高三文科数学一轮复习
《导数的应用(一)函数的单调性》教学设计
(一)、教材分析
导数是高中数学新增内容,它在解决数学有关问题中起到工具的作用,导数的应用是高考的必考内容。作为高三总复习课首先明确考纲的要求:了解函数的单调性和导数的关系;能利用导数研究函数的单调性;会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次).利用导数判断单调性起着基础性作用,能够培养学生掌握一定的分析问题和解决问题的能力;激发学生独立思考和创新的意识,开发学生的自我潜能。
(二)、高考要求:
了解函数的单调性与其导数的关系,能利用导数研究函数的单调性,会求
函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次)
(三)、学习重点:
能利用导数求函数的单调区间
(四)、学习难点:
已知函数的单调性求参数的取值范围
(五)、课型:复习课
(六)、教法:讲练结合
(七)、课时安排:1课时
教学设计
知识梳理
1.函数的单调性与导数
”殛词T AV)在的)内I
在他切内『㈤好小于零卜在但劝内1
词+『优)在(码耐内是常数I
2.函数的极值与导?数⑴函数的极小值若函数y=f(x)在点x= a处的函数值f(a)
比它在点x= a附近其他点的函数值
____ ,且f' (a) = 0,而且在点x= a附近的左侧__________ ,右侧_________ 则点a叫做函数的极小值点,f(a)叫做函数的极小值.
(2)函数的极大值若函数y=f(x)在点x= b处的函数值f(b)比它在点x= b附近其他点的函数值
____ ,且f' (b) = 0,而且在点x= b附近的左侧__________ ,右侧_________ 贝U 点
b 叫做函数的极大值点,f(b)叫做函■数的极大值, _________ 和 ______ 称为极值.
[设计意图]复习函数单调性的求法;函数极值的定义。通过复习让学生熟悉 单调性和极值的定义,巩固旧知。
二、问题探究
1 .如何利用导数求单调区间和极值?
2. 若函数f(x)在(a ,b)内单调递增,那么一定有f ‘ (x)>0吗? f ‘ (x)>0 是否是f(x)在(a ,b)内单调递增的充要条件?
【设计意图】通过这两个问题由“定义”至厂'通法”,由“感性”至厂'理性”, 总结利用导数求单调区间和极值的通法, 启发学生发现问题,并培养学生发现问 题的意识。
三、基础自测
1. (2015辽宁高考)函数y=Qx 2
— In x 的单调递减区间为(
).
A . (— 1,1] C. [1,+ X) 2. (2016 年
全
卷)函数f(x) = 3x 3
— ax 2
+ x — 5在区间[1,2]上单调递增,则a 的取值范围是( (—X ,5)
B. ( — X ,5]
C. —X ,37
D. (— X ,3]
【设计意图】通过两个简单的例题,也是两道高考题,学生对该节高考所要考 察的重要内容有了一定的认识,增强学生的学习自信和学习热情。
四、典例分析:
[例]a € R ,函数f(x) = (— X 2 + ax)e — x ,(x € R ,e 为自然对数的底数)
⑴当a= — 2时,求函数f(x)的单调递减区间;
(2) 若函数f(x)在(一1,1)内单调递减,求a 的取值范围;
(3) 函数f(x)是否为R 上的单调函数,若是,求出a 的取值范围;若不是,请 说明理由.
(设计意图:意图1:函数单调区间的求法;意图2:已知函数的单调区间, 求参数
的取值范围)
解析:⑴当a= — 2时,f(x)= (— X 2— 2x)e —x .
B? (0,1] D . (0,+X)
)A.
??? f' (x)=(X 2— 2)e —x . 令f' (x)<0,得X 2 — 2v0. —\/2< x< ^^2.
???函数的单调递减区间是(—\^,羽). (注:写成[—/2,/2]也对) ⑵??? f(x) = (— x 2 + ax)e —x ,
? f' (x)= (— 2x+ a)e x
+ (— x 2
+ ax)( — e x
) = [x 2
— (a + 2)x + a]e x
. 要使f(x)在(—1,1)上单调递减,则f' (x)<0对x € (— 1,1)都成立, ? x 2
— (a + 2)x + a W 0对x € (— 1,1)都成立. C g — 1 < 0,
令 g(x) = x 2 — (a+2)x + a,贝 U
g 1 < 0.
1+ a + 2 + a< 0, 3
…aw — T
1— a + 2 + aW 0.
2
(3)①若函数f(x)在R 上单调递减,则f' (x)<0对:^€ R 都成立. 即[x 2 — (a + 2)x + a]e —x < 0对x € R 都成立.
??? e — x >0,二 x 2 — (a + 2)x + a<0对x € R 都成立. 令 g(x) = x 2 — (a+2)x + a,
???图像开口向上,?不可能对x € R 都成立. 思维启迪
1.导数法求函数单调区间的一般流程:
2 .已知函数的单调性,求参数的取值范围,应用条件f'(X)>0(或 f' (x)< 0), x € (a, b),转化为不等式恒成立问题求解. 变式训练1:
1a
1
已知函数f(x) 1nx ax -------- 1(a
R).当aW-时,讨论f (x)的单调性.
x
2
求定义域 求导数f' x
②当0
综上所述:
增;
2时,函数f(X)在(0,
1 1
a —时,f (X)在(0, 1) 上单调递减;f(x)在(1,— 1)上单调递增;
2 a
解:
f'(x) 1
a
坐厶
X X X X (0,),
令 g(x) 2
ax
X 1 a, X (0,
),
(1)当 a 0时,h(x) X 1, X
(0,
所以,当X (0,1)时,h(x) 0,此时 f(X) 函数f(x)单调递减; X (1, )时,h(x) 0,此时 f(X)
0,函数f(x)单调递
(2)当 a 0 时,由 f (x)=0 即 ax 2 X 1 a 0 ,解得 X 1 1,X 2
①当a
1
时
,X
1
X 2,h(x) 0恒成立,此时 f (x) 0,函数
f(x)在(0, +X)上单调递减;
(0,1)时,h(x) 0,此时f (x) 0,函数f (x)单调递减; 1
(1- 1)时,h(x) a (—
1,)时,h(x) a
0,此时f(X)0,函数f(x)单调递增; 0 ,此时f(X)0 ,函数f (x)单调递减;
1
③当a 0时,由于一 a
X (0,1)时,h(x) 0, 此时f (x) 0 ,函数f (x)单调递减; X (1,)时,h(x) 0,此时
f (X) 0 ,函数f (X)单调递增。
0 时,f (X)在(0,1)
上单调递减;f (x)在(1,+x)上单调递
+X)上单调递减;
f (3) 17 1,结合f(X)的单调性可知, m 的取值范围是(3,1)。
函数f (X)在(- 1,)上单调递减,
a
例2、(2009年陕西高考)已知函数f(x) X 3 3ax 1,a 0 求f(X)的单调区间;
的交点,求m 的取值范围。
(x) 0 解得 T a X T a ,
(2)Q f (X)在X
1处取得极大值,
' 2
f ( 1) 3(1) 3a 0, a 1. f(x) X 3 3x 1, f (X) 3x 2 3,
f (X) 0 解得 X 1
1,X 2 1。
X 1处取得极小值f(1)
直线y m 与函数y f (X )的图象有三个不同的交点,
若f (X)在X
1处取得极值, 直线y=m 与y f(x)的图象有三个不同
解:(1)f
(X) 3X 2 3a 3(X 2
a),
0时,对 X R ,有 f '(X) 0,
a 0时,
f(X)的单调增区间为(
0时,由 f (X ) 0解得X
T a 或X
当a 0时,f(X)的单调增区间为(
,
V a),^/
a,)
;
f(X)的单调减区间为
(1)中f (x)的单调性可知,f (x)在X
1处取得极大值f( 1) 1,
又 f( 3)
19 3,
设计意图:意图 1:函数单调区间和极值的求法;意图 2:已知函数的单
调区间,求参数的取值范围;意图 3:分类讨论思想和函数思想的应用;意图 4: 让学生了解高考的动向,克服畏惧心理,提高学生学习数学的兴趣) 练习、(浙江高考) 已知函数 f (X ) X 3
(1 a )X 2 a (a 2)X b (a,b R ).
(I )若函数f (X )的图象过原点,且在原点处的切线斜率是
3,求a,b 的值;
(n )函数f (x )在区间(1,1)不单调,等价于
导函数f (X )在(1,1)既能取到大于0的实数,又能取到小于 0的实数 即函数f (X )在(1,1)上存在零点,根据零点存在定理,有
f ( 1) f (1) 0, 即: [3 2(1 a) a(a 2)][ 3 2(1 a) a(a 2)]
2
整理得: (a 5)(a 1)(a 1)2
0,解得 5 a 1
设计意图:意图 1:函数切线的求法;意图 2:已知函数的单调区间,
求参数的取值范围,更好的巩固本节所学内容, 提高学生解决问题的能力, 让学 生在解
决问题的过程中获得成就感, 从而更好的喜欢数学, 激发学生的学习兴趣 和热情。)
课堂小结(学生小结):
1、 利用导数研究函数的单调性时, 应注意哪些问题?
2、 已知函数的单调性,如何求有关参数的取值范围?
3、 如何求函数的极值?函数的单调性与极值的关系?
反思
根据高考命题的特点,出题方向注重数学思想的考查和对知识的综合应用能 力考查,尤其在解答题中表现的最为突出。 他常在知识点的交汇处结合数学中的 一些常用思想综合考虑来出题目。 所以在解决此类问题中,注重学生对思想方法 的思考与运用,在解答过程也要注意规范性, 并要对计算能力一定要加强。因为 从以往的考试和练习中,大部分学生都有“会而不对,对而不全”的情况。所以 在教学过程中培养学生用化归(转化)思想处理数学问题的意识.数学问题可看 作是一系列的知识形成的一个关系链.处理数学问题的实
(II )若函数f (x )在区间( 解析:(I )由题意得f (X )
1,1)上不.单.调.,求 a 的取值范
围.
3X 2 2(1 a )X a (a 2)
又 f (0) b 0 f (0)
a(a 2) 3,解得b 0,a 3或a 1
质,就是实现新问题向旧问题的转化,复杂问题向简单问题的转化,实现未知向已知的转化。