当前位置:文档之家› 高中数学导数难题

高中数学导数难题

5.导函数——不等式

1. 已知函数

()e x

f x kx x =-∈R , Ⅰ若e k =,试确定函数()f x 的单调区间; Ⅱ若0k >,且对于任意x ∈R ,

()0

f x >恒成立,试确定实数k 的取值范围;

Ⅲ设函数()()()F x f x f x =+-,求证:1

2

(1)(2)

()(e

2)()n

n F F F n n +*>+∈N .

分析:本小题主要考查函数的单调性、极值、导数、不等式等基本知识,考查运用导数研究函数性质的方法,考查分类讨论、化归以及数形结合等数学思想方法,考查分析问题、解决问题的能力;

解:Ⅰ由e k =得()e e x f x x =-,所以

()e e x

f x '=-. 由()0f x '>得1x >,故()f x 的单调递增区间是(1)+∞,, 由()0f x '<得1x <,故()f x 的单调递减区间是(1)-∞,

. Ⅱ由()()f x f x -=可知

()

f x 是偶函数.

于是

()0

f x >对任意x ∈R 成立等价于()0f x >对任意0x ≥成立.由

()e 0x f x k '=-=得ln x k =.

①当(01]k ∈,时,()e 10(0)x f x k k x '=->->≥.此时()f x 在[0)+∞,

上单调递增. 故()(0)10f x f =>≥,符合题意.

②当(1)k ∈+∞,

时,ln 0k >.当x 变化时()()f x f x ',的变化情况如下表:

由此可得,在[0)+∞,

上,()(ln )ln f x f k k k k =-≥. 依题意,ln 0k k k ->,又11e k k >∴<<,.综合①,②得,实数k 的取值范围是0e k <<. Ⅲ

()()()e e x x F x f x f x -=+-=+,

12()()F x F x ∴=12121212121212()()e e e e e e 2e 2

x x x x x x x x x x x x x x +-+--++-+++++>++>+, 1(1)()e 2n F F n +∴>+,

由此得,21[(1)(2)()][(1)()][(2)(1)][()(1)](e 2)n n F F F n F F n F F n F n F +=->+

故1

2

(1)(2)

()(e

2)n n F F F n n +*>+∈N ,.

2. 设

3

()3x f x =

,对任意实数t ,记2

32()3t g x t x t =- Ⅰ求函数8()()

y f x g x =-的单调区间;Ⅱ求证:ⅰ当0x >时,

()()

t f x g x ≥对任意正实数t

成立;

ⅱ有且仅有一个正实数

x ,使得

800()()

t g x g x ≥对于任意正实数t 成立;

分析:本题主要考查函数的基本性质,导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力.分类讨论、化归转化思想方法

I 解:

316

433x y x =-+

. 由

2

40y x '=-=,得2x =±.因为当(2)x ∈-∞-,时,y '>0, 当(22)x ∈-,

时,0y '<,当(2)x ∈+∞,时,0y '>, 故所求函数的单调递增区间是(2)-∞-,

,(2)+∞,,单调递减区间是(22)-,. II 证明:i 方法一:

令2332()()()(0)33t x h x f x g x t x t x =-=-+>,则22

3()h x x t '=-, 当0t >时,由()0h x '=,得1

3

x t =,当13

()x x ∈+∞,

时,()0h x '>, 所以()h x 在(0)+∞,

内的最小值是1

3

()0h t =.故当0x >时,()()t f x g x ≥对任意正实数t 成立. 方法二:

对任意固定的0x >,令2

3

2()()(0)

3t h t g x t x t t ==->,则1

1

3

32()()3h t t x t -'=-,

由()0h t '=,得3

t x =.当3

0t x <<时,()0h t '>;当3

t x >时,()0h t '<,

所以当3t x =时,()h t 取得最大值3

31()3h x x =.因此当0x >时,()()f x g x ≥对任意正实数t

成立. ii 方法一:

8

(2)(2)3t f g =

=.由i 得,(2)(2)t t g g ≥对任意正实数t 成立.

即存在正实数02

x =,使得

(2)(2)

x t g g ≥对任意正实数t 成立.

下面证明

x 的唯一性:

当02x ≠,00x >,8t =时,

300()3x f x =,0016

()43x g x x =-, 由i 得,30016

43

3x x >-,再取3

0t x =,得30300()3x x g x =, 所以30

3

000016()4()33x x x g x x g x =-<=,即02x ≠时,不满足00()()x t g x g x ≥对任意0t >都成

立.

故有且仅有一个正实数

02

x =,使得

00()0()

x t g x g x ≥对任意正实数t 成立.

方法二:对任意00x >,

016

()43x g x x =-, 因为0()t g x 关于t 的最大值是3

13x ,所以要使00()()x t g x g x ≥对任意正实数成立的充分必

要条件是:

3

00161433x x -

≥,即200(2)(4)0x x -+≤,

又因为00

x >,不等式①成立的充分必要条件是

02

x =,所以有且仅有一个正实数02

x =,

使得

00()()

x t g x g x ≥对任意正实数t 成立.

3. 定义函数f n x =1+xn ―1, x >―2,n ∈N 1求证:f n x ≥ nx ;

2是否存在区间 a,0 a <0,使函数h x =f 3 x -f 2 x 在区间a,0上的值域为ka,0

若存在,求出最小实数k 的值及相应的区间a,0,若不存在,说明理由.

分析:本题主要考查函数的基本性质,导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力.分类讨论、数形结合思想方法 解:1证明:f n x -nx =1+xn -1-nx,

令g x =1+xn -1-nx , 则g' x =n1+xn ―1―1. 当x ∈-2,0时, g' x <0,当x ∈0,+∞时,g' x >0, ∴g x 在x =0处取得极小值g 0 =0,同时g x 是单峰函数,

则g 0 也是最小值.∴g x ≥0, 即f n x ≥nx 当且仅当x =0时取等号. 注:亦可用数学归纳法证明.

2∵h x =f 3 x -f 2 x =x 1+x 2 ∴h' x =1+x2+x ·21+x =1+x1+3x 令h'x =0, 得x =-1或x =-错误! ,

∴当x ∈―2,―1,h'x >0;当x ∈―1,―错误!时,h'x <0; 当x ∈-错误! ,+∞时,h'x >0. 故作出hx 的草图如图所示,讨论如下:

①当错误!时,hx 最小值ha =ka ∴k =1+a2≥错误!

②当错误!时 hx 最小值ha =h -错误!=错误!=ka 错误! ∴错误! ③当错误!时 h x 最小值h a =a1+a2=ka k =1+a2≥错误!,错误!时取等号. 综上讨论可知k 的最小值为错误!,此时a,0=错误!,0.

例4. 已知

)(22)(2R x x a

x x f ∈+-=

在区间]1,1[-上是增函数;

1求实数a 的值组成的集合A ; 2设关于x 的方程

()1

f x x =

的两个非零实根为1x 、2x ;试问:是否R m ∈∃,使得不等式

||1212x x tm m -≥++对A a ∈∀及]1,1[-∈t 恒成立若存在,求m 的取值范围;若不存在,请说

明理由;

分析:本题主要考查函数的基本性质,导数的应用及不等式的证明等基础知识,以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力.函数方程思想、化归转化思想方法

解:1∵ =)(x f )(222R x x a

x ∈+-

∴ 2

22)2(2)2()2(2)(+⋅--+='x x

a x x x f 222)2()2(2+---=x ax x

∵ )(x f 在]1,1[-上↑ ∴ )(x f '0)2()2(22

22≥+---=x ax x 对]1,1[-∈∀x 恒成立

即]1,1[-∈∀x ,恒有022

≤--ax x 成立

设2)(2

--=ax x x g ∴ ⎩⎨⎧-=∴≤--=≤≤-∴≤-=-]1,1[01)1(1101)1(A a g a a g

2

x x a x x f 1

22)(2

=+-=

022=--ax x

∵ 082>+=∆a ∴ 1x 、2x 是方程022

=--ax x 的两不等实根,且

a x x =+21,221-=x x

]3,22[84)(||2

2122121∈+=-+=-a x x x x x x ∵

||1212x x tm m -≥++对A a ∈∀及]1,1[-∈t 恒成立 ∴ 312

≥++tm m 对]1,1[-∈∀t 恒成立

设)2()(2

-+⋅=m t m t h ,]1,1[-∈t

∴ 0)(≥t h 对]1,1[-∈∀t 恒成立

∴ ⎩⎨⎧≥-≤≥-≤⇒⎪⎩

⎪⎨⎧≥-+=≥--=-122

102)1(02)1(2

2

m m m m m m h m m h 或或 ∴ ),2[]2,(+∞⋃--∞∈∃m 满足题意

5. 已知函数

)0)(ln()(>+=a a e x f x

; 1求函数)(x f y =的反函数)(1

x f

y -=和)(x f 的导函数)(x f ';

2假设对)]4ln(),3[ln(a a x ∈∀,不等式0))(ln(|)(|1

<'+--x f x f m 成立,求实数m 的取值范

围;

分析:本题主要考查反函数的概念及基本性质,导数的应用及不等式的证明等基础知识,

以及综合运用所学知识分析和解决问题的能力.化归转化思想方法

解:1)ln(a e y x += y x e a e =+ a e e y x -=

)ln(a e x y -= ∴ )ln()(1a e x f x -=- ∵ )ln(a e y x

+= ∴

a e e x f x x

+=')( 2∵ )]4ln(),3[ln(a a x ∈∀,0))(ln(|)(|1

<'+--x f x f

m 成立

x x x x e a e a e e a ex m +=+-<--ln

ln |)ln(| ∴

x a e a e m x a e x

x x -+<--<-+-)ln()ln(])[ln( 设x a e a e x g x x ++--=)ln()ln()(,x a e a e x h x

x -++-=)ln()ln()()]4ln(),3[ln(a a x ∈

∴ )]4ln(),3[ln(a a x ∈∀恒有)()(x h m x g <<成立

1)(++--='a e e a e e x g x x

x x ∵ )]4ln(),3[ln(a a x ∈ ∴ ]4,3[a a e x

∈ ∴ a e e a e x x x +<<-<0 ∴ 1>-a e e x

x ,10<+

∴ 0)(>'x g ,)x g (在)]4ln(),3[ln(a a 上↑ ∴

m

a g x g <=))4(ln()(max

即m a a a <+-)4ln()5ln()3ln(

)512

ln(

a m >

∵ 0

1)(>-++-='a e e a e e x h x x

x x ∴ )(x h 在)]4ln(),3[ln(a a 上↑

∴ ))3(ln()(min

a h x h m =< )3ln()4ln()2ln(a a a m -+< )

38

ln(a m <

∴ m 的取值范围是))

38

ln(),512(ln(a a

6.设函数)

,1,(11)(N x n N n n x f n

∈∈⎪⎭⎫

⎝⎛+= 且.

Ⅰ当x=6时,求n

n ⎪

⎭⎫ ⎝⎛+11的展开式中二项式系数最大的项;

Ⅱ对任意的实数x,证明2)

2()2(f x f +>);)()()((的导函数是x f x f x f ''

Ⅲ是否存在N a ∈,使得a n <

∑-⎪⎭⎫ ⎝⎛

+n

k k 111<n a )1(+恒成立若存在,试证明你的结论并求出a 的值;若不存在,请说明理由.

Ⅰ解:展开式中二项式系数最大的项是第4项,这项是

3

35

6

3

120

1C n n ⎛⎫= ⎪⎝⎭ Ⅱ证法一:因()()22

112211n f x f n n ⎛⎫⎛⎫

+=+++ ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭ 证法二:

()()22

112211n f x f n n ⎛⎫⎛⎫+=+++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝

⎭≥11211n

n n ⎛⎫

⎛⎫=+⋅+ ⎪

⎪⎝⎭⎝⎭

()'11221ln 1n

f x n n ⎛⎫⎛⎫

=++ ⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭ 故只需对11n ⎛⎫+ ⎪⎝⎭和1ln 1n ⎛⎫+ ⎪

⎝⎭进行比较;

()()

ln 1g x x x x =-≥,有

()'111x g x x x -=-

=

,由1

0x x -=,得1x =

因为当01x <<时,()'0g x <,()g x 单调递减;当1x <<+∞时,()'0g x >,()g x 单调递增,所以在1x =处()

g x 有极小值1

故当1x >时,

()()11

g x g >=,从而有ln 1x x ->,亦即ln 1ln x x x >+>

故有111ln 1n n ⎛⎫⎛⎫

+>+ ⎪ ⎪⎝

⎭⎝⎭恒成立;所以()()()'222f x f f x +≥,原不等式成立; Ⅲ对m N ∈,且1m >

有2

012111111m k

m

k m m m m m m C C C C C m m m m m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++++++

+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝

⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭

⎝⎭

又因()102,3,4,,k

k m C k m m ⎛⎫>= ⎪⎝⎭

,故1213

m

m ⎛

⎫<+< ⎪⎝⎭

∵1213

m

m ⎛

⎫<+< ⎪⎝⎭,从而有11213k

n

k n n k =⎛⎫<+< ⎪⎝⎭∑成立,

即存在2a =,使得11213k

n

k n n

k =⎛⎫

<+< ⎪⎝⎭∑恒成立;

高中数学导数与函数的极值问题分析与解答

高中数学导数与函数的极值问题分析与解答 在高中数学中,导数与函数的极值问题是一个非常重要的内容,也是学生们经常遇到的难题之一。在本文中,我将通过具体的题目举例,分析和解答这类问题,并给出一些解题技巧和指导性建议。 一、导数的概念与求解 首先,我们需要了解导数的概念。导数可以理解为函数在某一点上的变化率,也可以看作是函数曲线在该点的切线的斜率。对于函数y=f(x),其导数可以表示为f'(x)或dy/dx。 为了求解导数,我们可以使用求导法则,如常数法则、幂函数法则、指数函数法则、对数函数法则、三角函数法则等。这些法则可以帮助我们简化求导的过程,提高解题效率。 例如,考虑函数y=x^2+3x+2,我们可以使用幂函数法则求解其导数。根据幂函数法则,对于幂函数y=x^n,其导数为y'=nx^(n-1)。因此,对于函数 y=x^2+3x+2,我们可以得到导数y'=2x+3。 二、函数的极值与求解 函数的极值是指函数在某一区间内取得的最大值或最小值。在求解函数的极值时,我们可以通过导数的方法来进行分析。 首先,我们需要找到函数的驻点,即导数为零的点。对于函数y=f(x),如果 f'(x)=0,则点(x,f(x))为函数的驻点。 接下来,我们需要判断驻点是极大值还是极小值。我们可以通过二阶导数的符号来判断。如果f''(x)>0,则驻点为极小值;如果f''(x)<0,则驻点为极大值。

例如,考虑函数y=x^3-3x^2+2x+1,我们可以先求解其导数y'=3x^2-6x+2。然后,我们再求解其二阶导数y''=6x-6。当二阶导数为零时,即6x-6=0,解得x=1。 因此,点(1,f(1))为函数的驻点。 接下来,我们计算二阶导数在驻点处的值,即f''(1)=6(1)-6=0。由于二阶导数 为零,我们无法通过二阶导数的符号来判断驻点的性质。在这种情况下,我们可以通过一阶导数的变化来判断。 在驻点的左侧,即x<1的区间,一阶导数由负变正,说明函数从下降变为上升,所以驻点为极小值。在驻点的右侧,即x>1的区间,一阶导数由正变负,说明函 数从上升变为下降,所以驻点为极大值。 三、解题技巧与指导性建议 在解决导数与函数的极值问题时,我们可以采用以下一些技巧和建议: 1. 注意函数的定义域:在求解函数的极值时,我们需要注意函数的定义域。有 时候,函数的极值可能出现在定义域的边界上。 2. 利用对称性:有些函数具有对称性,如奇函数或偶函数。在求解这类函数的 极值时,我们可以利用对称性来简化分析的过程。 3. 综合运用多种方法:在解决复杂的极值问题时,我们可以综合运用多种方法,如导数法、二阶导数法、图像法等。通过多种方法的分析,可以更全面地理解和解决问题。 4. 多做练习题:为了熟练掌握导数与函数的极值问题,我们需要多做练习题。 通过反复练习,可以提高解题的速度和准确性,同时加深对知识点的理解。 总结起来,导数与函数的极值问题是高中数学中的重要内容。通过对导数的概 念和求解方法的理解,以及对函数极值的分析和解答,我们可以更好地应对这类问题。同时,通过合理的解题技巧和指导性建议,我们可以提高解题的效率和准确性。

2023高考数学二轮复习专项训练《导数在解决实际问题中的应用》(含答案)

2023高考数学二轮复习专项训练《导数在解决实际问题 中的应用》 一、单选题(本大题共8小题,共40分) 1.(5分)若z=−1+√3i,则z zz−−1 =() A. −1+√3i B. −1−√3i C. −1 3+√3 3 i D. −1 3 −√3 3 i 2.(5分)命题“∀x∈R,∃x∈N,使得n⩾x2+1”的否定形式是() A. ∀x∈R,∃x∈N,使得n

6.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π 2 )的图象如图所示,则() A. 函数f(x)的最小正周期是2π B. 函数f(x)在区间(π 2 ,π)上单调递减 C. 函数f(x)的图象与y轴的交点为(0,−1 2 ) D. 点(7π 6 ,0)为函数f(x)图象的一个对称中心 7.(5分)21 3,log26,3log32的大小关系是 A. 21 30,b>0)的左焦点为F,过F的一条倾斜角为30° 的直线与C在第一象限交于点A,且|OF|=|OA|,O为坐标原点,则该双曲线的离心率为______.

高中数学导数难题解题技巧

高中数学导数难题解题技巧 导数是高考数学必考的内容,近年来高考加大了对以导数为载体的知识问题的考查,题型在难度、深度和广度上不断地加大、加深,从而使得导数相关知识愈发显得重要。下面是小编为大家整理的关于高中数学导数难题解题技巧,希望对您有所帮助。欢迎大家阅读参考学习! 1高中数学导数难题解题技巧 1.导数在判断函数的单调性、最值中的应用 利用导数来求函数的最值的一般步骤是:(1)先根据求导公式对函数求出函数的导数;(2)解出令函数的导数等于0的自变量;(3)从导数性质得出函数的单调区间;(4)通过定义域从单调区间中求出函数最值。 2.导数在函数极值中的应用 利用导数的知识来求函数极值是高中数学问题比较常见的类型。利用导数求函数极值的一般步骤是:(1)首先根据求导法则求出函数的导数;(2)令函数的导数等于0,从而解出导函数的零点;(3)从导函数的零点个数来分区间讨论,得到函数的单调区间;(4)根据极值点的定义来判断函数的极值点,最后再求出函数的极值。 3.导数在求参数的取值范围时的应用 利用导数求函数中的某些参数的取值范围,成为近年来高考的热点。在一般函数含参数的题中,通过运用导数来化简函数,可以更快速地求出参数的取值范围。 2高中数学解题中导数的妙用 导数知识在函数解题中的妙用 函数知识是高中数学的重点内容,其中包括极值、图像、奇偶性、单调性等方面的分析,具有代表性的题型就是极值的计算和单调性的分析,按照普通的解题过程是通过图像来分析,可是对于较难的函数来说,制作图像不仅浪费时间,而且极容易出错,而在函数解题中应用导数简直就是手到擒来。 例如:函数f(x)=x3+3x2+9x+a,分析f(x)的单调性。这是高中数

紧扣“细节”,解决高中数学导数难题

紧扣“细节”,解决高中数学导数难题 一、极限的理解 在导数的计算中,涉及到了一些极限的概念。例如求导过程中的差商,就是在不断逼 近某个极限的过程中,所得到的数值。因此,理解极限就是理解导数的重要前置知识。 然而,极限并不是一件容易理解的事情。很多学生在学习时只是单纯地记住了一些公式,对于极限的概念并没有真正地进行深度思考与理解。因此,在极限部分的学习中,应 该注重学生的思维拓展,引导学生从多个角度去理解极限的概念,同时帮助学生理解极限 的使用方法。只有通过深刻的理解和实践,我们才能在求导过程中得心应手。 二、符号的正确使用 在高中数学中,无论是解题还是考试,符号都是一个十分重要的元素。在导数计算中,符号的错误使用常常是数学错误的源头。因此,在学习导数的过程中,正确地使用符号是 我们要关注的重点。 例如,在求导的过程中,我们需要用到函数的极限表达式,这时候就需要使用符号“lim”。但很多学生在学习中并未注意到这一点,简单地使用了“=”符号,造成了不少 的错误。 此外,在构造函数的表达式时,学生们也应该注意到符号的含义。例如,“x”是一 个变量,代表着未知的值,而“y”则是函数的结果,是由“x”所决定的。在实际的导数 计算中,不同的符号承载着不同的含义,不正确使用符号就难以得到正确的答案。 三、步骤的细节 在导数计算中,过程简单且逻辑明确。但是,细节常常却能导致整个计算出现偏差。 因此,在学习导数时,学生应该从步骤的细节出发,理解每一个小环节所代表的意义,防 止因为细节的疏忽而导致结果的错误。 例如,在求导的过程中,我们需要了解很多的求导规则,包括基本的公式和导数的法则。在进行导数计算时,应该依据具体情况去运用不同的规则,而并非一味地套用模板。 在实际计算中,我们还经常会出现一些带变量的方程式。对于这种方程式,我们应该 对变量进行明确的区分,并不断地整理方程式,将它们的形式转变为更容易计算的形式。 在这个过程中,需要我们注意符号的使用和运算规则的细节,以达到最终正确的结果。 四、题目的深度 最后,我们还需要强调的是题目的深度。高中数学导数部分的题目,往往比单纯的计 算更具有一定的深度和难度。因此,我们在解题时需要深入思考,看透问题的本质,才能 够更好地解决难题。

2020届高三备考:速解导数压轴大题,设而不求处理隐零点难题

2020届高三备考:速解导数压轴大题,设而不求处理隐零点 难题 经典例题 已知函数f(x)=ax2-ax-xlnx,且f(x)≥0。 (Ⅰ)求a; (Ⅱ)证明:f(x)存在唯一的极大值点x0,且e^(-2)0。令h(x)=2x-2-lnx,则h′(x)=2-1/x,由h′(x)=0得x=1/2。 当01/2时,h′(x)>0,h(x)单调递增。 因为h(e^(-2))=2e^(-2)>0,h(1/2)<0=h(1),所以h(x)在区间(0,1/2)内有唯一零点x0,在区间(1/2,+∞)内有唯一零点1,且当x∈(0,x0)时,h(x)>0;当x∈(x0,1)时,h(x)<0;当x∈(1,+∞)时,h(x)>0。因为f′(x)=h(x),所以x=x0是f(x)的唯一极大值点。 由f′(x0)=0得lnx0=2(x0-1),故f(x0)=x0(1-x0),由x0∈(0,1/2)得f(x0)<1/4。 因为x=x0是f(x)在区间(0,1)内的最大值点,由e^(-1)∈(0,1),f′(e^(-1))≠0得f(x0)>f(e^(-1))=e^(-2)。 所以e^(-2)

高中数学导数难题解题技巧

高中数学导数难题解题技巧 作为高中数学的一门重要课程,导数一直是令学生头痛的难点之一。导数作为微积分的重要内容,在高中阶段难度较大,需要注意的细节较多。因此,本文将介绍高中数学导数的难题解题技巧,旨在帮助同学们更好地掌握导数知识,提高解题能力。 一、函数极值的判定 在导数的应用中,函数的极值是一个常见的概念,但对于初学者来说,如何判断一个函数的极值并不容易。实际上,对于一元函数f(x),极值点要么是函数f(x) 的驻点,要么出现 在函数f(x) 的无限接近某些x 值时的振幅分界点。 对于学生来说,要正确判断一个函数的极值,需要遵循以下几个步骤: 1. 寻找函数的驻点:驻点是导数为0 的点,也就是函数 取得极值或没有极值的点。要计算一个函数f(x) 的极值,首 先需要找出其导数f'(x) 的零点,即f'(x)=0,然后再通过二次 辨识或图形分析来确定该点是极大值点还是极小值点。 2. 寻找函数的振幅分界点:如果函数f(x) 在某些无限接 近于某一点时具有不同的极值,那么这个点就是函数的振幅分界点。例如,在x=1 出现了函数值极小值-1,但是在x=1 的 某一侧,函数值则具有无穷大的正值,那么x=1 就是函数的 振幅分界点。

3. 判断极值类型:通过导数的二次辨识或图形分析,可以确定在极值点处的函数取值是极大值还是极小值。 通过以上步骤的分析,可以比较准确地判断一个函数是否存在极值点,进而解决相关的导数问题。但需要注意的是,此方法并不是万能的,对于特殊函数的判定还需要结合具体情况来解决。 二、链式法则的运用 链式法则是求导的一种重要方法,其适用于各种复杂函数的求导。如果函数y 是一个由x 表示的函数,而v 又是y 的一个由u 表示的函数,那么如果我们要求出v 对x 的导数,那么就需要使用链式法则了。 具体来说,链式法则使用的公式为:dy/du × du/dx = dy/dx。 由此可见,链式法则的核心思路就是将一个复杂的函数转化成一个简单的函数,然后再依据导数的基本运算规则来求解导数。其中,dy/du 表示y 对u 的导数,du/dx 表示u 对x 的导数,而dy/dx 则表示y 对x 的导数。 在实际运用中,链式法则的使用还需要遵守一些规律: 1. 首先要确定内部函数与外部函数。内部函数是指复合函数中的第一个函数,而外部函数则是指复合函数中最后一个函数。 2. 内部函数的导数要先求出来,然后再用外部函数的导数乘以内部函数的导数,两者相乘就是最终的导数。

高中数学——导数难题经典

5.导函数——不等式 1. 函数 ()e x f x kx x =-∈R , 〔Ⅰ〕假设e k =,试确定函数()f x 的单调区间; 〔Ⅱ〕假设0k >,且对于任意x ∈R ,()0 f x >恒成立,试确定实数k 的取值范围; 〔Ⅲ〕设函数()()()F x f x f x =+-,求证:1 2 (1)(2) ()(e 2)()n n F F F n n +*>+∈N . 分析:本小题主要考察函数的单调性、极值、导数、不等式等根本知识,考察运用导数研究函数性质的方法,考察分类讨论、化归以及数形结合等数学思想方法,考察分析问题、解决问题的能力。 解:〔Ⅰ〕由e k =得()e e x f x x =-,所以 ()e e x f x '=-. 由()0f x '>得1x >,故()f x 的单调递增区间是(1)+∞,, 由()0f x '<得1x <,故()f x 的单调递减区间是(1)-∞, . 〔Ⅱ〕由()() f x f x -=可知 () f x 是偶函数. 于是 ()0 f x >对任意x ∈R 成立等价于()0f x >对任意0x ≥成立.由 ()e 0x f x k '=-=得ln x k =. ①当(01]k ∈,时, ()e 10(0)x f x k k x '=->->≥.此时()f x 在[0)+∞,上单调递增. 故()(0)10f x f =>≥,符合题意. ②当(1)k ∈+∞, 时,ln 0k >.当x 变化时()()f x f x ',的变化情况如下表: 由此可得,在[0)+∞, 上,()(ln )ln f x f k k k k =-≥. 依题意,ln 0k k k ->,又11e k k >∴<<, .综合①,②得,实数k 的取值范围是

高中数学导数练习题含答案

高中数学导数练习题含答案 一、解答题 1. 已知函数()()2ln 0f x a x ax a =+-> (1)求()f x 的最大值 (2)若()0f x ≤恒成立,求a 的值 2.求下列函数的导数: (1)221()(31)y x x =-+; (2)2321 x y x -= +; (3)e cos x y x = 3.设函数()()2 ()ln 1f x x a x x =++-,其中R a ∈. (1)1a =时,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程; (2)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由; (3)若()0,0x f x ∀>成立,求a 的取值范围. 4.已知函数()e 1x f x ax =--,a ∈R . (1)当2a =时,求()f x 的单调区间; (2)若()f x 在定义域R 内单调递增,求a 的取值范围. 5.已知函数2()ln f x x x ax =-. (1)若()0f x ≤恒成立,求实数a 的取值范围; (2)若()112212ln 2ln 200x ax x ax x x -=-=>>,证明:()1212ln ln 1 0ln 2 x x x x ⋅<<. 6.已知函数2()2ln f x x x =-+,()()a g x x a x =+∈R . (1)求函数()f x 的单调区间; (2)若函数()f x 与()g x 有相同的极值点,求函数()g x 在区间1 [,3]2 上的最值. 7.已知函数()()()()e 0=+->x f x x b a b 在()()1,1f --处的切线方程为 ()e 1e e 10x y -++-=. (1)求a ,b 的值; (2)若方程()f x m =有两个实数根12,x x , ①证明:12 m >-; ②当0m <时,2121x x m ->+是否成立?如果成立,请简要说明理由.

高中数学导数及其应用多选题测试试题含答案

高中数学导数及其应用多选题测试试题含答案 一、导数及其应用多选题 1.已知函数()f x 对于任意x ∈R ,均满足()()2f x f x =-.当1x ≤时 ()ln ,01,0 x x x f x e x <≤⎧=⎨≤⎩,若函数()()2g x m x f x =--,下列结论正确的为( ) A .若0m <,则()g x 恰有两个零点 B .若 3 2 m e <<,则()g x 有三个零点 C .若3 02 m <≤ ,则()g x 恰有四个零点 D .不存在m 使得()g x 恰有四个零点 【答案】ABC 【分析】 设()2h x m x =-,作出函数()g x 的图象,求出直线2y mx =-与曲线 ()ln 01y x x =<<相切以及直线2y mx =-过点()2,1A 时对应的实数m 的值,数形结合 可判断各选项的正误. 【详解】 由()()2f x f x =-可知函数()f x 的图象关于直线1x =对称. 令()0g x =,即()2m x f x -=,作出函数()f x 的图象如下图所示: 令()2h x m x =-,则函数()g x 的零点个数为函数()f x 、()h x 的图象的交点个数, ()h x 的定义域为R ,且()()22h x m x m x h x -=--=-=,则函数()h x 为偶函 数, 且函数()h x 的图象恒过定点()0,2-,

当函数()h x 的图象过点()2,1A 时,有()2221h m =-=,解得32 m =. 过点()0,2-作函数()ln 01y x x =<<的图象的切线, 设切点为()00,ln x x ,对函数ln y x =求导得1y x '= , 所以,函数ln y x =的图象在点()00,ln x x 处的切线方程为()000 1 ln y x x x x -=-, 切线过点()0,2-,所以,02ln 1x --=-,解得01 x e = ,则切线斜率为e , 即当m e =时,函数()y h x =的图象与函数()ln 01y x x =<<的图象相切. 若函数()g x 恰有两个零点,由图可得0m ≤或m e =,A 选项正确; 若函数()g x 恰有三个零点,由图可得 3 2 m e <<,B 选项正确; 若函数()g x 恰有四个零点,由图可得3 02 m <≤,C 选项正确,D 选项错误. 故选:ABC. 【点睛】 方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法: (1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与x 轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用; (2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题; (3)参变量分离法:由()0f x =分离变量得出()a g x =,将问题等价转化为直线y a =与函数()y g x =的图象的交点问题. 2.在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它得名于荷兰数学家鲁伊兹布劳威尔(L.E.Brouwer )简单的讲就是对于满足一定条件的连续函数()f x ,存在一个点0x ,使得()00f x x =,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称0x 为该函数的一个不动点,依据不动点理论,下列说法正确的是( ) A .函数()sin f x x =有3个不动点 B .函数2()(0)f x ax bx c a =++≠至多有两个不动点 C .若定义在R 上的奇函数()f x ,其图像上存在有限个不动点,则不动点个数是奇数 D .若函数()f x =[0,1]上存在不动点,则实数a 满足l a e ≤≤(e 为自然对数的底数) 【答案】BCD 【分析】

导数难题秒杀技巧:构造函数【解析版】

高中数学专题突破:抽象函数的导函数构造类型一: f,(χ)g(χ) ÷ f(χ)g lω=[∕ω⅛(χ)i,与广a” ⑴一Wg3 定理 1: V(X) + f(x)> O <≠> [.√(x)],> O ; Xf(X)- f(x)>O<=>fM g(χ) 证明:∙.∙H(Λ∙)+∙f(x)=时er”;0,则函数y = *(χ)单调递增;V,(x)-∕(x) >0,则V =—单洌递减. 定理 2:当Λ∙>0 时,xf∖x) + Hf(X) >0<=> [x n f(x)],> 0 ; V,(x)- √(x)>0<=> >0 证明:・・・*广⑴+ “右丫(切= EJ(X)L "厂EVX) ∕ ω /.xf∖x) + nf(x)>O,则函^y = X n f(X)单洌递增;Xf t(X)-Hf(X) > O ,则 y =伴单训递减 •X 【例1】(2015•新课标II)设函数f(x)是奇函数/(x) (XeR )的导函数,/(-1) = 0,当x>0f⅛, Λ∕∙∙(Λ-)-f(x) < 0,则使得f{x) > 0成立的X的取值范围是( ) A・(-00-DU(OJ) B・(_1,0) U (1,+8) C・(一00,-l)U(70)D・(OJ)U (t+∞) 【解析】由于当x>0吋, /(x) X 1 时,/(x)<0,当 O0, 根据奇函数的图像可得/(x)>0成立的X的取值范围是(-∞-i)∪(0J),故选A 又 【例2] (2018-东莞市期末)已知奇函数/Cr)的导函数为•厂(X),且/(-1) = 0,当χ>0时/(X) + V f(X)>0恒成立,则使得f(X)> 0成立的X的取值范围为( ) A. (70)U(OJ) B. (-OO-DU(OJ)C・(一1、0)U(I,+8)D・(一8,— I)U(I,+∞) 【解析】由题意可设g(x) = Xf(X) 9则√(x) = V r(Λ∙)÷∕(x) , •・・当x>0时,有 Xf t(X)+ f(x)>O9・•・则当 x>OBf, Y(X)AO ,・・・函数f>(x) = xf(x)在(0,2)上为增函 数,•••函数f(x)是奇函数,.∙. g(-X)= (-χ)f(-χ) = (-x)[-f (A)]=Af(X) = g(x) , 函数g(Λ∙)为定艾域上的偶函数,由/(-1) = O得,g(-l) = O,函数g(x)的图象 大致如图:由函数的图象得,一1VΛ∙l, •••使得/(X) > O成立的X的取值范国 是:(一 1 ,

高中数学导数难题练习题带答案

高中数学导数难题 一.选择题(共20小题) 1.对于任意的x∈[0,],总存在b∈R,使得|sin2x+a sin x+b|≤1恒成立,则实数a的取值范围是()A.[﹣3,1]B.[﹣1,3]C.[﹣3,3]D.[﹣1,1] 2.设k,b∈R,若关于x的不等式ln(x﹣1)+x≤kx+b在(1,+∞)上恒成立,则的最小值是()A.﹣e2B.﹣C.﹣D.﹣e﹣1 3.设k,b∈R,若关于x的不等式kx+b+1≥lnx在(0,+∞)上恒成立,则的最小值是()A.﹣e2B.﹣C.﹣D.﹣e 4.已知曲线在x=x1处的切线为l1,曲线y=lnx在x=x2处的切线为l2,且l1⊥l2,则x2﹣x1的取值范围是()A.B.(﹣∞,﹣1)C.(﹣∞,0)D. 5.若对任意的a∈R,不等式e2a+a2+b2﹣2ab≥20恒成立,则实数b的取值范围是() A.b B.b≥3+ln2C.b≥4+ln2D.b≥5+ln2 6.已知曲线f(x)=lnx+ax+b在x=1处的切线是x轴,若方程f(x)=m(m∈R)有两个不等实根x1,x2,则x1+x2的取值范围是() A.(0,)B.(0,1)C.(2,+∞)D.(4,+∞) 7.已知a∈R,函数f(x)=,则下列说法正确的是() A.若a<﹣1,则y=f(x)(x∈R)的图象上存在唯一一对关于原点O对称的点 B.存在实数a使得y=f(x)(x∈R)的图象上存在两对关于原点O对称的点 C.不存在实数a使得y=f(x)(x∈R)的图象上存在两对关于y轴对称的点 D.若y=f(x)(x∈R)的图象上存在关于y轴对称的点,则a>1 8.定义在R上的函数f(x)满足e4(x+1)f(x+2)=f(﹣x),且对任意的x≥1都有f'(x)+2f(x)>0(其中f'(x)为f(x)的导数),则下列一定判断正确的是() A.e4f(2)>f(0)B.e2f(3)<f(2) C.e10f(3)<f(﹣2)D.e6f(3)<f(﹣1) 9.已知a,b∈R且ab≠0,对于任意x≥0均有(x﹣a)(x﹣b)(x﹣2a﹣b)≥0,则()A.a<0B.a>0C.b<0D.b>0 10.已知函数,若关于x的不等式在R上恒成立,则实数a的 取值范围为() A.B.C.D. 11.已知函数y=f(x)在R上的图象是连续不断的,其导函数为f'(x),且f'(x)>﹣f(x),若对于∀x>0,不等式xf(lnx)﹣e ax f(ax)≤0恒成立,则实数a的最小值为()

人教A版高中数学选修二第五章《一元函数的导数及其应用》提高训练题 (10)(含答案解析)

选修二第五章《一元函数的导数及其应用》提高训练题 (10) 1.已知()f x 为定义在(),-∞+∞上的可导函数,且()()f x f x '<对于x ∈R 恒成立,则( ) A .()()()()22022 20,20220f e f f e f >⋅>⋅ B .()()()()22022 20,20220f e f f e f <⋅>⋅ C .()()()()22022 20,20220f e f f e f >⋅<⋅ D .()()()()22022 20,20220f e f f e f <⋅<⋅ 2.若函数()f x 为定义在R 上的偶函数,当(),0x ∈-∞时,()'x x f x e e ->-,则不等式 ()()()() 12321111x x x f x f x e e e ----->--的解集为( ) A .()0,2 B .20,3⎛⎫ ⎪⎝⎭ C .() (),02,-∞+∞ D .()2,0,3⎛⎫ -∞+∞ ⎪⎝⎭ 3.已知a 为常数,若曲线y =ax 2+3x −ln x 存在与直线x +y −1=0垂直的切线,则实数a 的取值范围是( ) A .1,2⎡⎫ -+∞⎪⎢⎣⎭ B .1-+2⎛ ⎤∞ ⎥⎝ ⎦, C .[−1,+∞) D .(−∞,−1] 4.已知函数()f x 满足()()2 21ln x f x xf x x '+=+,()1f e e =,当0x >时,下列说法正确的是( ) ①()f x 有两个零点;①()f x 只有一个零点;①()f x 有极小值;①()f x 有极大值 A .①① B .①① C .①① D .①① 5.定义在(2,2)-上的函数()f x 的导函数为()f x ',满足:()()40x f x e f x +-=, ()21f e =,且当0 x >时,()2()f x f x '>,则不等式24(2)x e f x e -<的解集为( ) A .(1,4) B .(2,1)- C .(1,)+∞ D .(0,1) 6.若函数()sin 2cos 6x a f x x x =++在(),-∞+∞上单调递增,则a 的取值范围为( ) A .[]4,4- B .[]3,4- C .[]4,3-- D .[]3,3- 7.已知函数()21 2 x x f x e e x --=-+,则不等式()()2020202121f x f x ++-≤的解集是( ) A .(],4039-∞ B .[)4039,+∞

高中数学导数压轴30题

高中数学导数压轴30题(解答题) 解答题(共30小题) 1.设函数f(x)=x2+aln(1+x)有两个极值点x1、x2,且x1<x2, (Ⅰ)求a的取值范围,并讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)证明:f(x2)>. 解答:解:(I) 令g(x)=2x2+2x+a,其对称轴为. 由题意知x1、x2是方程g(x)=0的两个均大于﹣1的不相等的实根, 其充要条件为,得 (1)当x∈(﹣1,x1)时,f'(x)>0,∴f(x)在(﹣1,x1)内为增函数; (2)当x∈(x1,x2)时,f'(x)<0,∴f(x)在(x1,x2)内为减函数; (3)当x∈(x2,+∞)时,f'(x)>0,∴f(x)在(x2,+∞)内为增函数; (II)由(I)g(0)=a>0,∴,a=﹣(2x22+2x2) ∴f(x2)=x22+aln(1+x2)=x22﹣(2x22+2x2)ln(1+x2) 设,

则h'(x)=2x﹣2(2x+1)ln(1+x)﹣2x=﹣2(2x+1)ln(1+x) (1)当时,h'(x)>0,∴h(x)在单调递增; (2)当x∈(0,+∞)时,h'(x)<0,h(x)在(0,+∞)单调递减.∴故. 2.己知函数f(x)=x2e﹣x (Ⅰ)求f(x)的极小值和极大值; (Ⅱ)当曲线y=f(x)的切线l的斜率为负数时,求l在x轴上截距的取值范围.

∴x=0是极小值点,x=2极大值点,又f(0)=0,f(2)=. 故f(x)的极小值和极大值分别为0,. (II)设切点为(), 则切线方程为y﹣=(x﹣x0), 令y=0,解得x==, 因为曲线y=f(x)的切线l的斜率为负数,∴(<0,∴x0<0或x0>2, 令, 则=. ①当x0<0时,0,即f′(x0)>0,∴f(x0)在(﹣∞,0)上 单调递增,∴f(x0)<f(0)=0; ②当x0>2时,令f′(x0)=0,解得. 当时,f′(x0)>0,函数f(x0)单调递增;当时,f′(x0)<0,函数f(x0)单调递减. 故当时,函数f(x0)取得极小值,也即最小值,且=.综上可知:切线l在x轴上截距的取值范围是(﹣∞,0)∪. 3.已知函数f(x)=lnx+x2. (Ⅰ)若函数g(x)=f(x)﹣ax在其定义域内为增函数,求实数a的取值范围;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,若a>1,h(x)=e3x﹣3ae x x∈[0,ln2],求h(x)的极小值;

导数难题秒杀技巧:构造函数【解析版】

高中数学专题突破:抽象函数的导函数构造 类型一: )]'()([)(')()()('x g x f x g x f x g x f =+与' 2 )()()()(')()()('⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=-x g x f x g x g x f x g x f 定理1:0)]'([0)()('>⇔>+x xf x f x xf ;0)(0)()('' >⎥ ⎦⎤ ⎢⎣⎡⇔>-x x f x f x xf 证明:)]'([)()('x xf x f x xf =+ ;' 2 )()()('⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=-x x f x x f x xf 0)()('>+∴x f x xf ,则函数)(x xf y =单调递增;0)()('>-x f x xf ,则x x f y ) (= 单调递减. 定理2:当0>x 时,0)]'([0)()('>⇔>+x f x x nf x xf n ;0 )(0)()('' >⎥⎦⎤ ⎢⎣⎡⇔>-n x x f x nf x xf 证明:)]'([)()('1 x f x x f nx x f x n n n =+- ;' 21)()()('⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡=--n n n n x x f x x f nx x f x 0)()('>+∴x nf x xf ,则函数)(x f x y n =单调递增;0)()('>-x nf x xf ,则n x x f y ) (= 单调递减 【例1】(2015•新课标II )设函数)('x f 是奇函数)(x f (R x ∈)的导函数,0)1(=-f ,当0>x 时,0)()('<-x f x xf ,则使得0)(>x f 成立的x 的取值范围是( ) A .)1,0()1,( --∞ B .),1()0,1(+∞- C .)0,1()1,(---∞ D .),1()1,0(+∞ 【解析】由于当x >0时,()2()()0xf x f x f x x x ''-⎡⎤=<⎢⎥⎣⎦ ,则()f x x 为减函数;又()01=-f ,()x f 为奇函数, 则()01=f ,当x >1时,()0x f ,根据奇函数的图像可得()0>x f 成立的x 的取值范围是)1,0()1,( --∞,故选A . 【例2】(2018•东莞市期末)已知奇函数()f x 的导函数为()f x ',且(1)0f -=,当0x >时()()0f x xf x '+>恒成立,则使得()0f x >成立的x 的取值范围为( ) A .)1,0()0,1( - B .)1,0()1,( --∞ C .),1()0,1(+∞- D .),1()1,(+∞--∞ 【解析】由题意可设()()g x xf x =,则()()()g x xf x f x '='+, 当0x >时,有 ()()0xf x f x '+>,∴则当0x >时,()0g x '>,∴函数()()g x xf x =在(0,)+∞上为增函 数,函数()f x 是奇函数,()()()()[()]()()g x x f x x f x xf x g x ∴-=--=--==,∴函数()g x 为定义域上的偶函数,由(1)0f -=得,(1)0g -=,函数()g x 的图象大致如图: 由函数的图象得,10x -<<或1x >,∴使得()0f x >成立的x 的取值范围是:(1-,

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档