高三数学第一轮复习导数的应用研究1
高三数学一轮复习第2课时导数的应用(一)单调性学案

高三数学一轮复习第2课时导数的应用(一)单调性学案【课本导读】函数的单调性(1)设函数y=f(x)在某个区间内,若f′(x) 0,则f(x)为增函数;若f′(x) 0,则f(x)为减函数.(2)求可导函数f(x)单调区间的步骤:①确定f(x)的;②求导数f′(x);③令f′(x) 0(或f′(x) 0),解出相应的x的范围;④当时,f(x)在相应区间上是增函数,当时,f(x)在相应区间上是减函数.【教材回归】1.(2012·辽宁)函数y=12x2-ln x的单调减区间为( )A.(-1,1] B.(0,1]C.[1,+∞)D.(0,+∞)2.已知函数f(x)=x2(x-a).(1)若f(x)在(2,3)上单调,则实数a的取值范围是________;(2)若f(x)在(2,3)上不单调,则实数a的取值范围是________.3.已知f(x)=sin x+2x,x∈R,且f(1-a)+f(2a)<0,则a的取值范围是________.4.若f(x)=-12x2+b ln(x+2)在(-1,+∞)上是减函数,则b的取值范围是( )A.[-1,+∞)B.(-1,+∞)C.(-∞,-1] D.(-∞,-1)【授人以渔】题型一求函数的单调区间例1 (1)求函数f(x)=x2+1x-1的单调区间.(2)求函数f(x)=x+21-x的单调区间.(3)求函数f(x)=1x ln x的单调区间.思考题1 求下列函数的单调区间:(1)f(x)=(x-1)2-ln(x-1)2;(2) f(x)=(x-1)e x-x2.题型二讨论函数的单调性例2 (2011·北京)已知函数f(x)=.求f(x)的单调区间.思考题2 已知函数f(x)=a ln x+2a2x+x(a≠0).(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x-2y=0垂直,求实数a的值;(2)讨论函数f(x)的单调性.题型三利用单调性求参数范围例3 设函数f(x)=x(e x-1)-ax2.(1)若a=12,求f(x)的单调区间;(2)若当x≥0时f(x)≥0,求a的取值范围.思考题3 (1)设函数f(x)=13x3-a2x2+bx+c,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=1.①求b,c的值;②若a>0,求函数f(x)的单调区间;③设函数g(x)=f(x)+2x,且g(x)在区间(-2,-1)内存在单调递减区间,求实数a的取值范围.【本课总结】1.在某个区间(a,b)上,若f′(x)>0,则f(x)在这个区间上单调递增;若f′(x)<0,则f(x)在这个区间上单调递减;若f′(x)=0恒成立,则f(x)在这个区间上为常数函数;若f′(x)的符号不确定,则f(x)不是单调函数.2.若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递增,则f′(x)≥0,且在(a,b)的任意子区间,等号不恒成立;若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递减,则f′(x)≤0,且在(a,b)的任意子区间,等号不恒成立.3.使f′(x)=0的离散的点不影响函数的单调性.【自助餐】1.若函数f(x)=(x2-2x)e x在(a,b)上单调递减,则b-a的最大值为( )A.2 B. 2 C.4 D.2 22.函数f(x)=(x-3)e x的单调递增区间是( )A.(-∞,2) B.(0,3)C.(1,4) D.(2,+∞)3.若函数f(x)的导函数f′(x)=x2-4x+3,则使函数f(x-1)单调递减的一个充分不必要条件是x∈( )A.(0,1) B.[0,2]C.(2,3) D.(2,4)4.设f(x),g(x)在[a,b]上可导,且f′(x)>g′(x),则当a<x<b时,有( )A.f(x)>g(x)B.f(x)<g(x)C.f(x)+g(a)>g(x)+f(a)D.f(x)+g(b)>g(x)+f(b)5.已知函数f(x)=e x(ax+b)-x2-4x,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=4x+4.(1)求a,b的值;(2)讨论f(x)的单调性,并求f(x)的极大值.。
《名师伴你行》数学一轮复习--导数的应用(1)省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第13页
3.已知二次函数f(x)的图像如图所示,那么其导函数 f′(x)的图像大致形状是( )
第14页
A.
B.
C.
D.
第15页
解析:由函数f(x)的图像知,当x∈(-∞,1)时,f(x)为 减函数,∴f′(x)<0.
当x∈(1,+∞)时,f(x)为增函数,∴f′(x)>0. 答案:C
第16页
名师伴你行
级高考数学一轮复习课件
第1页
§3.2 导数的应用(一)
第2页
[高考调研 明确考向]
考纲解读
考情分析
•了解函数单调性和导数的关系;能 •利用导数研究函数的单调性、极值
利用导数来研究函数单调性,会求 是近几年高考的热点. 函数的单调区间(其中多项式函数一 •选择题、填空题侧重于利用导数确 般不超过三次). •了解函数在某点取得极值的必要条 定函数的单调性和极值.解答题侧
件和充分条件;会用导数求函数的 重于导数与函数、解析几何、不等
极大值、极小值(其中多项式函数一 式、数列的综合应用,一般难度较
般不超过三次).
大,属中高档题.
第3页
知识梳理 1.函数的单调性与导数 在(a,b)内可导函数f(x),f′(x)在(a,b)任意子区间内都 不恒等于0.
f′(x)≥0⇔f(x)为□1 ______________; f′(x)≤0⇔f(x)为□2 ______________.
围;若不是,请说明理由.
第21页
解析:(1)当a=-2时,f(x)=(-x2-2x)e-x, ∴f′(x)=(x2-2)e-x. 令f′(x)<0,得x2-2<0. ∴- 2<x< 2. ∴函数的单调递减区间是(- 2, 2). (注:写成[- 2, 2]也对)
高考数学一轮总复习第三章导数及应用1导数的概念及运算课件理

(2)求过点 P 的曲线的切线方程的步骤为: 第一步,设出切点坐标 P′(x1,f(x1)); 第二步,写出过 P′(x1,f(x1))的切线方程为 y-f(x1)=f′ (x1)(x-x1); 第三步,将点 P 的坐标(x0,y0)代入切线方程,求出 x1; 第四步,将 x1 的值代入方程 y-f(x1)=f′(x1)(x-x1)可得过 点 P(x0,y0)的切线方程.
第二十五页,共46页。
(5)y=-lnx+e-2x,∴y′=-1x+e-2x·(-2x)′=-1x-2e-2x. 【答案】 (1)y′=24x3+9x2-16x-4 (2)y′=(ln3+1)·(3e)x-2xln2 (3)y′=x2+x(1-x2+2x12·)l2nx (4)y′=2sin(4x+23π) (5)y′=-1x-2e-2x
第十二页,共46页。
2.计算: (1)(x4-3x3+1)′=________; (2)(ln1x)′=________; (3)(xex)′=______; (4)(sinx·cosx)′=______. 答案 (1)4x3-9x2 (2)-xln12x (3)ex+xex (4)cos2x
第十三页,共46页。
为 k1,k2,则 k1,k2 的大小关系为( )
A.k1>k2
B.k1<k2
C.k1=k2
D.不确定
答案 A
解析 ∵y=sinx,∴y′=(sinx)′=cosx.
π k1=cos0=1,k2=cos 2 =0,∴k1>k2.
第十五页,共46页。
5.(2018·陕西检测)已知直线 y=-x+m 是曲线 y=x2-3lnx
第二十二页,共46页。
题型二 导数的基本运算
求下列函数的导数: (1)y=(3x3-4x)(2x+1); (3)y=x2ln+x1; (5)y=ln1x+e-2x.
【高考调研】高考数学一轮复习 专题研究 导数的应用课件 理 新人教版

探究 1 给定解析式求函数的图像是近几年高考重 点,并且难度在增大,多需要利用导数研究单调性知其变 化趋势,利用导数求极值(最值)研究零点.
思考题 1 (2011·安徽文)函数 f(x)=axn(1-x)2 在区间 [0,1]上的图像如图所示,则 n 可能是( )
A.1 C.3
B.2 D.4
探究 2 ①本题是将不等式证明转化为求函数的最 值,体现了函数与不等式之间的联系.
②借助函数单调性、最值、恒成立等知识证明函数不 等式是近几年高考热点.
思考题 2 (2011·辽宁)设函数 f(x)=x+ax2+blnx,曲 线 y=f(x)过 P(1,0),且在 P 点处的切线斜率为 2.
(1)求 a,b 的值; (2)证明:f(x)≤2x-2.
2013届高考一轮数学复习理科课件(人教版)
第三章 导数及其应用
专题研究 导数的应用
题型一 导数与函数图像 例 1 (2011·山东)函数 y=2x-2sinx 的图像大致是( )
【解析】 y′=12-2cosx,令 y′=0,得 cosx=14, 根据三角函数的知识可知这个方程有无穷多解,即函数 y =2x-2sinx 有无穷多个极值点,函数是奇函数,图像关于 坐标原点对称,故只能是选项 C 的图像.
思考题 3 (1)(2011·辽宁文)已知函数 f(x)=ex-2x+a 有零点,则 a 的取值范围是________.
【解析】 由原函数有零点,可将问题转化为方程 ex-2x+a=0 有解问题,即方程 a=2x-ex 有解.
令函数 g(x)=2x-ex,则 g′(x)=2-ex,令 g′(x)=0, 得 x=ln2,所以 g(x)在(-∞,ln2)上是增函数,在(ln2, +∞)上是减函数,所以 g(x)的最大值为:g(ln2)=2ln2- 2.因此,a 的取值范围就是函数 g(x)的值域,所以,a∈(- ∞,2ln2-2].
高三数学第一轮复习导数的应用(一)

2.函数的极大值: 函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点 x = b 附近的其他点的函数值都大, f′(b) = 0 , 而且在点 f′(x)>0 x=b附近的左侧 f′(x)<0 ,右侧 , 则点 b 叫做函数 y = f(x) 的极大值点, f(b) 叫做 函数y=f(x)的极大值. 极小值点,极大值点统称为极值点,极大 值和极小值统称为极值.
3.可导函数的极值表示函数在一点附近的情 况,是在局部对函数值的比较;函数的最值 是表示函数在一个区间上的情况,是对函数 在整个区间上的函数值的比较.
运用导数解决函数的单调性问题
[典题导入] ln x+k (2012· 山东高考改编)已知函数 f(x)= ex (k 为常数, e=2.718 28„是自然对数的底数),曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的 切线与 x 轴平行. (1)求 k 的值; (2)求 f(x)的单调区间.
解析
(1)当 a=2 时,f(x)=(-x2+2x)ex,
∴f′(x)=(-2x+2)ex+(-x2+2x)ex=(-x2+2)ex. 令 f′(x)>0,即(-x2+2)ex>0, ∵ex>0,∴-x2+2>0, 解得- 2<x< 2. ∴函数 f(x)的单调递增区间是(- 2, 2).
第十二节
(一) 导数的应用
[主干知识梳理] 一、函数的单调性 在(a,b)内可导函数f(x),f′(x)在(a,b)任意 子区间内都不恒等于0. f′(x)≥0⇔f(x)在(a,b )上为 . 增函数 f′(x)≤0⇔f(x)在(a,b )上为 . 减函数
高三数学人教版A版数学(理)高考一轮复习教案 导数在函数研究中的应用

第十一节 导数在函数研究中的应用1.函数的单调性了解函数单调性和导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次).2.函数的极值了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数一般不超过三次).知识点一 利用导数研究函数的单调性1.函数f (x )在某个区间(a ,b )内的单调性与其导数的正负有如下关系 (1)若f ′(x )>0,则f (x )在这个区间上是增加的. (2)若f ′(x )<0,则f (x )在这个区间上是减少的. (3)若f __′(x )=0,则f (x )在这个区间内是常数. 2.利用导数判断函数单调性的一般步骤 (1)求f __′(x ).(2)在定义域内解不等式f __′(x )>0或f __′(x )<0. (3)根据结果确定f (x )的单调区间. 易误提醒1.在某个区间(a ,b )上,若f ′(x )>0,则f (x )在这个区间上单调递增;若f ′(x )<0,则f (x )在这个区间上单调递减;若f ′(x )=0恒成立,则f (x )在这个区间上为常数函数;若f ′(x )的符号不确定,则f (x )不是单调函数.2.若函数y =f (x )在区间(a ,b )上单调递增,则f ′(x )≥0,且在(a ,b )的任意子区间,等号不恒成立;若函数y =f (x )在区间(a ,b )上单调递减,则f ′(x )≤0,且在(a ,b )的任意子区间,等号不恒成立.[自测练习]1.函数f (x )=x +eln x 的单调递增区间为( ) A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(-∞,0)和(0,+∞)D .R解析:函数定义域为(0,+∞),f ′(x )=1+ex >0,故单调增区间是(0,+∞).答案:A2.若函数f (x )=x 3+x 2+mx +1是R 上的单调增函数,则m 的取值范围是________. 解析:∵f (x )=x 3+x 2+mx +1, ∴f ′(x )=3x 2+2x +m .又∵f (x )在R 上是单调增函数,∴f ′(x )≥0恒成立,∴Δ=4-12m ≤0,即m ≥13.答案:⎣⎡⎭⎫13,+∞ 知识点二 利用导数研究函数的极值 1.函数的极大值在包含x 0的一个区间(a ,b )内,函数y =f (x )在任何一点的函数值都小于x 0点的函数值,称点x 0为函数y =f (x )的极大值点,其函数值f (x 0)为函数的极大值.2.函数的极小值在包含x 0的一个区间(a ,b )内,函数y =f (x )在任何一点的函数值都大于x 0点的函数值,称点x 0为函数y =f (x )的极小值点,其函数值f (x 0)为函数的极小值.极大值与极小值统称为极值,极大值点与极小值点统称为极值点.易误提醒 f ′(x 0)=0是x 0为f (x )的极值点的非充分非必要条件.例如,f (x )=x 3,f ′(0)=0,但x =0不是极值点;又如f (x )=|x |,x =0是它的极小值点,但f ′(0)不存在.[自测练习]3.函数f (x )的定义域为开区间(a ,b ),导函数f ′(x )在(a ,b )内的图象如图所示,则函数f (x )在开区间(a ,b )内有极小值点( )A .1个B .2个C .3个D .4个解析:导函数f ′(x )的图象与x 轴的交点中,左侧图象在x 轴下方,右侧图象在x 轴上方的只有一个,故选A.答案:A4.若函数f (x )=x 3+ax 2+3x -9在x =-3时取得极值,则a 等于( ) A .2 B .3 C .4D .5解析:f ′(x )=3x 2+2ax +3,由题意知f ′(-3)=0,即3×(-3)2+2×(-3)a +3=0,解得a =5.答案:D考点一 利用导数研究函数的单调性|(2015·高考全国卷Ⅱ)已知函数f (x )=ln x +a (1-x ). (1)讨论f (x )的单调性;(2)当f (x )有最大值,且最大值大于2a -2时,求a 的取值范围. [解] (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x -a .若a ≤0,则f ′(x )>0, 所以f (x )在(0,+∞)单调递增. 若a >0,则当x ∈⎝⎛⎭⎫0,1a 时,f ′(x )>0; 当x ∈⎝⎛⎭⎫1a ,+∞时,f ′(x )<0. 所以f (x )在⎝⎛⎭⎫0,1a 单调递增, 在⎝⎛⎭⎫1a ,+∞单调递减.(2)由(1)知,当a ≤0时,f (x )在(0,+∞)无最大值;当a >0时,f (x )在x =1a 处取得最大值,最大值为f ⎝⎛⎭⎫1a =ln 1a +a ⎝⎛⎭⎫1-1a =-ln a +a -1. 因此f ⎝⎛⎭⎫1a >2a -2等价于ln a +a -1<0.令g (a )=ln a +a -1,则g (a )在(0,+∞)单调递增,g (1)=0. 于是,当0<a <1时,g (a )<0;当a >1时,g (a )>0. 因此,a 的取值范围是(0,1).利用导数研究函数的单调性应注意两点(1)在区间内f ′(x )>0(f ′(x )<0)是函数f (x )在此区间上为增(减)函数的充分不必要条件. (2)可导函数f (x )在(a ,b )内是增(减)函数的充要条件是:∀x ∈(a ,b ),都有f ′(x )≥0(f ′(x )≤0),且f ′(x )在(a ,b )的任何子区间内都不恒为零.1.已知函数f (x )=m ln x -12x 2(m ∈R ),求函数f (x )的单调区间.解:函数f (x )=m ln x -12x 2的定义域是(0,+∞).f ′(x )=mx -x =m -x 2x .当m ≤0时,f ′(x )≤-x 2x=-x <0,函数f (x )=m ln x -12x 2在(0,+∞)上为减函数.当m >0时,令f ′(x )=0,得:x =m 或-m (舍去). 当x ∈(0,m )时,f ′(x )>0, ∴f (x )在(0,m )上是增函数. 当x ∈(m ,+∞)时,f ′(x )<0, ∴f (x )在(m ,+∞)上是减函数.综上所述,当m ≤0时,f (x )的单调递减区间为(0,+∞),当m >0时,f (x )的单调递增区间为(0,m ),单调递减区间为(m ,+∞).考点二 已知单调性求参数范围|(2015·福州模拟)已知函数f (x )=e x 2-1e x -ax (a ∈R ).(1)当a =32时,求函数f (x )的单调区间;(2)若函数f (x )在[-1,1]上为单调函数,求实数a 的取值范围. [解] (1)当a =32时,f (x )=e x 2-1e x -32x ,f ′(x )=12e x [(e x )2-3e x +2]=12e x (e x -1)(e x -2),令f ′(x )=0,得e x =1或e x =2,即x =0或x =ln 2; 令f ′(x )>0,得x <0或x >ln 2; 令f ′(x )<0,则0<x <ln 2.∴f (x )在(-∞,0],[ln 2,+∞)上单调递增,在(0,ln 2)上单调递减. (2)f ′(x )=e x 2+1e x -a ,令e x =t ,由于x ∈[-1,1],∴t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e .令h (t )=t 2+1t ⎝⎛⎭⎫t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e , h ′(t )=12-1t 2=t 2-22t2,∴当t ∈⎣⎡⎭⎫1e ,2时,h ′(t )<0,函数h (t )为单调减函数; 当t ∈(2,e]时,h ′(t )>0,函数h (t )为单调增函数. 故h (t )在⎣⎡⎦⎤1e ,e 上的极小值点为t = 2. 又h (e)=e 2+1e <h ⎝⎛⎭⎫1e =12e +e ,∴2≤h (t )≤e +12e.∵函数f (x )在[-1,1]上为单调函数,若函数在[-1,1]上单调递增,则a ≤t 2+1t 对t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e 恒成立,所以a ≤2;若函数f (x )在[-1,1]上单调递减,则a ≥t 2+1t 对t ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e 恒成立,所以a ≥e +12e,综上可得a ≤ 2或a ≥e +12e.已知函数单调性,求参数范围的两个方法(1)利用集合间的包含关系处理:y =f (x )在(a ,b )上单调,则区间(a ,b )是相应单调区间的子集.(2)转化为不等式的恒成立问题:即“若函数单调递增,则f ′(x )≥0;若函数单调递减,则f ′(x )≤0”来求解.提醒:f (x )为增函数的充要条件是对任意的x ∈(a ,b ),都有f ′(x )≥0且在(a ,b )内的任一非空子区间上f ′(x )≠0.应注意此时式子中的等号不能省略,否则漏解.2.已知函数f (x )=e x -ax (a ∈R ,e 为自然对数的底数). (1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若a =1,函数g (x )=(x -m )f (x )-e x +x 2+x 在(2,+∞)上为增函数,求实数m 的取值范围.解:(1)函数f (x )的定义域为R ,f ′(x )=e x -a . 当a ≤0时,f ′(x )>0,∴f (x )在R 上为增函数; 当a >0时,由f ′(x )=0得x =ln a ,则当x ∈(-∞,ln a )时,f ′(x )<0,∴函数f (x )在(-∞,ln a )上为减函数, 当x ∈(ln a ,+∞)时,f ′(x )>0, ∴函数f (x )在(ln a ,+∞)上为增函数.(2)当a =1时,g (x )=(x -m )(e x -x )-e x +x 2+x , ∵g (x )在(2,+∞)上为增函数,∴g ′(x )=x e x -m e x +m +1≥0在(2,+∞)上恒成立, 即m ≤x e x +1e x -1在(2,+∞)上恒成立,令h (x )=x e x +1e x -1,x ∈(2,+∞),h ′(x )=(e x )2-x e x -2e x (e x -1)2=e x (e x -x -2)(e x -1)2. 令L (x )=e x -x -2,L ′(x )=e x -1>0在(2,+∞)上恒成立, 即L (x )=e x -x -2在(2,+∞)上为增函数, 即L (x )>L (2)=e 2-4>0,∴h ′(x )>0, 即h (x )=x e x +1e x -1在(2,+∞)上为增函数,∴h (x )>h (2)=2e 2+1e 2-1,∴m ≤2e 2+1e 2-1.考点三 利用导数研究极值|设函数f (x )=x 2-ax +b .讨论函数f (sin x )在⎝⎛⎭⎫-π2,π2内的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值. [解] f (sin x )=sin 2x -a sin x +b =sin x (sin x -a )+b ,-π2<x <π2.[f (sin x )]′=(2sin x -a )cos x ,-π2<x <π2.因为-π2<x <π2,所以cos x >0,-2<2sin x <2.①a ≤-2,b ∈R 时,函数f (sin x )单调递增,无极值. ②a ≥2,b ∈R 时,函数f (sin x )单调递减,无极值.③对于-2<a <2,在⎝⎛⎭⎫-π2,π2内存在唯一的x 0,使得2sin x 0=a .-π2<x ≤x 0时, 函数f (sin x )单调递减;x 0≤x <π2时,函数f (sin x )单调递增.因此,-2<a <2,b ∈R 时,函数f (sin x )在x 0处有极小值 f (sin x 0)=f ⎝⎛⎭⎫a 2=b -a24.3.(2015·太原一模)已知函数f (x )=(x 2-ax +a )e x -x 2,a ∈R . (1)若函数f (x )在(0,+∞)上单调递增,求a 的取值范围; (2)若函数f (x )在x =0处取得极小值,求a 的取值范围. 解:(1)由题意得f ′(x )=x [(x +2-a )e x -2]= x e x ⎝⎛⎭⎫x +2-2e x -a ,x ∈R , ∵f (x )在(0,+∞)上单调递增, ∴f ′(x )≥0在(0,+∞)上恒成立, ∴x +2-2ex ≥a 在(0,+∞)上恒成立,又函数g (x )=x +2-2e x 在(0,+∞)上单调递增,∴a ≤g (0)=0,∴a 的取值范围是(-∞,0].(2)由(1)得f ′(x )=x e x ⎝⎛⎭⎫x +2-2e x -a ,x ∈R , 令f ′(x )=0,则x =0或x +2-2e x -a =0,即x =0或g (x )=a ,∵g (x )=x +2-2e x 在(-∞,+∞)上单调递增,其值域为R ,∴存在唯一x 0∈R ,使得g (x 0)=a ,①若x 0>0,当x ∈(-∞,0)时,g (x )<a ,f ′(x )>0;当x ∈(0,x 0)时,g (x )<a ,f ′(x )<0,∴f (x )在x =0处取得极大值,这与题设矛盾.②若x 0=0,当x ∈(-∞,0)时,g (x )<a ,f ′(x )>0;当x ∈(0,+∞)时,g (x )>a ,f ′(x )>0,∴f (x )在x =0处不取极值,这与题设矛盾.③若x 0<0,当x ∈(x 0,0)时,g (x )>a ,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,g (x )>a ,f ′(x )>0,∴f (x )在x =0处取得极小值.综上所述,x 0<0,∴a =g (x 0)<g (0)=0, ∴a 的取值范围是(-∞,0). 8.分类讨论思想在导数中的应用【典例】 (2015·贵阳期末)已知函数f (x )=ax -ae x (a ∈R ,a ≠0).(1)当a =-1时,求函数f (x )的极值;(2)若函数F (x )=f (x )+1没有零点,求实数a 的取值范围.[思维点拨] (1)求f ′(x )后判断f (x )在(-∞,+∞)上的单调性,可求极值. (2)分类讨论f (x )在(-∞,+∞)的单调性,利用极值建立所求参数a 的不等式求解. [解] (1)当a =-1时,f (x )=-x +1e x ,f ′(x )=x -2ex . 由f ′(x )=0,得x =2.当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:所以函数f (x )的极小值为f (2)=-1e2,函数f (x )无极大值.(2)F ′(x )=f ′(x )=a e x -(ax -a )e x e 2x =-a (x -2)e x .①当a <0时,F (x ),F ′(x )的变化情况如下表:若使函数F (x )没有零点,当且仅当F (2)=ae 2+1>0,解得a >-e 2,所以此时-e 2<a <0;②当a >0时,F (x ),F ′(x )的变化情况如下表:因为F (2)>F (1)>0,且F ⎝⎛⎭⎫1-10a =e1-10a -10e1-10a <e -10e1-10a <0, 所以此时函数F (x )总存在零点. (或:当x >2时,F (x )=a (x -1)e x+1>1,当x <2时,令F (x )=a (x -1)e x+1<0,即a (x -1)+e x <0, 由于a (x -1)+e x <a (x -1)+e 2, 令a (x -1)+e 2≤0,得x ≤1-e 2a ,即x ≤1-e 2a时,F (x )<0,即F (x )存在零点)综上所述,所求实数a 的取值范围是(-e 2,0).[思想点评] 分类讨论思想在导数研究函数的应用中运用普遍常见的分类讨论点有: (1)f ′(x )=0是否有根.(2)若f ′(x )=0有根,根是否在定义域内. (3)若f ′(x )=0有两根,两根大小比较问题.A 组 考点能力演练1.(2015·岳阳一模)下列函数中,既是奇函数又存在极值的是( ) A .y =x 3 B .y =ln(-x ) C .y =x e -xD .y =x +2x解析:A 、B 为单调函数,不存在极值,C 不是奇函数,故选D. 答案:D2.(2016·厦门质检)函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为( )A .(0,1)B .(0,1]C .(1,+∞)D .(0,2)解析:由题意知,函数的定义域为(0,+∞),又由y ′=x -1x ≤0,解得0<x ≤1,所以函数的单调递减区间为(0,1].答案:B3.已知函数f (x )=x 3+bx 2+cx 的图象如图所示,则x 21+x 22=( )A.23B.43C.83D.163解析:由图象可知f (x )的图象过点(1,0)与(2,0),x 1,x 2是函数f (x )的极值点,因此1+b +c =0,8+4b +2c =0,解得b =-3,c =2,所以f (x )=x 3-3x 2+2x ,所以f ′(x )=3x 2-6x +2.x 1,x 2是方程f ′(x )=3x 2-6x +2=0的两根,因此x 1+x 2=2,x 1·x 2=23,所以x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1·x 2=4-43=83,故选C.答案:C4.已知函数f (x )=x ⎝⎛⎭⎫e x -1e x ,若f (x 1)<f (x 2),则( ) A .x 1>x 2 B .x 1+x 2=0C .x 1<x 2D .x 21<x 22解析:因为f (-x )=-x ⎝ ⎛⎭⎪⎫e -x -1e -x =x ⎝⎛⎭⎫e x -1e x =f (x ),所以f (x )为偶函数.由f (x 1)<f (x 2),得f (|x 1|)<f (|x 2|)(*).又f ′(x )=e x-1e x +x ⎝⎛⎭⎫e x +1e x =e 2x(x +1)+x -1ex,当x ≥0时,e 2x (x +1)+x -1≥e 0(0+1)+0-1=0,所以f ′(x )≥0,所以f (x )在[0,+∞)上为增函数,由(*)式得|x 1|<|x 2|,即x 21<x 22,故选D.答案:D5.若函数f (x )=x 3-tx 2+3x 在区间[1,4]上单调递减,则实数t 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎦⎤-∞,518 B .(-∞,3] C.⎣⎡⎭⎫518,+∞ D .[3,+∞)解析:f ′(x )=3x 2-2tx +3,由于f (x )在区间[1,4]上单调递减,则有f ′(x )≤0在[1,4]上恒成立,即3x 2-2tx +3≤0,即t ≥32⎝⎛⎭⎫x +1x 在[1,4]上恒成立,因为y =32⎝⎛⎭⎫x +1x 在[1,4]上单调递增,所以t ≥32⎝⎛⎭⎫4+14=518,故选C. 答案:C6.(2016·九江一模)已知函数f (x )=12x 2+2ax -ln x ,若f (x )在区间⎣⎡⎦⎤13,2上是增函数,则实数a 的取值范围为________.解析:由题意知f ′(x )=x +2a -1x ≥0在⎣⎡⎦⎤13,2上恒成立,即2a ≥-x +1x 在⎣⎡⎦⎤13,2上恒成立,∵⎝⎛⎭⎫-x +1x max =83,∴2a ≥83,即a ≥43. 答案:⎣⎡⎭⎫43,+∞7.设x 1,x 2是函数f (x )=x 3-2ax 2+a 2x 的两个极值点,若x 1<2<x 2,则实数a 的取值范围是________.解析:本题考查利用导数研究函数的极值及不等式的解法.由f ′(x )=3x 2-4ax +a 2=0得x 1=a3,x 2=a .又∵x 1<2<x 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧a >2,a 3<2,∴2<a <6.答案:(2,6)8.(2015·兰州一模)若函数f (x )=x 2-e x -ax 在R 上存在单调递增区间,则实数a 的取值范围是________.解析:∵f (x )=x 2-e x -ax ,∴f ′(x )=2x -e x -a , ∵函数f (x )=x 2-e x -ax 在R 上存在单调递增区间,∴f ′(x )=2x -e x -a ≥0,即a ≤2x -e x 有解,设g (x )=2x -e x ,则g ′(x )=2-e x ,令g ′(x )=0,解得x =ln 2,则当x <ln 2时,g ′(x )>0,g (x )单调递增,当x >ln 2时,g ′(x )<0,g (x )单调递减,∴当x =ln 2时,g (x )取得最大值,且g (x )max =g (ln 2)=2ln 2-2,∴a ≤2ln 2-2.答案:(-∞,2ln 2-2)9.已知函数f (x )=x -2ln x -ax +1,g (x )=e x (2ln x -x ).(1)若函数f (x )在定义域上是增函数,求a 的取值范围; (2)求g (x )的最大值.解:(1)由题意得x >0,f ′(x )=1-2x +ax2.由函数f (x )在定义域上是增函数,得f ′(x )≥0,即a ≥2x -x 2=-(x -1)2+1(x >0). 因为-(x -1)2+1≤1(当x =1时,取等号), 所以a 的取值范围是[1,+∞). (2)g ′(x )=e x ⎝⎛⎭⎫2x -1+2ln x -x , 由(1)得a =2时,f (x )=x -2ln x -2x +1,且f (x )在定义域上是增函数,又f (1)=0,所以,当x ∈(0,1)时,f (x )<0,当x ∈(1,+∞)时,f (x )>0. 所以,当x ∈(0,1)时,g ′(x )>0,当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )<0. 故当x =1时,g (x )取得最大值-e.10.(2015·安徽六校联考)设函数f (x )=(x -1)e x -kx 2(其中k ∈R ). (1)当k =1时,求函数f (x )的单调区间和极值;(2)当k ∈[0,+∞)时,证明函数f (x )在R 上有且只有一个零点.解:(1)当k =1时,f (x )=(x -1)e x -x 2,f ′(x )=e x +(x -1)e x -2x =x e x -2x =x (e x -2), 令f ′(x )=0,得x 1=0,x 2=ln 2. 当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化如下表:∞).f (x )的极大值为f (0)=-1,极小值为f (ln 2)= -(ln 2)2+2ln 2-2.(2)f ′(x )=e x +(x -1)e x -2kx =x e x -2kx =x (e x -2k ), 当x <1时,f (x )<0,所以f (x )在(-∞,1)上无零点. 故只需证明函数f (x )在[1,+∞)上有且只有一个零点.①若k ∈⎣⎡⎦⎤0,e2,则当x ≥1时,f ′(x )≥0,f (x )在[1,+∞)上单调递增. ∵f (1)=-k ≤0,f (2)=e 2-4k ≥e 2-2e>0, ∴f (x )在[1,+∞)上有且只有一个零点.②若k ∈⎝⎛⎭⎫e2,+∞,则f (x )在[1,ln 2k ]上单调递减,在[ln 2k ,+∞)上单调递增. f (1)=-k <0,f (k +1)=k e k +1-k (k +1)2=k [e k +1-(k +1)2], 令g (t )=e t -t 2,t =k +1>2,则g ′(t )=e t -2t , g ″(t )=e t -2,∵t >2,∴g ″(t )>0,g ′(t )在(2,+∞)上单调递增. ∴g ′(t )>g ′(2)=e 2-4>0,∴g (t )在(2,+∞)上单调递增. ∴g (t )>g (2)=e 2-4>0. ∴f (k +1)>0.∴f (x )在[1,+∞)上有且只有一个零点.综上,当k ∈[0,+∞)时,f (x )在R 上有且只有一个零点.B 组 高考题型专练1.(2015·高考重庆卷)已知函数f (x )=ax 3+x 2(a ∈R )在x =-43处取得极值.(1)确定a 的值;(2)若g (x )=f (x )e x ,讨论g (x )的单调性. 解:(1)对f (x )求导得f ′(x )=3ax 2+2x , 因为f (x )在x =-43处取得极值,所以f ′⎝⎛⎭⎫-43=0, 所以3a ·169+2·⎝⎛⎭⎫-43=16a 3-83=0,解得a =12. (2)由(1)得g (x )=⎝⎛⎭⎫12x 3+x 2e x, 故g ′(x )=⎝⎛⎭⎫32x 2+2x e x +⎝⎛⎭⎫12x 3+x 2e x =⎝⎛⎭⎫12x 3+52x 2+2x e x=12x (x +1)(x +4)e x . 令g ′(x )=0,解得x =0,x =-1或x =-4. 当x <-4时,g ′(x )<0,故g (x )为减函数; 当-4<x <-1时,g ′(x )>0,故g (x )为增函数; 当-1<x <0时,g ′(x )<0,故g (x )为减函数; 当x >0时,g ′(x )>0,故g (x )为增函数.综上知,g (x )在(-∞,-4)和(-1,0)内为减函数,在(-4,-1)和(0,+∞)内为增函数. 2.(2015·高考安徽卷)已知函数f (x )=ax (x +r )2(a >0,r >0).(1)求f (x )的定义域,并讨论f (x )的单调性; (2)若ar=400,求f (x )在(0,+∞)内的极值.解:(1)由题意知x ≠-r ,所求的定义域为(-∞,-r )∪(-r ,+∞). f (x )=ax (x +r )2=axx 2+2rx +r 2,f ′(x )=a (x 2+2rx +r 2)-ax (2x +2r )(x 2+2rx +r 2)2=a (r -x )(x +r )(x +r )4,所以当x <-r 或x >r 时,f ′(x )<0,当-r <x <r 时,f ′(x )>0,因此,f (x )的单调递减区间为(-∞,-r ),(r ,+∞);f (x )的单调递增区间为(-r ,r ). (2)由(1)的解答可知f ′(r )=0,f (x )在(0,r )上单调递增,在(r ,+∞)上单调递减. 因此,x =r 是f (x )的极大值点,所以f (x )在(0,+∞)上的极大值为f (r )=ar (2r )2=a 4r =4004=100.3.(2016·宁夏银川一中联考)函数f (x )=x 2-2ln x ,h (x )=x 2-x +a . (1)求函数f (x )的极值;(2)设函数k (x )=f (x )-h (x ),若函数k (x )在[1,3]上恰有两个不同零点,求实数a 的取值范围.解:(1)∵f ′(x )=2x -2x,令f ′(x )=0,∵x >0,∴x =1.x (0,1) 1 (1,+∞)f ′(x ) - 0 + f (x )单调递减1单调递增∴f (x )的极小值为1,无极大值.(2)∵k (x )=f (x )-h (x )=-2ln x +x -a ,k ′(x )=-2x +1.若k ′(x )=0,则x =2.当x ∈[1,2)时,k ′(x )<0;当x ∈(2,3]时,k ′(x )>0. 故k (x )在x ∈[1,2)上单调递减,在x ∈(2,3]上单调递增.∴{ k (1)≥0,k (2)<0,k (3)≥0,∴{a ≤1,a >2-2ln 2,a ≤3-2ln 3, ∴实数a 的取值范围是(2-2ln 2,3-2ln 3].。
高考数学一轮总复习教学课件第三章 一元函数的导数及其应用第一课时 利用导数研究不等式问题

,+∞),
)上单调递增, 在(
,+∞)上单调递减.
综上,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a>0时,f(x)在(0,
)上单调递增, 在(
,+∞)上单调递减.
(2)若存在x∈(1,+∞),f(x)>-a,求a的取值范围.
解:(2)由f(x)>-a,
得a(x2-1)-ln x<0,x∈(1,+∞),-ln x<0,x2-1>0.
在(ln a,+∞)上单调递增,所以当a≤0时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递
增,当a>0时,f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增.
(2)当a=1时,令g(x)=
()
.证明:当x>0时,g(x)>1.
(2)证明:当a=1时, g(x)=
当x>0时,
令 F(x)=
提升·关键能力
类分考点,落实四翼
考点一
利用导数解决不等式的恒成立问题
[例1] (2024·广西柳州模拟)已知函数f(x)=aln x+
+bx,且曲线
y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为2x-y+1=0.
(1)求实数a,b的值及函数f(x)的单调区间;
+-
g(x)≥1成立,求b的最大值.
x
解:(2)g(x)=a(x-1)e -f(x)=(ax-
当a=1时,g(x)=(x-
高三第一轮复习——导数的应用

一、知识要点:
3.函数的最大与最小值 ⑴设y = f(x)是定义在区间[a , b]上的函数,y = f(x) 在(a , b)内有导数,求函数y = f(x) 在区间[a , b] 上的最大最小值,可分两步进行: ①求y = f(x)在区间(a,b)内的极值; ②将y = f(x)在各极值点的极值与f(a), f(b)比较, 其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值。 ⑵若函数f(x)在区间[a , b]上单调递增(减),则f(a) 为最小(大)值,f(b)为最大(小)值。
2 k 3 4
.
二、例题选讲
例4.(2000年江西卷)用总长为14.8m的钢条制作一个 长方体容器的框架,如果所制作的容器的底面的 一边比另一边长0.5m,那么高为多少时容器的容积 最大?并求出它的最大容积。 分析: 实际应用问题应先建立数学模型,注意自变量的 取值范围,若出现三次以上或带有根号的函数或 三角函数,可考虑求导来解决。
例4.(2000年江西卷)用总长为14.8m的钢条制作一个 长方体容器的框架,如果所制作的容器的底面的 一边比另一边长0.5m,那么高为多少时容器的容积 最大?并求出它的最大容积。
解:设容器底面短边长为x m,则另一边长为 (x+0.5)m,高为(14.8-4x-4(x+0.5))/4=(3.2-2x)m 则 3.2 – 2x > 0 , x>0 , 得 0<x<1.6. 设容器体积为y m3,则 y = x (x+0.5) (3.2 – 2x) = - 2x3+2.2x2+1.6x (0<x<1.6) y' = - 6x2+4.4x+1.6, 令y' = 0 得 x = 1 或 x = - 4/15 (舍去), ∴当0<x<1时,y'>0 , 当1<x<1.6时,y'<0 , ∴在 x = 1处,y有最大值,此时高为1.2m, 最大容积为1.8m3。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高三一轮复习(理):导数第一课时: 导数的定义及几何意义的应用
一:教学目标: 了解导数概念的实际背景,理解导数的几何意义.会处理有关切线问题
二.教学过程
三:知识回顾:
1.导数的概念
○
1.设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,
当自变量在0x x =处有增量x ∆时,则函数)(x f Y =相应地有增量)()(00x f x x f y -∆+=∆,如果0→∆x 时,y ∆与x ∆的比x
y ∆∆(也叫函数的平均变化率)有极限即x
y ∆∆无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数)(x f y =在0x x →处的导数,记作0/x x y =,即:x x f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(lim )(0000/()()0
00lim x x x f x f x x --=→ ○
2函数)(x f y =的导数)('x f ,就是当0→∆x 时,函数的增量y ∆与自 变量的增量x ∆的比x y ∆∆的极限,即 x
x f x x f x y x f x x ∆-∆+=∆∆=→∆→∆)()(lim lim )('00. ○3函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义,就是曲线)(x f y =在点
))(,(00x f x 处的切线的斜率. ⒉常用的导数公式: ⑴0'=C (C 为常数) ⑵1)'(-=n n nx x (Q n ∈);⑶x x cos )'(sin =;
⑷x x sin )'(cos -=;⑸ x x e e =)'(; ⑹ a a a x x ln )'(=;
⑺x x 1)'(ln =; ⑻e x
x a a log 1)'(log =. ⒊导数的运算法则:
⑴两个函数四则运算的导数: ①
'')'(v u v u ±=±; ②'')'(uv v u uv +=; ③)0(''2'≠-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛v v uv v u v u .⑵复合函数的导数:x u x u y y '·''=. 四;基础训练
1.在曲线y =x 2+1的图象上取一点(1,2)及邻近一点(1+△x ,2+△y ),则
x y ∆∆为……………( ) A .△x +x ∆1 +2 B .△x -x ∆1-2 C .△x +2 D .2+△x -x ∆1
2.一质点的运动方程为s=5-3t 2,则在一段时间[1,1+△t]内相应的平均速度为……( )
A . 3△t +6
B . -3△t +6
C . 3△t -6
D . -3△t -6
3一球沿一斜面自由滚下,其运动方程是s =s (t )=t 2(位移单位:m ,时间单位:s),求小球在t =5时的瞬时
速度________.
4. 曲线
34x x y -=在点()3,1--处的切线方程是________________
5若曲线4x y =的一条切线l 与直线084=-+y x 垂直,则l 的方程是______________
6已知函数()'()cos sin ,4f x f x x π=+则()4f π的值为 ______ 五.应用举例
题组1:
(1) 曲线y=
2x x -在点(1,-1)处的切线方程为______________
(2).设函数
2()()f x g x x =+,曲线()y g x =在点(1,(1))g 处的切线方程为21y x =+,则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处切线的斜率为___________
(4)已知函数
()ln 2f x x x =-在点(1,(1))f 处的切线方程为___________
(5)已知函数()f x 在R 上满足2()2(2)88f x f x x x =--+-,则曲线 ()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程是___________
例2:题组2:
(1)若曲线a x 2x y 3+-=与直线y=x+1相切,则常数a 的值为_________________
(2)已知直线y=x+1与曲线y
ln()x a =+相切,则α的值为___________
(3)已知函数d ax bx x )
x (f 23+++=的图象过点P )2,0(, 且在点M ))1(f ,1(--处的切线 方程为07y x 6=+-. 求函数)x (f y =的解析式;
(4))已知点P 在曲线41x y e =+上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角, 则α的取值范围是_______________
题组3:
(1)已知()ln f x x =,217()(0)22g x x mx m =
++<,直线l 与函数()f x 、()g x 的图象都相切,且与函数
()f x 的图象的切点的横坐标为1.求直线l 的方程及m 的值;
(2) 若存在过点(1,0)的直线与曲线
3y x =和21594y ax x =+-都相切,求a 的值
题组4
(1).已知函数x x y 33-=过点)16,0(A 作曲线)(x f y =的切线,求此切线方程
(2)已知曲线C y =x 3-3x 2+2x ,直线l :y =kx ,且l 与C 切于点(x 0,y 0)(x 0≠0),求直线l 的方程及切点坐
五.课后练习作业:
1.设曲线11
x y x +=
-在点(3,2)出的切线与直线10ax y ++=垂直,则a =_______________ 2若曲线12y x -=在点12,a a -⎛⎫ ⎪⎝⎭
处的切线与两个坐标围成的三角形的面积为18,则a = _____________
3若点P 在曲线37y x x =-+上,则该曲线在点P 处的切线的倾斜角的 取值范围是__________________________
4已知函数
)(x f 的导函数为)(x f ',且满足)5(23)(2f x x x f '+=则)5(f '= 30-
5如图,函数
()y f x =的图象在点P 处的切线方程是8y x =-+,则()()55f f '+=________
6已知函数()33f x x ax =-, 若直线0x y m ++=对任意的m R ∈都不是曲线()y f x =的切线,则a 的取值范围
7过点
()0,1-且与抛物线12++=x x y 相切的一条切线是____________________
8.数42()36f x x x =-+.设点P 在曲线()y f x =上,
若该曲线在点P 处的切线l 通过坐标原点,求l 的方程
9已知函数
3()3f x x x =-+.求过点P (1,3)的曲线的切线方程.
10已知函数
x y =的图象上有两点A(1,1),B(4,2), 试在AB 弧上求一点P 使三角形PAB 面积最大,并求出最大值
11等腰梯形ABCD 的三边,,AB BC CD 分别与函数2122
y x =-+,[]2,2x ∈-的图象切于点,,P Q R .求梯形ABCD 面积的最小值。