专题6.2 导数中的参数问题 高考数学选填题压轴题突破讲义(解析版)
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【方法综述】
导数中的参数问题主要指的是形如“已知不等式成立/存在性/方程的根/零点等条件,求解参数的取值或取值范围”.这类型题目在近几年的高考全国卷还是地方卷中,每一年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.学生要想解决这类型的题目,关键的突破口在于如何处理参数,本专题主要介绍分类讨论法和分离参数法. 【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,如下面的第2种情形),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.【河北省沧州市2019届高考模拟】直线与曲线
有两个公共点,则实数的取值范围是
_____. 【答案】
【解析】 因为直线与曲线
有两个公共点,所以方程有两不等实根,即
有两不等实根,
令,则与函数有两不同交点,因为
,
所以由得;由
得
或
;因此函数
在
和
上单调递减,
在
上单调递增,作出函数的简图大致如下:
因为;又与函数有两不同交点,所以由图像可得,只需.故答案为【指点迷津】
由直线与曲线有两个公共点可得方程有两不等实根,即有两不等实根,令,求出函数的值域即可.
【举一反三】【湖南省永州市2019届高三三模】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.【安徽省蚌埠市2019届高三下学期第二次教学质量检查】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. 【指点迷津】不等式的恒成立问题,应优先考虑参变分离的方法,把恒成立问题转化为函数的最值(或最值的范围)问题来处理,有时新函数的最值点(极值点)不易求得,可采用设而不求的思想方法,利用最值点(极值点)满足的等式化简函数的最值可以求得相应的最值范围. 【举一反三】【山东省济宁市2019届高三第一次模拟】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x0∈(5,6),使得g(x0)=0,
∴当x∈(1,x0)时,f′(x)<0,当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0.
则f(x)在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)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: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.【江苏省扬州中学2019届高三3月月考】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.
【指点迷津】
1.本题考查导数在研究函数中的应用,体现了导数的工具性,解题的关键是得到的表达式.解答恒成立问题的常用方法是转化为求函数的最值的问题解决,当函数的最值不存在时可利用函数值域的端点值来代替.