高中数学导数题型分析及解题方法(教师版)
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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。
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。
高中数学导数知识总结+导数七大题型答题技巧知识总结一. 导数概念的引入1. 导数的物理意义:瞬时速率。
一般的,函数y=f(x)在x=处的瞬时变化率是2. 导数的几何意义:曲线的切线,当点趋近于P时,直线 PT 与曲线相切。
容易知道,割线的斜率是当点趋近于 P 时,函数y=f(x)在x=处的导数就是切线PT的斜率k,即3. 导函数:当x变化时,便是x的一个函数,我们称它为f (x)的导函数. y=f(x)的导函数有时也记作,即。
二. 导数的计算基本初等函数的导数公式:导数的运算法则:复合函数求导:y=f(u)和u=g(x),则称y可以表示成为x的函数,即y=f(g(x))为一个复合函数。
三、导数在研究函数中的应用1. 函数的单调性与导数:一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间(a,b)内(1) 如果>0,那么函数y=f(x)在这个区间单调递增;(2) 如果<0,那么函数y=f(x)在这个区间单调递减;2. 函数的极值与导数:极值反映的是函数在某一点附近的大小情况。
求函数y=f(x)的极值的方法有:(1)如果在附近的左侧>0 ,右侧<0,那么是极大值;(2)如果在附近的左侧<0 ,右侧>0,那么是极小值;3. 函数的最大(小)值与导数:求函数y=f(x)在[a,b]上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数y=f(x)在[a,b]内的极值;(2)将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的是最大值,最小的是最小值。
四. 推理与证明(1)合情推理与类比推理根据一类事物的部分对象具有某种性质,推出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理,叫做归纳推理,归纳是从特殊到一般的过程,它属于合情推理。
根据两类不同事物之间具有某些类似(或一致)性,推测其中一类事物具有与另外一类事物类似的性质的推理,叫做类比推理。
类比推理的一般步骤:(1) 找出两类事物的相似性或一致性;(2) 用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想);(3) 一般的,事物之间的各个性质并不是孤立存在的,而是相互制约的.如果两个事物在某些性质上相同或相似,那么他们在另一写性质上也可能相同或类似,类比的结论可能是真的;(4) 一般情况下,如果类比的相似性越多,相似的性质与推测的性质之间越相关,那么类比得出的命题越可靠。
高中导数题所有题型及解题方法在高中数学中,导数是一个非常重要的概念。
导数是描述曲线在某一点处的切线斜率的指标。
在高中数学中,学生需要掌握不同类型的导数题。
以下是高中导数题中的所有题型及解题方法:1.求函数的导数:这是最基本的导数问题。
对于一个函数,需要求出它的导数函数。
为此,需要使用导数的定义公式,即极限。
例如,对于函数f(x) = x^2 + 2x + 1,其导数是f’(x) = 2x + 2。
2.求函数的导数在某一点处的值:这个类型的问题需要计算函数在一定点处的导数值。
为此,需要使用导数的定义公式,并将x的值代入到函数中计算。
例如,对于函数f(x) = x^2 + 2x + 1,在x = 2处的导数值为f’(2) = 6。
3.求函数的极值:极值是函数在某一点处的最大值或最小值,即导数为0的点。
为了找到函数的极值,需要计算函数的导数,并找到导数为0的点。
例如,对于函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x + 1,其导数为f’(x) =3x^2 - 6x + 2。
为了找到函数的极值,需要找到导数为0的点。
计算可得,x = 1或x = 2是导数为0的点。
因此,函数的极值为f(1) = 1和f(2) = 3。
4.求函数的拐点:拐点是函数曲线从凸向上到凹向上或从凸向下到凹向下的点。
为了找到函数的拐点,需要计算函数的二阶导数,即导数的导数。
例如,对于函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x + 1,其一阶导数为f’(x) = 3x^2 - 6x + 2,二阶导数为f’’(x) = 6x - 6。
为了找到函数的拐点,需要找到二阶导数为0的点。
计算可得,x = 1是二阶导数为0的点。
因此,函数在x = 1处有一个拐点。
5.求函数与直线的交点:这个类型的问题需要找出函数和直线的交点。
为此,需要先将直线方程代入到函数中,然后解方程。
例如,对于函数f(x) = x^2 + 2x + 1和直线y = 3x - 1,将直线方程代入到函数中可得x^2 + 2x + 1 = 3x - 1。
导数教案导数是近代数学中微积分的核心概念之一,是一种思想方法,这种思想方法是人类智慧的骄傲.一、教材分析导数的概念是高中新教材人教A版选修1-1第三章3的内容,是在学生学习了平均变化率基础上,阐述了平均变化率和瞬时变化率的关系,从实例出发得到导数的概念,为以后更好地研究导数的几何意义和导数的应用奠定基础。
新教材在这个问题的处理上有很大变化,它与旧教材的区别是从平均变化率入手,用形象直观的“逼近”方法定义导数。
问题1气球平均膨胀率--→瞬时膨胀率问题2高台跳水的平均速度--→瞬时速度根据上述教材结构与内容分析,立足学生的认知水平,制定如下教学目标和重、难点二、教学目标1、知识与技能:通过大量的实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道瞬时变化率就是导数。
2、过程与方法:①通过动手计算培养学生观察、分析、比较和归纳能力②通过问题的探究体会逼近、类比、以已知探求未知、从非凡到一般的数学思想方法3、情感、态度与价值观:通过运动的观点体会导数的内涵,使学生把握导数的概念不再困难,从而激发学生学习数学的爱好.三、重点、难点重点:导数概念的形成,导数内涵的理解难点:在平均变化率的基础上去探求瞬时变化率,深刻理解导数的内涵通过逼近的方法,引导学生观察来突破难点四、教学设想(具体如下表)教学环节教学内容师生互动设计思路创设情境引入新课幻灯片这段时间里的平均速度,并思考下面的问题:(1)运动员在这段时间里是静止的吗?(2)你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗?首先回顾上节课留下的思考题:在学生相互讨论,交流结果的基础上,提出:大家得到运动员在这段时间内的平均速度为“0”,但我们知道运动员在这段时间内并没有“静止”。
为什么会产生这样的情况呢?引起学生的好奇,意识到平均速度只能粗略地描述物体在某段时间内的运动状态,为了能更精确地刻画物体运动,我们有必要研究某个时刻的速度即瞬时速度。
3.2导数的计算[教材研读]预习课本P81~85,思考以下问题1.幂函数f(x)=x2,f(x)=x 12的导数是什么?2.根据导数的运算法则,积f(x)g(x)的导数与f′(x),g′(x)有何关系?[要点梳理]1.基本初等函数的导数公式2.导数运算法则(1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x );(2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );当g (x )=c 时,[cf (x )]′=cf ′(x ).(3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0). [自我诊断]判断(正确的打“√”,错误的打“×”)1.y =1x ,y =x ,y =x 2等求导函数,都可以看成y =x α(α∈Q *),并用其导数公式求导.( )2.y =ln x 在x =2处的切线的斜率为12.( )3.f (x )=e x 在点(0,1)处的切线的方程为x -y +1=0.( )[答案] 1.√ 2.√ 3.√题型一 利用导数公式求函数的导数思考:如何充分利用基本初等函数的导数公式?提示:若函数解析式不能直接使用导数公式,则化成能应用导数公式的形式.求下列函数的导数:(1)y =10x ;(2)y =lg x ;(4)y =4x 3;(5)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x 2+cos x 22-1. [思路导引] 把解析式化简成能应用公式的形式.[解] (1)y ′=(10x )′=10x ln10.(2)y ′=(lg x )′=1x ln10.(5)∵y =⎝⎛⎭⎪⎫sin x 2+cos x 22-1 =sin 2x 2+2sin x 2cos x 2+cos 2x 2-1=sin x ,∴y ′=(sin x )′=cos x .(1)若给出的函数解析式符合基本初等函数的导数公式,则直接利用公式求导.(2)若给出的函数解析式不符合导数公式,则通过恒等变换对解析式进行化简或变形后求导,如根式要化成指数幂的形式求导.[跟踪训练]求下列函数的导数:(1)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ; (2)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫110x ; (3)y =lg5;(4)y =3lg 3x ;(5)y =2cos 2x 2-1.[解] (1)y ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ln 1e =-1e x =-e -x . (2)y ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫110x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫110x ln 110=-ln1010x =-10-x ln10. (3)∵y =lg5是常数函数,∴y ′=(lg5)′=0.(4)∵y =3lg 3x =lg x ,∴y ′=(lg x )′=1x ln10.(5)∵y =2cos 2x 2-1=cos x ,∴y ′=(cos x )′=-sin x .题型二 利用导数的运算法则求导数(链接教材P 84例2)求下列函数的导数:(1)y =x 3·e x ;(2)y =x -sin x 2cos x 2;(3)y =x 2+log 3x ;(4)y =e x +1e x -1.[思路导引] 尽量把解析式转化为能用和差的求导法则,减少求导法则的应用的烦索性.[解] (1)y ′=(x 3)′e x +x 3(e x )′=3x 2e x +x 3e x =x 2(3+x )e x .(2)∵y =x -12sin x ,∴y ′=x ′-12(sin x )′=1-12cos x .(3)y ′=(x 2+log 3x )′=(x 2)′+(log 3x )′=2x +1x ln3. (4)y ′=(e x +1)′(e x -1)-(e x +1)(e x -1)′(e x -1)2=e x (e x -1)-(e x +1)e x(e x -1)2=-2e x(e x -1)2.(1)分析求导式符合哪种求导法则,每一部分式子是由哪种基本初等函数组合成的,确定求导法则,基本公式.(2)如果求导式比较复杂,则需要对式子先变形再求导,常用的变形有乘积展开变为和式求导,商式变乘积式求导,三角函数恒等变换后求导等.(3)利用导数法则求导的原则是尽可能化为和、差,利用和、差的求导法则求导,尽量少用积、商的求导法则求导.[跟踪训练]求下列函数的导数:(1)y =cos x x ;(2)y =x sin x +x ;(3)y =1+x 1-x +1-x 1+x ; (4)y =lg x -1x 2.[解] (1)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x x ′=(cos x )′·x -cos x ·(x )′x 2=-x ·sin x -cos x x 2=-x sin x +cos x x 2. (2)y ′=(x sin x )′+(x )′=sin x +x cos x +12x .(3)∵y =(1+x )21-x +(1-x )21-x =2+2x 1-x =41-x-2, ∴y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫41-x -2′=-4(1-x )′(1-x )2=4(1-x )2.(4)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫lg x -1x 2′=(lg x )′-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2′=1x ln10+2x 3. 题型三 利用导数公式研究曲线的切线问题点P 是曲线y =e x 上任意一点,求点P 到直线y =x 的最小距离.[思路导引] 分析知,与曲线相切且与y =x 平行的直线与曲线的切点到直线y =x 的距离最小.[解]如图,当曲线y =e x 在点P (x 0,y 0)处的切线与直线y =x 平行时,点P 到直线y =x 的距离最近.则曲线y =e x 在点P (x 0,y 0)处的切线斜率为1,又y ′=(e x )′=e x ,∴e x 0=1,得x 0=0,代入y =e x ,得y 0=1,即P (0,1).利用点到直线的距离公式得最小距离为22.(1)本例中的问题涉及切点、切点处的导数、切线方程三个主要元素.其他的条件可以进行转化,从而转化为这三个要素间的关系.(2)准确利用求导法则求出导函数是解决此类问题的第一步,也是解题的关键,务必做到准确.(3)分清已知点是否在曲线上,若不在曲线上,则要设出切点,这是解题时的易错点.[跟踪训练]求过曲线y =cos x 上点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,12且与曲线在这点处的切线垂直的直线方程.[解] ∵y =cos x ,∴y ′=(cos x )′=-sin x ,1.本节课的重点是基本初等函数的导数公式及导数运算法则,难点是灵活运用导数公式和运算法则解决相关问题.2.本节课要重点掌握的规律方法 (1)利用导数公式求导数. (2)利用导数运算法则求导数. (3)利用导数运算研究曲线的切线问题.3.本节课的易错点是导数公式(a x )′=a x ln a 和(log a x )′=1x ln a 以及运算法则[f (x )·g (x )]′与⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′的区别.1.已知f (x )=1x ,则f ′(3)=( ) A .-13 B .-19 C.19D.13[解析] ∵f (x )=1x ,∴f ′(x )=-1x 2,∴f ′(3)=-132=-19,故选B.[答案] B2.函数y =3x 2的导数为( ) A .y ′=3x2B .y ′=32xC .y ′=23x3D .y ′=233x[解析][答案] D3.已知直线y =kx 是曲线y =e x 的切线,则实数k 的值为( ) A.1e B .-1e C .-e D .e[解析][答案] D4.已知f (x )=e x ln x ,则f ′(x )=( ) A.e x x B .e x+1xC.e x (x ln x +1)xD.1x +ln x[解析] f ′(x )=(e x)′·ln x +e x·(ln x )′=e x·ln x +e x·1x =e x (x ln x +1)x,所以选C.[答案] C5.已知使函数y =x 3+ax 2-43a 的导数为0的x 值也使y 值为0,则常数a 的值为( )A .0或±3B .0C .±3D .非以上答案[解析] y ′=3x 2+2ax ,令y ′=0,即3x 2+2ax =0,∴x =0或x =-2a 3.分别代入y =x 3+ax 2-43a ,得0=-43a ,即a =0;-8a 327+4a 39-43a =0,即a =±3,∴a =0或a =±3.[答案] A6.曲线y =ln x 在点M (e,1)处的切线的斜率是__________,切线的方程为__________________.[解析] y ′=1x ,则k =y ′|x =e =1e ,切线方程y -1=1e (x -e),即x -e y =0.[答案] 1e x -e y =0。
高中数学导数经典题型解题技巧(运用方法)高中数学导数及其应用是高中数学考试的必考内容,而且是这几年考试的热点跟增长点,无论是期中·期末还是会考·高考,都是高中数学的必考内容之一。
因此,针对这两各部分的内容和题型总结归纳了具体的解题技巧和方法,希望能够帮助到高中的同学们有更多·更好·更快的方法解决高中数学问题。
好了,下面就来讲解常用逻辑用语的经典解题技巧。
第一·认识导数概念和几何意义1.导数概念及其几何意义(1)了解导数概念的实际背景。
(2)理解导数的几何意义。
2.导数的运算(1)能根据导数定义求函数231(),,,,,y C C y x y x y x y y x======为常数的导数。
(2)能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数。
(3)能求简单的复合函数(仅限于形如()f ax b +的复合函数)的导数。
3.导数在研究函数中的应用(1)了解函数单调性和导数的关系,能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次)。
(2)了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数一般不超过三次);会求闭区间了函数的最大值、最小值(其中多项式函数一般不超过三次)。
4.生活中的优化问题会利用导数解决某些实际问题5.定积分与微积分基本定理(1)了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思想,了解定积分的概念。
(2)了解微积分基本定理的含义。
总结:先搞清楚导数概念以及几何意义,才能更好地运用其解题技巧!第二·导数运用和解题方法一、利用导数研究曲线的切线考情聚焦:1.利用导数研究曲线()的切线是导数的重要应y f x用,为近几年各省市高考命题的热点。
2.常与函数的图象、性质及解析几何知识交汇命题,多以选择、填空题或以解答题中关键一步的形式出现,属容易题。
解题技巧:1.导数的几何意义函数()y f x =在0x 处的导数()f x '的几何意义是:曲线()y f x =在点00(,())P x f x 处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数()s t 对时间t 的导数)。
高考数学题型归纳之导数题型解题方法高考数学题型归纳之导数题型解题方法导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具。
在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面:1.导数的常规问题:(1)刻画函数(比初等方法精确细微);(2)同几何中切线联系(导数方法可用于研究平面曲线的切线);(3)应用问题(初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便)等关于次多项式的导数问题属于较难类型。
2.关于函数特征,最值问题较多,所以有必要专项讨论,导数法求最值要比初等方法快捷简便。
3.导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合能力的一个方向,应引起注意。
知识整合1.导数概念的理解。
2.利用导数判别可导函数的极值的方法及求一些实际问题的最大值与最小值。
这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。
要求学生抽空抄录并且阅读成诵。
其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。
如此下去,除假期外,一年便可以积累40多则材料。
如果学生的脑海里有了众多的鲜活生动的材料,写起文章来还用乱翻参考书吗?复合函数的求导法则是微积分中的重点与难点内容。
课本中先通过实例,引出复合函数的求导法则,接下来对法则进行了证明。
要练说,先练胆。
说话胆小是幼儿语言发展的障碍。
不少幼儿当众说话时显得胆怯:有的结巴重复,面红耳赤;有的声音极低,自讲自听;有的低头不语,扯衣服,扭身子。
总之,说话时外部表现不自然。
我抓住练胆这个关键,面向全体,偏向差生。
一是和幼儿建立和谐的语言交流关系。
每当和幼儿讲话时,我总是笑脸相迎,声音亲切,动作亲昵,消除幼儿畏惧心理,让他能主动的、无拘无束地和我交谈。
二是注重培养幼儿敢于当众说话的习惯。
或在课堂教学中,改变过去老师讲学生听的传统的教学模式,取消了先举手后发言的约束,多采取自由讨论和谈话的形式,给每个幼儿较多的当众说话的机会,培养幼儿爱说话敢说话的兴趣,对一些说话有困难的幼儿,我总是认真地耐心地听,热情地帮助和鼓励他把话说完、说好,增强其说话的勇气和把话说好的信心。
导数题型解题方法总结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 f ' (x) = 0 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 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, g(x) < 0 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,x 4 mx 3 3x 212 6 2(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 m 共 2 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 一 a 的最大.解:由函数 f(x) =x 412 一 mx 36一 3x 22 得 f,(x) = x 33 一 mx 22一 3x :g(x) = x 2 一 mx 一 3(1) y = f(x) 在区间[0,3] 上为“凸函数”,则 :g(x) = x 2 一 mx 一 3 < 0 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g (x)< 0值 f(x) = 一 一max(g(0) < 0 (_3 < 0〈lg(3) < 0 亭〈l 9 _ 3m _ 3 <0 亭 m > 2解法二: 分离变量法:∵ 当 x = 0 时, :g(x) = x 2 _ mx _ 3 = _3 < 0 恒成立, 当 0 < x 三 3 时, g(x) = x 2 _ mx _ 3 < 0 恒成立等价于 m > x 2 _ 3 = x _ 3的最大值( 0 < x 三 3 )恒成立,x x而 h(x) = x _x( 0 < x 三 3 )是增函数,则 h max (x) = h(3) = 2:m > 2(2)∵当m 三 2 时 f(x) 在区间( a, b ) 上都为“凸函数”则等价于当 m 三 2 时 g(x) = x 2 _ mx _ 3 < 0 恒成立 变更主元法再等价于 F(m) = mx _ x 2 + 3 > 0 在 m 三 2 恒成立 (视为关于 m 的一次函数最值问题)亭〈 亭〈亭 _ 1< x < 1:b _ a = 2-2 2例 2:设函数 f(x) = _ 1x 3 + 2ax 2 _ 3a 2 x + b(0 < a < 1, b =R)3(Ⅰ)求函数 f (x)的单调区间和极值;(Ⅱ)若对任意的 x = [a + 1, a + 2], 不等式f,(x)三 a 恒成立,求 a 的取值范围. 解: (Ⅰ) f,(x) = _x 2 + 4ax _ 3a 2 = _ (x _ 3a )(x _ a )0 < a < 13aaf,(x)3a3a令 f ,(x) > 0, 得 f(x) 的单调递增区间为(a,3a)令 f ,(x) < 0, 得 f(x) 的单调递减区间为(- w , a)和(3a , + w )∴当x=a 时, f(x) 极小值= _ 4a 3+ b; 当 x=3a 时, f(x) 极大值=b.(Ⅱ)由| f ,(x) |≤a,得:对任意的 x = [a + 1, a + 2], _a 共 x 2 _ 4ax + 3a 2 共 a 恒成立①则 等 价 于 g(x) 这 个 二 次 函 数〈(g max (x) 共 ag(x) = x 2 _ 4ax +3a 2 的 对 称 轴 x = 2a0 < a < 1, a +1 > a + a = 2a (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。
导数题型分析及解题方法一、考试内容导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数;两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。
二、热点题型分析题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1.32()32f x x x =-+在区间[]1,1-上的最大值是 2 2.已知函数2)()(2=-==x c x x x f y 在处有极大值,则常数c = 6 ;3.函数331x x y -+=有极小值 -1 ,极大值 3 题型二:利用导数几何意义求切线方程1.曲线34y x x =-在点()1,3--处的切线方程是 2y x =- 2.若曲线x x x f -=4)(在P 点处的切线平行于直线03=-y x ,则P 点的坐标为 (1,0)3.若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为 430x y --=4.求下列直线的方程:(1)曲线123++=x x y 在P(-1,1)处的切线; (2)曲线2x y =过点P(3,5)的切线;解:(1)123|y k 23 1)1,1(1x /2/23===∴+=∴++=-=-上,在曲线点-x x y x x y P所以切线方程为0211=+-+=-y x x y 即, (2)显然点P (3,5)不在曲线上,所以可设切点为),(00y x A ,则200x y =①又函数的导数为x y 2/=,所以过),(00y x A 点的切线的斜率为/2|0x y k x x ===,又切线过),(00y x A 、P(3,5)点,所以有352000--=x y x ②,由①②联立方程组得,⎩⎨⎧⎩⎨⎧====255 110000y x y x 或,即切点为(1,1)时,切线斜率为;2201==x k ;当切点为(5,25)时,切线斜率为10202==x k ;所以所求的切线有两条,方程分别为2510 12 )5(1025)1(21-=-=-=--=-x y x y x y x y 或即,或题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值1.已知函数))1(,1()(,)(23f P x f y c bx ax x x f 上的点过曲线=+++=的切线方程为y=3x+1 (Ⅰ)若函数2)(-=x x f 在处有极值,求)(x f 的表达式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数)(x f y =在[-3,1]上的最大值; (Ⅲ)若函数)(x f y =在区间[-2,1]上单调递增,求实数b 的取值范围解:(1)由.23)(,)(223b ax x x f c bx ax x x f ++='+++=求导数得 过))1(,1()(f P x f y 上点=的切线方程为:).1)(23()1(),1)(1()1(-++=+++--'=-x b a c b a y x f f y 即而过.13)]1(,1[)(+==x y f P x f y 的切线方程为上故⎩⎨⎧-=-=+⎩⎨⎧-=-=++3023323c a b a c a b a 即 ∵124,0)2(,2)(-=+-∴=-'-==b a f x x f y 故时有极值在 ③ 由①②③得 a=2,b=-4,c=5 ∴.542)(23+-+=x x x x f (2)).2)(23(443)(2+-=-+='x x x x x f 当;0)(,322;0)(,23<'<≤->'-<≤-x f x x f x 时当时13)2()(.0)(,132=-=∴>'≤<f x f x f x 极大时当 又)(,4)1(x f f ∴=在[-3,1]上最大值是13。
(3)y=f(x)在[-2,1]上单调递增,又,23)(2b ax x x f ++='由①知2a+b=0。
依题意)(x f '在[-2,1]上恒有)(x f '≥0,即.032≥+-b bx x ① ②①当6,03)1()(,16min ≥∴>+-='='≥=b b b f x f bx 时; ②当φ∈∴≥++=-'='-≤=b b b f x f bx ,0212)2()(,26min 时; ③当.60,01212)(,1622min ≤≤≥-='≤≤-b b b x f b 则时综上所述,参数b 的取值范围是),0[+∞2.已知三次函数32()f x x ax bx c =+++在1x =和1x =-时取极值,且(2)4f -=-. (1) 求函数()y f x =的表达式;(2) 求函数()y f x =的单调区间和极值;(3) 若函数()()4(0)g x f x m m m =-+>在区间[3,]m n -上的值域为[4,16]-,试求m 、n 应满足的条件.解:(1) 2()32f x x ax b '=++,由题意得,1,1-是2320x ax b ++=的两个根,解得,0,3a b ==-. 再由(2)4f -=-可得2c =-.∴3()32f x x x =--.(2) 2()333(1)(1)f x x x x '=-=+-,当1x <-时,()0f x '>;当1x =-时,()0f x '=;当11x -<<时,()0f x '<;当1x =时,()0f x '=;当1x >时,()0f x '>.∴函数()f x 在区间(,1]-∞-上是增函数; 在区间[1,]-1上是减函数;在区间[1,)+∞上是增函数. 函数()f x 的极大值是(1)0f -=,极小值是(1)4f =-.(3) 函数()g x 的图象是由()f x 的图象向右平移m 个单位,向上平移4m 个单位得到的, 所以,函数()f x 在区间[3,]n m --上的值域为[44,164]m m ---(0m >). 而(3)20f -=-,∴4420m --=-,即4m =.于是,函数()f x 在区间[3,4]n --上的值域为[20,0]-.令()0f x =得1x =-或2x =.由()f x 的单调性知,142n --剟,即36n 剟.综上所述,m 、n 应满足的条件是:4m =,且36n 剟.3.设函数()()()f x x x a x b =--.(1)若()f x 的图象与直线580x y --=相切,切点横坐标为2,且()f x 在1x =处取极值,求实数,a b 的值;(2)当b=1时,试证明:不论a 取何实数,函数()f x 总有两个不同的极值点.解:(1)2()32().f x x a b x ab '=-++ 由题意(2)5,(1)0f f ''==,代入上式,解之得:a=1,b=1.(2)当b=1时,()0f x '=令得方程232(1)0.x a x a -++= 因,0)1(42>+-=∆a a 故方程有两个不同实根21,x x . 不妨设21x x <,由))((3)(21'x x x x x f --=可判断)('x f 的符号如下: 当时,1x x <)('x f >0;当时,21x x x <<)('x f <0;当时,2x x >)('x f >0 因此1x 是极大值点,2x 是极小值点.,当b=1时,不论a 取何实数,函数()f x 总有两个不同的极值点。
题型四:利用导数研究函数的图象1.如右图:是f(x)的导函数,)(/xf的图象如右图所示,则f(x)的图象只可能是( D )(A)(B)(C)(D)2.函数的图像为14313+-=xxy( A )3.方程内根的个数为在)2,0(76223=+-xx ( B )A、0B、1C、2D、3题型五:利用单调性、极值、最值情况,求参数取值范围1.设函数.10,3231)(223<<+-+-=abxaaxxxf(1)求函数)(xf的单调区间、极值.(2)若当]2,1[++∈aax时,恒有axf≤'|)(|,试确定a的取值范围.解:(1)22()43f x x ax a'=-+-=(3)()x a x a---,令()0f x'=得12,3x a x a==列表如下:x (-∞,a) a (a,3a)3a (3a,+∞)()f x'- 0 + 0 -()f x极小极大∴()f x在(a,3a)上单调递增,在(-∞,a)和(3a,+∞)上单调递减x a=时,34()3f x b a=-极小,3x a=时,()f x b=极小(2)22()43f x x ax a'=-+-∵01a<<,∴对称轴21x a a=<+,∴()f x'在[a+1,a+2]上单调递减∴22(1)4(1)321Maxf a a a a a'=-+++-=-,22min(2)4(2)344f a a a a a'=-+++-=-依题|()|f x a'≤⇔||Maxf a'≤,min||f a'≤即|21|,|44|a a a a-≤-≤解得415a≤≤,又01a<<∴a的取值范围是4[,1)52.已知函数f (x )=x3+ax2+bx +c 在x =-23与x =1时都取得极值(1)求a 、b 的值与函数f (x )的单调区间(2)若对x ∈〔-1,2〕,不等式f (x )<c2恒成立,求c 的取值范围。
解:(1)f (x )=x3+ax2+bx +c ,f '(x )=3x2+2ax +b由f '(23-)=124a b 093-+=,f '(1)=3+2a +b =0得a =12-,b =-2f '(x所以函数f (x )的递增区间是(-∞,-3)与(1,+∞),递减区间是(-3,1)(2)f (x )=x3-12x2-2x +c ,x ∈〔-1,2〕,当x =-23时,f (x )=2227+c为极大值,而f (2)=2+c ,则f (2)=2+c 为最大值。
要使f (x )<c2(x ∈〔-1,2〕)恒成立,只需c2>f (2)=2+c ,解得c <-1或c >2 题型六:利用导数研究方程的根1.已知平面向量a =(3,-1). b =(21,23).(1)若存在不同时为零的实数k 和t ,使x =a +(t2-3)b ,y =-k a +t b ,x ⊥y , 试求函数关系式k=f(t) ;(2) 据(1)的结论,讨论关于t 的方程f(t)-k=0的解的情况. 解:(1)∵x ⊥y ,∴x y ⋅=0 即[a +(t2-3) b ]·(-k a +t b )=0. 整理后得-k 2a +[t-k(t2-3)] ab ⋅+ (t2-3)·2b =0∵a b ⋅=0,2a =4,2b=1,∴上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k=41t(t2-3)(2)讨论方程41t(t2-3)-k=0的解的情况,可以看作曲线f(t)= 41t(t2-3)与直线y=k 的交点个数.于是f ′(t)= 43(t2-1)= 43(t+1)(t-1).令当t=-1时,f(t)有极大值,f(t)极大值=2.当t=1时,f(t)有极小值,f(t)极小值=-21函数f(t)=41t(t2-3)的图象如图13-2-1所示,可观察出:(1)当k >21或k <-21时,方程f(t)-k=0有且只有一解;(2)当k=21或k=-21时,方程f(t)-k=0有两解;(3) 当-21<k <21时,方程f(t)-k=0有三解.题型七:导数与不等式的综合1.设ax x x f a -=>3)(,0函数在),1[+∞上是单调函数. (1)求实数a 的取值范围;(2)设x ≥1,)(x f ≥1,且00))((x x f f =,求证:00)(x x f =.解:(1) ,3)(2a x x f y -='='若)(x f 在[)+∞,1上是单调递减函数,则须,3,02x a y ><'即这样的实数a 不存在.故)(x f 在[)+∞,1上不可能是单调递减函数.若)(x f 在[)+∞,1上是单调递增函数,则a ≤23x ,由于[)33,,12≥+∞∈x x 故.从而0<a ≤3. (2)方法1、可知)(x f 在[)+∞,1上只能为单调增函数. 若1≤)(00x f x <,则,))(()(000矛盾x x f f x f =< 若1≤)(),())((,)(000000x f x x f x f f x x f <<<即则矛盾,故只有0)(x x f =成立.方法2:设0)(,)(x u f u x f ==则,,,03030x au u u ax x =-=-∴两式相减得00330)()(x u u x a u x -=---020200,0)1)((x a u u x x u x =-+++-∴≥1,u ≥1,30,32020≤<≥++∴a u u x x 又,012020>-+++∴a u u x x2.已知a 为实数,函数23()()()2f x x x a =++(1)若函数()f x 的图象上有与x 轴平行的切线,求a 的取值范围 (2)若'(1)0f -=,(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间(Ⅱ)证明对任意的12(1,0)x x ∈-、,不等式125|()()|16f x f x -<恒成立解:3233()22f x x ax x a =+++,23'()322f x x ax ∴=++函数()f x 的图象有与x 轴平行的切线,'()0f x ∴=有实数解2344302a ∴∆=-⨯⨯≥,292a ≥,所以a的取值范围是3[22-∞+∞(,)'(1)0f -=,33202a ∴-+=,94a =,2931'()33()(1)222f x x x x x ∴=++=++由'()0,1f x x ><-或12x >-;由1'()0,12f x x <-<<-()f x ∴的单调递增区间是1(,1),(,)2-∞--+∞;单调减区间为1(1,)2-- 易知()f x 的最大值为25(1)8f -=,()f x 的极小值为149()216f -=,又27(0)8f =()f x ∴在[10]-,上的最大值278M =,最小值4916m =∴对任意12,(1,0)x x ∈-,恒有1227495|()()|81616f x f x M m -<-=-=题型八:导数在实际中的应用1.请您设计一个帐篷。