導數的應用知識點與題型歸納

2022-09-03 23:54:02 字數 5227 閱讀 1265

●高考明方向

1.了解函式的單調性與導數的關係;

能利用導數研究函式的單調性,

會求函式的單調區間(其中多項式函式不超過三次).

2.了解函式在某點取得極值的必要條件和充分條件,

會用導數求函式的極大值、極小值

其中多項式函式不超過三次);

會求閉區間上函式的最大值、最小值

其中多項式函式不超過三次)

★備考知考情

由於高考對本節知識的考查仍將突出導數的工具性,重點考查利用導數研究函式極值、最值及單調性等問題,其中蘊含對轉化與化歸、分類討論和數形結合等數學思想方法的考查,故備考時要認真掌握導數與函式單調性、極值的關係,強化導數的工具性的作用.另外,導數常與解析幾何、不等式、方程相聯絡.因此,要加強導數應用的廣泛意識,注重數學思想和方法的應用.

一、 知識梳理《名師一號》p41

注意:定義域優先原則!!!

第一課時函式的導數與單調性

知識點一函式的導數與單調性的關係

一般地,函式在某個區間內可導:

如果恒有,則是增函式。

如果恒有,則是減函式。

如果恒有,則是常數。

注意:(補充)求函式單調區間的一般步驟:

(1)求函式的定義域--單調區間必定是定義域的子集.

(2)求函式的導數

(3)令以及,

求自變數的取值範圍,即函式的單調區間。

單調區間須寫成區間!

單調性的證明方法:定義法及導數法

單調性的判斷方法:

定義法及導數法、圖象法、復合函式的單調性

(同增異減)、用已知函式的單調性等

單調性的簡單性質:

奇函式在其對稱區間上的單調性相同;

偶函式在其對稱區間上的單調性相反.

注意:《名師一號》p40 問題**問題1、2

對於可導函式f(x),

f′(x)>0是f(x)為增函式的充要條件嗎?

若不是,那其充要條件是什麼?

f′(x)>0(或f′(x)<0)僅是f(x)在某個區間上為增函式(或減函式)的充分條件,在(a,b)內可導的函式f(x)在(a,b)上遞增(或遞減)的充要條件應是f′(x)≥0(或f′(x)≤0),x∈(a,b)恆成立,且f′(x)在(a,b)的任意子區間內都不恆等於0.

由函式單調性確定引數取值範圍的方法是什麼?

(1)利用集合間的包含關係處理:

y=f(x)在(a,b)上單調,

則區間(a,b)是相應單調區間的子集.

(2)轉化為不等式的恆成立問題:

即利用「若函式單調遞增,則f′(x)≥0;

若函式單調遞減,則f′(x)≤0」來求解.

二、例題分析:

(一) 利用函式單調性確定函式的圖象

例1.《名師一號》p42 高頻考點例1

已知函式f(x)的導函式為f′(x),

若y=f′(x)的圖象如圖所示,

則函式y=f(x)的圖象可能是( )

由函式f(x)的導函式y=f′(x)的圖象自左至右是先增後減,可知函式y=f(x)圖象的切線的斜率自左至右先增大後減小,觀察圖象可知只有b符合.故選b.

注意:《名師一號》p42 高頻考點例1 規律方法

已知y=f′(x)的圖象識別y=f(x)的圖象,關鍵是理解導函式的圖象與函式圖象的公升降關係,本例中導函式y=f′(x)的圖象先遞增後遞減,且區間具有對稱性,從而可得y=f(x)圖象的斜率變化情況也應該是先遞增後遞減,並注意圖象的對稱性,正確的選項就不難得到.

注意:(補充)

一般的,如果乙個函式在某一範圍內導數的絕對值較大,

那麼函式在這個範圍內變化得快,

這時函式的影象就比較陡峭(向上或向下);

反之,函式的影象就平緩一些

(二) 求函式的單調區間

例1.(1)周練13-4

4. 函式的單調遞減區間為( )

a. b.

c.[-1,1d.

例1.(2)周練13-16

設函式f(x)=sinx-cosx+x+1,0求函式f(x)的單調區間與極值.

16.解: 由f(x)=sinx-cosx+x+1,0 知f ′(x)=1+sin(x+).

令f ′(x)=0,從而sin(x+)=-,得x=π,或x=,

當x變化時,f ′(x),f(x)變化情況如下表:

因此,由上表知f(x)的單調遞增區間是(0,π)與(,2π),

單調遞減區間是(π,),極小值為f()=,極大值為f(π)=π+2.

例1.(3)《名師一號》p43 高頻考點例2

已知函式f(x)=(k為常數,

e是自然對數的底數),

曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與x軸平行.

(1)求k的值. (2)求f(x)的單調區間.

解析:(1)由題意得f′(x)=,

又f′(1)==0,故k=1.

(2)由(1)知,f′(x)=.

設h(x)=-lnx-1(x>0),

則h′(x)=--<0,即h(x)在(0,+∞)上是減函式.

由h(1)=0知,當00,

從而f′(x)>0;

當x>1時,h(x)<0,從而f′(x)<0.

綜上可知,f(x)的單調遞增區間是(0,1),

單調遞減區間是(1,+∞).

例2.(1)(補充)周練13-17

設函式f(x)=x3-ax2+3x+5(a>0),求f(x)的單調區間.

17.解:(1)(x)=3x2-ax+3,

判別式δ=a2-36=(a-6)(a+6).

1°00對x∈r恆成立.

∴當02°a=6時,y=x3-3x2+3x+5=(x-1)3+4.∴在r上單調遞增.

3°a>6時,δ>0,由(x)>0

x>或x<.

(x)<0∴在(,+∞)和(-∞,)內單調遞增,

在(,)內單調遞減.

例2.(2)(補充)周練13-18

已知函式其中.

(1)當時,求曲線處的切線的斜率;

(2)當時,求函式的單調區間.

18.(1)解:

所以曲線處的切線的斜率為

()以下分兩種情況討論。

1)>,則<.

當變化時,的變化情況如下表:

∴ 2)<,則>,當變化時,的變化情況如下表:

∴例2.(3)(補充)基礎測試5--附加題

已知,函式.

(ⅲ)若在區間(0,]上至少存在乙個實數,

使成立,求實數的取值範圍。

(ⅲ)設 ,

,因為,,

所以,…………15分

在區間上為增函式,

則17分

依題意,只需,

即,即,

解得或(捨去) …………19分

所以正實數的取值範圍是 …………20分

注意:討論函式的單調性典例

(三) 已知函式的單調性求引數的取值範圍

例1.《名師一號》p43 高頻考點例3

已知函式f(x)=lnx-a2x2+ax(a∈r).

(1)當a=1時,求函式f(x)的單調區間;

(2)若函式f(x)在區間(1,+∞)上是減函式,

求實數a的取值範圍.

解析:(1)當a=1時,f(x)=lnx-x2+x,其定義域是:(0,+∞).

f′(x)=-2x+1=-,

令f′(x)=0,即-=0,

解得x=-或x=1.

∵x>0,∴x=1.

當00;當x>1時,f′(x)<0.

∴函式f(x)在區間(0,1)上單調遞增,

在區間(1,+∞)上單調遞減.

(2)顯然函式f(x)=lnx-a2x2+ax的定義域為(0,+∞),

∴f′(x)=-2a2x+a=

=.①當a=0時,f′(x)=>0,

∴f(x)在區間(1,+∞)上為增函式,不合題意.

②當a>0時,f′(x)≤0(x>0)

等價於(2ax+1)(ax-1)≥0(x>0),即x≥,

此時f(x)的單調遞減區間為.

由得a≥1.

③當a<0時,f′(x)≤0(x>0)

等價於(2ax+1)(ax-1)≥0(x>0),即x≥-,

此時f(x)的單調遞減區間為.

由得a≤-.

綜上,實數a的取值範圍是∪[1,+∞).

法二? 轉化為不等式恆成立問題

注意:《名師一號》p40 問題**問題1、2

對於可導函式f(x),

f′(x)>0是f(x)為增函式的充要條件嗎?

若不是,那其充要條件是什麼?

f′(x)>0(或f′(x)<0)僅是f(x)在某個區間上為增函式(或減函式)的充分條件,在(a,b)內可導的函式f(x)在(a,b)上遞增(或遞減)的充要條件應是f′(x)≥0(或f′(x)≤0),x∈(a,b)恆成立,且f′(x)在(a,b)的任意子區間內都不恆等於0.

由函式單調性確定引數取值範圍的方法是什麼?

(1)利用集合間的包含關係處理:

y=f(x)在(a,b)上單調,

則區間(a,b)是相應單調區間的子集.

(2)轉化為不等式的恆成立問題:

即利用「若函式單調遞增,則f′(x)≥0;

若函式單調遞減,則f′(x)≤0」來求解.

練習1:已知函式,.

(ⅰ)討論函式的單調區間;

(ⅱ)設函式在區間內是減函式,

求的取值範圍.

解:(1)

求導:當時,,

在上遞增

當, 求得兩根為

即在遞增,

遞減,遞增

(2)依題意,即且

所以,且

解得:解法二:依題意得時,

即, 因為開口方向向上,

故必在或取得

所以等價於解得:

練習2:周練13-14

已知函式f(x)=在區間(-2,+∞)上單調遞減,則實數a的取值範圍是________.

14. 由題可知,函式f(x)=在區間(-2,+∞)上單調遞減,所以其導函式f′(x)==在(-2,+∞)上小於零,解得a>6.

法二:,當即時在區間(-2,+∞)上單調遞減.

變式:計時雙基練p217 基礎8

已知函式在區間(-2,+∞)上單調遞增,

則實數a的取值範圍是________.

則注意:單調區間必是定義域的子集!

例2.(補充)

若函式f(x)=x3-12x在區間(k-1,k+1)

上不是單調函式,則實數k的取值範圍是(  )

a.k≤-3或-1≤k≤1或k≥3

b.-3c.-2

導數知識點歸納總結

一 導數 1.導數的幾何意義 求函式在某點處的切線方程 函式在點處的導數的幾何意義就是曲線在點處的切線的斜率,也就是說,曲線在點p處的切線的斜率是,切線方程為 2 基本常見函式的導數 c為常數 二 導數的運算 1.導數的四則運算 法則1 兩個函式的和 或差 的導數,等於這兩個函式的導數的和 或差 即...

向量知識點歸納與常見題型總結

一 向量知識點歸納 1 與向量概念有關的問題 向量不同於數量,數量是只有大小的量 稱標量 而向量既有大小又有方向 數量可以比較大小,而向量不能比較大小,只有它的模才能比較大小.記號 錯了,而 才有意義.有些向量與起點有關,有些向量與起點無關.由於一切向量有其共性 大小和方向 故我們只研究與起點無關的...

導數應用的題型與方法

一 複習目標 1 了解導數的概念,能利用導數定義求導數 掌握函式在一點處的導數的定義和導數的幾何意義,理解導函式的概念 了解曲線的切線的概念 在了解瞬時速度的基礎上抽象出變化率的概念 2 熟記基本導數公式 c,x m為有理數 sin x,cos x,e,a,lnx,logx的導數 掌握兩個函式四則運...