函数与导数问题归纳总结
导数题型总结(12种题型)
导数题型总结1.导数的几何意义2.导数四则运算构造新函数3.利用导数研究函数单调性4.利用导数研究函数极值和最值5.①知零点个数求参数范围②含参数讨论零点个数6.函数极值点偏移问题7.导函数零点不可求问题8.双变量的处理策略9.不等式恒成立求参数范围10.不等式证明策略11.双量词的处理策略12.绝对值与导数结合问题导数专题一导数几何意义一.知识点睛导数的几何意义:函数y=f(x)在点x=x0 处的导数f’(x0)的几何意义是曲线在点x=x0 处切线的斜率。
二.方法点拨:1.求切线①若点是切点:(1)切点横坐标x0 代入曲线方程求出y0(2)求出导数f′(x),把x0代入导数求得函数y =f(x)在点x=x 0处的导数f ′(x 0)(3)根据直线点斜式方程,得切线方程:y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0).②点(x 0,y 0)不是切点求切线:(1)设曲线上的切点为(x 1,y 1); (2)根据切点写出切线方程y -y 1=f ′(x 1)(x -x 1) (3)利用点(x 0,y 0)在切线上求出(x 1,y 1); (4)把(x 1,y 1)代入切线方程求得切线。
2.求参数,需要根据切线斜率,切线方程,切点的关系列方程:①切线斜率k=f ′(x 0) ②切点在曲线上③切点在切线上三.常考题型:(1)求切线(2)求切点(3)求参数⑷求曲线上的点到直线的最大距离或最小距离(5)利用切线放缩法证不等式 四.跟踪练习1.(2016全国卷Ⅲ)已知f(x)为偶函数,当x <0时,f(x)=f (-x )+3x ,则曲线y=f (x )在点(1,-3)处的切线方程是2.(2014新课标全国Ⅱ)设曲线y=ax-ln (x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x ,则a= A. 0 B.1 C.2 D.33.(2016全国卷Ⅱ)若直线y=kx+b 是曲线y=lnx+2的切线,也是曲线y=ln (x+1)的切线,则b=4.(2014江西)若曲线y=e -x上点P 处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P 的坐标是5.(2014江苏)在平面直角坐标系中,若曲线y=ax 2+xb(a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x+2y+3=0平行,则a+b= 6.(2012新课标全国)设点P 在曲线y=21e x上,点Q 在曲线y=ln (2x )上,则▕PQ ▏的最小值为 A.1-ln2 B.2(1-ln2) C.1+ln2 D.2(1+ln2)7.若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x 3和y=ax 2+415x-9都相切,则a 等于 8.抛物线y=x 2上的点到直线x-y-2=0的最短距离为 A.2B.827C. 22D. 19.已知点P 在曲线y=14+x e 上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是 10.已知函数f (x )=2x 3-3x.(1)求f (x )在区间[-2,1]上的最大值;(2) 若过点P (1,t )存在3条直线与曲线y=f (x )相切,求t 的取值范围. 11. 已知函数f (x )=4x-x 4,x ∈R. (1) 求f (x )的单调区间(2) 设曲线y=f (x )与x 轴正半轴的交点为P ,曲线在点P 处的切线方程为y=g (x ),求证: 对于任意的实数x ,都有f (x )≤g (x )(3) 若方程f (x )=a (a 为实数)有两个实数根x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 2-x 1≤-3a+431.导数专题二 利用导数四则运算构造新函数 一.知识点睛 导数四则运算法则:[f(x)±g (x )]’=f ′(x)±g ′(x) [f(x)·g (x )]’=f ′(x)·g(x) +f(x)·g ′(x)[ )()(x g x f ]′=2[g(x)](x)f(x)g'(x)g(x)f'- 二.方法点拨在解抽象不等式或比较大小时原函数的单调性对解题没有任何帮助,此时我们就要构造新函数,研究新函数的单调性来解抽象不等式或比较大小。
导数大题20种主要题型总结及解题方法
导数大题20种主要题型总结及解题方法导数是微积分中的一个重要概念,用于描述函数在某一点处的变化率。
掌握导数的计算和应用方法对于解决各种实际问题具有重要意义。
下面将对导数的20种主要题型进行总结并给出解题方法。
1.求函数在某点的导数。
对于给定的函数,要求在某一点处的导数,可以使用导数的定义或者基本求导法则。
导数的定义是取极限,计算函数在这一点的变化率。
基本求导法则包括常数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数的求导法则。
2.求函数的导数表达式。
已知函数表达式,要求其导数表达式。
可以使用基本求导法则,并注意链式法则和乘积法则的应用。
3.求高阶导数。
如果已知函数的导数表达式,要求其高阶导数表达式。
可以反复应用求导法则,每次对函数求导一次得到导数表达式。
4.求导数的导函数。
导数的导函数是指对导数再进行求导的过程。
要求导函数时,可以反复应用求导法则,迭代求取导数的导数。
5.利用导数计算函数极值。
当函数的导数为0或不存在时,可能是函数的极值点。
可以利用导数求函数的极值。
6.利用导数判定函数的增减性。
根据函数的导数正负性可以判定函数的增减性。
如果导数大于0,则函数在该区间上递增;如果导数小于0,则函数在该区间上递减。
7.利用导数求函数的最大最小值。
当函数在某一区间内递增时,在区间的左端点处取得最小值;当函数在某一区间内递减时,在区间的右端点处取得最小值。
要求函数全局最大最小值时,可以使用导数判定。
当导数从正数变为负数时,可能是函数取得最大值的点。
8.利用导数求函数的拐点。
如果函数的导数在某一点发生变号,该点可能是函数的拐点。
可以使用导数的二阶导数判定。
9.利用导数求函数的弧长。
曲线的弧长可以通过积分求取,而曲线的弧长元素是由导数表示的。
通过导数求取弧长元素,并积累求和得到曲线的弧长。
10.利用导数求函数的曲率。
曲率表示曲线弯曲程度的大小,可以通过导数求取。
曲率的求取公式是曲线的二阶导数与一阶导数的比值。
11.利用导数求函数的速度和加速度。
导数与函数的最值关系解析与归纳
导数与函数的最值关系解析与归纳函数在数学中是一个常见的概念,它描述了一种输入和输出之间的映射关系。
而导数则是函数在某一点上的变化率,能够揭示函数的增减性和极值情况。
本文将探讨导数与函数的最值关系,并对其进行分析和总结。
一、导数的定义和求解方法在研究导数和函数的最值关系之前,我们首先需要了解导数的定义和求解方法。
对于函数f(x),在其某一点x处的导数可以通过极限的方法来求解,即:\[f'(x)=\lim_{h \to 0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}\]其中,h表示自变量x的增量。
通过求解上述极限,我们可以得到函数f(x)在点x处的导数。
二、函数的最值与导数的关系函数的最值是指函数在定义域内取得的最大值或最小值。
在研究函数的最值时,导数可以给我们一些重要的线索。
具体而言,我们可以通过以下定理来判断函数的最值情况:1. 极值第一定理若函数f(x)在点x处取得极值,且该点处的导数存在,则导数f'(x)等于零或不存在。
2. 极值第二定理若函数f(x)在点x处取得极值,且该点处的导数存在,则导数f'(x)从正变为负,或者从负变为正。
基于上述定理,我们可以通过求解导数为零的点或导数变号的区间,来确定函数的极值点。
三、应用举例接下来,我们通过几个具体的函数例子来说明导数与函数最值之间的关系。
1. 求解函数$f(x)=3x^2-4x+1$的极值点。
首先,我们需要求解导数$f'(x) = 6x - 4$。
令$f'(x)=0$,得到$x =\frac{2}{3}$。
所以,函数$f(x)$在$x = \frac{2}{3}$处可能取得极值。
其次,我们观察导数的变化情况。
当$x<\frac{2}{3}$时,导数$f'(x)<0$;当$x>\frac{2}{3}$时,导数$f'(x)>0$。
基于极值第二定理,我们可以判断$x = \frac{2}{3}$是函数$f(x)$的极小值点。
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战略思想三: x R ,都有" f (x1) f (x) f (x2 )" f (x1), f (x2 ) 分别是 f (x) 的最小值和最大值, | x1 x2 | min 是同时出现最大值和最小值的最短区间.
y x1
x2 x
例 3.
已知函数
f
(x) 2sin( x 2
) ,若对 5
" f ( x1 x2 ) f (x1) f (x2 ) "恒成立的函数的个数是( )
2
2
A.0 B.1 C.2 D.3
解:本题实质就是考察函数的凸凹性,即满足条件" f ( x1 x2 ) f (x1) f (x2 ) "的函数,应是凸函
2
2
数的性质,画草图即知 y log2 2x 符合题意;
即 f (x) 在[1,1]上为增函数.
∵ f (1) 1,∴ x [1,1] ,恒有 f (x) 1; ∴要使 f (x) t2 2at 1 对所有 x [1,1] , a [1,1] 恒成立,
即要 t2 2at 1 1恒成立,故 t2 2at 0 恒成立,
令 g(a) 2at t2 ,只须 g(1) 0 且 g(1) 0 ,
x R ,都有"
f
(x1)
f (x)
f
(x2 )" 成立,则
| x1 x2 | 的最小值为____.
解 ∵对任意 x∈R,不等式 f (x1) f (x) f (x2 ) 恒成立,
∴ f (x1), f (x2 ) 分别是 f (x) 的最小值和最大值.
对于函数 y sin x ,取得最大值和最小值的两点之间最小距离是 π,即半个周期.
解得 t 2 或 t 0 或 t 2 .
导数与函数的极限关系归纳
导数与函数的极限关系归纳在微积分领域中,导数与函数的极限是两个核心概念。
它们之间有着密切的关系,相互之间可以通过数学定理和公式进行转化和推导。
本文将对导数与函数的极限关系进行归纳总结,以帮助读者更好地理解和应用这些概念。
一、导数的定义与函数的极限导数是描述函数变化率的工具,它代表了函数在某一点的瞬时变化速率。
函数的极限则是描述函数在无穷接近某一点时的值趋势。
导数和函数的极限之间的关系可以通过导数的定义和极限的计算来确定。
二、导数与函数极限的关联定理1. 函数在某一点可导,则在该点必定存在极限。
这是因为导数的存在要求函数在该点的斜率存在,而斜率的存在又要求函数在该点必须是连续的,即函数在该点存在极限。
2. 函数在某一点不可导,则在该点的极限未必存在。
这是因为函数不可导说明在该点的斜率不存在,而不存在的斜率会导致函数在该点的极限未必存在。
三、导数和函数极限的计算方法1. 利用导数计算函数在某一点的极限。
当函数在某一点可导时,可以通过导数公式来计算函数在该点的极限。
2. 利用极限计算函数的导数。
当函数在某一点存在极限时,可以利用求极限的方法来计算函数在该点的导数。
这两种方法的应用范围不同,但都是导数与函数极限关系的重要表现形式。
四、导数和函数极限的性质1. 函数在连续的区间上可导,则在该区间上函数的极限存在。
这是因为可导性要求函数在该区间上连续,而连续函数的极限存在。
2. 函数在某一点可导,则在该点的左极限和右极限存在且相等。
这些性质反映了导数与函数极限之间的密切关系,同时也为我们研究函数的性质提供了有效的工具。
五、导数与函数极限的应用导数和函数极限是微积分理论的基础,也是应用于实际问题解决中的重要工具。
它们可以用来求解函数的最值、优化问题、判断函数的增减性等等。
在自然科学、工程技术和经济管理等领域中都有广泛的应用。
综上所述,导数与函数的极限是微积分中的重要概念,它们之间存在着密切的关系。
导数和极限的计算方法、关联定理、性质和应用,都为我们探索和应用微积分提供了有力的工具和理论基础。
函数与导数综合知识点总结
函数与导数综合知识点总结一、函数的概念与性质1. 函数的基本概念函数是一个从一个集合到另一个集合的映射规则。
通俗地说,函数就是一种输入与输出之间的对应关系。
函数通常用f(x)来表示,其中x是输入,f(x)是输出。
2. 函数的定义域与值域函数的定义域是指所有可能的输入值的集合,值域是指所有可能的输出值的集合。
在数学上,定义域和值域的概念非常重要,因为它们决定了函数的性质。
3. 函数的奇偶性如果对于函数f(x),有f(-x) = f(x),那么该函数是偶函数;如果对于函数f(x),有f(-x) = -f(x),那么该函数是奇函数。
奇偶函数具有一些特殊的对称性质,在积分和求导的时候非常有用。
4. 函数的周期性如果对于函数f(x),存在一个正数T,使得对所有的x,有f(x + T) = f(x),那么该函数是周期函数。
周期函数在数学建模和信号处理中有广泛的应用。
5. 函数的复合如果有两个函数f(x)和g(x),那么它们的复合函数就是f(g(x)),它是先对输入进行g(x)的处理,然后再对结果进行f(x)的处理。
复合函数在微积分中具有重要的地位。
6. 反函数如果一个函数f(x)的定义域和值域分别为A和B,那么如果存在另一个函数g(y),它的定义域和值域分别为B和A,并且对任意的x,有g(f(x)) = x,那么g(y)就是f(x)的反函数。
反函数在解方程和求逆矩阵等领域有重要应用。
二、导数的概念与性质1. 导数的定义给定函数f(x)和一点x,如果极限lim(h->0)[f(x + h) - f(x)]/h存在,那么这个极限就是函数f(x)在点x处的导数,用f'(x)或者dy/dx来表示。
导数衡量了函数在某个点处的变化率。
2. 导数的几何意义函数f(x)在点x处的导数f'(x)表示了函数曲线在点x处的切线斜率。
导数的几何意义可以帮助我们理解函数的变化规律。
3. 导数的计算有许多方法可以计算函数的导数,比如极限定义法、泰勒公式法、微分法等。
函数导数任意存在”-型问题归纳总结
令 g(x)x 2 2x x ln xx [1,e] , 又 g (x)(x 1)(x 2 2ln x)(x ln x)2函数导数任意性和存在性问题探究导学语函数导数问题是高考试题中占比重最大的题型,前期所学利用导数解决函数图像切线、函数单调性、 函数极值最值等问题的方法, 仅可称之为解决这类问题的“战术” ,若要更有效地彻底解决此类问题还必须研究“战略,”因为此类问题是函数导数结合全称命题和特称命题形成的综合性题目 .常用战略思想如下:题型分类解析一.单一函数单一“任意”型f(x)上限战略思想一: “ x A , a ( )f ( x)恒成立”等价于“当x A 时, a ( ) f (x)max ;”f(x)下限“ x A , a ( ) f (x) 恒成立”等价于“当x A 时, a ( )f ( x) min ”.例 1 :已知二次函数 f (x) ax 2 x ,若 x [0,1] 时,恒有 | f (x)| 1,求实数 a 的取值范围 解: | f (x)| 1 ,∴ 1 ax 2 x 1;即 1 x ax 2 1 x ; 当 x 0 时,不等式显然成立,∴ a ∈R.21 1 1 1 当 0 x 1 时,由 1 x ax 21 x 得:2 a 2 , x x x x11 又∵(2 )max2 ,∴a 2, 2 a 0 ,xx综上得 a 的范围是 a [ 2,0] . .单一函数单一“存在”型x A ,使得 a ( ) f ( x)成立”等价于“当x A 时, a ( )f ( x) max取值范围解析:f (x) (a 2)x a(x ln x) x 2 2x . ∵x [1,e] ,∴ln x 1 x 且等号不能同时取,所以 ln x x ,即 x ln x 0 , x 2 2x因而 a x [1,e] ,x ln x ,而(x 12 1x )min 0,∴a 0.xx战略思想x A ,使得 a ( ) f (x) 成立”等价于“当x A 时,a ( ) f(x)min ”;f ( x)上限f ( x)下限例 2. 已知函数 f (x) aln x x 2(a R ),若存在 x [1,e] ,使得f (x) (a 2)x 成立,求实数 a 的当x [1, e]时,x 1 0,ln x 1,x 2 2ln x 0,从而g (x) 0 (仅当x=1 时取等号),所以g(x)在[1, e]上为增函数,故g(x) 的最小值为g(1) 1,所以 a 的取值范围是[ 1, ) .三.单一函数双“任意”型战略思想三:x R,都有" f(x1) f (x) f(x2)" f(x1), f (x2) 分别是f (x) 的最小值和最大值,|x1 x2 | min 是同时出现最大值和最小值的最短区间.例 3. 已知函数f (x) 2sin( x ) ,若对x R,都有" f (x1) f (x) f (x2)" 成立,则| x1 x2 |25的最小值为 __ .解∵对任意x∈R ,不等式f (x1) f (x) f (x2) 恒成立,∴f (x1), f (x2)分别是f (x) 的最小值和最大值对于函数y sin x ,取得最大值和最小值的两点之间最小距离是π,即半个周期x又函数f (x) 2sin( 2 5 )的周期为4,∴| x1 x2 |的最小值为 2.战略思想四:x1,x2 A, " f (x1 x2)f (x1) f (x2)"成立22f (x) 在 A 上是上凸函数 f ''(x) 02例 4. 在y 2x,y log2 2x,y x ,y cosx 这四个函数中,当0 x1 x2 1时,使" f (x1 x2)f(x1) f ( x2 )"恒成立的函数的个数是( )22A.0B.1C.2D.3解:本题实质就是考察函数的凸凹性,即满足条件" f(x1 x2)f (x1) f (x2)" 的函数,应是凸函22数的性质,画草图即知y log2 2x 符合题意;战略思想五:x1,x2 A,"f (x1) f (x2)0"成立f(x)在 A 上是增函数x1 x2例 5 已知函数f (x) 定义域为[ 1,1],f (1) 1,若m,n [ 1,1],m n 0时,都有f(m) f(n) 0" ,若f(x) t2 2at 1对所有x [ 1,1],a [ 1,1]恒成立,求实数t取值范围. mn解:任取1 x1 x2 1,则f (x1) f (x2) f (x1) f (x2) (x1 x2),x1 x2由已知 f (x1) f (x2) 0,又x1 x2 0,∴f (x1) f (x2) 0,x1 x2即f (x) 在[ 1,1]上为增函数.∵f (1) 1,∴x [ 1,1],恒有f (x) 1;2∴要使f (x) t2 2at 1对所有x [ 1,1],a [ 1,1]恒成立,即要t2 2at 1 1恒成立,故t2 2at 0 恒成立,2令g(a) 2at t2,只须g( 1) 0且g(1) 0,解得t 2或t 0或t 2.战略思想六:x1,x2 A,| f (x1) f (x2)| t ( t为常数)成立t= f (x)max f (x)min4 3 1例 6. 已知函数f (x) x4 2x3,则对任意t1,t2 [ ,2](t1 t2)都有| f(t1) f (t2)| 恒2成立,当且仅当t1 = __ ,t2 = ___ 时取等号.解:因为| f (x1) f (x2)| |[ f ( x)] max [ f ( x)] min |恒成立,4 3 1由f(x) x4 2x3,x [ ,2] ,23 27 1 5易求得[ f (x)]max f (3) 27,[ f (x)]min f ( 1) 5,2 16 2 16∴| f (x1) f (x2)| 2.战略思想七:x1,x2 A,| f (x1) f (x2)| t |x1 x2 ||f(x1) f(x2)| t | f '(x)| t(t 0)例7. 已知函数y f (x)满足:(1)定义域为[ 1,1] ;(2)方程f (x) 0 至少有两个实根1和1;(3)过f (x) 图像上任意两点的直线的斜率绝对值不大于 1.(1)证明:| f(0) | 1;(2)证明:对任意x1,x2 [ 1,1],都有| f (x1) f (x2)| 1.证明(1) 略;(2)由条件(2)知f( 1) f (1) 0,不妨设 1 x 1 x 2 1,由(3)知| f (x 1) f (x 2)| |x 1 x 2 | x 2 x 1, 又∵| f(x 1) f(x 2)| |f(x 1)| | f(x 2)| | f(x 1) f( 1)| |f(x 2) f(1)|x 1 1 1 x 2 2 (x 2 x 1) 2 | f(x 1) f(x 2)|;∴|f(x 1) f(x 2)| 133 例 8. 已知函数 f(x)x 3 ax b ,对于 x 1,x 2(0, )(x 1 x 2 )时总有 | f (x 1) f (x 2)| |x 1 x 2 |成3立,求实数 a 的范围 .3 ' 2解 由 f (x) x 3 ax b ,得 f '(x) 3x 2 a ,评注 由导数的几何意义知道,函数 y f (x)图像上任意两点 P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2) 连线的斜率k y2 y1 (x 1 x 2 )的取值范围,就是曲线上任一点切线的斜率(如果有的话 )的范围,利用这个结论,可x 2 x1以解决形如 |f(x 1) f(x 2)| m|x 1 x 2||或| f(x 1) f(x 2)| m|x 1 x 2 | (m >0)型的不等式恒成立问题四.双函数“任意”+“存在”型: x 1A,x 2 B ,使得 f (x 1) g (x 2)成立 f (x)min g(x)min ;x 1 A, x 2B ,使得 f (x 1)g(x 2)成立f (x)maxg(x)max .总有 f (x 1) g( x 2 )成立,求实数 m 的取值范围 .解析:题意等价于 f(x)在(0,1)上的最大值大于或等于 g ( x)在[1,2] 上的最大值 2 2x 2 5x 2 1 f (x) 2 ,由 f '(x) 0得, x 或 x 2,x211 当 x (0, ) 时, f (x) 0,当 x ( ,1)时 f (x) 0 , 221 所以在( 0,1)上, f ( x)max f (1) 3 5ln2 .2当 x (0, 33)时,a f (x) 1 a ,∵| f(x 1) f(x 2)| |x 1 x 2 |,∴| f(x 1) f(x 2) | 1x 1 x 2a1 1a11a0战略思想八: 例 9 .已知函数2 f (x) 2xx 25ln x , g(x) xmx 4 ,若存在 x 1 (0,1) ,对任意 x 2 [1,2] ,又g(x)在[1,2]上的最大值为 max{g(1),g(2)} ,所以有所以实数 m 的取值范围是 m 8 5ln 2.战略思想九: “ x 1 A , x 2 B ,使得 f (x 1) g(x 2)成立”“f (x) 的值域包含于.g( x ) 的值域”.例 10.设函数 f (x)1x 3 1 x 2 5x 4.333(1)求 f (x) 的单调区间.32(2)设 a ≥1,函数 g(x) x 3 3a 2x 2a .若对于任意 x 1 [0,1] ,总存在 x 0 [0,1] ,使得 f (x 1) g( x 0 )成立,求 a 的取值范围.' 22 5 ' 2 2 5 5解析:( 1 ) f '(x) x 2x ,令 f '(x)≥0,即 x 2 x ≤ 0 ,解得: ≤ x ≤1,3 3 3 3 355f(x) 的单增区间为 [ ,1] ;单调减区间为 ( , ]和[1, ) .33(2)由(1)可知当 x [0,1]时, f ( x)单调递增, ∴当 x [0,1]时, f(x) [f (0), f (1)] , 即 f(x) [ 4, 3] ;又g '(x) 3x 2 3a 2,且 a ≥1,∴当x [0,1]时, g '( x) ≤ 0 , g( x)单调递减, ∴当 x [0,1] 时, g(x) [ g (1),g (0)] ,即 g(x) [ 3a 2 2a 1, 2a] , 又对于任意 x 1 [0,1] ,总存在 x 0 [0,1] ,使得 f (x 1) g(x 0)成立 [ 4, 3] [ 3a 2 2a 1, 2a] ,1a例 11 .已知函数 f(x) ln x ax 1(a R) ; x1(1) 当 a 时,讨论 f (x) 的单调性;222)设 g(x) x 2 2bx 4 ,1当 a 时,若对 x 1 (0, 2) , x 2 [1,2] ,使 f(x 1) g(x 2) ,求实数4f(21) g(1) f(21) g(2)3 5ln 2 5 m 3 5ln 2 8 2mm 8 5ln 21m (11 5ln 2)2m 8 5ln 2 ,f(x)上限f(x)下限即3a 2 2a 1 ≤ 3 ≤ 2a4,解得:≤a ≤3g(x)上限b 的取值范围;解:(1)(解答过程略去,只给出结论)当 a ≤0 时,函数 f(x)在( 0,1 )上单调递减,在( 1,+∞)上单调递增;1 当 a= 时,函数 f(x) 在( 0, +∞)上单调递减;2 11当 0<a< 时,函数 f (x) 在(0,1 )上单调递减,在 (1, 1)上单调递增,在 2'21, ) 上单调递减; a2 )函数的定义域为( 0 , +∞),f (x )=1-a+ a21xxax 2 x 1 aa= 1 时,由 f4x )=0 可得 x 1=1,x 2=3.因为a= 1∈(0, 1 ),x 2=3 (0,2),结合( 1)可知 42函数 f(x)在( 0,1 )上单调递减,在( 1,2 )上单调递增, 所以f(x) 在( 0,2 )上的最小值为 f(1)= - 12由于 对 x 1∈(0,2), x 2∈[1,2], 使 f(x 1) ≥g(x 2) ”等价于 “g(x)在[1,2]上的最小值不大于 f(x) 在( 0,2)上的最小值 f(1)= 1”2”※)又 g(x)=(x -b)2+4-b 2, x ∈[1,2], 所以当 b<1 时,因为 [g(x)] min =g(1)=5 - 2b>0, 此时与(※)矛盾; 当 b ∈[1,2]时, 因为 [g(x)] min =4 -b 2≥0,同样与(※)矛盾; 当 b ∈(2,+∞)时,因为 [g(x)] min =g(2)=8 -4b.1 17 解不等式 8- 4b ≤- ,可得b ≥ .2817 综上, b 的取值范围是[ ,+ ∞).8五.双函数“任意”+“任意”型战略思想十: x 1 A, x 2 B ,使得 f(x 1) g(x 2)成立 f (x)min g(x)max例 12. 已 知 函 数 f(x) 1x 3 x 2 3x 4,g(x)3 3 29x c,若对任x 1,x 2 [ 2,2] ,都有 f (x 1) g(x 2),求 c 的范围 .解:因为对任意的 x 1,x 2 [ 2,2] ,都有 f(x 1) g(x 2)成立,∴[ f ( x)] max [g(x)]min ,∵f '(x) x2 2x 3,令f '(x) 0得x 3,x 1x>3 或x<-1;f '(x) 0得1 x 3;∴f(x)在[ 2, 1]为增函数,在[ 1,2]为减函数.18 c∵f( 1) 3, f (2) 6,∴[ f (x)]max 3,.∴3 ,∴c 24.22 3 2例13.已知两个函数f(x) 8x2 16x k,g(x) 2x3 5x2 4x,x [ 3,3], k R;(1) 若对x [ 3,3] ,都有f (x) g(x)成立,求实数k 的取值范围;(2) 若x [ 3,3] ,使得f (x) g(x) 成立,求实数k的取值范围;(3) 若对x1,x2 [ 3,3] ,都有f (x1) g(x2)成立,求实数k的取值范围;解:(1)设h(x) g(x) f (x) 2x3 3x2 12x k ,(1)中的问题可转化为:x [ 3,3] 时,h(x) 0 恒成立,即[ h( x)] min 0.'2h'(x) 6x2 6x 12 6(x 2)(x 1);当x 变化时,h(x),h'(x) 的变化情况列表如下:因为h( 1) k 7, h(2) k 20 ,所以,由上表可知[ h( x)] min k 45,故k-45 ≥0,得k≥45,即k∈[45,+ ∞).小结:①对于闭区间I,不等式f(x)<k 对x∈I 时恒成立[f(x)] max <k, x ∈I;不等式f(x)>k 对x∈I 时恒成立[f(x)] min>k, x ∈I.②此题常见的错误解法:由[f(x)] max ≤[g(x)] min 解出k 的取值范围.这种解法的错误在于条件“ [f(x)] max ≤[g(x)] min”只是原题的充分不必要条件,不是充要条件,即不等价.( 2)根据题意可知, ( 2)中的问题等价于h(x)= g(x) -f(x) ≥0 在x ∈[-3,3]时有解,故[h(x)] max≥0.由( 1)可知[h(x)] max = k+7 ,因此k+7 ≥0,即k∈[7,+ ∞).(3)根据题意可知, (3)中的问题等价于 [f(x)] max ≤[g(x)] min ,x ∈[-3,3].由二次函数的图像和性质可得 , x ∈[-3,3]时, [f(x)] max =120 -k. 仿照( 1),利用导数的方法可求得 x ∈[-3,3]时, [g(x)] min =-21. 由 120 - k ≥-21 得 k ≥141,即 k ∈[141,+ ∞). 说明:这里的 x 1,x 2 是两个互不影响的独立变量从上面三个问题的解答过程可以看出 ,对于一个不等式一定要看清是对“ x ”恒成立,还是“ x ”使之成还是两个独立的变量 ,然后再根据不同的情况采取不同的等价条件 ,千万不要稀里糊涂的去猜六.双函数“存在”+“存在”型战略思想十一: x 1 A, x 2 B ,使得 f(x 1) g(x 2)成立f (x)min g(x)max ;x 1 A, x 2 B ,使得 f(x 1) g(x 2)成立f(x)max g(x)min .x 3 2例 14.已知函数 f (x) ln x 1, g(x) x 2 2bx 4.若存在 x 1 (0,2) , x 2 1,2 ,使4 4xf (x 1) g(x 2) ,求实数 b 取值范围1 f (x)在(0,1)上单调递增,在 (1,2)上单调递减,f(x)min f (1) .2依题意有 f ( x) min g(x)max ,所以 g(x)max12.又g(x) (x b)2 b 2 4,g(1) 1 从而g(2) 212,解得b 187.战略思想十二: “ x 1 A, x 2 B ,使得 f (x 1) g(x 2) 成立”等价于f (x) 的值域与 g(x) 的值域相交非空”3 219 1例 15 .已知函数 f(x) x 3 (1 a)x 2 a(a 2)x(a R) , g(x) x .是否存在实数 a ,存63在 x 11,1 , x 2 0,2 ,使得 f '(x 1) 2ax 1 g(x 2)成立?若存在,求出 a 的取值范围;若不存在,说明理由立,同时还要看清不等式两边是同一个变量, 解析: f (x) 1 1 32x 4 4x 2(x 1)(x 3)4x 219 1 1解析:在0,2 上g x x 是增函数,故对于x 0,2 ,g x ,66 3 32设h x f x 2ax 3x22x a a 2 ,当x 1,1 时,h(x) [-a2 2a 13,-a2 2a 5].3要存在x1 [ 1,1] ,x2 [0,2] 使得h x1 g x2 成立,只要[-a2 2a 13,-a2 2a 5] [ 13,6]33考虑反面,[-a2 2a 31,-a2 2a 5] [ 13,6]1 2 2 1 57 57则5 a 2a 或6< -a 2a 1,解得a 1 或a 1 ,3 3 3 357 57从而所求为1 a 1 .33。
高中数学函数与导数_高中数学函数与导数知识点汇总
高中数学函数与导数_高中数学函数与导数知识点汇总第一、求函数定义域题忽视细节函数的定义域是使函数有意义的自变量的取值范围,考生想要在考场上准确求出定义域,就要根据函数解析式把各种情况下的自变量的限制条件找出来,列成不等式组,不等式组的解集就是该函数的定义域。
在求一般函数定义域时,要注意以下几点:分母不为0;偶次被开放式非负;真数大于0以及0的0次幂无意义。
函数的定义域是非空的数集,在解答函数定义域类的题时千万别忘了这一点。
复合函数要注意外层函数的定义域由内层函数的值域决定。
第二、带绝对值的函数单调性判断错误带绝对值的函数实质上就是分段函数,判断分段函数的单调性有两种方法:第一,在各个段上根据函数的解析式所表示的函数的单调性求出单调区间,然后对各个段上的单调区间进行整合;第二,画出这个分段函数的图象,结合函数图象、性质能够进行直观的判断。
函数题离不开函数图象,而函数图象反应了函数的所有性质,考生在解答函数题时,要第一时间在脑海中画出函数图象,从图象上分析问题,解决问题。
对于函数不同的单调递增(减)区间,千万记住,不要使用并集,指明这几个区间是该函数的单调递增(减)区间即可。
第三、求函数奇偶性的常见错误求函数奇偶性类的题最常见的错误有求错函数定义域或忽视函数定义域,对函数具有奇偶性的前提条件不清,对分段函数奇偶性判断方法不当等等。
判断函数的奇偶性,首先要考虑函数的定义域,一个函数具备奇偶性的必要条件是这个函数的定义域区间关于原点对称,如果不具备这个条件,函数一定是非奇非偶的函数。
在定义域区间关于原点对称的前提下,再根据奇偶函数的定义进行判断。
在用定义进行判断时,要注意自变量在定义域区间内的任意性。
第四、抽象函数推理不严谨很多抽象函数问题都是以抽象出某一类函数的共同“特征”而设计的,在解答此类问题时,考生可以通过类比这类函数中一些具体函数的性质去解决抽象函数。
多用特殊赋值法,通过特殊赋可以找到函数的不变性质,这往往是问题的突破口。
高三函数与导数知识点总结
高三函数与导数知识点总结函数与导数是高三数学中重要的知识点,它们在解决实际问题和推导数学公式中起到至关重要的作用。
本文将对高三函数与导数的相关知识点进行总结,并提供一些例题以加深理解。
一、函数的基本概念函数是一种特殊的关系,它将一个集合的元素(自变量)映射到另一个集合的元素(因变量)。
函数可以用符号表示为f(x),其中x表示自变量,f(x)表示因变量。
函数在数学中有着广泛的应用,如描述物理运动、经济变化等。
二、函数的分类1.一次函数:f(x) = ax + b,其中a和b是常数,a不能为0。
一次函数的图像为一条直线,斜率a决定了直线的倾斜方向和程度,而常数b则决定了直线与y轴的交点位置。
2.二次函数:f(x) = ax² + bx + c,其中a、b和c是常数,a不能为0。
二次函数的图像为一条抛物线,a决定了抛物线的开口方向,b和c决定了抛物线的位置。
3.指数函数:f(x) = aˣ,其中a是常数,且大于0且不等于1。
指数函数的图像为以点(0, 1)为底的指数曲线,呈现上升或下降的趋势。
4.对数函数:f(x) = logₐ(x),其中a是常数,且大于0且不等于1。
对数函数的图像为以点(1, 0)为底的对数曲线,呈现上升或下降的趋势。
三、导数的概念导数是函数在某一点上的变化率,表示函数曲线在该点的切线斜率。
导数可以用符号表示为f'(x)或dy/dx,其中x表示自变量,f(x)表示函数。
导数在实际问题中有着重要的几何和物理意义。
四、导数的计算方法1.函数的导数定义:导数的定义为f'(x) = limₜ→0 [f(x + t) - f(x)] / t,其中lim表示极限。
2.常见函数的导数:- 一次函数f(x) = ax + b的导数为f'(x) = a。
- 二次函数f(x) = ax² + bx + c的导数为f'(x) = 2ax + b。
- 指数函数f(x) = aˣ的导数为f'(x) = aˣln(a)。
高中数学导数知识总结+导数七大题型答题技巧
高中数学导数知识总结+导数七大题型答题技巧知识总结一. 导数概念的引入1. 导数的物理意义:瞬时速率。
一般的,函数y=f(x)在x=处的瞬时变化率是2. 导数的几何意义:曲线的切线,当点趋近于P时,直线 PT 与曲线相切。
容易知道,割线的斜率是当点趋近于 P 时,函数y=f(x)在x=处的导数就是切线PT的斜率k,即3. 导函数:当x变化时,便是x的一个函数,我们称它为f (x)的导函数. y=f(x)的导函数有时也记作,即。
二. 导数的计算基本初等函数的导数公式:导数的运算法则:复合函数求导:y=f(u)和u=g(x),则称y可以表示成为x的函数,即y=f(g(x))为一个复合函数。
三、导数在研究函数中的应用1. 函数的单调性与导数:一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间(a,b)内(1) 如果>0,那么函数y=f(x)在这个区间单调递增;(2) 如果<0,那么函数y=f(x)在这个区间单调递减;2. 函数的极值与导数:极值反映的是函数在某一点附近的大小情况。
求函数y=f(x)的极值的方法有:(1)如果在附近的左侧>0 ,右侧<0,那么是极大值;(2)如果在附近的左侧<0 ,右侧>0,那么是极小值;3. 函数的最大(小)值与导数:求函数y=f(x)在[a,b]上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数y=f(x)在[a,b]内的极值;(2)将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的是最大值,最小的是最小值。
四. 推理与证明(1)合情推理与类比推理根据一类事物的部分对象具有某种性质,推出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理,叫做归纳推理,归纳是从特殊到一般的过程,它属于合情推理。
根据两类不同事物之间具有某些类似(或一致)性,推测其中一类事物具有与另外一类事物类似的性质的推理,叫做类比推理。
类比推理的一般步骤:(1) 找出两类事物的相似性或一致性;(2) 用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想);(3) 一般的,事物之间的各个性质并不是孤立存在的,而是相互制约的.如果两个事物在某些性质上相同或相似,那么他们在另一写性质上也可能相同或类似,类比的结论可能是真的;(4) 一般情况下,如果类比的相似性越多,相似的性质与推测的性质之间越相关,那么类比得出的命题越可靠。
函数与导数的关系总结
函数与导数的关系总结在微积分中,函数和导数是密切相关的概念。
导数是描述函数变化率的工具,它提供了函数在任意点附近的局部信息。
本文将总结函数与导数之间的关系,包括导数的定义、导数与函数图像的关系、导数的性质以及函数与导数的应用等内容。
一、导数的定义函数的导数是指函数在某一点的变化率,用极限来定义。
设函数f(x)在点x0处的导数为f'(x0),则导数的定义如下:f'(x0) = lim┬(h→0)〖(f(x0+h)-f(x0))/h〗二、导数与函数图像的关系函数的导数能够提供函数图像的许多重要信息。
根据导数的正负和大小,可以分析函数的增减性、极值点和拐点。
具体而言:1. 当导数大于0时,函数递增;2. 当导数小于0时,函数递减;3. 导数为0的点可能是函数的极值点或拐点。
三、导数的性质1. 常数导数性质:若c为常数,则(d/dx)(c) = 0,即常数函数的导数为0;2. 线性运算:若f(x)和g(x)都可导,且k为常数,则(d/dx)(k*f(x)) = k*(d/dx)(f(x)),(d/dx)(f(x)+g(x)) = (d/dx)(f(x))+(d/dx)(g(x));3. 乘积法则:若f(x)和g(x)都可导,则(d/dx)(f(x)*g(x)) = f'(x)*g(x) + f(x)*g'(x);4. 商法则:若f(x)和g(x)都可导,且g(x)≠0,则(d/dx)(f(x)/g(x)) =(f'(x)*g(x)-f(x)*g'(x))/[g(x)]^2。
四、函数与导数的应用函数的导数在实际问题中有许多应用。
以下是几个常见的应用情景:1. 切线与法线:函数在某一点的导数即为该点的切线斜率,通过导数可以求解切线和法线的方程;2. 极值问题:通过导数的符号变化,可以分析函数的极值点;3. 函数图像的绘制:通过导数的信息,可以确定函数图像的变化趋势和关键特征。
函数与导数解题方法知识点技巧总结
函数与导数解题方法知识点技巧总结1. 高考试题中,关于函数与导数的解答题(从宏观上)有以下题型: (1)求曲线()y f x =在某点出的切线的方程 (2)求函数的解析式(3)讨论函数的单调性,求单调区间 (4)求函数的极值点和极值 (5)求函数的最值或值域 (6)求参数的取值范围 (7)证明不等式 (8)函数应用问题2. 在解题中常用的有关结论(需要熟记):(1)曲线()y f x =在0x x =处的切线的斜率等于0()f x ',且切线方程为000()()()y f x x x f x '=-+。
(2)若可导函数()y f x =在0x x =处取得极值,则0()0f x '=。
反之不成立。
(3)对于可导函数()f x ,不等式()0(0)f x '><的解是函数()f x 的递增(减)区间。
(4)函数()f x 在区间I 上递增(减)的充要条件是:,()0(0)x I f x '∀∈≥≤恒成立(()f x '不恒为0). (5)若函数()f x 在区间I 上有极值,则方程()0f x '=在区间I 上有实根且非二重根。
(若()f x '为二次函数且I R =,则有0∆>)。
(6)若函数()f x 在区间I 上不单调且不为常量函数,则()f x 在I 上有极值。
(7)若,()0x I f x ∀∈>恒成立,则min ()0f x >;若,()0x I f x ∀∈<恒成立,则max ()0f x < (8)若0x I ∃∈使得0()0f x >,则max ()0f x >;若0x I ∃∈使得0()0f x <,则min ()0f x <.(9)设()f x 与()g x 的定义域的交集为I ,若,()()x I f x g x ∀∈>恒成立,则有min [()()]0f x g x ->. (10)若对112212,,()()x I x I f x g x ∀∈∈>恒成立,则min max ()()f x g x >.若对1122,x I x I ∀∈∃∈,使得12()()f x g x >,则min min ()()f x g x >. 若对1122,x I x I ∀∈∃∈,使得12()()f x g x <,则max max ()()f x g x <.(11)已知()f x 在区间1I 上的值域为A ,()g x 在区间2I 上值域为B ,若对1122,x I x I ∀∈∃∈使得12()()f x g x =成立,则A B ⊆。
函数与导数知识点总结
函数与导数知识点总结函数与导数是微积分中的重要概念和工具。
函数是数学中描述变量之间关系的一种工具,而导数是函数的变化率的度量。
理解函数与导数的概念和性质对于学习微积分和解决实际问题非常重要。
本文将对函数与导数的主要内容进行总结,并讲解它们的应用。
一、函数函数是一种数学关系,用来描述输入和输出之间的关系。
一个函数通常用f(x)或者y来表示,其中x是自变量,y是因变量。
函数基本形式为:y=f(x)。
1.1定义域和值域函数的定义域是指能够使函数有意义的x的取值范围,值域是函数所有可能的输出值的集合。
1.2奇偶性如果对于定义域内任意一个x,有f(-x)=f(x),则函数是偶函数;如果对于定义域内任意一个x,有f(-x)=-f(x),则函数是奇函数。
1.3特殊函数常见的特殊函数包括常函数、一次函数、二次函数、立方函数、指数函数、对数函数、三角函数等。
二、导数导数是函数变化率的度量,表示函数在其中一点的切线斜率。
导数可用于研究函数的变化特征和寻找函数的极值点。
2.1导数的定义与求导法则导数的定义为:f'(x) = lim[h->0] (f(x+h) - f(x))/h。
求导法则包括常数导数法则、幂函数导数法则、指数函数导数法则、对数函数导数法则、三角函数导数法则等。
2.2导数的几何意义导数可以理解为函数在其中一点的切线斜率,也可以理解为函数曲线上其中一点处的瞬时变化率。
2.3导数的性质常见的导数性质包括可导性和连续性、导数计算法则、导数的四则运算法则、导数与函数图像的关系等。
2.4高阶导数函数的导数可以继续求导,得到高阶导数。
常见的高阶导数有f''(x)、f'''(x)等。
2.5隐函数与参数方程的导数对于隐函数和参数方程,导数的求解需要通过链式法则或参数方程求导公式。
三、导数的应用导数在数学和物理等领域有广泛的应用。
以下是导数的一些主要应用。
3.1极值与最值通过求导,我们可以得到函数的最大值和最小值。
函数的导数与导数应用知识点总结
函数的导数与导数应用知识点总结函数的导数是微积分中的重要概念,用来描述函数在某一点的变化率。
导数应用则是指在解决实际问题时利用导数的性质和计算方法进行分析和求解。
下面将对函数的导数与导数应用的知识点进行总结。
一、函数的导数函数的导数在数学中是指函数在某一点的变化率,可以用来描述函数的变化速度和曲线的陡峭程度。
导数常用符号表示为f'(x),表示函数f(x)在点x处的导数。
1. 导数的定义函数f(x)在点x处的导数定义为:f'(x) = lim(h→0) [f(x+h) - f(x)] / h,其中lim表示极限,h表示x的增量。
2. 导数的几何意义函数在某一点的导数等于该点切线的斜率,也就是函数曲线在该点处的斜率。
3. 导数的基本性质导数具有以下基本性质:- 函数常数的导数为0,即常数函数的导数为0。
- 导数的和差法则,即导数的和(差)等于各导数的和(差)。
- 导数的常数倍法则,即函数乘以一个常数后,导数等于该常数乘以原函数的导数。
- 导数的乘积法则,即两个函数的乘积的导数等于其中一个函数的导数乘以另一个函数加上另一个函数的导数乘以其中一个函数。
- 导数的商法则,即两个函数的商的导数等于分子函数的导数乘以分母函数减去分母函数的导数乘以分子函数,再除以分母函数的平方。
二、导数应用导数应用广泛应用于数学、物理、经济等领域,在解决实际问题时具有重要的意义。
以下是几个常见的导数应用知识点。
1. 最值问题导数可以用来求函数的最值问题,即求函数在一段区间上的最大值或最小值。
要求函数在区间内取得最值,需找到导数等于零或不存在的点,然后通过二阶导数的正负来判断最值是极大值还是极小值。
2. 函数图像的凹凸性和拐点导数可以用来分析函数图像的凹凸性和拐点。
当导数大于零时,函数图像凹向上,当导数小于零时,函数图像凹向下。
拐点是指函数图像由凹向上变为凹向下或由凹向下变为凹向上的点。
3. 斜率问题导数可以代表函数曲线在某一点处的斜率,因此可以用来分析曲线的特性和斜率问题。
导数常见题型方法总结
导数题型总结例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 ,假设在区间D上,()0g x <恒成立,则称函数()y f x =在区间D 上为“凸函数〞,实数m 是常数,4323()1262x mx x f x =-- 〔1〕假设()y f x =在区间[]0,3上为“凸函数〞,求m 的取值围;〔2〕假设对满足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 < 解法二:别离变量法:∵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〕30110x >⇒-<<> 例2),10(32R b a b x a ∈<<+-],2+a 不等式()f x a '≤恒成立,求a 的取值围. 解:〔Ⅰ〕()()22()433f x x ax a x a x a '=-+-=---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*=a 时,)(x f 极小值=;433b a +- 当*=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 ag 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。
导数常见题型与解题方法总结
导数常见题型与解题方法总结导数题型总结:1.分离变量:在使用分离变量时,需要特别注意是否需要分类讨论(大于0,等于0,小于0)。
2.变更主元:已知谁的范围就把谁作为主元。
3.根分布。
4.判别式法:结合图像分析。
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。
基础题型:此类问题提倡按以下三个步骤进行解决:1.令f'(x)=0,得到两个根。
2.画两图或列表。
3.由图表可知。
另外,变更主元(即关于某字母的一次函数)时,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,g(x)<___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,f(x)=(-x^4+mx^3+3x^2)/62.1.若y=f(x)在区间[0,3]上为“凸函数”,求m的取值范围。
解法一:从二次函数的区间最值入手,等价于g(x)<0在[0,3]上恒成立,即g(0)<0且g(3)<0.因此,得到不等式组-3<m<2.解法二:分离变量法。
当x=0或x=3时,g(x)=-3<0.因此,对于0≤x≤3,g(x)<___成立。
根据分离变量法,得到不等式组-3<m<2.2.若对满足m≤2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。
由f(x)=(-x^4+mx^3+3x^2)/62得到f'(x)=(-4x^3+3mx^2+6x)/62,f''(x)=(-12x^2+6mx+6)/62.因为f(x)在区间(a,b)上为“凸函数”,所以f''(x)>0在(a,b)___成立。
因此,得到不等式组a≤x≤b和-12a^2+6ma+6>0,即a≤x≤b且m≤2或a≤x≤b且m≥1/2.由于m≤2,所以a≤x≤b且m≤2.根据变更主元法,将F(m)=mx-x^2+3视为关于m的一次函数最值问题,得到不等式组F(-2)>0和F(2)>0,即-2x-x^2+3>0且2x-x^2+3>0.解得-1<x<1.因此,b-a=2.Ⅲ)由题意可得,对任意x∈[1,4],有f(x)≤g(x)代入g(x)得:x3+(t-6)x2-(t+1)x+3≥x3+(t-6)x2/2化___:x2(t-7/2)-x(t+1/2)+3≥0由于对于任意x∈[1,4],不等式都成立,所以判别式≤0:t+1/2)2-4×3×(t-7/2)≤0化___:t2-10t+19≤0解得:1≤___≤9综上所述,a=-3,b=1/2,f(x)的值域为[-4,16],t的取值范围为1≤t≤9.单调增区间为:$(-\infty,-1),(a-1,+\infty)$和$(-1,a-1)$。
导数专题的题型总结
导数专题的题型总结一、导数的概念与运算题型1. 求函数的导数- 题目:求函数y = x^3+2x - 1的导数。
- 解析:- 根据求导公式(x^n)^′=nx^n - 1,对于y = x^3+2x - 1。
- 对于y = x^3,其导数y^′=(x^3)^′ = 3x^2;对于y = 2x,其导数y^′=(2x)^′=2;对于y=-1,因为常数的导数为0,所以y^′ = 0。
- 综上,函数y = x^3+2x - 1的导数y^′=3x^2+2。
2. 复合函数求导- 题目:求函数y=(2x + 1)^5的导数。
- 解析:- 设u = 2x+1,则y = u^5。
- 根据复合函数求导公式y^′_x=y^′_u· u^′_x。
- 先对y = u^5求导,y^′_u = 5u^4;再对u = 2x + 1求导,u^′_x=2。
- 所以y^′ = 5u^4·2=10(2x + 1)^4。
二、导数的几何意义题型1. 求切线方程- 题目:求曲线y = x^2在点(1,1)处的切线方程。
- 解析:- 对y = x^2求导,根据求导公式(x^n)^′=nx^n - 1,可得y^′ = 2x。
- 把x = 1代入导数y^′中,得到切线的斜率k = 2×1=2。
- 由点斜式方程y - y_0=k(x - x_0)(其中(x_0,y_0)=(1,1),k = 2),可得切线方程为y - 1=2(x - 1),即y = 2x-1。
2. 已知切线方程求参数- 题目:已知曲线y = ax^2+3x - 1在点(1,a + 2)处的切线方程为y = 7x + b,求a和b的值。
- 解析:- 先对y = ax^2+3x - 1求导,y^′=2ax + 3。
- 把x = 1代入导数y^′中,得到切线的斜率k = 2a+3。
- 因为切线方程为y = 7x + b,所以切线斜率为7,即2a + 3=7,解得a = 2。
导数和函数的知识点总结
导数和函数的知识点总结一、导数的定义和性质1. 导数的定义函数的导数是函数在某一点上的变化率,它描述了函数在该点的斜率。
设函数y=f(x),如果函数在点x处的导数存在,那么我们可以用f'(x)或者dy/dx来表示函数在点x处的导数,它的定义式为:f'(x) = lim (h->0) ( f(x+h) - f(x) ) / h其中,h表示自变量的微小增量。
导数的定义可以直观理解为对应点处的切线斜率,是函数随着自变量的微小变化而变化的速率。
2. 导数的性质导数的性质包括线性性、导数的四则运算、复合函数求导、反函数求导等。
这些性质为我们在计算导数时提供了便利,并且也为我们理解函数的变化规律提供了重要依据。
3. 隐函数求导有些函数并不是显式地表达为y=f(x)的形式,而是以隐式形式出现,这时就需要用到隐函数求导的方法。
隐函数求导的关键在于利用导数的定义和隐函数的关系式,通过一系列的推导和变换,最终得到隐函数的导数。
4. 高阶导数如果一个函数的导数f'(x)再次可导,那么可以考虑它的二阶导数f''(x),同理还可以考虑其更高阶的导数。
高阶导数描述了函数高阶的变化规律,它在分析函数的曲率、凹凸性等方面有着重要的应用。
二、函数的概念和性质1. 函数的定义函数是一种特殊的关系,它描述了自变量和因变量之间的对应关系。
如果对于每一个自变量x,函数都有唯一确定的因变量y与之对应,那么这个关系就是一个函数。
函数的定义可以表达为y=f(x),其中x为自变量,y为因变量,f(x)为函数的值。
2. 函数的性质函数的性质包括奇偶性、周期性、单调性、凹凸性、极值点、拐点等。
这些性质描述了函数的特征以及函数在自变量的变化下的规律和规则。
3. 常见函数的图像及性质常见的函数包括线性函数、二次函数、指数函数、对数函数、三角函数等,它们都有着特定的图像和性质。
了解这些函数的图像及性质,对于理解函数的变化规律有着重要的意义。
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教学过程一、课程导入从近两年高考试题看,导数与方程、函数零点、不等式的交汇综合,以及利用导数研究生活中的优化问题,是考查的热点,并且常考常新.题型以解答题为主,综合考查学生分析问题、解决问题的能力.二、复习预习利用导数研究函数的单调性、求极(最)值,题型全面,小题主要考查利用导数求函数的单调区间和极值,大题考查导数与函数单调性、极值与最值的关系,多与方程、一元二次不等式等知识交汇,体现转化思想、分类讨论思想的应用,在求解过程中应注意答题的规范化.三、知识讲解考点1类型1 利用导数研究函数的单调性利用导数研究函数的单调性是高考的热点,多与一元二次不等式相联系,根据导数与函数单调性的关系,研究函数的单调性,实际上就是讨论导函数f′(x)的函数值正负的问题.类型2 利用导数求函数的极值或最值利用导数研究函数的极值或最值是近两年高考的热点,通过f′(x)=0的根与函数极值点的联系,求函数的极值或求参数的值(范围),通过函数极值和函数在相应区间端点函数值的比较确定函数的最值.类型3 利用导数研究函数的零点问题利用导数研究函数的零点问题是近两年高考命题的亮点,求解时应把函数的零点存在性定理、函数的单调性、极值点等综合起来考虑,最后数形结合求得结果.类型4 利用导数研究与不等式有关的问题常见题型及转化方法:(1)不等式恒成立问题,转化为函数的最值问题;(2)证明不等式,转化为证明函数的单调性问题;(3)证明不等式,转化为函数的最小值大于最大值问题.四、例题精析类型1 利用导数研究函数的单调性【例题1】【题干】(2014·石家庄模拟)已知函数f(x)=ln x+mx2(m∈R).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若A、B是函数f(x)图象上不同的两点,且直线AB的斜率恒大于1,求实数m的取值范围.【解析】 (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x+2mx =1+2mx 2x.当m ≥0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增. 当m <0时,由f ′(x )=0得x = -12m. 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12m 时,f ′(x )>0,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0, -12m 上单调递增; 当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫-12m ,+∞时,f ′(x )<0,f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫ -12m ,+∞上单调递减. 综上所述,当m ≥0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增; 当m <0时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12m 上单调递增, 在⎝⎛⎭⎪⎫-12m ,+∞上单调递减. (2)依题意,设A (a ,f (a )),B (b ,f (b )),不妨设a >b >0,则k AB =f a -f ba -b >1恒成立,即f (a )-f (b )>a -b 恒成立,即f (a )-a >f (b )-b 恒成立, 令g (x )=f (x )-x =ln x +mx 2-x , 则g (x )在(0,+∞)上为增函数, 所以g ′(x )=1x +2mx -1=2mx 2-x +1x≥0对x ∈(0,+∞)恒成立,所以2mx 2-x +1≥0对x ∈(0,+∞)恒成立,即2m ≥-1x 2+1x =-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -122+14对x ∈(0,+∞)恒成立,因此m ≥18.即实数m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫18,+∞.【总结与反思】1.本题(2)中把直线AB 的斜率恒大于1转化为函数g (x )=f (x )-x 在(0,+∞)上是增函数是解题的关键. 2.判断函数的单调性,求函数的单调区间、极值等问题,最终归结到判断f ′(x )的符号问题上,而f ′(x )>0或f ′(x )<0,最终可转化为一个一元一次或一元二次不等式问题.类型2 利用导数求函数的极值或最值【例题2】【题干】(2013·重庆高考)设f(x)=a(x-5)2+6ln x,其中x∈R,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与y轴相交于点(0,6).(1)确定a的值;(2)求函数f(x)的单调区间与极值.【解析】(1)因为f(x)=a(x-5)2+6ln x,故f′(x)=2a(x-5)+6 x .令x=1,得f(1)=16a,f′(1)=6-8a,所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-16a=(6-8a)(x-1).由点(0,6)在切线上可得6-16a=8a-6,故a=1 2 .(2)由(1)知,f(x)=12(x-5)2+6ln x(x>0),f′(x)=x-5+6x=x-2 x-3x.令f′(x)=0,解得x1=2,x2=3.当0<x<2或x>3时,f′(x)>0,故f(x)在(0,2),(3,+∞)上为增函数;当2<x<3时,f′(x)<0,故f(x)在(2,3)上为减函数.由此可知,f(x)在x=2处取得极大值f(2)=92+6ln 2,在x=3处取得极小值f(3)=2+6ln 3.【总结与反思】“最值”与“极值”的区别和联系(1)“最值”是整体概念,是比较整个定义域或区间内的函数值得出的,具有绝对性;而“极值”是个局部概念,是比较极值点附近函数值得出的,具有相对性.(2)函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个,而函数的极值可能不止一个,也可能一个没有.(3)极值只能在区间内部取得,而最值可以在区间的端点处取得.(4)有极值的未必有最值,有最值的未必有极值;极值有可能成为最值,最值只要不在端点必定是极值.类型3 利用导数研究函数的零点问题【例题3】【题干】已知函数f(x)=e x(x2+ax-a),其中a是常数.(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)若存在实数k,使得关于x的方程f(x)=k在[0,+∞)上有两个不相等的实数根,求k的取值范围.【解析】(1)由f(x)=e x(x2+ax-a)可得f′(x)=e x[ x2+(a+2)x].当a=1时,f(1)=e,f′(1)=4e.所以曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-e=4e(x-1),即y=4e x-3e.(2)令f′(x)=e x[x2+(a+2)x]=0,解得x=-(a+2)或x=0.当-(a+2)≤0,即a≥-2时,在区间[0,+∞)上,f′(x)≥0,所以f(x)是[0,+∞)上的增函数,所以方程f(x)=k在[0,+∞)上不可能有两个不相等的实数根.当-(a+2) >0,即a<-2时,f′(x),f(x)随x的变化情况如下表:.由上表可知函数f(x)在[0,+∞)上的最小值为f(-(a+2))=e a+2因为函数f(x)是(0,-(a+2))上的减函数,是(-(a+2),+∞)上的增函数,且当x≥-a时,有f(x)≥e-a(-a)>-a ,又f (0)=-a .所以要使方程f (x )=k 在[0,+∞)上有两个不相等的实数根,k 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤a +4e a +2,-a .【总结与反思】1.在解答本题(2)时应判断f (x )>f (0)是否成立,这是容易忽视的地方.2.该类问题的求解,一般利用导数研究函数的单调性、极值等性质,并借助函数图象,根据零点或图象的交点情况,建立含参数的方程(或不等式)组求解,实现形与数的和谐统一.类型4 利用导数研究与不等式有关的问题【例题4】(2012·山东高考)已知函数f(x)=ln x+ke x(k为常数,e=2.718 28…是自然对数的底数),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与x轴平行.(1)求k的值;(2)求f(x)的单调区间;(3)设g(x)=xf′(x),其中f′(x)为f(x)的导函数,证明:对任意x>0,g(x)<1+e-2.【解析】 (1)f ′(x )=1x-ln x -ke x,由已知,f ′(1)=1-ke=0,∴k =1. (2)由(1)知,f ′(x )=1x-ln x -1e x.设k (x )=1x -ln x -1,则k ′(x )=-1x 2-1x<0,即k (x )在(0,+∞)上是减函数,由k (1)=0知,当0<x <1时,k (x )>0,从而f ′(x )>0, 当x >1时,k (x )<0,从而f ′(x )<0.综上可知,f (x )的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,+∞).(3)证明 由(2)可知,当x ≥1时,g (x )=xf ′(x )≤0<1+e -2,故只需证明g (x )<1+e -2在0<x <1时成立即可. 当0<x <1时,e x >1,且g (x )>0, ∴g (x )=1-x ln x -xe x<1-x ln x -x .设F(x)=1-x ln x-x,x∈(0,1),则F′(x)=-(ln x+2),当x∈(0,e-2)时,F′(x)>0,当x∈(e-2,1)时,F′(x)<0,所以当x=e-2时,F(x)取得最大值F(e-2)=1+e-2.所以g(x)<F(x)≤1+e-2.综上,对任意x>0,g(x)<1+e-2.【总结与反思】1.本题(3)中,根据当x>0时,e x>1,得到g(x)<1-x ln x-x,从而只需证明1-x ln x-x<1+e2;2.与不等式有关的问题最终可转化为函数的最值与0的关系.【例题5】(2013·皖南八校第一次联考)已知函数f(x)=(x2-3x+1)e x.(1)求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;(2)若对∀x∈(1,+∞),不等式f(x)>m恒成立,求实数m的取值范围.【解析】(1)f(1)=-e,f′(x)=(2x-3)e x+(x2-3x+1)e x=(x2-x-2)e x,所以f′(1)=-2e,所以y+e=-2e(x -1),即2e x+y-e=0.所以所求切线的方程为2e x+y-e=0.(2)∀x∈(1,+∞),不等式f(x)>m恒成立.由题意可转化为:在区间(1,+∞)上,f(x)min>m.令f′(x)=(x2-x-2)e x=0,得x=2.当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:由表可知f(x)min,因此所求实数m的取值范围是(-∞,-e2).课程小结三个条件1.在某区间内f′(x)>0(f′(x)<0)是函数f(x)在此区间上为增(减)函数的充分不必要条件.2.可导函数f(x)在(a,b)上是增(减)函数的充要条件是:对∀x∈(a,b),都有f′(x)≥0(f′(x)≤0),且f′(x)在(a,b)的任何子区间内都不恒为零.3.对于可导函数f(x),f′(x0)=0是函数f(x)在x=x0处有极值的必要不充分条件.三点注意1.求单调区间应遵循定义域优先的原则.2.f′(x0)=0时,x0不一定是极值点.3.求最值时,应注意极值点和所给区间的关系,关系不确定时应分类讨论。