(完整版)高考导数题型归纳
高考导数题型及方法总结(思维导图)
函数极值最值
和差型导函数 积商型导函数 指数e^x混合型 幂次x^n混合型
逆构造解不等式
求函数零点个数 求函数极值最值
抽象导函数问题பைடு நூலகம்
导数
恒成立求参
参变分离 分离函数 必要性探路 端点效应 分类讨论求最值 隐极值代换 双任意双存在问题
不等式证明
一元不等式证明
指对处理技巧 基本放缩 隐零点代换 凹凸反转
直线与曲线最短距离 对称曲线最短距离 公共切点 不同切点
在点切线 过点切线 距离最值
公切线问题
导数的几何意义
一次型
因式分解型 不能因式分解
二次型
二次求导
可以参变分离
几何意义 函数性质
不能参变分离
常见函数图像 含参讨论单调性 已知单调性求参
函数单调性
求函数极值最值 已知极值最值求参 极值最值范围问题
双重最值问题
二元不等式证明
主元法 同构法
齐次式法
极值点偏移问题 数列不等式证明
对称构造 比值代换\差值代换 对数均值\指数均值 切线构造
函数零点问题
求函数零点个数 已知零点个数求参
找点技巧
高考导数题型大全及答案.doc
第三讲导数的应用研热点(聚焦突破)类型一利用导数研究切线问题导数的几何意义(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数f′(x)就是曲线y=f(x)在点(x,f(x))处的切线的斜率,即k=f′(x);(2)曲线y=f(x)在点(x0,f(x))处的切线方程为y-f(x)=f′(x)(x-x).[例1] (2012年高考安徽卷改编)设函数f(x)=a e x+1aex+b(a>0).在点(2,f(2))处的切线方程为y=32x,求a,b的值.[解析]∵f′(x)=a e x-1 aex,∴f′(2)=a e2-1ae2=32, 解得a e2=2或a e2=-12(舍去),所以a=2e2,代入原函数可得2+12+b=3, 即b=12, 故a=2e2,b=12.跟踪训练已知函数f(x)=x3-x.(1)求曲线y=f(x)的过点(1,0)的切线方程;(2)若过x轴上的点(a,0)可以作曲线y=f(x)的三条切线,求a的取值范围.解析:(1)由题意得f′(x)=3x2-1.曲线y=f(x)在点M(t,f(t))处的切线方程为y-f(t)=f′(t)(x-t),即y=(3t2-1)·x-2t3,将点(1,0)代入切线方程得2t3-3t2+1=0,解得t=1或-,代入y=(3t2-1)x-2t3得曲线y=f(x)的过点(1,0)的切线方程为y=2x-2或y=-x+.(2)由(1)知若过点(a,0)可作曲线y=f(x)的三条切线,则方程2t3-3at2+a=0有三个相异的实根,记g(t)=2t3-3at2+a.则g′(t)=6t2-6at=6t(t-a).当a>0时,函数g(t)的极大值是g(0)=a,极小值是g(a)=-a3+a,要使方程g(t)=0有三个相异的实数根,需使a>0且-a3+a<0,即a>0且a2-1>0,即a>1;当a=0时,函数g(t)单调递增,方程g(t)=0不可能有三个相异的实数根;当a<0时,函数g(t)的极大值是g(a)=-a3+a,极小值是g(0)=a,要使方程g(t)=0有三个相异的实数根,需使a<0且-a3+a>0,即a<0且a2-1>0,即a<-1.综上所述,a的取值范围是(-∞,-1)∪(1,+∞).类型二利用导数研究函数的单调性函数的单调性与导数的关系在区间(a,b)内,如果f′(x)>0,那么函数f(x)在区间(a,b)上单调递增;如果f′(x)<0,那么函数f(x)在区间(a,b)上单调递减.[例2] (2012年高考山东卷改编)已知函数f(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. [解析] (1)由f (x )=ln x +kex, 得f ′(x )=1-kx -xln xxex ,x ∈(0,+∞).由于曲线y =f (x )在(1,f (1))处的切线与x 轴平行, 所以f ′(1)=0,因此k =1.(2)由(1)得f ′(x )=(1-x -x ln x ),x ∈(0,+∞). 令h (x )=1-x -x ln x ,x ∈(0,+∞), 当x ∈(0,1)时,h (x )>0; 当x ∈(1,+∞)时,h (x )<0.又e x >0,所以当x ∈(0,1)时,f ′(x )>0; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )<0.因此f (x )的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).跟踪训练若函数f (x )=ln x -12ax 2-2x 存在单调递减区间,求实数a 的取值范围. 解析:由题知f ′(x )=1x -ax -2=-ax2+2x -1x ,因为函数f (x )存在单调递减区间,所以f ′(x )=-ax2+2x -1x≤0有解.又因为函数的定义域为(0,+∞),则应有ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上有实数解.(1)当a >0时,y =ax 2+2x -1为开口向上的抛物线,所以ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上恒有解; (2)当a <0时,y =ax 2+2x -1为开口向下的抛物线,要使ax 2+2x -1≥0在(0,+∞)上有实数解,则Δ=>0,此时-1<a <0;(3)当a =0时,显然符合题意.综上所述,实数a 的取值范围是(-1,+∞). 类型三 利用导数研究函数的极值与最值 1.求函数y =f (x )在某个区间上的极值的步骤 (1)求导数f ′(x );(2)求方程f ′(x )=0的根x 0; (3)检查f ′(x )在x =x 0左右的符号; ①左正右负⇔f (x )在x =x 0处取极大值; ②左负右正⇔f (x )在x =x 0处取极小值.2.求函数y =f (x )在区间[a ,b ]上的最大值与最小值的步骤(1)求函数y=f(x)在区间(a,b)内的极值(极大值或极小值);(2)将y=f(x)的各极值与f(a),f(b)进行比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.[例3] (2012年高考北京卷)已知函数f(x)=ax2+1(a>0),g(x)=x3+bx.(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有大众切线,求a,b的值;(2)当a2=4b时,求函数f(x)+g(x)的单调区间,并求其在区间(-∞,-1]上的最大值.[解析](1)f′(x)=2ax,g′(x)=3x2+b,因为曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有大众切线,所以f(1)=g(1),且f′(1)=g′(1).即a+1=1+b,且2a=3+b.解得a=3,b=3.(2)记h(x)=f(x)+g(x).当b=14a2时,h(x)=x3+ax2+14a2x+1,h′(x)=3x2+2ax+14a2.令h′(x)=0,得x1=-a2,x2=-a6.a>0时,h(x)与h′(x)的变化情况如下:0 0所以函数h(x)的单调递增区间为(-∞,-2)和(-6,+∞);单调递减区间为(-2,-6).当-a2≥-1,即0<a≤2时,函数h(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,h(x)在区间(-∞,-1]上的最大值为h(-1)=a-14a2.当-a2<-1,且-a6≥-1,即2<a≤6时,函数h(x)在区间(-∞,-a2)上单调递增,在区间(-a2,-1]上单调递减,h(x)在区间(-∞,-1]上的最大值为h(-a2)=1.当-a6<-1,即a>6时,函数h(x)在区间(-∞,-a2)上单调递增,在区间(-a2,-a6)上单调递减,在区间(-a6,-1]上单调递增,又因为h(-a2)-h(-1)=1-a+14a2=14 (a-2)2>0,所以h(x)在区间(-∞,-1]上的最大值为h(-a2)=1.跟踪训练(2012年珠海摸底)若函数f (x )=⎩⎨⎧2x3+3x2+1(x ≤0)eax (x>0),在[-2,2]上的最大值为2,则a 的取值范围是( )A .[12ln 2,+∞)B .[0,12ln 2]C .(-∞,0]D .(-∞,12ln 2]解析:当x ≤0时,f ′(x )=6x 2+6x ,易知函数f (x )在(-∞,0]上的极大值点是x =-1,且f (-1)=2,故只要在(0,2]上,e ax ≤2即可,即ax ≤ln 2在(0,2]上恒成立,即a ≤ln 2x 在(0,2]上恒成立,故a ≤12ln 2. 答案:D析典题(预测高考)高考真题【真题】 (2012年高考辽宁卷)设f (x )=ln(x +1)+x +1+ax +b (a ,b ∈R,a ,b 为常数),曲线y =f (x )与直线y =32x 在(0,0)点相切. (1)求a ,b 的值;(2)证明:当0<x <2时,f (x )<9x x +6. 【解析】 (1)由y =f (x )过(0,0)点,得b =-1.由y =f (x )在(0,0)点的切线斜率为32,又y ′⎪⎪x =0=(1x +1+12x +1+a )⎪⎪x =0=32+a ,得a =0.(2)证明:证法一 由均值不等式,当x >0时, 2(x +1)·1<x +1+1=x +2,故x +1<x2+1. 记h (x )=f (x )-9x x +6, 则h ′(x )=1x +1+12x +1-54(x +6)2=2+x +12(x +1)-54(x +6)2<x +64(x +1)-54(x +6)2 =(x +6)3-216(x +1)4(x +1)(x +6)2.令g (x )=(x +6)3-216(x +1), 则当0<x <2时,g ′(x )=3(x +6)2-216<0. 因此g (x )在(0,2)内是递减函数. 又由g (0)=0,得g (x )<0,所以h ′(x )<0. 因此h (x )在(0,2)内是递减函数. 又h (0)=0,得h (x )<0.于是当0<x <2时,f (x )<9x x +6. 证法二 由(1)知f (x )=ln(x +1)+x +1-1.由均值不等式,当x >0时,2(x +1)·1<x +1+1=x +2,故x +1<x 2+1.① 令k (x )=ln(x +1)-x ,则k(0)=0,k′(x)=1x+1-1=-xx+1<0,故k(x)<0,即ln(x+1)<x.②由①②得,当x>0时,f(x)<32 x.记h(x)=(x+6)f(x)-9x,则当0<x<2时,h′(x)=f(x)+(x+6)f′(x)-9<32x+(x+6)·(1x+1+12x+1)-9=12(x+1)[3x(x+1)+(x+6)·(2+x+1)-18(x+1)]<12(x+1)[3x(x+1)+(x+6)·(3+x2)-18(x+1)]=x4(x+1)(7x-18)<0.因此h(x)在(0,2)内单调递减.又h(0)=0,所以h(x)<0,即f(x)<9xx+6.【名师点睛】本题主要考查导数的应用和不等式的证明以及转化与化归能力,难度较大.本题不等式的证明关键在于构造函数利用最值来解决.考情展望高考对导数的应用的考查综合性较强,一般为解答题,着重考查以下几个方面:一是利用导数的几何意义来解题;二是讨论函数的单调性;三是利用导数研究函数的极值与最值.常涉及不等式的证明、方程根的讨论等问题名师押题【押题】已知f(x)=ax-ln x,x∈(0,e],g(x)=ln xx,其中e是自然常数,a∈R.(1)讨论a=1时,f(x)的单调性和极值;(2)求证:在(1)的条件下,f(x)>g(x)+1 2;(3)是否存在实数a,使f(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)由题知当a=1时,f′(x)=1-1x=x-1x,因为当0<x<1时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减,当1<x<e时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增,所以f(x)的极小值为f(1)=1.(2)证明因为f(x)的极小值为1,即f(x)在(0,e]上的最小值为1.令h(x)=g(x)+12=ln xx+12,h′(x)=1-ln xx2,当0<x<e时,h′(x)>0,h(x)在(0,e]上单调递增,所以h(x)max=h(e)=1e+12<12+12=1=f(x)min,所以在(1)的条件下,f(x)>g(x)+1 2.(3)假设存在实数a,使f(x)=ax-ln x(x∈(0,e])有最小值3,f′(x)=a-1x=ax-1x.①当a≤0时,因为x∈(0,e],所以f′(x)<0,而f(x)在(0,e]上单调递减,所以f(x)min=f(e)=a e-1=3,a=4e(舍去),此时f(x)无最小值;②当0<1a <e 时,f (x )在(0,1a )上单调递减,在(1a ,e]上单调递增,所以f (x )min =f (1a )=1+ln a =3,a =e 2,满足条件;③当1a≥e 时,因为x ∈(0,e],所以f ′(x )<0,所以f (x )在(0,e]上单调递减,f (x )min =f (e)=a e -1=3,a =4e (舍去)此时f (x )无最小值.综上,存在实数a =e 2,使得当x ∈(0,e]时,f (x )有最小值3.知识改变命运。
高中数学导数题型分类非常全
导数1.导数公式:'0C = '1()n n x nx -= '(sin )cos x x = '(cos )sin x x =-'()x x e e = '()ln x x a a a = '1(ln )x x = '1(log )ln a x x a = 2.运算法则:'''()u v u v +=+ '''()u v u v -=- '''()uv u v uv =+ '''2()u u v uv v v-= 3.复合函数的求导法则:(整体代换)例如:已知2()3sin (2)3f x x π=+,求'()f x 。
4.导数的物理意义:位移的导数是速度,速度的导数是加速度。
5.导数的几何意义:导数就是切线斜率。
6.用导数求单调区间、极值、最值、零点个数:对于给定区间[,]a b 内,若'()0f x >,则()f x 在[,]a b 内是增函数;若'()0f x <,则()f x 在[,]a b 内是减函数。
【题型一】求函数的导数 1(1)ln x y x = (2)2sin(3)4y x π=- (3)2(1)x y e x =- (4)3235y x x =-- (5)231x x y x -=+ (6)2211()y x x x x =++ 2.已知物体的运动方程为223s t t=+(t 是时间,s 是位移),则物体在时刻2t =时的速度为 。
【题型三】导数与切线方程(导数的几何意义的应用)3.曲线32y x x =+-在点(2,8)A 处的切线方程是 。
4.若(1,)B m 是32y x x =+-上的点,则曲线在点B 处的切线方程是 。
5.若32y x x =+-在P 处的切线平行于直线71y x =+,则点P 的坐标是 。
高考压轴题:导数题型及解题方法总结很全.
注意:“函数 f ( x) 在 m, n 上是减函数”与“函数 f ( x) 的单调减区间是 a, b ”的区别是前者是后者的子集。
例 已知函数 f (x) x2 a ln x + 2 在 1, x
(利用极值点的大小关系、及极值点与区间的关系分类)
1,2 的极小值。
二.单调性问题
题型 1 求函数的单调区间。
求含参函数的单调区间的关键是确定分类标准。分类的方法有:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
( 1)在求极值点的过程中,未知数的系数与
0
的关系不定而引起的分类; (2)在求极值点的过程中,有无极值点引起的分类(涉及到二次方程问题时,△与
切线方程。解决问题的方法是设切点,用导数求斜率,建立等式关系。
例 求曲线 y x2 与曲线 y 2eln x 的公切线方程。 (答案 2 ex y e 0 )
三.极值、最值问题。
题型 1 求函数极值、最值。
基本思路:定义域 → 疑似极值点 → 单调区间 → 极值 → 最值。
例 已知函数 f (x) ex x (k 1) ex 1 x 2 kx 1 ,求在 x 2
3. 对 x1 m, n , x2 m, n , f ( x1 ) g( x2 ) 成立。则 f ( x1 ) max g( x2 ) min 。
4. 对 x1 m, n , ,恒成立 4. 对 x1 m, n , x2 5. 对 x1 m, n , x2
f ( x1) g (x1) 。转化 f (x1) g(x1) 0 恒成立 m, n , f (x1) g( x2 ) 成立。则 f ( x1 ) min g (x2 )min 。 m, n , f (x1) g( x2 ) 成立。则 f ( x1 ) max g( x2 ) max
(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 =。
高中导数题所有题型及解题方法
高中导数题所有题型及解题方法一、导数的概念1.1 导数的定义•导数的定义公式:f′(x)=limℎ→0f(x+ℎ)−f(x)ℎ•导数表示函数在某一点的变化率1.2 导数的几何意义•函数图象在某一点的切线斜率•函数图象在某一点的局部线性近似二、导数的基本运算法则2.1 基本导数公式•常数函数:d dx (C)=0•幂函数:d dx (x n)=nx n−1•指数函数:ddx(a x)=a x ln(a)2.2 函数和、差、积、商的导数•和的导数:(u+v)′=u′+v′•差的导数:(u−v)′=u′−v′•积的导数:(uv)′=u′v+uv′•商的导数:(uv)′=u′v−uv′v2,其中v≠02.3 复合函数的导数•复合函数的求导公式:如果y=f(u)及u=g(x), 则dy dx =dy dududx三、导数的应用3.1 函数的单调性•若f′(x)>0,则函数f(x)在该区间上单调递增•若f′(x)<0,则函数f(x)在该区间上单调递减3.2 函数的极值与最值•极大值:若f′(x0)=0,且f″(x0)<0,则f(x0)是函数f(x)在x0处的极大值•极小值:若f′(x0)=0,且f″(x0)>0,则f(x0)是函数f(x)在x0处的极小值3.3 函数的拐点•拐点:若f″(x0)=0,则f(x)在x0处的图像有拐点3.4 函数的图像•函数图象的基本性质–若f′(x)>0,则函数的图像上的点随x的增大而上升–若f′(x)<0,则函数的图像上的点随x的增大而下降–若f″(x)>0,则函数的图像在该区间上凹–若f″(x)<0,则函数的图像在该区间上凸四、基础导数题型4.1 求导数•题型1:求函数的导数y=f(x)•题型2:求函数的高阶导数y(n)=f(x)4.2 高阶导数应用•题型1:求函数的极值和拐点•题型2:求函数在某点的切线方程•题型3:求函数的图像4.3 求解极值问题•题型1:求一定范围内函数的极大值和极小值•题型2:求满足一定条件的函数极值4.4 函数的单调性•题型1:判断函数的单调区间•题型2:填空题,填写使函数单调递增或递减的区间五、综合题型5.1 数学建模•题型1:利用导数求解实际生活中的问题5.2 物理应用•题型1:利用导数求解物理问题,如速度、加速度等5.3 函数的变化率•题型1:求函数在某点的变化率•题型2:求函数在某段区间的平均变化率六、总结本篇文章主要介绍了高中阶段导数相关的内容,包括导数的基本定义、几何意义、基本运算法则,以及导数在函数的单调性、极值与最值、图像以及物理应用中的运用。
(完整版)高考导数专题(含详细解答)
导数及其应用导数的运算1. 几种常有的函数导数:①、 c( c 为常数); ②、( x n )( n R ); ③、 (sin x) = ;④、 (cos x) =;⑤、( a x ); ⑥、 ( ex); ⑦、 (log a x ) ; ⑧、 (ln x ).2. 求导数的四则运算法规:(u v)u v ; (uv) u vu'u v ' uv 'u ( v0 ) 注:① u, v 必定是可导函数 .uv ; (u)vuvvvv 223. 复合函数的求导法规:f x ( ( x))f (u) ? ( x) 或 y xy u ? u x一、求曲线的切线(导数几何意义)导数几何意义: f (x 0 ) 表示函数 y f (x) 在点 ( x 0 , f (x 0 ) )处切线 L 的斜率;函数 y f (x) 在点 ( x 0 , f (x 0 ) )处切线 L 方程为 y f (x 0 )f (x 0 )(x x 0 )1. 曲线在点 处的切线方程为( )。
A:B:C:D:答案详解 B 正确率 : 69%, 易错项 : C解析 :本题主要观察导数的几何意义、导数的计算以及直线方程的求解。
对 求导得,代入 得 即为切线的斜率, 切点为,因此切线方程为即。
故本题正确答案为B 。
2.3. 设函数f ( x) g( x) x2,曲线 y g(x) 在点 (1,g(1)) 处的切线方程为 y 2x 1,则曲线 y f ( x) 在点 (1, f (1))处切线的斜率为( )A .41C.21B . D .4 24. 已知函数 f ( x) 在R上满足 f ( x) 2 f (2 x) x28x 8,则曲线y f (x) 在点 (1, f (1)) 处的切线方程是()A . y2x 1 B. y x C. y3x 2 D. y2x 3变式二:5. 在平面直角坐标系xoy 中,点P在曲线C : y x310 x 3 上,且在第二象限内,已知曲线 C 在点 P 处的切线的斜率为 2,则点 P 的坐标为.6. 设曲线 yx n 1 (n N * ) 在点( 1,1)处的切线与 x 轴的交点的横坐标为 x n ,令 a n lg x n ,则 a 1 a 2 L a 99 的值为.7. 已知点 P 在曲线 y=4 上, 为曲线在点 P 处的切线的倾斜角,则的取值范围是e x1, 3]D 、 [ 3,A 、 [0, )B 、 [, ) C 、 ( )44 22 4 4变式三:8. 已知直线y =x+ 1 与曲线y ln( x a) 相切,则α的值为( )A . 1 B. 2 C. - 1 D. - 29. 若存在过点 (1,0)的直线与曲线 yx 3 和 y ax 2 15 x 9 都相切,则 a 等于4( )A . 1或 -25B . 1或21C . 7 或 - 25D .7或 76444 6441 110. 若曲线 yx 2 在点 a, a 2 处的切线与两个坐标围成的三角形的面积为18,则 aA 、64B 、 32C 、 16D 、811. (本小题满分 13 分) 设 f ( x)ae x 1b( a 0) . ( I )求 f ( x) 在 [0, ) 上的最小值;ae x3x ;求 a,b 的值 .( II )设曲线 yf ( x) 在点 (2, f (2)) 的切线方程为 y212. 若曲线 f x ax2Inx 存在垂直于y轴的切线,则实数 a 的取值范围是.二、求单调性或单调区间1、利用导数判断函数单调性的方法:设函数y f (x) 在某个区间 D 内可导,若是 f ( x) >0,则y f (x) 在区间D上为增函数;若是 f ( x) <0,则y f (x) 在区间 D 上为减函数;若是 f ( x) =0恒成立,则y f (x) 在区间 D 上为常数 .2、利用导数求函数单调区间的方法:不等式 f ( x) >0的解集与函数y f (x) 定义域的交集,就是y f ( x) 的增区间;不等式 f ( x) <0的解集与函数y f (x) 定义域的交集,就是y f (x) 的减区间 .1、函数f (x) ( x 3)e x的单调递加区间是( )A . ( ,2) B. (0,3) C. (1,4) D . (2, )2. 函数f (x)x315x233x 6 的单调减区间为.3. 已知函数,,谈论的单调性。
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高考导数题型分析及解题方法本知识单元考查题型与方法:※※与切线相关问题(一设切点,二求导数= 斜率 = y2y1,三代切点入切线、曲x2x1线联立方程求解);※※其它问题(一求导数,二解 f ' (x) =0的根—若含字母分类讨论,三列3行n列的表判单调区间和极值。
结合以上所得解题。
)特别强调:恒成立问题转化为求新函数的最值。
导函数中证明数列型不等式注意与原函数联系构造,一对多涉及到求和转化。
关注几点:恒成立:(1 )定义域任意 x 有f (x)>k, 则f ( x)min>常数 k ;(2)定义域任意x有f ( x)<k,则f (x)max<常数k恰成立:(1 )对定义域内任意 x有 f ( x)g( x) 恒成立,则【 f ( x)-g (x)】min 0,(2)若对定义域内任意 x 有f (x) g(x):恒成立,则【f ( x)-g(x) max0】能成立:( 1 )分别定义在 [a,b]和[c,d]上的函数 f ( x)和 g ( x) ,对任意的 x1[ a, b], 存在x2 [c, d ], 使得 f (x1 ) g(x2) ,则 f ( x)max g( x)max(2 )分别定义在 [a,b]和[c,d]上的函数 f ( x)和 g( x) ,对任意的 x1[ a,b], 存在 x2 [ c, d],使得 f (x1) g(x2) ,则 f ( x)min g (x)min一、考纲解读考查知识题型:导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数;两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值;证明不等式、求参数范围等二、热点题型分析题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1. f (x)x33x22在区间1,1上的最大值是 22.已知函数yf ( x)x(x c)2在 x2处有极大值,则常数c= 6;题型二:利用导数几何意义求切线方程1.曲线y 4xx 3 在点1, 3处的切线方程是y x 22.若曲线f ( x)x 4x在 P 点处的切线平行于直线 3x y,则 P 点的坐标为(1, 0)3.若曲线y x4的一条切线 l 与直线x4 y8 0垂直,则l的方程为4x y 3 04.求下列直线的方程:( 1)曲线y x3x 2 1在 P(-1,1) 处的切线;( 2)曲线yx 2过点 P(3,5) 的切线;解:( 1) 点P( 1,1)在曲线yx 3 x 21上,y / 3x 22 xk y /| -1 3-21x所以切线方程为 y 1 x 1 ,即 x y 2 0( 2)显然点 P (3, 5)不在曲线上,所以可设切点为A( x 0, y 0 ),则 yx 0 2 ①又函数的导数为y /2 x ,k/ |x x 02x 02 x 0 y 0 5A(x , y )A( x , y )x 3所以过0 点的切线的斜率为 y,又切线过 、P(3,5) 点,所以有②,由①②联0 0x 01 或 x 0 5k2 x 2;立方程组得, y 01 y 0 25,即切点为( 1, 1)时,切线斜率为 ;当切点为( 5, 25)时,切线斜1 0率为k22x 010;所以所求的切线有两条,方程分别为y 1 2( x1)或y25 10( x 5),即y2x 1或 y 10x25题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值1.已知函数f ( x) x 3ax 2 bx c,过曲线 y f (x)上的点 P(1, f (1)) 的切线方程为 y=3x+1(Ⅰ)若函数 f ( x)在 x2处有极值,求f (x)的表达式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数 yf (x)在 [ - 3, 1] 上的最大值;(Ⅲ)若函数 yf ( x)在区间 [ -2, 1] 上单调递增,求实数b 的取值范围解:( 1)由 f ( x)x 3ax 2bx c,求导数得 f ( x)3x 2 2ax b.过 yf ( x)上点 P(1, f (1)) 的切线方程为:yf (1)f (1)( x 1),即 y (a b c1) (3 2a b)( x1).而过yf ( x)上 P[1, f (1)]的切线方程为 y3x 1.3 2a b 3即 2ab 0 ①故 ac 3a c3②∵yf ( x)在 x2时有极值 ,故 f ( 2)0,4a b12 ③f ( x)322 f ( x)2第 2 页共 9 页当2x 时, f ( x)0. f ( x)极大 f (2)1331又 f (1)4,f ( x)在 [ - 3, 1]上最大值是 13。
高考数学导数压轴大题7大题型梳理归纳
导数压轴大题7个题型梳理归纳题型一:含参分类讨论 类型一:主导函数为一次型例1:已知函数()ln f x ax a x =--,且()0f x ≥.求a 的值 解:()1ax f x x-'=.当0a ≤时,()0f x '<,即()f x 在()0,+∞上单调递减,所以当01x ∀>时,()()010f x f <=,与()0f x ≥恒成立矛盾.当0a >时,因为10x a <<时()0f x '<,当1x a>时()0f x '>,所以()min 1f x f a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,又因为()1ln10f a a =--=,所以11a =,解得1a =类型二:主导函数为二次型例2: 已知函数()()320f x x kx x k =-+<.讨论()f x 在[],k k -上的单调性. 解:()f x 的定义域为R ,()()23210f x x kx k '=-+<,其开口向上,对称轴3k x =,且过()0,1,故03kk k <<<-,明显不能分解因式,得2412k ∆=-.(1)当24120k ∆=-≤时,即0k ≤<时,()0f x '≥,所以()f x 在[],k k -上单调递增;(2)当24120k ∆=->时,即k <令()23210f x x kx '=-+=,解得:12x x ==,因为()()210,010f k k f ''=+>=>,所以两根均在[],0k 上.因此,结合()f x '图像可得:()f x 在,,33k k k k ⎡⎡⎤+-⎢⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上单调递增,在⎢⎥⎣⎦上单调递减.类型三:主导函数为超越型例3:已知函数()cos xf x e x x =-.求函数()f x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值. 解:定义域0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()()cos sin 1x f x e x x '=--,令()()cos sin 1xh x e x x =--,则()()cos sin sin cos 2sin .xx h x e x x x x e x '=---=-当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,可得()0h x '≤,即()h x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦递减,可得()()()000h x h f '≤==,则()f x 在0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦递减,所以()()()max01,.22f x f f x f ππ⎛⎫====- ⎪⎝⎭类型四:复杂含参分类讨论例4:已知函数()()33f x x x a a R =+-∈.若()f x 在[]1,1-上的最大值和最小值分别记为()(),M a m a ,求()()M a m a -.解:()33333,333,x x a x a f x x x a x x a x a ⎧+-≥⎪=+-=⎨-+<⎪⎩,()2233,33,x x af x x x a⎧+≥⎪'=⎨-<⎪⎩ ①当1a ≤-时,有x a ≥,故()333f x x x a =+-,所以()f x 在()1,1-上是增函数,()()()()143,143M a f a m a f a ==-=-=--,故()()8M a m a -=.②当11a -<<时,若()()3,1,33x a f x x x a ∈=+-,在(),1a 上是增函数;若()1,x a ∈-,()333f x x x a =-+,在()1,a -上是减函数,()()(){}()()3max 1,1,M a f f m a f a a =-==,由于()()1162f f a --=-+因此当113a -<≤时,()()334M a m a a a -=--+;当113a <<时,()()332M a m a a a -=-++.③当1a ≥时,有x a ≤,故()333f x x x a =-+,此时()f x 在()1,1-上是减函数,因此()()()()123,123M a f a m a f a =-=+==-+,故()()4M a m a -=.题型二:利用参变分离法解决的恒成立问题类型一:参变分离后分母跨0例5:已知函数()()()242,22xf x x xg x e x =++=+,若2x ≥-时,()()f x kg x ≤,求k 的取值范围.解:由题意()24221xx x ke x ++≤+,对于任意的2x ≥-恒成立.当1x =-,上式恒成立,故k R ∈;当1x >-,上式化为()24221x x x k e x ++≥+,令()()()2421,21x x x h x x e x ++=>-+ ()()()22+221x xxe x h x e x -'=+,所以()h x 在0x =处取得最大值,()01k h ≥= 当21x -≤<-时,上式化为()24221x x x k e x ++≤+,()h x 单调递增,故()h x 在2x =-处取得最小值,()22k h e ≤-=.综上,k 的取值范围为21,e ⎡⎤⎣⎦.类型二:参变分离后需多次求导例6:已知函数()()()()212ln ,f x a x x a R =---∈对任意的()10,,02x f x ⎛⎫∈> ⎪⎝⎭恒成立,求a 的最小值.解:即对12ln 0,,221xx a x ⎛⎫∈>-⎪-⎝⎭恒成立. 令()2ln 12,0,12x l x x x ⎛⎫=-∈ ⎪-⎝⎭,则()()()()222212ln 2ln 211x x x x x l x x x --+-'=-=-- 再令()()()222121122ln 2,0,,02x m x x x m x x x x x --⎛⎫'=+-∈=-+=< ⎪⎝⎭()m x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为减函数,于是()122ln 202m x m ⎛⎫>=->⎪⎝⎭,从而,()0l x '>,于是()l x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为增函数,()124ln 22l x l ⎛⎫<=- ⎪⎝⎭,故要2ln 21xa x >--恒成立,只要[)24ln 2,a ∈-+∞,即a 的最小值24ln 2-. 变式1:已知函数()()1ln ,0x f x x a R a ax -=+∈≠,()()()11x g x b x xe b R x=---∈(1)讨论()f x 的单调性;(2)当1a =时,若关于x 的不等式()()2f x g x +≤-恒成立,求b 取值范围.类型三:参变分离后零点设而不求例7:已知函数()ln f x x x x =+,若k Z ∈,且()1f x k x <-对于任意1x >恒成立,求k 的最大值.解:恒成立不等式()minln ln ,111f x x x x x x x k k x x x ++⎛⎫<=< ⎪---⎝⎭,令()ln 1x x x g x x +=-,则()()2ln 21x x g x x --'=-,考虑分子()ln 2,h x x x =-- ()110h x x'=->,()h x 在()1,+∞单调递增.()()31ln 30,42ln 20h h =-<=->由零点存在定理,()3,4b ∃∈,使得()0h b =.所以()1,x b ∈,()()00h x g x '<⇒<,同理()(),,0x b g x '∈+∞>,所以()g x 在 ()1,b 单调递减,在(),b +∞单调递增.()()min ln 1b b bg x g b b +==-,因为()0h b =即ln 20ln 2b b b b --=⇒=-,()()()23,4,1b b b g b b b +-==∈-所以,k b <得max 3k =变式1:(理)已知函数().x ln x eaxx f x +-=(2)当0>x 时,()e x f -≤,求a 的取值范围.题型三:无法参变分离的恒成立问题类型一:切线法例8:若[)20,,10x x e ax x ∈+∞---≥,求a 的取值范围.类型二:赋值法例9:已知实数0a ≠,设函数()ln 1,0f x a x x x =++>.(1)当34a =-时,求函数()f x 的单调区间; (2)对于任意21,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭均有()2x f x a ≤,求a 的取值范围. 解析:(1)当34a =-时,3()ln 1,04f x x x x =-++>. 3(12)(21()42141x x f 'x x x x x++=-=++ 所以,函数()f x 的单调递减区间为(0,3),单调递增区间为(3,+∞).(2)由1(1)2f a≤,得0a <≤当04a <≤时,()2f x a≤等价于22ln 0x a a --≥.令1t a=,则t ≥.设()22ln ,g t t x t =≥,则()2ln g t g x ≥=.(i )当1,7x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭≤则()2ln g t g x ≥=.记1()ln ,7p x x x =≥,则1()p'x x =-=.故所以,()(1)0p x p ≥= .因此,()2()0g t g p x ≥=≥.(ii )当211,e 7x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时,1()1g t g x ⎛+= ⎝.令211()(1),,e 7q x x x x ⎡⎤=++∈⎢⎥⎣⎦,则()10q'x =+>, 故()q x 在211,e 7⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以1()7q x q ⎛⎫⎪⎝⎭.由(i )得11(1)07777q p p ⎛⎫⎛⎫=-<-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以,()<0q x . 因此1()10g t g x ⎛+=>⎝.由(i )(ii )得对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,),()0t g t ∈+∞,即对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,均有()2x f x a.综上所述,所求a 的取值范围是⎛ ⎝⎦题型四:零点问题类型一:利用单调性与零点存在定理讨论零点个数 例10:已知函数()()31+ln .4f x x axg x x =+=-,(2)用{}min ,m n 表示,m n 中最小值,设函数()()(){}()min ,0h x f x g x x =>讨论()h x 零点个数.解:(2)当(1,)x ∈+∞时,()ln 0g x x =-<,从而()min{(),()}()0h x f x g x g x =<≤,∴()h x 在(1,)+∞无零点.当x =1时,若54a -≥,则5(1)04f a =+≥,(1)min{(1),(1)}(1)0h fg g ===, 故x =1是()h x 的零点;若54a <-,则5(1)04f a =+<,(1)min{(1),(1)}(1)0h f g f ==<,故x =1不是()h x 的零点.当(0,1)x ∈时,()ln 0g x x =->,所以只需考虑()f x 在(0,1)的零点个数. (ⅰ)若3a -≤或0a ≥,则2()3f x x a '=+在(0,1)无零点,故()f x 在(0,1)单调,而1(0)4f =,5(1)4f a =+,所以当3a -≤时,()f x 在(0,1)有一个零点; 当a ≥0时,()f x 在(0,1)无零点.(ⅱ)若30a -<<,则()f x 在(01)单调递增,故当x ()f x 取的最小值,最小值为f 14.①若f >0,即34-<a <0,()f x 在(0,1)无零点.②若f =0,即34a =-,则()f x 在(0,1)有唯一零点;③若f <0,即334a -<<-,由于1(0)4f =,5(1)4f a =+, 所以当5344a -<<-时,()f x 在(0,1)有两个零点; 当534a -<≤-时,()f x 在(0,1)有一个零点.综上,当34a >-或54a <-时,()h x 由一个零点;当34a =-或54a =-时,()h x 有两个零点;当5344a -<<-时,()h x 有三个零点.类型二:±∞方向上的函数值分析例11:已知函数()()22.x xf x ae a e x =+--若()f x 有两个零点,求a 取值范围.(2)(ⅰ)若0a ≤,由(1)知,()f x 至多有一个零点. (ⅱ)若0a >,由(1)知,当ln x a =-时,()f x 取得最小值,最小值为1(ln )1ln f a a a-=-+.①当1a =时,由于(ln )0f a -=,故()f x 只有一个零点; ②当(1,)a ∈+∞时,由于11ln 0a a-+>,即(ln )0f a ->,故()f x 没有零点; ③当(0,1)a ∈时,11ln 0a a-+<,即(ln )0f a -<. 又422(2)e(2)e 22e 20f a a ----=+-+>-+>,故()f x 在(,ln )a -∞-有一个零点.设正整数0n 满足03ln 1n a ⎛⎫>+⎪⎝⎭,则()()000032ln 10n nf n e ae n f a ⎛⎫⎛⎫>-->+> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因此()f x 在(ln ,)a -+∞有一个零点.综上,a 的取值范围为(0,1).总结:若()01,ln 0a f a <<-<,要证明()f x 有两个零点,结合零点存在定理,分别在a 的左右两侧,这两个点的函数值()f x 都大于0,这时候需要我们对函数进行适当地放缩,化简,以便取值.先分析当x →-∞,2,x x ae ae 虽然为正,但是对式子影响不大,因此可以大胆的舍掉,得出()2xf x x e >--,显然我们对于右侧这个式子观察,就容易得出一个足够小的x (如1x =-),使得式子大于0了.再分析当x →+∞,我们可以把x ae 这个虽然是正数,但贡献比较小的项舍掉来简化运算,得到()()2xxf x eaex >--,显然当x 足够大,就可以使()2x ae -大于任何正数.那么把它放缩成多少才可以使得x e 的倍数大于x 呢?由常用的不等式1x e x x ≥+>,因此只需要使得21x ae ->即3ln x a >(如3ln 1x a=+)就可以了.题型五:极值点偏移类型一:标准极值点偏移例13:已知函数()()()221x f x x e a x =-+-有两个零点1,2x x ,证明12 2.x x +<解: 不妨设12x x <,由(Ⅰ)知12(,1),(1,)x x ∈-∞∈+∞,22(,1)x -∈-∞,又()f x 在(,1)-∞上单调递减,所以122x x +<等价于12()(2)f x f x >-,即2(2)0f x -<.由于222222(2)(1)x f x x e a x --=-+-, 而22222()(2)(1)0xf x x e a x =-+-=,所以222222(2)(2)x x f x x ex e --=---.设2()(2)xx g x xex e -=---,则2'()(1)()x x g x x e e -=--.所以当1x >时,'()0g x <,而(1)0g =,故当1x >时,()0g x <. 从而22()(2)0g x f x =-<,故122x x +<.类型二:推广极值点偏移例14:已知()()()12ln ,f x x x f x f x ==,求证121x x +<. 解:我们可以发现12,x x 不一定恒在12x =两侧,因此需要分类讨论: (1)若12102x x <<<,则1211122x x +<+=,该不等式显然成立; (2)若121012x x <<<<,令()()()()()1ln 1ln 1g x f x f x x x x x =--=---102x <<,故()()()()12ln ln 12,01x g x x x g x x x -'''=+-+=>-,()g x '在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,当0x →时,()1;22ln 202g x g ⎛⎫''→-∞=-> ⎪⎝⎭.010,2x ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭使()00g x '=即()g x 在()00,x 上单调递减,在01,2x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,又0x →时,()0g x →,且102g ⎛⎫=⎪⎝⎭,故()0g x <,即()()1f x f x <-对10,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭成立,得证.题型六:双变量问题类型一:齐次划转单变量例15:已知函数()()1ln 1a x f x x x -=-+()2a ≤.设,m n R +∈,且m n ≠,求证ln ln 2m n m nm n -+<-. 解:设m n >,证明原不等式成立等价于证明()2ln m n mm n n-<+成立,即证明21ln 1m m n m n n⎛⎫- ⎪⎝⎭<+成立.令m t n =,1t >,即证()()21ln 01t g t t t -=->+.由(1)得,()g t 在()0,+∞上单调递增,故()()10g t g >=,得证.变式1:对数函数()x f 过定点⎪⎭⎫ ⎝⎛21,e P ,函数()()()为常数m ,n x f m n x g '-=,()()的导函数为其中x f x f '.(1)讨论()x g 的单调性;(2)若对于()+∞∈∀,x 0有()m n x g -≤恒成立,且()()n x x g x h -+=2在()2121x x x ,x x ≠=处的导数相等,求证:()()22721ln x h x h ->+.解:(2)因为()1g n m =-,而()0,x ∀∈+∞有()()1g x n m g ≤-=恒成立,知()g x 当1x =时有最大值()1g ,有(1)知必有1m =.∴()()()11ln ,22ln ,g x n x h x g x x n x x x x=--=+-=-- 依题意设()()211122221120,1120k x x h x h x k k x x ⎧-+-=⎪⎪''==⎨⎪-+-=⎪⎩∴12111x x +=121212+=4x x x x x x ⇒≥>∴()()()()121212*********+ln ln 21ln h x h x x x x x x x x x x x ⎛⎫+=-+-+=-- ⎪⎝⎭令()124,21ln t x x t t t ϕ=>=--,()()1204t t tϕ'=->> ∴()t ϕ在4t >单调递增,∴()()472ln 2t ϕϕ>=-类型二:构造相同表达式转变单变量例16:已知,m n 是正整数,且1m n <<,证明()()11.nmm n +>+解:两边同时取对数,证明不等式成立等价于证明()()ln 1ln 1n m m n +>+,即证明()()ln 1ln 1m n m n ++>,构造函数()()ln 1x f x x+=,()()2ln 11xx x f x x -++'=,令()()ln 11x g x x x =-++,()()()22110111x g x x x x -'=-=<+++,故()()00g x g <=,故()0f x '<,结合1,m n <<知()()f m f n >类型三:方程消元转单变量例17:已知()ln xf x x=与()g x ax b =+,两交点的横坐标分别为1,2x x ,12x x ≠,求证:()()12122x x g x x ++>解:依题意11211112222222ln ln ln ln x ax b x x ax bx x x ax bx ax b x ⎧=+⎪⎧=+⎪⎪⇒⎨⎨=+⎪⎪⎩=+⎪⎩,相减得: ()()()12121212ln ln x x a x x x x b x x -=+-+-,化简得()()121212lnx x a x x b x x ++=-,()()()()()()112121121212121122221ln ln 1x x x x x x x x g x x x x a x x b x x x x x x ++++=+++==⎡⎤⎣⎦-- 设12x x >,令121x t x =>,()()()12122112ln 2ln 011t t x x g x x t t t t -+++>⇔>⇔->-+ 再求导分析单调性即可.变式1:已知函数()1++=ax x ln x f 有两个零点21x ,x .()10a -<<(2)记()x f 的极值点为0x ,求证:()0212x ef x x >+.变式2:设函数()()3211232xf x ex kx kx =--+. 若()f x 存在三个极值点123,,x x x ,且123x x x <<,求k 范围,证明1322x x x +>.变式3:已知函数()122ln 21x ef x a x x x-⎛⎫=++-- ⎪⎝⎭在定义域()0,2内有两个极值点.(1)求实数a 的取值范围;(2)设12,x x 是()f x 两个极值点,求证12ln ln ln 0x x a ++>.类型四:利用韦达定理转单变量例18:已知()()21ln 02f x x x a x a =-+>,若()f x 存在两极值点1,2x x , 求证:()()1232ln 24f x f x --+>.解:()21,a x x af x x x x-+'=-+=由韦达定理12121,x x x x a +==1140,4a a ∆=->< ()()()()()212121212121+2ln 2f x f x x x x x x x a x x ⎡⎤=+--++⎣⎦ ()11121ln ln 22a a a a a a =--+=--令()()11ln ,0,ln 024g a a a a a g a a '=--<<=<,()g a 在10,4⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,故()132ln 244g a g --⎛⎫>=⎪⎝⎭. 变式1:已知函数().R a ,x ax x ln x f ∈-+=22(2)若n ,m 是函数()x f 的两个极值点,且n m <,求证:.mn 1>方法二:变式2:已知函数()213ln 222f x x ax x =+-+()0a ≥. (1)讨论函数()f x 的极值点个数;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,证明()()110f x f x +<.题型六:不等式问题类型一:直接构造函数解决不等式问题例19:当()0,1x ∈时,证明:()()221ln 1x x x ++<.解:令()()()221ln 1f x x x x =++-,则()00f =,而()()()()2ln 1ln 12,00f x x x x f ''=+++-=,当()0,1x ∈时,有()ln 1x x +<,故()()()ln 12222ln 10111x f x x x x x x+''=+-=+-<⎡⎤⎣⎦+++, ()f x '在()0,1上递减,即()()00f x f ''<=,从而()f x 在()0,1递减,()()00f x f ≤=,原不等式得证.变式1:已知函数()()()R a ex x ln x a x f ∈+-=1.(1)求函数()x f 在点1=x 处的切线方程;(2)若不等式()0≤-x e x f 对任意的[)+∞∈,x 1恒成立,求实数a 的取值范围解:(2)令()()()()1ln 1,x xg x f x e a x x ex e x =-=-+->()1ln 1xg x a x e e x ⎛⎫'=+-+- ⎪⎝⎭, ①若0a ≤,则()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=.即()0g x '≤恒成立,所以()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,所以()0g x ≤恒成立.②0a >,令()()1ln 1,x h x g x a x e e x ⎛⎫'==+-+- ⎪⎝⎭所以()211xh x a e x x ⎛⎫'=+-⎪⎝⎭,易知211x x +与x -e 在[)1,+∞上单调递减,所以()h x '在[)1,+∞上单调递减,()12h a e '=-. 当20a e -≤,即02ea <≤时,()0h x '≤在[)1,+∞上恒成立,则()h x 在[)1,+∞上单调递减,即()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=,()0g x '≤恒成立,()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,()0g x ≤恒成立.当20a e ->时,即2ea >时,()01,x ∃∈+∞使()00h x '=,所以()h x 在()01,x 上单调递增,此时()()10h x h >=,所以()0g x '>所以()g x 在()01,x 递增,得()()10g x g >=,不符合题意. 综上,实数a 的取值范围是2e a ≤. 变式2:(文)已知函数()()()().R a ,x a x g ,x ln x x f ∈-=+=11(1)求直线()x g y =与曲线()x f y =相切时,切点T 的坐标. (2)当()10,x ∈时,()()x f x g >恒成立,求a 的取值范围.解:(1)设切点坐标为()00x y ,,()1ln 1f x x x'=++,则()()000001ln 11ln 1x a x x x a x ⎧++=⎪⎨⎪+=-⎩,∴00012ln 0x x x -+=.令()12ln h x x x x=-+,∴()22210x x h x x -+'=-≤,∴()h x 在()0+∞,上单调递减, ∴()0h x =最多有一根.又∵()10h =,∴01x =,此时00y =,T 的坐标为(1,0).(2)当()0 1x ∈,时,()()g x f x >恒成立,等价于()1ln 01a x x x --<+对()0 1x ∈,恒成立. 令()()1ln 1a x h x x x -=-+,则()()()()2222111211x a x ah x x x x x +-+'=-=++,()10h =. ①当2a ≤,()1x ∈0,时,()22211210x a x x x +-+≥-+>, ∴()0h x '>,()h x 在()0 1x ∈,上单调递增,因此()0h x <. ②当2a >时,令()0h x '=得1211x a x a =-=-由21x >与121x x =得,101x <<.∴当()1 1x x ∈,时,()0h x '<,()h x 单调递减, ∴当()1 1x x ∈,时,()()10h x h >=,不符合题意; 综上所述得,a 的取值范围是(] 2-∞,.变式3:(文)已知函数().x x x ln x f 12---=(2)若存在实数m ,对于任意()∞+∈0x ,不等式()()()0212≤+-+x x m x f 恒成立,求实数m 的最小整数值.解:(2)法一:参变分离+二次局部求导+虚设零点变式4:(理)已知函数()()()R a x a eae x f xx∈-++=-22.(1)讨论()x f 的单调性;(2)当0≥x 时,()(),x cos a x f 2+≥求实数a 的取值范围.变式5:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (1)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型二:利用min max f g >证明不等式问题例20:设函数()1ln x xbe f x ae x x-=+曲线()y f x =在点()()1,1f 的切线方程为()12y e x =-+.(1)求,a b 值; (2)证明:()1f x >【解析】(1)函数()f x 的定义域为(0,)+∞,112()ln xx x x a b b f x ae x e e e x x x--=+-+. 由题意可得(1)2f =,(1)f e '=.1, 2.a b ==故(2)由(1)知12()ln xx f x e x e x -=+,从而()1f x >等价于2ln x x x xe e->-. 设函数()1g x x nx =,则'()1g x nx =.所以当1(0,)x e ∈时,()0g x '<;当1(,)x e ∈+∞时,()0g x '>.故()g x 在1(0,)e 单调递减,在1(,)e+∞单调递增,从而()g x 在(0,)+∞的最小值为11()g e e=-. 设函数2()xh x xee-=-,则'()(1)x h x e x -=-. 所以当(0,1)x ∈时()0h x '>;当(1,)x ∈+∞时,()0h x '<故()h x 在(0,1)单调递增, 在(1,)+∞单调递减,从而()h x 在(0,)+∞的最大值为1(1)h e=-.变式1. 已知函数()x ln a bx x f +=2的图像在点()()11f ,处的切线斜率为2+a .(1)讨论()x f 的单调性; (2)当20e a ≤<时,证明:()222-+<x e xx x f 解:(2)要证()222x f x x e x -<+,需证明22ln 2x a x e x x-<.令()ln 02a x e g x a x ⎛⎫=<≤ ⎪⎝⎭,则()()21ln a x g x x -'=, 当()0g x '>时,得0x e <<;当()0,g x '<得x e >. 所以()()max ag x g e e==. 令()()2220x e h x x x -=>,则()()2322x e x h x x--'=. 当()0h x '>时,得2x >;当()0h x '<时,得02x <<. 所以()()min 122h x h ==.因为02e a <≤,所以()max 12a g x e ==. 又2e ≠,所以22ln 2x a x e x x-<,即()222x f x x e x -<+得证.变式2:(理)已知函数()().ax ln axx f -=(1)求()x f 的极值;(2)若()012≤+-++m x e mx x ln e x x ,求正实数m 的取值范围.变式3:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (2)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型三:利用赋值法不等式问题例21:已知函数()2x xf x e e x -=--.(1)讨论()f x 的单调性;(2)设()()()24g x f x bf x =-,当0x >,()0g x >,求b 的最大值. (3)估计ln 2(精确小数点后三位).解:因为()()()()()2224484xx x x g x f x bf x e e b e e b x --=-=---+-所以()()()()()2222422222xx x x x x x xg x ee b e e b e e e e b ----⎡⎤'=+-++-=+-+-+⎣⎦①当2b ≤时,()0,g x '≥等号仅当0x =时成立,所以()g x 在R 上单调递增,而()00g =,所以对于任意()0,0x g x >>.②当2b >,若x 满足222x x e e b -<+<-,即(20ln 12x b b b <<-+-时,()0g x '<,而()00g =,因此当(20ln 12x b b b <≤--时,()0g x <,综上最大为2.(3)由(2)知,(()3221ln 22g b =-+-,当2b =时,(36ln 20,ln 20.69282g =->>>;当14b =+时,(ln 1b -+=(()32ln 202g =--<,18ln 20.69328+<<,所以近似值为0.693类型四:利用放缩法构造中间不等式例22:若0x >,证明:()ln 1.1x x xx e +>- 解:转化成整式()()2ln 11xx e x +->.令()()()2ln 11xf x x e x =+--,则()()1ln 121x xe f x e x x x -'=++-+()()()21ln 1211x x x e x e f x e x x x +''=+++-++.由()+1ln 11x x e x x x ≥+≥+,, 得()()()()3222112120,11x x x x f x x x x +++''≥++-=>++()()00,f x f ''≥=故()()00f x f ≥=,得证.变式1:(2020河南鹤壁市高三期末)已知函数()21xf x e kx =--,()()()2ln 1g x k x x k R =+-∈.(2)若不等式()()0f x g x +≥对任意0x ≥恒成立,求实数k 范围.变式2:(2020年河南六市联考)已知函数()()2ln 1sin 1f x x x =+++,()1ln g x ax b x =-- 证明:当1,x >-()()2sin 22xf x x x e<++类型五:与数列相关的不等式例23:设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,求m 的最小值.解:(2)由(1)知当(1,)x ∈+∞时,1ln 0x x -->令112n x =+得11ln(1)22n n +<,从而 221111111ln(1)ln(1)ln(1)112222222n n n ++++⋅⋅⋅++<++⋅⋅⋅+=-<故2111(1)(1)(1)222n e ++⋅⋅⋅+<而23111(1)(1)(1)2222+++>,所以m 的最小值为3.变式1:(理)已知函数()()()021>+-+=a ax xx ln x f .(1)若不等式()0≥x f 对于任意的0≥x 恒成立,求实数a 的取值范围;(2)证明:().N n ln ln ln ln n n n *-∈⎪⎭⎫⎝⎛->⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⋅⋅⋅+++1212121279353变式1:(2020河南开封二模)已知函数()1xf x e x =--.(1)证明()0f x >;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 求m 的最小值.类型六:与切、割线相关的不等式例24:已知函数()()2901xf x a ax =>+ (1)求()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值;(2)若直线2y x a =-+为曲线()y f x =的切线,求实数的值;(3)当2a =时,设12141,,22x x x ⎡⎤⋅⋅⋅∈⎢⎥⎣⎦,且121414x x x +⋅⋅⋅+=,若不等式()()()1214f x f x f x λ+⋅⋅⋅+≤恒成立,求实数λ的最小值.解:证明()29412xf x x x=≤-++,即32281040x x x -+-+≥, 令()3228104F x x x x =-+-+,()261610F x x x '=-+-,所以()F x在1,12⎛⎫⎪⎝⎭,5,23⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,在51,3⎛⎫ ⎪⎝⎭递增.而()50,203F F ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,表明不等式()29412xf x x x =≤-++成立.所以()()()12141244+442n f x f x f x x x x ++⋅⋅⋅+≤-+-+⋅⋅⋅-+=, 等号在全部为1时成立,所以λ最小值为42。
(完整word版)高考数学导数压轴题7大题型总结
高考数学导数压轴题7大题型总结
北京八中
高考数学导数压轴题7大题型总结
高考导数压轴题考察的是一种综合能力,其考察内容方法远远高于课本,其涉及基本概念主要是:切线,单调性,非单调,极值,极值点,最值,恒成立等等。
导数解答题是高考数学必考题目,今天就总结导数7大题型,让你在高考数学中多拿一分,平时基础好的同学逆袭140也不是问题
01导数单调性、极值、最值的直接应用
02交点与根的分布
03不等式证明
(一)做差证明不等式
(二)变形构造函数证明不等式
(三)替换构造不等式证明不等式
04不等式恒成立求字母范围(一)恒成立之最值的直接应用
(二)恒成立之分离参数
(三)恒成立之讨论字母范围
05函数与导数性质的综合运用
06导数应用题
07导数结合三角函数。
(完整版)高中数学高考导数题型分析及解题方法
生命是永恒不断的创造,因为在它内部蕴含着过剩的精力,它不断流溢,越出时间和空间的界限,它不停地追求,以形形色色的自我表现的形式表现出来。
--泰戈尔导数题型分析及解题方法一、考试内容导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数; 两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。
二、热点题型分析题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1.32()32f x x x =-+在区间[]1,1-上的最大值是 2 2.已知函数2)()(2=-==x c x x x f y 在处有极大值,则常数c = 6 ;3.函数331x x y -+=有极小值 -1 ,极大值 3题型二:利用导数几何意义求切线方程1.曲线34y x x =-在点()1,3--处的切线方程是 2y x =- 2.若曲线x x x f -=4)(在P 点处的切线平行于直线03=-y x ,则P 点的坐标为 (1,0)3.若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为 430x y --=4.求下列直线的方程:(1)曲线123++=x x y 在P(-1,1)处的切线; (2)曲线2x y =过点P(3,5)的切线;解:(1)123|y k 23 1)1,1(1x /2/23===∴+=∴++=-=-上,在曲线点-x x y x x y P Θ所以切线方程为0211=+-+=-y x x y 即, (2)显然点P (3,5)不在曲线上,所以可设切点为),(00y x A ,则200x y =①又函数的导数为x y 2/=,所以过),(00y x A 点的切线的斜率为/2|0x y k x x ===,又切线过),(00y x A 、P(3,5)点,所以有352000--=x y x ②,由①②联立方程组得,⎩⎨⎧⎩⎨⎧====255 110000y x y x 或,即切点为(1,1)时,切线斜率为;2201==x k ;当切点为(5,25)时,切线斜率为10202==x k ;所以所求的切线有两条,方程分别为2510 12 )5(1025)1(21-=-=-=--=-x y x y x y x y 或即,或题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值1.已知函数))1(,1()(,)(23f P x f y c bx ax x x f 上的点过曲线=+++=的切线方程为y=3x+1 (Ⅰ)若函数2)(-=x x f 在处有极值,求)(x f 的表达式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数)(x f y =在[-3,1]上的最大值; (Ⅲ)若函数)(x f y =在区间[-2,1]上单调递增,求实数b 的取值范围解:(1)由.23)(,)(223b ax x x f c bx ax x x f ++='+++=求导数得过))1(,1()(f P x f y 上点=的切线方程为:).1)(23()1(),1)(1()1(-++=+++--'=-x b a c b a y x f f y 即而过.13)]1(,1[)(+==x y f P x f y 的切线方程为上故⎩⎨⎧-=-=+⎩⎨⎧-=-=++3023323c a b a c a b a 即∵124,0)2(,2)(-=+-∴=-'-==b a f x x f y 故时有极值在 ③由①②③得 a=2,b=-4,c=5 ∴.542)(23+-+=x x x x f(2)).2)(23(443)(2+-=-+='x x x x x f 当;0)(,322;0)(,23<'<≤->'-<≤-x f x x f x 时当时13)2()(.0)(,132=-=∴>'≤<f x f x f x 极大时当 又)(,4)1(x f f ∴=在[-3,1]上最大值是13。
完整版)利用导数求函数单调性题型全归纳
完整版)利用导数求函数单调性题型全归纳利用导数求函数单调性题型全归纳一、求单调区间例1:已知函数$f(x)=ax+x^2-x\ln a(a>0,a\neq 1)$,求函数$f(x)$的单调区间。
解:$f'(x)=ax\ln a+2x-\ln a=2x+(a x-1)\ln a$。
令$g(x)=f'(x)$,因为当$a>0,a\neq 1$时,$g'(x)=2+a\ln a>0$,所以$f'(x)$在$\mathbb{R}$上是增函数,又$f'(0)=-\ln a0$的解集为$(0,+\infty)$,故函数$f(x)$的单调增区间为$(0,+\infty)$,减区间为$(-\infty,0)$。
变式:已知$f(x)=e^{-ax}$,求$f(x)$的单调区间。
解:$f(x)=e^{-ax}$,当$a\leq 0$时,$f(x)>0$,$f(x)$单调递增;当$a>0$时,由$f(x)=e^{-a x}>0$得:$x>\ln a$,$f(x)$在$(\ln a,+\infty)$单调递增;由$f(x)=e^{-a x}0$时,$f(x)$的单调递增区间为$(\ln a,+\infty)$,递减区间为$(-\infty,\ln a)$。
二、函数单调性的判定与逆用例2:已知函数$f(x)=x+ax-2x+5$在$(0,+\infty)$上既不是单调递增函数,也不是单调递减函数,求正整数$a$的取值集合。
解:$f'(x)=3x+2ax-2$。
因为函数$f(x)=x+ax-2x+5$在$(0,+\infty)$上既不是单调递增函数,也不是单调递减函数,所以$f'(x)=3x+2ax-2=0$在$(0,+\infty)$上有解。
所以$f''(x)=6+2a>0$在$(0,+\infty)$上恒成立。
高考导数题型大全及答案
第三讲 导数的应用研热点(聚焦突破)类型一 利用导数研究切线问题 导数的几意义(1)函数y =f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)就是曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率,即k =f ′(x 0);(2)曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0). [例1] (2012年高考卷改编)设函数f (x )=a e x +1a e x +b (a >0).在点(2,f (2))处的切线程为y =32x ,求a ,b 的值. [解析] ∵f ′(x )=a e x-1a ex ,∴f ′(2)=a e 2-1a e 2=32, 解得a e 2=2或a e 2=-12(舍去),所以a =2e 2,代入原函数可得2+12+b =3, 即b =12, 故a =2e 2,b =12.跟踪训练已知函数f (x )=x 3-x .(1)求曲线y =f (x )的过点(1,0)的切线程;(2)若过x 轴上的点(a ,0)可以作曲线y =f (x )的三条切线,求a 的取值围.解析:(1)由题意得f ′(x )=3x 2-1.曲线y =f (x )在点M (t ,f (t ))处的切线程为y -f (t )=f ′(t )(x -t ),即y=(3t2-1)·x-2t3,将点(1,0)代入切线程得2t3-3t2+1=0,解得t=1或-12,代入y=(3t2-1)x-2t3得曲线y=f(x)的过点(1,0)的切线程为y=2x-2或y=-14x+14.(2)由(1)知若过点(a,0)可作曲线y=f(x)的三条切线,则程2t3-3at2+a=0有三个相异的实根,记g(t)=2t3-3at2+a.则g′(t)=6t2-6at=6t(t-a).当a>0时,函数g(t)的极大值是g(0)=a,极小值是g(a)=-a3+a,要使程g(t)=0有三个相异的实数根,需使a>0且-a3+a<0,即a>0且a2-1>0,即a>1;当a=0时,函数g(t)单调递增,程g(t)=0不可能有三个相异的实数根;当a<0时,函数g(t)的极大值是g(a)=-a3+a,极小值是g(0)=a,要使程g(t)=0有三个相异的实数根,需使a<0且-a3+a>0,即a<0且a2-1>0,即a<-1.综上所述,a的取值围是(-∞,-1)∪(1,+∞).类型二利用导数研究函数的单调性函数的单调性与导数的关系在区间(a,b),如果f′(x)>0,那么函数f(x)在区间(a,b)上单调递增;如果f′(x)<0,那么函数f(x)在区间(a,b)上单调递减.[例2] (2012年高考卷改编)已知函数f(x)=lnxx ke(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.[解析](1)由f(x)=ln x+ke x,得f′(x)=1-kx-x ln xx e x,x∈(0,+∞).由于曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线与x轴平行,所以f′(1)=0,因此k=1.(2)由(1)得f′(x)=(1-x-x ln x),x∈(0,+∞).令h(x)=1-x-x ln x,x∈(0,+∞),当x∈(0,1)时,h(x)>0;当x∈(1,+∞)时,h(x)<0.又e x>0,所以当x∈(0,1)时,f′(x)>0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0.因此f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).跟踪训练若函数f(x)=ln x-12ax2-2x存在单调递减区间,数a的取值围.解析:由题知f′(x)=1x-ax-2=-ax2+2x-1x,因为函数f(x)存在单调递减区间,所以f′(x)=-ax2+2x-1x≤0有解.又因为函数的定义域为(0,+∞),则应有ax2+2x-1≥0在(0,+∞)上有实数解.(1)当a>0时,y=ax2+2x-1为开口向上的抛物线,所以ax2+2x-1≥0在(0,+∞)上恒有解;(2)当a<0时,y=ax2+2x-1为开口向下的抛物线,要使ax2+2x-1≥0在(0,+∞)上有实数解,则Δ=44a>0,此时-1<a<0;(3)当a=0时,显然符合题意.综上所述,实数a的取值围是(-1,+∞).类型三利用导数研究函数的极值与最值1.求函数y=f(x)在某个区间上的极值的步骤(1)求导数f′(x);(2)求程f′(x)=0的根x;(3)检查f′(x)在x=x左右的符号;①左正右负⇔f(x)在x=x处取极大值;②左负右正⇔f(x)在x=x处取极小值.2.求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大值与最小值的步骤(1)求函数y=f(x)在区间(a,b)的极值(极大值或极小值);(2)将y=f(x)的各极值与f(a),f(b)进行比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.[例3] (2012年高考北京卷)已知函数f(x)=ax2+1(a>0),g(x)=x3+bx.(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a,b的值;(2)当a2=4b时,求函数f(x)+g(x)的单调区间,并求其在区间(-∞,-1]上的最大值.[解析](1)f′(x)=2ax,g′(x)=3x2+b,因为曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,所以f(1)=g(1),且f′(1)=g′(1).即a+1=1+b,且2a=3+b.解得a=3,b=3.(2)记h(x)=f(x)+g(x).当b=14a2时,h(x)=x3+ax2+14a2x+1,h′(x)=3x2+2ax+14a2.令h′(x)=0,得x1=-a2,x2=-a6.a>0时,h(x)与h′(x)的变化情况如下:所以函数h(x)的单调递增区间为(-∞,-2)和(-6,+∞);单调递减区间为(-2,-a6).当-a2≥-1,即0<a≤2时,函数h(x)在区间(-∞,-1]上单调递增,h(x)在区间(-∞,-1]上的最大值为h(-1)=a-14a2.当-a2<-1,且-a6≥-1,即2<a≤6时,函数h(x)在区间(-∞,-a2)上单调递增,在区间(-a2,-1]上单调递减,h(x)在区间(-∞,-1]上的最大值为h(-a2)=1.当-a6<-1,即a>6时,函数h(x)在区间(-∞,-a2)上单调递增,在区间(-a2,-a6)上单调递减,在区间(-a6,-1]上单调递增,又因为h(-a2)-h(-1)=1-a+14a2=14(a-2)2>0,所以h(x)在区间(-∞,-1]上的最大值为h(-a2)=1.跟踪训练(2012年摸底)若函数f (x )=⎩⎨⎧2x 3+3x 2+1(x ≤0)e ax (x >0),在[-2,2]上的最大值为2,则a 的取值围是( )A .[12ln 2,+∞)B .[0,12ln 2]C .(-∞,0]D .(-∞,12ln 2]解析:当x ≤0时,f ′(x )=6x 2+6x ,易知函数f (x )在(-∞,0]上的极大值点是x =-1,且f (-1)=2,故只要在(0,2]上,e ax ≤2即可,即ax ≤ln 2在(0,2]上恒成立,即a ≤ln 2x在(0,2]上恒成立,故a ≤12ln 2.答案:D析典题(预测高考)高考真题【真题】 (2012年高考卷)设f (x )=ln(x +1)+x +1+ax +b (a ,b ∈R ,a ,b 为常数),曲线y =f (x )与直线y =32x 在(0,0)点相切.(1)求a ,b 的值;(2)证明:当0<x <2时,f (x )<9xx +6.【解析】 (1)由y =f (x )过(0,0)点,得b =-1.由y =f (x )在(0,0)点的切线斜率为32,又y ′⎪⎪⎪x =0=(1x +1+12x +1+a )⎪⎪⎪x =0=32+a ,得a =0.(2)证明:证法一 由均值不等式,当x >0时, 2(x +1)·1<x +1+1=x +2,故x +1<x2+1.记h (x )=f (x )-9x x +6, 则h ′(x )=1x +1+12x +1-54(x +6)2=2+x +12(x +1)-54(x +6)2<x +64(x +1)-54(x +6)2=(x +6)3-216(x +1)4(x +1)(x +6)2.令g (x )=(x +6)3-216(x +1), 则当0<x <2时,g ′(x )=3(x +6)2-216<0. 因此g (x )在(0,2)是递减函数. 又由g (0)=0,得g (x )<0,所以h ′(x )<0. 因此h (x )在(0,2)是递减函数. 又h (0)=0,得h (x )<0.于是当0<x <2时,f (x )<9x x +6. 证法二 由(1)知f (x )=ln(x +1)+x +1-1.由均值不等式,当x >0时,2(x +1)·1<x +1+1=x +2,故x +1<x2+1.①令k (x )=ln(x +1)-x , 则k (0)=0,k ′(x )=1x +1-1=-x x +1<0,故k(x)<0,即ln(x+1)<x.②由①②得,当x>0时,f(x)<3 2 x.记h(x)=(x+6)f(x)-9x,则当0<x<2时,h′(x)=f(x)+(x+6)f′(x)-9<32x+(x+6)·(1x+1+12x+1)-9=12(x+1)[3x(x+1)+(x+6)·(2+x+1)-18(x+1)]<12(x+1)[3x(x+1)+(x+6)·(3+x2)-18(x+1)]=x4(x+1)(7x-18)<0.因此h(x)在(0,2)单调递减.又h(0)=0,所以h(x)<0,即f(x)<9x x+6.【名师点睛】本题主要考查导数的应用和不等式的证明以及转化与化归能力,难度较大.本题不等式的证明关键在于构造函数利用最值来解决.考情展望高考对导数的应用的考查综合性较强,一般为解答题,着重考查以下几个面:一是利用导数的几意义来解题;二是讨论函数的单调性;三是利用导数研究函数的极值与最值.常涉及不等式的证明、程根的讨论等问题名师押题【押题】已知f(x)=ax-ln x,x∈(0,e],g(x)=ln xx,其中e是自然常数,a∈R.(1)讨论a=1时,f(x)的单调性和极值;(2)求证:在(1)的条件下,f(x)>g(x)+1 2;(3)是否存在实数a,使f(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)由题知当a=1时,f′(x)=1-1x=x-1x,因为当0<x <1时,f ′(x )<0,此时f (x )单调递减, 当1<x <e 时,f ′(x )>0,此时f (x )单调递增, 所以f (x )的极小值为f (1)=1.(2)证明因为f (x )的极小值为1,即f (x )在(0,e]上的最小值为1. 令h (x )=g (x )+12=ln x x +12,h ′(x )=1-ln xx 2,当0<x <e 时,h ′(x )>0,h (x )在(0,e]上单调递增, 所以h (x )max =h (e)=1e +12<12+12=1=f (x )min ,所以在(1)的条件下,f (x )>g (x )+12.(3)假设存在实数a ,使f (x )=ax -ln x (x ∈(0,e])有最小值3,f ′(x )=a -1x =ax -1x.①当a ≤0时,因为x ∈(0,e],所以f ′(x )<0,而f (x )在(0,e]上单调递减, 所以f (x )min =f (e)=a e -1=3,a =4e (舍去),此时f (x )无最小值;②当0<1a <e 时,f (x )在(0,1a )上单调递减,在(1a,e]上单调递增,所以f (x )min =f (1a)=1+ln a =3,a =e 2,满足条件;③当1a≥e 时,因为x ∈(0,e],所以f ′(x )<0,所以f (x )在(0,e]上单调递减,f (x )min =f (e)=a e -1=3,a =4e (舍去)此时f (x )无最小值.综上,存在实数a =e 2,使得当x ∈(0,e]时,f (x )有最小值3.。
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。
(完整版)高中导数经典知识点及例题讲解
§ 1.1 变化率与导数 1.1.1 变化率问题自学引导1.通过实例分析,了解平均变化率的实际意义.2.会求给定函数在某个区间上的平均变化率. 课前热身1.函数f (x )在区间[x 1,x 2]上的平均变化率为ΔyΔx=________. 2.平均变化率另一种表示形式:设Δx =x -x 0,则ΔyΔx=________,表示函数y =f (x )从x 0到x 的平均变化率.1.f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1答 案2.f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx名师讲解1.如何理解Δx ,Δy 的含义Δx 表示自变量x 的改变量,即Δx =x 2-x 1;Δy 表示函数值的改变量,即Δy =f (x 2)-f (x 1).2.求平均变化率的步骤求函数y =f (x )在[x 1,x 2]内的平均变化率. (1)先计算函数的增量Δy =f (x 2)-f (x 1). (2)计算自变量的增量Δx =x 2-x 1.(3)得平均变化率Δy Δx =f x 2-f x 1x 2-x 1.对平均变化率的认识函数的平均变化率可以表现出函数在某段区间上的变化趋势,且区间长度越小,表现得越精确.如函数y =sin x 在区间[0,π]上的平均变化率为0,而在[0,π2]上的平均变化率为sin π2-sin0π2-0=2π.在平均变化率的意义中,f (x 2)-f (x 1)的值可正、可负,也可以为零.但Δx =x 2-x 1≠0.典例剖析题型一求函数的平均变化率例1 一物体做直线运动,其路程与时间t的关系是S=3t-t2.(1)求此物体的初速度;(2)求t=0到t=1的平均速度.分析t=0时的速度即为初速度,求平均速度先求路程的改变量ΔS=S(1)-S(0),再求时间改变量Δt=1-0=1.求商ΔSΔt就可以得到平均速度.解(1)由于v=St=3t-t2t=3-t.∴当t=0时,v0=3,即为初速度.(2)ΔS=S(1)-S(0)=3×1-12-0=2 Δt=1-0=1∴v=ΔSΔt=21=2.∴从t=0到t=1的平均速度为2.误区警示本题1不要认为t=0时,S=0.所以初速度是零.变式训练1 已知函数f(x)=-x2+x的图像上一点(-1,-2)及邻近一点(-1+Δx,-2+Δy),则ΔyΔx=( )A.3 B.3Δx-(Δx)2 C.3-(Δx)2D.3-Δx 解析Δy=f(-1+Δx)-f(-1)=-(-1+Δx)2+(-1+Δx)-(-2)=-(Δx)2+3Δx.∴ΔyΔx=-Δx2+3ΔxΔx=-Δx+3答案D题型二平均变化率的快慢比较例2 求正弦函数y=sin x在0到π6之间及π3到π2之间的平均变化率.并比较大小.分析用平均变化率的定义求出两个区间上的平均变化率,再比较大小.解设y=sin x在0到π6之间的变化率为k1,则k 1=sinπ6-sin0π6-0=3π.y =sin x 在π3到π2之间的平均变化率为k 2,则k 2=sin π2-sin π3π2-π3=1-32π6=32-3π.∵k 1-k 2=3π-32-3π=33-1π>0,∴k 1>k 2.答:函数y =sin x 在0到π6之间的平均变化率为3π,在π3到π2之间的平均变化率为32-3π,且3π>32-3π.变式训练2 试比较余弦函数y =cos x 在0到π3之间和π3到π2之间的平均变化率的大小.解 设函数y =cos x 在0到π3之间的平均变化率是k 1,则k 1=cos π3-cos0π3-0=-32π.函数y =cos x 在π3到π2之间的平均变化率是k 2,则k 2=cosπ2-cos π3π2-π3=-3π.∵k 1-k 2=-32π-(-3π)=32π>0,∴k 1>k 2.∴函数y =cos x 在0到π3之间的平均变化率大于在π3到π2之间的平均变化率.题型三 平均变化率的应用例3 已知一物体的运动方程为s (t )=t 2+2t +3,求物体在t =1到t =1+Δt 这段时间内的平均速度.分析 由物体运动方程―→写出位移变化量Δs ―→ΔsΔt解 物体在t =1到t =1+Δt 这段时间内的位移增量 Δs =s (1+Δt )-s (1)=[(1+Δt )2+2(1+Δt )+3]-(12+2×1+3) =(Δt )2+4Δt .物体在t =1到t =1+Δt 这段时间内的平均速度为Δs Δt =(Δt )2+4ΔtΔt=4+Δt .变式训练3 一质点作匀速直线运动,其位移s 与时间t 的关系为s (t )=t 2+1,该质点在[2,2+Δt ](Δt >0)上的平均速度不大于5,求Δt 的取值范围.解 质点在[2,2+Δt ]上的平均速度为v -=s 2+Δt -s 2Δt=[2+Δt 2+1]-22+1Δt=4Δt +Δt2Δt=4+Δt .又v -≤5,∴4+Δt ≤5. ∴Δt ≤1,又Δt >0,∴Δt 的取值范围为(0,1]. § 1.1 函数的单调性与极值 1.1.2 导数的概念自学引导1.经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念建立的一些实际背景.2.了解瞬时变化率的含义,知道瞬时变化率就是导数.3.掌握函数f (x )在某一点x 0处的导数定义,并且会用导数的定义求一些简单函数在某一点x 0处的导数.课前热身1.瞬时速度.设物体的运动方程为S =S (t ),如果一个物体在时刻t 0时位于S (t 0),在时刻t 0+Δt 这段时间内,物体的位置增量是ΔS =S (t 0+Δt )-S (t 0).那么位置增量ΔS 与时间增量Δt 的比,就是这段时间内物体的________,即v =S t 0+Δt -S t 0Δt.当这段时间很短,即Δt 很小时,这个平均速度就接近时刻t 0的速度.Δt 越小,v 就越接近于时刻t 0的速度,当Δt →0时,这个平均速度的极限v =lim Δt →0ΔS Δt =lim Δt →0S t 0+Δt -S t 0Δt就是物体在时刻t 0的速度即为________. 2.导数的概念.设函数y =f (x )在区间(a ,b )上有定义,x 0∈(a ,b ),当Δx 无限趋近0时,比值Δy Δx =f x 0+Δx -f x 0Δx无限趋近于一个常数A ,这个常数A 就是函数f (x )在点x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0.用符号语言表达为f ′(x 0)=lim Δx →0Δy Δx=________1.平均速度 瞬时速度 答 案2.lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx名师讲解1.求瞬时速度的步骤(1)求位移增量ΔS =S (t +Δt )-S (t );(2)求平均速度v =ΔS Δt;(3)求极限limΔt→0ΔSΔt=limΔt→0S t +Δt-S tΔt;(4)若极限存在,则瞬时速度v=limΔt→0ΔS Δt.2.导数还可以如下定义一般地,函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是limΔx→0f x+Δx-f x0Δx=limΔx→0ΔyΔx.我们称它为函数y=f(x)在x=x0处的导数.记作f′(x0)或y′|x=x,即f′(x0)=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0f x+Δx-f x0Δx.3.对导数概念的理解(1)“导数”是从现实生活中大量类似问题里,撇开一些量的具体意义,单纯地抓住它们数量上的共性而提取出来的一个概念,所以我们应很自然的理解这个概念的提出与其实际意义.(2)某点导数即为函数在这点的变化率.某点导数概念包含着两层含义:①limΔx→0ΔyΔx存在,则称f(x)在x=x0处可导并且导数即为极限值;②limΔx→0ΔyΔx不存在,则称f(x)在x=x0处不可导.(3)Δx称为自变量x的增量,Δx可取正值也可取负值,但不可以为0.(4)令x=x0+Δx,得Δx=x-x0,于是f′(x)=limx→x0f x-f xx-x与定义中的f′(x0)=limΔx→0f x+Δx-f x0Δx意义相同.4.求函数y=f(x)在点x0处的导数的步骤(1)求函数的增量:Δy=f(x0+Δx)-f(x0);(2)求平均变化率:ΔyΔx=f x+Δx-f x0Δx;(3)取极限,得导数:f′(x0)=limΔx→0Δy Δx.典例剖析题型一物体运动的瞬时速度例1 以初速度v0(v0>0)竖直上抛的物体,t秒时高度为s(t)=v0t-12gt2,求物体在时刻t0处的瞬时速度.分析先求出Δs,再用定义求ΔsΔt,当Δt→0时的极限值.解∵Δs=v0(t0+Δt)-12g(t+Δt)2-(v0t0-12gt2)=(v0-gt0)Δt-12g(Δt)2,∴ΔsΔt=v0-gt0-12g·Δt.∴当Δt→0时,ΔsΔt→v0-gt0.故物体在时刻t0处的瞬时速度为v0-gt0.规律技巧瞬时速度v是平均速度v在Δt→0时的极限.因此,v=limΔt→0v=limΔt→0ΔsΔt.变式训练1 一作直线运动的物体,其位移s与时间t的关系是s=5t-t2,求此物体在t=2时的瞬时速度。
高中数学导数题型归纳总结
高中数学导数题型归纳总结高中数学中,导数是一个重要的概念,它描述了函数在某一点的变化率。
在学习导数的过程中,我们需要掌握各种不同类型的导数题型。
下面我将对高中数学导数题型进行归纳总结,并为每种题型提供一些相关的例题。
1. 函数的基本导数公式:- f(x) = k (常数函数)的导数为0;- f(x) = x的导数为1;- f(x) = x^n的导数为nx^(n-1) (n为整数);- f(x) = e^x的导数为e^x;- f(x) = a^x的导数为a^x * ln(a) (a为正实数);- f(x) = sin(x)的导数为cos(x);- f(x) = cos(x)的导数为-sin(x);- f(x) = tan(x)的导数为sec^2(x)。
2. 导数的四则运算法则:- 若f(x)和g(x)可导,则(f+g)' = f'(x) + g'(x);- 若f(x)和g(x)可导,则(f-g)' = f'(x) - g'(x);- 若f(x)和g(x)可导,则(f*g)' = f'(x)*g(x) + f(x)*g'(x); - 若f(x)和g(x)可导,则(f/g)' = (f'(x)*g(x) - f(x)*g'(x)) / g(x)^2 (g(x) ≠ 0)。
3. 复合函数的导数:- 若y = f(g(x)),且f(x)和g(x)都可导,则y的导数为dy/dx= f'(g(x)) * g'(x)。
4. 高阶导数:- 若y = f(x)的导数f'(x)存在,则f'(x)的导数为f''(x),称为f(x)的二阶导数;- 同理,f(x)的n阶导数记为f^n(x)。
5. 隐函数求导:- 对于方程F(x, y) = 0,若y可以用x表示,即y = f(x),则y的导数dy/dx可以通过对方程两边求导得到。
(完整版)高考导数题型归纳
.已知函数)(ln)(2Rmmxxxf
;若m=0,A(a,f(a))、B(b,f(b))是函数f(x)图象上不同的两点.且a>b>0, )(xf为f(x)的
)()()()
(bfbabfafbaf
求证 :*)(1...
1211)1ln(122...725232Nnnnn
,()0gx恒成立,则称函数()yfx在区间D上为“凸函数”,已知实数m是常数,
32
)
62xmxxfx,若对满足2m的任何一个实数m,函数()fx在区间,ab上都为“凸函
,求ba的最大值. (答案:2)
设函数xxxfln)(。证明:当a>3时,对任意0x,xeafxaf)()(成立。
xeafxaf)()(化为
ax
afexaf)()(),研究aeafag)()(的单调性。)
1:判断函数零点的个数。
.设31,()(1)ln
aRfxxaxax.若函数()yfx有零点,求a的取值范围.
(提示:当1a时,0)1(f,0)3(af,所以成立,答案,
1)
.求过点(1,0)作函数xxyln图象的切线的个数。(答案:两条)
a的取值范围为1,
)
1.设函数xexf1)( ,0x时,
)(axxxf,求实数a的取值范围
1,0)
函数
xaxf1ln)(,当.0a对x>0,1)ln2(xax,求实数a取值范围。
(多种方法求解。(答案:1,0e)
变更主元
()yfx在区间D上的导数为()fx,()fx在区间D上的导数为()gx,若在区间D
2:已知函数零点,求系数。
(研究函数图象与x轴交点的个数);方程法;转化法(由函数转化方程,再转化
完整版)导数的综合大题及其分类
完整版)导数的综合大题及其分类.导数在高考中是一个经常出现的热点,考题难度比较大,多数情况下作为压轴题出现。
命题的主要热点包括利用导数研究函数的单调性、极值、最值,不等式,方程的根以及恒成立问题等。
这些题目体现了分类讨论、数形结合、函数与方程、转化与化归等数学思想的运用。
题型一:利用导数研究函数的单调性、极值与最值这类题目的难点在于分类讨论,包括函数单调性和极值、最值综合问题。
1.单调性讨论策略:单调性的讨论是以导数等于零的点为分界点,将函数定义域分段,在各段上讨论导数的符号。
如果不能确定导数等于零的点的相对位置,还需要对导数等于零的点的位置关系进行讨论。
2.极值讨论策略:极值的讨论是以单调性的讨论为基础,根据函数的单调性确定函数的极值点。
3.最值讨论策略:图象连续的函数在闭区间上最值的讨论,是以函数在该区间上的极值和区间端点的函数值进行比较为标准进行的。
在极值和区间端点函数值中最大的为最大值,最小的为最小值。
例题:已知函数f(x)=x-,g(x)=alnx(a∈R)。
x1.当a≥-2时,求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间;2.设h(x)=f(x)+g(x),且h(x)有两个极值点为x1,x2,其中h(x1)=h(x2),求a的值。
审题程序]1.在定义域内,依据F′(x)=0的情况对F′(x)的符号进行讨论;2.整合讨论结果,确定单调区间;3.建立x1、x2及a间的关系及取值范围;4.通过代换转化为关于x1(或x2)的函数,求出最小值。
规范解答]1.由题意得F(x)=x-x/(x2-ax+1)-alnx,其定义域为(0,+∞)。
则F′(x)=(x2-ax+1)-x(2ax-2)/(x2-ax+1)2.令m(x)=x2-ax+1,则Δ=a2-4.①当-2≤a≤2时,Δ≤0,从而F′(x)≥0,所以F(x)的单调递增区间为(0,+∞);②当a>2时,Δ>0,设F′(x)=0的两根为x1=(a+√(a2-4))/2,x2=(a-√(a2-4))/2,求h(x1)-h(x2)的最小值。
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高考压轴题:导数题型及解题方法(自己总结供参考)一.切线问题题型1 求曲线)(x f y =在0x x =处的切线方程。
方法:)(0x f '为在0x x =处的切线的斜率。
题型2 过点),(b a 的直线与曲线)(x f y =的相切问题。
方法:设曲线)(x f y =的切点))(,(00x f x ,由b x f x f a x -='-)()()(000求出0x ,进而解决相关问题。
注意:曲线在某点处的切线若有则只有一,曲线过某点的切线往往不止一条。
例 已知函数f (x )=x 3﹣3x .(1)求曲线y=f (x )在点x=2处的切线方程;(答案:0169=--y x )(2)若过点A )2)(,1(-≠m m A 可作曲线)(x f y =的三条切线,求实数m 的取值范围、 (提示:设曲线)(x f y =上的切点()(,00x f x );建立)(,00x f x 的等式关系。
将问题转化为关于m x ,0的方程有三个不同实数根问题。
(答案:m 的范围是()2,3--)练习 1. 已知曲线x x y 33-=(1)求过点(1,-3)与曲线x x y 33-=相切的直线方程。
答案:(03=+y x 或027415=--y x )(2)证明:过点(-2,5)与曲线x x y 33-=相切的直线有三条。
2.若直线0122=--+e y x e 与曲线x ae y -=1相切,求a 的值. (答案:1)题型3 求两个曲线)(x f y =、)(x g y =的公切线。
方法:设曲线)(x f y =、)(x g y =的切点分别为()(,11x f x )。
()(,22x f x );建立21,x x 的等式关系,12112)()(y y x f x x -='-,12212)()(y y x f x x -='-;求出21,x x ,进而求出切线方程。
解决问题的方法是设切点,用导数求斜率,建立等式关系。
例 求曲线2x y =与曲线x e y ln 2=的公切线方程。
(答案02=--e y x e )练习 1.求曲线2x y =与曲线2)1(--=x y 的公切线方程。
(答案012=--y x 或0=y )2.设函数,ln 2)1()(x x x p x f --=2)(x x g =,直线l 与函数)(),(x g x f 的图象都相切,且与函数)(x f 的图象相切于(1,0),求实数p 的值。
(答案1=p 或3)二.单调性问题题型1 求函数的单调区间。
求含参函数的单调区间的关键是确定分类标准。
分类的方法有:(1)在求极值点的过程中,未知数的系数与0的关系不定而引起的分类;(2)在求极值点的过程中,有无极值点引起的分类(涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定);(3) 在求极值点的过程中,极值点的大小关系不定而引起的分类;(4) 在求极值点的过程中,极值点与区间的关系不定而引起分类等。
注意分类时必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏。
例 已知函数x a x x a x f )1(21ln )(2+-+= (1)求函数)(x f 的单调区间。
(利用极值点的大小关系分类)(2)若[]e x ,2∈,求函数)(x f 的单调区间。
(利用极值点与区间的关系分类)练习 已知函数121)1()(2++-+-=kx x e k x e x f x x ,若()2,1-∈x ,求函数)(x f 的单调区间。
(利用极值点的大小关系、及极值点与区间的关系分类)题型2 已知函数在某区间是单调,求参数的范围问题。
方法1:研究导函数讨论。
方法2:转化为0)(0)(''≤≥x f x f 或在给定区间上恒成立问题,方法3:利用子区间(即子集思想);首先求出函数的单调增区间或减区间,然后让所给区间是求的增或减区间的子集。
注意:“函数)(x f 在()n m ,上是减函数”与“函数)(x f 的单调减区间是()b a ,”的区别是前者是后者的子集。
例 已知函数2()ln f x x a x =++x2在[)+∞,1上是单调函数,求实数a 的取值范围. (答案[)+∞,0)练习 已知函数232)1(31)(x k x x f +-=,且)(x f 在区间),2(+∞上为增函数.求实数k 的取值范围。
(答案:31-<k )题型3 已知函数在某区间的不单调,求参数的范围问题。
方法1:正难则反,研究在某区间的不单调方法2:研究导函数是零点问题,再检验。
方法3:直接研究不单调,分情况讨论。
例 设函数1)(23+++=x ax x x f ,R a ∈在区间⎪⎭⎫⎝⎛1,21内不单调,求实数a 的取值范围。
(答案:()3,2--∈a ))三.极值、最值问题。
题型1 求函数极值、最值。
基本思路:定义域 → 疑似极值点 → 单调区间 → 极值 → 最值。
例 已知函数121)1()(2++-+-=kx x e k x e x f x x ,求在()2,1-∈x 的极小值。
(利用极值点的大小关系、及极值点与区间的关系分类)练习 已知函数32()2f x x mx nx =++-的图象过点(1,6)--,且函数()()6g x f x x '=+的图象关于y 轴对称.若0a >,求函数()y f x =在区间(1,1)a a -+内的极值.(答案:当01a <<时,()f x 有极大值2-,无极小值;当13a <<时,()f x 有极小值6-,无极大值;当1a =或3a ≥时,()f x 无极值.)题型2 已知函数极值,求系数值或范围。
方法:1.利用导函数零点问题转化为方程解问题,求出参数,再检验。
方法2.转化为函数单调性问题。
例 函数1)1(21)1(3141)(234+----+=x p p px x p x x f 。
0是函数)(x f 的极值点。
求实数p 值。
(答案:1)练习 已知函数2()ln ,.f x ax x x a =--∈R 若函数()f x 存在极值,且所有极值之和大 15ln 2-,求a 的取值范围。
(答案:()+∞,4)题型3 已知最值,求系数值或范围。
方法:1.求直接求最值;2.转化恒成立,求出范围,再检验。
例 设a ∈R ,函数233)(x ax x f -=.若函数()()()[02]g x f x f x x '=+∈,,,在0=x 处取得最大值,求a 的取值范围. (答案:⎥⎦⎤ ⎝⎛∞-56,)练习 已知函数x x a ax x f ln )2()(2++-=, 当0>a 时,函数)(x f 在区间[]e ,1上的最小值是2-,求实数a 的取值范围。
(答案:[)+∞,1)四.不等式恒成立(或存在性)问题。
一些方法1.若函数()n m x f ,)(值域,a >)(x f 恒成立,,则n a ≥2.对任意()()n m x n m x ,,,21∈∈,)()(21x g x f ≥恒成立。
则≥min 1)(x f max 2)(x g 。
3.对()()n m x n m x ,,,21∈∃∈∃,)()(21x g x f ≥成立。
则≥max 1)(x f min 2)(x g 。
4.对(),,1n m x ∈,恒成立)()(11x g x f ≥。
转化0)()(11≥-x g x f 恒成立4. 对()()n m x n m x ,,,21∈∃∈∀,)()(21x g x f ≥成立。
则≥min 1)(x f min 2)(x g 。
5. 对()()n m x n m x ,,,21∈∀∈∃,)()(21x g x f ≥成立。
则≥max 1)(x f max 2)(x g6. 对()()n m x n m x ,,,21∈∈,a x x x f x f ≥--2121)()(成立。
则构造函数ax x f x t -=)()(。
转化证明)(x t 在()n m ,是增函数。
题型1 已知不等式恒成立,求系数范围。
方法:(1)分离法:求最值时,可能用罗比达法则;研究单调性时,或多次求导。
(2)讨论法: 有的需构造函数。
关键确定讨论标准。
分类的方法:在求极值点的过程中,未知数的系数与0的关系不定而引起的分类;有无极值点引起的分类(涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定);极值点的大小关系不定而而引起的分类;极值点与区间的关系不定而引起分类。
分类必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏。
(3)数形结合:(4)变更主元解题思路 1.代特值缩小范围。
2. 化简不等式。
3.选方法(用讨论法时,或构造新函数)。
方法一:分离法。
求最值时,可能用罗比达法则;研究单调性时,或多次求导。
例 函数a x x e x f x +-=)ln ()(2。
在[]e x ,1∈e x f ≥)(恒成立,求实数a 取值范围。
(方法:分离法,多次求导答案:[)+∞,0)练习 设函数2)1()(ax e x x f x --=,若当x ≥0时)(x f ≥0,求a 的取值范围。
(方法: 分离法,用罗比达法则答案:(]1,∞-)方法二:讨论法。
有的需构造函数。
关键确定讨论标准。
分类的方法:在求极值点的过程中,未知数的系数与0的关系不定而引起的分类;有无极值点引起的分类(涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定);极值点的大小关系不定而而引起的分类;极值点与区间的关系不定而引起分类。
分类必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏。
例 设函数f(x)=21x e x ax ---.若当x ≥0时f(x)≥0,求a 的取值范围.(答案:a 的取值范围为1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦)练习 1.设函数x ex f --=1)( ,0≥x 时,1)(+≤ax x x f ,求实数a 的取值范围 (答案:⎥⎦⎤⎢⎣⎡21,0)2.函数xx a x f 1ln )(+=,当.0>a 对x ∀>0,1)ln 2(≤-x ax ,求实数a 取值范围。
(多种方法求解。
(答案:()1,0-e))方法三:变更主元例: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 =--,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. (答案:2)练习 设函数x x x f ln )(=。
证明:当a >3时,对任意0>x ,x e a f x a f ⋅<+)()(成立。