y =f (x )在(1,f (1))处的切线与直线x +y +1=0平行,求a 的值; (Ⅱ)若a >0,函数y =f (x )在区间(a ,a 2-3)上存在极值,求a 的取值范围; (Ⅲ)若a >2,求证:函数y =f (x )在(0,2)上恰有一个零点.(单调性)已知函数1331(223+-+=x m mx x x f )(0)m >. (Ⅰ)若1=m ,求曲线)(x f y =在点))2(,2(f 处的切线方程;(Ⅱ)若函数)(x f 在区间(21,1)m m -+上单调递增,求实数m 的取值范围.解:(Ⅰ)当1=m 时,1331(23+-+=x x x x f ),35164382(=+-+=)f .32('2-+=x x x f ),53442('=-+=)f . ………3分所以所求切线方程为)2(535-=-x y 即025315=--y x . ……5分 (Ⅱ)2232('m mx x x f -+=).令0('=)x f ,得m x m x =-=或3. ………7分由于0>m ,)(x f ',)(x f 的变化情况如下表:所以函数)(x f 的单调递增区间是(,3)m -∞-和(,)m +∞. …………9分要使)(x f 在区间(21,1)m m -+上单调递增,应有 1+m ≤m 3- 或 12-m ≥m ,解得m ≤41-或m ≥1. …………11分又 0m > 且121m m +>-, …………12分 所以 1≤2m <.即实数m 的取值范围 {}21<≤m m . …………13分三.基本性质(2012朝2)设函数22()ln (0)a f x a x a x=+≠. (Ⅰ)已知曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线l 的斜率为23a -,求实数a 的值; (Ⅱ)讨论函数()f x 的单调性;(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,求证:对于定义域内的任意一个x ,都有()3f x x ≥-. 单调区间(2012门头沟2)已知函数1)(23-++=bx ax x x f 在1=x 处有极值1-. (I )求实数b a ,的值;(II )求函数x ax x g ln )(+=的单调区间.(2012东1)已知1=x 是函数()(2)e xf x ax =-的一个极值点. (Ⅰ)求实数a 的值;(Ⅱ)当1x ,[]20,2x ∈时,证明:12()()e f x f x -≤实用(2012西城一模)如图,抛物线29y x =-+与x 轴交于两点,A B ,点,C D 在抛物线上(点C 在第一象限),CD ∥AB .记||2CD x =,梯形ABCD 面积为S . (Ⅰ)求面积S 以x 为自变量的函数式; (Ⅱ)若||||CD k AB ≤,其中k 为常数,且01k <<,求S 的最大值. (Ⅰ)解:依题意,点C 的横坐标为x ,点C 的纵坐标为29C y x =-+. ………………1分点B的横坐标Bx 满足方程290B x -+=,解得3B x =,舍去3B x =-. ……………2分所以2211(||||)(223)(9)(3)(9)22C S CD AB y x x x x =+⋅=+⨯-+=+-+. ………4分由点C 在第一象限,得03x <<.所以S 关于x 的函数式为 2(3)(9)S x x =+-+,03x <<. ………………5分(Ⅱ)解:由 03,,3x x k <<⎧⎪⎨≤⎪⎩ 及01k <<,得03x k <≤. ………………6分记2()(3)(9),03f x x x x k =+-+<≤,则2()3693(1)(3)f x x x x x '=--+=--+. ………………8分令()0f x '=,得1x =. ………………9分① 若13k <,即113k <<时,()f x '与()f x 的变化情况如下:x(0,1)1 (1,3)k()f x '+-所以,当1x =时,()f x 取得最大值,且最大值为(1)32f =. ………………11分② 若13k ≥,即103k <≤时,()0f x '>恒成立, 所以,()f x 的最大值为2(3)27(1)(1)f k k k =+-. ………………13分 综上,113k ≤<时,S 的最大值为32;103k <<时,S 的最大值为227(1)(1)k k +-.。

含参数导数问题的巧妙解法

含参数导数问题的巧妙解法

参数范围统一解,函切两等显神通何凌州一.前言在高考中,有许多涉及到参数的导数问题,许多学生害怕求导后根据参数的分类讨论,于是常常白白放弃得分的机会。

事实上,有一种方法可以很好地解决此类问题,笔者在市面上的教辅练习中暂未找到系统介绍此方法的章节,故想把该方法分享给大家。

暂将该方法定名为“参数范围统一解,函切两等显神通”。

二.标题解释“参数范围统一解”说明了该方法运用的广泛性,凡是函数中有一个参数的,均可以用此方法,例:f(x)=e x−1−a(1+ln x)。

若没有参数,例:f(x)=e x−1−1−ln x就无法使用该方法。

“函切两等显神通”说明了完成一道题需要两个等式,即函数值相等,切线值相等,这两个等式是该类题目能够完成的关键。

三.例题已知函数 f(x)=e x−1−a(1+ln x)有两个零点,求a的取值范围。

此题分析:若此题为一道大题,解题步骤会稍微有些麻烦,需要用到隐形零点的方法。

若此题为一道小题,可以直接运用笔者介绍的下述方法。

第一步:f(x)=0可推出:e x−1=a(1+ln x)①②第二步:对等式左右两边同时求导得:e x−1=ax第三步:①÷②可得: 1=(1+ln x)x第四步:解出(或观察出)x的解:x=1第五步:将x的解代入①式或②式,解到a的值: a=1第六步:大致绘制当a=1时a(1+ln x)和e x−1的图像(两图像相切),此时有一个交点后续:通过对图像的认知,判断a与0和1的关系进而得到答案即:分类讨论要按照a<0,a=0,0<a<1,a=1,a>1标准分类,原因是a的正负性会影响a(1+ln x)的正负性,如果a取负数(如−1)会造成图像中g(x)上下翻转a<0的情况0<a<1的情况a=1的情况a>1的情况上述4幅图都是以a=1为出发点,事实上,当a=1时两图像相切,图中有且只有一个交点。

对于g(x)=a(1+ln x)而言,a=1在代入时可视为直接忽略掉。

导数中的参数问题(解析版)

导数中的参数问题(解析版)

【方法综述】导数中的参数问题主要指的是形如“已知不等式恒成立、存在性、方程的根、零点等条件,求解参数的取值或取值范围”.这类问题在近几年的高考中,或多或少都有在压轴选填题或解答题中出现,属于压轴常见题型。

而要解决这类型的题目的关键,突破口在于如何处理参数,本专题主要介绍分离参数法、分类讨论法及变换主元法等,从而解决常见的导数中的参数问题。

【解答策略】一.分离参数法分离参数法是处理参数问题中最常见的一种手段,是把参数和自变量进行分离,分离到等式或不等式的两边(当然部分题目半分离也是可以的),从而消除参数的影响,把含参问题转化为不含参数的最值、单调性、零点等问题,当然使用这种方法的前提是可以进行自变量和参数的分离. 1.形如()()af x g x =或()()af x g x <(其中()f x 符号确定)该类题型,我们可以把参数和自变量进行完全分离,从而把含参数问题转化为不含参数的最值、单调性或图像问题.例1.已知函数432121()ln 432e f x x x ax x x x =-++-在(0,)+∞上单调递增,则实数a 的取值范围是 A .21[,)e e++∞B .(0,]eC .21[2,)e e--+∞ D .[21,)e -+∞【来源】广东省茂名市五校2020-2021学年高三上学期第一次(10月)联考数学(理)试题 【答案】A【解析】32()2ln 0f x x ex ax x '=-+-≥在(0,)+∞上恒成立2ln 2xa ex x x⇔≥+-, 设2ln ()2x p x ex x x =+-,221ln 2()()x e x x p x x-+-'=, 当0x e <<时,()0p x '>;当x e >时,()0p x '<;()p x ∴在(0,)e 单调递增,在(,)e +∞单调递减,21()()p x p e e e∴≤=+,21a e e ∴≥+.故选:A .专题6.2 导数中的参数问题【举一反三】1.(2020·宣威市第五中学高三(理))若函数()f x 与()g x 满足:存在实数t ,使得()()f t g t '=,则称函数()g x 为()f x 的“友导”函数.已知函数21()32g x kx x =-+为函数()2ln f x x x x =+的“友导”函数,则k 的最小值为( ) A .12B .1C .2D .52【答案】C【解析】()1g x kx '=-,由题意,()g x 为函数()f x 的“友导”函数,即方程2ln 1x x x kx +=-有解,故1ln 1k x x x=++, 记1()ln 1p x x x x =++,则22211()1ln ln x p x x x x x-'=+-=+, 当1x >时,2210x x ->,ln 0x >,故()0p x '>,故()p x 递增; 当01x <<时,2210x x-<,ln 0x <,故()0p x '<,故()p x 递减, 故()(1)2p x p ≥=,故由方程1ln 1k x x x=++有解,得2k ≥,所以k 的最小值为2.故选:C. 2.(2020·广东中山纪念中学高三月考)若函数()()()2ln 2010a x x x f x x a x x ⎧-->⎪=⎨++<⎪⎩的最大值为()1f -,则实数a 的取值范围为( )A .20,2e ⎡⎤⎣⎦B .30,2e ⎡⎤⎣⎦C .(20,2e ⎤⎦D .(30,2e ⎤⎦【答案】B【解析】由12f a -=-+() ,可得222alnx x a --≤-+ 在0x > 恒成立, 即为a (1-lnx )≥-x 2,当x e = 时,0e -> 2显然成立;当0x e << 时,有10lnx -> ,可得21x a lnx ≥-,设201x g x x e lnx =-(),<<,222(1)(23)(1)(1)x lnx x x lnx g x lnx lnx (),---'==-- 由0x e << 时,223lnx << ,则0g x g x ()<,()'在0e (,)递减,且0g x ()< , 可得0a ≥ ;当x e > 时,有10lnx -< ,可得21x a lnx ≤- , 设22(23)1(1)x x lnx g x x e g x lnx lnx -='=--(),>,(), 由32 e x e << 时,0g x g x ()<,()' 在32 e e (,)递减, 由32x e >时,0g x g x '()>,() 在32 ,x e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭递增, 即有)g x ( 在32x e = 处取得极小值,且为最小值32e , 可得32a e ≤ ,综上可得302a e ≤≤ .故选B .3.(2020湖南省永州市高三)若存在,使得成立,则实数的取值范围是( )A .B .C .D .【答案】D 【解析】原不等式等价于:令,则存在,使得成立又 当时,,则单调递增;当时,,则单调递减,,即当且仅当,即时取等号,即,本题正确选项:2.形如()(),f x a g x =或()()af x g x <(其中(),f x a 是关于x 一次函数)该类题型中,参数与自变量可以半分离,等式或不等式一边是含有参数的一次函数,参数对一次函数图像的影响是比较容易分析的,故而再利用数形结合思想就很容易解决该类题目了.【例2】已知函数2ln 1()x mx f x x+-=有两个零点a b 、,且存在唯一的整数0(,)x a b ∈,则实数m 的取值范围是( )A .0,2e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B .ln 2,14e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C .ln 3,92e e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ D .ln 2e 0,4⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】B【解析】由题意2ln 1()0x mx f x x+-==,得2ln 1x m x +=, 设2ln 1()(0)x h x x x +=>,求导4332(ln 1)12(ln 1)(2ln 1)()x x x x x h x x x x-+-+-+'=== 令()0h x '=,解得12x e -=当120x e -<<时,()0h x '>,()h x 单调递增;当12x e ->时,()0h x '<,()h x 单调递减; 故当12x e -=时,函数取得极大值,且12()2e h e -=又1=x e时,()0h x =;当x →+∞时,2ln 10,0x x +>>,故()0h x →; 作出函数大致图像,如图所示:又(1)1h =,ln 21ln 2(2)44eh +== 因为存在唯一的整数0(,)x a b ∈,使得y m =与2ln 1()x h x x+=的图象有两个交点, 由图可知:(2)(1)h m h ≤<,即ln 214em ≤< 故选:B.【方法点睛】已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法: (1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解. 【举一反三】1.(2020·重庆市第三十七中学校高三(理))已知函数32()32f x x x ax a =-+--,若刚好有两个正整数(1,2)i x i =使得()0i f x >,则实数a 的取值范围是( )A .20,3⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .20,3⎛⎤ ⎥⎦⎝C .2,13⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .1,13⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】A【解析】令32()3,()(2)()()()g x x x h x a x f x g x h x =-+=+∴=-,且2'()36g x x x =-+, 因为刚好有两个正整数(1,2)i x i =使得()0i f x >,即()()i i g x h x >, 作出(),()g x h x 的图象,如图所示,其中()h x 过定点(2,0)-,直线斜率为a ,由图可知,203a ≤≤时, 有且仅有两个点()()1,2,2,4满足条件, 即有且仅有121,2x x ==使得()0i f x >. 实数a 的取值范围是20,3⎛⎤ ⎥⎦⎝,故选:A2(2020济宁市高三模拟)已知当时,关于的方程有唯一实数解,则所在的区间是( ) A .(3,4) B .(4,5)C .(5,6)D .(6.7)【答案】C 【解析】由xlnx+(3﹣a )x+a =0,得,令f (x )(x >1),则f′(x ).令g (x )=x ﹣lnx ﹣4,则g′(x )=10,∴g(x )在(1,+∞)上为增函数, ∵g(5)=1﹣ln5<0,g (6)=2﹣ln6>0, ∴存在唯一x 0∈(5,6),使得g (x 0)=0,∴当x∈(1,x 0)时,f′(x )<0,当x∈(x 0,+∞)时,f′(x )>0. 则f (x )在(1,x 0)上单调递减,在(x 0,+∞)上单调递增.∴f(x)min=f(x0).∵﹣4=0,∴,则∈(5,6).∴a所在的区间是(5,6).故选:C3.(2020蚌埠市高三)定义在上的函数满足,且,不等式有解,则正实数的取值范围是()A.B.C.D.【答案】C【解析】因为,故,因,所以即.不等式有解可化为即在有解.令,则,当时,,在上为增函数;当时,,在上为减函数;故,所以,故选C.二.分类讨论法分类讨论法是指通过分析参数对函数相应性质的影响,然后划分情况进行相应分析,解决问题的方法,该类方法的关键是找到讨论的依据或分类的情况,该方法一般在分离参数法无法解决问题的情况下,才考虑采用,常见的有二次型和指对数型讨论. 1.二次型根的分布或不等式解集讨论该类题型在进行求解过程,关键步骤出现求解含参数二次不等式或二次方程, 可以依次考虑依次根据对应定性(若二次项系数含参),开口,判别式,两根的大小(或跟固定区间的端点比较)为讨论的依据,进行分类讨论,然后做出简图即可解决.【例3】(2020·全国高三专题)函数()()23xf x x e =-,关于x 的方程()()210fx mf x -+=恰有四个不同实数根,则正数m 的取值范围为( ) A .()0,2 B .()2,+∞C .3360,6e e ⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .336,6e e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭【答案】D 【解析】【分析】利用导函数讨论函数单调性与极值情况,转化为讨论210t mt -+=的根的情况,结合根的分布求解.【详解】()()()()22331x xx x e x f e x x =+-=+-',令()0f x '=,得3x =-或1x =,当3x <-时,()0f x '>,函数()f x 在(),3-∞-上单调递增,且()0f x >; 当31x -<<时,()0f x '<,函数()f x 在()3,1-上单调递减; 当1x >时,()0f x '>,函数()f x 在()1,+∞上单调递增. 所以极大值()363f e-=,极小值()12f e =-,作出大致图象:令()f x t =,则方程210t mt -+=有两个不同的实数根,且一个根在360,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭内,另一个根在36,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭内, 或者两个根都在()2,0e -内.因为两根之和m 为正数,所以两个根不可能在()2,0e -内.令()21g x x mx =-+,因为()010g =>,所以只需360g e ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即6336610m e e -+<,得3366e m e >+,即m 的取值范围为336,6e e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭.故选:D【举一反三】1.(2020·湖南衡阳市一中高三月考(理))已知函数()f x kx =,ln ()xg x x=,若关于x 的方程()()f x g x =在区间1[,]e e内有两个实数解,则实数k 的取值范围是( )A .211[,)2e eB .11(,]2e eC .21(0,)e D .1(,)e+∞【答案】A【解析】易知当k ≤0时,方程只有一个解,所以k >0.令2()ln h x kx x =-,2121(21)(21)()2kx k x k x h x kx x x x--+=-==', 令()0h x '=得12x k =,12x k=为函数的极小值点, 又关于x 的方程()f x =()g x 在区间1[,]e e内有两个实数解,所以()01()01()02112h e h e h k e ek ≥⎧⎪⎪≥⎪⎪⎨<⎪⎪⎪<<⎪⎩,解得211[,)2k e e ∈,故选A.2.(2020扬州中学高三模拟)已知函数有两个不同的极值点,,若不等式恒成立,则实数的取值范围是_______.【答案】【解析】∵,∴.∵函数有两个不同的极值点,,∴,是方程的两个实数根,且,∴,且,解得.由题意得.令,则,∴在上单调递增,∴.又不等式恒成立,∴,∴实数的取值范围是.故答案为.2.指数对数型解集或根的讨论该类题型在进行求解过程,关键步骤出现求解含参指对数型不等式或方程, 可以依次考虑依次根据对应指对数方程的根大小(或与固定区间端点的大小)为讨论的依据,进行分类讨论. 即可解决.【例4】(2020•泉州模拟)已知函数f (x )=ae x ﹣x ﹣ae ,若存在a ∈(﹣1,1),使得关于x 的不等式f (x ) ﹣k ≥0恒成立,则k 的取值范围为( ) A .(﹣∞,﹣1] B .(﹣∞,﹣1)C .(﹣∞,0]D .(﹣∞,0)【答案】A【解析】不等式f (x )﹣k ≥0恒成立,即k ≤f (x )恒成立; 则问题化为存在a ∈(﹣1,1),函数f (x )=ae x ﹣x ﹣ae 有最小值,又f ′(x )=ae x ﹣1,当a ∈(﹣1,0]时,f ′(x )≤0,f (x )是单调减函数,不存在最小值; 当a ∈(0,1)时,令f ′(x )=0,得e x =,解得x =﹣lna , 即x =﹣lna 时,f (x )有最小值为f (﹣lna )=1+lna ﹣ae ; 设g (a )=1+lna ﹣ae ,其中a ∈(0,1),则g ′(a )=﹣e ,令g ′(a )=0,解得a =,所以a ∈(0,)时,g ′(a )>0,g (a )单调递增;a ∈(,1)时,g ′(a )<0,g (a )单调递减;所以g (a )的最大值为g ()=1+ln ﹣•e =﹣1; 所以存在a ∈(0,1)时,使得关于x 的不等式f (x )﹣k ≥0恒成立,则k 的取值范围是(﹣∞,﹣1].故选:A . 【举一反三】1.函数()()211,12x f x x e kx k ⎛⎫⎛⎤=--∈⎪⎥⎝⎦⎝⎭,则()f x 在[]0,k 的最大值()h k =( ) A . ()32ln22ln2-- B . 1- C . ()22ln22ln2k -- D . ()31k k e k --【答案】D2.(2020·浙江省杭州第二中学高三期中)已知函数()f x 的图象在点()00,x y 处的切线为():l y g x =,若函数()f x 满足x I ∀∈(其中I 为函数()f x 的定义域,当0x x ≠时,()()()00f x g x x x -->⎡⎤⎣⎦恒成立,则称0x 为函数()f x 的“转折点”,已知函数()2122x f x e ax x =--在区间[]0,1上存在一个“转折点”,则a 的取值范围是 A .[]0,e B .[]1,eC .[]1,+∞D .(],e -∞ 【答案】B【解析】由题可得()2xf x e ax =--',则在()00,x y 点处的切线的斜率()0002xk f x e ax ==--',0200122x y e ax x =--,所以函数()f x 的图象在点()00,x y 处的切线方程为:00200001(2)(2)()2x x y e ax x e ax x x ---=---,即切线()00200001:=(2)()+22x xl y g x e ax x x e ax x =-----,令()()()h x f x g x =-, 则002200011()2(2)()222x x xh x e ax x e ax x x e ax x =-------++,且0()0h x = 0000()2(2)=+x x x x h x e ax e ax e ax e ax =-------',且0()0h x '=,()x h x e a ='-',(1)当0a ≤时,()0xh x e a =-'>',则()h x '在区间[]0,1上单调递增,所以当[)00,x x ∈,0()()0h x h x ''<=,当(]0,1x x ∈,0()()0h x h x ''>=,则()h x 在区间[)00,x 上单调递减,0()()0h x h x >=,在(]0,1x 上单调递增,0()()0h x h x >=所以当[)00,x x ∈时,0()()0h x x x -<,不满足题意,舍去,(2)当01a <<时, ()0xh x e a =-'>'([]0,1x ∈),则()h x '在区间[]0,1上单调递增,所以当[)00,x x ∈,0()()0h x h x ''<=,当(]0,1x x ∈,0()()0h x h x ''>=,则()h x 在区间[)00,x 上单调递减,0()()0h x h x >=,在(]0,1x 上单调递增,0()()0h x h x >=,所以当[)00,x x ∈时,0()()0h x x x -<,不满足题意,舍去,(3)当1a =,()10x h x e =-'≥'([]0,1x ∈),则()h x '在区间[]0,1上单调递增,取00x =,则()10x h x e x =-->',所以()h x 在区间(]0,1上单调递增,0()()0h x h x >=,当00x x ≠=时,0()()0h x x x ->恒成立,故00x =为函数()2122x f x e ax x =--在区间[]0,1上的一个“转折点”,满足题意。

高中数学《导数与三角函数结合》

高中数学《导数与三角函数结合》

高中数学《导数与三角函数结合》一、在解决含参数的导数问题时,可以通过分离参数并转化为不含参数的函数的最值问题来求解。

对于一些与三角函数交汇的导数问题,也可以采用这种方法。

但有些试题在分离参数后,得出函数的单调性后,最值不存在,上下界却存在,这时候可以使用洛必达法则来解决。

比如例1中的问题。

二、函数的有界性是很多函数的一大特性。

在导数问题中,含参数的不等式恒成立问题是一个热点。

除了分离参数外,分类讨论思想也是这类问题的一大利器。

在与三角函数交汇的导数问题中,如果能有效地利用三角函数的有界性,则能快速找到分类讨论的依据,从而解决问题。

比如例2中的问题。

三、对于较为复杂的函数,直接构造一个函数可能很难或者无法解决。

此时,可以通过等价转化,并进行适当的变形,转化为两个函数来处理,问题可能会简化。

经常会遇到这种情形:两个函数的图像分别被某条直线隔离,这种现象与XXX成立问题有着非常密切的联系。

如果能够找到这条直线,然后再构造两个差函数,问题往往能迎刃而解。

比如例3中的问题。

四、在解决导数与解析几何问题时,设而不求是非常重要的一种数学思想。

这种思想方法是在解题过程中,由于要使用到某个方程的根,但由于这个根无法求出,或虽可求出但却不直接求出,而是通过设出未知数,并借助一定的手段进行消元或代换的种思想方法。

这个设出的未知数起到非常重要的桥梁作用。

比如例4中的问题。

五、导数问题与不等式相结合是近几年高考的常态。

对于涉及绝对值的不等式问题,三角不等式是解题的利器。

对于涉及三角函数交汇的导数不等式问题,如何利用不等式的性质是关键。

【免费下载】导数含参数问题

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3

a
的取值范围.
递增,

a


y
时,它的极小值也

a2 3
f
(x)

3


x

轴仅有一个

递增。(2)


a
a

a2 3
a2 3
3
3
2 3 ,且 a2
1 3
变式训练 3:设函数 f (x) x2 b ln(x 1) ,其中 b 0 .


2x2
g(
b
x 1

2x
1) 2




2x2 2x b
,高&考%资(源#网
b
1 2
,则
x 1
b.
g(x)

Hale Waihona Puke 当b 1 2
1 2
,

时,
g(x) 2x2 2x b 0 在 1, 上恒成立. f ' (x) 0, 即当 b 1 时,函数 f (x) 在定义
(Ⅰ)当 a 10 时,讨论函数 f (x) 的单调性; 3
(Ⅱ)若函数 f (x) 仅在 x 0 处有极值,求 a 的取值范围;
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配,料置不试技仅卷术可要是以求指解,机决对组吊电在顶气进层设行配备继置进电不行保规空护范载高与中带资负料荷试下卷高总问中体题资配,料置而试时且卷,可调需保控要障试在各验最类;大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安,与全要过,加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料;中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整,中核或资对者料定对试值某卷,些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置,.卷编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线,高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试,高方要中案求资,技料编术试5写交卷、重底保电要。护气设管装设备线置备4高敷动调、中设作试电资技,高气料术并中课3试中且资件、卷包拒料中管试含绝试调路验线动卷试敷方槽作技设案、,术技以管来术及架避系等免统多不启项必动方要方式高案,中;为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中,料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工,置作合调并理试且利技进用术行管,过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指:灵导在活。分。对线对于盒于调处差试,动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术,调问应试题采技,用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一,隔变需开压要处器在理组事;在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资,障料强时、电,设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料,料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与,采相要用关进高技行中术检资资查料料和试,检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

人教版导数如何解决含参数不等式恒成立问题

人教版导数如何解决含参数不等式恒成立问题

如何解决含参数“不等式恒成立”问题(1)分离参数法分离参数法一定要搞清谁是变量,谁为参数,一般知道谁的范围谁就是变量。

求谁的范围,谁就是参数,利用分离参数法,常用到函数的单调性,基本不等式求最值。

例如:设2)1ln()(ax x x x f --+=,当a 满足什么条件时,)(x f 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡--31,21单调递减?解:由题意)(x f 的定义域为),1(+∞-得x x a ax ax x x f ++--=--+=1)12(22111)(2'⇔0)12(22≤+--x a ax ,∈x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--31,21恒成立⇔0122≤++a ax 法一:(分离参数法)0122≤++a ax x a x a +-≤⇒-≤+⇒1121)1(2,又因为11+-=x y 在⎥⎦⎤⎢⎣⎡--31,21单调递增。

2max -=y ,1-≤a 。

(2)分类讨论法有的不等式恒成立问题,参数与变量不是那么容易分离或分离后根本求不出最值(或极限值)那么就需分类讨论法。

上面的习题也可以用分类讨论法:法二(分类讨论法)令122)(++=a ax x g ,∈x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--31,21由题意得00)21({<≤-⇒a g 或00)31({>≤-a g 或1)(0{==x g a 1-≤⇒a 。

例2函数ax x a x x f +-=22ln )(,若函数)(x f 在),1(+∞为单调递减,求实数a 的取值范围。

分析:要求a 的范围,我们就把a 作为参数,优先考虑分离参数法,但是对于这题a 参数没有办法分离,我们只能选择分类讨论法。

解:)(x f 的定义域为),0(+∞xax ax a x a x x f )1)(12(21)(2'-+-=+-=(因式分解是关键)0)1)(12()(≥-+=ax ax x g当0=a 时,1)(-=x g ,不合题意当0>a 时,)(x g y =是开口向上的抛物线,由图象分析可得,若0)(≥x g 在1>x 恒成立,则111≥⇒≤a a当0<a 时,同理分析可得21121-≤⇒≤-a a 。

含参数的导数问题

含参数的导数问题

含参数的导数问题应用导数的概念及几何意义解题仍将是高考出题的基本出发点;利用导数研究函数的单调性、极值、最值、图象仍将是高考的主题;利用导数解决生活中的优化问题将仍旧是高考的热点;将导数与函数、解析几何、不等式、数列等知识结合在一起的综合应用,仍将是高考压轴题.一.含参数函数求单调性(求可导函数单调区间的一般步骤和方法:(1)确定函数定义域;(2)求导数;(3)令导数大于0,解得增区间, 令导数小于0,解得减区间.)2ax a2 1例1(2012西2)已知函数f(x) ,其中a R.2x 1(Ⅰ)当a 1时,求曲线y (Ⅱ)求f(x)在原点处的切线方程;f(x)的单调区间.f(x)(Ⅰ)解:当a 1时,(x 1)(x 1)2xf(x) 2,.………………2分222x 1(x 1)由f (0) 2,得曲线y f(x)在原点处的切线方程是2x y 0.…………3分f (x) 2(x a)(ax 1). (4)x2 12x.所以f(x)在(0, )单调递增,在( ,0)单调递2x 1(Ⅱ)解:分① 当a 0时,f (x)减.………………5分1(x a)(x ).当a 0,f (x) 2a2x 1② 当a 0时,令故1f (x) 0,得x1 a,x2 ,f(x)与f (x)的情况如下:11f(x)的单调减区间是( , a),(, );单调增区间是( a,).………7分aa③ 当a 0时,f(x)与f (x)的情况如下:11f(x)的单调增区间是( ,);单调减区间是( , a),( a, ).………………aa9分(Ⅲ)解:由(Ⅱ)得,a 0时不合题意.………………10分当a 0时,由(Ⅱ)得,f(x)在(0,11)单调递增,在(, )单调递减,所以f(x)aa在(0, )上存在最大值1f() a2 0.a1 a21设x0为f(x)的零点,易知x0 ,且x0 .从而x x0时,f(x) 0;x x02aa时,若f(x) 0.f(x)在[0, )上存在最小值,必有f(0) 0,解得1 a 1.f(x)在[0, )上存在最大值和最小值,a的取值范围是所以a 0时,若(0,1].…………12分当a 0时,由(Ⅱ)得,f(x)在(0, a)单调递减,在( a, )单调递增,所以在(0, )上存在最小值若f(x)f( a) 1.f(x)在[0, )上存在最大值,必有f(0) 0,解得a 1,或a 1.f(x)在[0, )上存在最大值和最小值,a的取值范围是( , 1].所以a 0时,若综上,a的取值范围是( , 1] (0,1].………………14分例2 设函数f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a -1,求f(x)的单调区间. 由已知得函数f(x)的定义域为( 1, ),且f'(x) ax 1(a 1),x 1(1)当1 a 0时,f'(x) 0,函数f(x)在( 1, )上单调递减,(2)当a 0时,由f'(x) 0,解得x 1.a'、随x的变化情况如下表从上表可知当x ( 1,1)时,f'(x) 0,函数f(x)在( 1,1)上单调递减.aa当x (1, )时,f'(x) 0,函数f(x)在(1, )上单调递增.aa综上所述:当1 a 0时,函数f(x)在( 1, )上单调递减.当a 0时,函数f(x)在( 1,1)上a单调递减,函数f(x)在(1, )上单调递增.a2a3已知函数f(x) x 1,其中a 0.x2(I)若曲线y f(x)在(1,f(1))处的切线与直线y 1平行,求a的值;(II)求函数f(x)在区间[1,2]上的最小值.2a32(x3 a3)解:f (x) 2x ,x 0. .........................................2分xx(I)由题意可得f (1) 2(1 a3) 0,解得a 1, (3)分此时f(1) 4,在点(1,f(1))处的切线为y 4,与直线y 1平行故所求a值为1. ........................................4分(II)由f (x) 0可得x a,a 0, ........................................ 5分①当0 a 1时,f (x) 0在增, . (6)分所以f(x)在[1,2]上的最小值为f(1) 2a3 2 . ........................................7分②当1 a 2时,(1,2]上恒成立,所以y f(x)在[1,2]上递....................................10分由上表可得y f(x)在[1,2]上的最小值为f(a) 3a2 1 . ......................................11分③当a 2时,f (x) 0在[1,2)上恒成立,所以y f(x)在[1,2]上递减 . ......................................12分所以f(x)在[1,2]上的最小值为f(2) a3 5 . .....................................13分综上讨论,可知:当0 a 1时,y f(x)在[1,2]上的最小值为f(1) 2a3 2;当1 a 2时,y f(x)在[1,2]上的最小值为f(a) 3a2 1;当a 2时,y f(x)1 已知函数(Ⅰ)求11f(x) alnx x2 (a R且a 0). (2012海淀一模)22f(x)的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数a,使得对任意的x 取值范围;若不存在,请说明理由.2(2012顺义2文)(.本小题共14分)已知函数1, ,都有f(x) 0?若存在,求a的f(x) (a 1)x2 2lnx,g(x) 2ax,其中a 1f(x)在(1,f(1))处的切线方程; f(x) g(x),求h(x)的单调区间.(Ⅰ)求曲线y(Ⅱ)设函数h(x)3(2012朝1)18. (本题满分14分)已知函数f(x) ax2 1 ex,a R.f(x)在x 1时取得极值,求a的值;f(x)的单调区间.(Ⅰ)若函数(Ⅱ)当a 0时,求函数二参数范围有单调性时分离常数法例(东2)已知函数(Ⅰ)若a 1,求1f(x) x2 2x aex.2f(x)在x 1处的切线方程;(Ⅱ)若f(x)在R上是增函数,求实数a的取值范围. 解:1)由a 1,所以又f(x) x2 2x ex,f(1) e,………1分22f (x) x 2 ex. …………3分f (1) 1 e,3e) (1 e)(x 1)即2(1 e)x 2y 1 0. …………5分2所以所求切线方程为y ((Ⅱ)由已知f(x) x2 2x aex,得f (x) x 2 aex. 因为函数所以整理得12f(x)在R上是增函数,f (x) 0恒成立,即不等式x 2 aex 0恒成立.………………9分a令x 2.exx 2x 3………………11分g(x) ,g (x) .ee x,g (x),g(x)的变化情况如下表:3,即a的由此得a g(3)= e取值范围是, e3. ………………13分f(x) ax3 3x2.(Ⅰ)若x 2是函数y f(x)的极值点,求实数a的值;x(Ⅱ)若函数g(x) ef(x)在[0,2]上是单调减函数,求实数a的取值范围.2解:(Ⅰ)f (x) 3ax 6x 3x(ax 2).因为x 2是函数y f(x)的极值点,所以f (2) 0,即6(2a 2) 0,所以a 1.经检验,当a 1时,x 2是函数y f(x)的极值点.即a 1.----------------------------------------------------------------------------------6分x'x322(Ⅱ)由题设,g(x) e(ax 3x 3ax 6x),又e 0,322所以,x (0,2],ax 3x 3ax 6x 0,3x2 6x3x 62这等价于,不等式a 3对x (0,2]恒成立.2x 3xx 3x3x 6令h(x) 2(x (0,2]),x 3x3(x2 4x 6)3[(x 2)2 2]'0,---------------------------10分则h(x) 2222(x 3x)(x 3x)所以h(x)在区间(0,2]上是减函数,6所以h(x)的最小值为h(2) .----------------------------------------------------12分566所以a .即实数a的取值范围为( ,].-----------------------------------13分55练习1(2012怀柔2)设a R,函数2(2012石景山1)已知函数f(x) x2 2alnx.(Ⅰ)若函数(Ⅱ)求函数f(x)的图象在(2,f(2))处的切线斜率为1,求实数a的值;f(x)的单调区间;2f(x)在[1,2]上是减函数,求实数a的取值范围.x1f(x) lnx ax(a为实数)x(Ⅲ)若函数g(x)分类讨论求参数例2(2012昌平1)已知函数.(I)当a 0时,求(II)若f(x)的最小值;f(x)在[2, )上是单调函数,求a的取值范围x 1…….2分x2解:(Ⅰ) 由题意可知:x 0 ……1分当a 0时f (x)当0 x 1时,故f (x) 0 当x 1时,f (x) 0 ……..4分f(x)min f(1) 1. …….5分11ax2 x 1(Ⅱ) 由f (x) 2 axxx2① 由题意可知a 0时,f (x)x 1,在[2, )时,f (x) 0符合要求…….7分2x② 当a 0时,令g(x) ax2故此时x 1f(x)在[2, )上只能是单调递减4a 2 110 解得a …….9分444a 2 110,得a 当a 0时,f(x)在[2, )上只能是单调递增f (2) 0 即44故a 0 …….11分1综上a ( , ] [0, ) …….13分4f (2) 0 即根据性质求范围),f(x) 4lnx ax2 6x b(a,b为常数)(零点例(2012昌平2)已知函数且x 2为f(x)的一个极值点.(Ⅰ) 求a的值;(Ⅱ) 求函数f(x)的单调区间;(Ⅲ) 若函数y f(x)有3个不同的零点,求实数b的取值范围.42ax 6 ……2分x解:(Ⅰ) 函数f (x)的定义域为(0,+∞)……1分∵ f ′ (x) =∴f (2) 2 4a 6 0,则a = 1.………4分(Ⅱ)由(Ⅰ) 知f(x) 4lnx x2 6x b42x2 6x 42(x 2)(x 1)∴ f ′ (x) = 2x 6 ………6分xxx由f ′ (x) 0可得x 2或x 1,由f ′ (x) 0可得1 x 2.∴ 函数f ( x ) 的单调递增区间为(0 ,1) 和(2,+ ∞ ),单调递减区间为(1 , 2 ).………9分(Ⅲ) 由(Ⅱ)可知函数f (x)在(0,1)单调递增,在(1,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增.且当x =1或x =2时,f ′ (x) = 0.………10分∴ f (x) 的极大值为f (x)的极小值为f(1) 4ln1 1 6 b b 5 ………11分f(2) 4ln2 4 12 b 4ln2 8 b ……12分由题意可知f(1) b 5 0则5 b 8 4ln2 ………14分f(2) 4ln2 8 b 0最值例(2012海2)已知函数(Ⅰ)求函数f(x)x a(a 0,a R).x2 3a2f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a 1时,若对任意x1,x2 [ 3, ),有小值.解:f(x1) f(x2) m成立,求实数m的最f'(x)(x a)(x 3a). 222(x 3a)令f'(x) 0,解得x a或x 3a. ……………………………………2分f'(x),f(x)随着x的变化如下表(Ⅰ)当a 0时,f(x)的单调递增区间是( 3a,a),函数f(x)的单调递减区间是( , 3a),(a, ).……………………………………4分当a 0时,f'(x),f(x)随着x的变化如下表)函数f(x)的单调递增区间是(a, 3a),函数f(x)的单调递减区间是( ,a),( 3a, ). ……………………………………6分(Ⅱ)当a 1时,由(Ⅰ)得又当x 1时,f(x)是( 3,1)上的增函数,是(1, )上的减函数.x 10. ……………………………………8分2x 311所以f(x)在[ 3, )上的最小值为f( 3) ,最大值为f(1) ……10分622所以对任意x1,x2 [ 3, ),f(x1) f(x2) f(1) f( 3) .32所以对任意x1,x2 [ 3, ),使f(x1) f(x2) m恒成立的实数m的最小值为.……3f(x)13分不等式例3(2012房山1)设函数(Ⅰ)当a 1时,求曲线y (Ⅱ)求函数1f(x) x3 2ax2 3a2x a(a R).3f(x)在点3,f(3) 处的切线方程;f(x)的单调区间和极值;f(x) a 1,求a的取值范围.(Ⅲ)若对于任意的x (3a,a),都有极值例4(2012丰台1)已知函数1f(x) x3 ax2 1 (a R).3(Ⅰ)若曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线与直线x+y+1=0平行,求a的值;(Ⅱ)若a0,函数y=f(x)在区间(a,a 2-3)上存在极值,求a的取值范围;(Ⅲ)若a2,求证:函数y=f(x)在(0,2)上恰有一个零点.(单调性)已知函数1f(x)x3 mx2 3m2x 1(m 0).3(Ⅰ)若m 1,求曲线y (Ⅱ)若函数f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;f(x)在区间(2m 1,m 1)上单调递增,求实数m的取值范围.185f(x)x3 x2 3x 1,f(2)4 6 1 .33355(x 2)即15x 3y 25 0.……5分3解:(Ⅰ)当m 1时,4 4 3 5.………3分f'(x)x2 2x 3,f'(2)所以所求切线方程为y (Ⅱ)令f'(x)x2 2mx 3m2.f'(x)0,得x 3m或x m. ………7分f (x),f(x)的变化情况如下表:由于m 0,所以函数要使f(x)的单调递增区间是( , 3m)和(m, ). …………9分f(x)在区间(2m 1,m 1)上单调递增,应有m 1≤ 3m 或2m 1≥m,1或m≥1.…………11分4又m 0 且m 1 2m 1,…………12分所以1≤m 2.解得m≤ 即实数m的取值范围三.基本性质m1 m 2 .…………13分2a2(a 0). (2012朝2)设函数f(x) alnx x(Ⅰ)已知曲线y (Ⅱ)讨论函数f(x)在点(1,f(1))处的切线l的斜率为2 3a,求实数a的值;f(x)的单调性;(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,求证:对于定义域内的任意一个x,都有f(x) 3 x.单调区间(2012门头沟2)已知函数f(x) x3 ax2 bx 1在x 1处有极值1.(I)求实数a,b的值;(II)求函数g(x) ax lnx的单调区间.(2012东1)已知x 1是函数(Ⅰ)求实数a的值;(Ⅱ)当x1,x2 实用(2012西城一模)如图,抛物线y x2 9与x轴交于两点A,B,点C,D在抛物线上(点f(x) (ax 2)ex的一个极值点.0,2 时,证明:f(x1) f(x2) eC在第一象限),CD∥AB.记|CD| 2x,梯形ABCD面积为S.(Ⅰ)求面积S以x为自变量的函数式;(Ⅱ)若|CD|k,其中k为常数,且0 k 1,求S的最大值.|AB|(Ⅰ)解:依题意,点C的横坐标为x,点C的纵坐标为yC x2 9.………………1分点B的横坐标29 0,解得xB 3,舍去xB满足方程xBxB 3.……………2分所以S11(|CD| |AB|) yC (2x 2 3)( x2 9) (x 3)( x2 9).………4分22由点C在第一象限,得0 x 3.所以S关于x的函数式为S (x 3)( x29),0 x 3.………………5分0 x 3,(Ⅱ)解:由x 及0 k 1,得0 x 3k.………………k, 36分f(x) (x 3)( x2 9),0 x 3k,f (x) 3x2 6x 9 3(x 1)(x 3)...................8分f (x) 0,得x 1. (9)分1k 1时,f (x)与f(x)的变化情况如下:① 若1 3k,即所以,当x 1时,f(x)取得最大值,且最大值为f(1) 32.………………11分1时,f (x) 0恒成立,3② 若1 3k,即0 k 所以,13分f(x)的最大值为f(3k) 27(1 k)(1 k2).………………11 k 1时,0 k 时,S的最大值为32;S的最大值为27(1 k)(1 k2).33。

隐函数和参数方程求导法

隐函数和参数方程求导法

隐函数和参数方程求导法1.隐函数求导法隐函数求导法用于求解包含隐函数的导数。

一般来说,我们可以将隐函数表示为两个变量之间的关系式,例如y=f(x)。

在一些情况下,这个关系式无法直接解出y关于x的显式表达式。

这时,我们可以使用隐函数求导法来找到y关于x的导数。

假设有一个含有两个变量x和y的隐函数关系式F(x,y)=0。

要求这个隐函数关于x的导数,可以按照以下步骤进行:步骤1:对关系式两边同时求导,并得到导数关系式dF/dx = 0;步骤2:根据导数关系式,将dF/dx中的y'用y和x表示出来;步骤3:解出y',即为所求的导数。

举例说明:假设有一个隐函数关系式x^2+y^2=1、我们要求这个隐函数关于x的导数。

按照上述步骤,我们可以进行如下计算:步骤1:对关系式两边同时求导,得到2x + 2yy' = 0;步骤2:将dF/dx中的y'用y和x表示出来,得到y' = -x/y;步骤3:解出y',即为所求的导数。

通过以上计算,我们得到了这个隐函数关于x的导数为y'=-x/y。

参数方程求导法用于求解包含参数方程的导数。

参数方程是用参数表示的轨迹方程,常用形式为x=f(t)和y=g(t),其中x和y是关于参数t 的函数。

要求参数方程的导数,可以按照以下步骤进行:步骤1:将参数方程的x和y分别关于t求导,得到dx/dt和dy/dt;步骤2:将dx/dt和dy/dt的结果合并,得到y关于x的导数dy/dx;步骤3:通过dy/dx的结果,可以进一步求解y关于x的高阶导数。

举例说明:假设有一个参数方程x=2t,y=t^2、我们要求这个参数方程的导数。

按照上述步骤,我们可以进行如下计算:步骤1:将参数方程的x和y分别关于t求导,得到dx/dt = 2 和dy/dt = 2t;步骤2:将dx/dt和dy/dt的结果合并,得到dy/dx =(dy/dt)/(dx/dt) = (2t)/(2) = t;步骤3:通过dy/dx的结果,可以进一步求解y关于x的高阶导数,例如二阶导数d^2y/dx^2 = d(dy/dx)/dx = d(t)/dx = 0。

导数中含参数的解题策略

导数中含参数的解题策略

导数中含参数的讨论策略导数是研究函数性质的一种重要工具,利用导数可判断函数单调性、极值、最值等,其中渗透并充分利用着构造函数、分类讨论、转化与化归、数形结合等重要思想方法,导数常作为高考的压轴题,对考生的能力要求非常高,它不仅要求考生牢固掌握基础知识、基本技能,还要求考生具有较强的分析能力和计算能力。

而含参数的导数问题是近年来高考的难点和热点,本文着重就含参数导数的几种常见的解题策略加以归纳.一.求导后,导函数的解析式为一次函数y=kx+b ,如k 不定就分清况讨论k>0,k=0,k<0,然后导函数y=kx+b 为零时有无实根,根是否落在定义域内,(2008高考浙江卷理科)已知a 是实数,函数())f x x a =-(1)求函数()f x 的单调区间;解:(Ⅰ)函数的定义域为[)0,+∞,())'30a x f x x ⎛⎫- ⎪===>,由'()0f x =得3ax =。

考虑3a是否落在导函数'()f x 的定义域()0,+∞内,需对参数a 的取值分0a ≤及0a >两种情况进行讨论。

(1) 当0a ≤时,则'()0f x >在()0,+∞上恒成立,所以()f x 的单调递增区间为[)0,+∞。

(2) 当0a >时,由'()0f x >,得3a x >;由'()0f x <,得03a x <<。

因此,当0a >时,()f x 的单调递减区间为0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()f x 的单调递增区间为,3a⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭。

二.求导后,导函数可以转化为c bx ax y ++=2时,如a 不定先讨论a>0,a=0,a<0;再按在二次项的系数不等于零时对判别式按△>0、△=0、△<0;在△>0时,求导函数的零点再根据零点是否在定义域内进行讨论,若零点含参数在定义域内则对零点之间的大小进行讨论。

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导数题型总结(解析版)体型一:关于二次函数的不等式恒成立的主要解法: 1、分离变量;2变更主元;3根分布;4判别式法5、二次函数区间最值求法:(1)对称轴(重视单调区间) 与定义域的关系 (2)端点处和顶点是最值所在其次,分析每种题型的本质,你会发现大部分都在解决“不等式恒成立问题”以及“充分应用数形结合思想”,创建不等关系求出取值范围。

注意寻找关键的等价变形和回归的基础一、基础题型:函数的单调区间、极值、最值;不等式恒成立; 1、此类问题提倡按以下三个步骤进行解决: 第一步:令0)('=x f 得到两个根; 第二步:画两图或列表; 第三步:由图表可知;其中不等式恒成立问题的实质是函数的最值问题, 2、常见处理方法有三种:第一种:分离变量求最值-----用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(>0,=0,<0) 第二种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-----(已知谁的范围就把谁作为主元);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.解:由函数4323()1262x mx x f x =-- 得32()332x mx f x x '=-- 2()3g x x mx ∴=--(1)()y f x =在区间[]0,3上为“凸函数”,则 2()30g x x mx ∴=--< 在区间[0,3]上恒成立解法一:从二次函数的区间最值入手:等价于max ()0g x <(0)0302(3)09330g m g m <-<⎧⎧⇒⇒>⎨⎨<--<⎩⎩解法二:分离变量法:∵ 当0x =时, 2()330g x x mx ∴=--=-<恒成立, 当03x <≤时, 2()30g x x mx =--<恒成立等价于233x m x x x->=-的最大值(03x <≤)恒成立, 而3()h x x x=-(03x <≤)是增函数,则max ()(3)2h x h == 2m ∴>(2)∵当2m ≤时()f x 在区间(),a b 上都为“凸函数” 则等价于当2m ≤时2()30g x x mx =--< 恒成立 变更主元法再等价于2()30F m mx x =-+>在2m ≤恒成立(视为关于m 的一次函数最值问题)22(2)023011(2)0230F x x x F x x ⎧->--+>⎧⎪⇒⇒⇒-<<⎨⎨>-+>⎪⎩⎩ 2b a ∴-=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.-2 2(二次函数区间最值的例子)解:(Ⅰ)()()22()433f x x ax a x a x a '=-+-=---01a <<令,0)(>'x f 得)(x f 的单调递增区间为(a ,3a )令,0)(<'x f 得)(x f 的单调递减区间为(-∞,a )和(3a ,+∞)∴当x=a 时,)(x f 极小值=;433b a +-当x=3a 时,)(x f 极大值=b.(Ⅱ)由|)(x f '|≤a ,得:对任意的],2,1[++∈a a x 2243a x ax a a -≤-+≤恒成立①则等价于()g x 这个二次函数max min ()()g x a g x a≤⎧⎨≥-⎩ 22()43g x x ax a =-+的对称轴2x a =01,a <<12a a a a +>+=(放缩法)即定义域在对称轴的右边,()g x 这个二次函数的最值问题:单调增函数的最值问题。

22()43[1,2]g x x ax a a a =-+++在上是增函数.max min ()(2)2 1.()(1)4 4.g x g a a g x g a a =+=-+=+=-+∴于是,对任意]2,1[++∈a a x ,不等式①恒成立,等价于(2)44,41.(1)215g a a a a g a a a +=-+≤⎧≤≤⎨+=-+≥-⎩解得 又,10<<a ∴.154<≤a 点评:重视二次函数区间最值求法:对称轴(重视单调区间)与定义域的关系第三种:构造函数求最值题型特征:)()(x g x f >恒成立0)()()(>-=⇔x g x f x h 恒成立;从而转化为第一、二种题型3aa()f x 'a3a2x a =[]1,2a a ++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。

解:(Ⅰ)/2()32f x x ax =+∴/(1)31f b a ⎧=-⎨=+⎩, 解得32a b =-⎧⎨=-⎩(Ⅱ)由(Ⅰ)知,()f x 在[1,0]-上单调递增,在[0,2]上单调递减,在[2,4]上单调递减 又(1)4,(0)0,(2)4,(4)16f f f f -=-==-= ∴()f x 的值域是[4,16]- (Ⅲ)令2()()()(1)3[1,4]2t h x f x g x x t x x =-=-++-∈思路1:要使()()f x g x ≤恒成立,只需()0h x ≤,即2(2)26t x x x -≥-分离变量 思路2:二次函数区间最值 二、参数问题题型一:已知函数在某个区间上的单调性求参数的范围解法1:转化为0)(0)(''≤≥x f x f 或在给定区间上恒成立, 回归基础题型解法2:利用子区间(即子集思想);首先求出函数的单调增或减区间,然后让所给区间是求的增或减区间的子集;做题时一定要看清楚“在(m,n )上是减函数”与“函数的单调减区间是(a,b )”,要弄清楚两句话的区别:前者是后者的子集例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.解:)14()1(41)(2++++='a x a x x f . (Ⅰ)∵ ()f x '是偶函数,∴ 1-=a . 此时x x x f 3121)(3-=,341)(2-='x x f ,令0)(='x f ,解得:32±=x . 列表如下:x(-∞,-23)-23 (-23,23)23 (23,+∞))(x f ' + 0 - 0 + )(x f递增极大值递减极小值递增可知:()f x 的极大值为34)32(=-f , ()f x 的极小值为34)32(-=f . (Ⅱ)∵函数)(x f 是),(∞+-∞上的单调函数,∴21()(1)(41)04f x x a x a '=++++≥,在给定区间R 上恒成立判别式法 则221(1)4(41)204a a a a ∆=+-⋅⋅+=-≤, 解得:02a ≤≤.综上,a 的取值范围是}20{≤≤a a . 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 (I )2()(2)1(1)(1).f x x a x a x x a '=+-+-=++- 1、20,()(1)0,a f x x '==+≥当时恒成立当且仅当1x =-时取“=”号,()(,)f x -∞+∞在单调递增。

2、12120,()0,1,1,,a f x x x a x x '>==-=-<当时由得且单调增区间:(,1),(1,)a -∞--+∞ 单调增区间:(1,1)a -- (II )当()[0,1],f x 在上单调递增 则[]0,1是上述增区间的子集:1、0a =时,()(,)f x -∞+∞在单调递增 符合题意2、[]()0,11,a ⊆-+∞,10a ∴-≤ 1a ∴≤ 综上,a 的取值范围是[0,1]。

三、题型二:根的个数问题题1函数f(x)与g(x)(或与x 轴)的交点======即方程根的个数问题a-1-1()f x '解题步骤第一步:画出两个图像即“穿线图”(即解导数不等式)和“趋势图”即三次函数的大致趋势“是先增后减再增”还是“先减后增再减”;第二步:由趋势图结合交点个数或根的个数写不等式(组);主要看极大值和极小值与0的关系; 第三步:解不等式(组)即可; 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. 解:(1)由题意x k x x f )1()(2+-=' ∵)(x f 在区间),2(+∞上为增函数,∴0)1()(2>+-='x k x x f 在区间),2(+∞上恒成立(分离变量法)即x k <+1恒成立,又2>x ,∴21≤+k ,故1≤k ∴k 的取值范围为1≤k(2)设312)1(3)()()(23-++-=-=kx x k x x g x f x h , )1)(()1()(2--=++-='x k x k x k x x h令0)(='x h 得k x =或1=x 由(1)知1≤k ,①当1=k 时,0)1()(2≥-='x x h ,)(x h 在R 上递增,显然不合题意… ②当1<k 时,)(x h ,)(x h '随x 的变化情况如下表:x ),(k -∞ k )1,(k1),1(+∞)(x h ' +— 0+)(x h↗极大值312623-+-k k ↘极小值21-k ↗由于021<-k ,欲使)(x f 与)(x g 的图象有三个不同的交点,即方程0)(=x h 有三个不同的实根,故需0312623>-+-k k ,即0)22)(1(2<---k k k ∴⎩⎨⎧>--<02212k k k ,解得31-<k 综上,所求k 的取值范围为31-<k根的个数知道,部分根可求或已知。

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