高考数学第二轮复习教案(10):导数题的解题技巧
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第十讲 导数题的解题技巧 【命题趋向】 导数命题趋势: 综观历届全国各套高考数学试题,我们发现对导数的考查有以下一些知识类型与特点: (1)多项式求导(结合不等式求参数取值范围),和求斜率(切线方程结合函数求最值)问题. (2)求极值, 函数单调性,应用题,与三角函数或向量结合. 分值在12---17分之间,一般为1个选择题或1个填空题,1个解答题. 【考点透视】 1.了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念. 2.熟记基本导数公式;掌握两个函数和、差、积、商的求导法则.了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数. 3.理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值. 【例题解析】 考点1 导数的概念 对概念的要求:了解导数概念的实际背景,掌握导数在一点处的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念. 例1.(2007年北京卷)()fx是31()213fxxx的导函数,则(1)f的值是 . [考查目的] 本题主要考查函数的导数和计算等基础知识和能力. [解答过程] 22()2,(1)123.fxxf 故填3. 例2. ( 2006年湖南卷)设函数()1xafxx,集合M={|()0}xfx,P='{|()0}xfx,若MP,则实
数a的取值范围是 ( ) A.(-∞,1) B.(0,1) C.(1,+∞) D. [1,+∞) [考查目的]本题主要考查函数的导数和集合等基础知识的应用能力. [解答过程]由0,,1;,1.1xaxaaxx当a>1时当a<1时
/
/22
11,0.11111.xxaxaxaayyxxxxa
综上可得MP时, 1.a
考点2 曲线的切线 (1)关于曲线在某一点的切线 求曲线y=f(x)在某一点P(x,y)的切线,即求出函数y=f(x)在P点的导数就是曲线在该点的切线的斜率. (2)关于两曲线的公切线 若一直线同时与两曲线相切,则称该直线为两曲线的公切线. 典型例题 例3.(2007年湖南文)已知函数3211()32fxxaxbx在区间[11),,(13],内各有一个极值点. (I)求24ab的最大值; (II)当248ab时,设函数()yfx在点(1(1))Af,处的切线为l,若l在点A处穿过函数()yfx的图象(即动点在点A附近沿曲线()yfx运动,经过点A时,从l的一侧进入另一侧),求函数()fx的表达式. 思路启迪:用求导来求得切线斜率. 解答过程:(I)因为函数3211()32fxxaxbx在区间[11),,(13],内分别有一个极值点,所以2()fxxaxb0在[11),,(13],内分别有一个实根, 设两实根为12xx,(12xx),则2214xxab,且2104xx≤.于是 2044ab≤
,20416ab≤,且当11x,23x,即2a,3b时等号
成立.故24ab的最大值是16. (II)解法一:由(1)1fab知()fx在点(1(1))f,处的切线l的方程是 (1)(1)(1)yffx,即21(1)32yabxa, 因为切线l在点(1())Afx,处空过()yfx的图象, 所以21()()[(1)]32gxfxabxa在1x两边附近的函数值异号,则 1x不是()gx的极值点.
而()gx321121(1)3232xaxbxabxa,且 22()(1)1(1)(1)gxxaxbabxaxaxxa.
若11a,则1x和1xa都是()gx的极值点. 所以11a,即2a,又由248ab,得1b,故321()3fxxxx. 解法二:同解法一得21()()[(1)]32gxfxabxa 2133(1)[(1)(2)]322axxxa.
因为切线l在点(1(1))Af,处穿过()yfx的图象,所以()gx在1x两边附近的函数值异号,于是存在12mm,(121mm). 当11mx时,()0gx,当21xm时,()0gx; 或当11mx时,()0gx,当21xm时,()0gx.
设233()1222aahxxx,则 当11mx时,()0hx,当21xm时,()0hx; 或当11mx时,()0hx,当21xm时,()0hx. 由(1)0h知1x是()hx的一个极值点,则3(1)21102ah, 所以2a,又由248ab,得1b,故321()3fxxxx. 例4.(2006年安徽卷)若曲线4yx的一条切线l与直线480xy垂直,则l的方程为( ) A.430xy B.450xy C.430xy D.430xy
[考查目的]本题主要考查函数的导数和直线方程等基础知识的应用能力. [解答过程]与直线480xy垂直的直线l为40xym,即4yx在某一点的导数为4,而34yx,所以4yx在(1,1)处导数为4,此点的切线为430xy. 故选A. 例5. ( 2006年重庆卷)过坐标原点且与x2+y2 -4x+2y+25=0相切的直线的方程为 ( )
A.y=-3x或y=31x B. y=-3x或y=-31x C.y=-3x或y=-31x D. y=3x或y=31x [考查目的]本题主要考查函数的导数和圆的方程、直线方程等基础知识的应用能力. [解答过程]解法1:设切线的方程为,0.ykxkxy 又22
5
21,2,1.2xy圆心为
22
2151,3830.,3.231kkkkkk
1,3.3yxyx或
故选A. 解法2:由解法1知切点坐标为1331(,),,,2222由
//22
//
//113231(,)(,)22225(2)1,22(2)210,2.113,.313,.3xxxxxx
xyxyyxyykykyyxyx
故选A. 例6.已知两抛物线axyCxxyC2221:,2:, a取何值时1C,2C有且只有一条公切线,求出此时公切线的方程. 思路启迪:先对axyCxxyC2221:,2:求导数. 解答过程:函数xxy22的导数为22'xy,曲线1C在点P(12112,xxx)处的切线方程为))(2(2)2(11121xxxxxy,即 211)1(2xxxy ① 曲线1C在点Q),(222axx的切线方程是)(2)(222xxxaxy即 axxxy2222 ② 若直线l是过点P点和Q点的公切线,则①式和②式都是l的方程,故得 1,1222121xxxx,消去2x得方程,0122121axx 若△=0)1(244a,即21a时,解得211x,此时点P、Q重合. ∴当时21a,1C和2C有且只有一条公切线,由①式得公切线方程为14yx . 考点3 导数的应用 中学阶段所涉及的初等函数在其定义域内都是可导函数,导数是研究函数性质的重要而有力的工具,特别是对于函数的单调性,以“导数”为工具,能对其进行全面的分析,为我们解决求函数的极值、最值提供了一种简明易行的方法,进而与不等式的证明,讨论方程解的情况等问题结合起来,极大地丰富了中学数学思想方法.复习时,应高度重视以下问题: 1.. 求函数的解析式; 2. 求函数的值域; 3.解决单调性问题; 4.求函数的极值(最值); 5.构造函数证明不等式. 典型例题 例7.(2006年天津卷)函数)(xf的定义域为开区间),(ba,导函数)(xf在),(ba内的图象如图所示,则函数)(xf在开区间),(ba内有极小值点( ) A.1个 B.2个 C.3个 D. 4个 [考查目的]本题主要考查函数的导数和函数图象性质等基础知识的应用能力. [解答过程]由图象可见,在区间(,0)a内的图象上有一个极小值点. 故选A.
例8 .(2007年全国一)设函数32()2338fxxaxbxc在1x及2x时取得极值. (Ⅰ)求a、b的值; (Ⅱ)若对于任意的[03]x,,都有2()fxc成立,求c的取值范围. 思路启迪:利用函数32()2338fxxaxbxc在1x及2x时取得极值构造方程组求a、b的值. 解答过程:(Ⅰ)2()663fxxaxb,
abx
y)(xfy
O