导数含参数取值范围分类讨论题型总结与方法归纳
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高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用高考压轴题:导数题型及解题方法一、切线问题题型1:求曲线y=f(x)在x=x处的切线方程。
方法:f'(x)为在x=x处的切线的斜率。
题型2:过点(a,b)的直线与曲线y=f(x)的相切问题。
方法:设曲线y=f(x)的切点(x,f(x)),由(x-a)f'(x)=f(x)-b求出x,进而解决相关问题。
注意:曲线在某点处的切线若有则只有一条,曲线过某点的切线往往不止一条。
例题:已知函数f(x)=x-3x。
1)求曲线y=f(x)在点x=2处的切线方程;(答案:9x-y-16=0)2)若过点A(1,m)(m≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求实数m的取值范围。
提示:设曲线y=f(x)上的切点(x,f(x)),建立x,f(x)的等式关系。
将问题转化为关于x,m的方程有三个不同实数根问题。
答案:m的范围是(-3,-2))练1:已知曲线y=x-3x。
1)求过点(1,-3)与曲线y=x-3x相切的直线方程。
(答案:3x+y=0或15x-4y-27=0)2)证明:过点(-2,5)与曲线y=x-3x相切的直线有三条。
题型3:求两个曲线y=f(x)、y=g(x)的公切线。
方法:设曲线y=f(x)、y=g(x)的切点分别为(x1,f(x1))、(x2,g(x2)),建立x1,x2的等式关系,(x2-x1)f'(x1)=g(x2)-f(x1),(x2-x1)f'(x2)=g(x2)-f(x1);求出x1,x2,进而求出切线方程。
解决问题的方法是设切点,用导数求斜率,建立等式关系。
例题:求曲线y=x与曲线y=2elnx的公切线方程。
(答案:2ex-y-e=0)练1:求曲线y=x与曲线y=-(x-1)的公切线方程。
(答案:2x-y-1=0或y=0)2.设函数f(x)=p(x-2)-2lnx,g(x)=x,直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且与函数f(x)的图象相切于(1,0),求实数p的值。
导数知识点各种题型归纳方法总结导数知识点和题型总结一、导数的定义:1.函数y=f(x)在x=x处的导数为f'(x)=y'|x=x=lim(Δy/Δx),其中Δy=f(x+Δx)-f(x)。
2.求导数的步骤:①求函数的增量:Δy=f(x+Δx)-f(x);②求平均变化率:Δy/Δx;③取极限得导数:f'(x)=lim(Δy/Δx),其中Δx→0.二、导数的运算:1.基本初等函数的导数公式及常用导数运算公式:① C'=0(C为常数);② (xn)'=nxn-1;③ (1/x)'=-1/x^2;④ (ex)'=ex;⑤ (sinx)'=cosx;⑥ (cosx)'=-sinx;⑦ (ax)'=axlna(a>0,且a≠1);⑧ (lnx)'=1/x;⑨ (loga x)'=1/(xlna)(a>0,且a≠1)。
2.导数的运算法则:法则1:[f(x)±g(x)]'=f'(x)±g'(x)(和与差的导数等于导数的和与差);法则2:[f(x)g(x)]'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)(前导后不导相乘+后导前不导相乘);法则3:[f(x)/g(x)]'=[f'(x)g(x)-f(x)g'(x)]/[g(x)]^2(分母平方要记牢,上导下不导相乘,下导上不导相乘,中间是负号)。
3.复合函数y=f(g(x))的导数求法:①换元,令u=g(x),则y=f(u);②分别求导再相乘,y'=g'(x)·f'(u);③回代u=g(x)。
题型:1.已知f(x)=1/x,则lim(Δy/Δx),其中Δx→0,且x=2+Δx,f(2)=1/2.答案:C。
2.设f'(3)=4,则lim(f(3-h)-f(3))/h,其中h→0.答案:A。
导数题型总结1.导数的几何意义2.导数四则运算构造新函数3.利用导数研究函数单调性4.利用导数研究函数极值和最值5.①知零点个数求参数范围②含参数讨论零点个数6.函数极值点偏移问题7.导函数零点不可求问题8.双变量的处理策略9.不等式恒成立求参数范围10.不等式证明策略11.双量词的处理策略12.绝对值与导数结合问题导数专题一导数几何意义一.知识点睛导数的几何意义:函数y=f(x)在点x=x0 处的导数f’(x0)的几何意义是曲线在点x=x0 处切线的斜率。
二.方法点拨:1.求切线①若点是切点:(1)切点横坐标x0 代入曲线方程求出y0(2)求出导数f′(x),把x0代入导数求得函数y =f(x)在点x=x 0处的导数f ′(x 0)(3)根据直线点斜式方程,得切线方程:y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0).②点(x 0,y 0)不是切点求切线:(1)设曲线上的切点为(x 1,y 1); (2)根据切点写出切线方程y -y 1=f ′(x 1)(x -x 1) (3)利用点(x 0,y 0)在切线上求出(x 1,y 1); (4)把(x 1,y 1)代入切线方程求得切线。
2.求参数,需要根据切线斜率,切线方程,切点的关系列方程:①切线斜率k=f ′(x 0) ②切点在曲线上③切点在切线上三.常考题型:(1)求切线(2)求切点(3)求参数⑷求曲线上的点到直线的最大距离或最小距离(5)利用切线放缩法证不等式 四.跟踪练习1.(2016全国卷Ⅲ)已知f(x)为偶函数,当x <0时,f(x)=f (-x )+3x ,则曲线y=f (x )在点(1,-3)处的切线方程是2.(2014新课标全国Ⅱ)设曲线y=ax-ln (x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x ,则a= A. 0 B.1 C.2 D.33.(2016全国卷Ⅱ)若直线y=kx+b 是曲线y=lnx+2的切线,也是曲线y=ln (x+1)的切线,则b=4.(2014江西)若曲线y=e -x上点P 处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P 的坐标是5.(2014江苏)在平面直角坐标系中,若曲线y=ax 2+xb(a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x+2y+3=0平行,则a+b= 6.(2012新课标全国)设点P 在曲线y=21e x上,点Q 在曲线y=ln (2x )上,则▕PQ ▏的最小值为 A.1-ln2 B.2(1-ln2) C.1+ln2 D.2(1+ln2)7.若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x 3和y=ax 2+415x-9都相切,则a 等于 8.抛物线y=x 2上的点到直线x-y-2=0的最短距离为 A.2B.827C. 22D. 19.已知点P 在曲线y=14+x e 上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是 10.已知函数f (x )=2x 3-3x.(1)求f (x )在区间[-2,1]上的最大值;(2) 若过点P (1,t )存在3条直线与曲线y=f (x )相切,求t 的取值范围. 11. 已知函数f (x )=4x-x 4,x ∈R. (1) 求f (x )的单调区间(2) 设曲线y=f (x )与x 轴正半轴的交点为P ,曲线在点P 处的切线方程为y=g (x ),求证: 对于任意的实数x ,都有f (x )≤g (x )(3) 若方程f (x )=a (a 为实数)有两个实数根x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 2-x 1≤-3a+431.导数专题二 利用导数四则运算构造新函数 一.知识点睛 导数四则运算法则:[f(x)±g (x )]’=f ′(x)±g ′(x) [f(x)·g (x )]’=f ′(x)·g(x) +f(x)·g ′(x)[ )()(x g x f ]′=2[g(x)](x)f(x)g'(x)g(x)f'- 二.方法点拨在解抽象不等式或比较大小时原函数的单调性对解题没有任何帮助,此时我们就要构造新函数,研究新函数的单调性来解抽象不等式或比较大小。
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))(2a x xx 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2()ln f x x x a x =-+,()a R ∈,讨论()f x 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xe m x m mx xf 63)1(3)(2++++=的单调性.练习求导后,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),从而引起讨论。
导数中的求参数取值范围问题一、常见基本题型:(1)已知函数单调性,求参数的取值范围,如已知函数()f x 增区间,则在此区间上 导函数()0f x '≥,如已知函数()f x 减区间,则在此区间上导函数()0f x '≤。
(2)已知不等式恒成立,求参数的取值范围问题,可转化为求函数的最值问题。
例1.已知a ∈R ,函数2()()exf x x ax -=-+.(x ∈R ,e 为自然对数的底数)(1)若函数()(1,1)f x -在内单调递减,求a 的取值范围;(2)函数()f x 是否为R 上的单调函数,若是,求出a 的取值范围;若不是,请说明 理由. 解: (1)2-()()e x f x x ax =-+-2-()(2)e ()(e )xxf x x a x ax '∴=-++-+-=2-(2)e xx a x a ⎡⎤-++⎣⎦.()()f x 要使在-1,1上单调递减, 则()0f x '≤ 对(1,1)x ∈- 都成立,2(2)0x a x a ∴-++≤ 对(1,1)x ∈-都成立. 令2()(2)g x x a x a =-++,则(1)0,(1)0.g g -≤⎧⎨≤⎩1(2)01(2)0a a a a +++≤⎧∴⎨-++≤⎩, 32a ∴≤-.(2)①若函数()f x 在R 上单调递减,则()0f x '≤ 对x ∈R 都成立即2-(2)e 0xx a x a ⎡⎤-++≤⎣⎦ 对x ∈R 都成立.2e 0,(2)0x x a x a ->∴-++≤ 对x ∈R 都成立令2()(2)g x x a x a =-++,图象开口向上 ∴不可能对x ∈R 都成立②若函数()f x 在R 上单调递减,则()0f x '≥ 对x ∈R 都成立,即2-(2)e 0xx a x a ⎡⎤-++≥⎣⎦ 对x ∈R 都成立,e 0,x -> 2(2)0x a x a ∴-++≥ 对x ∈R 都成立.22(2)440a a a ∆=+-=+>故函数()f x 不可能在R 上单调递增.综上可知,函数()f x 不可能是R 上的单调函数例2:已知函数()()ln 3f x a x ax a R =--∈,若函数()y f x =的图像在点(2,(2))f 处的切线的倾斜角为45,对于任意[1,2]t ∈,函数()32/[()]2mg x x x f x =++在区间(,3)t 上总不是单调函数,求m 的取值范围; 解: /(2)1,22af a =-==-由32/2()2ln 23()(2)2, ()3(4)22f x x x mg x x x x g x x m x ∴=-+-∴=++-=++- 令/()0g x =得,2(4)240m ∆=++>故/()0g x =两个根一正一负,即有且只有一个正根函数()32/[()]2mg x x x f x =++在区间(,3)t 上总不是单调函数 ∴/()0g x =在(,3)t 上有且只有实数根///(0)20,()0,(3)0g g t g =-<∴<>∴237, (4)233m m t t >-+<-故243m t t +<-,而23y t t =-∈在t [1,2]单调减, ∴9m <-,综合得3793m -<<-例3.已知函数14341ln )(-+-=xx x x f . (Ⅰ)求函数)(x f 的单调区间;(Ⅱ)设42)(2-+-=bx x x g ,若对任意)2,0(1∈x ,[]2,12∈x ,不等式)()(21x g x f ≥ 恒成立,求实数b 的取值范围. 解:(I )14341ln )(-+-=xx x x f 的定义域是(0,)+∞22243443411)(x x x x x x f --=--=' 由0>x 及0)(>'x f 得31<<x ;由0>x 及0)(<'x f 得310><<x x 或, 故函数)(x f 的单调递增区间是)3,1(;单调递减区间是),3(,)1,0(∞+ (II )若对任意)2,0(1∈x ,[]2,12∈x ,不等式)()(21x g x f ≥恒成立, 问题等价于max min )()(x g x f ≥,由(I )可知,在(0,2)上,1x =是函数极小值点,这个极小值是唯一的极值点,故也是最小值点,所以min 1()(1)2f x f ==-; []2()24,1,2g x x bx x =-+-∈当1b <时,max ()(1)25g x g b ==-;当12b ≤≤时,2max ()()4g x g b b ==-;当2b >时,max ()(2)48g x g b ==-;问题等价于11252b b <⎧⎪⎨-≥-⎪⎩ 或212142b b ≤≤⎧⎪⎨-≥-⎪⎩ 或21482b b >⎧⎪⎨-≥-⎪⎩解得1b <或1b ≤≤或 b ∈∅即2b ≤,所以实数b的取值范围是,⎛-∞ ⎝⎦。
一.含参数导数问题的分类讨论问题求导后,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。
★例1已知函数ax x a x x f 2)2(2131)(23++-=(a>0),求函数的单调区间 ★★例2已知函数x a x a x x f ln )2(2)(+--=(a>0)求函数的单调区间★★★例3已知函数()()22211ax 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。
。
练习:已知函数当时,讨论的单调性.二.已知函数的单调性求参数范围可以转化为不等式恒成立问题;.例4.已知函数f (x )=ln a +ln x x在[1,+∞)上为减函数,则实数a 的取值范围为__________.练习:已知函数f (x )=x 3+ax 2-x +c ,且a =f ′⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23. (1)求a 的值;(2)设函数g (x )=(f (x )-x 3)·e x,若函数g (x )在x ∈[-3,2]上单调递增,求实数c 的取值范围.恒成立分参例1:设函数f (x )=kx 3-3x +1(x ∈R ),若对于任意x ∈[-1,1],都有f (x )≥0成立,则实数k 的值为________.练习: 当x ∈[-2,1]时,不等式ax 3-x 2+4x +3≥0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[-5,-3]B .[-6,-98]C .[-6,-2] D .[-4,-3]。
导数知识点总结题型导数是高中数学中的一个重要概念,是微积分的基础知识之一。
在应用数学领域,导数有着广泛的应用,可以解决许多实际问题。
本文将围绕导数知识点总结题型展开讨论。
一、导数的定义与求法1.1 导数的定义:导数是函数在某一点的变化率或斜率,用极限的概念定义。
设函数 f(x) 在点 x0 处有定义,若该极限存在,那么 f(x) 在 x0 处可导。
1.2 导数的求法:基本方法有函数求导法、参数函数求导法和复合函数求导法。
- 函数求导法:按照变量的求导规则,对每一个部分进行求导。
- 参数函数求导法:将参数的导数求解出来,再对函数进行求导。
- 复合函数求导法:利用链式法则求解复合函数。
二、基本导数公式2.1 基本导数公式:常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等基本函数的导数公式是求解导数题型的基础。
2.2 高阶导数:若函数 f(x) 的导函数 f'(x) 仍然可导,则称 f'(x) 为 f(x) 的一阶导数。
同理,若 f'(x) 的导函数f''(x) 可导,则称 f''(x) 为 f(x) 的二阶导数。
三、导数的基本性质3.1 可导性与连续性的关系:若函数 f(x) 在某一点可导,则在该点必连续;反之,若函数在某一点不连续,则在该点不可导。
3.2 加减和因子法则:若 f(x) 和 g(x) 都在 x 处可导,则(f(x)±g(x))' = f'(x)±g'(x),(f(x)·g(x))' =f'(x)·g(x)+f(x)·g'(x)。
3.3 乘积和商的法则:若 f(x) 和 g(x) 都在 x 处可导,且g(x) ≠ 0,则 (f(x)/g(x))' = [f'(x)·g(x)-f(x)·g'(x)]/g^2(x)。
利用导数求含参数的函数单调区间的分类讨论归类一、根据判别式 △=b ²-4ac 讨论↵例1.已知函数. f(x)=x ³+ax ²+x+1(a∈R),求f(x)的单调区间.解: f ′(x )=3x²+2ax +1,判别式△=b ²-4ac=4(a ²-3),(1)当 a >√3或 a <−√3时,则在 (−∞,−a−√a 2−33)和 (−a+√a 2−33,+∞)上,f'(x)>0, f(x)是增函数;在 (−a−√a 2−33,−a+√a 2−33),f ′(x )<0,f(x)是减函数;(2)当 −√3<a <√3时,则对所有x∈R, f'(x)>0, f(x)是(-∞,+∞)上的增函数;↵二、根据判二次函数根的大小讨论↵例2:已知函数. f (x )=(x²+ax −3a²+3a )eˣ(a ∈R 且 a ≠23),求f(x)的单调区间. 解: f ′(x )=[x²+(a +2)x −2a²+4a ]⋅eˣ,f ′(x )=(0得x=-2a 或x=a-2↵(1)当 a >23时,则-2a<a-2,在(-∞,-2a)和(a-2,+∞)上, f'(x)>0, f(x)是增函数;在(-2a,a-2)上, f'(x)<0, f(x)是减函数;(2)当 a <23时,则a-2<-2a,在(-∞,a -2)和(-2a,+∞)上, f'(x)>0, f(x)是增函数;在(a-2,-2a)上, f'(x)<0, f(x)是减函数;题型归纳总结:求导后是二次函数的形式,如果根的大小不确定,应对根的大小讨论确定单调区间.练习2↵三、根据定义域的隐含条件讨论。
例3:已知函数f(x)=lnx-ax(a∈R),求f(x)的单调区间.解: f ′(x )=1x −a (x ⟩0), (1)当a≤0时, f ′(x )=1x −a >0,在(0,+∞)上,f'(x)>0, f(x)是增函数;(2)当a>0时,令 f ′(x )=1x −a =0,得 x =1a ,题型归纳总结:定义域有限制时,定义域与不等式解集的交集为分类标准讨论。
利用导数求参数的取值范围方法归纳导数是微积分中的重要概念,可以用于求函数的变化率、极值、最值等问题。
利用导数求参数的取值范围可以帮助我们找到函数的关键点、拐点以及定义域的范围等信息。
下面是一些常见的方法归纳。
求函数在处的导数:1.首先,计算函数的导数表达式。
2.将参数值代入导数表达式,得到函数在该处的导数。
3.根据导数值的正负来判断函数在该处的增减性。
求函数的关键点:1.通过导数求出函数的导数表达式。
2.设置函数的导数等于零的方程,并求解得到参数的取值。
3.将参数的取值代入原函数,得到关键点的横坐标。
4.进一步求得关键点的纵坐标,得到函数的关键点。
求函数的拐点:1.首先,求出函数的二阶导数表达式。
2.解出二阶导数等于零的方程,得到参数的取值。
3.将参数的取值代入原函数,求出拐点的横坐标。
4.进一步求得拐点的纵坐标,得到函数的拐点。
求函数的定义域范围:1.首先,确定函数的定义区间,并计算函数在该区间的导数。
2.判断导数的正负情况,以确定函数的单调性。
3.判断函数在定义区间的端点处是否存在极值。
若存在,则考虑边界条件。
4.根据以上分析,确定函数在定义区间的取值范围。
举例说明:1. 求函数 f(x) = ax^2 + bx 的最值:首先,求出函数的导数 f'(x) = 2ax + b。
令导数等于零,得到 2ax + b = 0,解方程可得 x = -b/(2a)。
将x的值代入原函数,得到最值的纵坐标。
进一步分析函数的单调性和边界条件,得到函数的取值范围。
2. 求函数 g(x) = sin(ax) 的最值:首先,求出函数的导数 g'(x) = acos(ax)。
判断导数的正负情况,确定函数的单调性。
根据函数的周期性和边界条件,得出函数在定义区间的取值范围。
3. 求函数 h(x) = log(x + a) 的定义域范围:首先,确定函数的定义区间为x+a>0,即x>-a。
对函数求导,得到导数h'(x)=1/(x+a)。
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 1 1 ★已知函数f(x)x 3 (a 2)x 2 2ax (a>0),求函数的单调区间 3 2f (x) =x _(a 亠2)x 亠2a =(x _a)(x -2)2a★★例1已知函数f(x)二x (a U 2)lnx (a>0)求函数的单调区间x2x -(a 2)x 2a f (x)2 x(I)当a =1时,求曲线y = f x 在点2, f 2 处的切线方程; (n)当a=0时,求函数f x 的单调区间与极值。
解: (I)当a =1时,曲线y = f x 在点2,f 2处的切线方程为6x 25y-32 = 0。
2(n)由于a 式0,所以f ⑺/嗔切了 ,由f'(x)=O ,得x 1 =(x +1 )I 1 '■-2a x - a x2―—义域R 内,但不知它们之间(x 2+1)a 的取值分a 0和a ::: 0两种情况进行讨论。
函数f x 在x 2 =a 处取得极大值f a =1 o1 —(-一「:)内为增函数,在区间a1 」 1(a,)为减函数。
故函数 f x 在%处取得极小值aaX 2二a 处取得极大值f a = 1。
(x-2)(x-a)2x22ax -a 1 x 21x R ,其中a R 。
1, X 2 = a 。
这两个实根都在定 a2 22a x 1;-2x 2ax - a 1f x二2 2 (x 2+1)的大小。
因此,需对参数 (1)当 a 0 时,则 x 'x 2。
易得f x 在区间,a, •::内为减函数,在区间i l,aI a为增函数。
故函数1i 1 f x 在为处取得极小值f a [1 I a 」2--a ; (1) 当a ”:0时,则x 1 x 2。
历年高考函数导数综合题解题思路归纳总结导数综合题是高考数学中的重要题型,主要涉及函数、导数、不等式等知识点,需要具备较强的逻辑思维、推理能力和数学应用能力。
以下是历年高考函数导数综合题的解题思路详细归纳总结:考察的题型分5大类,23个小类一、求函数的单调性1.求函数的导数;2.根据导数的符号判断函数的单调性;3.根据单调性判断函数的极值点或最值点;4.根据极值点或最值点进行参数取值范围的求解。
二、切线问题1.求函数的导数;2.根据导数的几何意义求出切线的斜率;3.根据切线的定义写出切线方程;4.根据切线方程和已知条件求解参数。
三、不等式恒成立问题1.求函数的导数;2.根据导数的符号判断函数的单调性;3.根据函数的单调性和最值求解不等式恒成立的参数范围。
四、零点问题1.求函数的导数;2.根据导数的符号判断函数的单调性;3.根据函数的零点和单调性求解参数的范围。
五、多变量问题1.分别对各个变量求导;2.利用导数研究各个变量的单调性和最值;3.根据函数的图像和性质求解参数的范围。
高考导数综合题的突破点1.导数的定义和性质:导数作为微积分的基本概念,其定义和性质是解决导数综合题的基础。
学生需要熟练掌握导数的计算公式和运算法则,理解导数在研究函数中的意义和应用。
2.切线与导数的关系:切线是导数的几何意义所在,也是导数综合题中常见的考点。
学生需要理解切线的定义和性质,掌握切线方程的求解方法,能够利用导数求曲线的切线。
3.函数的单调性与导数的关系:单调性是函数的重要性质之一,而导数则是研究函数单调性的重要工具。
学生需要理解导数与函数单调性之间的关系,能够通过导数的符号判断函数的单调性。
4.极值与最值的求解:极值和最值是导数综合题中常见的考点。
学生需要掌握极值和最值的求解方法,理解极值和最值的几何意义,能够利用导数求函数的极值和最值。
5.不等式与导数的关系:不等式是导数综合题中常见的考点之一。
学生需要理解导数在处理不等式问题中的作用,掌握利用导数证明不等式的方法。
导数题型总结1、分离变量-----用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(>0,=0,<0)2、变更主元-----已知谁的范围就把谁作为主元3、根分布4、判别式法-----结合图像分析5、二次函数区间最值求法-----(1)对称轴(重视单调区间)与定义域的关系(2)端点处和顶点是最值所在一、基础题型:函数的单调区间、极值、最值;不等式恒成立此类问题提倡按以下三个步骤进行解决:第一步:令得到两个根;第二步:画两图或列表;第三步:由图表可知;第三种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-----(已知谁的范围就把谁作为主元)。
例1:设函数在区间D上的导数为,在区间D上的导数为,若在区间D上,恒成立,则称函数在区间D上为“凸函数”,已知实数m是常数,(1)若在区间上为“凸函数”,求m的取值范围;(2)若对满足的任何一个实数,函数在区间上都为“凸函数”,求的最大值.解:由函数得(1)在区间上为“凸函数”,则在区间[0,3]上恒成立解法一:从二次函数的区间最值入手:等价于解法二:分离变量法:∵当时, 恒成立,当时, 恒成立等价于的最大值()恒成立,而()是增函数,则(2)∵当时在区间上都为“凸函数”则等价于当时恒成立变更主元法再等价于在恒成立(视为关于m的一次函数最值问题)例2:设函数(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;(Ⅱ)若对任意的不等式恒成立,求a的取值范围.解:(Ⅰ)令得的单调递增区间为(a,3a)令得的单调递减区间为(-,a)和(3a,+)∴当x=a时,极小值= 当x=3a时,极大值=b.(Ⅱ)由||≤a,得:对任意的恒成立①则等价于这个二次函数的对称轴(放缩法)即定义域在对称轴的右边,这个二次函数的最值问题:单调增函数的最值问题。
上是增函数. (9分)∴于是,对任意,不等式①恒成立,等价于又∴点评:重视二次函数区间最值求法:对称轴(重视单调区间)与定义域的关系例3:已知函数图象上一点处的切线斜率为,(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)当时,求的值域;(Ⅲ)当时,不等式恒成立,求实数t的取值范围。
导数压轴大题7个题型梳理归纳题型一:含参分类讨论 类型一:主导函数为一次型例1:已知函数()ln f x ax a x =--,且()0f x ≥.求a 的值 解:()1ax f x x-'=.当0a ≤时,()0f x '<,即()f x 在()0,+∞上单调递减,所以当01x ∀>时,()()010f x f <=,与()0f x ≥恒成立矛盾.当0a >时,因为10x a <<时()0f x '<,当1x a>时()0f x '>,所以()min 1f x f a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,又因为()1ln10f a a =--=,所以11a =,解得1a =类型二:主导函数为二次型例2: 已知函数()()320f x x kx x k =-+<.讨论()f x 在[],k k -上的单调性. 解:()f x 的定义域为R ,()()23210f x x kx k '=-+<,其开口向上,对称轴3k x =,且过()0,1,故03kk k <<<-,明显不能分解因式,得2412k ∆=-.(1)当24120k ∆=-≤时,即0k ≤<时,()0f x '≥,所以()f x 在[],k k -上单调递增;(2)当24120k ∆=->时,即k <令()23210f x x kx '=-+=,解得:12x x ==,因为()()210,010f k k f ''=+>=>,所以两根均在[],0k 上.因此,结合()f x '图像可得:()f x 在,,33k k k k ⎡⎡⎤+-⎢⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上单调递增,在⎢⎥⎣⎦上单调递减.类型三:主导函数为超越型例3:已知函数()cos xf x e x x =-.求函数()f x 在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值. 解:定义域0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()()cos sin 1x f x e x x '=--,令()()cos sin 1xh x e x x =--,则()()cos sin sin cos 2sin .xx h x e x x x x e x '=---=-当0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,可得()0h x '≤,即()h x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦递减,可得()()()000h x h f '≤==,则()f x 在0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦递减,所以()()()max01,.22f x f f x f ππ⎛⎫====- ⎪⎝⎭类型四:复杂含参分类讨论例4:已知函数()()33f x x x a a R =+-∈.若()f x 在[]1,1-上的最大值和最小值分别记为()(),M a m a ,求()()M a m a -.解:()33333,333,x x a x a f x x x a x x a x a ⎧+-≥⎪=+-=⎨-+<⎪⎩,()2233,33,x x af x x x a⎧+≥⎪'=⎨-<⎪⎩ ①当1a ≤-时,有x a ≥,故()333f x x x a =+-,所以()f x 在()1,1-上是增函数,()()()()143,143M a f a m a f a ==-=-=--,故()()8M a m a -=.②当11a -<<时,若()()3,1,33x a f x x x a ∈=+-,在(),1a 上是增函数;若()1,x a ∈-,()333f x x x a =-+,在()1,a -上是减函数,()()(){}()()3max 1,1,M a f f m a f a a =-==,由于()()1162f f a --=-+因此当113a -<≤时,()()334M a m a a a -=--+;当113a <<时,()()332M a m a a a -=-++.③当1a ≥时,有x a ≤,故()333f x x x a =-+,此时()f x 在()1,1-上是减函数,因此()()()()123,123M a f a m a f a =-=+==-+,故()()4M a m a -=.题型二:利用参变分离法解决的恒成立问题类型一:参变分离后分母跨0例5:已知函数()()()242,22xf x x xg x e x =++=+,若2x ≥-时,()()f x kg x ≤,求k 的取值范围.解:由题意()24221xx x ke x ++≤+,对于任意的2x ≥-恒成立.当1x =-,上式恒成立,故k R ∈;当1x >-,上式化为()24221x x x k e x ++≥+,令()()()2421,21x x x h x x e x ++=>-+ ()()()22+221x xxe x h x e x -'=+,所以()h x 在0x =处取得最大值,()01k h ≥= 当21x -≤<-时,上式化为()24221x x x k e x ++≤+,()h x 单调递增,故()h x 在2x =-处取得最小值,()22k h e ≤-=.综上,k 的取值范围为21,e ⎡⎤⎣⎦.类型二:参变分离后需多次求导例6:已知函数()()()()212ln ,f x a x x a R =---∈对任意的()10,,02x f x ⎛⎫∈> ⎪⎝⎭恒成立,求a 的最小值.解:即对12ln 0,,221xx a x ⎛⎫∈>-⎪-⎝⎭恒成立. 令()2ln 12,0,12x l x x x ⎛⎫=-∈ ⎪-⎝⎭,则()()()()222212ln 2ln 211x x x x x l x x x --+-'=-=-- 再令()()()222121122ln 2,0,,02x m x x x m x x x x x --⎛⎫'=+-∈=-+=< ⎪⎝⎭()m x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为减函数,于是()122ln 202m x m ⎛⎫>=->⎪⎝⎭,从而,()0l x '>,于是()l x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上为增函数,()124ln 22l x l ⎛⎫<=- ⎪⎝⎭,故要2ln 21xa x >--恒成立,只要[)24ln 2,a ∈-+∞,即a 的最小值24ln 2-. 变式1:已知函数()()1ln ,0x f x x a R a ax -=+∈≠,()()()11x g x b x xe b R x=---∈(1)讨论()f x 的单调性;(2)当1a =时,若关于x 的不等式()()2f x g x +≤-恒成立,求b 取值范围.类型三:参变分离后零点设而不求例7:已知函数()ln f x x x x =+,若k Z ∈,且()1f x k x <-对于任意1x >恒成立,求k 的最大值.解:恒成立不等式()minln ln ,111f x x x x x x x k k x x x ++⎛⎫<=< ⎪---⎝⎭,令()ln 1x x x g x x +=-,则()()2ln 21x x g x x --'=-,考虑分子()ln 2,h x x x =-- ()110h x x'=->,()h x 在()1,+∞单调递增.()()31ln 30,42ln 20h h =-<=->由零点存在定理,()3,4b ∃∈,使得()0h b =.所以()1,x b ∈,()()00h x g x '<⇒<,同理()(),,0x b g x '∈+∞>,所以()g x 在 ()1,b 单调递减,在(),b +∞单调递增.()()min ln 1b b bg x g b b +==-,因为()0h b =即ln 20ln 2b b b b --=⇒=-,()()()23,4,1b b b g b b b +-==∈-所以,k b <得max 3k =变式1:(理)已知函数().x ln x eaxx f x +-=(2)当0>x 时,()e x f -≤,求a 的取值范围.题型三:无法参变分离的恒成立问题类型一:切线法例8:若[)20,,10x x e ax x ∈+∞---≥,求a 的取值范围.类型二:赋值法例9:已知实数0a ≠,设函数()ln 1,0f x a x x x =++>.(1)当34a =-时,求函数()f x 的单调区间; (2)对于任意21,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭均有()2x f x a ≤,求a 的取值范围. 解析:(1)当34a =-时,3()ln 1,04f x x x x =-++>. 3(12)(21()42141x x f 'x x x x x++=-=++ 所以,函数()f x 的单调递减区间为(0,3),单调递增区间为(3,+∞).(2)由1(1)2f a≤,得0a <≤当04a <≤时,()2f x a≤等价于22ln 0x a a --≥.令1t a=,则t ≥.设()22ln ,g t t x t =≥,则()2ln g t g x ≥=.(i )当1,7x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭≤则()2ln g t g x ≥=.记1()ln ,7p x x x =≥,则1()p'x x =-=.故所以,()(1)0p x p ≥= .因此,()2()0g t g p x ≥=≥.(ii )当211,e 7x ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时,1()1g t g x ⎛+= ⎝.令211()(1),,e 7q x x x x ⎡⎤=++∈⎢⎥⎣⎦,则()10q'x =+>, 故()q x 在211,e 7⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以1()7q x q ⎛⎫⎪⎝⎭.由(i )得11(1)07777q p p ⎛⎫⎛⎫=-<-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以,()<0q x . 因此1()10g t g x ⎛+=>⎝.由(i )(ii )得对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,),()0t g t ∈+∞,即对任意21,e x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,均有()2x f x a.综上所述,所求a 的取值范围是⎛ ⎝⎦题型四:零点问题类型一:利用单调性与零点存在定理讨论零点个数 例10:已知函数()()31+ln .4f x x axg x x =+=-,(2)用{}min ,m n 表示,m n 中最小值,设函数()()(){}()min ,0h x f x g x x =>讨论()h x 零点个数.解:(2)当(1,)x ∈+∞时,()ln 0g x x =-<,从而()min{(),()}()0h x f x g x g x =<≤,∴()h x 在(1,)+∞无零点.当x =1时,若54a -≥,则5(1)04f a =+≥,(1)min{(1),(1)}(1)0h fg g ===, 故x =1是()h x 的零点;若54a <-,则5(1)04f a =+<,(1)min{(1),(1)}(1)0h f g f ==<,故x =1不是()h x 的零点.当(0,1)x ∈时,()ln 0g x x =->,所以只需考虑()f x 在(0,1)的零点个数. (ⅰ)若3a -≤或0a ≥,则2()3f x x a '=+在(0,1)无零点,故()f x 在(0,1)单调,而1(0)4f =,5(1)4f a =+,所以当3a -≤时,()f x 在(0,1)有一个零点; 当a ≥0时,()f x 在(0,1)无零点.(ⅱ)若30a -<<,则()f x 在(01)单调递增,故当x ()f x 取的最小值,最小值为f 14.①若f >0,即34-<a <0,()f x 在(0,1)无零点.②若f =0,即34a =-,则()f x 在(0,1)有唯一零点;③若f <0,即334a -<<-,由于1(0)4f =,5(1)4f a =+, 所以当5344a -<<-时,()f x 在(0,1)有两个零点; 当534a -<≤-时,()f x 在(0,1)有一个零点.综上,当34a >-或54a <-时,()h x 由一个零点;当34a =-或54a =-时,()h x 有两个零点;当5344a -<<-时,()h x 有三个零点.类型二:±∞方向上的函数值分析例11:已知函数()()22.x xf x ae a e x =+--若()f x 有两个零点,求a 取值范围.(2)(ⅰ)若0a ≤,由(1)知,()f x 至多有一个零点. (ⅱ)若0a >,由(1)知,当ln x a =-时,()f x 取得最小值,最小值为1(ln )1ln f a a a-=-+.①当1a =时,由于(ln )0f a -=,故()f x 只有一个零点; ②当(1,)a ∈+∞时,由于11ln 0a a-+>,即(ln )0f a ->,故()f x 没有零点; ③当(0,1)a ∈时,11ln 0a a-+<,即(ln )0f a -<. 又422(2)e(2)e 22e 20f a a ----=+-+>-+>,故()f x 在(,ln )a -∞-有一个零点.设正整数0n 满足03ln 1n a ⎛⎫>+⎪⎝⎭,则()()000032ln 10n nf n e ae n f a ⎛⎫⎛⎫>-->+> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 因此()f x 在(ln ,)a -+∞有一个零点.综上,a 的取值范围为(0,1).总结:若()01,ln 0a f a <<-<,要证明()f x 有两个零点,结合零点存在定理,分别在a 的左右两侧,这两个点的函数值()f x 都大于0,这时候需要我们对函数进行适当地放缩,化简,以便取值.先分析当x →-∞,2,x x ae ae 虽然为正,但是对式子影响不大,因此可以大胆的舍掉,得出()2xf x x e >--,显然我们对于右侧这个式子观察,就容易得出一个足够小的x (如1x =-),使得式子大于0了.再分析当x →+∞,我们可以把x ae 这个虽然是正数,但贡献比较小的项舍掉来简化运算,得到()()2xxf x eaex >--,显然当x 足够大,就可以使()2x ae -大于任何正数.那么把它放缩成多少才可以使得x e 的倍数大于x 呢?由常用的不等式1x e x x ≥+>,因此只需要使得21x ae ->即3ln x a >(如3ln 1x a=+)就可以了.题型五:极值点偏移类型一:标准极值点偏移例13:已知函数()()()221x f x x e a x =-+-有两个零点1,2x x ,证明12 2.x x +<解: 不妨设12x x <,由(Ⅰ)知12(,1),(1,)x x ∈-∞∈+∞,22(,1)x -∈-∞,又()f x 在(,1)-∞上单调递减,所以122x x +<等价于12()(2)f x f x >-,即2(2)0f x -<.由于222222(2)(1)x f x x e a x --=-+-, 而22222()(2)(1)0xf x x e a x =-+-=,所以222222(2)(2)x x f x x ex e --=---.设2()(2)xx g x xex e -=---,则2'()(1)()x x g x x e e -=--.所以当1x >时,'()0g x <,而(1)0g =,故当1x >时,()0g x <. 从而22()(2)0g x f x =-<,故122x x +<.类型二:推广极值点偏移例14:已知()()()12ln ,f x x x f x f x ==,求证121x x +<. 解:我们可以发现12,x x 不一定恒在12x =两侧,因此需要分类讨论: (1)若12102x x <<<,则1211122x x +<+=,该不等式显然成立; (2)若121012x x <<<<,令()()()()()1ln 1ln 1g x f x f x x x x x =--=---102x <<,故()()()()12ln ln 12,01x g x x x g x x x -'''=+-+=>-,()g x '在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,当0x →时,()1;22ln 202g x g ⎛⎫''→-∞=-> ⎪⎝⎭.010,2x ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭使()00g x '=即()g x 在()00,x 上单调递减,在01,2x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,又0x →时,()0g x →,且102g ⎛⎫=⎪⎝⎭,故()0g x <,即()()1f x f x <-对10,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭成立,得证.题型六:双变量问题类型一:齐次划转单变量例15:已知函数()()1ln 1a x f x x x -=-+()2a ≤.设,m n R +∈,且m n ≠,求证ln ln 2m n m nm n -+<-. 解:设m n >,证明原不等式成立等价于证明()2ln m n mm n n-<+成立,即证明21ln 1m m n m n n⎛⎫- ⎪⎝⎭<+成立.令m t n =,1t >,即证()()21ln 01t g t t t -=->+.由(1)得,()g t 在()0,+∞上单调递增,故()()10g t g >=,得证.变式1:对数函数()x f 过定点⎪⎭⎫ ⎝⎛21,e P ,函数()()()为常数m ,n x f m n x g '-=,()()的导函数为其中x f x f '.(1)讨论()x g 的单调性;(2)若对于()+∞∈∀,x 0有()m n x g -≤恒成立,且()()n x x g x h -+=2在()2121x x x ,x x ≠=处的导数相等,求证:()()22721ln x h x h ->+.解:(2)因为()1g n m =-,而()0,x ∀∈+∞有()()1g x n m g ≤-=恒成立,知()g x 当1x =时有最大值()1g ,有(1)知必有1m =.∴()()()11ln ,22ln ,g x n x h x g x x n x x x x=--=+-=-- 依题意设()()211122221120,1120k x x h x h x k k x x ⎧-+-=⎪⎪''==⎨⎪-+-=⎪⎩∴12111x x +=121212+=4x x x x x x ⇒≥>∴()()()()121212*********+ln ln 21ln h x h x x x x x x x x x x x ⎛⎫+=-+-+=-- ⎪⎝⎭令()124,21ln t x x t t t ϕ=>=--,()()1204t t tϕ'=->> ∴()t ϕ在4t >单调递增,∴()()472ln 2t ϕϕ>=-类型二:构造相同表达式转变单变量例16:已知,m n 是正整数,且1m n <<,证明()()11.nmm n +>+解:两边同时取对数,证明不等式成立等价于证明()()ln 1ln 1n m m n +>+,即证明()()ln 1ln 1m n m n ++>,构造函数()()ln 1x f x x+=,()()2ln 11xx x f x x -++'=,令()()ln 11x g x x x =-++,()()()22110111x g x x x x -'=-=<+++,故()()00g x g <=,故()0f x '<,结合1,m n <<知()()f m f n >类型三:方程消元转单变量例17:已知()ln xf x x=与()g x ax b =+,两交点的横坐标分别为1,2x x ,12x x ≠,求证:()()12122x x g x x ++>解:依题意11211112222222ln ln ln ln x ax b x x ax bx x x ax bx ax b x ⎧=+⎪⎧=+⎪⎪⇒⎨⎨=+⎪⎪⎩=+⎪⎩,相减得: ()()()12121212ln ln x x a x x x x b x x -=+-+-,化简得()()121212lnx x a x x b x x ++=-,()()()()()()112121121212121122221ln ln 1x x x x x x x x g x x x x a x x b x x x x x x ++++=+++==⎡⎤⎣⎦-- 设12x x >,令121x t x =>,()()()12122112ln 2ln 011t t x x g x x t t t t -+++>⇔>⇔->-+ 再求导分析单调性即可.变式1:已知函数()1++=ax x ln x f 有两个零点21x ,x .()10a -<<(2)记()x f 的极值点为0x ,求证:()0212x ef x x >+.变式2:设函数()()3211232xf x ex kx kx =--+. 若()f x 存在三个极值点123,,x x x ,且123x x x <<,求k 范围,证明1322x x x +>.变式3:已知函数()122ln 21x ef x a x x x-⎛⎫=++-- ⎪⎝⎭在定义域()0,2内有两个极值点.(1)求实数a 的取值范围;(2)设12,x x 是()f x 两个极值点,求证12ln ln ln 0x x a ++>.类型四:利用韦达定理转单变量例18:已知()()21ln 02f x x x a x a =-+>,若()f x 存在两极值点1,2x x , 求证:()()1232ln 24f x f x --+>.解:()21,a x x af x x x x-+'=-+=由韦达定理12121,x x x x a +==1140,4a a ∆=->< ()()()()()212121212121+2ln 2f x f x x x x x x x a x x ⎡⎤=+--++⎣⎦ ()11121ln ln 22a a a a a a =--+=--令()()11ln ,0,ln 024g a a a a a g a a '=--<<=<,()g a 在10,4⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,故()132ln 244g a g --⎛⎫>=⎪⎝⎭. 变式1:已知函数().R a ,x ax x ln x f ∈-+=22(2)若n ,m 是函数()x f 的两个极值点,且n m <,求证:.mn 1>方法二:变式2:已知函数()213ln 222f x x ax x =+-+()0a ≥. (1)讨论函数()f x 的极值点个数;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,证明()()110f x f x +<.题型六:不等式问题类型一:直接构造函数解决不等式问题例19:当()0,1x ∈时,证明:()()221ln 1x x x ++<.解:令()()()221ln 1f x x x x =++-,则()00f =,而()()()()2ln 1ln 12,00f x x x x f ''=+++-=,当()0,1x ∈时,有()ln 1x x +<,故()()()ln 12222ln 10111x f x x x x x x+''=+-=+-<⎡⎤⎣⎦+++, ()f x '在()0,1上递减,即()()00f x f ''<=,从而()f x 在()0,1递减,()()00f x f ≤=,原不等式得证.变式1:已知函数()()()R a ex x ln x a x f ∈+-=1.(1)求函数()x f 在点1=x 处的切线方程;(2)若不等式()0≤-x e x f 对任意的[)+∞∈,x 1恒成立,求实数a 的取值范围解:(2)令()()()()1ln 1,x xg x f x e a x x ex e x =-=-+->()1ln 1xg x a x e e x ⎛⎫'=+-+- ⎪⎝⎭, ①若0a ≤,则()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=.即()0g x '≤恒成立,所以()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,所以()0g x ≤恒成立.②0a >,令()()1ln 1,x h x g x a x e e x ⎛⎫'==+-+- ⎪⎝⎭所以()211xh x a e x x ⎛⎫'=+-⎪⎝⎭,易知211x x +与x -e 在[)1,+∞上单调递减,所以()h x '在[)1,+∞上单调递减,()12h a e '=-. 当20a e -≤,即02ea <≤时,()0h x '≤在[)1,+∞上恒成立,则()h x 在[)1,+∞上单调递减,即()g x '在[)1,+∞上单调递减,又()10g '=,()0g x '≤恒成立,()g x 在[)1,+∞上单调递减,又()10g =,()0g x ≤恒成立.当20a e ->时,即2ea >时,()01,x ∃∈+∞使()00h x '=,所以()h x 在()01,x 上单调递增,此时()()10h x h >=,所以()0g x '>所以()g x 在()01,x 递增,得()()10g x g >=,不符合题意. 综上,实数a 的取值范围是2e a ≤. 变式2:(文)已知函数()()()().R a ,x a x g ,x ln x x f ∈-=+=11(1)求直线()x g y =与曲线()x f y =相切时,切点T 的坐标. (2)当()10,x ∈时,()()x f x g >恒成立,求a 的取值范围.解:(1)设切点坐标为()00x y ,,()1ln 1f x x x'=++,则()()000001ln 11ln 1x a x x x a x ⎧++=⎪⎨⎪+=-⎩,∴00012ln 0x x x -+=.令()12ln h x x x x=-+,∴()22210x x h x x -+'=-≤,∴()h x 在()0+∞,上单调递减, ∴()0h x =最多有一根.又∵()10h =,∴01x =,此时00y =,T 的坐标为(1,0).(2)当()0 1x ∈,时,()()g x f x >恒成立,等价于()1ln 01a x x x --<+对()0 1x ∈,恒成立. 令()()1ln 1a x h x x x -=-+,则()()()()2222111211x a x ah x x x x x +-+'=-=++,()10h =. ①当2a ≤,()1x ∈0,时,()22211210x a x x x +-+≥-+>, ∴()0h x '>,()h x 在()0 1x ∈,上单调递增,因此()0h x <. ②当2a >时,令()0h x '=得1211x a x a =-=-由21x >与121x x =得,101x <<.∴当()1 1x x ∈,时,()0h x '<,()h x 单调递减, ∴当()1 1x x ∈,时,()()10h x h >=,不符合题意; 综上所述得,a 的取值范围是(] 2-∞,.变式3:(文)已知函数().x x x ln x f 12---=(2)若存在实数m ,对于任意()∞+∈0x ,不等式()()()0212≤+-+x x m x f 恒成立,求实数m 的最小整数值.解:(2)法一:参变分离+二次局部求导+虚设零点变式4:(理)已知函数()()()R a x a eae x f xx∈-++=-22.(1)讨论()x f 的单调性;(2)当0≥x 时,()(),x cos a x f 2+≥求实数a 的取值范围.变式5:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (1)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型二:利用min max f g >证明不等式问题例20:设函数()1ln x xbe f x ae x x-=+曲线()y f x =在点()()1,1f 的切线方程为()12y e x =-+.(1)求,a b 值; (2)证明:()1f x >【解析】(1)函数()f x 的定义域为(0,)+∞,112()ln xx x x a b b f x ae x e e e x x x--=+-+. 由题意可得(1)2f =,(1)f e '=.1, 2.a b ==故(2)由(1)知12()ln xx f x e x e x -=+,从而()1f x >等价于2ln x x x xe e->-. 设函数()1g x x nx =,则'()1g x nx =.所以当1(0,)x e ∈时,()0g x '<;当1(,)x e ∈+∞时,()0g x '>.故()g x 在1(0,)e 单调递减,在1(,)e+∞单调递增,从而()g x 在(0,)+∞的最小值为11()g e e=-. 设函数2()xh x xee-=-,则'()(1)x h x e x -=-. 所以当(0,1)x ∈时()0h x '>;当(1,)x ∈+∞时,()0h x '<故()h x 在(0,1)单调递增, 在(1,)+∞单调递减,从而()h x 在(0,)+∞的最大值为1(1)h e=-.变式1. 已知函数()x ln a bx x f +=2的图像在点()()11f ,处的切线斜率为2+a .(1)讨论()x f 的单调性; (2)当20e a ≤<时,证明:()222-+<x e xx x f 解:(2)要证()222x f x x e x -<+,需证明22ln 2x a x e x x-<.令()ln 02a x e g x a x ⎛⎫=<≤ ⎪⎝⎭,则()()21ln a x g x x -'=, 当()0g x '>时,得0x e <<;当()0,g x '<得x e >. 所以()()max ag x g e e==. 令()()2220x e h x x x -=>,则()()2322x e x h x x--'=. 当()0h x '>时,得2x >;当()0h x '<时,得02x <<. 所以()()min 122h x h ==.因为02e a <≤,所以()max 12a g x e ==. 又2e ≠,所以22ln 2x a x e x x-<,即()222x f x x e x -<+得证.变式2:(理)已知函数()().ax ln axx f -=(1)求()x f 的极值;(2)若()012≤+-++m x e mx x ln e x x ,求正实数m 的取值范围.变式3:已知()1ln ,mf x x m x m R x-=+-∈. (2)当202e m <≤时,证明()21x e x xf x m >-+-.类型三:利用赋值法不等式问题例21:已知函数()2x xf x e e x -=--.(1)讨论()f x 的单调性;(2)设()()()24g x f x bf x =-,当0x >,()0g x >,求b 的最大值. (3)估计ln 2(精确小数点后三位).解:因为()()()()()2224484xx x x g x f x bf x e e b e e b x --=-=---+-所以()()()()()2222422222xx x x x x x xg x ee b e e b e e e e b ----⎡⎤'=+-++-=+-+-+⎣⎦①当2b ≤时,()0,g x '≥等号仅当0x =时成立,所以()g x 在R 上单调递增,而()00g =,所以对于任意()0,0x g x >>.②当2b >,若x 满足222x x e e b -<+<-,即(20ln 12x b b b <<-+-时,()0g x '<,而()00g =,因此当(20ln 12x b b b <≤--时,()0g x <,综上最大为2.(3)由(2)知,(()3221ln 22g b =-+-,当2b =时,(36ln 20,ln 20.69282g =->>>;当14b =+时,(ln 1b -+=(()32ln 202g =--<,18ln 20.69328+<<,所以近似值为0.693类型四:利用放缩法构造中间不等式例22:若0x >,证明:()ln 1.1x x xx e +>- 解:转化成整式()()2ln 11xx e x +->.令()()()2ln 11xf x x e x =+--,则()()1ln 121x xe f x e x x x -'=++-+()()()21ln 1211x x x e x e f x e x x x +''=+++-++.由()+1ln 11x x e x x x ≥+≥+,, 得()()()()3222112120,11x x x x f x x x x +++''≥++-=>++()()00,f x f ''≥=故()()00f x f ≥=,得证.变式1:(2020河南鹤壁市高三期末)已知函数()21xf x e kx =--,()()()2ln 1g x k x x k R =+-∈.(2)若不等式()()0f x g x +≥对任意0x ≥恒成立,求实数k 范围.变式2:(2020年河南六市联考)已知函数()()2ln 1sin 1f x x x =+++,()1ln g x ax b x =-- 证明:当1,x >-()()2sin 22xf x x x e<++类型五:与数列相关的不等式例23:设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,求m 的最小值.解:(2)由(1)知当(1,)x ∈+∞时,1ln 0x x -->令112n x =+得11ln(1)22n n +<,从而 221111111ln(1)ln(1)ln(1)112222222n n n ++++⋅⋅⋅++<++⋅⋅⋅+=-<故2111(1)(1)(1)222n e ++⋅⋅⋅+<而23111(1)(1)(1)2222+++>,所以m 的最小值为3.变式1:(理)已知函数()()()021>+-+=a ax xx ln x f .(1)若不等式()0≥x f 对于任意的0≥x 恒成立,求实数a 的取值范围;(2)证明:().N n ln ln ln ln n n n *-∈⎪⎭⎫⎝⎛->⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⋅⋅⋅+++1212121279353变式1:(2020河南开封二模)已知函数()1xf x e x =--.(1)证明()0f x >;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,2111111222n m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++⋅⋅⋅+< ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 求m 的最小值.类型六:与切、割线相关的不等式例24:已知函数()()2901xf x a ax =>+ (1)求()f x 在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值;(2)若直线2y x a =-+为曲线()y f x =的切线,求实数的值;(3)当2a =时,设12141,,22x x x ⎡⎤⋅⋅⋅∈⎢⎥⎣⎦,且121414x x x +⋅⋅⋅+=,若不等式()()()1214f x f x f x λ+⋅⋅⋅+≤恒成立,求实数λ的最小值.解:证明()29412xf x x x=≤-++,即32281040x x x -+-+≥, 令()3228104F x x x x =-+-+,()261610F x x x '=-+-,所以()F x在1,12⎛⎫⎪⎝⎭,5,23⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,在51,3⎛⎫ ⎪⎝⎭递增.而()50,203F F ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,表明不等式()29412xf x x x =≤-++成立.所以()()()12141244+442n f x f x f x x x x ++⋅⋅⋅+≤-+-+⋅⋅⋅-+=, 等号在全部为1时成立,所以λ最小值为42。
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 1 1 ★已知函数f(x)x 3 (a 2)x 2 2ax (a>0),求函数的单调区间 3 2f (x) =x _(a 亠2)x 亠2a =(x _a)(x -2)2a★★例1已知函数f(x)二x (a U 2)lnx (a>0)求函数的单调区间x2x -(a 2)x 2a f (x)2 x(I)当a =1时,求曲线y = f x 在点2, f 2 处的切线方程; (n)当a=0时,求函数f x 的单调区间与极值。
解: (I)当a =1时,曲线y = f x 在点2,f 2处的切线方程为6x 25y-32 = 0。
2(n)由于a 式0,所以f ⑺/嗔切了 ,由f'(x)=O ,得x 1 =(x +1 )I 1 '■-2a x - a x2―—义域R 内,但不知它们之间(x 2+1)a 的取值分a 0和a ::: 0两种情况进行讨论。
函数f x 在x 2 =a 处取得极大值f a =1 o1 —(-一「:)内为增函数,在区间a1 」 1(a,)为减函数。
故函数 f x 在%处取得极小值aaX 2二a 处取得极大值f a = 1。
(x-2)(x-a)2x22ax -a 1 x 21x R ,其中a R 。
1, X 2 = a 。
这两个实根都在定 a2 22a x 1;-2x 2ax - a 1f x二2 2 (x 2+1)的大小。
因此,需对参数 (1)当 a 0 时,则 x 'x 2。
易得f x 在区间,a, •::内为减函数,在区间i l,aI a为增函数。
故函数1i 1 f x 在为处取得极小值f a [1 I a 」2--a ; (1) 当a ”:0时,则x 1 x 2。
导数各种题型方法总结一、基础题型:函数的单调区间、极值、最值;不等式恒成立; 1、此类问题提倡按以下三个步骤进行解决:第一步:令0)('=x f 得到两个根; 第二步:画两图或列表; 第三步:由图表可知;其中不等式恒成立问题的实质是函数的最值问题, 2、常见处理方法有三种:第一种:分离变量求最值-----用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(>0,=0,<0) 第二种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-----(已知谁的范围就把谁作为主元);例1:设函数()y f x =在区间D 上的导数为()f x ',()f x '在区间D 上的导数为()g x ,若在区间D上,()0g x <恒成立,则称函数()y f x =在区间D 上为“凸函数”,已知实数m 是常数,4323()1262x mx x f x =--(1)若()y f x =在区间[]0,3上为“凸函数”,求m 的取值范围;(2)若对满足2m ≤的任何一个实数m ,函数()f x 在区间(),a b 上都为“凸函数”,求b a -的最大值.解:由函数4323()1262x mx x f x =-- 得32()332x mx f x x '=-- 2()3g x x mx ∴=--(1) ()y f x =Q 在区间[]0,3上为“凸函数”,则 2()30g x x mx ∴=--< 在区间[0,3]上恒成立 解法一:从二次函数的区间最值入手:等价于max ()0g x <(0)0302(3)09330g m g m <-<⎧⎧⇒⇒>⎨⎨<--<⎩⎩解法二:分离变量法:∵ 当0x =时, 2()330g x x mx ∴=--=-<恒成立,当03x <≤时, 2()30g x x mx =--<恒成立等价于233x m x x x ->=-的最大值(03x <≤)恒成立, 而3()h x x x=-(03x <≤)是增函数,则max ()(3)2h x h ==2m ∴>(2)∵当2m ≤时()f x 在区间(),a b 上都为“凸函数” 则等价于当2m ≤时2()30g x x mx =--< 恒成立变更主元法再等价于2()30F m mx x =-+>在2m ≤恒成立(视为关于m 的一次函数最值问题)22(2)023011(2)0230F x x x F x x ⎧->--+>⎧⎪⇒⇒⇒-<<⎨⎨>-+>⎪⎩⎩2b a ∴-=例2:设函数),10(3231)(223R b a b x a ax x x f ∈<<+-+-= (Ⅰ)求函数f (x )的单调区间和极值;(Ⅱ)若对任意的],2,1[++∈a a x 不等式()f x a '≤恒成立,求a 的取值范围. (二次函数区间最值的例子)解:(Ⅰ)()()22()433f x x ax a x a x a '=-+-=---01a <<Q令,0)(>'x f 得)(x f 令,0)(<'x f 得)(x f 的单调递减区间为(-∞,a )和(3a ,+∞)∴当x=a 时,)(x f 极小值=;433b a +-当x=3a 时,)(x f 极大值=b.(Ⅱ)由|)(x f '|≤a ,得:对任意的],2,1[++∈a a x 2243a x ax a a -≤-+≤恒成立①则等价于()g x 这个二次函数max min ()()g x a g x a≤⎧⎨≥-⎩ 22()43g x x ax a =-+的对称轴2x a =01,a <<Q 12a a a a +>+=(放缩法)即定义域在对称轴的右边,()g x 这个二次函数的最值问题:单调增函数的最值问题。
利用导数求参数的取值范围一.已知函数单调性,求参数的取值范围类型1.参数放在函数表达式上例1. 设函数R a ax x a x x f ∈+++-=其中86)1(32)(23.的取值范围求上为增函数在若的值求常数处得极值在若a x f a x x f ,)0,()()2(.,3)()1(-∞=二.已知不等式在某区间上恒成立,求参数的取值范围类型1.参数放在不等式上例3.已知时都取得极值与在132)(23=-=+++=x x c bx ax x x f(1)求a、b的值及函数)(x f 的单调区间.(2)若对2)(],2,1[c x f x <-∈不等式恒成立,求c的取值范围. __________)(]2,1[,522)(.323的取值范围是则实数都有若对任意已知函数m m x f x x x x x f >-∈+--=类型2.参数放在区间上例4.已知三次函数d cx x ax x f ++-=235)(图象上点(1,8)处的切线经过点(3,0),并且)(x f 在x=3处有极值.(1)求)(x f 的解析式.(2)当),0(m x ∈时, )(x f >0恒成立,求实数m 的取值范围.分析:(1)935)(23++-=x x x x f ]3,0(),0(0)(]3,0(),0(0)(30)3()(,)(,0)()3,31(9)0()()(,0)()31,0(3,310)()3)(13(3103)().2(''21‘2'的取值范围为所以内恒成立在时当且仅当内不恒成立在时所以当所以单调递减时当所以单调递增时当得由m m x f m ,m x f m f x f x f x f x f x f ,x f x f x x x x f x x x x x f >∈>>=><∈=>>∈===--=+-=基础训练:.___________24.434的取值范围是则实数都成立对任意实数若不等式a ,x a x x -≥-三.知函数图象的交点情况,求参数的取值范围.例5.已知函数1,13)(23=-=-+=x x x bx ax x f 在处取得极值(1) 求函数)(x f 的解析式.(2) 若过点)2)(,1(-≠m m A 可作曲线y=)(x f 的三条切线,求实数m 的取值范围.略解(1)求得x x x f 3)(3-=(2)设切点为33)(),3,(2'0300-=-x x f x x x M 因为200'20300020300200302066)(332)(,0332)1)(33(3),1)(33(x x x g m x x x g x A m x x x x m x x Mx x m y -=++-=**=++---=----=-则设有三个不同的实数根的方程所以关于可作曲线的三条切线因为过点即所以又切线过点所以切线方程为)2,3(230)1(0)0(1,0)(,)1,0(,),1(),0,()(100)(00000000'---<<-⎩⎨⎧<>*==+∞-∞===的取值范围是所求的实数解得条件是有三个不同实根的充要的方程所以关于的极值点为故函数上单调递减在上单调递增在所以或得由m m g g x x x x g x g x x x g总结:从函数的极值符号及单调性来保证函数图象与x 轴交点个数.基础训练:轴仅有一个交点与曲线在什么范围内取值时当的极值求函数为实数设x x f y a x f ax x x x f a )(,)2()()1()(,.523=+--=变式2:若函数5)(23-+-=x x ax x f 在),(+∞-∞上单调递增,求a 的取值范围。
高考数学含参数导数问题的分类讨论专题一、整理方法 提升能力在众多的含参数导数问题中,根据所给的参数的不同范围去讨论函数的单调性是最常见的题目之一,求函数的极值、最值等问题,最终也需要讨论函数单调性.对于含参数导数问题的单调性的分类讨论,常见的分类讨论点有以下三个:分类讨论点1:求导后,考虑()0f x '=是否有实根,从而引起分类讨论;分类讨论点2:求导后,()0f x '=有实根,但不清楚()0f x '=的实根是否落在定义域内,从而引起分类讨论;分类讨论点3:求导后,()0f x '=有实根,()0f x '=的实根也落在定义域内,但不清楚这些实根的大小关系,从而引起分类讨论.以上三点是讨论含参数导数问题的单调性的三个基本分类点,在求解有关含参数导数问题的单调性时,可按上述三点的顺序对参数进行讨论.因此,对含参数的导数问题的分类讨论,还是有一定的规律可循的.当然,在具体解题中,可能要讨论其中的两点或三点,这时的讨论就会复杂一些了,也有些题目可以根据其式子和题目的特点进行灵活处理,减少分类讨论,需要灵活把握.例1例2例3二、练习巩固 整合提升练习1:设函数()1ln 1x f x a x x -=++,其中a 为常数. (1)若0a =,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程;(2)讨论函数()f x 的单调性.练习2:设函数()()2ln f x x a x =++.(1)若当1x =-时,()f x 取得极值,求a 的值,并讨论()f x 的单调性;(2)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 ln2. 练习3:已知函数()2e 1x f x ax bx =---,其中a 、b ∈R ,e 2.71828=为自然对数的底数.(1)设()g x 是函数()f x 的导函数,求函数()g x 在区间[]0,1上的最小值;(2)若()10f =,函数()f x 在区间()0,1内有零点,求a 的取值范围.。
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(2131)(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 xax x f ln )2(2)(+--=(a>0)求函数的单调区间 222))(2(2)2()(x a x x x a x a x x f --=++-=' ★★★例3已知函数()()22211ax 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()()12)1(222+-+='x x a x f ,由()'0f x =,得121,x x a a=-=。
这两个实根都在定()()()()()()22'2222122122111a 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 =。
以上三点即为含参数导数问题的三个基本讨论点,在求解有关含参数的导数问题时,可按上述三点的顺序对参数进行讨论。
因此,对含参数的导数问题的讨论,还是有一定的规律可循的。
当然,在具体解题中,可能要讨论其中的两点或三点,这时的讨论就更复杂一些了,需要灵活把握。
★★★(区间确定零点不确定的典例)'例4 某分公司经销某种品牌产品,每件产品的成本为3元,并且每件产品需向总公司交a 元(3≤a ≤5)的管理费,预计当每件产品的售价为x 元(9≤x ≤11)时,一年的销售量为(12-x )2万件. (1)求分公司一年的利润L (万元)与每件产品的售价x 的函数关系式;(2)当每件产品的售价为多少元时,分公司一年的利润L 最大,并求出L 的最大值Q (a ).解 (1)分公司一年的利润L (万元)与售价x 的函数关系式为:L=(x-3-a)(12-x)2,x ∈[9,11]. (2)L ′(x)=(12-x)2-2(x-3-a)(12-x) =(12-x)(18+2a-3x).令L ′=0得x=6+32a 或x=12(不合题意,舍去). ∵3≤a ≤5,∴8≤6+32a ≤328. 在x=6+32a 两侧L ′的值由正变负.所以①当8≤6+32a <9即3≤a <29时,】L max =L(9)=(9-3-a)(12-9)2=9(6-a). ②当9≤6+32a ≤328即29≤a ≤5时, L max =L(6+32a)=(6+32a-3-a)[12-(6+32a)]2=4(3-31a)3.所以Q(a)=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤-<≤-.529,)313(4,293),6(93a a a a答 若3≤a <29,则当每件售价为9元时,分公司一年的利润L 最大,最大值Q (a )=9(6-a)(万元);若29≤a ≤5,则当每件售价为(6+32a)元时,分公司一年的利润L 最大,最大值Q(a)=4(3-31a )3(万元).★★★★(导函数零点确定,但区间端点不确定引起讨论的典例)例2、已知()()2,ln 23+-+==x ax x x g x x x f(Ⅰ).求函数()x f 的单调区间;(Ⅱ).求函数()x f 在[]()02,>+t t t 上的最小值;(Ⅲ)对一切的()+∞∈,0x ,()()22'+≤x g x f 恒成立,求实数a 的取值范围. 解:(Ⅰ)(),10,0,1ln )(''ex x f x x f <<<+=解得令 ();1,0⎪⎭⎫⎝⎛∴e x f 的单调递减区间是?)(x L(),1,0'e x x f >>解得令),,的单调递增是(∞+e x f )((Ⅱ)(ⅰ)0<t<t+2<e 1,t 无解; (ⅱ)0<t<e 1<t+2,即0<t<e1时,e e f x f 1)1()(min -==;(ⅲ)e 12+<≤t t ,即et 1≥时,单调递增在]2,[)(+t t x f ,tlnt )t ()(min ==f x f ……9分et e t x f 110tlnt e 1-)(min ≥<<⎪⎩⎪⎨⎧∴,(Ⅲ)由题意:2123ln 22+-+≤ax x x x 在()+∞∈,0x 上恒成立,即123ln 22++≤ax x x x可得x x x a 2123ln --≥(分离参数),设()xx x x h 2123ln --=, 则()()()22'213121231x x x x x x h +--=+-=……12分 令()0'=x h ,得31,1-==x x (舍)当10<<x 时,()0'>x h ;当1>x 时, ()0'<x h∴当1=x 时,()x h 取得最大值, ()x h max =-2……13分.2-≥∴a .、二.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。
(用导数解决函数问题若求导后研究函数的导数问题时能转化为研究二次函数问题时,二次项的系数含参数按系数大于零、等于零、小于零分类;再按在二次项的系数不等于零时对判别式按△>0、△=0、△<0;在△>0时,求导函数的零点再根据零点是否在在定义域内进行套论,若零点含参数在对零点之间的大小进行讨论。
) ★1 已知函数 x a x x a x f )1(213)(23-+-=,求函数的单调区间 )1)(1()1()(2a ax x a x ax x f +--=-+-=' ★★例2 已知函数22ln )1()(x a x a x f ++=(a>0),求函数的单调区间 x a ax x xa x ax x f )1)(1()1()(2+--=-+-=' ★★★例3 已知a 是实数,函数())f x x x a =-(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)设()g a 为()f x 在区间[]0,2上的最小值。
(i )写出()g a 的表达式;!(ii )求a 的取值范围,使得()62g a -≤≤-。
解:(Ⅰ)函数的定义域为[)0,+∞,())'30a x f x x ⎛⎫- ⎪===>,由'()0f x =得3a x =。
考虑3a是否落在导函数'()f x 的定义域()0,+∞内,需对参数a 的取值分0a ≤及0a >两种情况进行讨论。
(1) 当0a ≤时,则'()0f x >在()0,+∞上恒成立,所以()f x 的单调递增区间为[)0,+∞。
(2) 当0a >时,由'()0f x >,得3a x >;由'()0f x <,得03a x <<。
因此,当0a >时,()f x 的单调递减区间为0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()f x 的单调递增区间为,3a⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭。
(Ⅱ)(i )由第(Ⅰ)问的结论可知:(1) 当0a ≤时,()f x 在[)0,+∞上单调递增,从而()f x 在[]0,2上单调递增,所以()()00g a f ==。
(2) 当0a >时,()f x 在0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在,3a⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递增,所以:② 当()0,23a ∈,即06a <<时,()f x 在0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在,23a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增, 所以()3a g a f ⎛⎫== ⎪⎝⎭932a a -=。
③ [④当[)2,3a∈+∞,即6a ≥时,()f x 在[]0,2上单调递减,所以()())22g a f a =-。
综上所述,())0,062,~6a g a a a a ⎧≤⎪⎪=<<⎨-≥ (ii )令()62g a -≤≤-。
①若0a ≤,无解; ②若06a <<,由62-≤≤-解得36a ≤<;⑤ 若6a ≥,由)622a -≤-≤-解得62a ≤≤+。
综上所述,a的取值范围为32a ≤≤+三.求导后,因导函数为零是否有实根(或导函数的分子能否分解因式)不确定,而引起的讨论。
★例1已知函数x ax x f +=221)( 求函数的单调区间;1)(+='ax x f★★例2已知函数ax x x f -=ln )(求函数的单调区间 a xx f -='1)( x ax x f 1)(+-=' ★★★例3 设k R ∈,函数1,11(),()(),1x x f x F x f x kx x R x ⎧<⎪-==-∈⎨⎪≥⎩,试讨论函数()F x 的单调性。
解:∵1,11(),()(),1x x f x F x f x kx x R x ⎧<⎪-==-∈⎨⎪≥⎩()()2211,11,1,11()(),'(),11k x x kx x x x F x f x kx F x kx x x ⎧--<⎪⎧-<-⎪⎪-=-==⎨⎨⎪⎪≥⎩>⎪⎩。