高考数学导数压轴题无非这10种解法

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导数压轴题的几种处理方法

导数压轴题的几种处理方法

2、直接求导后对参数展开讨论,然后求出含参最值,从而 确定参数范围
例题: 设
,其中

(1)若
有极值,求 的取值范围;
(2)若当

恒成立,求 的取值范围.
解:( 1)由题意可知:

有两个不同的实数根,故
解得:
,即
(2)由于

恒成立,则
由于
,且
有极值,

( 4 分)
,即
(6 分)
,则①Βιβλιοθήκη 当时,在则当
时,
有零点需满足
二、适当处理后能够简化运算:
上都单调递减,于是函数 上单调递减,所以当
,即
.
3、(2014 年一测 )已知函数 f (x)=xlnx , g(x)=k(x-1) ( 1)若 f (x)>=g(x),求 k 的范围
.⑴解 : 注意到函数 f (x) 的定义域为 (0, ) ,
所以 f (x) g(x) 恒成立
f (x)
x
设 h(x) ln x k (x 1) (x 0) ,
h (x) x x2
x x2
1
k
xk

,
g(x)
恒成立 ,
x
------------2

当 k 0 时 , h (x) 0 对 x 0 恒成立 , 所以 h(x) 是 (0, ) 上的增函数 ,
注意到 h(1) 0 , 所以 0 x 1 时 , h(x) 0 不合题意 .-------4 分
处取得极大值、在
处取得极小值,
,解得:

(8 分)


时,
,即

上单调递增,且

高考压轴题:导数题型及解题方法总结很全.

高考压轴题:导数题型及解题方法总结很全.
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 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

高考导数压轴题终极解答_2022年学习资料

高考导数压轴题终极解答_2022年学习资料

13.设函数fx=nx-ux-1--1.-X-I当a=1时,过原点的直线与函数fx的图象相切于点P,求点P 坐标;-IⅡ当0<u<二时,求函数fx的单调区间:-D当u=号时,设函数g=-2x-,若对于飞∈0,e], 飞e[0,1-12-使fx≥8x2成立,求实数b的取值范围.e是自然对数的底,e<√3+1-14.两边分求 最小值与最大值已知函数f=xlnx,8=-x+x-3.求f在-[,t+2t>0上的最小值:若存在-e是常数 e=2.71828„使不等式-In x>-2f≥8成立,求实数0的取值范围:证明对一切x∈0,+0,都有e #43;bex∈R.(1若a=2,b=-2,求函数∫x的极值;-2若x=1是函数fx的一个 值点,试求出关于b的关系式(用M表示b,并确定-∫x的单调区间;-3在2的条件下,设u>0,函数8x=a2 14e+4.若存在21,22∈[0,4]使得-If2-f22K1成立,u的取值范围.-12.两边分求,最小 与最大值-已知函数f=lnr-ax+--1aeR.当a≤时,讨论f的单调性;设-8=x2-2bx+4.当a 时,若对任意x∈0,2,存在3∈[1,2,使fC≥g,-求实数b取值范围.
21.单调性已知fx=n+2-x+bx+c若函数fx在点1,y处的切线与直线-3x+7y+2=0垂直,且=0,求函数fx在区间[0,3]上的最小值;若fx在区间[0,m上-单调,求b的取值范围,-22.单调性, 到二阶导数的技巧-已知函数fx=lnx-0若F=f0+“-a∈R,求Fx的极大值:-X-2若Gx=[fx] kx在定义域内单调递减,求满足此条件的实数k的取值范围

导数压轴题12类常考题型

导数压轴题12类常考题型

导数压轴题12类常考题型导数是微积分中的重要概念,常常在各种数学问题中应用。

下面我将列举12类常考的导数题型,并从多角度进行解析。

1. 基本函数的导数:常数函数的导数,常数的导数为0。

幂函数的导数,幂函数的导数可以使用幂函数的导数公式进行求解。

指数函数的导数,指数函数的导数等于函数本身乘以底数的自然对数。

对数函数的导数,对数函数的导数可以使用对数函数的导数公式进行求解。

三角函数的导数,三角函数的导数可以使用三角函数的导数公式进行求解。

2. 反函数的导数:如果函数f(x)和g(x)互为反函数,则f'(x)和g'(x)互为相反数。

3. 复合函数的导数(链式法则):如果y=f(u)和u=g(x)是可导函数,则复合函数y=f(g(x))的导数可以使用链式法则进行求解。

4. 隐函数的导数:如果有一个方程F(x, y) = 0定义了y作为x的函数,则可以使用隐函数定理和求导法则求解隐函数的导数。

5. 参数方程的导数:如果有一个参数方程x=f(t)和y=g(t),则可以使用导数的定义求解参数方程的导数。

6. 反常导数:如果函数在某些点上不可导,但在其他点上可导,则称这个函数具有反常导数。

7. 高阶导数:如果一个函数的导数仍然可导,则可以计算其高阶导数。

8. 导数在几何中的应用:导数可以用来求函数的切线和法线方程,以及判定函数的极值和拐点。

9. 导数在物理中的应用:导数可以用来描述物体的速度、加速度等物理量。

10. 导数在经济学中的应用:导数可以用来分析经济学模型中的边际效应和弹性。

11. 导数在生物学中的应用:导数可以用来描述生物学模型中的生长速率和变化率。

12. 导数在工程中的应用:导数可以用来优化工程问题,如最小化成本、最大化效益等。

以上是导数常考题型的一些分类和解析,希望能帮助到你。

如果你有具体的导数问题,欢迎继续提问。

函数与导数压轴题题型与解题方法(高考必备)

函数与导数压轴题题型与解题方法(高考必备)

函数与导数压轴题题型与解题方法(高考必备)题型与方法(选择、填空题)一、函数与导数1、抽象函数与性质主要知识点:定义域、值域(最值)、单调性、奇偶性、周期性、对称性、趋势线(渐近线)对策与方法:赋值法、特例法、数形结合例1:已知定义在$[0,+\infty)$上的函数$f(x)$,当$x\in[0,1]$时,$f(x)=\frac{2}{3}-4x$;当$x>1$时,$f(x)=af(x-1)$,$a\in R$,$a$为常数。

下列有关函数$f(x)$的描述:①当$a=2$时,$f(\frac{3}{2})=4$;②当$a<\frac{1}{2}$时,函数$f(x)$的值域为$[-2,2]$;③当$a>\frac{1}{2}$时,不等式$f(x)\leq 2a$恒成立;④当$-\frac{1}{2}<a<\frac{1}{2}$时,函数$f(x)$的图像与直线$y=2an-1$($n\in N^*$)在$[1,n]$内的交点个数为$n-\frac{1+(-1)^n}{2}$。

其中描述正确的个数有(。

)【答案】C分析:根据题意,当$x>1$时,$f(x)$的值由$f(x-1)$决定,因此可以考虑特例法。

当$a=2$时,$f(x)$的值域为$[0,4]$,因此①正确。

当$a\frac{1}{2}$时,$f(x)$在$[0,1]$上单调递减,在$[1,+\infty)$上单调递增,因此不等式$f(x)\leq 2a$恒成立,③正确。

当$-\frac{1}{2}<a<\frac{1}{2}$时,$f(x)$在$[0,1]$上单调递减,在$[1,+\infty)$上单调递增,因此$f(x)$与直线$y=2an-1$($n\in N^*$)在$[1,n]$内的交点个数为$n-\frac{1+(-1)^n}{2}$,④正确。

因此,答案为$\boxed{\textbf{(C) }2}$。

高三导数压轴题题型归纳

高三导数压轴题题型归纳

-导数压轴题题型1. 高考命题回忆例1函数f(*)=e *-ln(*+m).〔2013全国新课标Ⅱ卷〕(1)设*=0是f(*)的极值点,求m ,并讨论f(*)的单调性; (2)当m≤2时,证明f(*)>0.(1)解 f (*)=e *-ln(*+m )⇒f ′(*)=e *-1*+m ⇒f ′(0)=e 0-10+m=0⇒m =1,定义域为{*|*>-1},f ′(*)=e *-1*+m =e **+1-1*+1,显然f (*)在(-1,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增.(2)证明 g (*)=e *-ln(*+2),则g ′(*)=e *-1*+2(*>-2).h (*)=g ′(*)=e *-1*+2(*>-2)⇒h ′(*)=e *+1*+22>0,所以h (*)是增函数,h (*)=0至多只有一个实数根,又g ′(-12)=1e -132<0,g ′(0)=1-12>0,所以h (*)=g ′(*)=0的唯一实根在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0,设g ′(*)=0的根为t ,则有g ′(t )=e t -1t +2=0⎝ ⎛⎭⎪⎫-12<t <0, 所以,e t =1t +2⇒t +2=e -t , 当*∈(-2,t )时,g ′(*)<g ′(t )=0,g (*)单调递减;当*∈(t ,+∞)时,g ′(*)>g ′(t )=0,g (*)单调递增;所以g (*)min =g (t )=e t -ln(t +2)=1t +2+t =1+t 2t +2>0,当m ≤2时,有ln(*+m )≤ln(*+2),所以f (*)=e *-ln(*+m )≥e *-ln(*+2)=g (*)≥g (*)min >0. 例2函数)(x f 满足2121)0()1(')(x x f ef x f x +-=-〔2012全国新课标〕 (1)求)(x f 的解析式及单调区间; (2)假设b ax x x f ++≥221)(,求b a )1(+的最大值。

六招破解高考导数压轴题

六招破解高考导数压轴题

破解高考导数压轴题的常见策略纵观近十年高考数学课标全国卷,容易发现导数压轴题有如下特点:主要考查导数的几何意义,利用导 数研究函数的单调性、极值、最值,研究方程和不等式. 试题有一定的综合性,并与数学思想方法紧密结合, 对函数与方程的思想,分类与整合的思想等都进行深入的考查.下面介绍破解高考导数压轴题的六种策略.1. 分类讨论分类讨论是高考数学解答题压轴题的常用方法,纵观 2007-2018 年高考数学课标全国卷解答题压轴题, 几乎每一道都有用到分类讨论.高考要求考生理解什么样的问题需要分类讨论,为什么要分类,如何分类.例 1已知函数31()4f x x ax =++,()lng x x =-. (Ⅰ)当a 为何值时,x 轴为曲线()y f x =的切线;(Ⅱ)用min{,}m n 表示,m n 中的最小值,设函数min{),()(}()h x f x g x =(0x >),讨论()h x 零点的个数.2. 分离参数讨论含参数的方程或不等式解的问题时,进行分类讨论有时显得比较复杂.如果我们将含参数的方程经过 变形,将参数分离出来,使方程的一端化为只含参数的解析式,而另一端化为与参数方程无关的主变元函数, 通过函数的值域或单调性讨论原方程的解的情况,则往往显得非常简捷、有效.例 2已知函数()f x =2x ax b ++,()g x =()x e cx d +,若曲线()y f x =和曲线()y g x =都过点P(0,2),且在点P 处有相同的切线42y x =+(Ⅰ)求a ,b ,c ,d 的值(Ⅱ)若x ≥-2时,()f x ≤()kg x ,求k 的取值范围。

3. 构造函数利用导数解决不等式问题是导数的一个非常重要的应用,其关键是根据不等式的结构特点,构造恰当的 辅助函数,进而通过研究函数的单调性和最值,最终解决问题.运用构造函数法来解题是培养学生创新意识的 手段之一.例3设函数1(0ln x xbe f x ae x x -=+,曲线()y f x =在点(1,(1)f 处的切线为(1)2y e x =-+. (Ⅰ)求,a b ; (Ⅱ)证明:()1f x >.4.合理放缩高考数学压轴题往往涉及函数不等式问题,由于高考命题基本上涉及超越函数,研究其单调区间时一般 涉及解超越不等式,难度非常高,往往陷入绝境.放缩法是解决函数不等式问题的一把利器,关键是如何合理 放缩.常见的一种放缩法是切线放缩法,曲线的切线为一次函数,高中阶段大部分函数的图像均在切线的同侧, 即除切点外,函数的图像在切线的上方或下方,利用这一特性,可以将参与函数放缩成一次函数.例 4设函数1(0ln x xbe f x ae x x -=+,曲线()y f x =在点(1,(1)f 处的切线为(1)2y e x =-+. (Ⅰ)求,a b ; (Ⅱ)证明:()1f x >.5.虚设零点导数在研究函数的单调性、极值和最值方面有着重要的应用,而这些问题都离不开一个基本点——导函 数的零点,因为导函数的零点既可能是原函数单调区间的分界点,也可能是原函数的极值点或最值点.可以说, 抓住了导函数的零点,就抓住了原函数的要点.在高考导数压轴题中,经常会遇到导函数具有零点但求解相对 比较复杂甚至无法求解的问题.此时,不必正面强求,只需要设出零点,充分利用其满足的关系式,谋求一种 整体的代换和过渡,再结合其他统计解决问题,这种方法即是“虚设零点”.例 5(Ⅰ)讨论函数的单调性,并证明当时,; (Ⅱ)证明:当时,函数有最小值.设的最小值为,求函数的值域.6. 多次求导高中函数压轴题一般需要求导,利用导函数的正负来判断原函数的增减.有些试题,当你一次求导后发现 得出的结果还存在未知的东西,导函数的正负没有清晰得表现出来时,就可以考虑二次求导甚至三次求导, 这个时候要非常细心,观察全局,不然做到后边很容易出错.例 6设函数()1xf x e -=-. (Ⅰ)证明:当x >-1时,()1x f x x ≥+; (Ⅱ)设当0x ≥时,()1x f x ax ≤+,求a 的取值范围. x x 2f (x)x 2-=+e 0x >(2)20x x e x -++>[0,1)a ∈2x =(0)x e ax a g x x-->()()g x ()h a ()h a教师版1. 分类讨论分类讨论是高考数学解答题压轴题的常用方法,纵观 2007-2017 年高考数学课标全国卷解答题压轴题, 几乎每一道都有用到分类讨论.高考要求考生理解什么样的问题需要分类讨论,为什么要分类,如何分类.例 1(2015 年高考数学全国乙卷(Ⅰ卷)理 21) 已知函数31()4f x x ax =++,()lng x x =-. (Ⅰ)当a 为何值时,x 轴为曲线()y f x =的切线;(Ⅱ)用min{,}m n 表示,m n 中的最小值,设函数min{),()(}()h x f x g x =(0x >),讨论()h x 零点的个数.解:(Ⅰ)2()3f x x a '=+,若x 轴为曲线()y f x =的切线,则切点0(,0)x 满足00()0,()0f x f x '==,也就是2030x a +=且300104x ax ++=,解得012x =,34a =-,因此,当34a =-时,x 轴为曲线()y f x =的切线; (Ⅱ)当1x >时,()ln 0g x x =-<,函数()()()(min{}),h x f x g x g x ≤=没有零点; 当1x =时,若54a ≥-,则5(1)04f a =+≥,min{,(1)(1)(1)}(1)0h fg g ===,故1x =是()h x 的零点;当01x <<时,()ln 0g x x =->,以下讨论()y f x =在区间(0,1)上的零点的个数. 对于2()3f x x a '=+,因为2033x <<,所以令()0f x '=可得23a x =-,那么 (i )当3a ≤-或0a ≥时,()f x '没有零点(()0f x '<或()0f x '>),()y f x =在区间(0,1)上是单调函数,且15(0),(1)44f f a ==+,所以当3a ≤-时,()y f x =在区间(0,1)上有一个零点;当0a ≥时,()y f x =在区间(0,1)上没有零点;(ii )当30a -<<时,()0f x '<(0x <<()0f x '>1x <<),所以x =14f =.显然,若0f >,即304a -<<时,()y f x =在区间(0,1)上没有零点;若0f =,即34a =-时,()y f x =在区间(0,1)上有1个零点;若0f <,即334a -<<-时,因为15(0),(1)44f f a ==+,所以若5344a -<<-,()y f x =在区间(0,1)上有2个零点;若534a -<≤-,()y f x =在区间(0,1)上有1个零点.综上,当34a >-或54a <-时,()h x 有1个零点;当34a =-或54a =-时,()h x 有2个零点;当5344a -<<-时,()h x 有3个零点. 3. 分离参数讨论含参数的方程或不等式解的问题时,进行分类讨论有时显得比较复杂.如果我们将含参数的方程经过 变形,将参数分离出来,使方程的一端化为只含参数的解析式,而另一端化为与参数方程无关的主变元函数, 通过函数的值域或单调性讨论原方程的解的情况,则往往显得非常简捷、有效.例 2(2013 年高考数学全国乙卷(Ⅰ卷)理 21)已知函数()f x =2x ax b ++,()g x =()x e cx d +,若曲线()y f x =和曲线()y g x =都过点P(0,2),且在点P 处有相同的切线42y x =+(Ⅰ)求a ,b ,c ,d 的值(Ⅱ)若x ≥-2时,()f x ≤()kg x ,求k 的取值范围。

导数压轴题十种构造方法大全以及解题方法导引

导数压轴题十种构造方法大全以及解题方法导引

导数压轴题十种构造方法大全以及解题方法导引方法一 等价变形,转化构造 方法导读研究函数的性质是高考压轴题的核心思想,但直接构造或者简单拆分函数依然复杂,这时候需要依赖对函数的等价变形,通过恒等变形发现简单函数结构再进行构造研究,会起到事半功倍的效果。

方法导引例1 已知函数f(x)=a e x (a ∈R ),g(x)=lnx x+1.(1)求函数g(x)的极值;(2)当a ≥1e 时,求证:f(x)≥g(x). 解析:(1)由g (x )=ln x x+1,得g ′(x )=1−ln x x 2,定义域为(0,+∞).令g ′(x )=0,解得x =e , 列表如下:结合表格可知函数g (x )的极大值为g (e )=1e +1,无极小值. (2)要证明f (x )≥g (x ),即证ae x ≥ln x x+1,而定义域为(0,+∞),所以只要证axe x −ln x −x ≥0,又因为a ≥1e,所以axe x −ln x −x ≥1exe x −ln x −x , 所以只要证明1e xe x −ln x −x ≥0.令F (x )=1e xe x −ln x −x ,则F ′(x )=(x +1)(e x−1−1x ), 记ℎ(x )=e x−1−1x ,则ℎ(x )在(0,+∞)单调递增且ℎ(1)=0,所以当x ∈(0,1)时,ℎ(x )<0,从而F ′(x )<0;当x ∈(1,+∞)时,ℎ(x )>0,从而F ′(x )>0,即F (x )在(0,1)单调递减,在(1,+∞)单调递增,F (x )≥F (1)=0. 所以当a ≥1e 时,f (x )≥g (x ).例2已知a ∈R ,a ≠0,函数f (x ) =e ax -1-ax ,其中常数e =2.71828.(1)求f (x ) 的最小值;(2)当a ≥1时,求证:对任意x >0 ,都有xf (x ) ≥ 2ln x +1-ax 2. 解析:(1)因为()1ax f x eax -=-,则()()11ax f x a e -'=-,()210ax f x a e -'=>'故()f x '为R 上的增函数,令()0f x '=,解得1x a= 故当()1,,0x f x a ⎛⎫∈-∞< '⎪⎝⎭,()f x 单调递减; 当()1,,0x f x a ⎛⎫∈+∞>'⎪⎝⎭,()f x 单调递增, 则()10min f x f a ⎛⎫==⎪⎝⎭故函数()f x 的最小值为0.(2)证明:要证明xf (x ) ≥ 2ln x +12ax - 等价于证明121ax xe lnx -≥+由(1)可知:10ax e ax --≥,即1ax e ax -≥ 因为0x >,故12ax xe ax -≥ 故等价于证明221ax lnx ≥+即()2210,0,ax lnx x --≥∈+∞令()221g x ax lnx =--,即证()()0,0,g x x ≥∈+∞恒成立.又())21122g x ax x x+-=-='令()0g x '=,解得x =故当(),0x g x⎛'∈< ⎝,()g x 单调递减; 当(),0x g x⎫∈+∞>'⎪⎭,()g x 单调递增;故()2g x g lna≥== 有因为1a ≥,故0lna ≥ 故()0g x lna ≥≥即证.即对任意x >0 ,都有xf (x ) ≥ 2ln x +1-ax 2. 方法二:构造常见典型函数 方法导读常见典型函数主要包括xlnx ,x/lnx ,lnx/x ; xe x ,xe x ,e x /x 等,通过变形发现简单函数结构再进行构造研究,会起到事半功倍的效果。

压轴题10 导数的简单应用(解析版)--2023年高考数学压轴题专项训练(全国通用)

压轴题10 导数的简单应用(解析版)--2023年高考数学压轴题专项训练(全国通用)

压轴题10导数的简单应用题型/考向一:导数的计算及几何意义题型/考向二:利用导数研究函数的单调性题型/考向三:利用导数研究函数的极值、最值○热○点○题○型一导数的计算及几何意义1.复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y x ′=y u ′·u x ′.2.导数的几何意义(1)函数在某点的导数即曲线在该点处的切线的斜率.(2)曲线在某点的切线与曲线过某点的切线不同.(3)切点既在切线上,又在曲线上.3.导数中的公切线问题,重点是导数的几何意义,通过双变量的处理,从而转化为零点问题,主要考查消元、转化、构造函数、数形结合能力以及数学运算素养.一、单选题1.函数()()ln 322f x x x =--的图象在点()()1,1f 处的切线方程是()A .10x y ++=B .230x y ++=C .230x y --=D .30x y --=2.若函数的图象在点处的切线方程为,则=a ()A .1B .0C .-1D .e.已知直线l为曲线A B.10C.5D与函数()的图象都相切,则a b+=()A.1-B.0C.1D.35.曲线22e24xy x-=⋅+在1x=处的切线与坐标轴围成的面积为()A.32B.3C.4916D.4986.已知函数()()21220232023ln 22f x x xf x '=-++-,则()2023f '=()A .2022B .2021C .2020D .20197.若对m ∀∈R ,,a b ∃∈R ,使得()f m a b=-成立,则称函数()f x 满足性质Ω,下列函数不满足...性质Ω的是()A .()23f x x x=+B .()()211f x x =+C .()1ex f x -+=D .()()cos 12f x x =-对于C ,1x -+∈R ,()1e xf x -+∴=的值域为()0,∞+;()1e x f x -+'=- ,()f x '∴的值域为(),0∞-;则()f x 的值域不是()f x '值域的子集,C 不满足性质Ω;对于D ,12x -∈R ,()()cos 12f x x ∴=-的值域为[]1,1-;()()2sin 12f x x '=- ,()f x '∴的值域为[]22-,,则[][]1,12,2-⊆-,D 满足性质Ω.故选:C.8.已知函数()f x 的定义域是()(),00,∞-+∞U ,()f x '为()f x 的导函数,若()()()121f f x f x x'=+-,则()f x 在()0,∞+上的最小值为()A 1-B .15-C 1D .15-二、多选题9.已知函数()332f x x ax =+-的极值点分别为()1212,x x x x <,则下列选项正确的是()A .0a >B .()()122f x f x +=C .若()20f x <,则1a >D .过()0,2仅能做曲线()=y f x 的一条切线10.若函数()()ln 12f x x -=++的图象上,不存在互相垂直的切线,则a 的值可以是()A .-1B .3C .1D .2因为函数()f x 的图象上,不存在互相垂直的切线,所以()min 0f x '≥,即10a -≥,解得1a ≤,故选:AC11.给出定义:若函数()f x 在D 上可导,即()f x '存在,且导函数()f x '在D 上也可导,则称()f x 在D 上存在二阶导函数,记()()()f x f x ''''=,若()0f x ''<在D 上恒成立,则称()f x 在D 上为凸函数,以下四个函数在π0,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上是凸函数的是()A .()sin cos f x x x=-B .()ln 3f x x x=-C .()331f x x x =-+-D .()exf x x -=12.设函数在区间,a b 上的导函数为f x ,f x 在区间,a b 上的导函数为f x ,若区间(),a b 上()0f x ''<,则称函数()f x 在区间(),a b 上为“凸函数”.已知()5421122012f x x mx x =--在()1,2上为“凸函数”则实数m 的取值范围的一个必要不充分条件为()A .1m >-B .m 1≥C .1m >D .0m >○热○点○题○型二利用导数研究函数的单调性利用导数研究函数单调性的关键(1)在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域.(2)单调区间的划分要注意对导数等于零的点的确认.(3)已知函数单调性求参数范围,要注意导数等于零的情况.一、单选题1.函数()2e =-xf x x 的单调递增区间为()A .(),0∞-B .()ln2,+∞C .(],ln2∞-D .[)0,∞+【答案】C【详解】()2e xf x x =- ,()2e x f x ∴-'=,令()0f x ¢>,得ln 2x <,所以函数()2e =-xf x x 的单调递增区间为(],ln2∞-.故选:C2.已知函数()2,0,ln ,,x a xf x x x a x⎧<<⎪⎪=⎨⎪≥⎪⎩若()f x 在()0,∞+上单调递减,则实数a 的取值范围是()A .21,e ⎡⎤⎣⎦B .[]e,2eC .2,e e ⎡⎤⎣⎦D .[)e,+∞=A .c b a <<B .c a b<<C .b a c<<D .b c a<<【答案】A【详解】设()e 1xf x x =--,因为()e 1x f x '=-,所以当0x <时,()0f x '<,()f x 在(),0∞-上单调递减,4.若函数满足xf x f x >-在R 上恒成立,且a b >,则()A .()()af b bf a >B .()()af a bf b >C .()()af a bf b <D .()()af b bf a <【答案】B【详解】由()()xf x f x '>-,设()()g x xf x =,则()()()0g x xf x f x ''=+>,所以()g x 在R 上是增函数,又a b >,所以()()g a g b >,即()()af a bf b >,故选:B.5.已知()f x 是定义在R 上的偶函数,当0x ≥时,()e sin xf x x =+,则不等式()π21e f x -<的解集是()A .1π,2+⎛⎫+∞⎪⎝⎭B .1π0,2+⎛⎫⎪⎝⎭C .π1e 0,2⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .1π1π,22-+⎛⎫⎪⎝⎭6.已知函数()f x 与()g x 定义域都为R ,满足()()()1e xx g x f x +=,且有()()()0g x xg x xg x ''+-<,()12e g =,则不等式()4f x <的解集为()A .()1,4B .()0,2C .(),2-∞D .()1,+∞7.已知函数(),若存在0使得00恒成立,则0的取值范围()A .10,1e ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦B .211,e 2e⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦C .11,1e ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦D .21,e 2⎡⎤-⎣⎦【答案】D 【详解】由00()()f t x f x t =+-,可得00()()f t t x f x +=+,设函数()()e x h x f x x x =+=+,则()e 10xh x '=+>在R 上恒成立,所以()e xh x x =+单调递增,所以0t x =,则0()b f x t =-()e tf t t t =-=-,[]1,2t ∈-,令()e t g t t =-,[]1,2t ∈-,则()e 1tg t '=-,当0=t 时,()0g t '=,令()0g t '>得:(]0,2t ∈,令()0g t '<得:[)1,0t ∈-,所以()()0min 0=e 01g t g =-=,又()11e 1g --=+,()22e 2g =-,其中21e 2e 1-->+,所以实数b 的取值范围是21,e 2⎡⎤-⎣⎦.故选:D.8.已知函数()312x f x x +=+,()()42e xg x x =-,若[)12,0,x x ∀∈+∞,不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立,则正数t 的取值范围是()A .21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .22,e ⎤-⎦C .)2⎡++∞⎣D .()2e,⎡+∞⎣二、多选题9.已知函数()(1)e x f x x =+的导函数为()f x ',则()A .函数()f x 的极小值点为21e -B .(2)0f '-=C .函数()f x 的单调递减区间为(,2)-∞-D .若函数()()g x f x a =-有两个不同的零点,则21(,0)e a ∈-【答案】BCD【详解】由()(1)e x f x x =+,得()(2)e x f x x '=+,当2x =-时,(2)0f '-=,B 正确;当<2x -时,()0f x '<,函数()f x 单调递减,当2x >-时,()0f x ¢>,函数()f x 单调递增,观察图象知,当210e a -<<时,直线所以函数()()g x f x a =-有两个不同的零点时,故选:BCD10.对于三次函数()3ax bx f x =+,给出定义:设f x 是函数的导数,()f x ''是函数()f x '的导数,若方程()0f x ''=有实数解0x ,则称()()00,x f x 为函数()y f x =的“拐点”.某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.若函数()()3211R 32f x x x x b b =-++∈,则()A .()f x 一定有两个极值点B .函数()y f x =在R 上单调递增C .过点()0,b 可以作曲线()y f x =的2条切线D .当712b =时,123202220222023202320232023f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭三、解答题11.已知函数()321132f x x ax =-,a ∈R .(1)当2a =时,求曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程;(2)讨论()f x 的单调性.当0a =时,()20f x x '=≥,()f x \在R 上单调递增;当a<0时,若()(),0,x a ∈-∞⋃+∞,则()0f x ¢>;若(),0x a ∈,则()0f x '<;()f x \在()(),,0,a ∞∞-+上单调递增,在(),0a 上单调递减;当0a >时,若()(),0,x a ∈-∞⋃+∞,则()0f x ¢>;若()0,x a ∈,则()0f x '<;()f x \在()(),0,,a -∞+∞上单调递增,在()0,a 上单调递减;综上所述:当0a =时,()f x 在R 上单调递增;当a<0时,()f x 在()(),,0,a ∞∞-+上单调递增,在(),0a 上单调递减;当0a >时,()f x 在()(),0,,a -∞+∞上单调递增,在()0,a 上单调递减.12.已知函数()222ln 12x x f x x -+=.求函数()f x 的单调区间;○热○点○题○型三利用导数研究函数的极值、最值1.由导函数的图象判断函数y =f (x )的极值,要抓住两点(1)由y =f ′(x )的图象与x 轴的交点,可得函数y =f (x )的可能极值点.(2)由y =f ′(x )的图象可以看出y =f ′(x )的函数值的正负,从而可得到函数y =f (x )的单调性,可得极值点.2.求函数f (x )在[a ,b ]上的最大值和最小值的步骤(1)求函数在(a ,b )内的极值.(2)求函数在区间端点处的函数值f (a ),f (b ).(3)将函数f (x )的各极值与f (a ),f (b )比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.一、单选题1.函数()32142f x x x x =+-的极小值为()A .43-B .1C .52-D .10427.函数的定义域为R ,导函数f x 的图象如图所示,则函数f x ()A .无极大值点、有四个极小值点B .有三个极大值点、一个极小值点C .有两个极大值点、两个极小值点D .有四个极大值点、无极小值点【答案】C【详解】解:设()f x '的图象与x 轴的4个交点的横坐标从左至右依次为1234,,,x x x x ,当1x x <或23x x x <<或4x x >时,()0f x ¢>,当12x x x <<或34x x x <<时,()0f x '<,所以函数()f x 在()1,x -∞,()23,x x 和()4,x +∞上递增,在()12,x x 和()34,x x 上递减,所以函数()f x 的极小值点为24,x x ,极大值点为13,x x ,所以函数()f x 有两个极大值点、两个极小值点.故选:C .3.已知函数()π2sin 3f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭()0ω>在()0,π上有3个极值点,则ω的取值范围为()A .13,6⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .1319,66⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1319,66⎛⎤ ⎥⎝⎦D .713,66⎛⎤ ⎥⎝⎦4.已知函数()e ln 2xx f x x =+-的极值点为1x ,函数()2h x x =的最大值为2x ,则()A .12x x >B .21x x >C .12x x ≥D .21x x ≥.若函数在1x =处有极大值,则实数的值为()A .1B .1-或3-C .1-D .3-6.已知函数()()2ln 11f x x x =+++,则()A .0x =是()f x 的极小值点B .1x =是()f x 的极大值点C .()f x 的最小值为1ln 2+D .()f x 的最大值为37.若函数()3ln f x a x x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭只有一个极值点,则a 的取值范围是()A .2e ,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .(,0]-∞C .(]3e ,09⎧⎫-∞⎨⎬⎩⎭ D .32e e ,49 纟禳镲çú-¥睚çú镲棼铪8.已知定义域为()0,∞+的函数()f x 满足()()1f x xf x x'+=+,()10f '=,()1122g x a ax x=+--,若01a <<,则()()f x g x -的极值情况是()A .有极大值,无极小值B .有极小值,无极大值C .既有极大值,又有极小值D .既无极小值,也无极大值二、多选题9.已知函数()2211e e x x f x -+=+,则()A .()f x 为奇函数B .()f x 在区间()0,2上单调递减C .()f x 的极小值为22e D .()f x 的最大值为411e +10.设函数()ln x f x ax x =-,若函数()f x 有两个极值点,则实数a 的值可以是()A .12B .18C .2D .14-观察图象知,当a<0或10a 4<<时,直线y a =与函数于是当a<0或10a 4<<时,2ln 1(ln )x a x -=在(0,1)(1,⋃+∞所以实数a 的取值范围是a<0或10a 4<<,即a 的值可以是三、解答题11.已知函数()()322113f x x ax a x b =-+-+(a ,b ∈R ),其图象在点()()1,1f 处的切线方程为30x y +-=.(1)求a ,b 的值;(2)求函数()f x 的单调区间和极值;(3)求函数()f x 在区间[]2,5-上的最大值.12.已知函数()ln f x x a=+,其中a 为常数,e 为自然对数的底数.(1)当1a =-时,求()f x 的单调区间;(2)若()f x 在区间(]0,e 上的最大值为2,求a 的值.∴max ,∴,∴3e a =-③若e a -≥,即e a -≤时,在(0,e)上()0f x ¢>,∴()f x 在(0,e)上是增函数,故()f x 在(0,e]上的最大值为()()max e e 12f x f a ==+=,∴e a =不符合题意,舍去,综合以上可得e a =.。

高考满分数学压轴题22 导数中的参数问题(可编辑可打印)

高考满分数学压轴题22 导数中的参数问题(可编辑可打印)

【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 .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。

导数压轴大题大招(精华)

导数压轴大题大招(精华)

导数压轴大题方法总结一、零点问题(隐零点压轴)【压轴1】已知函数f(x)=e x ln(x+m)(Ι)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)当m≤2时,证明f(x)>0.【压轴2】已知函数ln ()x f x x=.(Ⅰ)求函数()y f x =在点(1,0)处的切线方程;(Ⅱ)设实数k 使得()f x kx <恒成立,求k 的取值范围;(Ⅲ)设()() (R)g x f x kx k =-∈,求函数()g x 在区间21[,e ]e上的零点个数.【压轴3】已知函数1()x x f x xe ae -=-,且'(1)f e =.(Ⅰ)求a 的值及()f x 的单调区间;(Ⅱ)若关于x 的方程2()2(2)f x kx k =->存在两个不相等的正实数根12,x x ,证明:124ln x x e->.二、零点问题(放缩法压轴)【压轴1】设函数2)(--=ax e x f x.(Ⅰ)求函数)(x f 的单调区间;(Ⅱ)若1=a ,k 为整数,且当x >0时,1)(')(++-x x f k x >0,求k 的最大值.【压轴2】已知函数+3()e x m f x x =-,()()ln 12g x x =++.(Ⅰ)若曲线()y f x =在点()()00f ,处的切线斜率为1,求实数m 的值;(Ⅱ)当1m ≥时,证明:()3()f x g x x >-.【压轴3】已知函数221ln )(-+-=a ax x x f ,R a ∈.(Ⅰ)求函数)(x f 的单调区间;(Ⅱ)若2)()(+=x xf x g ,求证:当a <e2ln 时,)(x g >a 2.【压轴4】已知函数121ln )(2+++=x ax x x f .(Ⅰ)当2-=a 时,求)(x f 的极值点;(Ⅱ)当0=a 时,证明:对任意的x >0,不等式x xe ≥)(x f 恒成立.【压轴5】已知对任意的x >0,不等式1ln 2---x kx xe x ≥0恒成立,求实数k 的取值范围.【压轴6】已知函数x x x x f ln +=)(,当x >1时,不等式)∈(),()1(Z k x f x k <-恒成立,则的最大值为多少?三、対数平均【压轴1】【压轴2】已知函数2ln )(-+=xa x x f .(I)讨论)(x f 的单调性;(II)若函数)(x f y =的两个零点为)(,2121x x x x <,证明:a x x 221>+.【压轴3】已知函数()()ln f x x ax b a b =-+∈R ,有两个不同的零点12x x ,.(I)求()f x 的最值;(II)证明:1221x x a < 【压轴4】已知函数()()ln ,x a f x m a m R x-=-∈在x e =(e 为自然对数的底)时取得极值且有两个零点.(I)求实数m 的取值范围;(II)记函数()f x 的两个零点为12,x x ,证明:212x x e >.四、极值点偏移【压轴1】已知函数2)1()2()(-+-=x a e x x f x 有两个零点.(I)求a 的取值范围(II)设21,x x 是)(x f 的两个零点,求证:221<+x x 【压轴2】已知函数()()21ln 12f x x ax a x =-++-.(Ⅰ)若1a >-,讨论()f x 的单调性;(Ⅱ)若01x <<,求证:()()11f x f x +<-;(Ⅲ)若0a >,设1x ,2x 为函数()f x 的两个零点,记1202x x x +=,()'f x 为函数()f x 的导函数,求证:()0'0f x >.【压轴3】已知函数(),x f x x e x R -=⋅∈.(Ⅰ)求()f x 的单调区间与极值;(Ⅱ)已知()g x 与()f x 关于1x =对称,求证:1x >时,()()f x g x >;(Ⅲ)若12x x ≠且()()12f x f x =,求证:122x x +>.【压轴4】已知函数()()2ln +2f x x ax a x =--.(Ⅰ)讨论()f x 的单调性;(Ⅱ)设0a >,求证:当10x a <<时,11f x f x a a ⎛⎫⎛⎫+>- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(Ⅲ)若函数()y f x =的图像与x 轴交与A ,B 两点,线段AB 重点的横坐标为0x ,求证:()0'0f x <.【压轴5】已知函数()xf x e ax =+.(Ⅰ)若()f x 在0x =处切线过点()2,1-,求a 的值;(Ⅱ)讨论()f x 在()1,+∞内的单调性;(Ⅲ)令1a =,()()2F x xf x x =-,且12x x ≠求证:122x x +<-.【压轴6】已知函数()x f x e x a =-+,21()x g x x a e=++,a R ∈.(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)若存在[]0,2x ∈,使得()()f x g x <成立,求a 的取值范围;(Ⅲ)设1x ,2x 是函数()f x 的两个不同零点,求证:121x x e +<.【压轴7】已知函数21()ln (1)2f x x ax a x =-+-)0(<a .(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)记函数()y F x =的图象为曲线C .设点11(,)A x y ,22(,)B x y 是曲线C 上的不同两点.如果在曲线C 上存在点00(,)M x y ,使得:①1202x x x +=;②曲线C 在点M 处的切线平行于直线AB ,则称函数()F x 存在“中值相依切线”.试问:函数()f x 是否存在“中值相依切线”,请说明理由.【压轴8】已知函数()()11ln 0f x a x x a a x ⎛⎫=++-> ⎪⎝⎭.(Ⅰ)求()f x 的极值点;(Ⅱ)若曲线()y f x =上总存在不同两点()()()()1122,,,P x f x Q x f x ,使得曲线()y f x =在,P Q 两点处的切线互相平行,证明:122x x +>五、二次求导【压轴1】设函数()a x f x xe bx -=+,曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为(1)4y e x =-+,(Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)求()f x 的单调区间.【压轴2】设a 为实数,函数()22,xf x e x a x R =-+∈。

高考数学导数压轴大题7大题型梳理归纳

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。

新高考导数压轴题的六种解法

新高考导数压轴题的六种解法
五、隐值代换法
分析:易知函数犳(狓)的导函数犳′(狓)单调递增, 当犪=1时由犳′(1)=0得犳(狓)min=犳(1)=1,符合题
( ) 意;当犪>1时,可证犳′
≥1. 综上所述,犪 的取值范围为[1,+ ∞).
三、构造指、对数不等式
分析:构造不等式e狓 >狓-1,狓-1≥ln狓,则原 不等式转化为狓(犪-1)≥-ln犪,再分类讨论即可求出 犪 的取值范围.
解:由犳(狓)≥1可得犪e狓-1 -ln狓 +ln犪 ≥1,即 犪e狓-1 -1≥ln狓 -ln犪.设犵(狓)=e狓 -狓 -1,所 以 犵′(狓)=e狓 -1>0恒成立,所以犵(狓)在(0,+ ∞)单 调递增,所以犵(狓)>犵(0)=1-0-1=0,所以e狓 - 狓-1>0,即e狓 >狓-1,再设犺(狓)=狓-1-ln狓,所
教学
2021年2月 解法探究
参谋
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新高考导数压轴题的六种解法
? 海南中学 余书胜
2020年新高考压轴题是一道非常好的导数题,本
题主要考查导数几何意义、利用导数研究不等式恒成
立问题,考 查 综 合 分 析 求 解 能 力,分 类 讨 论 思 想 和 等
教学 参谋 解法探究 2021年2月
ln狓 ≥0,即狓-1≥ln狓. 因为犪 >0,e狓-1 ≥狓,则犪e狓-1 ≥犪狓,此时只需要
证犪狓 ≥狓-ln犪,即证狓(犪-1)≥-ln犪. ① 当犪≥1时,狓(犪-1)≥0,0≥-ln犪,所以犪≥
解:犳(狓)=犪e狓-1-ln狓+ln犪=eln犪+狓-1-ln狓+ln犪 ≥1等价eln犪+狓-1+ln犪+狓-1≥ln狓+狓=eln狓 +ln狓. 令犵(狓)=e狓 +狓,上述不等式等价于犵(ln犪+狓-1) ≥犵(ln狓),显然犵(狓)为单调增函数,所以原不等式等 价 于ln犪+狓-1≥ln狓,即ln犪 ≥ln狓-狓+1.令犺(狓) =ln狓-狓+1,则犺′(狓)=狓1 -1=1狓-狓 在(0,1)上 犺′(狓)>0,犺(狓)单调递增;在(1,+∞)上犺′(狓)<0, 犺(狓)单调递减,所以犺(狓)max=犺(1)=0,ln犪≥0,即犪 ≥1,所以犪 的取值范围是[1,+ ∞).

高考数学函数压轴题方法归纳总结

高考数学函数压轴题方法归纳总结

高考数学函数压轴题方法归纳总结一、利用导数证明不等式1.已知()()21xf x ax e x =-+.(1)当1a =时,讨论函数()f x 的零点个数,并说明理由;(2)若0x =是()f x 的极值点,证明()()2ln 11f x ax x x ≥-+++.【思路引导】(1)由题意1a =时,得()()21xf x x e x =-+,利用导数得到函数的单调性,进而可判定函数的零点个数;(2)求得函数的导数()()12xf x eax a x -'=++,由0x =是()f x 的极值点,得1a =,得到函数的解析式,令1x t -=,转化为证明1ln 2t te t t +≥++,设()()ln 20xh x ex e x x x =⋅--->, 根据导数得到()h x 的单调性和最小值,证得()0h x ≥,即可作出证明. 2.已知函数()()22xf x e ax x a R =--∈.(1)当0a =时,求()f x 的最小值; (2)当12e a <-时,证明:不等式()12ef x >-在()0,+∞上恒成立. 【思路引导】(1)()2xf x e x =-, ()2xf x e '=-,由单调区间及极值可求得最小值。

(2) 由导函数()22xf x e ax =--',及12e a <-, ()12222102e f e a e ⎛⎫=-->---= ⎪⎝⎭, ()010f '=-<,由根的存在性定理可知存在()00,1x ∈使得()00f x '=,只需证()f x 最小值()()0020000022x x f x e ax x e x ax =--=-+>12e -,由隐零点00220x e ax --=回代,即证()12t t g t e t ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭12e >-。

3.已知函数()ln f x x =,()()1g x a x =-(1)当2a =时,求函数()()()h x f x g x =-的单调递减区间;(2)若1x >时,关于x 的不等式()()f x g x <恒成立,求实数a 的取值范围; (3)若数列{}n a 满足11n n a a +=+, 33a =,记{}n a 的前n 项和为n S ,求证:()ln 1234...n n S ⨯⨯⨯⨯⨯<.【思路引导】(Ⅰ)求出()h x ',在定义域内,分别令()'0h x >求得x 的范围,可得函数()h x 增区间, ()'0h x <求得x 的范围,可得函数()h x 的减区间;(Ⅱ)当0a ≤时,因为1x >,所以()1ln 0a x x -->显然不成立,先证明因此1a ≥时, ()()f x g x <在()1,+∞上恒成立,再证明当01a <<时不满足题意,从而可得结果;(III )先求出等差数列的前n 项和为()12n n n S +=,结合(II )可得ln22,ln33,ln44,,ln n n <<<⋅⋅⋅<,各式相加即可得结论.4.已知函数()sin xf x e x ax =-.(1)若1a =,求曲线()y f x =在()()0,0f 处的切线方程; (2)若()f x 在0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,求实数a 的取值范围; (3)当1a ≤时,求证:对于任意的x ∈ 30,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,均有()0f x ≥. 【思路引导】(1)求出()1x xf x e sinx e cosx '=+-,由()0f 的值可得切点坐标,由()'0f 的值,可得切线斜率,利用点斜式可得曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)函数()f x 在[0,4π]上单调递增⇔ ()f x '在[0,4π]上恒有()0f x '≥.即sin x (4x π+)a ≥恒成立,令()sinxg x =(4x π+),只需求出()g x 的最小值即可得结果;(3)先证明当x ∈ [0,2π]时, ()()0f x g x a '=-≥,()f x 递增,有()()()min 00f x f x f ≥==成立,再讨论两种情况若0a ≤,不等式恒成立,只需分两种情况证明a ∈(0,1]时也恒成立即可. 5.已知函数()2ln f x a x =+且()f x a x ≤.(1)求实数a 的值; (2)令()()xf x g x x a=-在(),a +∞上的最小值为m ,求证: ()67f m <<.【思路引导】由题意知: 2ln a x a x +≤恒成立等价于2ln 0a at t -+≤在0t >时恒成立, 令()2ln h t a at t =-+,由于()10h =,故2ln 0a at t -+≤ ()()1h t h ⇔≤, 可证: ()h t 在()0,1上单调递增;在()1,+∞上单调递减.故2a =合题意.6.已知函数()1ln xf x x ax-=+(其中0a >, e 2.7≈). (1)当1a =时,求函数()f x 在()()1,1f 点处的切线方程; (2)若函数()f x 在区间[)2,+∞上为增函数,求实数a 的取值范围; (3)求证:对于任意大于1的正整数n ,都有111ln 23n n>+++. 【思路引导】(1)()21x f x x='-, ()10f '=, ()10f =,可求得切线方程。

导数题的十大解题技巧

导数题的十大解题技巧

导数题的十大解题技巧导数题的十大解题技巧一、熟练掌握导数的定义1、函数的导数:函数y=f(x)的导数,记作f′(x),表示函数y=f(x)在点x处的切线斜率。

2、数列的导数:数列y的极限导数,记作y′,表示数列y中趋势的变化率。

二、准确掌握导数的计算1、用法则:将函数代入法则(如指数函数法则,三角函数法则等)所给表达式中,可得出函数的导数;2、变量分离:将函数用变量分离法(如商式分解法,多项式分解法等)分解,再用法则进行求导;3、链式法则:将函数中的连续函数拆分,用累加法或链式法则进行求导;4、转换关系:将函数中的变量用等价关系(如t=sax,x=a/t)进行转换,使变量适合法则,再求导;5、隐函数法:将函数中的变量用隐函数(如x=f(t))进行表达,再求导;6、偏导法:将函数中的变量用偏导数(如y/t)表达,再求导。

三、理解利用导数性质1、函数的导数是函数表示的变化率;2、导数的正负性有助于判断函数的单调性;3、函数的极值点可判断导数的符号;4、函数尖峰和凹处的判断;5、导数判断函数的模式;6、可以用导数的特性求函数的拐点;7、用导数可以求函数的泰勒级数;8、可以用导数的递推来求函数的定义域;9、可以用导数求一些曲线的面积。

四、利用科学计算器快速完成计算1、熟悉科学计算器的使用功能,即可完成导数的运算;2、可按法则准确求函数的导数;3、可以快速判断函数的极值、拐点等;4、对于复杂函数,可以简化计算,提高效率。

五、熟悉求导方程的解法1、建立方程,移项,量化,变形,以达到最简形状;2、变换为通解方程,求其特解;3、使用科学计算器计算求得函数的解。

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