題型一:利用導數研究函式的極值、最值。
1. 在區間上的最大值是 2
2.已知函式處有極大值,則常數c= 6 ;
3.函式有極小值 -1 ,極大值 3
題型二:利用導數幾何意義求切線方程
1.曲線在點處的切線方程是
2.若曲線在p點處的切線平行於直線,則p點的座標為 (1,0
3.若曲線的一條切線與直線垂直,則的方程為
4.求下列直線的方程:
(1)曲線在p(-1,1)處的切線; (2)曲線過點p(3,5)的切線;
解:(1)
所以切線方程為
(2)顯然點p(3,5)不在曲線上,所以可設切點為,則①又函式的導數為,
所以過點的切線的斜率為,又切線過、p(3,5)點,所以有②,由①②聯立方程組得,,即切點為(1,1)時,切線斜率為;當切點為(5,25)時,切線斜率為;所以所求的切線有兩條,方程分別為
題型三:利用導數研究函式的單調性,極值、最值
1.已知函式的切線方程為y=3x+1
(ⅰ)若函式處有極值,求的表示式;
(ⅱ)在(ⅰ)的條件下,求函式在[-3,1]上的最大值;
(ⅲ)若函式在區間[-2,1]上單調遞增,求實數b的取值範圍
解:(1)由
過的切線方程為: 而過
故∵ ③
由①②③得 a=2,b=-4,c=5
(2)當
又在[-3,1]上最大值是13。
(3)y=f(x)在[-2,1]上單調遞增,又由①知2a+b=0。
依題意在[-2,1]上恒有≥0,即
①當;②當;
③當綜上所述,引數b的取值範圍是
2.已知三次函式在和時取極值,且.
(1) 求函式的表示式;
(2) 求函式的單調區間和極值;
(3) 若函式在區間上的值域為,試求、應滿足的條件.
解:(1
由題意得,是的兩個根,解得,.
再由可得
(2) ,
當時,;當時,;
當時,;當時,;
當時,.∴函式在區間上是增函式;
在區間上是減函式;在區間上是增函式.
函式的極大值是,極小值是
(3) 函式的圖象是由的圖象向右平移個單位,向上平移4個單位得到的,
所以,函式在區間上的值域為().
而,∴,即
於是,函式在區間上的值域為.
令得或.由的單調性知,,即.
綜上所述,、應滿足的條件是:,且
3.設函式.
(1)若的圖象與直線相切,切點橫座標為2,且在處取極值,求實數的值;
(2)當b=1時,試證明:不論a取何實數,函式總有兩個不同的極值點.
解:(1)
由題意,代入上式,解之得:a=1,b=1.
(2)當b=1時,
因故方程有兩個不同實根.
不妨設,由可判斷的符號如下:
當>0;當<0;當>0
因此是極大值點,是極小值點.,當b=1時,不論a取何實數,函式總有兩個不同的極值點。
題型四:利用導數研究函式的圖象
1.如右圖:是f(x)的導函式, 的圖象如右圖所示,則f(x)的圖象只可能是( d )
(abcd)
2.函式( a )
3.方程b )
a、0b、1c、2d、3
題型五:利用單調性、極值、最值情況,求引數取值範圍
1.設函式
(1)求函式的單調區間、極值.
(2)若當時,恒有,試確定a的取值範圍.
解:(1)=,令得
列表如下:
∴在(a,3a)上單調遞增,在(-∞,a)和(3a,+∞)上單調遞減
時,,時
(2)∵,∴對稱軸,
∴在[a+1,a+2]上單調遞減
∴,依題, 即
解得,又 ∴a的取值範圍是
2.已知函式f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-與x=1時都取得極值(1)求a、b的值與函式f(x)的單調區間
(2)若對x〔-1,2〕,不等式f(x)c2恆成立,求c的取值範圍。
解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f(x)=3x2+2ax+b
由f()=,f(1)=3+2a+b=0得a=,b=-2
f(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函式f(x)的單調區間如下表:
所以函式f(x)的遞增區間是(-,-)與(1,+),遞減區間是(-,1)
(2)f(x)=x3-x2-2x+c,x〔-1,2〕,當x=-時,f(x)=+c
為極大值,而f(2)=2+c,則f(2)=2+c為最大值。
要使f(x)c2(x〔-1,2〕)恆成立,只需c2f(2)=2+c,解得c-1或c2
題型六:利用導數研究方程的根
1.已知平面向量=(,-1). =(,).
(1)若存在不同時為零的實數k和t,使=+(t2-3),=-k+t,⊥,
試求函式關係式k=f(t) ;
(2) 據(1)的結論,討論關於t的方程f(t)-k=0的解的情況.
解:(1)∵⊥,∴=0 即[+(t2-3) ]·(-k+t)=0.
整理後得-k+[t-k(t2-3)] + (t2-3)·=0
∵=0,=4,=1,∴上式化為-4k+t(t2-3)=0,即k=t(t2-3)
(2)討論方程t(t2-3)-k=0的解的情況,可以看作曲線f(t)= t(t2-3)與直線y=k的交點個數.
於是f′(t)= (t2-1)= (t+1)(t-1).
令f′(t)=0,解得t1=-1,t2=1.當t變化時,f′(t)、f(t)的變化情況如下表:
當t=-1時,f(t)有極大值,f(t)極大值=.
當t=1時,f(t)有極小值,f(t)極小值=-
函式f(t)=t(t2-3)的圖象如圖13-2-1所示,
可觀察出:
(1)當k>或k<-時,方程f(t)-k=0有且只有一解;
(2)當k=或k=-時,方程f(t)-k=0有兩解;
(3) 當-<k<時,方程f(t)-k=0有三解.
題型七:導數與不等式的綜合
1.設在上是單調函式.
(1)求實數的取值範圍;
(2)設≥1,≥1,且,求證:.
解:(1) 若在上是單調遞減函式,則須這樣的實數a不存在.故在上不可能是單調遞減函式.
若在上是單調遞增函式,則≤,
由於.從而0(2)方法1、可知在上只能為單調增函式. 若1≤,則若1≤矛盾,故只有成立.
方法2:設,兩式相減得 ≥1,u≥1,
,2.已知為實數,函式
(1)若函式的圖象上有與軸平行的切線,求的取值範圍
(2)若,(ⅰ)求函式的單調區間
(ⅱ)證明對任意的,不等式恆成立
解:, 函式的圖象有與軸平行的切線,有實數解
,,所以的取值範圍是
,,,由或;由
的單調遞增區間是;單調減區間為
易知的最大值為,的極小值為,又
在上的最大值,最小值
對任意,恒有
統計表明,某種型號的汽車在勻速行駛中每小時的耗油量(公升)關於行駛速度(千公尺/小時)的函式解析式可以表示為:
已知甲、乙兩地相距100千公尺。
(i)當汽車以40千公尺/小時的速度勻速行駛時,從甲地到乙地要耗油多少公升?
(ii)當汽車以多大的速度勻速行駛時,從甲地到乙地耗油最少?最少為多少公升?
解:(i)當時,汽車從甲地到乙地行駛了小時,
要耗沒(公升)。
(ii)當速度為千公尺/小時時,汽車從甲地到乙地行駛了小時,設耗油量為公升,
依題意得
令得當時,是減函式;
當時,是增函式。
當時,取到極小值
因為在上只有乙個極值,所以它是最小值。
答:當汽車以40千公尺/小時的速度勻速行駛時,從甲地到乙地耗油17.5公升。當汽車以80千公尺/小時的速度勻速行駛時,從甲地到乙地耗油最少,最少為11.25公升。
題型九:導數與向量的結合
1.設平面向量若存在不同時為零的兩個實數s、t及實數k,使
(1)求函式關係式;
(2)若函式在上是單調函式,求k的取值範圍。
解:(1)
(2)則在上有
由;由。
因為在t∈上是增函式,所以不存在k,使在上恆成立。故k的取值範圍是。
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