01利用導數探求引數的取值範圍教師版

2023-01-17 02:54:03 字數 2934 閱讀 5774

教師版利用導數探求引數的取值範圍是近幾年高考的重點和熱點,由於導數是高等數學的基礎,對於中學生來說運算量大、思維密度強、解題方法靈活、綜合性高等特點,成為每年高考的壓軸題,因此也是學生感到頭疼和茫然的一型別題,究其原因,其一,基礎知識掌握不夠到位(導數的幾何意義、導數的應用),其二,沒有形成具體的解題格式和套路,從而導致學生產生恐懼心理,成為考試一大障礙,本文就高中階段該類題型和相應的對策加以總結.

1. 與函式零點有關的引數範圍問題

函式的零點,即的根,亦即函式的圖象與軸交點橫座標,與函式零點有關的引數範圍問題,往往利用導數研究函式的單調區間和極值點,並結合特殊點,從而判斷函式的大致影象,討論其圖象與軸的位置關係,進而確定引數的取值範圍.

例1設函式.(i)求函式的單調遞增區間;

(ii)若關於的方程在區間內恰有兩個零點,求實數的取值範圍.

思路分析:(ⅰ)求出導數,根據導數大於0求得的單調遞增區間.

(ⅱ)令.利用導數求出的單調區間和極值點,畫出其簡圖,結合函式零點的判定定理找出所滿足的條件,由此便可求出的取值範圍.

綜上所述,的取值範圍是

2. 與曲線的切線有關的引數取值範圍問題

函式在點處的導數就是相應曲線在點處切線的斜率,即,此類試題先求導數,然後轉化為關於自變數的函式,通過求值域,從而得到切線斜率的取值範圍,而切線斜率又與其傾斜角有關,所以又會轉化為求切斜角範圍問題.

例2. 若點p是函式圖象上任意一點,且在點p處切線的傾斜角為,則的最小值是( )

a. b. c. d.

思路分析:先求導函式的值域,即切線斜率範圍,而(),再結合的圖象求的最小值.

3.與不等式恆成立問題有關的引數範圍問題

含引數的不等式恆成立的處理方法:①的圖象永遠落在圖象的上方;②建構函式法,一般構造,;③參變分離法,將不等式等價變形為,或,進而轉化為求函式的最值.

3.1 參變分離法

將已知恆成立的不等式由等價原理把引數和變數分離開,轉化為乙個已知函式的最值問題處理,關鍵是搞清楚哪個是變數哪個是引數,一般遵循「知道誰的範圍,誰是變數;求誰的範圍,誰是引數」的原則.

例3.已知函式.

(i)討論的單調性;

(ⅱ)若在(1,+)恆成立,求實數a的取值範圍.

思路分析:(i)首先應明確函式的定義域為,其次求導數,討論①當時, ②當時,導函式值的正負,求得函式的單調性.

(ii)注意到,即,建構函式,研究其單調性

在為增函式,從而由,得到.

在上,,得,即,故在為增函式,3.2 建構函式法

參變分離後雖然轉化為乙個已知函式的最值問題,但是有些函式解析式複雜,利用導數知識無法完成,或者是不易參變分離,故可利用建構函式法.

例4.已知函式.

(1)求的單調區間;

(2)若,在區間恆成立,求a的取值範圍.

思路分析:(1)的定義域為. 注意分以下情況討論導函式值的正負,確定函式的單調區間., ,等.

(2)由題意得恆成立.引入函, 則 ,得到在區間上是增函式,從而只需

,求得 .

4.與函式單調區間有關的引數範圍問題

若函式在某乙個區間可導,函式在區間單調遞增;函式在區間單調遞減.

若函式在某乙個區間可導,且函式在區間單調遞增恆成立;函式在區間單調遞減恆成立.

4.1 引數在函式解析式中

轉化為恆成立和恆成立問題後,利用恆成立問題的解題方法處理

例5. 已知函式.

(1)若函式的圖象在處的切線斜率為,求實數的值;

(2)若函式在上是減函式,求實數的取值範圍.

思路分析:(ⅰ)先求導數,再由函式的圖象在x=2處的切線的斜率為1,令求解;(2)求出,由函式為上的單調減函式,得出在上恆成立,構造,判斷在上為減函式,從而求解.

點評:該題考察導數的幾何意義和導數的應用等基礎知識,考察基本的運算能力,屬於容易題,在第二問中,轉化為恆成立問題,利用參變分離的方法求引數的範圍是解題的關鍵.

4.2 引數在定義域中

函式解析式確定,故可先確定其單調區間,然後讓所給定義域區間包含在單調區間中.

例6. 已知二次函式h(x)=ax2+bx+c(其中c<3),其導函式的圖象如圖,f(x)=6lnx+h(x).

①求f(x)在x=3處的切線斜率;

②若f(x)在區間(m,m+)上是單調函式,求實數m的取值範圍;

③若對任意k∈[-1,1],函式y=kx(x∈(0,6])的圖象總在函式y=f(x)圖象的上方,求c的取值範圍.

思路分析:①根據影象求出一次導函式的解析式,那麼函式的導函式就很容易得到了,所求的切線斜率即是其所對應的的導函式值;②根據函式的單調性與導數的關係求出函式的三個單調區間,使得所給的區間在任何乙個單調區間內即可求出未知數的取值範圍;③由已知條件先導出和有關的不等式,將放在不等式的一邊,那麼就有的最小值也要大於等於不等式另一邊式子的最大值,才能保證不等式恆成立,由函式的單調性和導數的關係求最值即可.

5.與邏輯有關的引數範圍問題

新課程增加了全稱量詞和特稱量詞應用這一知識點,並且在考試卷中屢屢出現,使得恆成立問題花樣推陳出新,別有一番風味,解決的關鍵是弄懂量詞的特定含義.

例7. 已知函式.

(ⅰ)求的單調區間;

(ⅱ)設,若對任意,均存在,使得<,求的取值範圍.

思路分析:(ⅰ)求的單調區間,常利用的導數來判斷,本題由,由於的值不確定,需對的取值範圍進行分類討論,從而求出的單調區間;(ⅱ)對任意,均存在,使得<,等價於在上有,只需分別求出與的最大值,利用,就能求出的取值範圍.

綜合上述五種型別,利用導數求解含參問題時,首先具備必要的基礎知識(導數的幾何意義、導數在單調性上的應用、函式的極值求法、最值求法等),其次要靈活掌握各種解題方法和運算技巧,比如參變分離法,分類討論思想和數形結合思想等,涉及極值和最值問題時,一般情況下先求導函式,然後觀察能否分解因式,若能則比較根的大小,並與定義域比較位置關係、分段考慮導函式符號,劃分單調區間,判斷函式大致影象;若不能分解因式,則考慮二次求導,研究函式是否具有單調性.利用導數處理引數範圍問題並不可怕,關鍵在於通過解題不斷摸索解題思路,形成一種解題格式和套路.

導數中引數的取值範圍問題

題型一 最常見的關於函式的單調區間 極值 最值 不等式恆成立 經驗1 此類問題提倡按以下三個步驟進行解決 第一步 令得到幾個根 第二步 列表如下 第三步 由表可知 經驗2 不等式恆成立問題的實質是函式的最值問題,常見處理方法有四種 第一種 變更主元 即關於某字母的一次函式 題型特徵 已知誰的範圍就把...

導數的應用 利用導數證明不等式

g x 在x 1時,取得最大值,即g x max g 1 1 e,a 1 e,即a的取值範圍是 1 e,2 記f x f x 1 x 則f x ex 1 x,令h x f x ex 1 x,則h x ex 1 當x 0時,h x 0,h x 在 0,上為增函式,又h x 在x 0處連續,h x h ...

導數含引數問題的分類討論

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