专题一含参数导数问题的分类讨论
导数是研究函数的图象和性质的重要工具，自从导数进入高中数学教材以来，有关导数问题几乎是每年高考的必考试题之一?随着高考对导数考查的不断深入，含参数的导数问题成为了历年高考命题的热点?由于含参数的导数问题在解答时往往需要对参数进行分类讨论，
如何进行分类讨论成为绝大多数考生答题的难点.
在众多的含参数导数问题中，根据所给的参数的不同范围去讨论函数的单调性是最常见的题目之一，求函数的极值、最值等问题，最终也需要讨论函数单调性?对于含参数导数问题的单调性的分类讨论，常见的分类讨论点有以下三个：
分类讨论点1:求导后，考虑f X 0是否有实根，从而引起分类讨论；
分类讨论点2:求导后，f X 0有实根，但不清楚f X 0的实根是否落在定义域内，从而引起分类讨论；
分类讨论点3:求导后，f X 0有实根，f X 0的实根也落在定义域内，但不清楚这些实根的大小关系，从而引起分类讨论.
以上三点是讨论含参数导数问题的单调性的三个基本分类点，在求解有关含参数导数问题的单调性时，可按上述三点的顺序对参数进行讨论?因此，对含参数的导数问题的分类讨论，还是有一定的规律可循的.当然，在具体解题中，可能要讨论其中的两点或三点，这时的讨论就会复杂一些了，也有些题目可以根据其式子和题目的特点进行灵活处理，减少分类讨论，需要灵活把握.
例1
设a O ,讨论函数f X In X a 1 a X2 2 1 a X的单调性.
1
【解析】f X的定义域是0, . f X 2a 1 a X 2 1 a
X
2
2a 1 a X 2 1 a X 1
X
令g X 2a 1 a X2 2 1 a X 1 ,则fx 0的根的情况等价于g X 0的根的情
况?由于g X的函数类型不能确定，所以需要对a进行分类讨论从而确定函数的类型.
1
(1)当a 1时，g X是常数函数，此时g X 1 , f X —0 ,于是fx在0,
X
上递增?
(2)当a 1时，g X 是二次函数，类型确定后，我们首先考虑讨论点1―― f X 0是 否有实根的问题?由于 g X 不能因式分解，所以我们考虑其判别式
4 a 1 3a 1 ,判
别式的正负影响到 g X 0的根的情况，由此可初步分为以下三种情况：①当
O ,即
1
0 ,即卩a -时，g X 0有两个相等的实根；③
3
1时，g X 0有两个不等的实根.
上递增.
而利用韦达定理进行判断是一个快捷的方法.
当a 1时，有χ1 χ2 0且χ1χ2 0 ,此时χ2 0 X 1 ,由f x 0可得0 x
X 1 ,所以
f X 在0, X i 上递增；由f X 0可得X X i ,所以f X 在X i ,
上递减.
1
综上所述，当0 a 时，f X 在0,x 1和x 2,
上递增，在 x i , x 2上递减；当
3 1
-a 1时，f X 在0, 上递增；当a 1时，f x 在0必 上递增，在X i , 上递减.其
3
1
y
∣~a ^^1 ^^3a 1
i I y F a ^^1 ~3a^^T 中 X i
, X 2
2a 2a 1 a
2a 2a 1 a
a 1时，g X 0没有实根；②当
对于第①种情况,
O 没有实根且永远在 X 轴上方，于 是f X 0,所以f X 在
0,
上递增. 对于第②种情况,
0有两个相等的实根
f X 0,所以f X 在0,
对于第③种情况,
0有两个不等的实根, X I
1 2a
a 1 3a 1
和
2a 1 a
a 1 3a 1 1
X 2 2a 2a 1 a
?由于不知道两根是否落在定义域
0,
内，因此要考虑讨论点 2 ,
因为X 1
X
a ，χιχ2奇—，所以当0 a 1
时,
X I X 2 0且X 1X 2 0 ,此时
两个根都在定义域内切 0 χ1 X 2 (因为X 与X 2的大小关系已经确定,
所以不需要考虑讨论点 3 ) ?由f X 0可得0 X X 1或X X 2 ,所以f X 在0, N 和X 2,
上递增；由f X 0
可得X i
X X 2 ,所以
X 在X i , X 2上递减.
【解析】(1)定义域为
1
O, , f X -
X
I kx 1
k
X
法1：①当k O时，f
1
X O ,函数f
X
X在1,2为增函数，所以
f X i f 1 O .
min
②当k O时，令f X
1
O可得X 1.
k
1
(i )当1
k
O ,即卩k O 时，f X O在1,2上恒成立，函数f X在1,2为增函数，
所以 f X i
min
f 1O .
( ii )当O
11，
即k 1时， f X O在1,2上恒成立，所以 f X在1,2为减函数,
所以 f X f 2In 2 k .
min
(ii i
1
)当1
k
2 ,即O k1时，f X
2
O在1,2上恒成立，所以f X在1,2为增函
数，所以f X min f 1 O .
(iv
1
)当1 -
1
2 ,即k1时，由f X O可得1X丄，由f X O可得
1X 2 , k2k k
所以f X在1,1上递增，在1
—,2上递减.于亍是f X在1,2上的最小值为f1O或
k k
1
11 ②当k 0时，由f X 0可得OX ,由f X 0可得X ,所以f X 在0,— k
k
k
1
上递增，在 丄， 上递减.于是f X 在1,2上的最小值为f 1
0或f 2 ln 2 k .
k
(i )当 0 ln2 k ,即0 k In2 时，f X
min
f 1
0. (ii )当 0 In2
k ，即k In2 时，f X i f min
2
In 2 k .
综上所述，
当
? k In2 时，f X i
f 1
0；当 k min
In2 时，f X
f 2 In 2 k .
min
(2)解答详见专题三例1.
【点评】处理好函数的单调就能求出函数的最值.
法
1是按照常见的3个分类讨论
考虑根在不在疋乂域 1,2内.当—0或0
— 1或一 2时，根都不在定义域内 (把-1和
f 2 In 2 k .当 O In2 k ,
即-
2
k In2 时，f X
f 1
?
min
O ;当 O In2 k ,即
In2 k 1 时，
f X
f 2
min
In 2 k .
综上所述， 当k In2 时，f X min f 1 O ；当 k In2 时，f
X min f 2 In 2 k .
法2：①当k O 时,
X O ,函数f X 在1,2为增函数，所以f X
min
f 1 O .
【解析】(1) 函数f X2
X bln X1的定义域为1,
b 2 X22X b
令g t 1 I
f X 2X X2X22X b ,贝948b . 当b —时，
X 1X 12
所以g X在1,上恒大于0 , 所以f7 ∩qp B ?Iz I-时, 函数f X在定义域
X 0，于是当b
2
1, 上递增.
(2)首先考虑g X 0是否有实根.
1
① 当 0 ,即b
时，由（1）知函数f X 无极值点.
2 1
② 当 0 ,即b —时，g X 0有唯一的实根，g X 0 ,于是f X 0在 1, 上
2
恒成立，所以函数 f X 在 1,
上递增，从而函数 f X 在 1,
上无极值点.
1
③当0 ,即b 2时,
0有两个不同的根X 1
1 √^2b X 1 √^2b ，X
2 2 ，
其中X 1 X 2 ?这两个根是否都在定义域 1,
内呢？这需要对参数 b 的取值进一步分类讨
论.
当b 0时,
X 1
1 .1 2b
2
X 2
1 . 1 2b ,
1
,
X 0可得X X 2 ,由
X 0可得 1 X X 2 ,所以f
1,X 2上递减，在X 2,
上递增，所以当b 0时,
f X 在 1,
上有唯一极小值点
X
2
1 当0b —
2 时，X 1
1
花
1 .厂 2b
2 ? 1
1 2b
1 , X 2
1,由f X 0可得
1 X
X 1 或 X X 2 ,由f X 0可得X 1
X X 2 ,所以f 1,X 1上递增，在 X n X 2上
递减，在 X 2,
上递增，所以当0
X 1
1 . 1_2b
—2—和一个极小值点X X
1 时，f X 在
2
1 2b
2 ? 1,
上有一个极大值点
综上所述，当b 0时，f X 在
1, 上有唯一的极小值点
X
2
1
b 时，f X 有一个极大值点
2 1
时，函数f X 在 1, 上无极值点. X 1 1
1 2b
U-和一个极小值点 X 2
1 1 2b
2 '当
1
1 2b t
；当
含参数导数的解题策略 导数是研究函数性质的一种重要工具，利用导数可判断函数单调性、极值、最值等，其中渗透并充分利用着构造函数、分类讨论、转化与化归、数形结合等重要思想方法，导数常作为高考的压轴题，对考生的能力要求非常高，它不仅要求考生牢固掌握基础知识、基本技能，还要求考生具有较强的分析能力和计算能力。而含参数的导数问题是近年来高考的难点和热点，本文着重就含参数导数的几种常见的解题策略加以归纳． 一、分离参数，转化为最值策略 在给出的不等式中，如果能通过恒等变形分离出参数，即：若()a f x ≥恒成立，只须求出 ()max f x ，则()max a f x ≥；若()a f x ≤恒成立，只须求出()min f x ，则()min a f x ≤，转 化为函数求最值． 例1、已知函数x x x f ln )(=.（Ⅰ）求)(x f 的最小值； （Ⅱ）若对所有1≥x 都有,1)(-≥ax x f 求实数a 的取值范围. 二、导数为0的点是否在定义域内，分类讨论策略 求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式），但不知导函数为零的实根是否落在定义域内，所以必须分类，通过令导函数为零的实根等于定义域端点值，求分点，从而引起讨论． 例2.已知a 是实数，函数))(2 a x x x f -=（. （Ⅰ）若3)1(='f ,求a 的值及曲线)(x f y =在点))1(,1(f 处的切线方程； （Ⅱ）求)(x f 在区间[0，2]上的最大值． 三、导函数为0是否存在，分类讨论策略 求导后，考虑导函数为零是否有实根（或导函数的分子能否分解因式），涉及到二次方程问题时，△与0的关系不定，所以必须分类，通过导函数是二次函数或者与二次函数有关，令△=0，求分点，从而引起讨论． 例3、已知函数，，讨论在定义域上的单调性． 四、导函数为0的方程的根大小不确定，分类讨论策略 求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式）, 导函数为零的实根也落在定义域内，但这些实根的大小关系不确定，分不了区间．所以必须分类，通过令几个根相等求分点，从而引起讨论． 例4、已知0>m ，讨论函数x e m x m mx x f 6 3)1(3)(2++++=的单调性．
导数的综合应用是历年高考必考的热点，试题难度较大，多以压轴题形式出现，命题的热点主要有利用导数研究函数的单调性、极值、最值；利用导数研究不等式；利用导数研究方程的根(或函数的零点)；利用导数研究恒成立问题等．体现了分类讨论、数形结合、函数与方程、转化与化归等数学思想的运用. 题型一 利用导数研究函数的单调性、极值与最值 题型概览：函数单调性和极值、最值综合问题的突破难点是分类讨论． （1）单调性讨论策略：单调性的讨论是以导数等于零的点为分界点，把函数定义域分段，在各段上讨论导数的符号，在不能确定导数等于零的点的相对位置时，还需要对导数等于零的点的位置关系进行讨论． (2)极值讨论策略：极值的讨论是以单调性的讨论为基础，根据函数的单调性确定函数的极值点． (3)最值讨论策略：图象连续的函数在闭区间上最值的讨论，是以函数在该区间上的极值和区间端点的函数值进行比较为标准进行的，在极值和区间端点函数值中最大的为最大值，最小的为最小值． 已知函数f (x )＝x －1 x ，g (x )＝a ln x (a ∈R )． (1)当a ≥－2时，求F (x )＝f (x )－g (x )的单调区间； (2)设h (x )＝f (x )＋g (x )，且h (x )有两个极值点为x 1，x 2，其中x 1∈? ?? ?? 0，12，求 h (x 1)－h (x 2)的最小 值． [审题程序] 第一步：在定义域内，依据F ′(x )＝0根的情况对F ′(x )的符号讨论； 第二步：整合讨论结果，确定单调区间； 第三步：建立x 1、x 2及a 间的关系及取值范围； 第四步：通过代换转化为关于x 1(或x 2)的函数，求出最小值． [规范解答] (1)由题意得F (x )＝x －1 x －a ln x ， 其定义域为(0，＋∞)，则F ′(x )＝x 2－ax ＋1 x 2， 令m (x )＝x 2－ax ＋1，则Δ＝a 2－4. ①当－2≤a ≤2时，Δ≤0，从而F ′(x )≥0，∴F (x )的单调递增区间为(0，＋∞)； ②当a >2时，Δ>0，设F ′(x )＝0的两根为x 1＝a －a 2－42，x 2＝a ＋a 2－4 2 ，
导数中分类讨论 近年，高考解答题对导数部分的考察几乎都会涉及到对某个参数的分类讨论，而考生的在这一题中的得分率并不高。主要原因有两个，一是看不懂题意，二是不会分类讨论。而分类讨论在高考中处于重要的“地位”：分类讨论思想是历年高考的必考内容，它不仅是高考的重点与热点，而且是高考的难点。每年在中高档题甚至在低档题中都设置分类讨论问题，通过分类讨论考查推理的严谨性和分析问题解决问题的能力。本人在几年的教学生涯中，对这类问题作了一定的探讨，并总结出了导数问题中解答问题的步骤及引起分类讨论的原因。 （1） 求导)(' x f （2） 令)(' x f =0 （3） 求出)('x f =0的根 （4） 作出导数的图像或等价于导数的图像（一般是二次函数或一次函数的图像） （5） 由图像写出函数的单调区间，极值，或最值 规范了步骤后，在解题过程中涉及到的分类讨论一般有：方程)(' x f =0的类型引起的讨论、 根的存在引起的讨论、根的大小引起的讨论、画图像时开口或斜率的讨论、根与给定区间:或定义域的端点的大小的讨论） 下面笔者结合若干例题对上述的分类讨论方法作一一阐述 题型一：单调性的讨论 例1.已知函数))(1ln()(2 R a x a ax x x f ∈---=,求函数)(x f 的单调区间； 例2.已知函数2 ()ln f x x x a x =-+，()a R ∈，讨论()f x 在定义域上的单调性。
例3.若函数x x ax x f ln 2 )(++=（a ≥0） ，求函数的单调区间。 例4.（2010北京） 已知函数f (x )=In(1+x )-x +2 2 x k (k ≥0)。求f (x )的单调区间。 例5.（2009北京理改编）设函数kx xe x f =)(，求函数()f x 的单调区间
由参数引起的案—— 含参导数问题 一、已知两个函数k x x x f -+=168)(2 ，x x x x g 452)(2 3 ++=，按以下条件求k 的范围。 （1）对于任意的]3,3[-∈x ，都有)()(x g x f ≤成立。 （构造新函数，恒成立问题） （2）若存在成立。，使得)()(]3,3[000x g x f x ≤-∈ （与恒成立问题区别看待） （3）若对于任意的).()(]3,3[2121x g x f x x ≤-∈，都有、 （注意21,x x 可以不是同一个x ） （4）对于任意的)()(],3,3[]3,3[1001x f x g x x =-∈-∈使得，总存在。 （注意：哪个函数的值域含于哪个函数的值域取决于：谁的x 是任意取的，谁的x 是总存在的。） （5）若对于任意0x []3,3∈-,总存在相应的[]12,3,3x x ∈-,使得102()()()g x f x g x ≤≤成立； （与（4）相同） 二、已知函数()2 1ln (1)2 f x a x x a x =+-+， a R ∈ (1)函数f (x )在区间(2,﹢∞)上单调递增，则实数a 的取值范围是 ,
(2)函数f (x )在区间(2,3)上单调，则实数a 的取值范围是 . 三、设函数3()3f x x ax =- (a R ∈)，若对于任意的[]1,1-∈x 都有()1f x ≤成立，求实数a 的取值范围. 四、含参数导数问题的三个基本讨论点 一、 求导后，考虑导函数为零是否有实根（或导函数的分子能否分解因式），从而引起讨论。 二、 求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式），但不知导函数为零的实根 是否落在定义域内，从而引起讨论。 三、 求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式）, 导函数为零的实根也落 在定义域内，但不知这些实根的大小关系，从而引起讨论。 例1、设函数3221 ()23()3 f x x ax a x a a R =-+-+∈.求函数)(x f 的单调区间和极值； （可因式分解，比较两根大小，注意别丢两根相等情况) 解： 2 2 ()4-3()(3)f x x ax a x a x a '=-+=--- ……………………………5分 0a =时，()0f x '≤，(,)-∞∞是函数的单调减区间；无极值；……………6分 0a >时，在区间(,),(3,)a a -∞∞上，()0f x '<； 在区间(,3)a a 上，()0f x '>， 因此(,),(3,)a a -∞∞是函数的单调减区间，(,3)a a 是函数的单调增区间， 函数的极大值是(3)f a a =；函数的极小值是3 4()3 f a a a =- ；………………8分 0a <时，在区间(,3),(,)a a -∞∞上，()0f x '<； 在区间(3,)a a 上，()0f x '>， 因此(,3),(,)a a -∞∞是函数的单调减区间，(3,)a a 是函数的单调增区间 函数的极大值是3 4()3 f a a a =- ，函数的极小值是(3)f a a = ………………10分 例1变式．若2 '()(1)f x x a x a =-++，若(0,)x ∈+∞,讨论()f x 的单调性。（比较根大小，考虑定义域）
含参数的导数分类讨论 【探究拓展】 探究：已知函数0,)(2≤=a e x x f ax （1）讨论函数)(x f 的单调性； （2）求函数)(x f 在区间[]1,0上的最大值. 变式1：已知函数bx ax x x f +-=22 1ln )(，且0)1('=f （1）试用含有a 的式子表示b ；（2）求)(x f 的单调区间. 变式2：函数)11(32≤≤-=x x y 的图像上有B A ,两点，且x AB x x B A //,<轴，其中点 ),2(m C ，其中3>m ， （1）试写出用点B 的横坐标t 表示ABC ?面积S 的函数解析式)(t f S =； （2）记S 的最大值为),(m g 求)(m g .
变式3：设函数2()(2)ln f x x a x a x =---，求函数()f x 的单调区间. 拓展1：设函数()()3 22316,f x x a x ax a =-++∈R ． （1）当1a =时，求证：()f x 为单调增函数； （2）当[]1,3x ∈时，()f x 的最小值为4，求a 的值． 解：（1）当1a =时，()3 2266f x x x x =-+，所以()()2 26126610f x x x x '=-+=-≥， 所以()f x 为单调增函数． （2）()()()61f x x x a '=--． ①当1a ≤时，()f x 在区间[]1,3上是单调增函数，最小值为()1f ， 由()14f =，得513 a =>（舍去）． ②当13a <<时，()f x 在区间()1,a 上是减函数，在区间(),3a 上是增函数，最小值为()f a ， 由()4f a =，得2a =或1a =-（舍去）．
高考导数问题常见的分类讨论典型例题 1.需对函数c bx ax x f ++=2)(是否为二次函数进行讨论或需对一元二次方程的判别式进行讨论的问题。由于许多问题通过求导后转化为二次函数或二次不等式，它们对应的二次方程是否有解，就要对判别式讨论。 例1、已知函数32()3(0),()()2f x x ax bx c b g x f x =+++≠=-且是奇函数.（Ⅰ）求a ,c 的值； （Ⅱ）求函数f (x )的单调区间. 例2、设函数3()3(0)f x x ax b a =-+≠. （Ⅰ）若曲线()y f x =在点(2,())f x 处与直线8y =相切，求,a b 的值； （Ⅱ）求函数()f x 的单调区间与极值点. 例3、已知函数2()(2ln ),(0)f x x a x a x =-+->，讨论()f x 的单调性. 例4、已知函数)0.()1ln()(2≤++=a ax x x f ,讨论)(x f 的单调性； 例5、设函数2 ()(0)f x ax bx k k =++>在0x =处取得极值，且曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线垂直于直线210x y ++=．（Ⅰ）求,a b 的值；（Ⅱ）若函数()() x e g x f x =，讨论() g x 的单调性． 例6、函数31()3 f x x kx =-,其中实数k 为常数. (I) 当4k =时，求函数的单调区间； (II) 若曲线()y f x =与直线y k =只有一个交点，求实数k 的取值范围. 练习：设函数()()2 ln 1f x x b x =++，其中0b ≠，求函数()f x 的极值点。 2、需对一元二次方程两根大小为标准分类讨论的问题。由于求单调区间通常要解一元二次不等式，要写出它的解，就必须知道它两根的大小，否则就要对两根大小分类讨论。求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式），但不知导函数为零的实根是否落在定义域内，从而引起讨论。求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式），导函数为零的实根也落在定义域内，但不知这些实根的大小关系，从而引起讨论。 例7、设函数（），其中．当时,求函数的极大值和极小值
运用导数解决含参问题 运用导数解决含参函数问题的策略 以函数为载体，以导数为工具，考查函数性质及导数应用为目标，是最近几年函数与导数交汇试题的显著特点和命题趋向。运用导数确定含参数函数的参数取值范围是一类常见的探索性问题，主要是求存在性问题或恒成立问题中的参数的范围。 解决这类问题，主要是运用等价转化的数学思想，通过不断地转化，把不熟悉、不规范、 复杂的问题转化为熟悉、规范甚至模式化、简单的问题。 解决的主要途径：是将含参数不等式的存在性或恒成立问题根据其不等式的结构特 征，恰当地构造函数，等价转化为：含参函数的最值讨论。 一、含参函数中的存在性问题 利用题设条件能沟通所求参数之间的联系，建立方程或不等式（组）求解。这是求存在性范围问题最显然的一个方法。 例题讲解 例1：已知函数x x x f ln 2 1)(2+= ，若存在],1[0e x ∈使不等式 m x f ≤)(0，求实数m 的取值范围 二、含参函数中的恒成立问题 可先利用题设条件建立变量的关系式，将所求变量和另一已知变量分离，得到函数关系，从而使这种具有函数背景的范围问题迎 刃而解，再由已知变量的范围求出函数的值域，即为所求变量的范围。类型有：(1)双参数
中知道其中一个参数的范围；(2)双参数中的范围均未知。 一、选择题 1 ．（2013年课标Ⅱ）已知函数32()f x x ax bx c =+++,下列结论中错误的是（ ） A ．0x ?∈R,0()0 f x = B.函数()y f x =的图像是中心对称图形 C ．若0x 是()f x 的极小值点,则()f x 在区间0(,)x -∞上单调递减 D ．若0x 是()f x 的极值点,则0'()0 f x = 2 ．（2013年大纲）已知曲线()4 2 1-128=y x ax a a =+++在点，处切线的斜率为，（） A ．9 B ．6 C ．-9 D ．-6 3 ．（2013年湖北）已知函数()(ln )f x x x ax =-有两个极值点,则实数a 的取值范围是（ ） A ．(,0)-∞ B ．1 (0,)2 C ．(0,1) D ．(0,)+∞ 4.若函数3 2 ()1f x x x mx =+++是R 上的单调函数，则实数m 的取值范围是: （ ）
导数中分类讨论的三种常见类型 高中数学中，分类讨论思想是解决含有参数的复杂数学问题的重要途径，而所谓分类讨论，就是当问题所给的研究对象不能进行统一的研究处理时，对研究对象按照某种标准进行分类，然后对每一类的对象进行分别的研究并得出结论，最后综合各类的研究结果对问题进行整体的解释. 几乎所有的高中生都对分类讨论思想有所了解，而能正确运用分类讨论思想解决问题的不到一半，不能运用分类讨论思想解决具体问题的主要原因是对于一个复杂的数学问题不知道该不该去分类以及如何进行合理的分类，下面根据导数中3种比较常见的分类讨论类型谈谈导数中如何把握对参数的分类讨论. 1.导函数根的大小比较 实例1：求函数()32 1132 a f x x x ax a -=+--，x R ∈的单调区间. 分析：对于三次或三次以上的函数求单调区间，基本上都是用求导法，所以对 函数()32 1132 a f x x x ax a -=+--进行求导可以得到导函数 ()()'21f x x a x a =+--，观察可知导函数可以因式分解为()()()()'211f x x a x a x a x =+--=-+，由此可知方程()'0f x =有两个实根1x a =，21x =-，由于a 的范围未知，要讨论函数()32 1132 a f x x x ax a -= +--的单调性，需要讨论两个根的大小，所以这里分1a <-，1a =-，1a >-三种情况进行讨论： 当1a <-时，()f x ，()'f x 随x 的变化情况如下： 所以，函数()f x 的单调递增区间为(),a -∞和()1,-+∞，单调递减区间为(),1a -. 当1a =-时， ()'0f x ≥在R 上恒成立，所以函数()f x 的单调递增区间为 (),-∞+∞，没有单调递减区间. 当1a >-时，()f x ，()'f x 随x 的变化情况如下：
含参数导数问题的三个基本讨论点 导数是研究函数图像和性质的重要工具，自从导数进入高中数学教材以来，有关导数问题是每年高考的必考试题之一。随着高考对导数考查的不断深入，含参数的导数问题又是历年高考命题的热点。由于含参数的导数问题在解答时往往需要对参数进行讨论，因而它也是绝大多数考生答题的难点，具体表现在：他们不知何时开始讨论、怎样去讨论。对这一问题不仅高中数学教材没有介绍过，而且
在众多的教辅资料中也难得一见，本文就来讨论这一问题，供大家参考。 一、 求导后，考虑导函数为零是否有实根（或导函数的分子能否分解因式），从而引起讨论。 例1（2008年高考广东卷（理科） 设k R ∈ ，函数 1 ,11(),()(),1x x f x F x f x kx x R x ??? 。 考虑导函数 '()0 F x =是否有实根，从而需 要对参数k 的取值进行讨论。
（一）若1 x <，则 () () 2 2 11'()1k x F x x --= -。由于当0 k ≤时， '()0 F x =无实根，而当0 k >时， '()0 F x =有实根， 因此，对参数k 分0 k ≤和0 k >两种情况讨论。 （1） 当0 k ≤时， '()0 F x ≥在 (,1) -∞上恒成立， 所以函数() F x 在 (,1) -∞上为增函数； （2） 当 k >时， () () 2 2 11'()11k x F x x x --= =-- 由 '()0 F x = ，得121,1x x ?? == ?? ， 因为0 k >，所以 12 1x x <<。 由 '()0 F x >， 得 11x <<；由 '()0F x < ， 得 1x <
导数习题题型十七：含参数导数问题的分类讨论问题 含参数导数问题的分类讨论问题 1．求导后，导函数的解析式含有参数，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式）, 导函数为零的实根中有参数也落在定义域内，但不知这些实根的大小关系，从而引起讨论。 ★已知函数ax x a x x f 2)2(2 131)(23++-=（a>0）,求函数的单调区间 )2)((2)2()(--=++-='x a x a x a x x f ★★例1 已知函数x a x a x x f ln )2(2)(+-- =（a>0）求函数的单调区间 2 2 2) )(2(2)2()(x a x x x a x a x x f --=++-=' ★★★例3已知函数()()22 21 1 ax a f x x R x -+=∈+，其中a R ∈。 （Ⅰ）当1a =时，求曲线()y f x =在点()() 2,2f 处的切线方程； （Ⅱ）当0a ≠时，求函数()f x 的单调区间与极值。 ! 解：（Ⅰ）当1a =时，曲线()y f x =在点()() 2,2f 处的切线方程为032256=-+y x 。 （Ⅱ）由于0a ≠，所以()() 1 2)1(222+-+='x x a x f ,由 ()'0f x =，得121 ,x x a a =-=。这两个实根都在定 ()()()()()() 2 2 ' 2222 122122111a x a x a x x ax a a f x x x ? ?--+ ?+--+??==++义域R 内，但不知它们之间 的大小。因此，需对参数a 的取值分0a >和0a <两种情况进行讨论。 (1)当0a >时，则12x x <。易得()f x 在区间1,a ? ? -∞- ??? ，(),a +∞内为减函数， 在区间1,a a ?? - ??? 为增函数。故函数()f x 在11x a =-处取得极小值 21f a a ?? -=- ??? ； 函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。 （1） 当0a <时，则12x x >。易得()f x 在区间),(a -∞，),1 (+∞-a 内为增函数，在区间 )1,(a a -为减函数。故函数()f x 在11 x a =-处取得极小值 21f a a ?? -=- ??? ；函数 ()f x 在 2x a =处取得极大值()1f a =。
例说导数含参问题的处理策略详解 (完美终结篇) 张成 壹叁捌叁捌伍叁捌贰肆贰 一、 和单调性有关的含参问题 1. 求单调区间：本质是解含参不等式 例1：求2 ()()x a f x x -= 的单调区间 【解】2 ()() ()x a a x f x x -+'= 12x a x a ==- 当0a =时，()10f x '=>，故只有增区间：(,0),(0,)-∞+∞不能并哦 当0a >时，由2 ()() ()0x a x x f a x -+'= >即()(x a)0x a -+>得,x a x a <->， 由()(x a)0x a -+<得a x a -<< 当0a <时，由()0f x '>得,x a x a <>- 由()0f x '<得a x a <<- 综上所述：当0a =时函数增区间为(,0),(0,)-∞+∞ 当0a >时函数增区间为：(,),(,)a a -∞-+∞减区间为：(,)a a - 当0a <时函数增区间为：(,),(,)a a -∞-+∞减区间为：(,)a a - 例2：求函数f (x )＝x 2e ax 的单调区间． 【解】 函数f (x )的导数f ′(x )＝2x e ax ＋ax 2e ax ＝(2x ＋ax 2)e ax . 1220x x a ==- (1)当a ＝0时，由f ′(x )＜0得 x ＜0；由f ′(x )＞0，得x ＞0 所以当a ＝0时，函数f (x )在区间(－∞，0)上为减函数，在区间(0，＋∞)上为增函数． 当a ≠0时，1220 x x a ==- (2)当a ＞0时，由2x ＋ax 2＞0，得x ＜－2a 或x ＞0；由2x ＋ax 2＜0，得－2 a ＜x ＜0. 所以当a ＞0时，函数f (x )在(－∞，－2a )和(0，＋∞)上为增函数，在区间(－2 a ，0)上为减函数． (3)当a ＜0时，由2x ＋ax 2＞0，得0＜x ＜－2a ；由2x ＋ax 2＜0，得x ＜0或x ＞－2 a ， 所以当a ＜0时，函数f (x )在区间(－∞，0)和(－2a ，＋∞)上为减函数，在区间(0，－2 a )上为增函数 总结：两个根大小不定时要讨论 2. 逆向问题：已知函数在某区间上单调性，求参数取值范围 （1） 解析式含参时：本质是恒成立问题: ()0f x '≥（()0f x '≤）恒成立 思路1：转化为求非含参一段函数的最值（范围） 思路2：数形结合 注意事项：端点能否取等号要注意
1．设函数． （1）当时，函数与在处的切线互相垂直，求的值； （2）若函数在定义域内不单调，求的取值范围； （3）是否存在正实数，使得对任意正实数恒成立？若存在，求出满足条件的实数；若不存在，请说明理由． 2．已知函数是的导函数，为自然对数的底数．（1）讨论的单调性； （2）当时，证明：； （3）当时，判断函数零点的个数，并说明理由． 3．已知函数（其中，）. （1）当时，若在其定义域内为单调函数，求的取值范围； （2）当时，是否存在实数，使得当时，不等式恒成立，如果存在，求的取值范围，如果不存在，说明理由（其中是自然对数的底数，）. 4．已知函数，其中为常数. （1）讨论函数的单调性； （2）若存在两个极值点，求证：无论实数取什么值都有. 5．已知函数（为常数）是实数集上的奇函数，函数是区间上的减函数. （1）求的值； （2）若在及所在的取值范围上恒成立，求的取值范围；（3）讨论关于的方程的根的个数.
6．已知函数()()ln ,x f x ax x F x e ax =-=+，其中0,0x a ><. （1）若()f x 和()F x 在区间()0,ln3上具有相同的单调性，求实数a 的取值范围； （2）若21,a e ? ? ∈-∞- ??? ，且函数()()12ax g x xe ax f x -=-+的最小值为M ，求M 的最小值. 7．已知函数()ln x m f x e x +=-. （1）如1x =是函数()f x 的极值点，求实数m 的值并讨论的单调性()f x ； （2）若0x x =是函数()f x 的极值点，且()0f x ≥恒成立，求实数m 的取值范围（注：已知常数a 满足ln 1a a =）. 8．已知函数()()2 ln 12x f x mx mx =++-，其中01m <≤． （1）当1m =时，求证：10x -<≤时，()3 3 x f x ≤； （2）试讨论函数()y f x =的零点个数． 9．已知e 是自然对数的底数,()()()1 2ln ,13x F x e x x f x a x -=++=-+. （1）设()()()T x F x f x =-,当112a e -=+时, 求证：()T x 在()0,+∞上单调递增； （2）若()()1,x F x f x ?≥≥,求实数a 的取值范围. 10．已知函数()2x f x e ax =+- （1）若1a =-，求函数()f x 在区间[1,1]-的最小值； （2）若,a R ∈讨论函数()f x 在(0,)+∞的单调性； （3）若对于任意的1212,(0,),,x x x x ∈+∞<且 [][]2112()()x f x a x f x a +<+都有成立，求a 的取值范围。
函数、导数中含参数问题与恒成立问题的解题技巧与方法 含参数问题及恒成立问题方法小结： 1、分类讨论思想 2、判别法 3、分离参数法 4、构造新函数法 一、分离讨论思想： 例题1： 讨论下列函数单调性： 1、()x f =();1,0,≠>-a a a a x 2、()x f =)0,11(1 2≠<<--b x x bx 二、判别法 例2：已知不等式04)2(2)2(2 <--+-x a x a 对于x ∈Ｒ恒成立，求参数a 的取值范围． 解：要使04)2(2)2(2<--+-x a x a 对于x ∈Ｒ恒成立，则只须满足： （1）???<-+-<-0)2(16)2(4022a a a 或 （2）?? ???<-=-=-040)2(202a a 解（1）得???<<-<2 22a a ，解（2）a ＝２ ∴参数a 的取值范围是－２＜a ≤２． 练习1. 已知函数])1(lg[22a x a x y +-+=的定义域为R ，求实数a 的取值范围。 三、分离法参数： 分离参数法是求参数的取值范围的一种常用方法，通过分离参数，用函数观点讨论主变量的变化情况，由此我们可以确定参数的变化范围.这种方法可以避免分类讨论的麻烦，从而使问题得以顺利解决.分离参数法在解决有关不等式恒成立、不等式有解、函数有零点、函数单调性中参数的取值范围问题时经常用到. 解题的关键是分离出参数之后将原问题转化为求函数的最值或值域问题.即： （1） 对任意x 都成立()min x f m ≤ （2）对任意x 都成立。 例3．已知函数]4,0(,4)(2∈--=x x x ax x f 时0)( 一．含参数导数问题的分类讨论问题 求导后，导函数的解析式含有参数，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式）, 导函数为零的实根中有参数也落在定义域内，但不知这些实根的大小关系，从而引起讨论。 ★例1已知函数ax x a x x f 2)2(2 131 )(23++-=（a>0）,求函数的单调区间 ★★例2已知函数x a x a x x f ln )2(2 )(+--=（a>0）求函数的单调区间 ★★★例3已知函数()()22211 ax a f x x R x -+=∈+，其中a R ∈。 （Ⅰ）当1a =时，求曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程； （Ⅱ）当0a ≠时，求函数()f x 的单调区间与极值。 。 练习：已知函数 当时，讨论的单调性. 二．已知函数的单调性求参数范围可以转化为不等式恒成立问题； ．例4.已知函数f (x )＝ln a ＋ln x x 在[1，＋∞)上为减函数，则实数a 的取值范围为__________． 练习：已知函数f (x )＝x 3＋ax 2－x ＋c ，且 a ＝f ′? ?????23. (1)求a 的值； (2)设函数g (x )＝(f (x )－x 3)·e x ，若函数g (x )在x ∈[－3，2]上单调递增，求实数c 的取值范围． 恒成立分参 例1：设函数f (x )＝kx 3－3x ＋1(x ∈R )，若对于任意x ∈[－1,1]，都有f (x )≥0成立，则实数k 的值为________． 练习： 当x ∈[－2,1]时，不等式ax 3－x 2＋4x ＋3≥0恒成立，则实数a 的取值范围是( ) A ．[－5，－3] B ．[－6，－98 ]C ．[－6，－2] D ．[－4，－3] 导数中的分类讨论问题 题目 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】 导数中的分类讨论问题 分类讨论是一种重要的数学思想方法，当问题的对象不能进行统一研究时，就需要对研究的对象进行分类，然后对每一类分别研究，给出每一类的结果，最终综合各类结果得到整个问题的解答；同时，分类讨论是一种逻辑方法，在中学数学中有极广泛的应用。根据不同标准可以有不同的分类方法，但分类必须遵守分类讨论的原则： (1)不重不漏． (2)标准要统一，层次要分明． (3)能不分类的要尽量避免或尽量推迟，决不无原则地讨论． 同时遵守解分类问题的步骤： (1)确定分类讨论的对象，即对哪个变量或参数进行分类讨论． (2)对所讨论的对象进行合理的分类． (3)逐类讨论，即对各类问题详细讨论，逐步解决． (4)归纳总结，将各类情况总结归纳 有关分类讨论的导数数学问题需要运用分类讨论思想来解决，引起分类讨论的原因大致可归为以下四种：1、因为未知数的系数与0的关系不定而引起的分类；2、在求极值点的过程中，涉及到二次方程问题时，△与0的关系不定而引起的分类；3、极值点的大小关系不定而引起的分类；4、极值点与区间的关系不定而引起分类。几种类型都围绕着解方程展开，函数解析式都带有参数，能否解决问题主要是看能否准确的找到分点，对参数进行准确的分类。以下就如何准确的找到以上四种类型的分点进行分析和探讨。 题型一、 未知数的系数与零的关系不定：这一类问题的特点是，求出导函数 之后导函数中自变量的系数有参数。其值可能为零，因此必须分为等于零和不等于零两种，分点为零（如果是二次方程应该更具体的分为三种：①a=0，②a>0,③a<0） 例1.已知函数2()(1)ln 1f x a x ax =+++. (1)讨论函数()f x 的单调性； (2)设a ≤－2，求证：对任意x 1，x 2∈(0，＋∞)，|f (x 1)－f (x 2)|≥4|x 1－x 2|. 题型二、 在求极值点的过程中，涉及到二次方程问题时，△与0的关系不定而 引起的分类； 这一类问题的特点是导函数是二次函数或者与二次函数有关，相应方程是一元二次方程或者可以转化成一元二次方程来求解。令△=0，求分点。 例2.已知函数2()ln f x x x a x =-+，()a R ∈，讨论()f x 在定义域上的单调性。 题型三、极值点的大小关系不定而引起的分类；这一类问题的特点是导函数为零的方程有解，但是几个根的大小关系不确定，分不了区间。因此必须分类讨论，令几个根相等求分点。 专题02导数中的参数问题 【题型综述】 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。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．已知函数()ln sin f x x a x =-在区间,64ππ?? ? ???上是单调增函数，则实数a 的取值范围为() A .43, π?-∞ ?? B .42,π?-∞ ?? C .4243,ππ?? ?? D .42 ,π??+∞?? ??? 【思路引导】已知函数()f x 在固定区间上的单调性，先转化为()11 cos 0cos f x a x a x x x '= -≥?≤在固定区间上恒成立，cos 0x >在固定区间上是成立的，故而把自变量x 与参数a 进行完全分离，转化为求不含参函数()1 cos h x x x = 的最值问题，再利用求导求单调性就可以求的函数()h x 的最值。 导数中的分类讨论问题 分类讨论思想就是根据所研究对象的性质差异，分各种不同的情况予以分析解决.分类讨论题覆盖知识点较多，利于考查学生的知识面、分类思想和技巧；同时方式多样，具有较高的逻辑性及很强的综合性，树立分类讨论思想，应注重理解和掌握分类的原则、方法与技巧、做到“确定对象的全体，明确分类的标准，分层别类不重复、不遗漏的分析讨论.” 一、导函数为二项式，并且参数独立成项 例：已知函数 ()ln(1)(1)1f x x k x =---+，求函数()f x 的单调区间； 解:（1）'1(),(1)1 f x k x x =->-,所以, 0k ≤当时,'()0;f x ≤0k >当时,由'()0f x >得:11,x k <+所以, 0k ≤当时()()1,f x +∞在上为增函数； 0k >当时1()1,1f x k ??+ ???在上为增函数；在11,k ??++∞ ??? 上为减函数； 二、导函数为三项式时（主要是二次三次式或变形后为二次三项式的含参讨论） 1、二次项系数引起的分类讨论 例：已知函数1)1(ln )(2+-+=x p x p x f , 当0>p 时，讨论函数)(x f 的单调性。 解： ()f x 的定义域为（0，+∞） ，()()()x p x p x p x p x f +-=-+=2'1212， 当 1>p 时，'()f x ＞0，故()f x 在（0，+∞）单调递增； 当0＜p ＜1时，令'()f x =0，解得() 12--=p p x . 则当()???? ?? --∈12,0p p x 时，'()f x ＞0；()??? ? ??∞+--∈,12p p x 时，'()f x ＜0. 故()f x 在()???? ??--12,0p p 单调递增，在()??? ? ??∞+--,12p p 单调递减. 2、二次函数对称轴与给定区间引起的分类讨论 例：已知函数322()233f x x ax x =-++，令()l n (1)3g x x f x =++- ，若()g x 在 1(,)2 -+∞上单调递增，求实数a 的取值范围. 解：由已知得22()ln(1)3(243)ln(1)24g x x x ax x x ax =++--++=++-， A 3,?+∞?( 3,+∞ 2 )2ln x x =-1)上不是单调函数 【知识点7:含参数的恒成立问题】 1.若函数32 1()(1)132 a f x x x a x = -+-+在区间(1,4)上是减函数,在区间(6,)+∞上是增函数,则实数a 的取值范围为 . 2.已知函数()3 2 3()1,2 f x ax x x R =-+∈其中0a >. (1)若1a =,求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程; (2)若在区间11,22?? -???? 上,()0f x >恒成立,求a 的取值范围. 3.已知2 ()2ln .f x x x =- (1)求()f x 的最小值; (2)若21 ()2f x tx x ≥-在(]0,1x ∈内恒成立,求t 的取值范围. 4.已知函数3 ()3f x x ax b =-+(,)a b R ∈在2x =处的切线方程914y x =-. (1)求()f x 的单调区间; (2)令2 ()2g x x x k =-++,若对任意[]10,2x ∈,均存在[]20,2x ∈,使得()()12f x g x <,求实数k 的取值范围. 5.已知函数()1ln ()f x ax x a R =--∈. (1)讨论函数()f x 在定义域内的极值点的个数. (2)若函数()f x 在1x =处取得极值,对(0,)x ?∈+∞,()2f x bx ≥-恒成立,求实数b 的取值范围. (3)当1x y e >>-时,证明ln(1) ln(1) x y x e y -+> +. 高二理数期中专题复习卷----导数专题(二) (答案) 【知识点5】 1. B 2.B 3. 3 1, 2?? ???? 4. . 5. 导数问题常见的分类讨论典型例题 由于导数内容对大学数学与中学数学的衔接具有重大的作用，所以自从导数进入高考后，立即得到普遍地重视，在全国各地的数学高考试卷中占有相当重的份额，许多试题放在较后的位置，且有一定的难度.利用导数解决函数的单调性和极值问题，经常需要进行分类讨论,所以导数与分类讨论结下了不解之缘，要想获得数学高考的高分，必须占领这块“阵地”. 分类讨论是中学数学的一种解题思想，如何正确地对某一问题进行正确地分类讨论，这就要求大家平时就要有一种全局的观点，同时要有不遗不漏的观点。只有这样在解题时才能做到有的放矢。下面我想通过对导数类题的解答的分析，来揭示如何水道渠成顺理推舟进行分类讨论。 1.需对函数c bx ax x f ++=2)(是否为二次函数进行讨论或需对一元二次方程的判别式进行讨论的问题。由于许多问题通过求导后转化为二次函数或二次不等式，它们对应的二次方程是否有解，就要对判别式讨论。 例1、已知函数32()3(0),()()2f x x ax bx c b g x f x =+++≠=-且是奇函数.（Ⅰ）求a ,c 的值； （Ⅱ）求函数f (x )的单调区间. 2、需对一元二次方程两根大小为标准分类讨论的问题。由于求单调区间通常要解一元二次不等式，要写出它的解，就必须知道它两根的大小，否则就要对两根大小分类讨论。求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式），但不知导函数为零的实根是否落在定义域内，从而引起讨论。求导后，导函数为零有实根（或导函数的分子能分解因式），导函数为零的实根也落在定义域内，但不知这些实根的大小关系，从而引起讨论。 例2、设函数（），其中．当时,求函数的极大值和极小值 参数范围统一解，函切两等显神通 何凌州 一．前言 在高考中，有许多涉及到参数的导数问题，许多学生害怕求导后根据参数的分类讨论，于是常常白白放弃得分的机会。事实上，有一种方法可以很好地解决此类问题，笔者在市面上的教辅练习中暂未找到系统介绍此方法的章节，故想把该方法分享给大家。暂将该方法定名为“参数范围统一解，函切两等显神通”。 二．标题解释 “参数范围统一解”说明了该方法运用的广泛性，凡是函数中有一个参数的，均可以用此方法，例：f(x)=e x?1?a(1+ln x)。若没有参数，例：f(x)=e x?1?1?ln x就无法使用该方法。“函切两等显神通”说明了完成一道题需要两个等式，即函数值相等，切线值相等，这两个等式是该类题目能够完成的关键。 三．例题 已知函数 f(x)=e x?1?a(1+ln x)有两个零点，求a的取值范围。 此题分析：若此题为一道大题，解题步骤会稍微有些麻烦，需要用到隐形零点的方法。若此题为一道小题，可以直接运用笔者介绍的下述方法。 第一步：f(x)=0可推出：e x?1=a(1+ln x)① ②第二步：对等式左右两边同时求导得：e x?1=a x 第三步：①÷②可得： 1=(1+ln x)x 第四步：解出(或观察出)x的解：x=1 第五步：将x的解代入①式或②式，解到a的值: a=1 第六步：大致绘制当a=1时a(1+ln x)和e x?1的图像(两图像相切)，此时有一个交点 后续：通过对图像的认知，判断a与0和1的关系进而得到答案 即：分类讨论要按照a<0,a=0,0导数含参数取值范围分类讨论题型总结与方法归纳
导数中的分类讨论问题题目
导数02-导数中的参数问题(有答案)
导数中的分类讨论依据问题
导数复习专题(含参问题汇总)
导数问题常见的分类讨论典型例题
含参数导数问题的巧妙解法
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