高中数学导数专题复习
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数学导数知识点高中总结一、导数的定义及几何意义1. 导数的定义导数的定义是陈述了函数在某一点处的变化率,即函数在该点的切线的斜率。
对于函数f(x),它在 x 点处的导数定义为:f'(x) = lim(h→0) [f(x+h) - f(x)] / h2. 几何意义导数的几何意义即为函数在某一点处的切线斜率。
导数可以用来描述函数在某一点的瞬时变化率,即函数曲线在该点的切线的斜率。
二、导数的求法1. 导数的基本求导公式常见的导数的求法包括多项式函数、指数函数、对数函数、三角函数等的基本求导公式。
例如:- (常数函数)' = 0- (x^n)' = nx^(n-1)- (e^x)' = e^x- (lnx)' = 1/x- (sinx)' = cosx- (cosx)' = -sinx- (tanx)' = sec^2x2. 导数的高阶导数高阶导数即为对函数进行多次求导得到的结果,表示函数的多次变化率。
例如二阶导数表示函数的二阶变化率,表示函数斜率的变化率。
3. 隐函数求导隐函数求导即为对含有变量的方程进行求导,通过对方程两边求导,可以求得所求的变量的导数。
4. 参数方程求导参数方程求导即为对由参数方程表示的函数进行求导,通过对参数方程中的各个方程分别求导,可以得到参数方程对应的函数的导数。
三、导数的应用1. 函数的极值导数可以用来判断函数的极值,即通过求导得到函数的导数,再令导数等于零求得函数的极值点。
2. 函数的凹凸性与拐点通过对函数的二阶导数求解,可以判断函数的凹凸性和拐点,即确定函数的临界点和拐点的位置。
3. 切线与法线通过函数的导数可以求得函数在某一点处的切线斜率,再通过函数的导数的倒数求得法线的斜率。
4. 最优化问题导数可以用来解决最优化问题,即通过求导得到函数的导数,再通过求导等于零的条件求得函数的最大值或最小值。
四、常见的导数公式1. 常数函数的导数常数函数 f(x) = C 的导数为 f'(x) = 0。
§14. 导 数 知识要点1. 导数(导函数的简称)的定义:设0x 是函数)(x f y =定义域的一点,如果自变量x 在0x 处有增量x ∆,则函数值y 也引起相应的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆;比值xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00称为函数)(x f y =在点0x 到x x ∆+0之间的平均变化率;如果极限x x f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000存在,则称函数)(x f y =在点0x 处可导,并把这个极限叫做)(x f y =在0x 处的导数,记作)(0'x f 或0|'x x y =,即)(0'x f =xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim 0000. 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)(x f y =定义域为A ,)('x f y =的定义域为B ,则A 与B 关系为B A ⊇. 2. 函数)(x f y =在点0x 处连续与点0x 处可导的关系:⑴函数)(x f y =在点0x 处连续是)(x f y =在点0x 处可导的必要不充分条件. 可以证明,如果)(x f y =在点0x 处可导,那么)(x f y =点0x 处连续. 事实上,令x x x ∆+=0,则0x x →相当于0→∆x .于是)]()()([lim )(lim )(lim 000000x f x f x x f x x f x f x x x x +-+=∆+=→∆→∆→).()(0)()(lim lim )()(lim )]()()([lim 000'0000000000x f x f x f x f xx f x x f x f x x x f x x f x x x x =+⋅=+⋅∆-∆+=+∆⋅∆-∆+=→∆→∆→∆→∆⑵如果)(x f y =点0x 处连续,那么)(x f y =在点0x 处可导,是不成立的. 例:||)(x x f =在点00=x 处连续,但在点00=x 处不可导,因为xx x y ∆∆=∆∆||,当x ∆>0时,1=∆∆x y ;当x ∆<0时,1-=∆∆xy ,故x yx ∆∆→∆0lim不存在. 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)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义就是曲线)(x f y =在点))(,(0x f x 处的切线的斜率,也就是说,曲线)(x f y =在点P ))(,(0x f x 处的切线的斜率是)(0'x f ,切线方程为).)((0'0x x x f y y -=-4. 求导数的四则运算法则:''')(v u v u ±=±)(...)()()(...)()(''2'1'21x f x f x f y x f x f x f y n n +++=⇒+++=⇒''''''')()(cv cv v c cv u v vu uv =+=⇒+=(c 为常数))0(2'''≠-=⎪⎭⎫⎝⎛v v u v vu v u 注:①v u ,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x x x f 2sin 2)(+=,xx x g 2cos )(-=,则)(),(x g x f 在0=x 处均不可导,但它们和=+)()(x g x fx x cos sin +在0=x 处均可导.5. 复合函数的求导法则:)()())(('''x u f x f x ϕϕ=或x u x u y y '''⋅= 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)(x f y =在某个区间内可导,如果)('x f >0,则)(x f y =为增函数;如果)('x f <0,则)(x f y =为减函数. ⑵常数的判定方法;如果函数)(x f y =在区间I 内恒有)('x f =0,则)(x f y =为常数.注:①0)(φx f 是f (x )递增的充分条件,但不是必要条件,如32x y =在),(+∞-∞上并不是都有0)(φx f ,有一个点例外即x =0时f (x ) = 0,同样0)(πx f 是f (x )递减的充分非必要条件.②一般地,如果f (x )在某区间内有限个点处为零,在其余各点均为正(或负),那么f (x )在该区间上仍旧是单调增加(或单调减少)的. 7. 极值的判别方法:(极值是在0x 附近所有的点,都有)(x f <)(0x f ,则)(0x f 是函数)(x f 的极大值,极小值同理)当函数)(x f 在点0x 处连续时,①如果在0x 附近的左侧)('x f >0,右侧)('x f <0,那么)(0x f 是极大值; ②如果在0x 附近的左侧)('x f <0,右侧)('x f >0,那么)(0x f 是极小值.也就是说0x 是极值点的充分条件是0x 点两侧导数异号,而不是)('x f =0①. 此外,函数不可导的点也可能是函数的极值点②. 当然,极值是一个局部概念,极值点的大小关系是不确定的,即有可能极大值比极小值小(函数在某一点附近的点不同).注①: 若点0x 是可导函数)(x f 的极值点,则)('x f =0. 但反过来不一定成立. 对于可导函数,其一点0x 是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零. 例如:函数3)(x x f y ==,0=x 使)('x f =0,但0=x 不是极值点.②例如:函数||)(x x f y ==,在点0=x 处不可导,但点0=x 是函数的极小值点.8. 极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较.注:函数的极值点一定有意义. 9. 几种常见的函数导数:I.0'=C (C 为常数) x x cos )(sin '= 2'11)(arcsin xx -=1')(-=n n nx x (R n ∈) x x sin )(cos '-= 2'11)(arccos xx --=II. x x 1)(ln '=e x x a a log 1)(log '= 11)(arctan 2'+=x x x x e e =')( a a a x x ln )('= 11)cot (2'+-=x x arcIII. 求导的常见方法: ①常用结论:xx 1|)|(ln '=. ②形如))...()((21n a x a x a x y ---=或))...()(())...()((2121n n b x b x b x a x a x a x y ------=两边同取自然对数,可转化求代数和形式.③无理函数或形如x x y =这类函数,如x x y =取自然对数之后可变形为x x y ln ln =,对两边求导可得x x x x x y y x y y xx x y y +=⇒+=⇒⋅+=ln ln 1ln '''.导数知识点总结复习经典例题剖析 考点一:求导公式。
导数知识点总结大全高中一、导数的基本概念1. 函数的变化率函数在定义域内的某一点上的变化率就是导数。
函数在某一点的导数描述了函数在这一点附近的变化趋势,是函数曲线的切线斜率。
当函数在某一点的导数为正时,表示函数在这一点附近是增加的;当函数在某一点的导数为负时,表示函数在这一点附近是减小的;当函数在某一点的导数为零时,表示函数在这一点附近有极值。
2. 导数的几何意义函数在某一点的导数是该函数曲线在这一点的切线斜率,即切线的倾斜程度。
当导数为正时,表示切线斜率为正,曲线是逐渐上升的;当导数为负时,表示切线斜率为负,曲线是逐渐下降的;当导数为零时,表示切线水平,曲线在该点可能有极值。
3. 导函数如果函数f(x)在x处可导,则在这一点导函数f'(x)给出了函数在这一点的变化率。
导函数是原函数f(x)关于自变量x的导数函数,通常使用f'(x)来表示。
4. 导数的符号函数f(x)在某一点的导数为正时,表示函数在这一点附近是增加的;函数f(x)在某一点的导数为负时,表示函数在这一点附近是减小的;函数f(x)在某一点的导数为零时,表示函数在这一点附近有极值。
二、导数的定义1. 函数可导如果函数f(x)在某一点x处的导数存在,那么称函数f(x)在这一点可导。
函数在某一点可导的条件是函数在这一点存在切线。
2. 函数导数的极限定义函数f(x)在x处的导数被定义为:f'(x) = lim(h→0) (f(x+h) - f(x))/h其中,lim表示极限,h→0表示当h趋近于0时的极限,f(x+h) - f(x)表示函数在x+h处和x处的高度差,h为x的增量。
3. 导数的等价形式导数的等价形式有有限增量与自变量增量之比求极限、差商公式等形式。
三、导数的性质1. 可导函数的和、差的导数如果函数f(x)和g(x)在x处可导,则它们的和f(x)+g(x)和差f(x)-g(x)在x处也可导,且导数为f'(x)+g'(x)和f'(x)-g'(x)。
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。
高三文科数学导数专题复习1.已知函数)(,3,sin )(x f x x b ax x f 时当π=+=取得极小值33-π。
(Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)设直线)(:),(:x F y S x g y l ==曲线. 若直线l 与曲线S 同时满足下列两个条件: (1)直线l 与曲线S 相切且至少有两个切点;(2)对任意x ∈R 都有)()(x F x g ≥. 则称直线l 为曲线S 的“上夹线”. 试证明:直线2:+=x y l 是曲线x b ax y S sin :+=的“上夹线”.2。
设函数3221()231,0 1.3f x x ax a x a =-+-+<<(1)求函数)(x f 的极大值;(2)若[]1,1x a a ∈-+时,恒有()a f x a '-≤≤成立(其中()f x '是函数()f x 的导函数),试确定实数a 的取值范围.3.如图所示,A 、B 为函数)11(32≤≤-=x x y 图象上两点,且AB//x 轴,点M (1,m)(m 〉3)是△ABC 边AC 的中点. (1)设点B 的横坐标为t ,△ABC 的面积为S ,求S 关于t 的函数关系式)(t f S =;(2)求函数)(t f S =的最大值,并求出相应的点C 的坐标。
4。
已知函数x a x x f ln )(2-=在]2,1(是增函数,x a x x g -=)(在(0,1)为减函数。
(I )求)(x f 、)(x g 的表达式;(II )求证:当0>x 时,方程2)()(+=x g x f 有唯一解; (III )当1->b 时,若212)(xbx x f -≥在x ∈]1,0(内恒成立,求b 的取值范围5。
已知函数32()f x x ax bx c =+++在2x =处有极值,曲线()y f x =在1x =处的切线平行于直线32y x =--,试求函数()f x 的极大值与极小值的差.6.函数xax x f -=2)(的定义域为]1,0((a 为实数).(1)当1-=a 时,求函数)(x f y =的值域;(2)若函数)(x f y =在定义域上是减函数,求a 的取值范围;(3)求函数)(x f y =在∈x ]1,0(上的最大值及最小值,并求出函数取最值时x 的值。
专题14 导数的概念与运算【考点预测】知识点一:导数的概念和几何性质1.概念 函数()f x 在0x x =处瞬时变化率是0000()()limlimx x f x x f x yx x∆→∆→+∆-∆=∆∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或0x x y ='.知识点诠释:① 增量x ∆可以是正数,也可以是负,但是不可以等于0.0x ∆→的意义:x ∆与0之间距离要多近有 多近,即|0|x ∆-可以小于给定的任意小的正数;② 当0x ∆→时,y ∆在变化中都趋于0,但它们的比值却趋于一个确定的常数,即存在一个常数与00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆无限接近; ③ 导数的本质就是函数的平均变化率在某点处的极限,即瞬时变化率.如瞬时速度即是位移在这一时 刻的瞬间变化率,即00000()()()limlimx x f x x f x yf x x x∆→∆→+∆-∆'==∆∆. 2.几何意义 函数()y f x =在0x x =处的导数0()f x '的几何意义即为函数()y f x =在点00()P x y ,处的切线的斜率.3.物理意义 函数)(t s s =在点0t 处的导数)(0t s '是物体在0t 时刻的瞬时速度v ,即)(0t s v '=;)(t v v =在点0t 的导数)(0t v '是物体在0t 时刻的瞬时加速度a ,即)(0t v a '=.知识点二:导数的运算 1.求导的基本公式x(1)函数和差求导法则:[()()]()()f x g x f x g x '''±=±; (2)函数积的求导法则:[()()]()()()()f x g x f x g x f x g x '''=+; (3)函数商的求导法则:()0g x ≠,则2()()()()()[]()()f x f xg x f x g x g x g x ''-=. 3.复合函数求导数复合函数[()]y f g x =的导数和函数()y f u =,()u g x =的导数间关系为 x u x y y u '''=: 【方法技巧与总结】 1.在点的切线方程切线方程000()()()y f x f x x x '-=-的计算:函数()y f x =在点00(())A x f x ,处的切线方程为000()()()y f x f x x x '-=-,抓住关键000()()y f x k f x =⎧⎨'=⎩.2.过点的切线方程设切点为00()P x y ,,则斜率0()k f x '=,过切点的切线方程为:000()()y y f x x x '-=-,又因为切线方程过点()A m n ,,所以000()()n y f x m x '-=-然后解出0x 的值.(0x 有几个值,就有几条切线)注意:在做此类题目时要分清题目提供的点在曲线上还是在曲线外.【题型归纳目录】 题型一:导数的定义 题型二:求函数的导数 题型三:导数的几何意义 1.在点P 处切线 2.过点P 的切线 3.公切线4.已知切线求参数问题5.切线的条数问题6.切线平行、垂直、重合问题7.最值问题 【典例例题】题型一:导数的定义例1.(2022·全国·高三专题练习(文))函数()y f x =的图像如图所示,下列不等关系正确的是( )A .0(2)(3)(3)(2)f f f f ''<<<-B .0(2)(3)(2)(3)f f f f ''<<-<C .0(3)(3)(2)(2)f f f f ''<<-<D .0(3)(2)(2)(3)f f f f ''<-<<例2.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(理))设函数()f x 满足000(2)()lim 2x f x x f x x∆→-∆-=∆,则()0f x '=( )A .1-B .1C .2-D .2例3.(2022·新疆昌吉·二模(理))若存在()()00000,,limx f x x y x y f x ∆→+-∆∆,则称()()00000,,limx f x x y xy f x ∆→+-∆∆为二元函数(),=z f x y 在点()00,x y 处对x 的偏导数,记为()00,x f x y ';若存在()()00000,,limy f x y yy f x y ∆→+-∆∆,则称()()00000,,lim y f x y yy f x y ∆→+-∆∆为二元函数(),=z f x y 在点()00,x y 处对y 的偏导数,记为()00,y f x y ',已知二元函数()()23,20,0f x y x xy y x y =-+>>,则下列选项中错误的是( )A .()1,34x f '=-B .()1,310y f '=C .()(),,x y f m n f m n ''+的最小值为13-D .(),f x y 的最小值为427-例4.(2022·贵州黔东南·一模(文))一个质点作直线运动,其位移s (单位:米)与时间t (单位:秒)满足关系式,()2524s t t =+--,则当1t =时,该质点的瞬时速度为( ) A .2-米/秒B .3米/秒C .4米/秒D .5米/秒例5.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()2ln 8f x x x =+,则()()121lim x f x f x∆→+∆-∆的值为( )A .20-B .10-C .10D .20例6.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()()2223ln 9f x f x x x '=-+(()f x '是()f x 的导函数),则()1f =( ) A .209-B .119-C .79D .169例7.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()()32121f x x x f x '=++-,则()2f '=( ) A .1B .9-C .6-D .4【方法技巧与总结】对所给函数式经过添项、拆项等恒等变形与导数定义结构相同,然后根据导数定义直接写出. 题型二:求函数的导数例8.(2022·天津·耀华中学高二期中)求下列各函数的导数: (1)ln(32)y x =-; (2)e xxy =; (3)()2cos f x x x =+例9.(2022·新疆·莎车县第一中学高二期中(理))求下列函数的导数: (1)22ln cos y x x x =++; (2)3e x y x = (3)()ln 31y x =-例10.(2022·广东·北京师范大学珠海分校附属外国语学校高二期中)求下列函数的导数: (1)5y x =; (2)22sin y x x =+; (3)ln xy x=; (4)()211ln 22x y e x -=+.【方法技巧与总结】对所给函数求导,其方法是利用和、差、积、商及复合函数求导法则,直接转化为基本函数求导问题. 题型三:导数的几何意义1.在点P 处切线例11.(2022·河北·模拟预测)曲线e sin x y x =在0x =处的切线斜率为( ) A .0B .1C .2D .2-例12.(2022·安徽·巢湖市第一中学模拟预测(文))曲线22x ay x +=+在点()1,b 处的切线方程为60kx y -+=,则k 的值为( ) A .1-B .23-C .12D .1例13.(2022·海南·文昌中学高三阶段练习)曲线e 2x y x =-在0x =处的切线的倾斜角为α,则sin 2πα⎛⎫+=⎪⎝⎭( )A .BC .1D .-1例14.(2022·安徽·巢湖市第一中学高三期中(理))已知()()2cos 0cos 2f x x f x π⎛⎫=-+ '⎪⎝⎭,则曲线()y f x =在点33,44f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线的斜率为( )A B .C .D .-例15.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且32()23(1)f x x ax f x '=-+-,则函数()f x 的图象在点(2,(2))f --处的切线的斜率为( ) A .21-B .27-C .24-D .25-例16.(2022·广西广西·模拟预测(理))曲线31y x =+在点()1,a -处的切线方程为( ) A .33y x =+B .31yxC .31y x =--D .33y x =--例17.(2022·河南省浚县第一中学模拟预测(理))曲线ln(25)y x x =+在2x =-处的切线方程为( ) A .4x -y +8=0 B .4x +y +8=0 C .3x -y +6=0D .3x +y +6=02.过点P 的切线例18.(2022·四川·广安二中二模(文))函数()2e xf x x =过点()0,0的切线方程为( )A .0y =B .e 0x y +=C .0y =或e 0x y +=D .0y =或e 0x y +=例19.(2022·四川省成都市郫都区第一中学高三阶段练习(文))若过点1(,0)2的直线与函数()e x f x x =的图象相切,则所有可能的切点横坐标之和为( ) A .e 1+B .12-C .1D .12例20.(2022·陕西安康·高三期末(文))曲线2ln 3y x x =+过点1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭的切线方程是( )A .210x y ++=B .210x y -+=C .2410x y ++=D .2410x y -+=例21.(2022·广东茂名·二模)过坐标原点作曲线ln y x =的切线,则切点的纵坐标为( ) A .eB .1CD .1e例22.(2022·山东潍坊·三模)过点()()1,P m m ∈R 有n 条直线与函数()e xf x x =的图像相切,当n 取最大值时,m 的取值范围为( ) A .25e em -<< B .250e m -<< C .10em -<<D .e m <3.公切线例23.(2022·全国·高三专题练习)若函数()ln f x x =与函数2()(0)g x x x a x =++<有公切线,则实数a 的取值范围是( ) A .1ln ,2e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .()1,-+∞C .()1,+∞D .()2,ln +∞例24.(2022·全国·高三专题练习)已知曲线()1:=e x C f x a +和曲线()()22:ln(),C g x x b a a b =++∈R ,若存在斜率为1的直线与1C ,2C 同时相切,则b 的取值范围是( ) A .9,4⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭B .[)0,+∞C .(],1-∞D .9,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦例25.(2022·江苏·南京外国语学校模拟预测)若两曲线y =x 2-1与y =a ln x -1存在公切线,则正实数a 的取值范围为( ) A .(]0,2eB .(]0,eC .[)2,e +∞D .(],2e e例26.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(理))若直线()111y k x =+-与曲线e x y =相切,直线()211y k x =+-与曲线ln y x =相切,则12k k 的值为( ) A .12B .1C .eD .2e例27.(2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习)已知函数()ln f x a x =,()e xg x b =,若直线()0y kx k =>与函数()f x ,()g x 的图象都相切,则1a b+的最小值为( )A .2B .2eC .2eD 例28.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习)若直线:l y kx b =+(1k >)为曲线()1x f x e -=与曲线()ln g x e x =的公切线,则l 的纵截距b =( )A .0B .1C .eD .e -例29.(2022·全国·高三专题练习)若两曲线ln 1y x =-与2y ax =存在公切线,则正实数a 的取值范围是( ) A .(]0,2eB .31e ,2-⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .310,e 2-⎛⎤⎥⎝⎦D .[)2e,+∞例30.(2022·全国·高三专题练习)若仅存在一条直线与函数()ln f x a x =(0a >)和2()g x x =的图象均相切,则实数=a ( )A .eB C .2eD .4.已知切线求参数问题例31.(2022·湖南·模拟预测)已知P 是曲线)2:ln C y x x a x =++上的一动点,曲线C 在P 点处的切线的倾斜角为θ,若32ππθ≤<,则实数a 的取值范围是( )A .)⎡⎣B .)⎡⎣C .(,-∞D .(,-∞例32.(2022·广西·贵港市高级中学三模(理))已知曲线e ln x y ax x =+在点()1,e a 处的切线方程为3y x b =+,则( ) A .e a =,2b =- B .e a =,2b = C .1e a -=,2b =-D .1e a -=,2b =例33.(2022·江苏苏州·模拟预测)已知奇函数()()()()220f x x x ax b a =-+≠在点()(),a f a 处的切线方程为()y f a =,则b =( )A .1-或1B .C .2-或2D .例34.(2022·云南昆明·模拟预测(文))若函数()ln f x x =的图象在4x =处的切线方程为y x b =+,则( )A .3a =,2ln 4b =+B .3a =,2ln 4b =-+C .32a =,1ln 4b =-+ D .32a =,1ln 4b =+ 例35.(2022·河南·方城第一高级中学模拟预测(理))已知直线l 的斜率为2,l 与曲线1C :()1ln y x x =+和圆2C :2260x y x n +-+=均相切,则n =( ) A .-4B .-1C .1D .45.切线的条数问题例36.(2022·全国·高三专题练习)若过点(,)a b 可以作曲线ln y x =的两条切线,则( ) A .ln a b <B .ln b a <C .ln b a <D .ln a b <例37.(2022·河南洛阳·三模(理))若过点()1,P t 可作出曲线3y x =的三条切线,则实数t 的取值范围是( )A .(),1-∞B .()0,∞+C .()0,1D .{}0,1例38.(2022·河南洛阳·三模(文))若过点()1,0P 作曲线3y x =的切线,则这样的切线共有( ) A .0条B .1条C .2条D .3条例39.(2022·河北·高三阶段练习)若过点(1,)P m 可以作三条直线与曲线:e xxC y =相切,则m 的取值范围为( )A .23,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .10,e ⎛⎫⎪⎝⎭C .(,0)-∞D .213,e e ⎛⎫ ⎪⎝⎭例40.(2022·内蒙古呼和浩特·二模(理))若过点()1,P m -可以作三条直线与曲线C :e x y x =相切,则m 的取值范围是( ) A .23,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .1,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .211,e e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .231,ee ⎛⎫-- ⎪⎝⎭例41.(2022·广东深圳·二模)已知0a >,若过点(,)a b 可以作曲线3y x =的三条切线,则( ) A .0b <B .30b a <<C .3b a >D .()30b b a -=6.切线平行、垂直、重合问题例42.(2022·安徽·合肥一中模拟预测(文))对于三次函数()f x ,若曲线()y f x =在点(0,0)处的切线与曲线()y xf x =在点(1,2)处点的切线重合,则(2)f '=( )A .34-B .14-C .4-D .14例43.(2022·山西太原·二模(理))已知函数()sin cos f x a x b x cx =++图象上存在两条互相垂直的切线,且221a b +=,则a b c ++的最大值为( )A .B .C D 例44.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=x 2+2x 的图象在点A (x 1,f (x 1))与点B (x 2,f (x 2))(x 1<x 2<0)处的切线互相垂直,则x 2-x 1的最小值为( ) A .12 B .1 C .32D .2例45.(2022·全国·高三专题练习)若直线x a =与两曲线e ,ln x y y x ==分别交于,A B 两点,且曲线e x y =在点A 处的切线为m ,曲线ln y x =在点B 处的切线为n ,则下列结论: ①()0,a ∞∃∈+,使得//m n ;②当//m n 时,AB 取得最小值; ③AB 的最小值为2;④AB 最小值小于52. 其中正确的个数是( ) A .1B .2C .3D .4例46.(2022·全国·高三专题练习)已知函数22(0)()1(0)x x a x f x x x ⎧++<⎪=⎨->⎪⎩的图象上存在不同的两点,A B ,使得曲线()y f x =在这两点处的切线重合,则实数a 的取值范围是( )A .1(,)8-∞-B .1(1,)8-C .(1,)+∞D .1(,1)(,)8-∞⋃+∞例47.(2022·全国·高三专题练习(文))若曲线x y e x =+的一条切线l 与直线220210x y +-=垂直,则切线l 的方程为( )A .210x y -+=B .210x y +-=C .210x y --=D .210x y ++=7.最值问题例48.(2022·全国·高三专题练习)若点P 是曲线232ln 2y x x =-上任意一点,则点P 到直线3y x =-的距离的最小值为( ) A.4BCD例49.(2022·山东省淄博第一中学高三开学考试)动直线l 分别与直线21y x =-,曲线23ln 2y x x =-相交于,A B 两点,则AB 的最小值为( )ABC .1 D例50.(2022·江苏·高三专题练习)已知a ,b 为正实数,直线y x a =-与曲线ln()y x b =+相切,则22a b-的取值范围是( ) A .(0,)+∞B .(0,1)C .1(0,)2D .[1,)+∞例51.(2022·全国·高三专题练习)曲线2x y e =上的点到直线240x y --=的最短距离是( ) ABCD .1例52.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知函数2ln ()2xf x x x=-在1x =处的切线为l ,第一象限内的点(,)P a b 在切线l 上,则1111a b +++的最小值为( ) ABCD.34+ 例53.(2022·山东聊城·二模)实数1x ,2x ,1y ,2y 满足:2111ln 0x x y --=,2240x y --=,则()()221212x x y y -+-的最小值为( ) A .0B.C.D .8例54.(2022·河南·许昌高中高三开学考试(理))已知函数21e x y +=的图象与函数()ln 112x y ++=的图象关于某一条直线l 对称,若P ,Q 分别为它们图象上的两个动点,则这两点之间距离的最小值为( )A .22B 24C .)4ln 22+D )4ln 2+例55.(2022·河南·灵宝市第一高级中学模拟预测(文))已知直线y kx b =+是曲线1y =的切线,则222k b b +-的最小值为( )A .12-B .0C .54D .3【方法技巧与总结】函数()y f x =在点0x 处的导数,就是曲线()y f x =在点00(,())P x f x 处的切线的斜率.这里要注意曲线在某点处的切线与曲线经过某点的切线的区别.(1)已知()f x 在点00(,())x f x 处的切线方程为000()()y y f x x x '-=-.(2)若求曲线()y f x =过点(,)a b 的切线方程,应先设切点坐标为00(,())x f x ,由000()()y y f x x x '-=-过点(,)a b ,求得0x 的值,从而求得切线方程.另外,要注意切点既在曲线上又在切线上.【过关测试】 一、单选题1.(2022·河南·高三阶段练习(理))若曲线()ln a xf x x=在点(1,f (1))处的切线方程为1y x =-,则a =( ) A .1B .e2C .2D .e2.(2022·云南曲靖·二模(文))设()'f x 是函数()f x 的导函数,()f x ''是函数()'f x 的导函数,若对任意R ()0,()0x f x f x '''∈><,恒成立,则下列选项正确的是( )A .0(3)(3)(2)(2)f f f f ''<<-<B .0(3)(2)(2)(3)f f f f ''<-<<C .0(3)(2)(3)(2)f f f f ''<<<-D .0(2)(3)(3)(2)f f f f ''<<<-3.(2022·全国·高三专题练习)设()f x 为可导函数,且()()112lim1x f f x x→--=-△△△,则曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线斜率为( )A .2B .-1C .1D .12-4.(2022·河南·模拟预测(文))已知3()ln(2)3xf x x x =++,则曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程为( )A .21010ln510x y -+-=B .21010ln510x y ++-=C .1212ln5150x y -+-=D .1212ln5150x y ++-=5.(2022·贵州黔东南·一模(理))一个质点作直线运动,其位移s (单位:米)与时间t (单位:秒)满足关系式23(43)=-s t t ,则当1t =时,该质点的瞬时速度为( ) A .5米/秒 B .8米/秒 C .14米/秒D .16米/秒6.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()ln f x x x =,()()2g x x ax a =+∈R ,若经过点1,0A 存在一条直线l 与()f x 图象和()g x 图象都相切,则=a ( ) A .0B .1-C .3D .1-或37.(2022·湖南·长郡中学高三阶段练习)m 对任意a ∈R ,()0,b ∈+∞恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .2⎛-∞ ⎝⎦C .(-∞D .(],2-∞8.(2022·辽宁沈阳·二模)若直线11y k x b =+与直线()2212y k x b k k =+≠是曲线ln y x =的两条切线,也是曲线e x y =的两条切线,则1212k k b b ++的值为( ) A .e 1- B .0 C .-1D .11e-二、多选题9.(2022·辽宁丹东·模拟预测)若过点()1,a 可以作出曲线()1e xy x =-的切线l ,且l 最多有n 条,*n ∈N ,则( ) A .0a ≤B .当2n =时,a 值唯一C .当1n =时,4ea <-D .na 的值可以取到﹣410.(2022·浙江·高三专题练习)为满足人们对美好生活的向往,环保部门要求相关企业加强污水治理,排放未达标的企业要限期整改.设企业的污水排放量W 与时间t 的关系为()W f t =,用()()f b f a b a---的大小评价在[,]a b 这段时间内企业污水治理能力的强弱.已知整改期内,甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示,则下列结论中正确的有( )A .在[]12,t t 这段时间内,甲企业的污水治理能力比乙企业强B .在2t 时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强C .在3t 时刻,甲、乙两企业的污水排放都已达标D .甲企业在[]10,t ,[]12,t t ,[]23,t t 这三段时间中,在[]10,t 的污水治理能力最强11.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()xf x e =,则下列结论正确的是( )A .曲线()y f x =的切线斜率可以是1B .曲线()y f x =的切线斜率可以是1-C .过点()0,1且与曲线()y f x =相切的直线有且只有1条D .过点()0,0且与曲线()y f x =相切的直线有且只有2条12.(2022·全国·高三专题练习)过平面内一点P 作曲线ln y x =两条互相垂直的切线1l 、2l ,切点为1P 、2P (1P 、2P 不重合),设直线1l 、2l 分别与y 轴交于点A 、B ,则下列结论正确的是( ) A .1P 、2P 两点的横坐标之积为定值 B .直线12PP 的斜率为定值;C .线段AB 的长度为定值D .三角形ABP 面积的取值范围为(]0,1三、填空题13.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)已知函数()3ln f x x x x =-,则曲线()y f x =在点()()e,e f 处的切线方程为_______.14.(2022·全国·模拟预测(文))若直线l 与曲线2yx 和2249x y +=都相切,则l 的斜率为______. 15.(2022·湖北武汉·模拟预测)已知函数2()(0)e e x x f x f -'=-,则(0)f =__________.16.(2022·全国·赣州市第三中学模拟预测(理))已知()()()222cos 22cos sin f x xf x x x x x '+=++,且0x >,52f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,那么()f π=___________. 四、解答题17.(2022·全国·高三专题练习(文))下列函数的导函数 (1)42356y x x x --=+; (2)2sin cos 22xx x y =+;(3)2log y x x =-; (4)cos x y x=.18.(2022·辽宁·沈阳二中二模)用数学的眼光看世界就能发现很多数学之“美”.现代建筑讲究线条感,曲线之美让人称奇.衡量曲线弯曲程度的重要指标是曲率,曲线的曲率定义如下:若fx 是()f x 的导函数,()f x ''是fx 的导函数,则曲线()y f x =在点()(),x f x 处的曲率()()()3221f x K f x ''='+⎡⎤⎣⎦.(1)若曲线()ln f x xx =+与()g x =()1,1处的曲率分别为1K ,2K ,比较1K ,2K 大小; (2)求正弦曲线()sin h x x =(x ∈R )曲率的平方2K 的最大值.19.(2022·全国·高三专题练习)设函数()()2ln f x ax x a R =--∈. (1)若()f x 在点()()e,e f 处的切线为e 0x y b -+=,求a ,b 的值; (2)求()f x 的单调区间.20.(2022·浙江·高三专题练习)函数()321f x x x x =+-+, 直线l 是()y f x =在()()0,0f 处的切线.(1)确定()f x 的单调性;(2)求直线l 的方程及直线l 与()y f x =的图象的交点.21.(2022·北京东城·三模)已知函数()e x f x =,曲线()y f x =在点(1(1))f --,处的切线方程为y kx b =+.(1)求k ,b 的值;(2)设函数()1ln 1.kx b x g x x x +<⎧=⎨≥⎩,,,,若()g x t =有两个实数根12,x x (12x x <),将21x x -表示为t 的函数,并求21xx -的最小值.22.(2022·贵州贵阳·模拟预测(理))已知a ∈R ,函数()()ln 1f x x a x =+-,()e xg x =.(1)讨论()f x 的单调性;(2)过原点分别作曲线()y f x =和()y g x =的切线1l 和2l ,求证:存在0a >,使得切线1l 和2l 的斜率互为倒数.。
高中数学导数知识点总结一、导数的定义1. 导数的几何意义在直角坐标系中,函数的导数表示了函数曲线在某一点的切线的斜率。
也就是说,导数描述了函数在某一点处的变化率。
如果函数在某一点的导数为正,那么函数在这一点的曲线是朝上凸的;如果函数在某一点的导数为负,那么函数在这一点的曲线是朝下凸的;如果函数在某一点的导数为零,那么函数在这一点的曲线可能是一个最大值、最小值或者拐点。
2. 导数的代数定义设函数y=f(x),在点x0处可导。
如果当自变量x的增量为Δx时,函数值的增量Δy与自变量的增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限存在,那么就称函数y=f(x)在点x0处可导。
这个极限就是函数在点x0处的导数,通常用f'(x0)或者df(x0)/dx来表示。
二、导数的性质1. 可导性与连续性在区间上连续的函数必定在该区间上有定义且连续的导数。
不过反之不成立。
2. 导数的四则运算法则设函数y=f(x)和y=g(x)都在x处可导,则:(1)常数函数的导数\[ (k)' = 0 \](2)乘积的导数\[ (u \cdot v)' = u' \cdot v + u \cdot v' \](3)商的导数\[ \left( \frac{u}{v} \right)' = \frac{u' \cdot v - u \cdot v'}{v^2} \](4)复合函数的导数\[ (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]3. 链式法则设函数y=f(u)和u=g(x)都在某点可导,则复合函数y=f(g(x))在该点可导,且有\[ y' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]4. 高阶导数如果函数f的导数也可导,则函数f有二阶导数,记作f'';同理,f(n)表示函数f的n阶导数。
高中导数知识点总结大全追逐高考,我们向往成功,我们希望激发潜能,我们就需要在心中铸造一座高高矗立的、坚固无比的灯塔,它的名字叫信念。
那么接下来给大家分享一些关于高中导数知识点总结大全,希望对大家有所帮助。
高中导数知识点总结1、导数的定义:在点处的导数记作.2.导数的几何物理意义:曲线在点处切线的斜率①k=f/(x0)表示过曲线y=f(x)上P(x0,f(x0))切线斜率。
V=s/(t)表示即时速度。
a=v/(t)表示加速度。
3.常见函数的导数公式:①;②;③;⑤;⑥;⑦;⑧。
4.导数的四则运算法则:5.导数的应用:(1)利用导数判断函数的单调性:设函数在某个区间内可导,如果,那么为增函数;如果,那么为减函数;注意:如果已知为减函数求字母取值范围,那么不等式恒成立。
(2)求极值的步骤:①求导数;②求方程的根;③列表:检验在方程根的左右的符号,如果左正右负,那么函数在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么函数在这个根处取得极小值;(3)求可导函数值与最小值的步骤:ⅰ求的根;ⅱ把根与区间端点函数值比较,的为值,最小的是最小值。
导数与物理,几何,代数关系密切:在几何中可求切线;在代数中可求瞬时变化率;在物理中可求速度、加速度。
学好导数至关重要,一起来学习高二数学导数的定义知识点归纳吧!导数是微积分中的重要基础概念。
当函数y=f(x)的自变量x在一点x0上产生一个增量Δx时,函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx 的比值在Δx趋于0时的极限a如果存在,a即为在x0处的导数,记作f'(x0)或df(x0)/dx。
导数是函数的局部性质。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话,函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
例如在运动学中,物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。
不是所有的函数都有导数,一个函数也不一定在所有的点上都有导数。
专题一 第5讲 导数及其应用一、选择题(每小题4分,共24分)1.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)=A .-eB .-1C .1D .e解析 f ′(x )=2f ′(1)+1x ,令x =1,得f ′(1)=2f ′(1)+1, ∴f ′(1)=-1.故选B. 答案 B2.(2012·模拟)已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为A .3B .2C .1D.12解析 设切点为(x 0,y 0). ∵y ′=12x -3x , ∴12x 0-3x 0=12,解得x 0=3(x 0=-2舍去). 答案 A3.(2012·聊城模拟)求曲线y =x 2与y =x 所围成图形的面积,其中正确的是 A .S =⎠⎛01(x 2-x )d xB .S =⎠⎛01(x -x 2)d xC .S =⎠⎛01(y 2-y )d yD .S =⎠⎛01(y -y )d y解析 两函数图象的交点坐标是(0,1),(1,1), 故积分上限是1,下限是0,由于在[ 0,1]上,x ≥x 2,故求曲线y =x 2与y =x 所围成图形的面S =⎠⎛01(x -x 2)d x .答案 B4.函数f (x )=32231,0,e , 0ax x x x x ⎧++≤⎪⎨>⎪⎩在[-2,2]上的最大值为2,则a 的取值围是A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫12ln 2,+∞ B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12ln 2 C .(-∞,0]D.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12ln 2 解析 当x ≤0时,f ′(x )=6x 2+6x ,函数的极大值点是x =-1,极小值点是x =0,当x =-1时,f (x )=2,故只要在(0,2]上e ax ≤2即可,即ax ≤ln 2在(0,2]上恒成立,即a ≤ln 2x在(0,2]上恒成立,故a ≤12ln 2. 答案 D5.设函数f (x)=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R ),若x =-1为函数f (x )e x 的一个极值点,则下列图象不可能为y =f (x )图象的是解析 设h (x )=f (x )e x ,则h ′(x )=(2ax +b )e x +(ax 2+bx +c )e x =(ax 2+2ax +bx +b +c )e x .由x =-1为函数f (x )e x 的一个极值点,得当x =-1时,ax 2+2ax +bx +b +c =c -a =0,∴c =a .∴f (x )=ax 2+bx +a .若方程ax 2+bx +a =0有两根x 1、x 2,则x 1x 2=aa =1,D 中图象一定不满足该条件.答案 D6.设a ∈R ,若函数f (x )=e ax +3x (x ∈R )有大于零的极值点,则a 的取值围是A .(-3,2)B .(3,+∞)C .(-∞,-3)D .(-3,4)解析 由已知得f ′(x )=3+a e ax ,若函数f (x )在x ∈R 上有大于零的极值点,则f ′(x )=3+a e ax =0有正根.当3+a e ax =0成立时,显然有a <0,此时x =1a ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3a ,由x >0得到参数a 的取值围为a <-3. 答案 C二、填空题(每小题5分,共15分)7.(2012·三模)曲线y =e x +x 2在点(0,1)处的切线方程为________. 解析 y ′=e x +2x ,∴所求切线的斜率为e 0+2×0=1, ∴切线方程为y -1=1×(x -0),即x -y +1=0. 答案 x -y +1=08.(2012·枣庄市高三一模)⎠⎛014-x 2d x =________.解析 ⎠⎛014-x 2d x 表示圆x 2+y 2=4中阴影部分的面积的大小,易知∠AOB =π6,OC =1,∴⎠⎛014-x 2d x =S △OBC +S 扇形AOB=12×1×3+12×π6×22=32+π3.答案 32+π39.(2012·模拟)若函数f (x )=x -a x +ln x (a 为常数)在定义域上是增函数,则实数a 的取值围是________.解析 ∵f (x )=x -a x +ln x 在(0,+∞)上是增函数, ∴f ′(x )=11x +≥0在(0,+∞)上恒成立,即a ≤2x .而2x≥=4,当且仅当x, 即x =1时等号成立,∴a ≤4. 答案 (-∞,4]三、解答题(每小题12分,共36分)10.(2012·模拟)已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2(a ,b ∈R ). (1)若函数f (x )在x =1处有极值为10,求b 的值;(2)若对任意a ∈[-4,+∞),f (x )在x ∈[0,2]上单调递增,求b 的最小值. 解析 (1)f ′(x )=3x 2+2ax +b ,则⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(1)=3+2a +b =0f (1)=1+a +b +a 2=10⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a =4b =-11或⎩⎪⎨⎪⎧a =-3b =3.当⎩⎪⎨⎪⎧a =4b =-11时,f ′(x )=3x 2+8x -11, Δ=64+132>0,所以函数有极值点;当⎩⎪⎨⎪⎧a =-3b =3时,f ′(x )=3(x -1)2≥0,所以函数无极值点. 则b 的值为-11.(2)解法一 f ′(x )=3x 2+2ax +b ≥0对任意的a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立,则F (a )=2xa +3x 2+b ≥0对任意的a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立. ∵x ≥0,F (a )在a ∈[-4,+∞)单调递增或为常数函数,所以得F (a )min =F (-4)=-8x +3x 2+b ≥0对任意的x ∈[0,2]恒成立,即b ≥(-3x 2+8x )max ,又-3x 2+8x =-3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -432+163≤163,当x =43时,(-3x 2+8x )max =163,得b ≥163, 所以b 的最小值为163.解法二 f ′(x )=3x 2+2ax +b ≥0对任意的a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立, 即b ≥-3x 2-2ax 对任意的a ∈[-4,+∞),x ∈[0,2]都成立,即b ≥(-3x 2-2ax )max ,令F (x )=-3x 2-2ax =-3⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a 32+a23.①当a ≥0时,F (x )max =0,∴b ≥0; ②当-4≤a <0时,F (x )max =a 23,∴b ≥a 23.又∵⎝ ⎛⎭⎪⎫a 23max =163,∴b ≥163.综上,b 的最小值为163. 11.已知函数f (x )=e x ln x . (1)求函数f (x )的单调区间; (2)设x >0,求证:f (x +1)>e 2x -1;(3)设n ∈N +,求证:ln(1×2+1)+ln(2×3+1)+…+ln[n (n +1)+1]>2n -3.解析 (1)由题知,函数f (x )的定义域为(0,+∞), 由f ′(x )=e x ln x (ln x +1). 令f ′(x )>0,解得x >1e ; 令f ′(x )<0,解得0<x <1e .故f (x )的增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞,减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e .(2)证明 要证f (x +1)>e2x -1,即证(x +1)ln(x +1)>2x -1⇔ln(x +1)>2x -1x +1⇔ln(x +1)-2x -1x +1>0.令g (x )=ln(x +1)-2x -1x +1,则g ′(x )=1x +1-3(x +1)2=x -2(x +1)2, 令g ′(x )=0,得x =2, 且g (x )在(0,2)上单调递减, 在(2,+∞)上单调递增, 所以g (x )min =g (2)=ln 3-1,故当x >0时,有g (x )≥g (2)=ln 3-1>0, 即f (x +1)>e 2x -1得证. (3)证明 由(2)得ln(x +1)>2x -1x +1,即ln(x +1)>2-3x +1,所以ln[k (k +1)+1]>2-3k (k +1)+1>2-3k (k +1),所以ln(1×2+1)+ln(2×3+1)+…+ln[n (n +1)+1]>⎝ ⎛⎭⎪⎫2-31×2+⎝ ⎛⎭⎪⎫2-32×3+…+⎣⎢⎡⎦⎥⎤2-3n (n +1)=2n -3+3n +1>2n -3.12.设函数f (x )=-a x 2+1+x +a ,x ∈(0,1],a ∈R * (1)若f (x )在(0,1]上是增函数,求a 的取值围; (2)求f (x )在(0,1]上的最大值. 解析 (1)当x ∈(0,1]时,f ′(x )=-a ·xx 2+1+1. 要使f (x )在x ∈(0,1]上是增函数, 需使f ′(x )=-axx 2+1+1≥0在(0,1]上恒成立. 即a ≤x 2+1x =1+1x 2在(0,1]上恒成立.而1+1x 2在(0,1]上的最小值为2,又a ∈R *,∴0<a ≤2为所求. (2)由(1)知:①当0<a ≤2时,f (x )在(0,1]上是增函数. ∴[f (x )]max =f (1)=(1-2)a +1; ②当a >2时,令f ′(x )=0,得x =1a 2-1∈(0,1]. ∵0<x <1a 2-1时,f ′(x )>0; ∵1a 2-1<x ≤1时,f ′(x )<0.∴[f (x )]max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2-1=a -a 2-1.综上,当0<a ≤2时,[f (x )]max =(1-2)a +1; 当a >2时,[f (x )]max =a -a 2-1.。