高中数学总结归纳 高考中导数问题的六大热点
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高三数学导数知识点归纳总结导数作为高中数学的一个重要概念,是微积分的基础知识之一。
在高三数学学习的过程中,导数的应用几乎贯穿了整个学期的内容。
为了帮助同学们更好地掌握导数的知识,以下是对高三数学导数知识点的归纳总结。
一、导数的概念和定义导数是刻画函数局部变化率的工具,用来描述函数的瞬时变化速度。
对于函数y=f(x),在某一点x处的导数可以用极限表示:f'(x) = lim┬(Δx→0)(f(x+Δx)-f(x))/Δx。
二、导数的计算法则1. 基本初等函数的导数:常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等的导数都有相应的计算公式。
2. 基本运算法则:和差法则、积法则、商法则等,使我们能够对两个或多个函数进行加、减、乘、除的运算,并得到相应的导数。
3. 复合函数的导数:复合函数的导数可以通过链式法则求得,即若y=f(g(x)),则y' = f'(g(x)) * g'(x)。
三、导数的几何意义导数表征了函数图像在某一点处的切线斜率。
具体来说,导数大的正值表示函数在该点处增长快,导数小的正值表示函数在该点处增长慢,而导数为0表示函数在该点处取极值(极大值或极小值),导数为负表示函数在该点处减小。
四、导数的应用1. 极值问题:导数可以帮助我们判断函数在某个区间上的极大值和极小值,常用的方法是求出临界点,并通过一阶导数的符号进行分类讨论。
2. 函数的单调性:通过一阶导数的正负来判断函数在某个区间上的增减性,从而求出函数的单调区间。
3. 函数的图像:利用导数的几何意义,我们可以绘制函数图像的大致形态,包括切线、拐点以及凹凸性等。
4. 最值问题:通过导数判断函数在某个闭区间上的最大值和最小值,在一阶导数和二阶导数的变号处可以找到极值点。
5. 泰勒展开:利用导数的概念和定义,我们可以将一个函数在某个点附近展开成无穷项的幂级数,从而近似计算函数的值。
总结起来,高三数学导数知识点的归纳总结涉及导数的概念和定义、计算法则、几何意义以及应用。
高考数学导数的应用必考知识点整理高考数学导数的应用必考知识点整理导数,也叫导函数值。
又名微商,是微积分中的重要基础概念。
以下是店铺整理的高考数学导数的应用必考知识点整理,希望对大家有所帮助。
一、函数的单调性在(a,b)内可导函数f(x),f′(x)在(a,b)任意子区间内都不恒等于0。
f′(x)≥0?f(x)在(a,b)上为增函数。
f′(x)≤0?f(x)在(a,b)上为减函数。
1、f′(x)>0与f(x)为增函数的关系:f′(x)>0能推出f(x)为增函数,但反之不一定.如函数f(x)=x3在(-∞,+∞)上单调递增,但f′(x)≥0,所以f′(x)>0是f(x)为增函数的充分不必要条件。
2、可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,即f′(x0)=0是可导函数f(x)在x=x0处取得极值的必要不充分条件.例如函数y=x3在x=0处有y′|x=0=0,但x=0不是极值点.此外,函数不可导的点也可能是函数的极值点。
3、可导函数的极值表示函数在一点附近的情况,是在局部对函数值的比较;函数的最值是表示函数在一个区间上的情况,是对函数在整个区间上的函数值的比较。
二、函数的极值1、函数的极小值:函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其它点的函数值都小,f′(a)=0,而且在点x=a附近的左侧f′(x)<0 f="" x="">0,则点a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值。
2、函数的极大值:函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点x=b附近的其他点的函数值都大,f′(b)=0,而且在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,则点b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值。
极小值点,极大值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值。
高考导数课外知识点归纳高考数学是每年高中毕业生面临的一场重要考试,其中导数是一个必不可少的知识点。
导数是微积分的基础,掌握了导数的相关概念和计算方法,不仅可以提高解题效率,还能给我们更深层次的理解数学。
除了课堂上学到的基本知识,本文将介绍一些高考导数课外的知识点,希望能够给学生们在备考过程中提供一些参考。
1. 导函数的意义在高中课堂上,我们学习了导数的定义和计算方法。
但是导数的意义往往没有得到充分的探讨。
实际上,导数可以用来描述物理量的变化率,比如速度、加速度等。
在实际问题中,通过求导可以更好地理解问题,解决问题。
因此,理解导数的意义是非常重要的。
2. 函数的单调性函数的单调性是指函数在定义域内逐渐增大或逐渐减小。
通过导数的求解,我们可以判断函数的单调性。
当函数的导数大于零时,函数递增;当函数的导数小于零时,函数递减。
通过研究函数的单调性,可以帮助我们更好地理解函数的走势及其性质。
3. 函数图像的几何意义导数不仅可以用于计算,还可以用于研究函数的图像。
我们可以通过求导来确定函数的极值点、拐点等重要信息,从而更好地绘制函数的图像。
通过观察函数的图像,我们可以更直观地理解函数的性质和特点。
4. 高阶导数高中阶段我们只学习了导数的一阶导数,也称为一阶导数。
但是在实际问题中,有时需要计算函数的更高阶导数。
高阶导数可以提供更多与函数相关的信息,比如函数的弯曲程度等。
通过研究高阶导数,我们可以进一步深入理解函数的特性。
5. 反函数与反常导数在求导过程中,我们经常用到反函数的相关知识。
反函数是指可以通过互换自变量和因变量来得到的函数。
通过反函数的应用,我们可以在求导过程中得到更简便的结果。
此外,导数在某些情况下也可能出现无穷大或无定义的情况,这就涉及到了反常导数的概念。
认识反函数与反常导数的特点,有助于我们求解更复杂的导数问题。
总结起来,高考导数课外知识点的归纳包括了导函数的意义、函数的单调性、函数图像的几何意义、高阶导数以及反函数与反常导数的应用。
高中导数与函数知识点总结归纳一、基本概念1.导数的定义:设x 0是函数y =f (x )定义域的一点,如果自变量x 在x 0处有增量∆x ,则函数值y 也引起相应的增量∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0);比值率;如果极限lim ∆y f (x 0+∆x )-f (x 0)称为函数y =f (x )在点x 0到x 0+∆x 之间的平均变化=∆x ∆xf (x 0+∆x )-f (x 0)∆y 存在,则称函数y =f (x )在点x 0处可导,并把这个极限叫做=lim ∆x →0∆x ∆x →0∆x y =f (x )在x 0处的导数。
f (x )在点x处的导数记作y 'x =x=f '(x 0)=lim∆x →0f (x 0+∆x )-f (x 0)∆x2导数的几何意义:(求函数在某点处的切线方程)函数y =f (x )在点x 0处的导数的几何意义就是曲线y =f (x )在点(x 0,f (x ))处的切线的斜率,也就是说,曲'线y =f (x )在点P (x 0,f (x ))处的切线的斜率是f (x 0),切线方程为y -y 0=f (x )(x -x 0).'3.基本常见函数的导数:n①C '=0;(C 为常数)②x ()'=nx x x n -1;③(sin x )'=cos x ;④(cos x )'=-sin x ;⑤(e )'=e ;⑥(a )'=a ln a ;⑦(ln x )'=x x 11;⑧(l o g ax )'=logae .xx二、导数的运算1.导数的四则运算:法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),即:⎡'⎣f (x )±g (x )⎤⎦=f '(x )±g '(x )法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即:⎡'=f '(x )g (x )+f (x )g '(x )f x ⋅g x ⎤()()⎣⎦常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数:(Cf (x ))'=Cf '(x ).(C为常数)法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:⎡f (x )⎤'f '(x )g (x )-f (x )g '(x )g (x )≠0)。
新高考导数知识点总结大全随着新高考改革的实施,导数已经成为高中数学领域的重要知识点。
导数是微积分的基础,它在物理学、经济学等领域都有着广泛的应用。
在新高考中,导数作为一种数学工具,被广泛应用在各个领域的问题求解中。
本文将对新高考导数知识点进行总结,帮助同学们更好地掌握导数。
一、导数的定义和性质导数的定义是导数是函数在某一点的变化率。
具体来说,对于函数y = f(x),在x点处的导数可以表示为:f'(x) = lim(h→0) (f(x+h)-f(x))/h导数具有许多重要的性质,包括导数的四则运算法则、复合函数的导数、反函数的导数等。
熟练掌握这些性质是解题的基础。
二、基本导数公式在新高考中,一些基本的导数公式需要掌握。
比如:1. 常数函数的导数为0,即对于常数c,有f'(x)=0;2. 一次函数y = kx的导数为k,即f'(x) = k;3. 幂函数y = x^n的导数为nx^(n-1),即f'(x) = nx^(n-1);4. 指数函数y = a^x的导数为a^x * ln(a),即f'(x) = a^x * ln(a);5. 对数函数y = ln(x)的导数为1/x,即f'(x) = 1/x。
这些基本的导数公式是解题的基础,同学们在备考新高考时务必熟练掌握。
三、导数的应用导数在各个领域的应用广泛。
在新高考中,导数常被应用于函数的极值、函数的单调性、函数的凹凸性等问题的求解。
1. 极值问题通过求解函数的导数,我们可以确定函数的极值点。
具体来说,对于函数y = f(x),当f'(x) = 0时,x就是函数的极值点。
再通过二阶导数的符号确定是极大值还是极小值。
2. 单调性问题通过求解函数的导数,我们可以确定函数的单调性。
具体来说,如果在一个区间上,函数的导数始终大于0(或始终小于0),那么函数在这个区间上是递增(或递减)的。
3. 凹凸性问题通过求解函数的导数,我们可以确定函数的凹凸性。
新高考导数知识点归纳总结随着新高考制度的实施,越来越多的学生开始接触到导数这一概念。
导数在数学中具有重要的地位,不仅仅是高考数学的考点,更是解决实际问题的有力工具。
为了帮助学生更好地掌握导数的知识,本文将对新高考导数知识点进行归纳总结,并提供相关的解题技巧和注意事项。
一、导数的定义和求导法则1. 导数的定义:导数是函数在某一点处的变化率,即斜率。
用数学符号表示为f'(x),或者dy/dx。
2. 求导法则:- 常数法则:如果f(x) = C,其中C为常数,则f'(x) = 0。
- 幂函数法则:如果f(x) = x^n,其中n为正整数,则f'(x) = nx^(n-1)。
- 乘法法则:如果f(x) = u(x)v(x),其中u(x)和v(x)为函数,则f'(x)= u'(x)v(x) + u(x)v'(x)。
- 除法法则:如果f(x) = u(x)/v(x),其中u(x)和v(x)为函数,v(x) ≠ 0,则f'(x) = (u'(x)v(x) - u(x)v'(x))/v(x)^2。
- 反函数法则:如果f(x)和g(x)互为反函数,则f'(x) = 1/g'(f(x))。
二、导数的计算和性质1. 高阶导数:- 一阶导数:f'(x)表示函数f(x)的一阶导数。
- 二阶导数:f''(x)表示函数f(x)的二阶导数。
- 高阶导数:f^n(x)表示函数f(x)的n阶导数。
2. 导数的计算:- 函数的和、差、积的导数:如果f(x)和g(x)的导函数存在,则(f+g)'(x) = f'(x) + g'(x),(f-g)'(x) = f'(x) - g'(x),(fg)'(x) = f'(x)g(x) +f(x)g'(x)。
- 复合函数的导数:如果y = f(g(x)),其中f(x)和g(x)均可导,则y' = f'(g(x))g'(x)。
高中数学导数题型归纳总结高中数学中,导数是一个重要的概念,它是微积分的基础。
在考试中,导数题型往往是必考的内容。
为了帮助同学们更好地复习导数,下面对高中数学导数题型进行归纳总结。
1. 求函数的导数:这是最基本的导数题型,要求根据函数的定义求出其导数。
常见的函数包括多项式函数、指数函数、对数函数、三角函数等。
2. 导数的四则运算:利用导数的基本性质,可以进行导数的四则运算。
例如,两个函数的和、差、积或商的导数可以通过分别求出函数的导数,然后利用四则运算的性质计算得到。
3. 链式法则:当函数是复合函数时,可以使用链式法则进行求导。
链式法则的基本思想是将复合函数分解为内层函数和外层函数,并利用导数的链式法则求出导数。
4. 隐函数求导:当一个函数的表达式中包含未知数的隐式关系时,可以利用隐函数求导的方法求出导数。
常见的隐函数求导题型包括求曲线的切线斜率、求极值等。
5. 参数方程求导:当函数由参数表示时,可以通过对参数方程进行求导,然后用参数方程的导数表达式消去参数,得到函数的导数。
6. 反函数求导:如果函数存在反函数,可以利用反函数求导的方法求出导数。
反函数求导的基本思想是将函数的自变量和因变量互换,然后求出反函数的导数。
7. 极限与导数:导数的定义中包含了极限的概念,所以在求导过程中经常需要应用极限的性质。
例如,使用极限的性质求出函数导数的极限,或者利用导数的定义证明极限存在等。
除了上述的题型,还有一些常见的应用题型,如最值问题、曲线的凹凸性、切线和法线方程等。
这些题型往往需要综合运用导数的概念和性质进行解答。
总之,高中数学导数题型的归纳总结包括基本的导数求法、导数的四则运算、链式法则、隐函数求导、参数方程求导、反函数求导以及与极限的关系等。
通过对这些题型的理解和熟练掌握,可以帮助同学们更好地应对高中数学考试中的导数题目。
高考数学六大主干知识点总结高考数学六大主干知识点总结高考数学作为高中阶段的重要科目之一,在升学考试中扮演着重要的角色。
数学的学习要求我们牢固掌握基本概念、原理和方法,并能够运用到实际问题中,因此,六大主干知识点成为了高考数学中需要重点掌握的内容。
下面将对高考数学六大主干知识点进行总结。
一、函数与方程函数与方程是数学的基础,也是高考数学的核心内容之一。
在高中数学中,我们学习了各种函数及其性质、方程及其求解方法等。
其中,常见的类型包括一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、三角函数等。
了解这些常见函数的特点与性质,并掌握方程的解法和求解思路,对于解决实际问题和解题有着重要的作用。
二、空间与图形空间与图形是数学中非常具有直观性和几何性质的部分。
几何体的名称、性质及其常规题型,对应的三视图的绘制、投影方法,以及空间几何问题的解决思路等都是高考数学中的常见知识点。
理解和熟练掌握空间与图形是高考数学的重要内容之一。
三、数与式数与式在高考数学中也扮演着重要的角色。
数与式是解决问题的基础,也是学习数学的起点。
在高中数学中,我们学习了整数、有理数、实数、复数等不同类型的数,并且学习了它们的性质和运算法则。
同时,还学习了代数式的概念、多项式及其运算、分式方程等内容。
这些数与式相关的知识点需要我们熟练掌握和应用,才能在高考中得心应手。
四、概率与统计概率与统计是数学中应用性较强的部分。
在高考数学中,我们需要学习一些基本的概率概念和计算方法。
了解概率的计算规则、事件与概率的关系、独立事件、条件概率等是解决概率问题的基础。
统计则是对数据进行整理和分析,了解平均数、标准差、概率分布等统计学概念和方法。
概率与统计的掌握有助于我们对实际问题进行科学的分析和决策。
五、导数与微分导数与微分是高等数学中的重要内容,也是高考数学中的较难部分。
在高中数学中,我们学习了导数的概念、导数的计算方法及其性质。
掌握导数概念和运算规则,能够求解导数相关的问题是高考数学中的重要能力。
高三导数知识点总结一、导数的概念和计算方法导数是微积分中的重要概念,它描述了函数在某一点上的变化率。
在高三阶段,导数是数学学习的重点之一。
在学习导数之前,我们首先需要了解导数的概念和计算方法。
导数的定义可以通过极限的概念得到:对于函数y=f(x),在点x 处的导数可以表示为f'(x)=lim△x→0[f(x+△x)-f(x)]/△x。
这个定义表示了当△x趋向于0时,函数f(x)在x处的变化率。
导数也可以理解为函数的瞬时变化率。
计算导数的常用方法有:基本函数求导法、常数因子法、和差法、乘积法、商法、函数的复合法等。
在运用这些求导法则时,我们需要熟练掌握各种函数的导函数。
二、基本函数的导函数在高三阶段,我们主要接触到的基本函数有常数函数、幂函数、指数函数和对数函数。
下面我们将介绍这些函数的导函数。
1. 常数函数的导函数:常数函数f(x)=c(其中c为常数)的导函数为0,即f'(x)=0。
2. 幂函数的导函数:幂函数f(x)=x^n(其中n为常数)的导函数为f'(x)=nx^(n-1)。
3. 指数函数的导函数:指数函数f(x)=a^x(其中a>0且a≠1)的导函数为f'(x)=a^xlna。
4. 对数函数的导函数:对数函数f(x)=log_a(x)(其中a>0且a≠1)的导函数为f'(x)=1/(xlna)。
通过掌握基本函数的导函数,我们可以在求解导数时使用这些导函数的性质,简化计算过程。
三、导数的应用导数是高三阶段数学学习中重要的工具,它广泛应用于各个领域。
在这一部分,我们将介绍导数在函数的极值、函数的图像、函数的变化趋势等方面的应用。
1. 导数与函数的极值通过导数,我们可以研究函数在不同点上的极值问题。
函数的极大值和极小值处的导数都等于0或不存在。
因此,我们可以通过求导数,找到函数的极值点,并通过求导数的二阶导数判断函数在极值点处的性质。
2. 导数与函数的图像函数的导数可以揭示函数图像的许多特征。
高考中导数问题的六大热点由于导数其应用的广泛性,为解决函数问题提供了一般性的方法及简捷地解决一些实际问题.因此在高考占有较为重要的地位,其考查重点是导数判断或论证单调性、函数的极值和最值,利用导数解决实际问题等方面,下面例析导数的六大热点问题,供参考.一、运算问题 例1函数22()(1)x bf x x -=-,求导函数()f x '.分析:用商的导数及复合函数导数的运算律即可解决.解:242(1)(2)2(1)()(1)x x b x f x x ---•-'=-3222(1)x b x -+-=-32[(1)](1)x b x --=--. 评注:对于导数运算问题关键是记清运算法那么.主要是导数的定义、常见函数的导数、函数和差积商的导数,及复合函数、隐函数的导数法那么等.二、切线问题例2设曲线axy e =在点(01),处的切线与直线210x y ++=垂直,那么a = .分析:由垂直关系可得切线的斜率为-12,又k =0()f x ',即可求出a 的值. 解:axae y =',∴切线的斜率a y k x ===0',由垂直关系,有1)21(-=-⋅a ,解得2=a .评注:是指运用导数的几何意义或物理意义,解决瞬时速度,加速度,光滑曲线切线的斜率等三类问题.特别是求切线的斜率、倾斜角及切线方程问题,其中:⑴ 曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的斜率k ,倾斜角为θ,那么tan θ=k =0()f x '. ⑵ 其切线l 的方程为:y =y 0+0()f x '(x -x 0).假设曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))的切线平行于y 轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为x =x 0.三、单调性问题例3函数32()1f x x ax x =+++,a ∈R .〔Ⅰ〕讨论函数()f x 的单调区间;〔Ⅱ〕设函数()f x 在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,内是减函数,求a 的取值范围. 分析:对于第(1)小题,求导后利用f '(x )>0或'()f x <0,解不等式即得单调区间;而(2)转化为'()f x <0在2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,上恒成立即可. 解:〔1〕32()1f x x ax x =+++求导:2()321f x x ax '=++. 当23a≤时,0∆≤,()0f x '≥,()f x 在R 上递增.当23a >,()0f x '=求得两根为3a x -±=,即()f x在⎛-∞ ⎝⎭递增,⎝⎭递减,⎫+∞⎪⎪⎝⎭递增. 〔2〕假设函数在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,内是减函数,那么2()321f x x ax '=++两根在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,外,即2'()31'()3f f ⎧-⎪⎪⎨⎪-⎪⎩≤0≤0,解得a ≥2,故取值范围是[2,+∞). 评注:一般地,设函数y =f (x )在某个区间内可导.如果f '(x )>0,那么f (x )为增函数;如果f '(x )<0,那么f (x )为减函数.单调性是导数应用的重点内容,主要有四类问题:①运用导数判断单调区间; ②证明单调性; ③单调性求参数;④先证明其单调性,再运用单调证明不等式等问题. 四、极值问题 例4函数1()ln(1),(1)nf x a x x =+--其中n ∈N*,a 为常数.当n =2时,求函数f (x )的极值;分析:运用导数先确定函数的单调性,再求其极值. 解:由得函数f (x )的定义域为{x |x >1}, 当n =2时,21()ln(1),(1)f x a x x =+--所以232(1)().(1)a x f x x --=-(1)当a >0时,由'()f x =0,得11x =+1,21x =<1, 此时 f ′〔x 〕=123()()(1)a x x x x x ----. 当x ∈〔1,x 1〕时,f ′〔x 〕<0,f (x )单调递减; 当x ∈〔x 1+∞〕时,f ′〔x 〕>0, f (x )单调递增. 〔2〕当a ≤0时,f ′〔x 〕<0恒成立,所以f (x )无极值. 综上所述,n =2时,当a >0时,f (x )在1x =+处取得极小值,极小值为2(1(1ln ).2a f a+=+当a ≤0时,f (x )无极值.评注:运用导数解决极值问题.一般地,当函数f (x )在x 0处连续,判别f (x 0)为极大(小)值的方法是:⑴ 假设0'()f x =0,且在x 0附近的左侧()f x '>0,右侧()f x '<0,那么f (x 0)是极大值,⑵ 如果在x 0附近的左侧()f x '<0,右侧()f x '>0,那么f (x 0)是极小值. 五、最值问题例5 求函数f (x )=x 4-2x 2+5在[-2,2]上的最大值与最小值. 分析:可先求出导数及极值点,再计算.解: ()f x '=4x 3-4x ,令()f x '=0,解得x 1=-1,x 2=0,x 3=1,均在(-2,2)内. 计算f (-1)=4,f (0)=5,f (1)=4,f (-2)=13,f (2)=13. 通过比拟,可见f (x ) 在[-2,2]上的最大值为13,最小值为4.评注:运用导数求最大(小)值的一般步骤如下: 假设f (x )在[a ,b ]上连续,在(a ,b )内可导,那么⑴ 求()f x ',令()f x '=0,求出在(a ,b )内使导数为0的点及导数不存在的点. ⑵ 比拟三类点:导数不存在的点,导数为0的点及区间端点的函数值,其中最大者便是f (x )在[a ,b ]上的最大值,最小者便是f (x )在[a ,b ]上的最小值.六、应用问题例6 用总长的钢条制成一个长方体容器的框架,如果所制做容器的底面的一边比另一边长0.5m ,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积.分析:本小题主要考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等根底知识.解:设容器底面短边长为x m ,那么另一边长为()0.5x + m ,高为()14.8440.5 3.224x x x --+=-.由3.220x ->和0x >,得0 1.6x <<, 设容器的容积为3ym ,那么有()()0.5 3.22y x x x =+- ()0 1.6x <<.即322 2.2 1.6y x x x =-++, 令0y '=,有26 4.4 1.60x x -++=,即2151140x x --=,解得11x =,2415x =-〔不合题意,舍去〕.当x =1时,y 取得最大值,即max 2 2.2 1.6 1.8y =-++=, 这时,高为3.221 1.2-⨯=.答:容器的高为m 时容积最大,最大容积为31.8m .。
高考中导数问题的六大热点
由于导数其应用的广泛性,为解决函数问题提供了一般性的方法及简捷地解决一些实际问题.因此在高考占有较为重要的地位,其考查重点是导数判断或论证单调性、函数的极值和最值,利用导数解决实际问题等方面,下面例析导数的六大热点问题,供参考.
一、运算问题
例1已知函数22()(1)
x b f x x -=-,求导函数()f x '. 分析:用商的导数及复合函数导数的运算律即可解决.
解:242(1)(2)2(1)()(1)
x x b x f x x ---•-'=- 3
222(1)x b x -+-=- 32[(1)](1)x b x --=-
-. 评注:对于导数运算问题关键是记清运算法则.主要是导数的定义、常见函数的导数、函数和差积商的导数,及复合函数、隐函数的导数法则等.
二、切线问题
例2设曲线ax
y e =在点(01),处的切线与直线210x y ++=垂直,则a = . 分析:由垂直关系可得切线的斜率为-
12
,又k =0()f x ',即可求出a 的值. 解:ax ae y =',∴切线的斜率a y k x ===0',由垂直关系,有1)21(-=-⋅a ,解得2=a . 评注:是指运用导数的几何意义或物理意义,解决瞬时速度,加速度,光滑曲线切线的斜率等三类问题.特别是求切线的斜率、倾斜角及切线方程问题,其中:
⑴ 曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的斜率k ,倾斜角为θ,则tan θ=k =0()f x '. ⑵ 其切线l 的方程为:y =y 0+0()f x '(x -x 0).若曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))的切线平行于y 轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为x =x 0.
三、单调性问题
例3已知函数32
()1f x x ax x =+++,a ∈R .
(Ⅰ)讨论函数()f x 的单调区间; (Ⅱ)设函数()f x 在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭
,
内是减函数,求a 的取值范围. 分析:对于第(1)小题,求导后利用f '(x )>0或'()f x <0,解不等式即得单调区间;而(2)转化为'()f x <0在2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,
上恒成立即可. 解:(1)32()1f x x ax x =+++求导:2()321f x x ax '=++.
当23a ≤时,0∆≤,()0f x '≥,()f x 在R 上递增.
当23a >,()0f x '=
求得两根为3
a x -±=, 即()f x
在⎛-∞ ⎝⎭
递增,⎝⎭
递减,
⎫+∞⎪⎪⎝⎭
递增. (2)若函数在区间2
133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,内是减函数,则2
()321f x x ax '=++两根在区间2133⎛⎫-- ⎪⎝⎭,外,即2'()31'()3f f ⎧-⎪⎪⎨⎪-⎪⎩
≤0≤0,解得a ≥2,故取值范围是[2,+∞). 评注:一般地,设函数y =f (x )在某个区间内可导.如果f '(x )>0,则f (x )为增函数;如果f '(x )<0,则f (x )为减函数.单调性是导数应用的重点内容,主要有四类问题:
①运用导数判断单调区间;
②证明单调性;
③已知单调性求参数;
④先证明其单调性,再运用单调证明不等式等问题.
四、极值问题
例4已知函数1()ln(1),(1)
n f x a x x =
+--其中n ∈N*,a 为常数.当n =2时,求函数f (x )的极值; 分析:运用导数先确定函数的单调性,再求其极值.
解:由已知得函数f (x )的定义域为{x |x >1},
当n =2时,21()ln(1),(1)
f x a x x =+-- 所以2
3
2(1)().(1)a x f x x --=-
(1)当a >0时,由'()f x =0,得11x =+>1,21x =<1, 此时 f ′(x )=123
()()(1)a x x x x x ----. 当x ∈(1,x 1)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;
当x ∈(x 1+∞)时,f ′(x )>0, f (x )单调递增.
(2)当a ≤0时,f ′(x )<0恒成立,所以f (x )无极值.
综上所述,n =2时,
当a >0时,f (x )在1x =+处取得极小值,极小值为2(1(1ln ).2a f a
+=+当a ≤0时,f (x )无极值.
评注:运用导数解决极值问题.一般地,当函数f (x )在x 0处连续,判别f (x 0)为极大(小)值的方法是:
⑴ 若0'()f x =0,且在x 0附近的左侧()f x '>0,右侧()f x '<0,那么f (x 0)是极大值, ⑵ 如果在x 0附近的左侧()f x '<0,右侧()f x '>0,那么f (x 0)是极小值.
五、最值问题
例5 求函数f (x )=x 4-2x 2+5在[-2,2]上的最大值与最小值.
分析:可先求出导数及极值点,再计算.
解: ()f x '=4x 3-4x ,令()f x '=0,解得x 1=-1,x 2=0,x 3=1,均在(-2,2)内. 计算f (-1)=4,f (0)=5,f (1)=4,f (-2)=13,f (2)=13.
通过比较,可见f (x ) 在[-2,2]上的最大值为13,最小值为4.
评注:运用导数求最大(小)值的一般步骤如下:
若f (x )在[a ,b ]上连续,在(a ,b )内可导,则
⑴ 求()f x ',令()f x '=0,求出在(a ,b )内使导数为0的点及导数不存在的点.
⑵ 比较三类点:导数不存在的点,导数为0的点及区间端点的函数值,其中最大者便是f (x )在[a ,b ]上的最大值,最小者便是f (x )在[a ,b ]上的最小值.
六、应用问题
例6 用总长14.8m 的钢条制成一个长方体容器的框架,如果所制做容器的底面的一边比另一边长0.5m ,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积.
分析:本小题主要考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等基础知识.
解:设容器底面短边长为x m ,则另一边长为()0.5x + m ,高为
()14.8440.5 3.224
x x x --+=-. 由3.220x ->和0x >,得0 1.6x <<,
设容器的容积为3
ym ,则有 ()()0.5 3.22y x x x =+- ()0 1.6x <<.
即322 2.2 1.6y x x x =-++,
令0y '=,有26 4.4 1.60x x -++=,
即2151140x x --=,解得11x =,2415
x =-(不合题意,舍去). 当x =1时,y 取得最大值,即max 2 2.2 1.6 1.8y =-++=,
这时,高为3.221 1.2-⨯=.
答:容器的高为1.2m 时容积最大,最大容积为3
1.8m .。