2018届导数一轮复习教学与建议
导数是微积分的核心概念之一,它是研究函数增减性、变化快慢、最大(小)值问题的最一般、最有效的工具,因而也是解决诸如运动速度、物种繁殖率、绿化面积增长率,以及用料最省、利润最大、效率最高等实际问题的最有力工具。
本章内容概念、公式较多,知识比较系统,综合性较强,导数的应用(单调性、极值、最值)是高考的重点和热点,理解概念,熟记公式并灵活运用公式进行运算是复习本板块的基础。
一、考纲解读
从上表中可以看出,函数与导数在高考中多为B级要求,虽没有出现C级要求,但在近年高考中其地位依然不减,复习中应引起足够的重视.
二、高考统计
分析近几年高考试题,从分值来看,约20分左右;从题型来看,一般一道填空题.一道解答题,在填空题中主要考查了导数的几何意义(切线问题)和导数的应用,解答题是作为压轴题出现,体现了函数和导数的综合运用。基础题、中档题、难题都有涉及。在试题难度上,小题主考双基,兼顾能力,大题主考能力,应用题、综合题仍会成为考点和重点.
三、学情分析
历年高考题中的导数大都是以压轴题为主,尤其对于解答题大部分学生感到恐惧,直接放弃。即便是优秀的学生对导数还是没有把握。存在的问题主要如下:
(1)概念不清:对导数定义、对利用导数研究函数性质的原理不能正确理解;
(2)抢分意识不够,有的题就算不会完整的解不出来,但有时也可尽可能的得分;
(3)运算能力不过关,对复杂类型的函数求导变形不熟练;
(4)综合应用能力差,方法过死,不会变通;
(5)思维不严谨,用数形结合代替严密的证明;
(6)对字母的讨论恐惧,或者分类的依据把握不准。
四、复习建议
在复习导数问题时,许多教师会这样的想法:导数作为压轴题太难了,讲了学生也掌握不了不如不讲,在考试时把时间花在导数上不划算,还不如把基础题中档题做好……,因此平时教学时对复杂的问题有意的回避,确保学生能在导数题得分就行了,或者只讲第一问,把答案贴在教室里,让有兴趣的学生自己研究。
在一轮复习时,一味的回避难题也不是办法,其实导数的难题也并非“无迹可寻”。作为应试的策略,先易后难,有选择的“放弃”导数是可以的,但是在直接放弃则不可取。如果教师把这类问题抓在手上加强研究,注重一题多解、多题一解、一题多变,对学生分析、点拨到位,经常帮助学生总结、归类,慢慢学生就会对导数问题有“有法可依”,这样不仅可以提高学生的数学思维水平,更可以提升学生的信心。建议一轮复习时从以下几个方面入手。
1、体系建构很重要
2、基础知识要记牢
(1)函数)(x f y =在0x x = 处的导数)(0x f '就是曲线)(x f y =在点))(,(00x f x 处的切线的斜
率,即)(0x f k '=;曲线)(x f y =在点))(,(00x f x 处的切线方程为
))(()(000x x x f x f y -'=-
(2)研究函数单调性一般步骤:
①确定函数的定义域; ②求导数)(x f '
③若求单调区间(或者证明单调区间),只需在函数)(x f 的定义域内解(或证明)不等式
0)(>'x f 或0)(<'x f 即可
(3)若在0x 附近左侧0)(0>'x f ,右侧0)(0<'x f ,则称)(0x f 为函数)(x f 的极大值;
若在0x 附近左侧0)(0<'x f ,右侧0)(0>'x f ,则称)(0x f 为函数)(x f 的极大值; (4)设函数)(x f y =在],[b a 上连续,在),(b a 内可导,则)(x f 在],[b a 上必有最大值和最小
值且在极值点或端点处取得。
3、概念辨析领悟好
(1)研究函数问题都要优先考虑定义域,导数也是如此,尤其要关注求导前后自变量的范围发生改变的函数如x ln y =,x
x
y ++
-=
1111;
(2)解决函数切线的相关问题,需抓住以下关键点: ①切点是交点;
②在切点处的导数是切线的斜率,因此解决此类问题,一般要设出切点,建立关系—方程组. ③求曲线的切线要注意“过点P 的切线”与“在点P 处的切线”的差异:过点P 的切线中,点P 不一定是切点,点P 也不一定在已知曲线上,这样的切线可能有多条;在点P 处的切线,点P是切点,切线也只有一条
④切线是一个局部概念,切线和曲线不一定只有一个公共点;在切点附近的曲线不一定只在切线的同侧。
(3)①“函数)(x f y =在给定区间上0)(>'x f ”是“函数在该区间上单调递增”的什么条件?
②“函数)(x f y =在给定区间上0)(≥'x f ”是“函数在该区间上单调递增”的什么条件? ③使0)x (f 0='的离散点不影响函数的单调性;
④与求函数单调区间不同,若已知函数)(x f 的在给定区间单调性,一般情况下转化为不等式
0)(≥'x f 或0)(≤'x f 在该区间上恒成立。
(4)①“)(0x f 为函数)(x f 的极值”是“0)(0='x f ”的什么条件?
如果函数在给定的区间上处处可导则是什么条件?
②“)(x f y =在给定区间存在极值”与“0)(='x f 在给定区间有解”不等价,需验证。 (5)导数不可以“滥用”,比如求函数x
2x
a
a 21y --=的值域、函数)6
x 2sin(y π
-
=的单调期间、函数)2
1
x (1
x 21
x x 2y 2>-+-=
的值域等没有必要用导数。
(6)研究数列的单调性时,不可以直接求导,即便借助导数求解也需要构造函数进行说明。
4、规范书写要做到
(1)单调期间最好用开区间,“慎用”并集;
(2)题目中涉及到极值(包括求极值、利用极值)都要进行检验,检验需要列出表格,切不可让检验流于形式;
(3)与导数相关的应用题中要做到:有设、有答、有定义域、有单位; (5)函数零点个数的判断要依据零点存在定理,严谨证明;
5、反复训练不可少
(1)通过练习熟记导数公式、求导法则,并进行适应性训练,这是解决导数问题的基础。 (2)对于导数综合题要从多渠道多角度进行剖析,总结出其中的解题方法和解题规律,培养学生应用知识解决实际问题的能力。
(3)要有意识地与解析几何、函数的单调性、函数的极值、最值、二次函数、方程、不等式、代数不等式的证明等进行知识交汇,综合运用。
(4)导数的压轴题不可能一蹴而就,需要反复总结,鼓励学生用错题集或者纠错本的形式做好收集、整理、分类、归纳。
6、常用结论要知晓
(1)常用的不等式:
①1x x ln -≤(0x >)(当且仅当x=1时取等)进一步有:
21x 1x )x 1x (21x ln x 112-≤-≤-≤≤-,(1x >)e
x
x ln ex 1≤≤-(0x >)等;
②1x e x +≥,ex e x
≥等;
③已知a 、b 是两个不等的正数,则有2
b
a b ln a ln b a ab +≤
--≤
(对数平均不等式); ④在③中,设n
m e b ,e a ==,则有2
e e n m e e e n m n m 2
n m +≤--≤+(指数平均不等式). (2)常用函数图象:①x x
ln )x (f =
;②x ln .x )x (g =; ③x e
x )x (h =;④x
e .x )x (=?.
五、实战演练
例题:已知函数ax x x f -=ln )(,
1、若函数)(x f y =在1=x 处的切线与圆2)1(2
2
=++y x 相切,求a 的值. 答案: a =0
2、若直线31y x =-是函数()f x 图象的一条切线,求实数a 的值; 答案: a =-2
3、若函数)(x f y =的切线过点(1,1),求a 的最小值. 答案: a =-1
4、若函数)(x f y =的增区间为(0,1),求a 的值. 答案: a =1
5、若)(x f y =在(1,2)上单调递增,求a 的取值范围.(若单调、不单调、存在递减区间呢?) 答案:]21
,(-∞、),1[]21,(+∞-∞ 、),1,21(、),2
1(+∞ 6、讨论)(x f 的单调性.
答案:当0≤a 时)(x f 为),0(+∞上增函数,当0>a 时)(x f 在)1,0(a 增,在),1(+∞a
减
7、若2
1
=
x 是函数)(x f 的极值点,求)(x f 在1=x 处的切线方程;. 答案: 1x y --= 8、若函数x
1
)x (f y +=既有极大值又有极小值,求a 的取值范围. 答案: )4
1,0(
9、已知函数)(x f y =是奇函数,当)2,0(x ∈时ax x x f -=ln )(,当)0,2(x -∈时)(x f 的最
小值为1,求a的值. 答案: a =1
10、求)(x f 在区间[1,2]上的最大值.(若求最小值呢?)
答案:
????
?
????
≥-<<--≤
-=1
a a 1a 21
1a ln 2
1a a 22ln )x (f max
??
???≤->-=2
ln a a 2ln a a 22ln )x (f min
11、若函数()f x 在21,e ????上的最大值为1ae -(e 为自然对数的底数),求实数a 的值;
答案:e
1
a =
12、当1=a 时,求证: 01)(≤+x f .
提示:即证明1x x ln -≤ 13、当e
1
a =
时,求证:0)x (f ≤, 提示:即证明e
x x ln ≤
14、若函数)(x xf y =有两个极值点,求a 的取值范围.
答案:)2
1,0(
15、若0)x (f =在]e ,1[2
上有解,求实数a 的取值范围. 答案:]e
1,0[
16、若关于x 的方程()
()22ln 23ln x x t x x t x t --+--=-有且仅有唯一的实数根, 求实数t 的取值范围.
答案:方程()
()22ln 23ln x x t x x t x t --+--=-可化为
()()()()2211
ln 2323ln 22
x x t x x t x t x t --+
--=-+-, 令()1
ln 2
h x x x =+
,故原方程可化为()()223h x x t h x t --=-, 由(2)可知()h x 在()0,+∞上单调递增,故2230
x x t x t
x t ?--=-?->?有且仅有唯一实数根,
即方程2
0x x t --=(※)在(),t +∞上有且仅有唯一实数根
①当410t ?=+=,即14t =-时,方程(※)的实数根为11
24
x =>-,满足题意; ②当0?>,即1
4
t >-
时,方程(※)有两个不等实数根,记为12,,x x 不妨设12,,x t x t ≤> Ⅰ)若1,x t =2,x t >代入方程(※)得2
20t t -=,得0t =或2t =,
当0t =时方程(※)的两根为0,1,符合题意; 当2t =时方程(※)的两根为2,1-,不合题意,舍去;
Ⅱ)若12,,x t x t <>设()2
x x x t ?=--,则()0t ?<,得02t <<;
综合①②,实数t 的取值范围为02t ≤<或14
t =-
. 17、若曲线)x (f y =,),1(x +∞∈上任意两点的连线的斜率都小于4,求实数a 的最小值。
答案:-3
18、当0a =时,比较
2)m (f )n (f -与m n m
n +-的大小,其中0m ,n >
解:由对数平均不等式可得
≥-2)m (f )n (f
m
n m
n +- 19、若0)(≤x f 恒成立,求a 的取值范围.
答案:),1
[+∞e
20、若
1)(1
>-x f x 在区间],[2e e 上恒成立,求a 的取值范围. 答案:)e
2,
1e
23(
2- 21、若对于任意的)2,1(∈a ,存在]2,1[0∈x ,使得不等式a m x x f ln )(2
00>+恒成立,
求实数m 的取值范围. 答案:m ≤1.
?
22、设a x ln x )x (g --=,若)x (g )x (f >在),1(+∞上恒成立,求实数a 的取值范围。
答案:2a ≤
23、设函数f(x)的图象C 1与二次函数g (x)=
2
1
b x2图象交于点P 、Q,过线段PQ的中点作x 轴的垂线分别交C 1,C2于点M、N ,证明C 1在点M 处的切线与C2在点N 处的切线不平
行.
(2005年湖南高考试21题第二问)
证:设点P、Q 的坐标分别是()()1,12,2,x y x y 120x x <<,则点M 、N的横坐标为122
x x x +=,C 1
在点M处的切线切线斜率为121
12
2
12x x x K x x x +===+,C2
在点N 处的切线切线斜率为
()
121222
2
x x x a x x K ax b b +=+=+=
+。假设C 1在点M 处切线与C 2在点N处的切线平行,则12k k =. ()()()21222221212211212222x x a a a x x b x x x bx x bx x x -????
=-+-=+-+ ? ?+????
2121ln ln y y x x =-=-.所以
212211
21ln 1x x x
x x x ??
- ?
??=+,设21x t x =,则()21ln ,11t t t t -=
>+① 令()()21ln ,11t r t t t t -=->+,则()()()
2
'22
114()11t r t t t t t -=-=++.因为1t >时,()'
0r t >.所以()r t 在[)1,+∞上单调递增,故()()10r t r >=,则()
21ln 1t t t
->
+,这与①矛盾.,假设不成立. 故C 1
在点M 处切线与C2在点N处的切线不平行. 24、设1=a ,x x x g ln )(-
=,求证:当(]0,x e ∈时,2
1
)()(+ ()0f x >得:01,x << ()f x ∴在(0,1)上单调增,在(1,e)上单调减,故f(x)在(0,]e 上1)1()(max -==f x f 而(]0,x e ∈, ' 2 ln 1()0x g x x -= ≤,∴g(x ) 在(]0,x e ∈上单调减,e e g x g 1 )()(min -== 显然max )(x f 21)(min + 1 )()(+ 25、(1)试求)x (f 的零点个数,并证明你的结论. (2)若存在两个实数x 1,x 2且x 1≠x 2,满足f(x 1)=0,f(x2)=0,求证x 1x 2>e 2. 答案:(1)2013年江苏高考试20题第二问 当e 1a 0a = ≤或时1解;当e 1a 0<<时2解;当e 1 a >时无解。 (2)由题意得1122ln 0,ln 0x bx x bx +=+=, 所以12122121ln ()0,ln ln ()0x x b x x x x b x x ++=-+-=, 所以 12122121 ln ln ln x x x x x x x x +=--,不妨设x 1<x 2, 要证212x x e > , 只需要证12 122121 ln (ln ln )2x x x x x x x x +=->-. 即证2121212()ln ln x x x x x x --> +,设21 (1)x t t x =>, 则2(1)4 ()ln ln 211 t F t t t t t -=-=+-++,所以22214(1)()0(1)(1)t F t t t t t -'=- =>++, 所以函数()F t 在(1,+∞)上单调增,而(1)0F =, 所以()0F t >即2(1) ln 1 t t t -> +,所以212x x e > .