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高中数学理科所有知识点及其解题方法归纳

基本知识、基本方法、基本思想之

一.集合(必修1)

1.基本知识

集合的概念{}{}{}??????

?

?

?

?????????

???∈=∈∈=?∈∈=????=????

??A x U x x A C B x A x x B A B x A x x B A B A B A B A U 、或且集合的运算的真子集是集合的关系:描述法图示法列举法集合的表示

①公式1:A ?φ

公式2:φφ=?A A A =?φ 公式3:A C x A x U ∈?则

②几个符号:实数集----R 正实数集----R +

有理数集---Q

整数集----Z 自然数集----N 不包含0的自然数集----N *

③注意下列性质:集合{n a a a a ,........,,321}真子集的个数是21-n

.

B

B A B A A

B A B A =???=??...........2 )若(

2.区别这三个集合:

{}{}{}x y y x C x y y B x y x A lg |),(lg |lg |======,,集合

3.解题方法、思想

①解决集合问题,首先要弄清楚集合中的元素是什么; ②抓住集合中元素的3个性质,对互异性要注意检验;

③正确进行“集合语言”和普通“数学语言”的相互转化,必要时,借助图形(韦恩图、数轴) 4.范例

①如何运算进行集合的交、并、补?

A ={x -1≤x ≤2},

B ={x x <1},则A ∩B = [D]

(A){x

x <1}

(B ){x

-1≤x ≤2}

(C) {x -1≤x ≤1} (D) {x -1≤x <1}

A ,

B 均为集合U={1,3,5,7,9}的子集,且A ∩B={3}, (

C u B)∩A={9},则A=(D)

(A ){1,3} (B){3,7,9} (C){3,5,9} (D){3,9} 【解析】因为A ∩B={3},所以3∈A ,又因为

(C u B)∩A={9},所以9∈A ,所以选D 。本题也可以用Venn 图的方法帮助理解。

②的特殊情况。要忘记集合本身和空集对集合的关系问题,不?空集是一切集合的

子集,是一切非空集合的真子集。

{}

{}1|032|2

===--=ax x B x x x A ,

若,则实数的值构成的集合为B A a ?(答:,,)-?

??

???1013

注意:φ=B 时,0=a 也符合题意。 ③数形结合思想的运用

{}{}A x||x-a|<1,x R ,|15,.A B B x x x R =∈=<<∈?=?若,则实数a 的取值范围是( C )

(A){}a |0a 6≤≤ (B){}|2,a a ≤≥或a 4 (C){}|0,6a a ≤≥或a (D){}|24a a ≤≤

【解析】本题主要考查绝对值不等式的基本解法与集合交集的运算,属于中等题。 由|x-a|<1得-1

由图可知

a+1≦1或a-1≧5,所以a ≦0或a ≧6.

【温馨提示】不等式型集合的交、并集通常可以利用数轴进行,解题时注意验证区间端点是否符合题意。

④集合的表示:准确理解描述法

A=???

?

??∈-∈N x N

x 28,集合B=?

?????∈∈-N x N x 28, 则._________=?B A 分析:集合A 中的元素是

82x -中的x ,而B 中的元素是x N ∈时8

2

x -的值,不妨列表: x 2

8

-x

10 1

6 2 4 4 3 8

则集合A={10,6,4,3},B={1,2,4,8},故}4{=?B A

二.简易逻辑(选修1-1)

1.判断命题的真假

原理1:原命题、逆命题、否命题、逆否命题四个命题中,互为逆否命题的两个命题同真假。 (即原命题与逆否命题同真假、逆命题与否命题同真假)(注意:否命题与逆命题互为逆否命题)

原理2:P 与P ?的真假性相反。

原理3:①q P ∧为真时,p 、q 均为真(即 q P ∧为假时,p 、q 中至少一个为假)。 ②q P ∨为真时,p 、q 中至少一个为真(即q P ∨为假时,p 、q 均为假)

①在△ABC 中,若A>B ,则sinA>sinB 。 (真) 解析:在△ABC 中,由“大角对大边” 若A>B ,则b a >,由正弦定理有2RsinA>2RsinB,可得sinA>sinB 。

②若x ,7≠+y 则2≠x 或5≠y 。(真)

解析:其逆否命题是:若2=x 且5=y ,则,7=+y x 是真命题。 提醒:①写命题的P ?

时,只否定结论。

写命题的否命题时,条件和结论都要否定。 ②几个判断语的否定词如下:

2.判断p 是q 的什么条件(充分不必要条件、必要不充分条件、充要条件)

判断“p 是q 的什么条件”的本质是判断命题“若p ,则q ”及“若q ,则p ”的真假;

概念:如果“若p 则q ”是真命题,则可记为q p ?,此时,p 叫q 的充分条件,同

时,q 叫p 的必要条件。

判断方法:

①定义法:若B A ?,则A 是B 的充分条件,B 是A 的必要条件;

若B A ?,则A 是B 的充要条件。

ABC 中,P :A>B ,q :sinA>sinB ,则p 是q 的____________条件。

ABC 中,由“大角对大边” 若A>B ,则b a >,由正弦定理有

2RsinA>2RsinB,可得sinA>sinB ,即q p ?。

另一方面:由sinA>sinB ,由正弦定理有

R

b

R a 22>

.则b a >,在△ABC 中,由“大边对大角”,故A>B ,即p q ?. 答:充要条件。

“若A ,则B ”及“若B ,则A ”的真假性。 ,7≠+y q :2≠x 或5≠y 。则p 是q 的____________条件。

解析:∵P ?为:,7=+y x q ?为:2=x 且5=y ,显然:q ??P ?,而“q ?

?P ?” 的逆否命题是:“q p ?”。 答:充分不必要条件。 ③利用集合的包含关系:若,B A ?则A 是B 的充分条件,B 是A 的必要条件; 若A=B ,则A 是B 的充要条件。 05x <<是|2|3x -<的 条件.

解析:记A={x ∣05x <<}记|2|3x -<的解集为B={ x ∣-1

②“1=a ”是“函数ax ax y 2

2sin cos -=的最小正周期为π”的( ) (A )充分不必要条件 (B )必要不充分条件

(C )充要条件 (D )即不充分又不必要条件

解析:函数ax ax y 2

2sin cos -=

=cos2ax ,其最小正周期为π,则1-=a 或 1.记集合A={1=a a },记

B={11或-=a a },则A 是B 的真子集,故选A 。 3.全称量词、特称量词 (1)全称命题的否定:

“2

,30x R x x ?∈-+>”的否定是:2000,30x R x x ?∈-+≤ ②“2

1,30x x x ?<->对有” 的否定是:20001,30x x x ?<->有

(2)特称命题的否定:

20000,320x x x ?>--≤有” 的否定是:2

0,320x x x ?>-->有

三.基本不等式的解法。

1.一元二次不等式的解法

★解一元二次不等式的步骤是:先将不等式的二次项系数化为正数 → 再求方程02

=++c bx ax 的根x 1、x 2并比较其大小 → 利用公式写出。 不等式32

>x 的解是__________.

解析:不等式32>x 等价于032>-x ,方程032

=-x 的根为3-或3,故不等式

032>-x

解为3-x 。

2.解含绝对值的基本不等式(选修4-5) (1)公式1:若0>a ,则a t a ,则a t >a t a t >-

解:原不等式等价于2212x -<-<,解得:1322

x -<< (2)解不等式138x x -++< 解法1:数形结合,利用数轴: 如图,PA=1x - PB=3x +

上式等价于:PA+PB<8,当PA+PB=8时,P 在x=3和x =-5处。 由此可得,-5

解法2:分三种情况讨论:

当3x <-时,有138x x -+--<得:53x -<<- 当31x -≤≤时,有138x x -+++<得:31x -≤≤ 当1x >时,有138x x -++<得:13x << 综上,得-5

0)()(0)()(>?>x g x f x g x f 公式2:0)()(0)

()

(

???>≠?≥0)()(0)(0)()(x g x f x g x g x f ?

?

?≤≠?≤0)()(0)(0)()

(x g x f x g x g x f

★解分式型不等式的步骤:

先将不等式右端化为0 并通分 → 再用上面的公式求解。

15

1

<+x 的解是_________. 解析:不等式化为0151<-+x ,化为054<+--x x 即05

4

>++x x 即

0)5)(4>++x x (,解得:不等式的解是45->-

提醒1:解分式型不等式必须严格按上述步骤,比如解不等式15

1

<+x ,就不能两边同时乘

以分母5+x 化为51+

提醒2:如果分母已知恒为正数,则可以两边同时乘以分母化简,范例如下:

01

1

22

<+++x x x 的解是_______. 解析:∵12

++x x 恒为正数,∴原不等式等价于012<+x 。答:2

1-

11

1

22

>+++x x x 的解是_______. 解析:∵12

++x x 恒为正数,∴原不等式等价于12+x >12

++x x 的不等式的解为:0

1-=kx y 与圆2)2(2

2

=+-y x 有两个不同的交点,求k 的取值范围。 解析:∵圆心(2,0)到直线1-=kx y 的距离d=

1

122

+-k k

由题R d <得

1

122+-k k 2<,得12122+<-k k ,两边同时平方得:

2241422+<-+k k k 得01422<--k k ,解得:

2

6

2262+<<-k 。

基本知识、基本方法、基本思想之

备注:函数这一步部分,选择题、填空题考察的主要还是最基本的东西,解答题主要围绕导

数的应用来考察。

第一部分:基本知识、基本问题(必修1) 一.函数的概念

对于非空集合A 、B ,在集合A 中的每一个实数x 按照法则f 与集合B 中唯一一个实数y 对应,就称从集合A 到B 的一个函数,也称y 是x 的函数,记为:)(x f y =

x 与y 的对应,可以一对一,多对一,但决不可以一个x 对应多个y 。

如:1)(-=

x x f 是函数,而1)(-±=x x f 不是函数

函数的三要素

①定义域:自变量x的取值集合。

②值域:函数值y的取值集合。

③对应法则:即y关于x 的表达式(解析式)

1.求函数的定义域

()

()的定义域是

2

3

lg

4

-

-

=

x

x

x

y____________。

分析:就是求使得函数表达式有意义的x的取值集合。

解不等式

?

?

?

?

?

-

>

-

-

1

)3

(

)3

(

)

4(

2

2

x

x

x

x

的定义域为()()()43

3

2

2

0,

2.函数的解析式

3

log,0

()

2,0

x

x x

f x

x

>

?

=?

?

,则

1

(())

9

f f=(B)

A.4

B.

1

4

C.-4 D-

1

4

解析:根据分段函数可得

3

11

()log2

99

f==-,则2

11

(())(2)2

94

f f f-

=-==,②若()=

-

=

+)

(

1

1x

f

x

x

f则____________。

分析:这类问题通常用换元法解决。

令,则

t x t

=+≥

10

∴x t

=-

21

2

)(2-

=t

t

f

∴(0

t)

2

)

(

2-

=x

x

f

∴(0

x)

3.求函数的值域

方法1:观察法

f(x)=3

2-

+

x的值域是__________.

解析:由0

2≥

+

x∴3

2-

+

x3

-

≥,∴函数f(x) 的值域是)

,3

[+∞

-

方法2:换元法

f(x)=

1

1

2

-

+

x

x

)1

(>

x的值域是__________.

解析:令1

-

=x

t,则0

>

t且1

+

=t

x

∴f(x)= t t 1

)1(2++

=t

t t 2

22++

=2)2

(++

t

t 由均值不等式得f(x)222+≥ ∴函数f(x) 的值域是),222[+∞+ ②函数()()

2log 31x f x =+的值域为( A )

A. ()0,+∞

B. )0,+∞??

C. ()1,+∞

D. )1,+∞?? 解析:令13+=x

t ,则1>t ,问题转化为求函数y=)1(log 2>t t 的值域。 方法3:利用函数的单调性

f(x)=12-+

x x 的值域是__________.

解析:函数的定义域为),1[+∞,且函数在),1[+∞上是递增函数,故x=1是,f(x)的最小值为2,∴函数f(x) 的值域是),2[+∞ 方法4:利用函数的图像

f(x)=322

--x x ]3,0[(∈x )的值域是__________.

分析:求二次函数的值域,通常用图像。

如图:可以看到

x=1时,y m in =–4

x=3时,y m ax =4

∴函数f(x) 的值域是]4,4[-。 二.函数的单调性

函数单调性的定义:如果函数()x f 对区间D 内的任意

21,x x ,当21x x <时都有

()()21x f x f <,则()x f 在D 内是增函数;当21x x <时都有()()21x f x f >,则()

x f 在D 内时减函数。

通俗理解:如果函数()x f 在D 内是增函数,则y 随x 的增大而增大;如果函数()x f 在D 内是减函数,则y 随x 的减小而减小。 1. 判断函数的单调性 方法

1:观察分析法 1)(-+

=x x x f 的单调性是______.

答:是区间),1[+∞上的增函数。 方法2:复合型函数的单调性判断法则

0.2log (31)x

y =+的单调性是______.

分析:方法1:令u =13+x

,y=0.2log u (外函数),由u ↑,y ↓;而x ↑,u ↑,故有x ↑,

y ↓,故函数0.2log (31)x

y =+在R 上递减。

方法2:[][]为减函数为增函数,否则相同时当内、外层函数单调性)()(x f x u f

(即“同增异减”法则)。

令u =13+x

(内函数)是增函数,y=0.2log u (外函数)是减函数,由于内、外函数单调性相反,故原函数为减函数。 方法3:利用函数的图像

2.利用导数判断函数的单调性

原理:()为增函数。则内,若总有,在区间)(0)( x f x f b a >

()为减函数。则内,若总有,在区间)(0)( x f x f b a <

x x x f 12)(3

-=的递增区间是_________.

解析:123)( 2

'

-=x x f 令123)( 2

'

-=x x f >0,解得22>-

,(),(∞+?-∞-22 3.分段函数的单调性

原理:分段函数为增函数,则其各个段的函数均为增函数,且分段点处右端不小于左端;分段函数为减函数,则其各个段的函数均为减函数,且分段点处右端不大于左端。

(3)4,1()log ,1a

a x a x f x x x --?=?≥?<

,是(-∞,+∞)上的增函数,那么a 的取值范围

是( )

(A )(1,+∞) (B )(-∞,3) (C)??

?

???3,53 (D)(1,3)

分析:函数(3)4

,1()log ,1a

a x a x f x x x --?=?

≥?<,在(-∞,+∞)上是增函数的条件是:

???

??-?-≥>>-a a a a a

41)3(1log 1

3 解得:C 三.函数的奇、偶性

解题要点:关键是抓死函数的奇、偶性的定义,利用定义获得等式;或利用奇函数、偶函数的图像特征解答。

1.函数的奇、偶性的定义

若总成立为奇函数函数图象关于原点对称

f x f x f x

()()()

-=-??

若总成立为偶函数函数图象关于轴对称

f x f x f x y

()()()

-=??

()41

2

x

x

f x

+

=的图象(D )

A. 关于原点对称

B. 关于直线y=x对称

C. 关于x轴对称

D. 关于y轴对称

解析:)

(

2

4

1

2

1

4

)

(x

f

x

f

x

x

x

x

=

+

=

+

=

-

-

-

)

(x

f

∴是偶函数,图像关于y轴对称

2.奇函数的一个性质

若函数f(x)是奇函数,且定义域中含0(即X可以取0)则必有。

f(0)=

=

+

-

+

=a

a

a

x

f

x

x

为奇函数,则实数

·

1

2

2

2

)

(

解析:0

)0(

)

(=

∈f

R

R

x

x

f∴

,又

为奇函数,

1

1

2

2

2

=

=

+

-

+

a

a

a

·

②设()

f x为定义在R上的奇函数,当0

x≥时,()22

x

f x x b

=++(b为常数),则(1)

f-=(A)-3 (B)-1 (C)1 (D)3

解析:∵()

f x为定义在R上的奇函数(x可以取0)∴0

f(0)=可得b=–1,又f(1)=3 ∴f(-1)=-3

3. 利用奇函数、偶函数的图像特征解题

函数图象关于原点对称

为奇函数

若?

)

(x

f

轴对称

函数图象关于

为偶函数

若y

x

f?

)

(

f(x)是定义在R上的奇函数,在(,0)

-∞上是减函数,且f(2)=0,则使得f(x)<0的x 的取值范围是(D )

(A) (-∞,2);(B) (2,+∞);

(C) (-∞,-2)?(2,+∞);(D) (-2,0)∪(2,+∞)

解析:拟合其函数图像,如图。

4.函数的周期性

解题要点:关键是抓死函数的周期性的定义,利用定义获得等式;或利用函数周期性在

a n =a ?a ?........?a

(n 个a 相乘)

图像上体现出来的特征解题。

()为周期,则),在定义域内总有(若存在实数)()(0x f x f T x f T T =+≠

函数,T 是一个周期。

)(x f 满足()==--=+)2012(,2)2()(3f f x f x f 则,且_________. 解析:∵(),)(3x f x f -=+∴)())(()3()6(x f x f x f x f =--=+-=+

得的一个周期为是周期函数,)(6)(x f T x f =,由2012÷6的余数为4,∴

)4()2012(f f ==2)2(=-f

第二部分:指数、对数及指数、对数函数(必修1) 1.指数、对数基础

(1)a n

(n 是自然数时)的 (2)a n

m 的含义:a n

m =

n m a (3)a

x -的含义:a

x

-=

x a

1 ** 指数、对数的关系2.指数、对数的运算公式 (1)指数运算公式

n

n n mn n m n m n m b a ab a a a a a ===?+)()(

(2)对数的运算公式

N M MN a a a log log log +=

N M N

M

a a a

l o g l o g l o g -= M n M a n a log log =

特别的:01log =a ,1log =a a (3)换底公式:log log log c a c b

b a

=

特别地:lg log lg a b b a =

, ln log ln a b

b a

=

3.两个常见的对数

log 10N 记为lgN(常用对数)

log e N 记为lnN(自然对数),其中e ≈2.7188 二.指数、对数函数 4.比较两个指数的大小

方法1:利用指数函数的单调性(比较底数相同的两个指数) 如比较:10.45

2

0.20.2-

-与的大小。利用函数0.2x

y =在R 上是减函数。

方法2:作商比较: 如比较:122和13

3的大小。 方法3:引入中间量 如比较:0.2

0.3和0.3

0.2

-,利用函数0.3x

y =和0.2X

y =的图像,可以看出:0.2

0.3<1,

0.30.2->1.

5.比较两个对数的大小

方法1:利用对数函数的单调性(比较底数相同的两个对数) 如比较:0.30.31

2

log 0.2与log 的大小。利用函数0.3log y x =在R 上是减函数。 方法2:作差比较: 如比较:

ln 2ln 3

23

与的大小。 方法3:引入中间量

如比较:0

.4

l o g 2.2与

1.8log 1.1,利用函数0.4 1.8log log y x x =和的图像可得,

0.4log 2.20<, 1.8log 1.10>

6.解基本的指、对不等式 (1)指数不等式的解法

方法:将不等式两端化为同底数的指数。参考公式:log a k

a k =。

2121x ->

解:原不等式化为21022x ->,由函数2x

y =的单调性得:210x ->得12

x > (2)对数不等式的解法

方法:将不等式两端化为同底数的对数。参考公式:log k

a a k =。

2log (31)3x +< 解:原不等式化为22log (31)log 8x +<

由函数2log y x =的单调性及“对数的真数大于0”得0318x <+<

解得:1733

x -

<< 第三部分:导数(选修1-1)

一.求导数的公式1: ①若n

x y =则1

-='n nx

y 特别地:常数的导数为0.

②x x cos )(sin =' x x sin )(cos -=' ③a x x a ln 1)(log =

' x

x 1

)(ln =' ④a a a x

x

ln )(=' x

x

e e =')(

求导数的公式2:='±)()()(x x v u )()(

x x v u '±' ='?)()()(x x v u +?')()(x x v u )()(x x v u '?

)

(2)

()()()()

()()(

x x x x x x x u

u v u v u v '-'=

'

复合函数求导数:

2

ln(2)y x x =+的导数。

解析:令2

2,u x x =+它关于x 的导数为41u x '=+,ln y u =关于u 的导数为:

1

u

,则原函

数的导数为:

1

(41)x u

?+,再把22,u x x =+代入,得原函数的导数为: 二. 导数部分题型的解答。 1.利用导数判断函数的单调性

原理:()为增函数。则内,若总有,在区间)(0)( x f x f b a >'

()为减函数。则内,若总有,在区间)(0)( x f x f b a <'

方法与步骤:求函数的定义域→解不等式0)(/>x f 得函数的增区间;解不等式0)(/

x x x f 12)(3

-=的递增区间是_________.

解析:123)( 2

'

-=x x f 令123)( 2

'

-=x x f >0,解得22>-

区间是22-∞-+∞(,)及(,)

2. 已知知函数在区间D 上的单调性,求字母范围。

方法1:求函数的增(或减)区间A ——→利用区间D 是区间A 的子集求字母的范围。

方法2:求函数的导数——→利用0)(/

≥x f (或/

()0f x ≤)在区间D 上恒成立求字母的

范围。(不等式恒成立求字母范围见后)

已知函数2

31y x ax =-+在区间(1,)+∞是增函数,则实数a 的取值范围是

_____________.

解:函数2

31y x ax =-+的增区间是(

32a ,)+∞,由(1,)+∞?(32a ,)+∞得:3

12

a ≤得: 2

3

a ≤

②[)的上是单调增函数,则,在,函数已知a ax x x f a ∞+-=>1

)(03

取值范围 是__________。

方法1:求导数→令0)(>'x f 得函数的增区间为(,-∞及)+∞→由区间

[1,)(,)+∞?-∞?+∞建立不等式→求a 的范围。 方法2:

利用原理:()

()内恒成立。,在区间为增函数,则内,若,在区间b a x f x f b a 0)()(≥'(在个别点导数为0,不影响函数的单调性)

()()内恒成立。,在区间为减函数,则内,若,在区间b a x f x f b a 0)()(≤'(在个

别点导数为0,不影响函数的单调性)

解析:a x x f -='2

3)(

由0)(≥'x f 在区间),1[+∞上恒成立,则032

≥-a x 在区间),1[+∞上恒成立,得3≤a ,故选D 。

[备柱:032≥-a x 在区间),1[+∞上恒成立,等价于3

3x a ≤在区间),1[+∞上恒成立,等价于min 3

)3(x a ≤] 3. 函数图像的切线的斜率

原理:函数y=f(x)在点0x 处的导数,就是曲线y=(x)在点))(,(00x f x P 处的切线的斜率.

应用要点:① 抓住切点 ② 区别:“在M 点处的切线”与“过M 点处的切线”的不同。

求曲线1

y x

=

在点A (1,1)处的切线方程。 分析:说明A 为切点,且A 在函数的图象上。

解:21

y x '=-

,则切线的斜率为1-,可得切线方程为2y x =-+ ②求曲线1

y x

=过点A (1,1)处的切线方程。

方法:设切点P(x 0,y 0)——→利用)(0/

x f k =切及点P 写出切线方程——→将A 的坐标代

入切线方程建立关于x 0的方程,求出x 0——→求切线方程 解:设切点为P(0x ,

01x ),由21

y x

'=-,则切线的斜率为201x -,则切线方程为 0200

11()y x x x x -

=--,把A (1,1)的坐标代入方程,有020011

1(1)x x x -=--

解得01x =,从而可得切线方程为2y x =-+。

③已知1,0,()b c f x x b >->=+函数的图象与函数2

()g x x bx c =++的图象相切.求b

与c 的关系式(用c 表示b )。

解析:设函数f(x)的图像与函数g(x)的图像相切于点(x 0,y 0),∵b x x g +='2)( 由题有12)(00=+='b x x g ①

又切点(x 0,y 0)在函数f(x)的图像与函数g(x)的图像上,有c bx x b x ++=+2

00②

由①②消去x 0,

.

21,0,1.

4)1(2c b c b c b +-=∴>->=+ 得

4. 利用导数求函数的极值

利用原理:极大值点左增(即0)(>'x f )右减(即0)(<'x f );极小值点左减(即0)(<'x f )右增(即0)(>'x f )。

方法与步骤:求导数→解方程0)(='x f ,解不等式0)(>'x f ,0)(

23)(3

+-=x x x f 的极大值。

解析:33)(2

/-=x x f

令33)(2

/-=x x f >0得函数的递增区间为),1()1,(+∞?--∞ 令33)(2

/-=x x f <0得函数的递减区间为)1,1(- ()f x 在1x =-处取得极大值,极大值为(1) 2.f -=

2)(3+-=ax x x f 在x=1处取得极小值,求实数a 的值。

解析:a x x f -=2/

3)(

由03)1(/=-=a f ,得3=a .

经验证(此略验证过程),a=3符合题意。 5. 已知函数在区间D 上的极值点的个数,求字母范围。

利用原理1:若函数f(x)在x 0处有导数,且x 0是极值点,则()0x f '=0.

原理2:若()0x f '=0,且x 0是方程()0x f '=0的偶重根,则x= x 0必定不是函数的极值点。

方法:转化为方程0)(='x f 在区间D 上有几个根,求字母的范围问题。即转化为方程根的分布问题。

[“方程根的分布问题”又见后]

若函数2)(3

+-=ax x x f 有极值点,求实数a 的取值范围。

分析:利用原理2,问题的实质转化为方程有根的问题。

a x x f -=2/3)(

令0)(/

=x f 得032

=-a x ,

由题,方程032

=-a x 有实数根(且这些根不全是等根), 由△>0,得a > 0。

②若函数2)(3

+-=ax x x f 在区间[1,+)∞有极值点,

求实数a 的取值范围。

解法1:a x x f -=2

/3)(,由题,则有方程/()f x =032

=-a x 在区间[1,+)∞内有实数

根(且这些根不全是等根),

由△>0得a > 0,且方程/

()f x =032=-a x 的根为

x=

3a 或3

a

1≥, 解得3a ≥

解法2:a x x f -=2

/3)(,由题,则有方程/()f x =032

=-a x

在区间[1,+)∞内有实数根(且这些根不全是等根),由

函数/

()f x =2

3x a -的图像可得: 则须f '(1)≤0得3a ≥

6. 已知方程f(x)=0在区间D 内根的个数,求字母范围。(方程根的分布)

方法1:解出方程0)(=x f 的根i x ——→利用条件建立关于a 的不等式(比如i x 在给定的区间内)。

方法2:分析函数的性质(如单调性、奇偶性、对称性、周期性)——→画函数图象的草图——→利用区间端点值的正负、极值的正负,建立关于字母a 的不等式。

2

10x ax -+=

a 的取值范围。 (2)若方程有两个不相等的正实数根,求字母a 的取值范围。

(3)若方程在区间(0,2)内有两个不相等的实数根,求字母a 的取值范围。 解:(1)由△>0得22a a <->或

(2)由1212

000x x x x ?>??

+>??>?得2a >

(3)记函数2

()1f x x ax =-+,如图,

则须022(0)0(2)0

a f f ?<

>??>??>??解得522a <<

1)1()12(2

1

31)(23++++-=

x a a x a x x f 在区间(0,2)内有两个极值点,求a 的取值范围。

解法1:)1()12()(2

+++-='a a x a x x f ,由题0)(='x f 在区间(0,2)内有两个不等的实根,令0)(='x f 得1+=a a x 或,由

??

?<+<<<2

102

0a a 解得10<

+++-='a a x a x x f ,由题0)(='x f 在区间(0,2)内有两个不等的实根,由)1()12()(2+++-='a a x a x x f 的图像及性质有:

?????

????>?<+<>'>'0

221

200)2(0)0(a f f 解得10<

a x x g --=ln 2)(,x x x h 32

1)(2

-=

,若函数()y g x =与)(x h y =的图象有3个不同的交点M 、N 、Q ,求a 的取值范围;

分析:由函数f(x)的定义域为)

,(∞+0,故问题的实质是:“已知方程 0ln 232

12

=++-a x x x 由3个正实数根,求a 的范围”

, 如果设a x x x x f ++-=ln 232

1)(2

,问题实质即为“已知函数

a x x x x f ++-=ln 232

1

)(2的图像与x 轴正半轴有3个不同的交点,求a 的范围”

。 解:设a x x x x f ++-=ln 232

1)(2

,x x x x x x x f )2)(1(23)(2--=+-=',且

0>x 令0)(>'x f 得函数的增区间为),

及(∞+2)1,0(,令0)(<'x f 得函数的减区间为),21(,如图:则有???<>0

)2(0)1(f f 得2ln 2425

-<

7.求函数的最大值、最小值

(1)在闭区间[a,b]上求函数的最大值、最小值

方法1:对简单的函数,利用高一学过的“求函数的值域”的方法(如:观察法、单调性法、换元法、图象法等)

方法2:(利用“最值定理:函数)(x f 的图象在[a,b]上连续不断,则函数)(x f 在[a,b]必有最大值和最小值,且最大值只能在端点或极大值处取到,最小值只能在端点或极小值处取到。”)

步骤:求导数——→令0)(='x f ,得i x x =——→求)()()(b f a f x f i 、、的值——→比较

大小求出函数的最大值、最小值。

(2)在开区间(a,b )上求函数的最大值、最小值

方法1:对简单的函数,利用高一学过的“求函数的值域”的方法(如:观察法、单调性法、换元法、图象法等)

方法2:求导数——→分析函数的单调性——→作函数图像的草图——→判断函数的最大值、最小值。

8.解答题范例

1.已知函数f (x )=x 3-3ax 2+3x+1。 (Ⅰ)设a=2,求f (x )的单调期间;

(Ⅱ)设f (x )在区间(2,3)中恰有一个极值点,求a 的取值范围。

解析:(1)略(提示求出函数的导数,由导数大于0,可求得增区间,由导数小于0,可求得减区间。) (2)363)(2

/

+-=ax x x f ,函数在(2,3)内恰有一个极值点,

则方程0363)(2

/

=+-=ax x x f 即方程03632

=+-ax x 在区间(2,3)

内恰有一个实数根,记U (X )=3632

+-ax x ,须有U(2)U(3)< 0得

()1830)(1215a a --< 0解得:

3

545<

(x 0)=0.” 这说明,f (x )在区间(2,3)中恰有一个极值点的条件是:方程0363)(2

/=+-=ax x x f 在区间(2,3)最起码有一个实数根,且这个根X 0是极值点的条件是其左、右导数值的正负相反,通过画U (X )=3632

+-ax x 的图像,可得U(2)U(3)< 0]

2.已知函数3

2

()f x ax x bx =++(其中常数a,b ∈R),()()()g x f x f x '=+是奇函数. (Ⅰ)求()f x 的表达式;(Ⅱ)讨论()g x 的单调性,并求()g x 在区间[1,2]上的最值.

3. 已知函数f (x )=3

2

31()2

ax x x R -

+∈,其中a>0. (Ⅰ)若a=1,求曲线y=f (x )在点(2,f (2))处的切线方程; (Ⅱ)若在区间11,22??

-

???

?上,且a ≤2,f (x )>0恒成立,求a 的取值范围. 解析:(1)当a=1时,f (x )=3

2

3x x 12

-

+,f (2)=3;f / (x)=233x x -, f /(2)=6.所以曲线y=f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y-3=6(x-2),即y=6x-9.

(Ⅱ)解:f /(x)=2

333(1)ax x x ax -=-.令f ’(x)=0,解得x=0或x=

1a

. ∵0<2≤a ,则

2

1

1≥a 令f /

(x)>0得x<0或x>

1a ,得函数在11,22??

-????上的增区间为]0,21[- 令f /

(x)< 0得a x 10<

<,得函数在11,22??

-????

上的减区间为]21,0[ ∴11x f x 22??∈-????,时,()>0等价于5a 10,()0,8215a ()0,0.

28

f f -??

>->??????+??>>????即………(*)

解不等式组得-5

[备注:(*)的来源:11x f x 22??∈-????

,时,()>0恒成立,等价于0)(min >x

f ,而通过单

调性分析,min )(x f 只可能为)21

(f 或)21(-f ,故只需)21(f 和)2

1(-f 均大于0]

基本知识、基本方法、基本思想之

5)

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