7.【2015高考北京理14】设函数()()()2142 1.x a x f x x a x a x ?-
=?--??
???≥
①若1a =,则()f x 的最小值为
;②若()f x 恰有2个零点,则实数a 的取值范围是
.
【答案】(1)1,(2)
1
12
a ≤<或2a ≥. (5)函数图象及其应用
函数图象变换:讲清三种变换实质
应用:解方程、解不等式。强化作图技能、识图能力
1、【13北京理5】函数()f x 的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线x
y e =关于y 轴对
称,则()f x =( D ) (A )1
x e
+ (B )1
x e
- (C )1
x e
-+ (D )1
x e
--
2.【2015高考安徽理9】函数()()
2
ax b
f x x c +=
+的图象如图所示,则下列结论成立的是( )
(A )0a >,0b >,0c < (B )0a <,0b >,0c >
(C )0a <,0b >,0c < (D )0a <,0b <,0c <
【答案】C
(6)函数应用问题与不等式、导数小综合(积分)
1.【2015高考四川理13】某食品的保鲜时间y (单位:小时)与储存温度x (单位:C )满足函数关系b
kx e
y +=( 718.2=e 为自然对数的底数,k 、b 为常数)。若该食品在0C 的保鲜
时间设计192小时,在22C 的保鲜时间是48小时,则该食品在33C 的保鲜时间是 小时.
【答案】24
【解析】由题意得:221122192
4811,,1924248b
k k k b
e e e e
+?=?∴===?=??,所以33x =时,331131
()192248
k b k b y e e e +==?=?=.
2、【2014北京文8】加工爆米花时,爆开且不糊的粒数的百分比称为“可食用率”.特定条件下,
可食用率p 与加工时间t (单位:分钟)满足的函数关系2
p at bt c =++(a 、b 、c 是
常数),下图记录了三次实验的数据.根据上述函数模型和实验数据,可以得到最佳加工时间( B )
A.3.50分钟
B.3.75分钟
C.4.00分钟
D.4.25分钟
3、【13全国2文12】若存在正数x 使2()1x
x a -<成立,则a 的取值范围是( D ) (A )(,)-∞+∞ (B )(2,)-+∞ (C )(0,)+∞ (D )(1,)-+∞
4、【13全国1理11】已知函数??
?>+≤+-=0),1ln(0
,2)(2x x x x x x f 若ax x f ≥|)(|,则a 的取值范围是
( D )
A.]0,(-∞
B.]1,(-∞
C.]1,2[-
D.]0,2[-
5.【2015高考新课标1理12】设函数()f x =(21)x e x ax a --+,其中a 1,若存在唯一的整数0x ,使得0()f x 0,则a 的取值范围是 ( )
(A)[-32e ,1) (B)[-32e ,34) (C)[32e ,34) (D)[3
2e
,1)
【答案】D
6.【2015高考新课标2,理12】设函数'
()f x 是奇函数()()f x x R ∈的导函数,(1)0f -=,当
0x >时,'()()0xf x f x -<,则使得()0f x >成立的x 的取值范围是( )
A .(,1)(0,1)-∞-
B .(1,0)(1,)-+∞
C .(,1)(1,0)-∞--
D .(0,1)(1,)+∞ 【答案】A
7.【2015高考天津理11】曲线2
y x = 与直线y x = 所围成的封闭图形的面积为 . 【答案】
1
6
8.【2015高考陕西,理16】如图,一横截面为等腰梯形的水渠,因泥沙沉积,导致水渠截面边界呈抛物线型(图中虚线表示),则原始的最大流量与当前最大流量的比值为 .
【答案】1.2
(7)重要载体分段函数(建议单独训练)
1、设2
lg 0()30
a
x x f x x t dt x >??=?+???…,若((1))1f f =,则a = .
【答案】1 (函数概念)
2、【2015高考福建理14】若函数()6,2,
3log ,2,a x x f x x x -+≤?=?+>?
(0a > 且1a ≠)的值域是
[)4,+∞,则实数a 的取值范围是 .
【答案】(1,2]
【解析】当2x ≤,故64x -+≥,要使得函数()f x 的值域为[)4,+∞,只需1()3log a f x x =+(2x >)的值域包含于[)4,+∞,故1a >,所以1()3log 2a f x >+,所以3log 24a +≥,解得12a <≤,所以实数a 的取值范围是(1,2].
3、(2011江苏)已知实数0≠a ,函数???≥--<+=1
,21
,2)(x a x x a x x f ,若)1()1(a f a f +=-,则a
的值为________ 答案:3
4
a =-
(分类讨论) 4、(09天津)已知函数22
4,0()4,0
x x x f x x x x ?+≥=?-
(2)(),f a f a ->则实数a 的取值范围是 (A )(,1)(2,)-∞-+∞ (B )(1,2)- (C )(2,1)- (D )(,2)(1,)-∞-+∞ 【答案C 】单调性
5、(2011天津理)设()()2
12
log ,0log ,0x x f x x x >??=?-?若()()f a f a >-,则a 的取值范围是( ).
A.()()1001,,U - B.()()11,,-∞-+∞U C.()()101,,-+∞U D.()()101,,-∞-U 【答案】C 奇偶性
6、【2015高考北京,理7】如图,函数()f x 的图象为折线ACB ,则不等式()()2log 1f x x +≥的解集是( )
A .{}|10x x -<≤
B .{}|11x x -≤≤
C .{}|11x x -<≤
D .{}
|12x x -<≤
A
B O
x
y
-1
2
2C
【答案】C 数形结合解不等式
高频考点重要载体分段函数:考什么?如何应对?主要解决方法是什么?
7、设函数?
??>-≤=-1,log 11
,2)(21x x x x f x ,则满足2)(≤x f 的x 的取值范围是( )
A .1[-,2]
B .[0,2]
C .[1,+∞]
D .[0,+∞]
【答案】D (数形结合,解不等式)
8、已知函数32
,
2()(1),2x f x x x x ?≥?=??-
若关于x 的方程f(x)=k 有两个不同的实根,则数k 的取值
范围是_______(0,1) (数形结合,解方程)
9、【14江苏14】设函数()?????≥-<+=0
,0
,22x x x x x x f 若()()2≤a f f ,则实数a 的取值范围是
______
a ≤10、【2014湖北理10】
已知函数)(x f 是定义在R 上的奇函数,当0≥x 时,)3|2||(|2
1
)(222a a x a x x f --+-=
,若R ∈?x ,)()1(x f x f ≤-,则实数a 的取值范围为( )
A.11[,]66
-
B. [
C. 11[,]33-
D. [ (数形结合,恒成立求参问题)
导数专题
纵观近几年高考数学试题,高考对导数的考查的要求可分为三个层次:一是考查导数的概念和
某些实际背景(如瞬时速度、加速度、切线斜率等),求导公式和求导法则;二是导数的简单应用,包括求函数的单调区间,求函数的极值、最值;三是综合考查,包括解决实际问题,将导数内容与函数的单调型、方程根的分布、不等式等知识有机结合在一起。
导数概念与几何意义:重视增长率、膨胀率、加速度等反映导数应用的实例,知道瞬时变化率就是导数,体会导数的思想及其内涵。
1、(2009湖北卷理)设球的半径为时间t 的函数()R t 。若球的体积以均匀速度c 增长,则球的表面积的增长速度与球半径
A.成正比,比例系数为C
B. 成正比,比例系数为2C
C.成反比,比例系数为C
D. 成反比,比例系数为2C 【答案】D
【解析】由题意可知球的体积为34
()()3
V t R t π=
,则'2'()4()()c V t R t R t π==,由此可得'
4()()()
c
R t R t R t π=,而球的表面积为2()4()S t R t π=, 所以'2'()4()8()()v S t R t R t R t ππ==表=, 即'
'
'
'
228()()24()()()()()()
c c v R t R t R t R t R t R t R t R t ππ?表===
=,故选D 2、把一个周长为12 cm 的长方形围成一个圆柱,当圆柱的体积最大时,该圆柱的底面周长与高的比为________.(应用题要重视) 答案 2∶1 切线问题
基础知识:()y f x =在00(,())x f x 处的切线方程为000()()()y f x f x x x '-=- 3、已知直线1y x =+ 与曲线y ln()x a =+相切,则a 的值为( B )
(A)1 (B)2 (C) -1 (D)-2
解:设切点00(,)P x y ,则0000ln 1,()y x a y x =+=+,又0
'
01
|1x x y x a
===+
00010,12x a y x a ∴+=∴==-∴=.故答案选B
小结:切线问题抓住三条:1、切点在切线上 2、切点在原函数上 3、在切点处的导数等于切线的斜率
导数核心问题: 单调性问题
举例:导数为二次分解型 4、2
1()ln 2
a f x a x x x -=+
- ()a R ∈求函数)(x f 单调区间.
小结:本题导数相当于二次能分解型,分类的分界点确定的依据是:开口方向与根的大小及根是否在定义域内.
导数为二次不能分解型
5、已知函数1()()2ln (f x a x x a x
=--∈R).求函数()f x 的单调区间.
一般解法:函数()f x 的定义域为(0,)+∞.
222
122()(1)ax x a f x a x x x
-+'=+-=, 令 2
()2h x ax x a =-+. 依据开口,判别式的正负,有根时要注意根是否在定义域内进行讨论。 简化解法:函数()f x 的定义域为(0,)+∞.
222
122()(1)ax x a f x a x x x
-+'=+-=, 令 2
()2h x ax x a =-+. (1)当0a ≤时,
由2
()20h x ax x a =-+<在(0,)+∞上恒成立,则()0f x '<在(0,)+∞上恒成立,
所以函数()f x 在区间(0,)+∞单调递减。
(2)当0a >时,方程2
()20h x ax x a =-+=的判别式
2444(1)(1),a a a ?=-=-+
①当01a <<时,此时0?>.
由()0f x '>得10x a <<,或1x a >;
由()0f x '<得11x a a
<<
.
所以函数()f x 单调递增区间是和)+∞,
单调递减区间.
②当1a ≥时,此时0?≤.所以()0f x '≥,
所以函数()f x 单调递增区间是(0,)+∞. 综上:当1a ≥时,()f x 单调递增区间是(0,)+∞
当01a <<时,()f x 单调递增区间是1(0,a 和1()a +∞,
单调递减区间11(a a
.
当0a ≤时,()f x 在区间(0,)+∞单调递减
小结:本题导数相当于二次不能分解型,分类的分界点确定的依据是:开口方向与判别式的正
负,根的大小及根是否在定义域内.特别注意当()0f x '=有根时,要注意根是否在定义域内。注意韦达定理的应用。 如何简化讨论?能归纳一种特殊情况吗? 6、求()g x =ln (1)
(0)x x a x a -->在区间[1,e ]上的最大值.(其中e 为自然对数的底数)
一般解法:()g x =ln (1)x x a x --,
则()ln 1g x x a '=+-, 解()0g x '=,得1
e a x -=,
所以,在区间1(0,e )a -上,()g x 为递减函数,
在区间1(e ,)a -+∞上,()g x 为递增函数. 当1
e
1a -≤,即01a <≤时,在区间[1,e]上,()g x 为递增函数,
所以()g x 最大值为(e)e e g a a =+-.
当1
e
e a -≥,即2a ≥时,在区间[1,e]上,()g x 为递减函数,
所以()g x 最大值为(1)0g =.
当1
1(e)(1)e e 0g g a a -=+->,解得e
e 1
a <-,
所以,e
1e 1a <<-时,()g x 最大值为(e)e e g a a =+-,
e
2e 1
a ≤<-时,()g x 最大值为(1)0g =. 综上所述,当e 0e 1a <<-时,()g x 最大值为(e)e e g a a =+-,当e
e 1
a ≥-时,()g x 的
最大值为(1)0g =.
简化解法:()g x =ln (1)x x a x --,
则()ln 1g x x a '=+-,[1,e]x ∈,则ln 1[1,2]x +∈,直接找到分类讨论的分界点。
一轮复习拓展到什么程度?
导数专题:
一、切线、函数单调性问题、极值、最值问题(基础) 二、函数背景下的不等式证明与解不等式问题(拓展) 三、函数的零点与方程解问题(拓展) 四、恒成立与有解求参数范围问题(拓展)
五、三角函数、分段函数背景下的导数问题(二轮)
举例:求参数的范围的问题:策略先一般后特殊
(1)最值法如: ()a f x >恒成立,则max ()a f x >.(注意有无等号)
(2)直接研究含参数函数的最值或转化为一次、二次函数的根分布问题(在某区间恒正、恒负). 7、设函数2()ln f x x x ax =++.若()f x 在其定义域内为增函数,求a 的取值范围;
解: 2121()2x ax f x x a x x
++'=++=,要使()f x 在定义域()0+∞,内为增函数,
只需()0f x '≥即2
210x ax ++≥
解法一: ()f x 的定义域为()0+∞,.方程2
210x ax ++=的判别式2
8a ?=-,
(1) 当0?≤,
即a -≤≤时,2
210x ax ++≥,
()0f x '≥在()0+∞,内恒成立, 此时()f x 为增函数.
(2) 当0?>,
即a <-
a >
要使()f x 在定义域()0+∞,内为增函数, 只需在()0+∞,内有2
210x ax ++≥即可,
设2
()21h x x ax =++,由(0)10,
022
h a
=>???-?? 得 0a >,
所以a > 由(1) (2)可知,若()f x 在其定义域内为增函数,a
的取值范围是[)-+∞. 解法二:(最值思想)参变分离.1
()20f x x a x
'=
++≥在()0,x ∈+∞恒成立
书写规范
解法三:分类讨论求2()21h x x ax =++的最小值 一些较难的求参数范围(不宜参变分离)如何认识与突破? 难点集中突破,寻找突破口及一般解题的思路。
8、已知函数)ln()(a x x x f +-=的最小值为0,其中.0>a
(Ⅰ)求a 的值;
(Ⅱ)若对任意的),,0[+∞∈x 有)(x f ≤2
kx 成立,求实数k 的最小值; 解答:(Ⅰ)1a =
(Ⅱ)分析:设22()()ln(1)(0)g x f x kx x x kx x =-=-+-≥
边界值(0)0g = ,我们希望()g x 为减函数,
找k 的范围使()0g x '<恰好成立,也许就是答案。
1()2(2)11x g x kx x k x x '=
-=-++,而0x ≥ ,所以1
(0,1]1
x ∈+ (1)当21k ≥ 即1
2k ≥ ,()0g x '≤恒成立,所以()g x 在[0,)+∞上为减函数
所以()(0)0g x g ≤= ,即2()f x kx ≤ 成立
(2)当20k ≤ 即0k ≤ ,()0g x '≥恒成立,所以()g x 在[0,)+∞上为增函数
所以()(0)0g x g ≥= ,不符合题意 (3)当021k << ,即102
k <<
, 1(0,
1)2x k ∈-,()0g x '≥,所以()g x 在1(0,1)2k
-上为增函数 所以()(0)0g x g ≥= ,不符合题意 综上12k ≥
,实数k 的最小值为12
9、【2015北京理18】 已知函数1()ln
1x
f x x
+=-
(3)设实数k 使得3
()()3x f x k x >+ 对(0,1)x ∈恒成立,求k 的最大值
解:设3
()()()
(0,1)3x g x f x k x x =-+∈
22
24
22()(1)(1)()11g x k x x k x x '=
-+=+--- 因为(0,1)x ∈,所以4
2
(2,)1x
∈+∞- (1)当2k ≤时,()0g x '≥,所以()g x 在(0,1)上为增函数
所以()(0)0g x g >= ,符合题意 (2)当2k >时,
x ∈,()0g x '<,所以()g x 在上为减函数
所以()(0)0g x g <= ,不符合题意 综上:2k ≤,k 的最大值为2
导数的学习给我们带来了什么?
导数即是一种工具又是一种思想方法,导数拓展了我们研究问题的领域。 举例:解不等式问题
10、(2015全国Ⅱ文21)已知()()ln 1f x x a x =+-. (I )讨论()f x 的单调性;
(II )当()f x 有最大值,且最大值大于22a -时,求a 的取值范围. 【答案】(I )()f x 的定义域为(0,)+∞ ,1
()f x a x
'=
- 若0a ≤, 则()0f x '>,所以()f x 在(0,)+∞上单调递增
若0a > ,则当1(0,)x a ∈时,()0f x '>,当1(,)x a
∈+∞时,()0f x '< 所以()f x 在1(0,)a 单调递增,在1(,)a
+∞单调递减
(II )由(1)知,当0a ≤时,()f x 在(0,)+∞上无最大值; 当0a >时,()f x 在1
x a
=
处取得最大值,最大值为 1
()ln 1f a a a =-+- 故1
()22f a a
>-,即ln 10a a +-<(这是什么问题?)
设()ln 1g a a a =+-,则()g a 在(0,)+∞上单调递增,又(1)0g = 故当01a <<时,()0g a <;当1a >时,()0g a > 故a 的取值范围为(0,1)
11、(2012课标文21)设函数f (x )= e x -ax -2
(Ⅰ)求f (x )的单调区间
(Ⅱ)若a =1,k 为整数,且当x >0时,(x -k ) f′(x )+x +1>0,求k 的最大值
解: (Ⅰ)()f x 的定义域为(,)-∞+∞,()x f x e a '=- 若0a ≤,则()0f x '>,所以()f x 在(,)-∞+∞上单调递增
若0a >,则(,ln )x a ∈-∞时,()0f x '<;(ln ,)x a ∈+∞时,()0f x '> 所以()f x 在(,ln )a -∞上单调递减,在(ln ,)a +∞上单调递增 (Ⅱ)解法一:
由于1a =,所以()()1()(1)1x
x k f x x x k e x '-++=--++
故当0x >时,()(1)10x
x k e x --++>等价于
1(0)1x x k x x e +<
+>- ① 设1
()(0)1
x x g x x x e +=+>- 则2
(2)()(1)x x x e e x g x e --'=
-由(1)知()2x
h x e x =-- 在(0,)+∞上单调递增
而(1)0,
(2)0h h <> 所以()h x 在(0,)+∞上存在唯一的零点,故
()g x '在(0,)+∞上存在唯一的零点。设零点为t ,则(1,2)t ∈
当(0,)x t ∈时,()0g x '<;当(,)x t ∈+∞时,()0g x '>; 所以()g x 在(0,)+∞上的最小值为()g t 又由()0g t '=,可得2t
e t =+ ,所以1
()1(2,3)1
t t g t t t e +=
+=+∈- 由于①等价于()k g t <,故整数k 的最大值为2
解法二:由1a =,由已知得当0x >时
()()1()(1)10x x k f x x x k e x '-++=--++>恒成立
设()()(1)1(0)x g x x k e x x =--++>
()(1)x g x e x k '=-+
(1)1k ≤时,()0g x '>恒成立,故()g x 在(0,)+∞上单调递增
故()(0)1g x g >= ,符合题意
(2)1k >时,(0,1)x k ∈-,()0g x '<,()g x 在(0,1)k -单调递减
(1,)x k ∈-+∞,()0g x '>,()g x 在(1,)k -+∞单调递增
1min ()(1)1k g x g k k e -=-=+-
依题意需1
10k k e
-+->
设1
()1(1)k h k k e
k -=+->,则1()10k h k e -'=-<
即()h k 在(1,)+∞上单调递减,又2(2)30,
(3)40h e h e =->=-<
故()h k 在(1,)+∞上存在唯一零点0(2,3)k ∈ ,即0()0h k = 即0(1,)k k ∈时,()0h k > ;0(,)k k ∈+∞时,()0h k < 故0(1,)k k ∈
综上,0(,)k k ∈-∞,整数k 的最大值为2
举例:零点问题: 12、【2013年江苏】
设函数ax x x f -=ln )(,ax e x g x -=)(,其中a 为实数.
(1)若)(x f 在),1(+∞上是单调减函数,且)(x g 在),1(+∞上有最小值,求a 的取值范围; (2)若)(x g 在),1(+∞-上是单调增函数,试求)(x f 的零点个数,并证明你的结论. 改编为:求函数ax x x f -=ln )((e
a 1
≤
)的零点个数. 法一:由()()y f x g x =-的零点个数问题可转化为()=()f x g x 即()y f x =与()y g x =的交点个数问题本题转化为研究方程ln 0x ax -=解的个数,
进而可以转化为ln x a x =
(e
a 1
≤)解的个数,即 y a =(e a 1≤)与ln ()x
h x x =的交点个数问题
2
1ln ()x h x x -'=
可以得到ln ()x
h x x =增区间为(0,)e ,减区间为(,)e +∞
x e =时,max 1
()h x e
=
0,()x h x +→→-∞
,()0x h x →+∞→
1
a e =或0a ≤时,()h x 只有一个零点;
1
0a e
<<时,()h x 有两个零点
法二:直接研究函数ax x x f -=ln )(的性质,来解决次问题。
11()ax f x a x x
-'=
-= ①0a ≤时,()0f x '>在(0,)+∞上恒成立,
()f x 在区间(0,)+∞上为增函数
0,
()x f x +→→-∞
,
()x f x →+∞→+∞,()f x 的图象如图,所以()f x 只有一个零点; ②1
0a e
<<
时, 1
(0,)x a
∈时,()0f x '>,()f x 在区间1(0,)a 上为增函数
1(,)x a ∈+∞时,()0f x '<,()f x 在区间1
(,)a +∞上为减函数
1x a =时,max 1
()ln 10f x a
=->
0,
()x f x +→→-∞
,
()x f x →+∞→-∞ ()f x 的图象如图所以()f x 有两个零点;
③1a e =
时,由②知,max 1
()ln 10f x a
=-=, 所以()f x 只有一个零点; 综上:1
a e
=
或0a ≤时,()f x 只有一个零点; 1
0<<
a e
时,()f x 有两个零点. ()f x 的图象如图 结论:“解决函数零点问题”的实质——借助导数工具研究函数性质,描绘出函数图象,进而确定函数的零点个数。
无论哪种做法都是对函数性质的整体研究,都是在刻画函数的图象,参变分离本身就是对问题的一种转化,能采用此种手段的最好用此种方法,对函数边界状态的刻画是难点,这里涉及的极限知识多与函数增长速度有关。