高三導數經典講義

2022-09-11 01:09:07 字數 4153 閱讀 8516

一、 導數的定義及運用 f(x)=

例1.設函式f(x)在處可導,則等於

a. b. c. d.

二、導數與切線: y=f(x)上一點m(x0,y0)處的切線

(1)斜率k=f/(x0) (2) y0=f(x0) (3) m(x0,y0)在切線上

例2.(理)設,則它與x軸交點處的切線的方程為

(文)p是拋物線上的點,若過點p的切線方程與直線垂直,則過p點處的切線方程是

三、導數與單調性、極值

(1).k=>0對應的區間為f(x)的單調增區間;

(2).k=<0對應的區間為f(x)的單調減區間;

(3).k==0解得的x=x0可能是極值

例3.((理)函式y=x-sinx,的最大值是( c )

a. -1 b. -1 c. d. +1

(文).為上為增函式,則a的取值範圍為

例是否有極值?

例5.已知函式,其導函式的圖象如右圖,則:( c )

a.在(-,0)上為減函式

b.在x=0處取得最大值

c.在(4,+)上為減函式

d.在x=2處取得最小值

[思路分析]:由導函式的性質知,遞增,遞減。從影象上知,當x>4時,,∴在(4,+)上遞減。

[命題分析]:考查導數的性質,函式的極值與最值,及觀察影象的能力

例6.函式的定義域為開區間,導函式在內的圖象如圖所示,則函式在開區間內有極小值點( a )

a.1個

b.2個

c.3個

d. 4個

四.含引數的導數問題

(一).利用極值時及(2) y0=f(x0)往往可以求出引數

例7.已知函式在點處取得極大值,其導函式的圖象經過點,,如圖所示.求:

(ⅰ)的值;

(ⅱ)的值.

(ⅰ)=1; (ⅱ).

例8.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

(二).根據單調性求引數範圍或分類討論引數來判斷單調區間或極值

例9. 已知函式 y=x3+ax2+bx 在[0,2]上為單調遞增,在[2,3]上單調遞減,b的範圍

例10.已知函式,其中為引數,且.

(1)當時,判斷函式是否有極值;

(2)要使函式的極小值大於零,求引數的取值範圍;

無極值;

例11. 已知向量在區間(-1,1)上是增函式,求t的取值範圍.

解:依定義

故要使在區間(-1,1)上恆成立

(三)導論極值及根的存在情況

例12.(1)求函式y=x3-3ax+2(a>0)

的極值.

(2)研究方程x3-3ax+2=0 (a>0)

何時有三個不同的實根?何時有唯一的根

練習題:

1.函式f(x)=x4-x在點p處的切線平行於直線3x-y=0,則點p的座標為( d )

a. (1,3) b. (1,-3) c. d.(1,0)

2.(理)函式f(x)=x-ex在點p處的切線平行於x軸,則點p的座標為( d )

a. (1.1-e) b.(1,e) c.(0,e) d.(0,-1)

3.若f(x)=x3+3ax2+3(a+2)x+1既有極大值又有極小值,則a的取值範圍是(c)

a.或b. >2或a<-1 d.

4.已知是r上的單調增函式,則b的取值範圍是(d)

<-1或b>2 b.或 c.-15.f(x)=|3x-x3|在[-2,2]上的最大值是 2 .

6.設函式在定義域內的導函式為,的圖象如圖1所示,則的圖象可能為 ( )

7.設函式.

(1) 求的單調區間;

(2) 若當時,不等式恆成立,求實數m的取值範圍;

7.(1)函式的定義域為..

由得或.由得或.

故增區間為,,減區間為,.

(2)由得或.由(1)知在上遞減,在上遞增.∵,且,∴時,.故時,不等式恆成立.

8.設函式

(1)用a表示;

(2)若f(x)的圖象上有兩條與y軸垂直的切線,求實數a的取值範圍;

(3)當a=2時,求f(x)在[0,3]上的最大值與小值.

8.解:(1)f′(x)=x2-(3a-1)x+2a2-f′(2a)

則f′(2a)=4a2-6a2+2a+2a2-f′(2a) 得f′(2a)=a

(2)由(1)得f′(x)=x2-(3a-1)x+2a2-a

由題可知x2-(3a-1)x+2a2-a=0有兩個不相等的實數根

3a-1)2-4(2a2-a)=(a-1)2>0a≠1

(3)a=2 f(x)= x3-x2+6x+5 f′(x)=(x-2)(x-3) f′(x)=0x1=2 x2=3

∴fmax(x)=f(2)= fmix(x)=f(0)=5

9.設函式f(x)=的圖象關於原點對稱,且f(x)的圖象在點p(1,m)處的切線的斜率為-6,且當x=2時,f(x)有極值.

(1) 求a,b,c,d的值;

(2) 若x1,x2∈[-1,1]時,求證:|f(x1)-f(x2)|≤.

9.解:(1)∵的圖象關於原點對稱,

∴∴∴∴∴

(2)由(1)∴當-1≤x≤1時,

∴函式f(x)在[-1,1]上是減函式,∴f(-1)≥≥f(1),

即≤≤,∴||≤,同理||≤,

∴≤得證.

10.已知,試問:是否存在實數,使上是減函式,且在(-1,0)上是增函式.

10.解:假設存在實數滿足題設.

,則x=0.

當x∈(-∞,0)時,當x∈(0,+∞)時,

∴在(-∞,0)上單調增遞減,在(0,+∞)上單調遞增,顯然不符合題設.

若,則x=0或,當時,

當時,當時,

當時,∴的單調增區間是

單調減區間是

要使上是減函式,且在(-1,0)上是增函式,則,即

故存在實數使f(x)在(-∞,-1)上是減函式,且在(-1,0)上是增函式.

11.已知函式,

(1)求曲線的平行於直線的切線方程;

(2)若函式在上有最大值3,求常數的值及此此函式的最小值。

(1)(1分)設所求切線的切點為,則其斜率為(2分)或(3分)

當時切點為,切線方程為當時切點為,切線方程為即(5分)

(2)函式的導數為(6分)令有或(7分)的符號和的單調性和極值如下表:

…………(10分)

由此可知故,當時取最小的值(12分)

12.已知當x≥1時,不等式xlnx≥k(x-1)恆成立,求實數k的取值範圍.

解:設當

(i)當k≤1時,單調遞增.

因為f (1) = 0,所以當x≥1時,f (x)≥0,即x lnx≥k (x-1)

(ii)當k>1時,由f′(x) = 0,得lnx = k-1,即x = ek-1.

當時,f (x)<0,

即,不合題意.綜上所述,k的取值範圍是

13.已知函式,,

(1)證明:當時,恒有

(2)當時,不等式恆成立,求實數k的取值範圍;

解:(1)設,則= ,……2分

當時,,所以函式在(0,單調遞增,又

在處連續,所以,即,

所以。……4分 (2)設,

則在(0,恆大於0,,

,……6分

的根為0和

即在區間(0,上,的根為0和

若,則在單調遞減,

且,與在(0, 恆大於0矛盾;

若,在(0,單調遞增,

且,滿足題設條件,所以,所以……

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