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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