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高考数学专题 导数的综合应用(解析版)

高考数学专题 导数的综合应用(解析版)
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专题16 导数的综合应用

【要点提炼】

1.利用导数研究函数的零点

函数的零点、方程的实根、函数图象与x轴的交点的横坐标是三个等价的概念,解决这类问题可以通过函数的单调性、极值与最值,画出函数图象的变化趋势,数形结合求解.

2.三次函数的零点分布

三次函数在存在两个极值点的情况下,由于当x→∞时,函数值也趋向∞,只要按照极值与零的大小关系确定其零点的个数即可.存在两个极值点x1,x2且x1

3.利用导数解决不等式问题

(1)利用导数证明不等式.

若证明f(x)

(2)利用导数解决不等式的“恒成立”与“存在性”问题.

①f(x)>g(x)对一切x∈I恒成立?I是f(x)>g(x)的解集的子集?[f(x)-g(x)]min>0(x∈I).

②?x∈I,使f(x)>g(x)成立?I与f(x)>g(x)的解集的交集不是空集?[f(x)-g(x)]max>0(x∈I).

③对?x1,x2∈I使得f(x1)≤g(x2)?f(x)max≤g(x)min.

④对?x1∈I,?x2∈I使得f(x1)≥g(x2)?f(x)min≥g(x)min.

4.(1)判断含x,ln x,e x的混合式的函数值的符号时,需利用x0=eln x0及e x≥x

+1,ln x≤x-1对函数式放缩,有时可放缩为一个常量,变形为关于x的一次式或二次式,再判断符号.

(2)会对复杂函数式或导数式(如含x,ln x,e x的混合式)变形,如拆分为两个函数处理,好处是避免由于式子的复杂导致的思路无法开展.

考点

考向一利用导数研究函数的零点

【典例1】已知函数f(x)=e x-a(x+2).

(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

解(1)当a=1时,f(x)=e x-x-2,x∈R,则f′(x)=e x-1.

当x<0时,f′(x)<0;当x>0时,f′(x)>0.

所以f(x)在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.

(2)f′(x)=e x-a.

①当a≤0时,f′(x)>0,

所以f(x)在(-∞,+∞)单调递增.

故f(x)至多存在一个零点,不合题意.

②当a>0时,由f′(x)=0,可得x=ln a.

当x ∈(-∞,ln a )时,f ′(x )<0; 当x ∈(ln a ,+∞)时,f ′(x )>0.

所以f (x )在(-∞,ln a )单调递减,在(ln a ,+∞)单调递增. 故当x =ln a 时,f (x )取得最小值,最小值为f (ln a )=-a (1+ln a ).

(ⅰ)若0

e ,则

f (ln a )≥0,f (x )在(-∞,+∞)至多存在一个零点,不合题意. (ⅱ)若a >1

e ,则

f (ln a )<0.

由于f (-2)=e -2>0,所以f (x )在(-∞,ln a )存在唯一零点. 由(1)知,当x >2时,e x -x -2>0.

所以当x >4且x >2ln(2a )时,f (x )=e x 2·e x 2-a (x +2)>e ln(2a )·? ????

x 2+2-a (x +2)=2a >0. 故f (x )在(ln a ,+∞)存在唯一零点. 从而f (x )在(-∞,+∞)有两个零点. 综上,a 的取值范围是? ??

??

1e ,+∞.

探究提高 1.三步求解函数零点(方程根)的个数问题.

第一步:将问题转化为函数的零点问题,进而转化为函数的图象与x 轴(或直线y =k )在该区间上的交点问题;

第二步:利用导数研究该函数在该区间上单调性、极值(最值)、端点值等性质; 第三步:结合图象求解.

2.已知零点求参数的取值范围:(1)结合图象与单调性,分析函数的极值点,(2)依据零点确定极值的范围,(3)对于参数选择恰当的分类标准进行讨论. 【拓展练习1】 设函数f (x )=ln x -a (x -1)e x ,其中a ∈R . (1)若a ≤0,讨论f (x )的单调性; (2)若0

e ,试证明

f (x )恰有两个零点.

(1)解 由已知,f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=1x -[a e x +a (x -1)e x

]=1-ax 2e x x .

因此当a ≤0时,1-ax 2e x >0,从而f ′(x )>0, 所以f (x )在(0,+∞)内单调递增.

(2)证明 由(1)知,f ′(x )=1-ax 2e x

x

. 令g (x )=1-ax 2e x

由0

e ,可知g (x )在(0,+∞)内单调递减. 又g (1)=1-a e>0,且

g ? ????ln 1a =1-a ? ????ln 1a 2

·1a =1-

? ??

??

ln 1a 2

<0, 故g (x )=0在(0,+∞)内有唯一解,从而f ′(x )=0在(0,+∞)内有唯一解, 不妨设为x 0,则1

a . 当x ∈(0,x 0)时,f ′(x )=g (x )x >g (x 0)x =0, 所以f (x )在(0,x 0)内单调递增; 当x ∈(x 0,+∞)时,f ′(x )=

g (x )x

x =0,

所以f (x )在(x 0,+∞)内单调递减,因此x 0是f (x )的唯一极值点. 令h (x )=ln x -x +1,则当x >1时,h ′(x )=1

x -1<0,

故h (x )在(1,+∞)内单调递减,从而当x >1时,h (x )

从而f ? ????ln 1a =ln ? ????ln 1a -a ? ??

??ln 1a -1e ln 1a

=ln ? ????ln 1a -ln 1a +1=h ? ??

??

ln 1a <0. 又因为f (x 0)>f (1)=0,所以f (x )在(x 0,+∞)内有唯一零点.

又f (x )在(0,x 0)内有唯一零点1, 从而,f (x )在(0,+∞)内恰有两个零点. 考向二 利用导数证明不等式 【典例2】已知函数f (x )=ln 1+x 1-x

.

(1)求证:当x ∈(0,1)时,f (x )>2? ??

??

x +x 3

3;

(2)设实数k 使得f (x )>k ? ??

??

x +x 3

3对x ∈(0,1)恒成立,求k 的最大值.

(1)证明 令g (x )=f (x )-2? ????

x +x 33,则

g ′(x )=f ′(x )-2(1+x 2

)=2x 41-x 2

.

因为g ′(x )>0(0g (0)=0,x ∈(0,1),

即当x ∈(0,1)时,f (x )>2? ??

??

x +x 3

3.

(2)解 由(1)知,当k ≤2时,f (x )>k ? ????

x +x 3

3对x ∈(0,1)恒成立.

当k >2时,令h (x )=f (x )-k ? ????

x +x 3

3,则

h ′(x )=f ′(x )-k (1+x 2)=kx 4-(k -2)

1-x 2

.

所以当0

4

k -2

k 时,h ′(x )<0,因此h (x )在区间?

??

??

0,

4

k -2k 上单调递减. 当0

4

k -2

k 时,h (x )

即f (x )

??

x +x 3

3.

所以当k >2时,f (x )>k ? ??

??

x +x 3

3并非对x ∈(0,1)恒成立.

综上可知,k 的最大值为2.

探究提高 形如f (x )>g (x )的不等式的证明:(1)首先构造函数h (x )=f (x )-g (x ),借助导数求h (x )min ,证明h (x )min >0.(2)如果不等式既有指数又有对数,求导不易求最值,可合理分拆和变形,构造两个函数,分别计算它们的最值,利用隔离分析最值法证明.

【拓展练习2】 (2020·岳阳二模)已知函数f (x )=x -ln x -e x

x . (1)求证:f (x )≤1-e ;

(2)若f (x )+? ????x +1x e x

-bx ≥1恒成立,求实数b 的取值范围.

(1)证明 f (x )=x -ln x -e x

x

,定义域为(0,+∞),

则f ′(x )=1-1x -e x (x -1)x 2=(x -1)(x -e x )

x 2

由e x ≥x +1>x ,知00;x >1时,f ′(x )<0, 得f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 所以f (x )max =f (1)=1-e.从而f (x )≤1-e.

(2)解 f (x )+? ??

??x +1x e x -bx ≥1,即-ln x +x -e x x +x e x +e x

x -bx ≥1,

恒有x e x -ln x -1+x x ≥b ,即? ????

x e x -ln x -1+x x min ≥b .

令φ(x )=x e x -ln x -1+x x ,则φ′(x )=x 2e x +ln x

x 2,

令h (x )=x 2e x +ln x ,则h (x )在(0,+∞)上单调递增, 因为x →0时,h (x )→-∞,h (1)=e >0,

所以h (x )在(0,1)上存在唯一零点x 0,且h (x 0)=x 20e x 0

+ln x 0=0,

所以x 0e x 0=-ln x 0x 0=? ????ln 1x 0(eln 1x 0).

令m (x )=x e x ,上式即m (x 0)=m ? ????

ln 1x 0.

由于m (x )=x e x 在(0,+∞)上单调递增, 故x 0=ln 1x 0

=-ln x 0,即e x 0=1

x 0

从而φ′(x 0)=0且0x 0时,h (x )>0,φ′(x )>0, 所以φ(x )在(0,x 0)上单调递减,在(x 0,+∞)上单调递增, φ(x )min =φ(x 0)=x 0e x 0-ln x 0-1+x 0x 0=1+x 0-1+x 0

x 0=2,

所以b ≤2.即实数b 的取值范围为(-∞,2]. 考向三 导数与不等式恒成立、存在性问题 角度1 含参不等式的恒成立问题

【典例3】 已知函数f (x )=x 2+4x +2,g (x )=2e x (x +1).若x ≥-2时,f (x )≤kg (x ),求k 的取值范围.

解 设函数F (x )=kg (x )-f (x )=2k e x (x +1)-x 2-4x -2,

则F′(x)=2k e x(x+2)-2x-4=2(x+2)(k e x-1).

由题设可得F(0)≥0,即k≥1. 令F′(x)=0,得x1=-ln k,x2=-2.

(ⅰ)若1≤k

当x∈(x1,+∞)时,F′(x)>0.即F(x)在(-2,x1)上单调递减,在(x1,+∞)上单调递增.故F(x)在[-2,+∞)上的最小值为F(x1).

而F(x1)=2x1+2-x21-4x1-2=-x1(x1+2)≥0.

故当x≥-2时,F(x)≥0,即f(x)≤kg(x)恒成立.

(ⅱ)若k=e2,则F′(x)=2e2(x+2)(e x-e-2).

从而当x>-2时,F′(x)>0,

即F(x)在(-2,+∞)上单调递增.

而F(-2)=0,故当x≥-2时,F(x)≥0,

即F(x)≤kg(x)恒成立.

(ⅲ)若k>e2,则F(-2)=-2k e-2+2=-2e-2(k-e2)<0.从而当x≥-2时,f(x)≤kg(x)不可能恒成立.

综上,k的取值范围是[1,e2].

探究提高 1.此类问题要根据导数式的特点对参数进行讨论,在每个范围内由单调性得到最值,利用最值来判断是否满足题意,说明不满足题意时,只需举一反典例即可.

2.x,e x,ln x组合型函数问题,解题思路有两个关键方向:一是要充分考虑指数

式与对数式的运算性质的应用,如1

x0=eln

1

x0是N=a log a N(a>0,a≠1)的应用,

x0=ln 1

x0化为e x0=

1

x0是指数式与对数式互化的应用;二是要考虑能否运用不等式

放缩转化目标,如利用e x≥x+1,从而快速解不等式,得到函数的单调区间. 【拓展练习3】设函数f(x)=ax2-a-ln x,其中a∈R.

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)确定a的所有可能取值,使得f(x)>1

x-e

1-x在区间(1,+∞)内恒成立(e=2.718…

为自然对数的底数).

解 (1)f ′(x )=2ax -1x =2ax 2-1

x (x >0).

当a ≤0时,f ′(x )<0,f (x )在(0,+∞)内单调递减. 当a >0时,由f ′(x )=0,有x =

12a

. 此时,当x ∈?

?

???0,

12a 时,f ′(x )<0,f (x )单调递减; 当x ∈? ??

??

12a ,+∞时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. (2)令g (x )=1x -1

e x -1,s (x )=e x -1-x .

则s ′(x )=e x -1-1. 而当x >1时,s ′(x )>0,

所以s (x )在区间(1,+∞)内单调递增.

又由s (1)=0,有s (x )>0,从而当x >1时,g (x )>0. 当a ≤0,x >1时,f (x )=a (x 2-1)-ln x <0.

故当f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内恒成立时,必有a >0. 当0

2a >1.

由(1)有f ?

????12a

12a >0, 所以此时f (x )>g (x )在区间(1,+∞)内不恒成立. 当a ≥1

2时,令h (x )=f (x )-g (x )(x ≥1).

当x >1时,h ′(x )=2ax -1x +1x 2-e 1-x

>x -1x +1x 2-1x =x 3-2x +1x 2>x 2-2x +1x 2

>0.

因此,h (x )在区间(1,+∞)单调递增.

又因为h (1)=0,所以当x >1时,h (x )=f (x )-g (x )>0,即f (x )>g (x )恒成立. 综上,a ∈??????

12,+∞.

角度2 不等式存在性问题

【典例4】 设函数f (x )=a ln x +1-a 2x 2-x (a ≠1).若存在x 0≥1,使得f (x 0)<a

a -1,

求a 的取值范围.

解 f (x )的定义域为(0,+∞),

因为f (x )=a ln x +1-a

2x 2-x ,

f ′(x )=a

x +(1-a )x -1=1-a x ? ??

??x -a 1-a (x -1).

①若a ≤12,则a

1-a ≤1,故当x ∈(1,+∞)时,

f ′(x )>0,f (x )在(1,+∞)上单调递增. 所以,存在x 0≥1,使得f (x 0)<a

a -1

成立的充要条件为 f (1)<

a a -1,即1-a 2-1<a a -1

,解得-2-1<a <2-1.

②若12<a <1,则a 1-a >1, 故当x ∈? ?

???1,a 1-a 时,f ′(x )<0;

当x ∈? ????a 1-a ,+∞时,f ′(x )>0. f (x )在? ??

??1,a 1-a 上单调递减, 在? ????

a 1-a ,+∞上单调递增.所以,存在x 0≥1, 使得f (x 0)<a a -1成立的充要条件为f ? ????a 1-a <a a -1.

而f ? ????

a 1-a =a ln a 1-a +a 22(1-a )+a a -1>a a -1,

所以不合题意.

③若a >1,f (x )在[1,+∞)上递减, 则f (1)=1-a 2-1=-a -12<a

a -1.

综上,a 的取值范围是(-2-1,2-1)∪(1,+∞).

探究提高 “恒成立”与“存在性”问题的求解是“互补”关系,即f (x )≥g (a )对于x ∈D 恒成立,应求f (x )的最小值;若存在x ∈D ,使得f (x )≥g (a )成立,应求f (x )的最大值.应特别关注等号是否取到,注意端点的取舍.

【拓展练习4】 已知函数f (x )=x -m ln x -m -1x (m ∈R ),g (x )=1

2x 2+e x -x e x . (1)当x ∈[1,e]时,求f (x )的最小值;

(2)当m ≤2时,若存在x 1∈[e ,e 2],使得对任意的x 2∈[-2,0],f (x 1)≤g (x 2)成立,求实数m 的取值范围.

解 (1)f (x )=x -m ln x -m -1

x ,且定义域(0,+∞),

∴f ′(x )=1-m x +m -1x 2=(x -1)[x -(m -1)]

x 2,

当m ≤2时,若x ∈[1,e],则f ′(x )≥0,

∴f (x )在[1,e]上是增函数,则f (x )min =f (1)=2-m . 当m ≥e +1时,若x ∈[1,e],则f ′(x )≤0, ∴f (x )在[1,e]上是减函数, 则f (x )min =f (e)=e -m -m -1

e .

当2

由(1)知m ≤2时,在x ∈[e ,e 2]上有f ′(x )≥0, ∴f (x 1)min =f (e)=e -m -m -1

e . 又g ′(x )=x +e x -(x +1)e x =x (1-e x ),

当x 2∈[-2,0]时,g ′(x 2)≤0,g (x 2)min =g (0)=1. 所以m ≤2且e -m -m -1e ≤1,解得e 2-e +1

e +1≤m ≤2.

所以实数m 的取值范围是??

??

??

e 2-e +1e +1,2.

【专题拓展练习】

一、单选题 1.函数在区间(0,1)内的零点个数是

A .0

B .1

C .2

D .3

【答案】B 【解析】

2()2ln 23,(0,1)()0x f x x f x =+'>在上恒成立,所以

单调递增,

(0)10,(1)10,f f =-=故函数在区间(0,1)内的零点个数1个.

2.已知函数()f x 的导函数()()()()3

2

4123f x x x x x '=---,则下列结论正确的是

( )

A .()f x 在0x =处有极大值

B .()f x 在2x =处有极小值

C .()f x 在[]1,3上单调递减

D .()f x 至少有3个零点

【答案】C 【详解】

解:由函数()f x 的导函数()()

()()32

4123f x x x x x '=---可知,

当(),1x ∈-∞和()3,+∞时,()0f x '>,()f x 单调递增区间为(),1-∞和()3,+∞, 当[]1,3x ∈时,()0f x '<,()f x 单调递减区间为[]1,3, 故AB 错误,C 正确,

又()1f ,()3f 的符号无法确定, 故无法确定()f x 的零点个数,故D 错误.

3.已知函数()2

2f x ax x a =-+,对[]1,2x ?∈都有()0f x ≤成立,则实数a 的取值范

围是( ) A .(],0-∞ B .4,5??-∞ ??

? C .(],1-∞ D .[]1,0-

【答案】B 【详解】

解:函数()2

2f x ax x a =-+,对[]1,2x ?∈都有()0f x ≤,

当[]

1,2x ∈时,()0f x ≤即220ax x a -+≤, 即为()

2

21a x x +≤ 可化为()212x a x ≤

+ 令()22()1x

g x x +=

,

则()

()

22'

2

2

2

2

1)22((12

(212)

)x x x x g x x

x

-++-++=

=

当[]1,2x ∈时,'

()0g x <,单调递减. 因此()min 2224

()(2)152g x g ?==

+=

所以min

4()5a g x ≤= 故实数a 的取值范围是4,5?

?-∞ ??

? 4.已知函数()f x 是奇函数,当0x <时,()ln()2f x x x x =-++,则曲线()y f x =在1x =处的切线方程为( ) A .23y x =+ B .23y x =-

C .23y x =-+

D .23y x =--

【答案】B 【解析】

当0,x >则0,()ln 2()()ln 2x f x x x x f x f x x x x -<-=--+=-?=+-,所以

'()ln 11ln 2f x x x =++=+'(1)2f ?=,又切点为(1,-1),所以切线方程为23y x =-

5.已知函数2()ln(2)2x f x x a

=--,(a 为常数,且0a ≠),若()f x 在0x 处取得极值,

且20[2,2]x e e ?++,而()0f x ≥在2

[]22e e ++,上恒成立,则a 的取值范围是( )

A .422a e e ≥+

B .422a e e >+

C .22a e e ≥+

D .22a e e >+

【答案】B 【详解】

()1

(2)2x

f x x x a

'=

->-,令()0f x '=,可得01x =,

因为()f x 在0x 处取得极值,所以12,0.a +>∴>

函数在(2,1+

上单调递增,在()

1++∞上单调递减. ∵2

02,2x e e ???++??,

∴函数在区间2

2,2e e ??++??上是单调函数.

∴21e 2,(e 2)0,f ?>+??+≥??

或()

2

21e 20,

e f ?+>+??+≥??∴422a e e >+, ∴a 的取值范围是422a e e >+. 故选:B

6.对于函数()y f x =与()y g x =,若存在0x ,使()()00f x g x =-,则称()()

00,M x f x ,

0(,N x -()0)g x -是函数()f x 与()g x 图象的一对“隐对称点”.已知函数()()1f x m x =+,

()ln x

g x x

=

,函数()f x 与()g x 的图象恰好存在两对“隐对称点”,则实数m 的取值范围为( ) A .()1,0- B .(),1-∞-

C .()

()0,11,+∞ D .()(),11,0-∞--

【答案】A 【详解】

由题意函数()1y m x =--与ln x

y x

=

的图象有两个交点, 令()ln x h x x =,则()2

1ln x

h x x -'=,

∴当()0,x e ∈时,()0h x '>,()h x 单调递增;

当(),x e ∈+∞时,()0h x '<,()h x 单调递减; 又()1y m x =--恒过点()1,0,当1x >时,()0h x >, 在同一坐标系中作出函数()1y m x =--、()ln x

h x x

=

的图象,如图,

由图象可知,若函数()1y m x =--与ln x

y x

=的图象有两个交点,则0m >, 当直线()1y m x =--为函数ln x

y x

=

图象的切线时,由()11h '=可得1m -=, ∴01m <-<即()1,0m ∈-.

故选:A.

7.已知函数()2,1

ln ,1

x x x f x x x ?-≤=?>?,()()g x f x ax a =-+,若()g x 恰有1个零点,则a

的取值范围是( ) A .()0,+∞

B .(],2-∞

C .[]1,2

D .[)1,+∞

【答案】D 【详解】

()g x 恰有1个零点即()y f x =与y ax a =-的图像恰有一个交点,y ax a =-恒过()

1,0点,

由ln y x =得'

1

y x

=,所以曲线ln y x =在点()1,0处的切线的斜率为1, 由2y

x x 得'21y x =-,所以曲线2

y

x x 在点()1,0处的切线的斜率为1,

所以结合图像可知,()g x 恰有1个零点当且仅当1a ≥. 故选:D

8.函数()32

f x x bx cx d =+++的大致图象如图所示,则22

12x x +等于( )

A .89

B .

109

C .

169

D .

289

【答案】C

【解析】由图像可知()0f x =有三个实数解,分别为1,0,2-,

故()()()3

2

122f x x x x x x x =+-=--,所以()2

'322f x x x =--.

注意到12,x x 为()f x 的极值点,故它们也是()'0f x =的两个根. 又()2

2

2

1212124416

2939

x x x x x x +=+-=

+=,故C. 点睛:题设中的函数图像隐含了函数的零点及其函数的极值点,解题时注意扑捉这些有用的信息.另外,当我们知道函数的零点后,可以类比二次函数的双根式得到三次函数的解析式的形式. 9.已知使关于x 的不等式

22ln 3

1x m x x x

+≥-对任意的()0,x ∈+∞恒成立的实数m 的取值

集合为A ,函数()f x =的值域为B ,则有( ) A .R B C A ? B .R A C B ?

C .B A ?

D .A B ?

【答案】C 【详解】

因为0x >,不等式

22ln 31x m x x x

+≥-,

可化为3

2ln x x m x +≥-

,即32ln m x x x ≤++, 记3()2ln g x x x x =++,22

23(1)(3)

'()1x x g x x x x

-+=+-=, 当01x <<时,)'(0g x <,()g x 递减,当1x >时,'()0g x >,()g x 递增, 因此4(1)g =是()g x 的极小值也是最小值,所以4m ≤,

即(,4]A =-∞,又261610x ≤≤-,所以[0,4]B =,因此有B A ?. 故选:C .

10.已知不等式(

)

2

22x

x x x e x ae ≥-+对x ∈R 恒成立,则实数a 的最大值为( ) A .e

2

- B .12

e --

C .21e

--

D .21e

-

【答案】C 【详解】

不等式(

)

2

22x

x x x e x ae ≥-+对x ∈R 恒成立 可化为2

22x

x

a x e x --

≤对x ∈R 恒成立, 设()222x x f x x x e =--,则()()()

211

x x x e f x e

-+'=

.

2018年高考理科数学全国卷二导数压轴题解析

2018年高考理科数学全国卷二导数压轴题解析 已知函数2()x f x e ax =-. (1) 若1a =,证明:当0x ≥时,()1f x ≥. (2) 若()f x 在(0,)+∞只有一个零点,求a . 题目分析: 本题主要通过函数的性质证明不等式以及判断函数零点的问题考察学生对于函数单调性以及零点存在定理性的应用,综合考察学生化归与分类讨论的数学思想,题目设置相对较易,利于选拔不同能力层次的学生。第1小问,通过对函数以及其导函数的单调性以及值域判断即可求解。官方标准答案中通过()()x g x e f x -=的变形化成2()x ax bx c e C -+++的形式,这种形式的函数求导之后仍为2()x ax bx c e -++这种形式的函数,指数函数的系数为代数函数,非常容易求解零点,并且这种变形并不影响函数零点的变化。这种变形思想值得引起注意,对以后导数命题有着很大的指引作用。但是,这种变形对大多数高考考生而言很难想到。因此,以下求解针对函数()f x 本身以及其导函数的单调性和零点问题进行讨论,始终贯穿最基本的导函数正负号与原函数单调性的关系以及零点存在性定理这些高中阶段的知识点,力求完整的解答该类题目。 题目解答: (1)若1a =,2()x f x e x =-,()2x f x e x '=-,()2x f x e ''=-. 当[0,ln 2)x ∈时,()0f x ''<,()f x '单调递减;当(ln 2,)x ∈+∞时,()0f x ''>,()f x '单调递增; 所以()(ln 2)22ln 20f x f ''≥=->,从而()f x 在[0,)+∞单调递增;所以()(0)1f x f ≥=,得证. (2)当0a ≤时,()0f x >恒成立,无零点,不合题意. 当0a >时,()2x f x e ax '=-,()2x f x e a ''=-. 当[0,ln 2)x a ∈时,()0f x ''<,()f x '单调递减;当(ln 2,)x a ∈+∞时,()0f x ''>,()f x '单调递增;所以()(ln 2)2(1ln 2)f x f a a a ''≥=-. 当02 e a <≤ 时,()0f x '≥,从而()f x 在[0,)+∞单调递增,()(0)1f x f ≥=,在(0,)+∞无零点,不合题意.

高考数学真题导数专题及答案

2017年高考真题导数专题 一.解答题(共12小题) 1.已知函数f(x)2(a﹣2)﹣x. (1)讨论f(x)的单调性; (2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围. 2.已知函数f(x)2﹣﹣,且f(x)≥0. (1)求a; (2)证明:f(x)存在唯一的极大值点x0,且e﹣2<f(x0)<2﹣2. 3.已知函数f(x)﹣1﹣. (1)若f(x)≥0,求a的值; (2)设m为整数,且对于任意正整数n,(1+)(1+)…(1+)<m,求m的最小值. 4.已知函数f(x)321(a>0,b∈R)有极值,且导函数f′(x)的极值点是f(x)的零点.(极值点是指函数取极值时对应的自变量的值) (1)求b关于a的函数关系式,并写出定义域; (2)证明:b2>3a; (3)若f(x),f′(x)这两个函数的所有极值之和不小于﹣,求a的取值范围.5.设函数f(x)=(1﹣x2). (1)讨论f(x)的单调性; (2)当x≥0时,f(x)≤1,求a的取值范围. 6.已知函数f(x)=(x﹣)e﹣x(x≥). (1)求f(x)的导函数; (2)求f(x)在区间[,+∞)上的取值范围. 7.已知函数f(x)2+2,g(x)(﹣2x﹣2),其中e≈2.17828…是自然对数的底数.(Ⅰ)求曲线(x)在点(π,f(π))处的切线方程; (Ⅱ)令h(x)(x)﹣a f(x)(a∈R),讨论h(x)的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.

) 10.已知函数f(x)3﹣2,a∈R, (1)当2时,求曲线(x)在点(3,f(3))处的切线方程; (2)设函数g(x)(x)+(x﹣a)﹣,讨论g(x)的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值. 11.设a,b∈R,≤1.已知函数f(x)3﹣6x2﹣3a(a﹣4),g(x)(x). (Ⅰ)求f(x)的单调区间; (Ⅱ)已知函数(x)和的图象在公共点(x0,y0)处有相同的切线, (i)求证:f(x)在0处的导数等于0; ()若关于x的不等式g(x)≤在区间[x0﹣1,x0+1]上恒成立,求b的取值范围. 12.已知函数f(x)(﹣a)﹣a2x. (1)讨论f(x)的单调性; (2)若f(x)≥0,求a的取值范围.

高考数学导数与三角函数压轴题综合归纳总结教师版

导数与三角函数压轴题归纳总结 近几年的高考数学试题中频频出现含导数与三角函数零点问题,内容主要包括函数零点个数的确定、根据函数零点个数求参数范围、隐零点问题及零点存在性赋值理论.其形式逐渐多样化、综合化. 一、零点存在定理 例1.【2019全国Ⅰ理20】函数()sin ln(1)f x x x =-+,()f x '为()f x 的导数.证明: (1)()f x '在区间(1,)2 π -存在唯一极大值点; (2)()f x 有且仅有2个零点. 【解析】(1)设()()g x f x '=,则()()() 2 11 cos ,sin 11g x x g x x x x '=- =-+++. 当1,2x π??∈- ?? ?时,()g'x 单调递减,而()00,02g g π?? ''>< ???, 可得()g'x 在1,2π?? - ?? ?有唯一零点,设为α. 则当()1,x α∈-时,()0g x '>;当,2x πα?? ∈ ??? 时,()0g'x <. 所以()g x 在()1,α-单调递增,在,2πα?? ???单调递减,故()g x 在1,2π?? - ???存在唯一极大 值点,即()f x '在1,2π?? - ?? ?存在唯一极大值点. (2)()f x 的定义域为(1,)-+∞. (i )由(1)知, ()f x '在()1,0-单调递增,而()00f '=,所以当(1,0)x ∈-时,()0f 'x <,故()f x 在(1,0)-单调递减,又(0)=0f ,从而0x =是()f x 在(1,0]-的唯一零点. (ii )当0,2x π?? ∈ ???时,由(1)知,()f 'x 在(0,)α单调递增,在,2απ?? ??? 单调递减,而

2007——2014高考数学新课标卷(理)函数与导数压轴题汇总

2007——2014高考数学新课标卷(理)函数与导数综合大题 【2007新课标卷(海南宁夏卷)】 21.(本小题满分12分) 设函数2()ln()f x x a x =++ (I )若当1x =-时,()f x 取得极值,求a 的值,并讨论()f x 的单调性; (II )若()f x 存在极值,求a 的取值范围,并证明所有极值之和大于e ln 2 . 【解析】(Ⅰ)1()2f x x x a '= ++,依题意有(1)0f '-=,故32a =. 从而2231(21)(1) ()3322 x x x x f x x x ++++'==++. ()f x 的定义域为32?? -+ ??? ,∞,当312x -<<-时,()0f x '>; 当1 12 x -<<-时,()0f x '<; 当1 2 x >- 时,()0f x '>. 从而,()f x 分别在区间3 1122????---+ ? ?????,,, ∞单调增加,在区间112?? -- ??? ,单调减少. (Ⅱ)()f x 的定义域为()a -+,∞,2221 ()x ax f x x a ++'=+. 方程2 2210x ax ++=的判别式2 48a ?=-. (ⅰ)若0?< ,即a << ()f x 的定义域内()0f x '>,故()f x 的极值. (ⅱ)若0?= ,则a a = 若a = ()x ∈+ ,2 ()f x '= . 当x =时,()0f x '=,

当2 x ? ??∈-+ ? ????? ,∞时, ()0f x '>,所以()f x 无极值. 若a =)x ∈+,()0f x '= >,()f x 也无极值. (ⅲ)若0?>,即a > a <22210x ax ++=有两个不同的实根 1x = 2x = 当a <12x a x a <-<-,,从而()f x '有()f x 的定义域内没有零点, 故()f x 无极值. 当a > 1x a >-,2x a >-,()f x '在()f x 的定义域内有两个不同的零点, 由根值判别方法知()f x 在12x x x x ==,取得极值. 综上,()f x 存在极值时,a 的取值范围为)+. ()f x 的极值之和为 2221211221()()ln()ln()ln 11ln 2ln 22 e f x f x x a x x a x a +=+++++=+->-=. 【2008新课标卷(海南宁夏卷)】 21.(本小题满分12分) 设函数1 ()()f x ax a b x b =+ ∈+Z ,,曲线()y f x =在点(2(2))f ,处的切线方程为y =3. (Ⅰ)求()f x 的解析式: (Ⅱ)证明:函数()y f x =的图像是一个中心对称图形,并求其对称中心; (Ⅲ)证明:曲线()y f x =上任一点的切线与直线x =1和直线y =x 所围三角形的面积为定值,并求出此定值. 21.解:(Ⅰ)2 1 ()() f x a x b '=- +,

高三数学一轮复习 导数的综合应用

导数的综合应用 一、选择题 1.已知函数f(x)=x2+mx+ln x是单调递增函数,则m的取值范围是( B ) (A)m>-2(B)m≥-2 (C)m<2 (D)m≤2 解析:函数定义域为(0,+∞), 又f'(x)=2x+m+. 依题意有f'(x)=2x+m+≥0在(0,+∞)上恒成立, ∴m≥-恒成立,设g(x)=-, 则g(x)=-≤-2, 当且仅当x=时等号成立. 故m≥-2, 故选B. 2.(2013洛阳统考)函数f(x)的定义域是R,f(0)=2,对任意x∈R,f(x)+f'(x)>1,则不等式 e x·f(x)>e x+1的解集为( A ) (A){x|x>0} (B){x|x<0} (C){x|x<-1或x>1} (D){x|x<-1或0e x-e x=0, 所以g(x)=e x·f(x)-e x为R上的增函数. 又因为g(0)=e0·f(0)-e0=1, 所以原不等式转化为g(x)>g(0), 解得x>0. 故选A. 3.如图所示,一个正五角星薄片(其对称轴与水面垂直)匀速地升出水面,记t时刻五角星露出水面部分的图形面积为S(t)(S(0)=0),则导函数y=S'(t)的图象大致为( A )

解析:由导数的定义知,S'(t0)表示面积函数S(t0)在t0时刻的瞬时变化率.如图所示,正五角星薄片中首先露出水面的是区域Ⅰ,此时其面积S(t)在逐渐增大,且增长速度越来越快,故其瞬时变化率S'(t)也应逐渐增大;当露出的是区域Ⅱ时,此时的S(t)应突然增大,然后增长速度减慢,但仍为增函数,故其瞬时变化率S'(t)也随之突然变大,再逐渐变小,但S'(t)>0(故可排除选项B);当五角星薄片全部露出水面后,S(t)的值不再变化,故其导数值S'(t)最终应等于0,符合上述特征的只有选项A. 4.已知f(x)是定义域为R的奇函数,f(-4)=-1,f(x)的导函数f'(x)的图象如图所示.若两正 数a,b满足f(a+2b)<1,则的取值范围是( B ) (A)(B) (C)(-1,0) (D)(-∞,-1) 解析:因为f(x)是定义域为R的奇函数,f(-4)=-1,所以f(-4)=-f(4),所以f(4)=1,所以f(a+2b)

高考文科数学专题复习导数训练题文

欢迎下载学习好资料 高考文科数学专题复习导数训练题(文)一、考点回顾导数的概念及其运算是导数应用的基础,是高考重点考查的内容。考查方式以客观题为主,主1. 要考查导数的基本公式和运算法则,以及导数的几何意义。导数的应用是高中数学中的重点内容,导数已由解决问题的工具上升到解决问题必不可少的工2.具,特别是利用导数来解决函数的单调性与最值问题是高考热点问题。选择填空题侧重于利用导不等式、解答题侧重于导数的综合应用,即与函数、数确定函数的单调性、单调区间和最值问题,数列的综合应用。3.应用导数解决实际问题,关键是建立恰当的数学模型(函数关系),如果函数在给定区间内只有一个极值点,此时函数在这点有极大(小)值,而此时不用和端点值进行比较,也可以得知这就是最大(小)值。 二、经典例题剖析 考点一:求导公式。 13f(x)?x?2x?1??ff(?1)(x)3的值是的导函数,则。例1. 是 ????2?1?2?1?f'32x??xf'解析:,所以 答案:3 点评:本题考查多项式的求导法则。 考点二:导数的几何意义。 1x?y?2(1?(1))f(x)My,f2,点则图数2. 例已知函的象程的处切线方在是 ??(1)(f1?)f。 115???fk?'1M(1,f(1))222,所的纵坐标为,所以,由切线过点,可得点M 解析:因为5???f1?????3'f1?f12以,所以3 答案: 学习好资料欢迎下载 32?3)(1,2??4x?yx?2x例3. 。在点曲线处的切线方程是 2?3)(1,4??4xy'?3x5?k?3?4?4??解析:,所以设切线方程,处切线的斜率为点?3)(1, ?3)y??5x?b(1,2b?,将点处的切线为带入切线方程可得,所以,过曲线上点5x?y?2?0方程为:5x?y?2?0答案:点评:以上两小题均是对导数的几何意义的考查。 考点三:导数的几何意义的应用。 ??23x?,y0x l:y?kx x?3x?2y?xl与曲线C且直线相切于点,,例,4.已知曲线C:直线000l的方程及切点坐标。求直线y??00k??x??0x y,x?0在曲析解:线直线过原点,C则。由点上, ??00232x?2x?3xy?x yx,y'?3x?6x?2??0在,处,。又 则00y20?x?3x?2 000000??222x?3x?2?3x?6x?22x?'6x??3xk?f?,整曲线C,的切线斜率为 0000000331y???k??x03x??2x x?00082400。所以,(舍),此时,,解得:理得:,或033??1,???y??x82l??4的方程为,切点坐标是直线。 33??1,???y??x82l??4的方程为,切点坐标是答案:直线点评:本小题考查导数

高三数学导数压轴题

导数压轴 一.解答题(共20小题) 1.已知函数f(x)=e x(1+alnx),设f'(x)为f(x)的导函数. (1)设g(x)=e﹣x f(x)+x2﹣x在区间[1,2]上单调递增,求a的取值范围; (2)若a>2时,函数f(x)的零点为x0,函f′(x)的极小值点为x1,求证:x0>x1. 2.设. (1)求证:当x≥1时,f(x)≥0恒成立; (2)讨论关于x的方程根的个数. 3.已知函数f(x)=﹣x2+ax+a﹣e﹣x+1(a∈R).

(1)当a=1时,判断g(x)=e x f(x)的单调性; (2)若函数f(x)无零点,求a的取值范围. 4.已知函数. (1)求函数f(x)的单调区间; (2)若存在成立,求整数a的最小值.5.已知函数f(x)=e x﹣lnx+ax(a∈R).

(Ⅰ)当a=﹣e+1时,求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)当a≥﹣1时,求证:f(x)>0. 6.已知函数f(x)=e x﹣x2﹣ax﹣1. (Ⅰ)若f(x)在定义域内单调递增,求实数a的范围; (Ⅱ)设函数g(x)=xf(x)﹣e x+x3+x,若g(x)至多有一个极值点,求a的取值集合.7.已知函数f(x)=x﹣1﹣lnx﹣a(x﹣1)2(a∈R).

(2)若对?x∈(0,+∞),f(x)≥0,求实数a的取值范围. 8.设f′(x)是函数f(x)的导函数,我们把使f′(x)=x的实数x叫做函数y=f(x)的好点.已知函数f(x)=. (Ⅰ)若0是函数f(x)的好点,求a; (Ⅱ)若函数f(x)不存在好点,求a的取值范围. 9.已知函数f(x)=lnx+ax2+(a+2)x+2(a为常数).

高考数学 导数及其应用的典型例题

第二部分 导数、微分及其导数的应用 知识汇总 一、求导数方法 1.利用定义求导数 2.导数的四则运算法则 3.复合函数的求导法则 若)(u f y =与)(x u φ=均可导,则[])(x f y φ=也可导,且dx du du dy dx dy ? = 即 [])()(x x f y φφ'?'=' 4.反函数的求导法则 若)(x f y =与)(y x φ=互为反函数,且)(y φ单调、可导,则 )(1)(y x f φ'= ',即dy dx dx dy 1 = 5.隐函数求导法 求由方程0),(=y x F 确定的隐函数 )(x f y =的导数dx dy 。只需将方程0),(=y x F 两边同时对x 求导(注意其中变量y 是x 的函数),然后解出 dx dy 即可。 6.对数求导法 对数求导法是先取对数,然后按隐函数求导数的方法来求导数。对数求导法主要解决两类函数的求导数问题: (1)幂指数函数y=)()(x v x u ;(2)由若干个因子的乘积或商的显函数,如 y= 3 4 )3(52)2)(1(---++x x x x x ,3 ) 2)(53() 32)(1(--+-=x x x x y ,5 5 2 2 5 +-=x x y 等等。 7.由参数方程所确定函数的求导法则 设由参数方程 ? ? ?==)() (t y t x ?φ ),(βα∈t 确定的函数为y=f(x),其中)(),(t t ?φ

可导,且)(t φ'≠0,则y=f(x)可导,且 dt dx dt dy t t dx dy =''=)()(φ? 8.求高阶导数的方法 二、求导数公式 1.基本初等函数求导公式 (1) 0)(='C (2) 1 )(-='μμμx x (3) x x cos )(sin =' (4) x x sin )(cos -=' (5) x x 2 sec )(tan =' (6) x x 2csc )(cot -=' (7) x x x tan sec )(sec =' (8) x x x cot csc )(csc -=' (9) a a a x x ln )(=' (10) (e )e x x '= (11) a x x a ln 1 )(log = ' (12) x x 1)(ln = ', (13) 211)(arcsin x x -= ' (14) 211)(arccos x x -- =' (15) 21(arctan )1x x '= + (16) 21(arccot )1x x '=- + 2.常见函数的高阶导数 (1) n n x n x -+-?-?-?=αα αααα)1()2()1()() ( (2) x n x e e =) () ( (3) ()()ln x n x n a a a = (4) () (sin ) sin 2n x x n π? ?=+? ??? (5) ??? ? ??+=2cos )(cos )(πn x x n (6) () 1 (1)!ln()(1) ()n n n n a x a x --+=-+ (7) 1 )() (!)1()1(++-=+n n n n b ax a n b ax

高考题汇编2010-全国高考数学真题--第21题导数

2017-2019年全国高考数学真题--第21题导数 2018年:设函数2 ()1x f x e x ax =---。 (1)若0a =, 求()f x 的单调区间; (2)若当0x ≥时()0f x ≥, 求a 的取值范围 2019年:已知函数ln ()1a x b f x x x = ++, 曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为 230x y +-=. (I )求,a b 的值; (II )如果当0x >, 且1x ≠时, ln ()1x k f x x x >+-, 求k 的取值范围. 2019年: 已知函数)(x f 满足2 1 2 1)0()1(')(x x f e f x f x + -=-. (Ⅰ)求)(x f 的解析式及单调区间; (Ⅱ)若b ax x x f ++≥2 2 1)(, 求b a )1(+的最大值.

2019: 一卷:已知函数()f x =2 x ax b ++, ()g x =()x e cx d +, 若曲线()y f x =和 曲线()y g x =都过点P (0, 2), 且在点P 处有相同的切线42y x =+ (Ⅰ)求a , b , c , d 的值; (Ⅱ)若x ≥-2时, ()f x ≤()kg x , 求k 的取值范围. 2019一卷:设函数1 ()ln x x be f x ae x x -=+, 曲线()y f x =在点(1, (1)f 处的切线为 (1)2y e x =-+. (Ⅰ)求,a b ; (Ⅱ)证明:()1f x >. 2015一卷:已知函数3 1 ()4 f x x ax =++ , ()ln g x x =-. (Ⅰ)当a 为何值时, x 轴为曲线()y f x = 的切线; (Ⅱ)用min {},m n 表示m , n 中的最小值, 设函数{}()min (),()(0)=>h x f x g x x , 讨论()h x 零点的个数.

高中数学导数的应用——极值与最值专项训练题(全)

高中数学专题训练 导数的应用——极值与最值一、选择题 1.函数y=ax3+bx2取得极大值和极小值时的x的值分别为0和1 3,则() A.a-2b=0B.2a-b=0 C.2a+b=0 D.a+2b=0 答案 D 解析y′=3ax2+2bx,据题意, 0、1 3是方程3ax 2+2bx=0的两根 ∴-2b 3a= 1 3,∴a+2b=0. 2.当函数y=x·2x取极小值时,x=() A. 1 ln2B.- 1 ln2 C.-ln2 D.ln2 答案 B 解析由y=x·2x得y′=2x+x·2x·ln2 令y′=0得2x(1+x·ln2)=0 ∵2x>0,∴x=- 1 ln2 3.函数f(x)=x3-3bx+3b在(0,1)内有极小值,则() A.0<b<1 B.b<1 C.b>0 D.b<1 2 答案 A 解析f(x)在(0,1)内有极小值,则f′(x)=3x2-3b在(0,1)上先负后正,∴f′(0)=-3b<0, ∴b>0,f′(1)=3-3b>0,∴b<1 综上,b的范围为0<b<1 4.连续函数f(x)的导函数为f′(x),若(x+1)·f′(x)>0,则下列结论中正确的是() A.x=-1一定是函数f(x)的极大值点 B.x=-1一定是函数f(x)的极小值点 C.x=-1不是函数f(x)的极值点 D.x=-1不一定是函数f(x)的极值点 答案 B 解析x>-1时,f′(x)>0 x<-1时,f′(x)<0 ∴连续函数f(x)在(-∞,-1)单减,在(-1,+∞)单增,∴x=-1为极小值点.

5.函数y =x 33+x 2-3x -4在[0,2]上的最小值是( ) A .-173 B .-103 C .-4 D .-643 答案 A 解析 y ′=x 2+2x -3. 令y ′=x 2+2x -3=0,x =-3或x =1为极值点. 当x ∈[0,1]时,y ′<0.当x ∈[1,2]时,y ′>0,所以当x =1时,函数取得极小值,也为最小值. ∴当x =1时,y min =-173. 6.函数f (x )的导函数f ′(x )的图象,如右图所示,则( ) A .x =1是最小值点 B .x =0是极小值点 C .x =2是极小值点 D .函数f (x )在(1,2)上单增 答案 C 解析 由导数图象可知,x =0,x =2为两极值点,x =0为极大值点,x =2为极小值点,选C. 7.已知函数f (x )=12x 3-x 2-72x ,则f (-a 2)与f (-1)的大小关系为( ) A .f (-a 2)≤f (-1) B .f (-a 2)

高考数学理科导数大题目专项训练及答案

高一兴趣导数大题目专项训练 班级 姓名 1.已知函数()f x 是定义在[,0)(0,]e e - 上的奇函数,当(0,]x e ∈时,有()ln f x ax x =+(其中e 为自然对数的底,a ∈R ). (Ⅰ)求函数()f x 的解析式; (Ⅱ)试问:是否存在实数0a <,使得当[,0)x e ∈-,()f x 的最小值是3?如果存在,求出实数a 的值;如果不存在,请说明理由; (Ⅲ)设ln ||()||x g x x =([,0)(0,]x e e ∈- ),求证:当1a =-时,1 |()|()2 f x g x >+; 2. 若存在实常数k 和b ,使得函数()f x 和()g x 对其定义域上的任意实数x 分别满足: ()f x kx b ≥+和()g x kx b ≤+,则称直线:l y kx b =+为()f x 和()g x 的“隔离直线”.已知 2()h x x =,()2ln x e x ?=(其中e 为自然对数的底数). (1)求()()()F x h x x ?=-的极值; (2) 函数()h x 和()x ?是否存在隔离直线?若存在,求出此隔离直线方程;若不存在,请说明理由.

3. 设关于x 的方程012 =--mx x 有两个实根α、β,且βα<。定义函数.1 2)(2+-= x m x x f (I )求)(ααf 的值;(II )判断),()(βα在区间x f 上单调性,并加以证明; (III )若μλ,为正实数,①试比较)(),( ),(βμ λμβ λααf f f ++的大小; ②证明.|||)()(|βαμ λλβ μαμλμβλα-<++-++f f 4. 若函数22()()()x f x x ax b e x R -=++∈在1x =处取得极值. (I )求a 与b 的关系式(用a 表示b ),并求()f x 的单调区间; (II )是否存在实数m ,使得对任意(0,1)a ∈及12,[0,2]x x ∈总有12|()()|f x f x -< 21[(2)]1m a m e -+++恒成立,若存在,求出m 的范围;若不存在,请说明理由. 5.若函数()()2 ln ,f x x g x x x ==- (1)求函数()()()()x g x kf x k R ?=+∈的单调区间; (2)若对所有的[),x e ∈+∞都有()xf x ax a ≥-成立,求实数a 的取值范围.

高考理科数学全国卷三导数压轴题解析

2018年高考理科数学全国卷三导数压轴题解析 已知函数2()(2)ln(1)2f x x ax x x =+++- (1) 若0a =,证明:当10x -<<时,()0f x <;当0x >时,()0f x >; (2) 若0x =是()f x 的极大值点,求a . 考点分析 综合历年试题来看,全国卷理科数学题目中,全国卷三的题目相对容易。但在2018年全国卷三的考察中,很多考生反应其中的导数压轴题并不是非常容易上手。第1小问,主要通过函数的单调性证明不等式,第2小问以函数极值点的判断为切入点,综合考察复杂含参变量函数的单调性以及零点问题,对思维能力(化归思想与分类讨论)的要求较高。 具体而言,第1问,给定参数a 的值,证明函数值与0这一特殊值的大小关系,结合函数以及其导函数的单调性,比较容易证明,这也是大多数考生拿到题目的第一思维方式,比较常规。如果能结合给定函数中20x +>这一隐藏特点,把ln(1)x +前面的系数化为1,判断ln(1)x +与2/(2)x x +之间的大小关系,仅通过一次求导即可把超越函数化为求解零点比较容易的代数函数,解法更加容易,思维比较巧妙。总体来讲,题目设置比较灵活,不同能力层次的学生皆可上手。 理解什么是函数的极值点是解决第2问的关键。极值点与导数为0点之间有什么关系:对于任意函数,在极值点,导函数一定等于0么(存在不存在)?导函数等于0的点一定是函数的极值点么?因此,任何不结合函数的单调性而去空谈函数极值点的行为都是莽撞与武断的。在本题目中,0x =是()f x 的极大值点的充要条件是存在10δ<和20δ>使得对于任意1(,0)x δ∈都满足()(0)=0f x f <( 或者()f x 单调递增),对于任意2(0,)x δ∈都满足()(0)=0f x f <( 或者()f x 单调递减),因此解答本题的关键是讨论函数()f x 在0x =附近的单调性或者判断()f x 与(0)f 的大小关系。题目中并没有限定参数a 的取值范围,所以要对实数范围内不同a 取值时的情况都进行分类讨论。在第1小问的基础上,可以很容易判断0a =以及0a >时并不能满足极大值点的要求,难点是在于判断0a <时的情况。官方标准答案中将问题等价转化为讨论函数2 ()ln(1)/(2)h x x x x =+++在0x =点的极值情况,非常巧妙,但是思维跨度比较大,在时间相对紧张的选拔性考试中大多数考生很难想到。需要说明的是,官方答案中的函数命题等价转化思想需要引起大家的重视,这种思想在2018年全国卷2以及2011年新课标卷1的压轴题中均有体现,这可能是今后导数压轴题型的重要命题趋势,对学生概念理解以及思维变通的能力要求更高,符合高考命题的思想。 下面就a 值变化对函数()f x 本身在0x =附近的单调性以及极值点变化情况进行详细讨论。

高三数学重点知识:导数及其应用

2019年高三数学重点知识:导数及其应用查字典数学网高中频道收集和整理了2019年高三数学重点知识:导数及其应用,以便高中生在高考备考过程中更好的梳理知识,轻松备战。祝大家暑假快乐。 一基础再现 考点87简单复合函数的导数 1.曲线在点处的切线方程为____________。 2.已知函数和的图象在处的切线互相平行,则=________. 3.(宁夏、海南卷)设函数 (Ⅰ)讨论的单调性;(Ⅱ)求在区间的最大值和最小值. 考点88定积分 4.计算 5.(1);(2) 6. 计算= 7.___________ 8.求由曲线y=x3,直线x=1,x=2及y=0所围成的曲边梯形的面积. 二感悟解答 1.答案: 2.答案:6 3.解:的定义域为. 当时,;当时,;当时,.

从而,分别在区间,单调增,在区间单调减. (Ⅱ)由(Ⅰ)知在区间的最小值为. 又. 所以在区间的最大值为. 4.答案:6 5.答案:(1) 死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。 (2)利用导数的几何意义:与x=0,x=2所围图形是以(0,0)为圆心,2为半径的四分之一个圆,其面积即为(图略) 观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。看得清才能说得正确。在观察过程中指导。我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重

(完整版)高中数学导数压轴题专题训练

高中数学导数尖子生辅导(填选压轴) 一.选择题(共30小题) 1.(2013?文昌模拟)如图是f(x)=x3+bx2+cx+d的图象,则x12+x22的值是() A.B.C.D. 考点:利用导数研究函数的极值;函数的图象与图象变化. 专题:计算题;压轴题;数形结合. 分析:先利用图象得:f(x)=x(x+1)(x﹣2)=x3﹣x2﹣2x,求出其导函数,利用x1,x2是原函数的极值点,求出x1+x2=,,即可求得结论. 解答:解:由图得:f(x)=x(x+1)(x﹣2)=x3﹣x2﹣2x, ∴f'(x)=3x2﹣2x﹣2 ∵x1,x2是原函数的极值点 所以有x1+x2=,, 故x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1x2==. 故选D. 点评:本题主要考查利用函数图象找到对应结论以及利用导数研究函数的极值,是对基础知识的考查,属于基础题. 2.(2013?乐山二模)定义方程f(x)=f′(x)的实数根x0叫做函数f(x)的“新驻点”,若函数g(x)=x,h(x)=ln(x+1),φ(x)=x3﹣1的“新驻点”分别为α,β,γ,则α,β,γ的大小关系为() A.α>β>γB.β>α>γC.γ>α>βD.β>γ>α 考点:导数的运算. 专题:压轴题;新定义. 分析:分别对g(x),h(x),φ(x)求导,令g′(x)=g(x),h′(x)=h(x),φ′(x)=φ(x),则它们的根分别为α,β,γ,即α=1,ln(β+1)=,γ3﹣1=3γ2,然后分别讨论β、γ的取值范围即可. 解答: 解:∵g′(x)=1,h′(x)=,φ′(x)=3x2, 由题意得: α=1,ln(β+1)=,γ3﹣1=3γ2, ①∵ln(β+1)=, ∴(β+1)β+1=e, 当β≥1时,β+1≥2, ∴β+1≤<2, ∴β<1,这与β≥1矛盾, ∴0<β<1; ②∵γ3﹣1=3γ2,且γ=0时等式不成立,

2019年高考文科数学导数及其应用分类汇编

导数及其应用 1.【2019年高考全国Ⅱ卷文数】曲线y =2sin x +cos x 在点(π,-1)处的切线方程为 A .10x y --π-= B .2210x y --π-= C .2210x y +-π+= D .10x y +-π+= 【答案】C 【解析】2cos sin ,y x x '=-π2cos πsin π2,x y =∴=-=-' 则2sin cos y x x =+在点(,1)π-处的切线方程为(1)2()y x --=--π,即2210x y +-π+=. 故选C . 2.【2019年高考全国Ⅲ卷文数】已知曲线e ln x y a x x =+在点(1,a e )处的切线方程为y =2x +b ,则 A .e 1a b ==-, B .a=e ,b =1 C .1e 1a b -==, D .1e a -=,1b =- 【答案】D 【解析】∵e ln 1,x y a x '=++ ∴切线的斜率1|e 12x k y a ='==+=,1e a -∴=, 将(1,1)代入2y x b =+,得21,1b b +==-. 故选D . 3.【2019年高考浙江】已知,a b ∈R ,函数32,0()11(1),03 2x x f x x a x ax x 0 C .a >–1,b <0 D .a >–1,b >0 【答案】C 【解析】当x <0时,y =f (x )﹣ax ﹣b =x ﹣ax ﹣b =(1﹣a )x ﹣b =0,得x , 则y =f (x )﹣ax ﹣b 最多有一个零点; 当x ≥0时,y =f (x )﹣ax ﹣b x 3 (a +1)x 2+ax ﹣ax ﹣b x 3 (a +1)x 2﹣b ,

导数文科高考数学真题

2012-2017导数专题 1.(2014大纲理)曲线1x y xe- =在点(1,1)处切线的斜率等于( C ) A.2e B.e C.2 D.1 2.(2014新标2理) 设曲线y=a x-ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x,则a= ( D ) A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 3.(2013浙江文) 已知函数y=f(x)的图象是下列四个图象之一,且其导函数y=f′(x)的图象如右图所示, 则该函数的图象是(B) 4.(2012陕西文)设函数f(x)= 2 x +lnx 则( D ) A.x= 1 2 为f(x)的极大值点B.x= 1 2 为f(x)的极小值点 C.x=2为f(x)的极大值点D.x=2为f(x)的极小值点 5.(2014新标2文) 函数() f x在 x x =处导数存在,若 :()0 p f x=: :q x x =是() f x的极值点,则A.p是q的充分必要条件 B. p是q的充分条件,但不是q的必要条件 C. p是q的必要条件,但不是q的充分条件 D. p既不是q的充分条件,也不是q的必要条件 【答案】C 6.(2012广东理)曲线在点处的切线方程为___________________. 【答案】2x-y+1=0 7.(2013广东理)若曲线在点处的切线平行于轴,则 【答案】-1 8.(2013广东文)若曲线在点处的切线平行于轴,则. 【答案】 1 2 9.(2014广东文)曲线53 x y e =-+在点(0,2) -处的切线方程为. 【答案】5x+y+2=0 10.(2013江西文)若曲线y=xα+1(α∈R)在点(1,2)处的切线经过坐标原点,则α=。 33 y x x =-+() 1,3 ln y kx x =+(1,)k x k= 2ln y ax x =-(1,)a x a=

专题05 挖掘“隐零点”,破解导数压轴题-2019年高考数学压轴题之函数零点问题(解析版)

专题五挖掘“隐零点”,破解导数压轴题 函数方程思想是一种重要的数学思想方法,函数问题可以利用方程求解,方程解的情况可借助于函数的图象和性质求解.高考命题常常以基本初等函数为载体,主要考查以下三个方面:(1)零点所在区间——零点存在性定理;(2)二次方程根的分布问题;(3)判断零点的个数问题;(4)根据零点的情况确定参数的值或范围;(5)根据零点的情况讨论函数的性质或证明不等式等.本专题围绕利用函数的“隐零点”,破解导数压轴问题,例题说法,高效训练. 【典型例题】 类型一挖掘“隐零点”,求参数的最值或取值范围 例1.【浙江省杭州第十四中学2019届高三12月月考】设函数,曲线y=f(x)在x=1处的切线与直线y=3x平行. (1)判断函数f(x)在区间和上的单调性,并说明理由; (2)当时,恒成立,求的取值范围. 【答案】(1)区间单调递增;(2) 【解析】 (1).∵f'(1)=1+b=3,∴b=2,则f'(x)=ln x+4x-1. 因为在单调递增,所以当时 即函数f(x)在区间单调递减;当时 即函数f(x)在区间单调递增; (2)因为,而在(0,1)上递增 存在使得

,当 时单调递减; 当时 单调递增 所以 又因为时则 所以则 类型二 挖掘“隐零点”,证明不等式 例2. 设函数2()ln x f x e a x =-,设()2 0,2a e ∈求证:当(]0,1x ∈时,2()2ln f x a a a ≥+ 【答案】见解析 【解析】()f x 的定义域为(]0,1,222'()2x x a xe a f x e x x -=-= 设2()2x x xe a ?=-,()22()242x x x xe x e ?'==+, 当(]0,1x ∈,()0x ?'>,即()x ?在区间(]0,1为增函数, (2(),2x a e a ??∈--? 又因为( )2 0,2a e ∈,所以2 (0)0,(1)20a e a ??=-<=-> 由零点存在定理可知'()f x 在(]0,1的唯一零点为0x 当0(0,)x x ∈时,'()0f x <,当(]0,1x x ∈,'()0f x > 故()f x 在0(0,)x 单调递减,在(]0,1x 单调递增, 所以当0x x =时,()f x 取得最小值,最小值为0200()ln x f x e a x =-, 由0 2020x x e a -=,即0 202x a e x = ,两边去对数得00ln ln 22 a x x =- 由于,所以00000222()2ln 22ln 2ln 22a a f x ax a ax a a a x a x a a = ++≥?=+

2021年高考数学专题03 导数及其应用 (原卷版)

专题03 导数及其应用 易错点1 不能正确识别图象与平均变化率的关系 A , B 两机关单位开展节能活动,活动开始后两机关的用电量()()12W t W t ,与时间t (天)的关系如图 所示,则一定有 A .两机关单位节能效果一样好 B .A 机关单位比B 机关单位节能效果好 C .A 机关单位的用电量在0[0]t ,上的平均变化率比B 机关单位的用电量在0[0]t ,上的平均变化率大 D .A 机关单位与B 机关单位自节能以来用电量总是一样大 【错解】选C. 因为在(0,t 0)上,()1W t 的图象比()2W t 的图象陡峭,所以在(0,t 0)上用电量的平均变化率,A 机关单位比B 机关单位大. 【错因分析】识图时,一定要结合题意弄清图形所反映的量之间的关系,特别是单调性,增长(减少)的快慢等要弄清. 【试题解析】由题可知,A 机关单位所对应的图象比较陡峭,B 机关单位所对应的图象比较平缓,且用电量在0[0]t ,上的平均变化率都小于0,故一定有A 机关单位比B 机关单位节能效果好.故选B. 【参考答案】B 1.平均变化率

函数()y f x =从1x 到2x 的平均变化率为 2121 ()() f x f x x x --,若21x x x ?=-,2()y f x ?=-1()f x ,则平 均变化率可表示为y x ??. 2.瞬时速度 一般地,如果物体的运动规律可以用函数()s s t =来描述,那么,物体在时刻t 的瞬时速度v 就是物体在 t 到t t +?这段时间内,当t ?无限趋近于0时, s t ??无限趋近的常数. 1.巍巍泰山为我国的五岳之首,有“天下第一山”之美誉,登泰山在当地有“紧十八,慢十八,不紧不慢又十八”的俗语来形容爬十八盘的感受,下面是一段登山路线图.同样是登山,但是从A 处到B 处会感觉比较轻松,而从B 处到C 处会感觉比较吃力.想想看,为什么?你能用数学语言来量化BC 段曲线的陡峭程度吗? 【答案】见解析. 【解析】山路从A 到B 高度的平均变化率为h AB =1001 5005 -=-, 山路从B 到C 高度的平均变化率为h BC =15101 70504 -=-, ∴h BC >h AB , ∴山路从B 到C 比从A 到B 要陡峭的多. 易错点2 求切线时混淆“某点处”和“过某点” 若经过点P (2,8)作曲线3 y x =的切线,则切线方程为 A .12160x y --= B .320x y -+=

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