【考點一】導數運算及幾何意義的應用
1.(2012高考廣東卷,理12)曲線在點處的切線方程為 .
【考查知識點】導數的運算及幾何意義
【分析】利用幾何性質確定曲線在某點處的切線斜率,進而解決曲線的切線問題.
【答案】
【解析】由已知,得,又當時,,此時,
故切線方程為,即.
【點評】利用導數求曲線過點的切線應注意p點是否在曲線上,若p點在曲線上,可利用三個關係,即p點的座標適合曲線方程,p點座標適合切線方程,p點處的切線斜率為.
2.(2011高考全國ⅱ卷,理8)曲線在點處的切線與直線和圍成的三角形的面積為( )
abcd.1
【考查知識點】導數的運算及幾何意義
【答案】a
【解析】由已知,得,
故曲線在點處的切線方程為,
易得切線與直線和圍成的三角形的面積為.
3.(2012高考安徽卷,理19)設.
()求在上的最小值;
()設曲線在點處的切線方程為,求的值.
【考查知識點】函式、導數的基礎知識,運用導數研究函式性質等基本方法
【分析】利用導數判斷函式的單調性,總而求出函式的最值;利用三個關係,即p點的座標適合曲線方程,p點座標適合切線方程,p點處的切線斜率為。列方程組求解出變數的值.
【解析】()由題,得,
由及,得,
令,得,即,
解得,即,
①當時,,此時在上單調遞增,
故最小值為;
②當時,,
此時在上單調遞減,在上單調遞增,
故最小值為.
(),由題意得:.
【反思總結】求函式的最值時,先判斷函式的單調性,同時注意函式的定義域.
【考點二】利用導數討論函式的性質(單調性、極值、最值、零點)
1.(2012高考廣東卷,理21)
設,集合,,.
(1)求集合d(用區間表示);
(2)求函式在d內的極值點.
【考查知識點】集合、二元一次不等式的相關知識及利用導數求函式極值
【分析】(1)求集合d時,首先求出集合b,再找a與b的交集;
(2)求極值點時,要在第一問的基礎上進行,故也分為3種情況,其次是討論極值點和區間的位置關係,即極值點是否在所討論的區間內.
【解析】(1)記,則
①當,即時,,此時
②當,即時,
,又,故
當時,當時,(2)由得或,
因,所以函式在和上單調遞增,在上單調遞減,
①當時,,
故函式在d內有乙個極大值點a,有乙個極小值點1;
②當時,,∵∴
∴在d內有乙個極大值點a,無極小值點;
③當時,,則
又∵∴在d內無極值點.
【反思總結】(1)解一元二次不等式時,通常有以下幾個步驟:①判斷的正負,本題在此處進行分類討論;②當時,根據對應二次函式開口的方向及不等式中不等號即可求出解集;當時,求出對應二次函式的根,並判斷兩個根的大小關係,當根之間的大小關係確定時可求解,當根之間的大小關係不確定時,此處還需要進行分類討論;
(2)對於本題,求函式在區間內的極值時,有以下幾個步驟:①求導數,令導數為0,求出方程的根(當方程的根不能直接求出時,首先也應該討論的正負),②判斷根之間的大小關係,並確定函式的單調區間(根之間的大小關係不確定時也需要分類討論)③討論方程的根和區間之間的位置關係(不確定方程的根和區間之間位置關係的時候進行分類討論,本題即是在此處進行的討論);④最終求出極值點.通過以上幾個步驟求極值點時可能需要討論的地方有三處,需要引起注意.
2.(2012高考北京卷,理18)已知函式,,
(1)若曲線與曲線在它們的交點處有公共切線,求a,b的值;
(2)當時,求函式的單調區間,並求其在區間上的最大值.
【考查知識點】導數的運算及幾何意義,利用導數求函式的最值
【分析】(1)對於第一問,利用滿足和,同時與在處的切線斜率相同即能求解;
(2)利用導數的正負情況判斷單調性,再利用單調性求出最值.
【解析】(1)由,則,,
由,則,,
由為公共切點,可得①
又,,,即,代入①式可得:.
(2),設
則,令,解得:,;
,,原函式在和上單調遞增,在單調遞減,
①若,即時,最大值為;
②若,即時,最大值為
③若時,即時,最大值為.
綜上所述:當時,最大值為;
當時,最大值為.
【反思總結】求函式的最值時,首先應求出極值,再和端點值進行比較;而求極值時,注意討論方程有無根,根之間的大小關係以及極值點和區間的位置關係.
3.(2012高考新課標卷,理21)已知函式滿足;
(1)求的解析式及單調區間;
(2)若,求的最大值.
【考查知識點】導數的運算,利用導數求單調區間,利用導數解決恆成立問題及最值問題
【分析】(1)求解析式的關鍵是求出及,所以根據及列兩個方程求解即可;
(2)求單調區間相當於求和的解集,而此題中,無法直接求出不等式的解集,但注意到,此題轉化為判斷與的大小關係,故將看成新的函式,通過的單調性判斷即可;
(3)屬於恆成立問題,首先轉化為,故,從而轉化為最值問題;求解最值時,針對於根的情況進行分類討論得到時,,,因此求的最大值轉化為求的最大值.
【解析】(1)由,得,
令得又由,得,故
因此,則
又,故在上單調遞增,
而,故當時,,函式單調遞增,
當時,,函式單調遞減,
綜上,的解析式為
且單調遞增區間為,單調遞減區間為
(2)得,
,①當時,在上單調遞增,
時,與矛盾
②當時,,,
故當時,
則,令,則,
又,,故當時,
當時,的最大值為.
【反思總結】此題具有典型性,尤其是第二問,注意轉化思想的考查,通常將恆成立問題轉化為最值問題.
4.(2012高考江蘇卷,18)若函式在處取得極大值或極小值,則稱為函式的極值點.
已知是實數,1和是函式的兩個極值點.
(1)求和的值;
(2)設函式的導函式,求的極值點;
(3)設,其中,求函式的零點個數.
【考查知識點】函式的概念和性質,導數的應用
【分析】(1)求出的導數,根據1和是函式的兩個極值點代入列方程組求解即可.
(2)由(1)得,,求出,令,求解討論即可.
(3)比較複雜,先分和討論關於的方程根的情況;再考慮函式的零點.
【解析】(1)由,得.
∵1和是函式的兩個極值點,
∴,,解得.
(2)∵ 由(1)得, ,
∴,解得.
∵當時,;當時,,
∴是的極值點.
∵當或時,,∴不是的極值點.
∴的極值點是-2.
(3)令,則.
先討論關於的方程根的情況(),
當時,由(2)可知,的兩個不同的根為1 和-2 ,
注意到是奇函式,∴的兩個不同的根為-1和2.
當時,∵, ,
∴-2 ,-1,1 ,2 都不是的根.
由(1)知.
① 當時, ,
於是是單調增函式,從而.
此時在無實根.
② 當時.,於是是單調增函式.
又∵,,的圖象不間斷,
∴在內有唯一實根.
同理,在內有唯一實根.
③ 當時,,於是是單調減函式.
又∵,,的圖象不間斷,
∴在內有唯一實根.
因此當時,有兩個不同的根滿足;
當時,有三個不同的根,滿足.
現考慮函式的零點:
(ⅰ)當時,有兩個根,滿足.
而有三個不同的根,有兩個不同的根,
故有5個零點.
(ⅱ)當時,有三個不同的根,滿足.
而有三個不同的根,故有9個零點.
綜上所述,當時,函式有5個零點;
當時,函式有9個零點.
【反思總結】利用導數求函式的零點的方法是先判斷函式的單調性;當函式單調時,根據其端點值情況判斷;當函式不單調時,根據其區間內的極值點和端點值情況判斷.
5.(2012高考福建卷,理20)已知函式,,
(ⅰ)若曲線在點處的切線平行於x軸,求函式的單調區間;
(ⅱ)試確定a的取值範圍,使得曲線上存在唯一的點p,曲線在該點處的切線與曲線只有乙個公共點p.
【考查知識點】本題主要考查函式導數的應用、二次函式的性質、函式零點的存在性定理等基礎知識,考查推理論證能力、基本運算能力、抽象概括能力,以及分類與整合思想、數形結合思想、化歸與轉化思想
【分析】(1)利用導數的運算及幾何意義求解;(2)將切線與曲線有乙個公共點轉化為函式只有乙個零點,通過判斷函式的單調性及其極值情況討論.
【解析】(ⅰ)由於,故在點處的切線斜率為,
所以,則,
此時,由,得,
當時,,當時,,
所以的單調遞減區間為,單調遞增區間為.
(ⅱ)設點,
則曲線在點p處的切線方程為,
令,故在點p處的切線與曲線只有乙個公共點等價於有唯一零點,
因,且,
①若,當時,,則時,,
當時,,則時,,
故只有唯一零點,
但由於點p的任意性,與題中要求唯一的點p矛盾,故不符合題意;
②若,令,則,,
令,得,記,
則當時,,從而在內單調遞減;
當時,,從而在內單調遞增,
(ⅰ)若,由時,,
時,,知在r上單調遞增,
所以函式在r上有且只有乙個零點;
(ⅱ)若,由於在內單調遞增,且,
則當時,有,故,
任取,有,
又當時,易知
其中,,
由於,則必存在,使得,
所以,故在內存在零點,
即在r上至少有兩個零點;
(ⅲ)若,仿照(ⅱ)並利用,
可證函式在r上至少有兩個零點.
綜上所述,當時,曲線存在唯一的點,
曲線在該點處的切線與曲線只有乙個公共點p.
【考點三】恆成立及存在性問題
1.(2011高考北京卷,理18)已知函式.
(1)求的單調區間;
(2)若對,都有,求k的取值範圍.
【考查知識點】導數的運算、運用導數求函式的單調區間及最值
【分析】(1)求導後,通過導數的正負求出單調區間;(2)將「,都有」轉化為「當時,」.
【解析】(1)由已知,得,
令,得,
當時,在和上單調遞增,在上單調遞減,
當時,在和上單調遞減,在上單調遞增.
(2)當時,,所以不可能對,都有;
當時,由(1)知在上的最大值為,
所以對,都有,等價於,解得,
故對,都有時,k的取值範圍為.
【反思總結】利用導數求單調區間的步驟是:求函式的定義域、求導、求解和、寫出函式的單調區間;
涉及到恆成立問題時,通常轉化為最值問題,一般先將涉及到的不等式兩側的某一側化為常數或0,然後將「在d上恆成立轉化為」,將「在d上恆成立轉化為」.
2.(2011高考湖南卷,文22)設函式
(i)討論的單調性;
(ii)若有兩個極值點,記過點的直線的斜率為k,問:是否存在,使得若存在,求出的值,若不存在,請說明理由.
05專題五導數及其應用
一 選擇題 1 已知曲線的一條切線的斜率為,則切點的橫座標為 a 3b 2c 1d 2 函式f x cos2x 2cos2的乙個單調增區間是 abcd 3 函式f x 的定義域為開區間 a,b 導函式是 a,b 內的圖象如圖所示,則函式f x 在開區間 a,b 內有極小值點 a 1個b 2個c 3個...
導數及其應用
知識 方法點撥 導數的應用極其廣泛,是研究函式性質 證明不等式 研究曲線的切線和解決一些實際問題的有力工具,也是提出問題 分析問題和進行理性思維訓練的良好素材。同時,導數是初等數學與高等數學緊密銜接的重要內容,體現了高等數學思想及方法。1 重視導數的實際背景。導數概念本身有著豐富的實際意義,對導數概...
導數及其應用 3 2導數的應用 學生
響水二中高三數學 理 一輪複習學案第三編導數及其應用主備人張靈芝總第13期 3.2 導數的應用 班級姓名等第 基礎自測 1.函式y f x 的圖象過原點且它的導函式g f x 的圖象是如圖所示的一條直線,則y f x 圖象的頂點在第象限.2.已知對任意實數x,有f x f x g x g x 且x ...