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帮你归纳总结(五)导数中常见的分类讨论

帮你归纳总结(五)导数中常见的分类讨论
帮你归纳总结(五)导数中常见的分类讨论

帮你归纳总结(五):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、参数引起的分类讨论

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. 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:1

1,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、判别式引起的分类讨论

例: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。

解:由已知得22()21,(0)a x x a

f x x x x x

-+'=-+=

>, (1)当180a ?=-≤,1

8a ≥

时,()0f x '≥恒成立,()f x 在(0,)+∞上为增函数. (2)当180a ?=->,1

8

a <时,

1)1

08

a <<

0>>,()f x 在

上为减函数,()f x 在)+∞上为增函数,

2)当0a <0<,故()f x 在1[0,

2

+上为减函数,

()f x 在,+∞)上为增函数. 综上,当1

8

a ≥

时,()f x 在(0,)+∞上为增函数;

当)1

08

a <<

时,()f x 在上为减函数,

()f x 在11(0,],[)22

++∞上为增函数,

当a <0时,()f x 在(0,

]上为减函数,()f x 在 +∞)上为增函数.

三、二次函数对称轴与给定区间引起的分类讨论 例:已知函数3

22()233

f x x ax x =-

++,令()ln(1)3(

)g 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2

2

()ln(1)3(243)ln(1)24g x x x ax x x ax =++--++=++-,

2144(1)14()4411

x a x a g x x a x x +-+-'∴=+-=++, 又当1

(,)2

x ∈-

+∞时,恒有10x +>, 设2

()44(1)14h x x a x a =+-+-,其对称轴为441

82a a x --=-=

(i) 当

11

22

a -≥-,即0a ≥时,应有216(1)16(14)0a a ?=---≤ 解得:20a -<≤,所以0a =时成立,

(ii) 当1122a -<-,即0a <时,应有1()02h ->即:1

14(1)1402

a a --?+->

解得0a <, 综上:实数a 的取值范围是0a ≤。 四、二项系数引起的分类讨论

4.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|. 解析:(1)f (x )的定义域为(0,+∞),

f ′(x )=a +1x +2ax =2ax 2

+a +1

x

.

当a ≥0时,f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增. 当a ≤-1时,f ′(x )<0,故f (x )在(0,+∞)上单调递减. 当-1<a <0时,令f ′(x )=0,解得x =

a +1

2a

则当x ∈时,f ′(x )>0;当)x ∈+∞时,()0f x '<;

故()f x 在上单调递增,在)+∞上单调递减. (2)不妨设x 1≥x 2.由于a ≤-2,故f (x )在(0,+∞)上单调减少,

所以|f (x 1)-f (x 2)|≥4|x 1-x 2|等价于

f (x 2)-f (x 1)≥4x 1-4x 2,即f (x 2)+4x 2≥f (x 1)+4x 1.

令g (x )=f (x )+4x ,则

g ′(x )=a +1x +2ax +4=2ax 2

+4x +a +1

x

.

于是g ′(x )≤-4x 2

+4x -1

x =

2x -1

2

x

≤0.

从而g (x )在(0,+∞)上单调减少,故

g (x 1)≤g (x 2),即f (x 1)+4x 1≤f (x 2)+4x 2,

故对任意x 1,x 2∈(0,+∞),|f (x 1)-f (x 2)|≥4|x 1-x 2|.

三、针对性练习

1.已知函数

)0(3ln )(≠∈--=a R a ax x a x f 且 .

(Ⅰ)求函数)(x f 的单调区间;

(Ⅱ)当2=a 时,设函数32)2()(-+--=x

e

p x p x h ,若在区间],1[e 上至少存在一个0x , 使得)()(00x f x h >成立,试求实数p 的取值范围.

解:(Ι)由

x

x a x f )

1()(-=

'知: 当0>a 时,函数)(x f 的单调增区间是)1,0(,单调减区间是),1(+∞; 当0

则x x

e

x p px x x x e p x p x F ln 2232ln 232)2()(---=++--+--=.

1. 当0≤p 时,由],1[e x ∈得0ln 22,0<--≤-x x

e

x p px ,

从而0)(

2. 当0>p 时,022],,1[,22)(2

2≥-∴∈++-=

'x e e x x e

p x px x F ,

0)(,02>'>+x F p px 在],1[e 上恒成立, 故)(x F 在],1[e 上单调递增。4)()(max --==∴e

p

pe e F x F

故只要04>--e p pe ,解得1

42->e e

p

综上所述,p 的取值范围是)

,14(2+∞-e e 。

2.已知函数))(1ln()(2

R a x a ax x x f ∈---=,求函数)(x f 的单调区间;

解:1

)22

(21

2)('-+-

=--

-=x a x x x a a x x f , 若0≤a 时,则

1

)

22

(2)(,12

2

-+-

=≤+x a x x x f a >0在(1,+∞)恒成立, 所以)(x f 的增区间(1,+∞).

若122,0>+>a a 则

,故当]2

2

,1(+∈a x ,01

)

22

(2)('≤-+-

=x a x x x f , 当),2

2

[

+∞+∈a x 时,01

)

22

(2)(≥-+-

=x a x x x f , 所以a>0时)(x f 的减区间为(22,

1+a ),)(x f 的增区间为[),2

2

+∞+a .

含参数导数问题分类讨论

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.

高三导数压轴题题型归纳

导数压轴题题型 1. 高考命题回顾 例1已知函数f(x)=e x -ln(x +m).(2013全国新课标Ⅱ卷) (1)设x =0是f(x)的极值点,求m ,并讨论f(x)的单调性; (2)当m≤2时,证明f(x)>0. (1)解 f (x )=e x -ln(x +m )?f ′(x )=e x -1x +m ?f ′(0)=e 0-1 0+m =0?m =1, 定义域为{x |x >-1},f ′(x )=e x -1 x +m = e x x +1-1 x +1 , 显然f (x )在(-1,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增. (2)证明 g (x )=e x -ln(x +2),则g ′(x )=e x -1 x +2 (x >-2). h (x )=g ′(x )=e x -1x +2(x >-2)?h ′(x )=e x +1 x +22>0, 所以h (x )是增函数,h (x )=0至多只有一个实数根, 又g ′(-12)=1e -13 2 <0,g ′(0)=1-1 2>0, 所以h (x )=g ′(x )=0的唯一实根在区间??? ?-1 2,0内, 设g ′(x )=0的根为t ,则有g ′(t )=e t -1 t +2=0????-12g ′(t )=0,g (x )单调递增; 所以g (x )min =g (t )=e t -ln(t +2)=1 t +2+t = 1+t 2 t +2>0, 当m ≤2时,有ln(x +m )≤ln(x +2), 所以f (x )=e x -ln(x +m )≥e x -ln(x +2)=g (x )≥g (x )min >0. 例2已知函数)(x f 满足2 1 2 1)0()1(')(x x f e f x f x + -=-(2012全国新课标) (1)求)(x f 的解析式及单调区间; (2)若b ax x x f ++≥ 2 2 1)(,求b a )1(+的最大值。 (1)121 1()(1)(0)()(1)(0)2 x x f x f e f x x f x f e f x --'''=-+?=-+ 令1x =得:(0)1f =

(完整版)导数的综合大题及其分类.

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 ,

导数问题中的分类讨论

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

高考导数压轴题型归类总结

导数压轴题型归类总结 目 录 一、导数单调性、极值、最值的直接应用 (1) 二、交点与根的分布 (23) 三、不等式证明 (31) (一)作差证明不等式 (二)变形构造函数证明不等式 (三)替换构造不等式证明不等式 四、不等式恒成立求字母范围 (51) (一)恒成立之最值的直接应用 (二)恒成立之分离常数 (三)恒成立之讨论字母范围 五、函数与导数性质的综合运用 (70) 六、导数应用题 (84) 七、导数结合三角函数 (85) 书中常用结论 ⑴sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为sin 1x x <,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. ⑵1x e x >+ ⑶ln(1)x x >+ ⑷ln ,0x x x e x <<>.

一、导数单调性、极值、最值的直接应用 1. (切线)设函数a x x f -=2)(. (1)当1=a 时,求函数)()(x xf x g =在区间]1,0[上的最小值; (2)当0>a 时,曲线)(x f y =在点)))((,(111a x x f x P >处的切线为l ,l 与x 轴交于点)0,(2x A 求证:a x x >>21. 解:(1)1=a 时,x x x g -=3)(,由013)(2=-='x x g ,解得3 3 ±=x . 所以当33= x 时,)(x g 有最小值9 32)33(-=g . (2)证明:曲线)(x f y =在点)2,(211a x x P -处的切线斜率112)(x x f k ='= 曲线)(x f y =在点P 处的切线方程为)(2)2(1121x x x a x y -=--. 令0=y ,得12 122x a x x +=,∴12 1 112 11222x x a x x a x x x -=-+=- ∵a x >1,∴ 021 21 <-x x a ,即12x x <. 又∵1122x a x ≠,∴a x a x x a x x a x x =?>+=+= 1 1111212222222 所以a x x >>21. 2. (2009天津理20,极值比较讨论) 已知函数22()(23)(),x f x x ax a a e x =+-+∈R 其中a ∈R ⑴当0a =时,求曲线()(1,(1))y f x f =在点处的切线的斜率; ⑵当2 3 a ≠ 时,求函数()f x 的单调区间与极值. 解:本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。 ⑴.3)1(')2()(')(022e f e x x x f e x x f a x x =+===,故,时,当 .3))1(,1()(e f x f y 处的切线的斜率为在点所以曲线= ⑵[] .42)2()('22x e a a x a x x f +-++= .223 2 .220)('-≠-≠-=-==a a a a x a x x f 知,由,或,解得令

2019年高考导数问题常见的分类讨论典型例题

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

高考导数压轴题型归类总结材料

导数压轴题型归类总结 目 录 一、导数单调性、极值、最值的直接应用 (1) 二、交点与根的分布 (23) 三、不等式证明 (31) (一)作差证明不等式 (二)变形构造函数证明不等式 (三)替换构造不等式证明不等式 四、不等式恒成立求字母围 (51) (一)恒成立之最值的直接应用 (二)恒成立之分离常数 (三)恒成立之讨论字母围 五、函数与导数性质的综合运用 (70) 六、导数应用题 (84) 七、导数结合三角函数 (85) 书中常用结论 ⑴sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为sin 1x x <,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. ⑵1x e x >+ ⑶ln(1)x x >+ ⑷ln ,0x x x e x <<>. 一、导数单调性、极值、最值的直接应用 1. (切线)设函数a x x f -=2)(. (1)当1=a 时,求函数)()(x xf x g =在区间]1,0[上的最小值; (2)当0>a 时,曲线)(x f y =在点)))((,(111a x x f x P >处的切线为l ,l 与x 轴交于点)0,(2x A 求证:a x x >>21. 解:(1)1=a 时,x x x g -=3)(,由013)(2=-='x x g ,解得3 3 ±=x .

所以当33= x 时,)(x g 有最小值9 3 2)33(- =g . (2)证明:曲线)(x f y =在点)2,(211a x x P -处的切线斜率112)(x x f k ='= 曲线)(x f y =在点P 处的切线方程为)(2)2(1121x x x a x y -=--. 令0=y ,得12 122x a x x +=,∴12 1 112 1 1222x x a x x a x x x -=-+=- ∵a x >1,∴ 021 21 <-x x a ,即12x x <. 又∵1122x a x ≠,∴a x a x x a x x a x x =?>+=+= 1 1111212222222 所以a x x >>21. 2. (2009天津理20,极值比较讨论) 已知函数22()(23)(),x f x x ax a a e x =+-+∈R 其中a ∈R ⑴当0a =时,求曲线()(1,(1))y f x f =在点处的切线的斜率; ⑵当2 3 a ≠ 时,求函数()f x 的单调区间与极值. 解:本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。 ⑴.3)1(')2()(')(022e f e x x x f e x x f a x x =+===,故,时,当 .3))1(,1()(e f x f y 处的切线的斜率为在点所以曲线= ⑵[] .42)2()('22x e a a x a x x f +-++= .223 2 .220)('-≠-≠-=-==a a a a x a x x f 知,由,或,解得令 以下分两种情况讨论: ①a 若> 3 2 ,则a 2-<2-a .当x 变化时,)()('x f x f ,的变化情况如下表: )(所以x f .3)2()2(2)(2a ae a f a f a x x f -=---=,且处取得极大值在函数 .)34()2()2(2)(2--=---=a e a a f a f a x x f ,且处取得极小值在函数 ②a 若<3 2 ,则a 2->2-a ,当x 变化时,)()('x f x f ,的变化情况如下表: 所以)(x f .)34()2()2(2)(2--=---=a e a a f a f a x x f ,且处取得极大值在函数

导数中分类讨论三种常见类型

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:

高考数学导数与三角函数压轴题综合归纳总结教师版0001

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 . 、零点存在定理 例1【. 2019全国Ⅰ理 20】函数 f(x) sinx ln(1 x),f (x)为f (x)的导数.证明: 1) f (x)在区间 ( 1, 2 )存在唯一极大值点; 2) f (x) 有且仅有 2 个零点. 可得 g'(x)在 1, 有唯一零点 ,设为 2 则当x 1, 时,g x 0;当 x ,2 时,g'(x) 0. 所以 g(x) 在 1, 单调递增,在 , 单调递减 ,故g(x) 在 2 值点 ,即 f x 在 1, 存在唯一极大值点 . 2 (2) f x 的定义域为 ( 1, ). (i )由( 1)知, f x 在 1,0 单调递增 ,而 f 0 0,所以当 x ( 1,0)时, f'(x) 0,故 f x 在 ( 1,0)单调递减 ,又 f (0)=0 ,从而 x 0是 f x 在( 1,0] 的唯 一零点 . 【解析】( 1)设 g x f x ,则 g x 当x 1, 时, g'(x)单调递减,而 g 2 1 1 sinx 2 1 x 2 cosx ,g x 1x 0 0,g 0, 2 1, 存在唯一极大 2

, 时, f '(x) 0.故 f (x) 在(0, )单调递增,在 , 单调递 22 3 变式训练 1】【2020·天津南开中学月考】已知函数 f (x) axsin x 2(a R), 且 在, 0, 2 上的最大值为 (1)求函数 f(x)的解析式; (2)判断函数 f(x)在( 0,π)内的零点个数,并加以证明 【解析】 (1)由已知得 f(x) a(sin x xcosx) 对于任意的 x ∈(0, ), 3 有 sinx xcosx 0,当 a=0 时,f(x)=- ,不合题意; 2 当 a<0时,x ∈(0,2 ),f ′(x)从<0而, f(x)在(0, 2 )单调递减, 3 又函数 f(x) ax sin x 2 (a ∈ R 在) [0, 2 ]上图象是连续不断的, 故函数在 [0, 2] 上的最大值为 f(0) ,不合题意; 当 a>0时,x ∈(0, 2),f ′(x)从>0而, f(x)在(0, 2 )单调递增, 3 又函数 f(x) ax sin x (a ∈R 在) [0, ]上图象是连续不断的, 33 故函数在[0, 2 ]上上的最大值为 f( 2)=2a- 23= 23,解得 a=1, 3 综上所述 ,得 f(x) xsinx 3(a R),; (2)函数 f(x) 在(0, π内)有且仅有两个零点。证明如下: 从而 f x 在 0, 没有零点 . 2 ( iii ) 当 x , 时 , f x 0 , 所 以 f x 在 单调递减.而 2 2 f 0, f 0 ,所以 f x 在, 有唯一零点 . 2 2 ( iv )当 x ( , ) 时,ln x 1 1,所以 f (x) <0,从而 f x 在( , ) 没有零点 . 减.又 f (0)=0 , f 1 ln 1 22 0 ,所以当x 0,2 时,f(x) 0. 综上, f x 有且仅有 2个零点. ii )当 x 0,2 时,由(1)知,f'(x)在(0, )单调递增 ,在 单调递减 ,而 f ' (0)=0 2 0 ,所以存在 ,2 ,使得 f'( ) 0,且当x (0, ) 时, f'(x) 0 ;当 x

单调性的分类讨论--导数

函数-分类讨论 例1、已知函数321()1()3 f x x x ax a R =+++∈,求函数()f x 的单调区间; 例2、设0>a ,讨论函数x a x a a x x f )1()1(ln )(2+--+=的单调性. 例3、已知函数2()2ln f x x a x =-()0a a ∈≠R 且. (1) 求函数()f x 的单调区间; (2)求函数()f x 在区间[1,2]上的最小值

例4、已知函数32()f x x ax b =-++(),a b ∈R . (1)求函数()f x 的单调递增区间; (2)若对任意[]3,4a ∈,函数()f x 在R 上都有三个零点,求实数b 的取值范围. 例5、已知函数()21ln 2 f x x ax x =-+,a ∈R . (1)求函数()f x 的单调区间; (2)是否存在实数a ,使得函数()f x 的极值大于0?若存在,求a 的取值范围;若不存在,说明理由.

练习: 1、求函数)(12 131)(23R a x ax x x f ∈+++= 的单调区间 2、求函数)0(14)1(3 1)(23≠+++-=a x x a ax x f 的单调区间 3、讨论函数单调性)(ln )(R a x ax x f ∈+= 4、已知函数x a x x f -=ln )( (1)求函数()f x 的单调区间; (2)()f x 在[]e ,1上的最小值为 2 3,求a 的值

5、已知函数()2ln f x x x ax =++,a ∈R .(1)求函数()f x 的单调区间; (2)当1a =时,函数()()1f x g x x x =-+在区间[),t +∞(t ∈N *)上存在极值,求t 的最大值.( 参考数值: 自然对数的底数e ≈2.71828) 6、(13S2W)已知函数2ln 120f x x ax a x a =--->()()(). (1)求函数f x ()的最大值;)1(f (2)求函数f x ()在区间12e a ( ),上的零点的个数(e 为自然对数的底数);2

导数中含参数问题与恒成立问题的解题技巧

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)(

(完整版)导数压轴题分类(2)---极值点偏移问题(含答案)

导数压轴题分类(2)---极值点偏移问题 极值点偏移问题常见的处理方法有⑴构造一元差函数()()()x x f x f F --=02x 或者 ()()()x x f x x f x F --+=00。其中0x 为函数()x f y =的极值点。⑵利用对数平均不等式。 2 ln ln ab b a b a b a +< --< 。⑶变换主元等方法。 任务一、完成下面问题,总结极值点偏移问题的解决方法。 1.设函数2 2 ()ln ()f x a x x ax a R =-+-∈ (1)试讨论函数()f x 的单调性; (2)()f x m =有两解12,x x (12x x <),求证:122x x a +>. 解析:(1)由2 2 ()ln f x a x x ax =-+-可知 2222(2)()()2a x ax a x a x a f x x a x x x --+-'=-+-== 因为函数()f x 的定义域为(0,)+∞,所以 ① 若0a >时,当(0,)x a ∈时,()0f x '<,函数()f x 单调递减, 当(,)x a ∈+∞时,()0f x '>,函数()f x 单调递增; ② 若0a =时,当()20f x x '=>在(0,)x ∈+∞内恒成立,函数()f x 单调递增; ③ 若0a <时,当(0,)2 a x ∈-时,()0f x '<,函数()f x 单调递减, 当(,)2 a x ∈- +∞时,()0f x '>,函数()f x 单调递增; (2)要证122x x a +>,只需证12 2 x x a +>, (x)g =22 2(x)2,g (x)20(x)(x)a a f x a g f x x '''=-+-=+>∴=则为增函数。 只需证:12 x x ( )()02 f f a +''>=,即证()2121221212221+0+0a x x a x x a x x x x a -+->?-+->++(*) 又2222 111222ln ,ln ,a x x ax m a x x ax m -+-=-+-=两式相减整理得:

导数含参数取值范围分类讨论题型总结与方法归纳

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 =。

导数中的分类讨论问题题目

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。

导数压轴题题型归纳

VIP免费欢迎下载 导数压轴题题型归纳 1.高考命题回顾 例1已知函数f(x)= e x- ln(x+ m).( 2013全国新课标n卷) (1)设x = 0是f(x)的极值点,求 m,并讨论f(x)的单调性; ⑵当m<2时,证明f(x)>0. 例 2 已知函数 f(x)= x2+ ax+ b,g(x)= e x(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 y= 4x+2 (2013全国新课标I卷) (I)求 a, b, c, d 的值 (n)若 x>-2 时, f(x)

VIP免费欢迎下载 2.在解题中常用的有关结论探 (1)曲线y4(x)在X%处的切线的斜率等于f (x0),且切线方程为y=f'(x o)(x-x o)+f (x o)。 ⑵若可导函数y£(x)在X =x0处取得极值,则f'(X o)=0。反之,不成立。 ⑶ 对于可导函数f(X),不等式f -(x) ¥牡y勺解集决定函数f(x)的递增(减)区间。 ⑷函数f(x)在区间I上递增(减)的充要条件是:?爵 f (x)逮(切恒成立(fix)不恒为0). (5)函数f (X)(非常量函数)在区间I上不单调等价于f(x)在区间I上有极值,则可等价转化为方程f'(x)m在区间I上 有实根且为非二重根。(若 f (x)为二次函数且I=R,则有△ > 0 )。 (6) f(x)在区间I上无极值等价于f(x)在区间在上是单调函数,进而得到f-(x)翅或f'(X)<在I上恒成立 (7)若 , f (X)次恒成立,则 f (x)min 次;若0$ , f (X) <0 恒成立,则f(X)max <0 (8)若玄目,使得f(X0):,则f(X)max ;若3 X0 弓,使得 f (X D)却,则f(x)min 哎. (9)设f (x)与g(x)的定义域的交集为D,若灯X亡D f(x)》g(x)恒成立, 则有〔f(X)- g(x)]min >0

导数压轴题7大题型归类总结

导数压轴题7大题型归类总结,逆袭140+ 一、导数单调性、极值、最值的直接应用 设a> 0,函数g(x)= (a A2 + 14)e A x + 4?若E 1、E 2 € [0 , 4],使得|f( E 1) - g( E 2)| v 1 成立, 求a 的取值范围.

二、交点与根的分布 三、不等式证明 (一)做差证明不等式 LL期嗨敕门划=1扣 M】求的单调逼减区创! <2)^7 I >-1 r求证1 I ----- + x+ 1 W;的宦义域为(一4 +—=—-1 = ■―? x + 1 T t 4-1 I ■丈0 山厂w" 阳=」耳+ 1?二的中说逆减区簡为①,车呵一 ⑵国小由⑴得_虫(一1, ?时” /r Ct)>O f *庄曰① #8)时./'(XXO ?II /+(0) = 0 z.t>- 1 时.f骑)Wf(Qh ?〔耳口仇in(.T + h t T, I I x >X<^> = lnU + 1)+ ------ 1 t则K C<)* ----- -------- =------- -| r+1 立*1 {x+1)- G + I广/. — !< c<0时.X W Y O T ?A0时., JJ x F?h = <) 」?T A—l时、* S) (0)t UP \a(j[ + I M---------- 1MQ X + 1 ;.+1) ) ------- ,:心一1时t I------------- < ln{x + n^j. (二)变形构造函数证明不等式

Ehl&£ /I U li 故)白 )替换构造不等式证明不等式 >=/U ) “川理k C 1;/< <6 N 实出氓I:的崗散丿I + 20> I 沟申求齡./i (2JfiF(x) = /(.r)r-g(x> nt,护订} > 0 3r hH(f > [}). I J J //(:>- 2/0-^ . ft Injr". tl 中 i 堆fiU |他①5)的必人饥为hie' * = m 叫z ?削灯育公共恵?且在谆戍坯的也皱丹匸, %、b 、曲求占的E 大fh /(X) K (r K ). v = /Ol 存佥共C <^ r ()i 牡的岗绥翎同 ;In u J - 3

导数中的分类讨论依据问题

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 =++--++=++-,

导数压轴题双变量问题题型归纳总结

导数应用之双变量问题 (一)构造齐次式,换元 【例】已知函数()2 ln f x x ax b x =++,曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为2y x =. (1)求实数,a b 的值; (2)设()()()()2 1212,,0F x f x x mx m R x x x x =-+∈<<分别是函数()F x 的两个零点,求证:0F ' <. 【解析】(1)1,1a b ==-; (2)()2 ln f x x x x =+-,()()1ln F x m x x =+-,()11F x m x '=+- , 因为12,x x 分别是函数()F x 的两个零点,所以()()11 221ln 1ln m x x m x x +=???+=?? , 两式相减,得1212ln ln 1x x m x x -+=-, 1212ln ln 1x x F m x x -' =+=- 0F '< ,只需证 12 12ln ln x x x x -< -. 思路一:因为120x x << ,只需证 1122ln ln ln 0 x x x x -> ?>. 令()0,1t ,即证12ln 0t t t -+>. 令()()12ln 01h t t t t t =-+<<,则()()2 22 12110t h t t t t -'=--=-<, 所以函数()h t 在()0,1上单调递减,()()10h t h >=,即证1 2ln 0t t t -+>. 由上述分析可知0F ' <. 【规律总结】这是极值点偏移问题,此类问题往往利用换元把12,x x 转化为t 的函数,常把12,x x 的关系变形 为齐次式,设12111222 ,ln ,,x x x x t t t x x t e x x -= ==-=等,构造函数来解决,可称之为构造比较函数法. 思路二:因为120x x << ,只需证12ln ln 0x x -, 设( ))22ln ln 0Q x x x x x =-<<,则 () 21 10 Q x x x '= ==<, 所以函数()Q x 在()20,x 上单调递减,()() 20Q x Q x >=,即证2ln ln x x -. 由上述分析可知0F ' <. 【规律总结】极值点偏移问题中,由于两个变量的地位相同,将待证不等式进行变形,可以构造关于1x (或2x )的一元函数来处理.应用导数研究其单调性,并借助于单调性,达到待证不等式的证明.此乃主元法.

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