导数的常见题型
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答案详解:本题主要考查导数在研究函数中的应用。
(1)求出比较其与的大小,得到的单调性表,于是得到的极值。
(2)将代入到中,并求得当时,此时恒成立,即在单调递增,同理可以得到在上为增函数,则原不等式可化为在上恒成立,令,对其求导得知若为减函数时其导数恒小于,便可得到的取值范围。
(3)若存在,使得假设成立,也即在上不是单调增或单调减,故,对求导得到其极小值点为,由于解得此时,此时需证明当,使得即可,此时可取,发现成立,故的取值范围为。
答案详解(Ⅰ),由是的极值点得,所以。
于是,定义域为,,函数在上单调递增,且。
因此,当时,;当时,。
所以,在上单调递减,在上单调递增。
(Ⅱ)当,时,,故只需要证明当时,。
当时,函数在单调递增,又,,故在有唯一实根,且。
当时,;当时,;从而当时,取得最小值。
由得:,,故。
综上:当时,。
解析:本题主要考查函数的求导和函数的单调性的判断。
(Ⅰ)先对函数求导,得导函数,由题,则可得的值,当时,单调递增,求得的的取值范围即为单调增区间;当时,单调递减,求得的的取值范围即为单调减区间。
(Ⅱ)由分析知,只需证明当时,,此时通过分析函数单调性,求得即可得证。
例题5:函数。
(Ⅰ)讨论的导函数零点的个数;(Ⅱ)证明:当时,。
答案详解(Ⅰ)的定义域为,()。
当时,,没有零点;当时,因为单调递增,单调递增,所以在单调递增。
又,当满足且时,,故当时,存在唯一零点。
(Ⅱ)由(Ⅰ),可设在的唯一零点为,当时,;当时,。
故在单调递减,在单调递增,所以当时,取得最小值,最小值为。
由于,所以。
故当时,。
解析:本题主要考查导数的概念及其几何意义以及导数在函数研究中的应用。
(Ⅰ)求导得出的表达式,根据其表达式,对进行分类讨论。
当时,可知没有零点;当时,可知单调递增,且存在使得而,因此存在唯一零点。
(Ⅱ)由(Ⅰ),可设的最小值在时取到,最小值为。
写出的表达式,再运用均值不等式即可得出。
题型3:先构造,再赋值,证明和式或积式不等式例题:已知函数。
导数各类题型⽅法总结(含答案)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;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D4…、 x3mx 3x 2f (x)126 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 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值?4 3^23 2x mx 3xx mx o解:由函数f (x)得f (x)3x12 6 23 2g (x) x 2 mx 3(1) Q y f (x)在区间0,3上为“凸函数”,贝V g(x) x 2 mx 30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 max (x)2x x 3 0 2 1 x 12x x 3 0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, a 的最⼤g(0) g(3)3 0 9 3m 3 0解法⼆:分离变量法:0 时,g(x)x 3时,g(x) x 2 3 2x2 x mx mx3 0恒成⽴, 0恒成⽴等价于m -—3x由 3门⽽ h(x) x ( 0 xm 23的最⼤值x(0x3 )恒成⽴, 3 )是增函数,贝 y h max (x) h(3) 2(2) v 当 m 2时f (x)在区间a,b 上都为“凸函数”则等价于当m 2时g(x)2x mx 3 0恒成⽴变更主元法2再等价于F(m) mx x 32恒成⽴ (视为关于 m 的⼀次函数最值问题)F( 2) 0 F(2)例2:设函数f(x) 〔x3 2ax2 3a2x b(0 a 1,b R)3(I)求函数f (x)的单调区间和极值;(⼆次函数区间最值的例⼦)g(x) x2 4ax 3a2在[a 1,a 2]上是增函数.g(x)max g(a 2) 2a 1.g(x)min g(a 1) 4a 4.于是,对任意x [a 1,a 2],不等式①恒成⽴,等价于a 1.4⼜0 a 1, a 1.5点评:重视⼆次函数区间最值求法:对称轴(重视单调区间)与定义域的关系第三种:构造函数求最值题型特征:f(x) g(x)恒成⽴h(x) f (x) g(x) 0恒成⽴;从⽽转化为第⼀、⼆种题型(n)若对任意的x [a 1,a 2],不等式f (x) a恒成⽴,求a的取值范围.x 3a x a3 3x=a 时,f(x)4b;由| f (x) |< a,得:对任意的[a 1,a 2], x2 4 ax 3a2 a恒成⽴①则等价于g(x)这个⼆次函数gmax(x) ag min(x) a2g(x) x24ax 3a的对称轴x 2a Q 0 a 1, a 1 2a (放缩法)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。
第10讲 利用导数研究函数单调性5种常见题型总结【考点分析】考点一:利用导数判断函数单调性的方法 ①求函数的定义域(常见的0,ln >x x );①求函数的导数,如果是分式尽量通分,能分解因式要分解因式;①令()0='x f ,求出根 ,,,321x x x ,数轴标根,穿针引线,注意x 系数的正负;④判断()x f '的符号,如果()0f x '>,则()y f x =为增函数;如果()0f x '<,则()y f x =为减函数. 考点二:已知函数的单调性求参数问题①若()f x 在[]b a ,上单调递增,则()0f x '≥在[]b a ,恒成立(但不恒等于0); ①若()f x 在[]b a ,上单调递减,则()0f x '≤在[]b a ,恒成立(但不恒等于0).【题型目录】题型一:利用导数求函数的单调区间题型二:利用导函数与原函数的关系确定原函数图像 题型三:已知含量参函数在区间上单调性求参数范围 题型四:已知含量参函数在区间上不单调求参数范围 题型五:已知含量参函数存在单调区间求参数范围【典型例题】题型一:利用导数求函数的单调区间【例1】(2022·广东·雷州市白沙中学高二阶段练习)函数()()2e x f x x =+的单调递减区间是( )A .(),3-∞-B .()0,3C .()3,0-D .()3,-+∞【例2】(2022·北京市第三十五中学高二阶段练习)函数ln xy x=的单调递增区间是( ) A .1,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .()e,+∞C .10,e ⎛⎫⎪⎝⎭D .()0,e【例3】(2023·全国·高三专题练习)函数21()ln 2f x x x =-的单调递减区间为( ) A .(1,1)-B .(0,1)C .(1,)+∞D .(0,2)【例4】(2022·黑龙江·铁人中学高三开学考试)函数2()ln 1f x x x =--的单调增区间为_________.【例5】(2022·河南·安阳一中高三阶段练习(理))已知函数()()ln 1f x x x =+,则( ) A .()f x 在()1,-+∞单调递增 B .()f x 有两个零点C .曲线()y f x =在点11,22f⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处切线的斜率为1ln2-- D .()f x 是偶函数【例6】(2022·江苏·盐城市第一中学高三阶段练习)若函数()312f x x x =-在区间()1,1k k -+上不是单调函数,则实数k 的取值范围是( ) A .3k ≤-或11k -≤≤或3k ≥ B .31k -<<-或13k << C .22k -<<D .不存在这样的实数【例7】(2022·全国·高二课时练习多选题)设函数()e ln x f x x =,则下列说法正确的是( )A .()f x 的定义域是()0,∞+B .当()0,1x ∈时,()f x 的图象位于x 轴下方C .()f x 存在单调递增区间D .()f x 有两个单调区间【例8】(2022·河北·石家庄二中模拟预测)已知函数f (x )满足()()()2212e 02x f x f f x x -'=-+,则f (x )的单调递减区间为( ) A .()0,∞- B .(1,+∞)C .()1,∞-D .(0,+∞)【例9】 (2022·全国·高二专题练习)已知函数()1xlnx f x e +=,(其中e =2.71828…是自然对数的底数).求()x f 的单调区间.【例10】【2020年新课标2卷理科】已知函数()x x x f 2sin sin 2=.(1)讨论()x f 在区间()π,0的单调性;【例11】(2022·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高二期末)已知函数()ln f x x x x =-. (1)求()f x 的单调区间;【例12】(2022·陕西渭南·高二期末(文))函数()()2e x f x x ax b =++,若曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为:450x y ++=. (1)求,a b 的值;(2)求函数()f x 的单调区间.【例13】【2020年新课标1卷理科】已知函数2()e x f x ax x =+-. (1)当1=a 时,讨论()x f 的单调性;【例14】【2019年新课标2卷理科】已知函数()11ln x f x x x -=-+.(1)讨论()x f 的单调性,并证明()x f 有且仅有两个零点;【题型专练】1.(2022湖南新邵县教研室高二期末(文))函数()4ln f x x x =-的单调递减区间为( ) A .()0,∞+ B .10,4⎛⎫⎪⎝⎭C .1,4⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D .1,4⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭2.(2022·广东·东莞四中高三阶段练习)函数()()3e x f x x =-,则()f x 的单调增区间是( )A .(),2-∞B .()2,+∞C .(),3-∞D .()3,+∞3.(2022·四川绵阳·高二期末(文))函数()2ln 2x x x f -=的单调递增区间为( )A .()1,-∞-B .()+∞,1C .()1,1-D .()1,04.(2022·广西桂林·高二期末(文))函数()3213f x x x =-的单调递减区间为( )A .()02,B .()()02∞∞-+,,,C .()2+∞,D .()0-∞,5.(2022·重庆长寿·高二期末)函数()65ln f x x x x=--的单调递减区间为( )A .(0,2)B .(2,3)C .(1,3)D .(3,+∞)6.(2023·全国·高三专题练习)函数21()ln 3f x x x =-的单调减区间为__________.7.(2022·全国·高二专题练习)函数2()2x x f x =的单调递增区间为__________.8.(2022·全国·高二专题练习)函数cos y x x =+的单调增区间为_________.9.(2023·全国·高三专题练习)求下列函数的单调区间(1)()211x f x x +=-;(2)()21ln 2f x x x =-; (3)()3223361f x x x x =+-+;(4)()sin ,0f x x x x π=-<<;(5)()()22e xf x x x -=+;(6)()sin 2cos xf x x=+.10.(2022·全国·高二单元测试)已知函数()()321313x x x f x =-++,求()f x 的单调区间.11.函数()x e x x f -=2的递增区间是( ) A .()0,2B .(),0∞-C .(),0∞-,()2,+∞D .()(),02,-∞+∞12.【2022年新高考2卷】已知函数f(x)=x e ax −e x . (1)当a =1时,讨论f(x)的单调性;13.(2022·四川省绵阳南山中学高二期末(理))已知函数()29ln 3f x x x x =-+在其定义域内的一个子区间()1,1m m -+上不单调,则实数m 的取值范围是( )A .51,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭C .51,2⎛⎫⎪⎝⎭D .31,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭14.(2020·河北省石家庄二中高二月考)函数1()ln f x x x=的单调递减区间为____________. 15.(2022·全国·高三专题练习(文))函数(2)e ,0()2,0x x x f x x x ⎧-≥=⎨--<⎩的单调递减区间为__________.题型二:利用导函数与原函数的关系确定原函数图像【例1】(2022·河南·高三阶段练习(文))如图为函数()f x (其定义域为[],m m -)的图象,若()f x 的导函数为()f x ',则()y f x '=的图象可能是( )A .B .C .D .【例2】(2022·四川·遂宁中学外国语实验学校高三开学考试(理))设()f x '是函数()f x 的导函数,()y f x '=的图像如图所示,则()y f x =的图像最有可能的是( )A .B .C .D .【例3】(2022·全国·高二课时练习)已知函数()y f x =在定义域3,32⎛⎫- ⎪⎝⎭内可导,其图象如图所示.记()y f x =的导函数为()y f x '=,则不等式()0xf x '≤的解集为( )A .[][)31,0,12,323⎛⎤--⋃⋃ ⎥⎝⎦B .[]18,01,2,333⎡⎤⎡⎫-⋃⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭C .[)1,12,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .31148,,,323233⎛⎫⎡⎤⎡⎫--⋃⋃ ⎪⎪⎢⎥⎢⎝⎭⎣⎦⎣⎭【例4】(2022·全国·高二单元测试)已知函数()f x 的导函数()'f x 图像如图所示,则()f x 的图像是图四个图像中的( ).A .B .C .D .【例5】(2022·广东潮州·高二期末多选题)已知函数()f x 与()f x '的图象如图所示,则下列结论正确的为( )A .曲线m 是()f x 的图象,曲线n 是()f x '的图象B .曲线m 是()f x '的图象,曲线n 是()f x 的图象C .不等式组()()02f x f x x >⎧⎨<<'⎩的解集为()0,1D .不等式组()()02f x f x x >⎧⎨<<'⎩的解集为41,3⎛⎫⎪⎝⎭【题型专练】1.(2022·江苏常州·高三阶段练习)如图是()y f x '=的图像,则函数()y f x =的单调递减区间是( )A .()2,1-B .()()2,0,2,-+∞C .(),1-∞-D .()(),1,1,-∞-+∞2.(2022·吉林·东北师大附中高三开学考试)已知函数()y f x =的部分图象如图所示,且()f x '是()f x 的导函数,则( )A .()()()()12012f f f f ''''-=-<<<B .()()()()21012f f f f ''''<<<-=-C .()()()()02112f f f f ''''>>>-=-D .()()()()21021f f f f ''''<<<-<-3.(2022·福建莆田·高二期末)定义在()1,3-上的函数()y f x =,其导函数()y f x '=图像如图所示,则()y f x =的单调递减区间是( )A .()1,0-B .()1,1-C .()0,2D .()2,34.(2022·广东广州·高二期末)已知函数()y f x =的图象是下列四个图象之一,函数()y f x ='的图象如图所示,则函数()y f x =图象是( )A .B .C .D .5.(2022·北京·牛栏山一中高二阶段练习)设()f x '是函数()f x 的导函数,在同一个直角坐标系中,()y f x =和()y f x '=的图象不可能是( )A .B .C .D .6.(2022·福建宁德·高二期末多选题)设()f x 是定义域为R 的偶函数,其导函数为()f x ',若0x ≥时,()f x 图像如图所示,则可以使()()0f x f x '⋅<成立的x 的取值范围是( )A .(),3-∞-B .()1,0-C .()0,1D .()1,3题型三:已知含量参函数在区间上单调性求参数范围【例1】(2023·全国·高三专题练习)已知函数()ax x x x f ++=2ln 的单调递减区间为1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭,则( ).A .(],3a ∈-∞-B .3a =-C .3a =D .(],3a ∈-∞【例2】(2022·全国·高三专题练习)已知函数()32391f x x mx mx =-++在()1,+∞上为单调递增函数,则实数m 的取值范围为( ) A .(),1-∞- B .[]1,1- C .[]1,3 D .[]1,3-【例3】(2022·浙江·高二开学考试)已知函数()sin cos f x x a x =+在区间ππ,42⎛⎫ ⎪⎝⎭上是减函数,则实数a 的取值范围为( )A .1a >B .1a ≥C .1a >D .1a ≥-【例4】(2022·全国·高二课时练习)若函数()2ln f x x ax x =-+在区间()1,e 上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .[)3,+∞ B .(],3-∞C .23,e 1⎡⎤+⎣⎦ D .(2,e 1⎤-∞+⎦【例5】(2022·河南·荥阳市教育体育局教学研究室高二阶段练习)已知函数()321f x x x ax =+-+在R 上为单调递增函数,则实数a 的取值范围为( ) A .1,3⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦B .1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭C .1,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .1,3⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭【例6】(2023·全国·高三专题练习)若函数1()sin 2cos 2f x x a x =+在区间(0,)π上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .(,1]-∞-B .[1,)-+∞C .(,1)-∞-D .[1,)+∞【例7】(2022·山东临沂·高二期末)若对任意的()12,,x x m ∈+∞,且当12x x <时,都有121212ln ln 3x x x x x x ->-,则m 的最小值是________.【例8】(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()()0ln 232>+-=a x x axx f ,若函数()x f 在[]2,1上为单调函数,则实数a 的取值范围是________.【题型专练】1.(2023·全国·高三专题练习)若函数2()ln 5f x x ax x =+-在区间11,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦内单调递增,则实数a 的取值范围为( ) A .(,3]-∞ B .3,2⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦C .253,8⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .25,8⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭2.(2022·山西·平遥县第二中学校高三阶段练习)若函数()ln 1f x x x ax =-+在[e,)+∞上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .(,2)-∞ B .(,2]-∞ C .(2,)+∞ D .[2,)+∞3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()sin 2cos f x a x x =+在ππ,34x ⎡⎤∈--⎢⎥⎣⎦上单调递增,则a 的取值范围为( ) A .0a ≥ B .22a -≤≤ C .2a ≥- D .0a ≥或2a ≤-4.(2022·全国·高三专题练习)若函数()d cx bx x x f +++=23的单调递减区间为()3,1-,则=+c b ( )A .-12B .-10C .8D .105.(2022·全国·高三专题练习)若函数()32236f x x mx x =-+在区间()1,+∞上为增函数,则实数m 的取值范围是_______. 6.函数321()3f x ax x a =-+在[1,2]上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .1a >B .1a ≥C .2a >D .2a ≥7.对于任意1x ,2[1,)x ∈+∞,当21x x >时,恒有2211ln 2()x a x x x <-成立,则实数a 的取值范围是( ) A .(,0]-∞ B .(,1]-∞C .(,2]-∞D .(,3]-∞8.若函数2()ln f x x x x=++在区间[],2t t +上是单调函数,则t 的取值范围是( ) A .[1,2] B .[1,)+∞C .[2,)+∞D .(1,)+∞题型四:已知含量参函数在区间上不单调,求参数范围【例1】(2022·河南宋基信阳实验中学高三阶段练习(文))已知函数()3212132a g x x x x =-++.若()g x 在()2,1--内不单调,则实数a 的取值范围是______.【例2】(2021·河南·高三阶段练习(文))已知函数()()41xf x ax x e =+-在区间[]1,3上不是单调函数,则实数a 的取值范围是( )A .2,416e e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭B .2,416e e ⎛⎤-- ⎥⎝⎦C .32,3616e e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .3,416e e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭【题型专练】 1.函数()()2244xf x e xx =--在区间()1,1k k -+上不单调,实数k 的范围是 .2.(2022·全国·高三专题练习)若函数()324132x a f x x x =-++在区间(1,4)上不单调,则实数a 的取值范围是___________.题型五:已知含量参函数存在单调区间,求参数范围【例1】(2023·全国·高三专题练习)若函数()21()ln 12g x x x b x =+--存在单调递减区间,则实数b 的取值范围是( ) A .[)3,+∞ B .()3,+∞ C .(),3-∞D .(],3-∞【例2】(2022·全国·高三专题练习)若函数()313f x x ax =-+有三个单调区间,则实数a 的取值范围是________.【例3】(2022·河北·高三阶段练习)若函数()2()e xf x x mx =+在1,12⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上存在单调递减区间,则m 的取值范围是_________.【例4】(2023·全国·高三专题练习)已知()2ln ag x x x x=+-. (1)若函数()g x 在区间[]1,2内单调递增,求实数a 的取值范围; (2)若()g x 在区间[]1,2上存在单调递增区间,求实数a 的取值范围.【题型专练】1.(2022·全国·高三专题练习(文))若函数()()0221ln 2≠--=a x ax x x h 在[]4,1上存在单调递减区间”,则实数a 的取值范围为________.2.若函数()2ln f x ax x x =+-存在增区间,则实数a 的取值范围为 .3.故函已知函数32()3()f x ax x x x =+-∈R 恰有三个单调区间,则实数a 的取值范围为( ) A .()3,-+∞ B .()()3,00,-+∞C .()(),00,3-∞D .[)3,-+∞4.已知函数()()R a x ax x x f ∈+++=123在⎪⎭⎫⎝⎛--31,32内存在单调递减区间,则实数a 的取值范围是( ) A .(0,√3] B .(−∞,√3]C .(√3,+∞)D .(√3,3)。