高中数学函数与导数综合题型分类总结
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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。
导数题型总结导数题型总结导数及其应用题型总结题型一:切线问题①求曲线在点(xo,yo)处的切线方程②求过曲线外一点的切线方程③求已知斜率的切线方程④切线条数问题例题1:已知函数f(x)=x+x-16,求:(1)曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线方程(2)过原点的直线L是曲线y=f(x)的切线,求它的方程及切点坐标(3)如果曲线y=f(x)的某一切线与直线y=-(1/4)x+3垂直,求切线方程及切点坐标例题2:已知函数f(x)=ax+2bx+cx在xo处去的极小值-4.使其导数f”(x)>0的x的取值范围为(1,3),求:(1)f(x)的解析式;(2)若过点P (-1,m)的曲线y=f(x)有三条切线,求实数m的取值范围。
题型二:复合函数与导数的运算法则的综合问题例题3:求函数y=xcos (x+x-1)sin(x+x-1)的导数题型三:利用导数研究函数的单调区间①求函数的单调区间(定义域优先法则)②求已知单调性的含参函数的参数的取值范围③证明或判断函数的单调性例题4:设函数f(x)=x+bx+cx,已知g(x)=f(x)-f”(x)是奇函数,求y=g (x)的单调区间例题5:已知函数f(x)=x3-ax-1,(1)若f(x)在实数集R上单调递增,求实数a的取值范围(2)是否存在实数a,使f(x)在(-1,1)上单调递减?若存在,求出a的范围;若不存在,说明理由。
例题6:证明函数f(x)=lnx/x2在区间(0,2)上是减函数。
题型四:导数与函数图像问题例1:若函数y=f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数y=f(x)在[a,b]上的图象可能是y题型五:利用导数研究函数的极值和最值例题7:已知函数f(x)=-x3+ax2+bx在区间(-2,1)上x=-1时取得极小值,x=2/3时取得极yy32323oaoobxoabxbxabxaA.B.C.D.大值。
求(1)函数y=f(x)在x=-2时的对应点的切线方程(2)函数y=f(x)在[-2,1]上的最大值和最小值。
高中数学导数知识点归纳总结及例题导数考试知识要点1. 导数(导函数的简称)的定义:设x0是函数y f(x)定义域的一点,如果自变量x在x0处有增量x,则函数值y也引起相应的增量y f(x0x)f(x0);比值yf(x0x)f(x0)称为函数y f(x)在点x0到x0x之间的平均变化率;如果极限x xf(x0x)f(x0)y存在,则称函数y f(x)在点x0处可导,并把这个极限叫做lim x0x x0xlim记作f’(x0)或y’|x x0,即f’(x0)=limy f(x)在x0处的导数,f(x0x)f(x0)y. lim x0x x0x注:①x是增量,我们也称为“改变量”,因为x可正,可负,但不为零.②以知函数y f(x)定义域为A,y f’(x)的定义域为B,则A与B关系为A B.2. 函数y f(x)在点x0处连续与点x0处可导的关系:⑴函数y f(x)在点x0处连续是y f(x)在点x0处可导的必要不充分条件.可以证明,如果y f(x)在点x0处可导,那么y f(x)点x0处连续.事实上,令x x0x,则x x0相当于x0.1于是limf(x)limf(x0x)lim[f(x x0)f(x0)f(x0)] x x0x0x0 lim[x0f(x0x)f(x0)f(x0x)f(x0)x f(x0)]lim lim limf( x0)f’(x0)0f(x0)f(x0).x0x0x0x xy|x|,当x>0时,x x⑵如果y f(x)点x0处连续,那么y f(x)在点x0处可导,是不成立的. 例:f(x)|x|在点x00处连续,但在点x00处不可导,因为y y y不存在. 1;当x<0时,1,故lim x0x x x注:①可导的奇函数函数其导函数为偶函数.②可导的偶函数函数其导函数为奇函数.3. 导数的几何意义:函数y f(x)在点x0处的导数的几何意义就是曲线y f(x)在点(x0,f(x))处的切线的斜率,也就是说,曲线y f(x)在点P(x0,f(x))处的切线的斜率是f’(x0),切线方程为y y0f’(x)(x x0).4. 求导数的四则运算法则:(u v)’u’v’y f1(x)f2(x)...fn(x)y’f1’(x)f2’(x)...fn’(x) (uv)’vu’v’u(cv)’c’v cv’cv’(c为常数)vu’v’u u(v0) 2v v’注:①u,v必须是可导函数.②若两个函数可导,则它们和、差、积、商必可导;若两个函数均不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导. 例如:设f(x)2sinx22,g(x)cosx,则f(x),g(x)在x0处均不可导,但它们和xx f(x)g(x)sinx cosx在x0处均可导.5. 复合函数的求导法则:fx’((x))f’(u)’(x)或y’x y’u u’x复合函数的求导法则可推广到多个中间变量的情形.6. 函数单调性:⑴函数单调性的判定方法:设函数y f(x)在某个区间内可导,如果f’(x)>0,则y f(x)为增函数;如果f’(x)<0,则y f(x)为减函数.⑵常数的判定方法;如果函数y f(x)在区间I内恒有f’(x)=0,则y f(x)为常数.注:①f(x)0是f(x)递增的充分条件,但不是必要条件,如y2x3在(,)上并不是都有f(x)0,有一个点例外即x=0时f(x)= 0,同样f(x)0是f(x)递减的充分非必2要条件.②一般地,如果f(x)在某区间(sinx)cosx (arcsinx)’1 x2(xn)’nxn1(n R)(cosx)’sinx (arccosx)’ 1x2 1’11’(arctanx)II. (lnx)(logax)logae xxx21’(ex)’ex (ax)’axlna (arccotx)’III. 求导的常见方法:①常用结论:(ln|x|)’1x2 1 (x a1)(x a2)...(x an)1.②形如y(x a1)(x a2)...(x an)或y两(x b1)(x b2)...(x bn)x边同取自然对数,可转化求代数和形式.③无理函数或形如y xx这类函数,如y xx取自然对数之后可变形为lny xlnx,对两边y’1lnx x y’ylnx y y’xxlnx xx. 求导可得yx 3导数中的切线问题例题1:已知切点,求曲线的切线方程曲线y x33x21在点(1,1)处的切线方程为()例题2:已知斜率,求曲线的切线方程与直线2x y40的平行的抛物线y x2的切线方程是()注意:此题所给的曲线是抛物线,故也可利用法加以解决,即设切线方程为y2x b,代入y x2,得x22x b0,又因为0,得b1,故选D.例题3:已知过曲线上一点,求切线方程过曲线上一点的切线,该点未必是切点,故应先设切点,再求切点,即用待定切点法.求过曲线y x32x上的点(1,1)的切线方程.例题4:已知过曲线外一点,求切线方程1求过点(2,0)且与曲线y相切的直线方程.x4练习题:已知函数y x33x,过点A(016) ,作曲线y f(x)的切线,求此切线方程.看看几个高考题1.(2009全国卷Ⅱ)曲线y x在点1,1处的切线方程为2x 122.(2010江西卷)设函数f(x)g(x)x,曲线y g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为y2x1,则曲线y f(x)在点(1,f(1))处切线的斜率为3.(2009宁夏海南卷)曲线y xe2x1在点(0,1)处的切线方程为。
为函数
_____ _ 的图象的顶点在第四象限,则其导
o
y
x
-33
)
(x
f
y'
=
()y f x ='()f x 为( )
(安微省合肥市2010年高三第二次教学质量检测文科)函数()y f x =的图像如下右)
(x f y '=
(2010年浙江省宁波市高三“十校”联考文科)如右图所示是某
一容器的三视图,现向容器中匀速注水,容器中水面的高度h 随时间t 变化的可能图象是( )
象大致形状是( )
2009湖南卷文)若函数()y f x =的导函数在区间[,]a b 上是增函数,则函数
()x 在区间[,]a b 上的图象可能是
y
y
y
14.(2008年福建卷12)已知函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象如下图,那么y=f(x),
y=g(x)的图象可能是( )
15.(2008珠海一模文、理)设是函数的导函数,将和的图)('x f )(x f )(x f y =)('x f y =像画在同一个直角坐标系中,不可能正确的是( )
A .
B .
C .
D .16.(湖南省株洲市2008届高三第二次质检)已知函数
)(x f y =的导函数)(x f y '=的图像如下,则(
)
函数)(x f 有1个极大值点,1个极小值点
y。
一、函数与导数1. 函数概念:函数的定义、性质、图像及性质;反函数、复合函数、分段函数等。
2. 函数图像:函数图像的绘制方法、性质;函数图像与方程的关系。
3. 函数性质:函数的单调性、奇偶性、周期性、有界性等;函数的极限、连续性。
4. 导数:导数的定义、计算方法;导数的几何意义、物理意义;导数的应用:函数的极值、最值、凹凸性、拐点等。
5. 高阶导数:高阶导数的计算方法;高阶导数的应用。
二、三角函数与解三角形1. 三角函数:正弦、余弦、正切、余切、正割、余割函数的定义、性质、图像;三角函数的周期性、奇偶性、有界性。
2. 解三角形:正弦定理、余弦定理;解三角形的应用:求角度、边长、面积等。
3. 三角函数的应用:三角函数在物理、几何、经济等领域的应用。
三、数列与不等式1. 数列:数列的定义、性质、通项公式;数列的极限;数列的求和。
2. 不等式:不等式的性质、解法;不等式的应用:最值、比较大小等。
3. 概率与统计:概率的定义、性质;随机变量、分布函数;期望、方差;大数定律、中心极限定理等。
四、立体几何与解析几何1. 立体几何:点、线、面、体的概念、性质;线面关系、面面关系;空间角、距离、面积等。
2. 解析几何:解析几何的基本概念、方程;解析几何的应用:求点、线、面、体的位置关系;解析几何在几何证明中的应用。
五、概率与统计1. 概率:概率的定义、性质;条件概率、独立事件;随机变量、分布函数;期望、方差等。
2. 统计:数据的收集、整理、分析;描述性统计、推断性统计;相关分析、回归分析等。
六、复数与复平面1. 复数:复数的概念、性质;复数的运算;复数的几何意义。
2. 复平面:复平面的概念、性质;复数在复平面上的表示;复数的乘除运算等。
七、数学文化与应用1. 数学文化:数学史、数学家故事、数学趣味知识等。
2. 数学应用:数学在日常生活、科技、经济、管理等领域的应用。
以上是对高考数学试卷板块知识的总结,希望对考生在备考过程中有所帮助。
高中导数题所有题型及解题方法一、导数的概念1.1 导数的定义•导数的定义公式:f′(x)=limℎ→0f(x+ℎ)−f(x)ℎ•导数表示函数在某一点的变化率1.2 导数的几何意义•函数图象在某一点的切线斜率•函数图象在某一点的局部线性近似二、导数的基本运算法则2.1 基本导数公式•常数函数:d dx (C)=0•幂函数:d dx (x n)=nx n−1•指数函数:ddx(a x)=a x ln(a)2.2 函数和、差、积、商的导数•和的导数:(u+v)′=u′+v′•差的导数:(u−v)′=u′−v′•积的导数:(uv)′=u′v+uv′•商的导数:(uv)′=u′v−uv′v2,其中v≠02.3 复合函数的导数•复合函数的求导公式:如果y=f(u)及u=g(x), 则dy dx =dy dududx三、导数的应用3.1 函数的单调性•若f′(x)>0,则函数f(x)在该区间上单调递增•若f′(x)<0,则函数f(x)在该区间上单调递减3.2 函数的极值与最值•极大值:若f′(x0)=0,且f″(x0)<0,则f(x0)是函数f(x)在x0处的极大值•极小值:若f′(x0)=0,且f″(x0)>0,则f(x0)是函数f(x)在x0处的极小值3.3 函数的拐点•拐点:若f″(x0)=0,则f(x)在x0处的图像有拐点3.4 函数的图像•函数图象的基本性质–若f′(x)>0,则函数的图像上的点随x的增大而上升–若f′(x)<0,则函数的图像上的点随x的增大而下降–若f″(x)>0,则函数的图像在该区间上凹–若f″(x)<0,则函数的图像在该区间上凸四、基础导数题型4.1 求导数•题型1:求函数的导数y=f(x)•题型2:求函数的高阶导数y(n)=f(x)4.2 高阶导数应用•题型1:求函数的极值和拐点•题型2:求函数在某点的切线方程•题型3:求函数的图像4.3 求解极值问题•题型1:求一定范围内函数的极大值和极小值•题型2:求满足一定条件的函数极值4.4 函数的单调性•题型1:判断函数的单调区间•题型2:填空题,填写使函数单调递增或递减的区间五、综合题型5.1 数学建模•题型1:利用导数求解实际生活中的问题5.2 物理应用•题型1:利用导数求解物理问题,如速度、加速度等5.3 函数的变化率•题型1:求函数在某点的变化率•题型2:求函数在某段区间的平均变化率六、总结本篇文章主要介绍了高中阶段导数相关的内容,包括导数的基本定义、几何意义、基本运算法则,以及导数在函数的单调性、极值与最值、图像以及物理应用中的运用。
导数-大题导数在大题中一般作为压轴题出现,其复杂的原因就在于对函数的综合运用:1.求导,特别是复杂函数的求导2.二次函数(求根公式的运用)3.不等式:基本不等式、均值不等式等4.基本初等函数的性质:周期函数、对数函数、三角函数、指数函数5.常用不等式的巧妙技巧:1/2<ln2<1,5/2<e<3导数大题最基本的注意点:自变量的定义域1.存在性问题2.韦达定理的运用3.隐藏零点4.已有结论的运用5.分段讨论6.分类讨论7.常见不等式的应用8.导数与三次函数的利用1. 存在性问题第(1)问有两个未知数,一般来说,双未知数问题要想办法合并成一个未知数来处理合并成一个未知数后利用不等式1.存在性问题(2)问将有且仅有一个交点分成两部分证明,分别证至多存在一个交点与必然存在交点:证明必然存在交点是单纯的找“特殊点”问题高考导数大题中的存在性问题,最后几乎都会变成零点的存在性问题要点由于只关注零点的存在性,因此就没有必要对t(x)求导讨论其单调性,直接使用零点定即可。
(2)问先对要证明的结论进行简单变形:证毕韦达定理的使用(1)问是常规的分类讨论问题隐零点设而不求,代换整体证明对称轴已经在-1右侧,保证有零点且-1处二次函数值大于0两道例题都是比较简单的含参“隐零点”问题,总之就是用零点(极值点)反过来表示参数再进行计算一些比较难的题目,一般问题就会进行一定提示,如利用(2)问提示(3)问,其难点就在于知道要利用已有结论,但无从下手第(1)问分类讨论问题,分离变量做容易导致解题过于复杂(2)问将不等式两边取对数之后思路就很清晰了(1)(2)分别证明两个不等号即可化到已知的结论上()()()()()()()()()()()()''''1101,0,1,0;1,,00,11,110f x x xx f x x f x x f x f x x x x f x f =->=∈>∈+∞<∈∈+∞==为的零点于是在上单调递增,在上单调递减是的极大值点,(3)问需要利用(2)问结论才能比较顺利的证明利用(2)中结论第(1)问是一个比较简单的存在型问题分段)高考导数大题除求导外,隐藏零点、韦达定理、极值点偏移、二,三阶导等技巧,都是附加的技巧,导数的核心,是分类讨论的考察,高考题多数绕不开分类讨论。
高考函数与导数类压轴题的6大模型与23种考法总结!压轴
题不只学霸才能解~
只有学霸才会解'压轴题'嘛?
在高考数学里,这个问题的答案一定是否定的,数学压轴题十之有九是对函数与导数问题的考查,此类题型确实不简单,但极具规律性,属于难,但是容易备考的题型。
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本文目录
题型一切线型
1.求在某处的切线方程
2.求过某点的切线方程
3.已知切线方程求参数
题型二单调型
1.主导函数需“二次求导”型
2.主导函数为“一次函数”型
3.主导函数为“二次函数”型
4.已知函数单调性,求参数范围
题型三极值最值型
1.求函数的极值
2.求函数的最值
3.已知极值求参数
4.已知最值求参数
题型四零点型
1.零点(交点,根)的个数问题
2.零点存在性定理的应用
3.极值点偏移问题
题型五恒成立与存在性问题
1.单变量型恒成立问题
2.单变量型存在性问题
3.双变量型的恒成立与存在性问题
4.等式型恒成立与存在性问题
题型六与不等式有关的证明问题
1.单变量型不等式证明
2.含有e x与lnx的不等式证明技巧
3.多元函数不等式的证明
4.数列型不等式证明的构造方法。
高中数学函数与导数常考题型整理归纳题型一:利用导数研究函数的性质利用导数研究函数的单调性、极值、最值是高考的热点问题之一,每年必考,一般考查两类题型:(1)讨论函数的单调性、极值、最值,(2)利用单调性、极值、最值求参数的取值范围.【例1】已知函数f(x)=ln x+a(1-x).(1)讨论f(x)的单调性;(2)当f(x)有最大值,且最大值大于2a-2时,求实数a的取值范围.解(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-a.若a≤0,则f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.若a>0,则当x∈时,f′(x)>0;当x∈时,f′(x)<0,当当令g(1)=0.于是,当0<a<1时,g(a)<0;当a>1时,g(a)>0.因此,实数a的取值范围是(0,1).【类题通法】(1)研究函数的性质通常转化为对函数单调性的讨论,讨论单调性要先求函数定义域,再讨论导数在定义域内的符号来判断函数的单调性.(2)由函数的性质求参数的取值范围,通常根据函数的性质得到参数的不等式,再解出参数的范围.若不等式是初等的一次、二次、指数或对数不等式,则可以直接解不等式得参数的取值范围;若不等式是一个不能直接解出的超越型不等式时,如求解ln a+a-1<0,则需要构造函数来解.【变式训练】已知a∈R,函数f(x)=(-x2+ax)e x(x∈R,e为自然对数的底数).(1)当a=2时,求函数f(x)的单调递增区间;(2)若函数f(x)在(-1,1)上单调递增,求实数a的取值范围.解(1)当a=2时,f(x)=(-x2+2x)e x,所以f′(x)=(-2x+2)e x+(-x2+2x)e x=(-x2+2)e x.令f′(x)>0,即(-x2+2)e x>0,因为e x>0,所以-x2+2>0,解得-<x<.所以函数f(x)的单调递增区间是(-,).(2)因为函数f(x)在(-1,1)上单调递增,所以f′(x)≥0对x∈(-1,1)都成立,因为f′(x)=(-2x+a)e x+(-x2+ax)e x=-x2+(a-2)x+a]e x,所以-x2+(a-2)x+a]e x≥0对x∈(-1,1)都成立.,1)都成立,即=令类问题的考查通常有两类:(1)取值范围.【例2】设函数f(x)=ln x+,m∈R.(1)当m=e(e为自然对数的底数)时,求f(x)的极小值;(2)讨论函数g(x)=f′(x)-零点的个数.解(1)由题设,当m=e时,f(x)=ln x+,定义域为(0,+∞),则f′(x)=,由f′(x)=0,得x=e.∴当x∈(0,e),f′(x)<0,f(x)在(0,e)上单调递减,当x∈(e,+∞),f′(x)>0,f(x)在(e,+∞)上单调递增,∴当x=e时,f(x)取得极小值f(e)=lne+=2,∴f(x)的极小值为2.(2)由题设g(x)=f′(x)-=--(x>0),令g(x)=0,得m=-x3+x(x>0).设φ(x)=-x3+x(x>0),则φ′(x)=-x2+1=-(x-1)(x+1),当x∈(0,1)时,φ′(x)>0,φ(x)在(0,1)上单调递增;当x∈(1,+∞)时,φ′(x)<0,φ(x)在(1,+∞)上单调递减.∴x=1是φ(x)的唯一极值点,且是极大值点,因此x=1也是φ(x)的最大值点.∴φ(x)的最大值为φ(1)=.又φ(0)=0,结合y=φ(x)的图象(如图),可知①当m>时,函数g(x)无零点;②当m=时,函数g(x)有且只有一个零点;当当(2)利用数形结合来解决.【变式训练】函数f(x)=(ax2+x)e x,其中e(1)当a>0时,解不等式f(x)≤0;(2)当a=0时,求整数t的所有值,使方程f(x)=x+2在t,t+1]上有解. 解(1)因为e x>0,(ax2+x)e x≤0.∴ax2+x≤0.又因为a>0,所以不等式化为x≤0.所以不等式f(x)≤0的解集为.(2)当a=0时,方程即为x e x=x+2,由于e x>0,所以x=0不是方程的解,所以原方程等价于e x--1=0.令h(x)=e x--1,因为h′(x)=e x+>0对于x∈(-∞,0)∪(0,+∞)恒成立,所以h(x)在(-∞,0)和(0,+∞)内是单调递增函数,又h(1)=e-3<0,h(2)=e2-2>0,h(-3)=e-3-<0,h(-2)=e-2>0,所以方程f(x)=x+2有且只有两个实数根且分别在区间1,2]和-3,-2]上,所以整数t的所有值为{-3,1}.题型三:利用导数研究不等式问题导数在不等式中的应用是高考的热点,常以解答题的形式考查,以中高档题为主,突出转化思想、函数思想的考查,常见的命题角度:(1)证明简单的不等式;(2)由不等式恒成立求参数范围问题;(3)不等式恒成立、能成立问题.【例3】设函数f(x)=e2x-a ln x.(x>0).当当又故当a>0时,f′(x)存在唯一零点.(2)证明由(1),可设f′(x)在(0,+∞)当x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0.故f(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,所以当x=x0时,f(x)取得最小值,最小值为f(x0)由于2e2x0-=0,所以f(x0)=+2ax0+a ln≥2a+a ln.故当a>0时,f(x)≥2a+a ln.【类题通法】1.讨论零点个数的答题模板第一步:求函数的定义域;第二步:分类讨论函数的单调性、极值;第三步:根据零点存在性定理,结合函数图象确定各分类情况的零点个数.2.证明不等式的答题模板第一步:根据不等式合理构造函数;第二步:求函数的最值;第三步:根据最值证明不等式.【变式训练】已知函数f(x)=ax+ln x(a∈R).(1)若a=2,求曲线y=f(x)在x=1处的切线方程;(2)求f(x)的单调区间;(3)设g(x)=x2-2x+2,若对任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈0,1]使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围.解(1)由已知得f′(x)=2+(x>0),所以f′(1)=2+1=3,所以斜率k=3.又切点为(1,2),所以切线=0.,所以f(x)的单调增区间为(0,+∞).g(所以g(x)max=2,由(2)知,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)值域为R,故不符合题意.当a<0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减,故f(x)的极大值即为最大值,是f=-1+ln=-1-ln(-a),所以2>-1-ln(-a),解得a<-.。
函数综合题分类复习题型一:关于函数的单调区间(若单调区间有多个用“和”字连接或用“逗号”隔开),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0)('=x f 得到两个根;第二步:列表如下;第三步:由表可知;不等式恒成立问题的实质是函数的最值问题,常见处理方法有四种:第一种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-----题型特征(已知谁的范围就把谁作为主元);第二种:分离变量求最值(请同学们参考例5);第三种:关于二次函数的不等式恒成立;第四种:构造函数求最值----题型特征)()(x g x f >恒成立0)()()(>-=⇔x g x f x h 恒成立;参考例4;例1.已知函数321()23f x x bx x a =-++,2x =是)(x f 的一个极值点.(Ⅰ)求()f x 的单调递增区间;(Ⅱ)若当[1, 3]x ∈时,22()3f x a ->恒成立,求a 的取值范围.例2.已知函数b ax ax x x f +++=23)(的图象过点)2,0(P .(1)若函数)(x f 在1-=x 处的切线斜率为6,求函数)(x f y =的解析式;(2)若3>a ,求函数)(x f y =的单调区间。
例3.设22(),1x f x x =+()52(0)g x ax a a =+->。
(1)求()f x 在[0,1]x ∈上的值域;(2)若对于任意1[0,1]x ∈,总存在0[0,1]x ∈,使得01()()g x f x =成立,求a 的取值范围。
例4.已知函数32()f x x ax =+图象上一点(1,)P b 的切线斜率为3-, 326()(1)3(0)2t g x x x t x t -=+-++>(Ⅰ)求,a b 的值;(Ⅱ)当[1,4]x ∈-时,求()f x 的值域;(Ⅲ)当[1,4]x ∈时,不等式()()f x g x ≤恒成立,求实数t 的取值范围。
例5.已知定义在R 上的函数32()2f x ax ax b =-+)(0>a 在区间[]2,1-上的最大值是5,最小值是-11. (Ⅰ)求函数()f x 的解析式;(Ⅱ)若]1,1[-∈t 时,0(≤+'tx x f )恒成立,求实数x 的取值范围.例6.已知函数2233)(m nx mx x x f +++=,在1-=x 时有极值0,则=+n m例7.已知函数23)(ax x f =图象上斜率为3的两条切线间的距离为5102,函数33)()(22+-=abx x f x g . (1) 若函数)(x g 在1=x 处有极值,求)(x g 的解析式;(2) 若函数)(x g 在区间]1,1[-上为增函数,且)(42x g mb b ≥+-在区间]1,1[-上都成立,求实数m 的取值范围.答案: 1、解:(Ⅰ)'2()22f x x bx =-+. ∵2x =是)(x f 的一个极值点,∴2x =是方程2220x bx -+=的一个根,解得32b =.令'()0f x >,则2320x x -+>,解得1x <或2x >. ∴函数()y f x =的单调递增区间为(, 1)-∞,(2, +)∞.(Ⅱ)∵当(1,2)x ∈时'()0f x <,(2,3)x ∈时'()0f x >,∴()f x 在(1,2)上单调递减,()f x 在(2,3)上单调递增. ∴(2)f 是()f x 在区间[1,3]上的最小值,且 2(2)3f a =+. 若当[1, 3]x ∈时,要使22()3f x a ->恒成立,只需22(2)3f a >+, 即22233a a +>+,解得 01a <<. 2、解:(Ⅰ)a ax x x f ++='23)(2. 由题意知⎩⎨⎧=+-=-'==623)1(2)0(a a f b f ,得 ⎩⎨⎧=-=23b a .∴233)(23+--=x x x x f .(Ⅱ)023)(2=++='a ax x x f . ∵3>a ,∴01242>-=∆a a .由0)(>'x f 解得332a a a x ---<或332aa a x -+->,由0)(<'x f 解得333322aa a x a a a -+-<<---. (10)∴)(x f 的单调增区间为:)33,(2a a a ----∞和),33(2+∞-+-aa a ;)(x f 的单调减区间为:)33,33(22aa a a a a -+----.……12分 3、解:(1)法一:(导数法)22224(1)224()0(1)(1)x x x x xf x x x +-+'==≥++ 在[0,1]x ∈上恒成立. ∴()f x 在[0,1]上增,∴()f x 值域[0,1]。
法二:220,022(),(0,1]111x x f x x x x x=⎧⎪⎪==⎨∈+⎪+⎪⎩, 复合函数求值域.法三:2222(1)4(1)22()2(1)4111x x x f x x x x x +-++===++-+++用双勾函数求值域. (2)()f x 值域[0,1],()52(0)g x ax a a =+->在[0,1]x ∈上的值域[52,5]a a --.由条件,只须[0,1][52,5]a a ⊆--,∴52054512a a a -≤⎧⇒≤≤⎨-≥⎩.特别说明:要深刻理解本题的题意及子区间的解题思路,联想2008年全国一卷第21题,那是单调区间的子区间问题;4、解:(Ⅰ)/2()32f x x ax =+∴/(1)31f b a⎧=-⎨=+⎩, 解得32a b =-⎧⎨=-⎩(Ⅱ)由(Ⅰ)知,()f x 在[1,0]-上单调递增,在[0,2]上单调递减,在[2,4]上单调递减又min max (1)4,(0)0,{()}(2)4,{()}(4)16f f f x f f x f -=-===-== ∴()f x 的值域是[4,16]-(Ⅲ)令2()()()(1)3[1,4]2t h x f x g x x t x x =-=-++-∈∴要使()()f x g x ≤恒成立,只需()0h x ≤,即2(2)26t x x x -≥-(1)当[1,2)x ∈时226,2x t x x-≤- 解得1t ≤-; (2)当2x =时 t R ∈;(3)当(2,4]x ∈时2262x t x x-≥-解得8t ≥;综上所述所求t 的范围是(,1][8,)-∞-+∞特别说明:分类与整合,千万别忘了整合即最后要写“综上可知”,分类一定要序号化;5、解:(Ⅰ)32'2()2,()34(34)f x ax ax b f x ax ax ax x =-+∴=-=-令'()f x =0,得[]1240,2,13x x ==∉-因此)0(f 必为最大值,∴50=)(f 因此5=b , (2)165,(1)5,(1)(2)f a f a f f -=-+=-+∴>-,即11516)2(-=+-=-a f ,∴1=a ,∴.52(23+-=x x x f )(Ⅱ)∵x x x f 43)(2-=',∴0(≤+'tx x f )等价于0432≤+-tx x x , 令x x xt t g 43)(2-+=,则问题就是0)(g ≤t 在]1,1[-∈t 上恒成立时,求实数x 的取值范围,为此只需⎩⎨⎧≤≤-0)10)1((g g ,即⎩⎨⎧≤-≤-005322x x x x ,解得10≤≤x ,所以所求实数x 的取值范围是[0,1].6、11 ( 说明:通过此题旨在提醒同学们“导数等于零”的根不一定都是极值点,但极值点一定是“导数等于零”方程的根;)7、解:∵223)(x a x f ⋅=',∴由3322=⋅x a有a x ±=,即切点坐标为),(a a ,),(a a -- ∴切线方程为)(3a x a y -=-,或)(3a x a y +=+,整理得023=--a y x 或023=+-a y x∴5102)1(3|22|22=-+--a a ,解得1±=a ,∴3)(x x f =,∴33)(3+-=bx x x g 。
(1)∵b x x g 33)(2-=',)(x g 在1=x 处有极值,∴0)1(='g ,即03132=-⨯b ,解得1=b ,∴33)(3+-=x x x g(2)∵函数)(x g 在区间]1,1[-上为增函数,∴033)(2≥-='b x x g 在区间]1,1[-上恒成立,∴0≤b ,又∵)(42x g mb b ≥+-在区间]1,1[-上恒成立,∴)1(42g mb b ≥+-,即b mb b 3442-≥+-,∴3+≥b m 在]0,(-∞∈b 上恒成立,∴3≥m ∴m 的取值范围是[)+∞,3题型二:已知函数在某个区间上的单调性求参数的范围及函数与x 轴即方程根的个数问题; (1)已知函数在某个区间上的单调性求参数的范围的常用方法有三种: 第一种:转化为恒成立问题即0)(0)(''≤≥x f x f 或在给定区间上恒成立,然后转为不等式恒成立问题;用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(看是否在0的同侧),如果是同侧则不必分类讨论;若在0的两侧,则必须分类讨论,要注意两边同处以一个负数时不等号的方向要改变呀!有时分离变量解不出来,则必须用另外的方法; 第二种:利用子区间(即子集思想);首先求出函数的单调增或减区间,然后让所给区间是求的增或减区间的子集;参考08年高考题;第三种方法:利用二次方程根的分布,着重考虑端点函数值与0的关系和对称轴相对区间的位置;可参考第二次市统考试卷; 特别说明:做题时一定要看清楚“在(a,b )上是减函数”与“函数的单调减区间是(a,b )”,要弄清楚两句话的区别;请参考资料《高考教练》83页第3题和清明节假期作业上的第20题(金考卷第5套); (2)函数与x 轴即方程根的个数问题解题步骤 第一步:画出两个图像即“穿线图”(即解导数不等式)和“趋势图”即三次函数的大致趋势“是先增后减再增”还是“先减后增再减”;第二步:由趋势图结合交点个数或根的个数写不等式(组);主要看极大值和极小值与0的关系; 第三步:解不等式(组)即可;例8.已知函数232)1(31)(x k x x f +-=,kx x g -=31)(,且)(x f 在区间),2(+∞上为增函数. (1)求实数k 的取值范围;(2)若函数)(x f 与)(x g 的图象有三个不同的交点,求实数k 的取值范围.例9.已知函数.313)(23ax ax x f -+-=(I )讨论函数)(x f 的单调性。