热点12 函数与导数综合大题-2018届高考数学三轮核心热点深度剖析与训练 (江苏版)

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热点6 数列-2018届高考数学三轮核心热点深度剖析与训练 (江苏版)

热点6 数列-2018届高考数学三轮核心热点深度剖析与训练 (江苏版)

热点6 数列【名师精讲指南篇】 【热点深度剖析】1. 数列在15-17年以填空题、解答题的形式进行考查,题目多为中高档题,涉及到函数与方程思想、分类讨论思想,着重考查学生分析探究及逻辑推理能力.数列常与其它章节知识(如不等式、函数)结合考查,也可单独设置题目.2. 对于数列的复习,一要明确等差数列与等比数列的基本性质及其求和公式,二要注意分类讨论思想、函数与方程思想的运用,数列属于重点考察知识,考查的难度较大,复习时应以难度中等或中等偏上题为主,加强对数列与其它章节知识(如不等式、函数)相结合题目的训练.3. 预计18年考查等差、等比数列通项及前n 项和及等差、等比数列的性质. 【最新考纲解读】【重点知识整合】一、n a 与n S 的关系:11(1)(2)n n n S n a S S n -=⎧=⎨-⎩≥.二、(1)定义:从第2项起每一项与它前一项的差(比)等于同一常数的数列叫等差(比)数列. (2)递推公式:110n n n n a a d a a q q n *++-==≠∈N ,·,,. (3)通项公式:111(1)n n n a a n d a a q n -*=+-=∈N ,,.(4)等差数列性质①单调性:0d ≥时为递增数列,0d ≤时为递减数列,0d =时为常数列.②若m n p q +=+,则()m n p q a a a a m n p q *+=+∈N ,,,.特别地,当2m n p +=时,有2m n p a a a +=③()()n m a a n m d m n *-=-∈N ,. ④232k k k k k S S S S S --,,,…成等差数列. 等比数列性质①单调性:当1001a q <⎧⎨<<⎩,或101a q >⎧⎨>⎩时,为递增数列;当101a q <⎧⎨>⎩,,,或1001a q >⎧⎨<<⎩时为递减数列;当0q <时为摆动数列;当1q =时为常数列.②若m n p q +=+,则()m n p q a a a a m n p q *=∈N ··,,,特别地若2m n p +=则2m n p a a a =·③(0)n m nma q m n q a -*=∈≠N ,,.④232k k k k k S S S S S --,,,…,当1q ≠-时为等比数列;当1q =-时,若k 为偶数,不是等比数列.若k 为奇数是公比为1-的等比数列.【应试技巧点拨】一、数列通项公式的求解常用方法:1、定义法,直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目.2、公式法, 若已知数列的前n 项和n S 与n a 的关系,求数列{}n a 的通项n a 可用公式⎩⎨⎧≥⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-2111n S S n S a n nn 求解。

2018届高考数学理大一轮复习教师用书:第三章第四节导

2018届高考数学理大一轮复习教师用书:第三章第四节导

第四节导数与函数的综合问题突破点(一) 利用导数研究生活中的优化问题1.生活中的优化问题生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题.一般地,对于实际问题,若函数在给定的定义域内只有一个极值点,那么该点也是最值点.2.利用导数解决生活中优化问题的基本思路[典例] 某商场销售某种商品的经验表明,该商品每日的销售量y (单位:千克)与销售价格x (单位:元/千克)满足关系式y =ax -3+10(x -6)2,其中3<x <6,a 为常数.已知销售价格为5元/千克时,每日可售出该商品11千克.(1)求a 的值;(2)若该商品的成本为3元/千克,试确定销售价格x 的值,使商场每日销售该商品所获得的利润最大.[解] (1)因为x =5时,y =11, 所以a2+10=11,a =2.(2)由(1)可知,该商品每日的销售量y =2x -3+10(x -6)2. 所以商场每日销售该商品所获得的利润 f (x )=(x -3)⎣⎡⎦⎤2x -3+10(x -6)2=2+10(x -3)(x -6)2,3<x <6.本节主要包括3个知识点:1.利用导数研究生活中的优化问题;2.利用导数研究函数的零点或方程根的综合问题;3.利用导数研究与不等式有关的综合问题.从而,f ′(x )=10[(x -6)2+2(x -3)(x -6)] =30(x -4)(x -6).于是,当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:x (3,4) 4 (4,6) f ′(x ) +0 - f (x )极大值由上表可得, 所以,当x =4时,函数f (x )取得最大值,且最大值等于42.当销售价格为4元/千克时,商场每日销售该商品所获得的利润最大.[方法技巧]利用导数解决生活中的优化问题的步骤(1)分析实际问题中各量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系式y =f (x );(2)求函数的导数f ′(x ),解方程f ′(x )=0;(3)比较函数在区间端点和f ′(x )=0的点的函数值的大小,最大(小)者为最大(小)值; (4)回归实际问题作答.能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.某工厂要围建一个面积为512平方米的矩形堆料场,一边可以利用原有的墙壁,其他三边需要砌新的墙壁,当砌新的墙壁所用的材料最省时,堆料场的长和宽分别为( )A .32米,16米B .30米,15米C .40米,20米D .36米,18米解析:选A 要求材料最省,则要求新砌的墙壁总长最短,设堆料厂的宽为x 米,则长为512x 米,因此新墙总长为L =2x +512x (x >0),则L ′=2-512x 2,令L ′=0,得x =±16.又x >0,∴x =16.则当x =16时,L 取得极小值,也是最小值,即用料最省,此时长为51216=32(米).故选A.2.某银行准备设一种新的定期存款业务,经预测,存款量与存款利率的平方成正比,比例系数为k (k >0),贷款的利率为4.8%,假设银行吸收的存款能全部放贷出去.若存款利率为x (x ∈(0,0.048)),则银行获得最大收益的存款利率为( )A .3.2%B .2.4%C .4%D .3.6%解析:选A 依题意知,存款量是kx 2,银行应支付的利息是kx 3,银行应获得的利息是0.048kx 2,所以银行的收益y =0.048kx 2-kx 3,故y ′=0.096kx -3kx 2,令y ′=0,得x=0.032或x =0(舍去).因为k >0,所以当0<x <0.032时,y ′>0;当0.032<x <0.048时,y ′<0.因此,当x =0.032时,y 取得极大值,也是最大值,即当存款利率定为3.2%时,银行可获得最大收益.3.已知某矩形广场面积为4万平方米,则其周长至少为________米.解析:设广场的长为x 米,则宽为40 000x 米,于是其周长为y =2⎝⎛⎭⎫x +40 000x (x >0),所以y ′=2⎝⎛⎭⎫1-40 000x 2,令y ′=0,解得x =200(x =-200舍去),这时y =800.当0<x <200时,y ′<0;当x >200时,y ′>0.所以当x =200时,y 取得最小值,故其周长至少为800米.答案:8004.(2017·北京东城模拟 )某商场从生产厂家以每件20元的价格购进一批商品,若该商品零售价为p 元,销量Q (单位:件)与零售价p (单位:元)有如下关系:Q =8 300-170p -p 2,则该商品零售价定为________元时利润最大,利润的最大值为________元.解析:设商场销售该商品所获利润为y 元,则y =(p -20)(8 300-170p -p 2)=-p 3-150p 2+11 700p -166 000(p ≥20),则y ′=-3p 2-300p +11 700.令y ′=0得p 2+100p -3 900=0,解得p =30或p =-130(舍去).则p ,y ,y ′变化关系如下表:故当p =30又y =-p 3-150p 2+11 700p -166 000在[20,+∞)上只有一个极值,故也是最值.所以该商品零售价定为每件30元时,所获利润最大为23 000元.答案:30 23 0005.统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量y (升)关于行驶速度x (千米/小时)的函数解析式可以表示为y =1128 000x 3-380x +8(0<x ≤120).已知甲、乙两地相距100千米.(1)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升? (2)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升? 解:(1)当x =40时,汽车从甲地到乙地行驶了10040小时,共耗油10040×1128 000×403-380×40+8=17.5(升).因此,当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油17.5升. (2)当速度为x 千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了100x 小时,设耗油量为h (x )升,依题意得h (x )=⎝⎛⎭⎫1128 000x 3-380x +8·100x =11 280x 2+800x -154(0<x ≤120),h ′(x )=x 640-800x 2=x 3-803640x 2(0<x ≤120).令h ′(x )=0,得x =80. 当x ∈(0,80)时,h ′(x )<0,h (x )是减函数; 当x ∈(80,120]时,h ′(x )>0,h (x )是增函数, 所以当x =80时,h (x )取得极小值h (80)=11.25. 易知h (80)是h (x )在(0,120]上的最小值.故当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,为11.25升.突破点(二) 利用导数研究函数的零点或方程根的综合问题从近几年高考命题情况来看,对这部分内容的考查题型有小题也有大题,作为解答题时难度较大.导数可以把函数、方程、不等式等有机地联系在一起.解决函数的零点或方程的根的问题,在解题过程中要注意转化与化归、函数与方程、数形结合、分类讨论思想的应用.此类试题一般以含参数的三次式、分式、以e 为底的指数式或对数式及三角函数式结构的函数零点或方程根的形式出现,是近几年高考命题热点.主要有两种考查类型:(1)确定函数零点(图象交点及方程根)的个数问题;(2)根据函数零点(图象交点及方程根)的个数求参数的值或取值范围问题.考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”确定函数零点或方程根的个数问题[例1] 已知函数f (x )=e x -1,g (x )=x +x ,其中e 是自然对数的底数,e =2.718 28…. (1)证明:函数h (x )=f (x )-g (x )在区间(1,2)上有零点; (2)求方程f (x )=g (x )的根的个数,并说明理由. [解] (1)证明:由h (x )=f (x )-g (x )=e x -1-x -x 得,h (1)=e -3<0,h (2)=e 2-3-2>0,且h (x )在区间(1,2)上是连续的, 所以函数h (x )在区间(1,2)上有零点. (2)由(1)得h (x )=e x -1-x -x .由g (x )=x +x 知,x ∈[0,+∞),而h (0)=0, 则x =0为h (x )的一个零点,而h (x )在(1,2)内有零点, 因此h (x )在[0,+∞)上至少有两个零点. 因为h ′(x )=e x -12x -12-1,记φ(x )=e x -12x -12-1,则φ′(x )=e x +14x -32.当x ∈(0,+∞)时,φ′(x )>0,因此φ(x )在(0,+∞)上单调递增,则φ(x )在(0,+∞)上至多只有一个零点,即h (x )在[0,+∞)上至多有两个零点.所以方程f (x )=g (x )的根的个数为2.[方法技巧]利用导数确定函数零点或方程根个数的方法(1)构建函数g (x )(要求g ′(x )易求,g ′(x )=0可解),转化确定g (x )的零点个数问题求解,利用导数研究该函数的单调性、极值,并确定定义区间端点值的符号(或变化趋势)等,画出g (x )的图象草图,数形结合求解.(2)利用零点存在性定理:先用该定理判断函数在某区间上有零点,然后利用导数研究函数的单调性、极值(最值)及区间端点值符号,进而判断函数在该区间上零点的个数.根据函数零点或方程根的个数求参数范围[例2] (2017·郑州质检)已知函数f (x )=(x 2-2x )ln x +ax 2+2. (1)当a =-1时,求f (x )在点(1,f (1))处的切线方程;(2)当a >0时,设函数g (x )=f (x )-x -2,且函数g (x )有且仅有一个零点,若e -2<x <e ,g (x )≤m ,求m 的取值范围.[解] (1)当a =-1时,f (x )=(x 2-2x )ln x -x 2+2,定义域为(0,+∞),f ′(x )=(2x -2)ln x +(x -2)-2x .所以f ′(1)=-3,又f (1)=1,f (x )在(1,f (1))处的切线方程为3x +y -4=0. (2)g (x )=f (x )-x -2=0, 则(x 2-2x )ln x +ax 2+2=x +2. 即a =1-(x -2)ln xx .令h (x )=1-(x -2)ln xx, 则h ′(x )=-1x 2-1x +2-2ln x x 2=1-x -2ln xx 2.令t (x )=1-x -2ln x ,t ′(x )=-1-2x =-x -2x , 因为t ′(x )<0,t (x )在(0,+∞)上是减函数,又因为t (1)=h ′(1)=0,所以当0<x <1时,h ′(x )>0,当x >1时,h ′(x )<0, 所以h (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 所以h (x )max =h (1)=1. 因为a >0,所以当函数g (x )有且仅有一个零点时,a =1. 当a =1时,g (x )=(x 2-2x )ln x +x 2-x ,若使当e -2<x <e 时,g (x )≤m ,只需g (x )max ≤m ,g ′(x )=(x -1)(3+2ln x ),令g ′(x )=0得x =1或x =e -32,又因为e -2<x <e ,所以函数g (x )在e -2,e -32上单调递增,在e -32,1上单调递减,在(1,e)上单调递增,又g (e -32)=-12e -3+2e -32,g (e)=2e 2-3e ,因为g (e -32)=-12e -3+2e -32<2e -32<2e<2e ⎝⎛⎭⎫e -32=g (e), 即g (e -32)<g (e),g (x )max =g (e)=2e 2-3e ,所以m ≥2e 2-3e ,即m 的取值范围是[2e 2-3e ,+∞).[方法技巧]解决复杂方程在某区间上有且仅有一解的步骤(1)在该区间上构造与方程相应的函数;(2)利用导数研究该函数在该区间上的单调性,若是单调函数,则进行下一步; (3)判断该函数在该区间端点处的函数值异号; (4)得出结论.能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]设a >1,函数f (x )=(1+x 2)e x -a . (1)求f (x )的单调区间;(2)证明:f (x )在(-∞,+∞)上仅有一个零点.解:(1)f (x )的定义域为R ,由导数公式知f ′(x )=2x e x +(1+x 2)e x =(x +1)2e x ,x ∈R . ∵对任意x ∈R ,都有f ′(x )≥0,∴f (x )的单调递增区间为(-∞,+∞),无单调递减区间.(2)证明:由(1)知f (x )在(-∞,+∞)上单调递增, 且f (0)=1-a <0,f (a -1)=a e a -1-a =a (ea -1-1).∵a >1,∴a -1>0,∴a -1>0,∴ea -1>1,∴e a -1-1>0,故f (a -1)>0,∴存在x 0∈(0,a -1)使得f (x 0)=0. 又∵f (x )在(-∞,+∞)上是单调函数, ∴f (x )在(-∞,+∞)上仅有一个零点.2.[考点二](2017·武汉质检)设函数f (x )=c ln x +12x 2+bx (b ,c ∈R ,c ≠0),且x =1为f (x )的极值点.(1)若x =1为f (x )的极大值点,求f (x )的单调区间(用c 表示); (2)若f (x )=0恰有两解,求实数c 的取值范围. 解:f ′(x )=cx +x +b =x 2+bx +c x ,又f ′(1)=0, 所以f ′(x )=(x -1)(x -c )x 且c ≠1,b +c +1=0. (1)因为x =1为f (x )的极大值点,所以c >1, 当0<x <1时,f ′(x )>0; 当1<x <c 时,f ′(x )<0; 当x >c 时,f ′(x )>0,所以f (x )的单调递增区间为(0,1),(c ,+∞);单调递减区间为(1,c ).(2)①若c <0,则f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,f (x )=0恰有两解,则f (1)<0,即12+b <0,所以-12<c <0;②若0<c <1,则f (x )极大值=f (c )=c ln c +12c 2+bc ,f (x )极小值=f (1)=12+b ,因为b =-1-c ,则f (x )极大值=c ln c +c 22+c (-1-c )=c ln c -c -c 22<0,f (x )极小值=-12-c <0,从而f (x )=0只有一解;③若c >1,则f (x )极小值=c ln c +c 22+c (-1-c )=c ln c -c -c 22<0,f (x )极大值=-12-c <0,则f (x )=0只有一解.综上,使f (x )=0恰有两解的c 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-12,0.3.[考点二]已知函数f (x )=x 3-3ax -1,a ≠0. (1)求f (x )的单调区间;(2)若f (x )在x =-1处取得极值,直线y =m 与y =f (x )的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围.解:(1)f ′(x )=3x 2-3a =3(x 2-a ), 当a <0时,对x ∈R ,有f ′(x )>0,所以当a <0时,f (x )的单调增区间为(-∞,+∞), 当a >0时,由f ′(x )>0,解得x <-a 或x >a , 由f ′(x )<0,解得-a <x <a ,所以当a >0时,f (x )的单调增区间为(-∞,-a ),(a ,+∞),f (x )的单调减区间为(-a ,a ).(2)因为f (x )在x =-1处取得极值,所以f ′(-1)=3×(-1)2-3a =0,所以a =1. 所以f (x )=x 3-3x -1,f ′(x )=3x 2-3. 由f ′(x )=0,解得x 1=-1,x 2=1.由(1)中f (x )的单调性,可知f (x )在x =-1处取得极大值f (-1)=1, 在x =1处取得极小值f (1)=-3.因为直线y =m 与函数y =f (x )的图象有三个不同的交点, 又f (-3)=-19<-3,f (3)=17>1,结合f (x )的单调性,可知m 的取值范围是(-3,1). 4.[考点一](2016·太原质检)已知函数f (x )=x ln x . (1)试求曲线y =f (x )在点(e ,f (e))处的切线方程;(2)若x >1,试判断方程f (x )=(x -1)(ax -a +1)的解的个数. 解:(1)f ′(x )=ln x +x ·1x =1+ln x ,∴f ′(e)=2. 又f (e)=e ,∴切线方程为2x -y -e =0.(2)方程f (x )=(x -1)(ax -a +1)的解即为方程ln x -(x -1)(ax -a +1)x =0的解.设h (x )=ln x -(x -1)(ax -a +1)x,x >1.则h ′(x )=-ax 2-x -a +1x 2=-(x -1)(ax +a -1)x 2,x >1. ①当a =0时,h ′(x )>0,h (x )为增函数,∴h (x )>h (1)=0,方程无解. ②当a ≠0时,令h ′(x )=0得x 1=1,x 2=1-aa .(ⅰ)当a <0,即x 2=1-aa<1时,∵x >1,∴h ′(x )>0,则h (x )为(1,+∞)上的增函数,∴h (x )>h (1)=0,方程无解.(ⅱ)当0<a <12,即1-a a >1时,x ∈⎝⎛⎭⎫1,1-a a 时,h ′(x )>0,h (x )为增函数;x ∈⎝⎛⎭⎫1-a a ,+∞时,h ′(x )<0,h (x )为减函数. 又x 趋向+∞时,h (x )=ln x -ax +1-ax +2a -1<0, h (1)=0,∴方程有一个解. (ⅲ)当a ≥12,即1-a a ≤1时,∵x >1,∴h ′(x )<0,h (x )为减函数, 而h (x )<h (1)=0,方程无解.综上所述,当a ∈(-∞,0]∪⎣⎡⎭⎫12,+∞时,原方程无解; 当a ∈⎝⎛⎭⎫0,12时,原方程有一个解. 突破点(三) 利用导数研究与不等式有关的综合问题1.利用导数研究与不等式有关的问题是高考的热点,常以解答题形式出现,难度较大.常涉及不等式成立、恒成立、证明不等式、比较两数(两函数)大小问题等.,2.问题的分类与解决思路,(1)不等式成立、恒成立问题:一般参变分离、转化为最值问题;,(2)证明不等式、比较两函数大小问题:构造新函数,转化为最值问题.考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”证明不等式[例1] (2016·合肥二模)已知函数f (x )=x +ae x. (1)若f (x )在区间(-∞,2)上为单调递增函数,求实数a 的取值范围;(2)若a =0,x 0<1,设直线y =g (x )为函数f (x )的图象在x =x 0处的切线,求证:f (x )≤g (x ). [解] (1)易得f ′(x )=-x -(1-a )e x,由题意知f ′(x )≥0对x ∈(-∞,2)恒成立,故x≤1-a对x∈(-∞,2)恒成立,∴1-a≥2,∴a≤-1.故实数a的取值范围为(-∞,-1].(2)证明:a=0,则f(x)=x e x.函数f(x)的图象在x=x0处的切线方程为y=g(x)=f′(x0)(x-x0)+f(x0).令h(x)=f(x)-g(x)=f(x)-f′(x0)(x-x0)-f(x0),x∈R,则h′(x)=f′(x)-f′(x0)=1-xe x-1-x0e x0=(1-x)e x0-(1-x0)e xe x+x0.设φ(x)=(1-x)e x0-(1-x0)e x,x∈R,则φ′(x)=-e x0-(1-x0)e x,∵x0<1,∴φ′(x)<0,∴φ(x)在R上单调递减,而φ(x0)=0,∴当x<x0时,φ(x)>0,当x>x0时,φ(x)<0,∴当x<x0时,h′(x)>0,当x>x0时,h′(x)<0,∴h(x)在区间(-∞,x0)上为增函数,在区间(x0,+∞)上为减函数,∴x∈R时,h(x)≤h(x0)=0,∴f(x)≤g(x).[方法技巧]利用导数证明不等式的基本方法利用导数法证明不等式f(x)>g(x)在区间D上成立的基本方法:(1)若f(x)与g(x)的最值易求出,可直接转化为证明f(x)min>g(x)max;(2)若f(x)与g(x)的最值不易求出,可构造函数h(x)=f(x)-g(x),然后根据函数h(x)的单调性或最值,证明h(x)>0.不等式恒成立问题(1)f(x)>g(x)对一切x∈I恒成立⇔I是f(x)>g(x)的解集的子集⇔[f(x)-g(x)]min>0(x∈I).(2)对∀x1,x2∈D使得f(x1)≤g(x2)⇔f(x)max≤g(x)min.[例2](2017·陕西西北九校联考)已知函数f(x)=-ln x+t(x-1),t为实数.(1)当t =1时,求函数f (x )的单调区间;(2)若当t =12时,k x -12-f (x )<0在(1,+∞)上恒成立,求实数k 的取值范围.[解] (1)当t =1时,f (x )=-ln x +x -1,x >0, ∴f ′(x )=-1x +1=x -1x . 由f ′(x )<0可得0<x <1, 由f ′(x )>0可得x >1,∴函数f (x )的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为(1,+∞).(2)当t =12时,f (x )=-ln x +x 2-12,k x -12-f (x )=k x -12--ln x +x 2-12=ln x -x 2+k x ,当x >1时,k x -12-f (x )<0恒成立,等价于k <x 22-x ln x 在(1,+∞)上恒成立.令g (x )=x 22-x ln x ,则g ′(x )=x -(ln x +1)=x -1-ln x .令h (x )=x -1-ln x ,则h ′(x )=1-1x =x -1x.当x >1时,h ′(x )>0,函数h (x )=x -1-ln x 在(1,+∞)上单调递增,故h (x )>h (1)=0, 从而当x >1时,g ′(x )>g ′(1)=0,即函数g (x )在(1,+∞)上单调递增, 故g (x )>g (1)=12,因此当x >1时,若使k <x 22-x ln x 恒成立,必须k ≤12.∴实数k 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,12.[方法技巧]不等式恒成立问题的求解策略(1)已知不等式f (x ,λ)≥0(λ为实参数)对任意的x ∈D 恒成立,求参数λ的取值范围.利用导数解决此类问题可以运用分离参数法,其一般步骤如下:第一步:将原不等式f (x ,λ)≥0(x ∈D ,λ为实参数)分离,使不等式的一边是参数,另一边不含参数,即化为f 1(λ)≥f 2(x )或f 1(λ)≤f 2(x )的形式;第二步,利用导数求出函数f 2(x )(x ∈D )的最大(小)值;第三步,解不等式f 1(λ)≥f 2(x )max 或f 1(λ)≤f 2(x )min ,从而求出参数λ的取值范围. (2)如果无法分离参数,可以考虑对参数或自变量进行分类讨论求解,如果是二次不等式恒成立的问题,可以考虑二次项系数与判别式的方法(a >0,Δ<0或a <0,Δ<0)求解.存在型不等式恒成立问题(1)f (x )>g (x )f (x )-g (x )]max >0(x ∈I ).(2)对∀x 1∈D 1,∃x 2∈D 2使得f (x 1)≥g (x 2)⇔f (x )min ≥g (x )min ,f (x )的定义域为D 1,g (x )的定义域为D 2.[例3] (2017·新乡调研)已知函数f (x )=x -(a +1)ln x -a x (a ∈R),g (x )=12x 2+e x -x e x .(1)当x ∈[1,e]时,求f (x )的最小值;(2)当a <1时,若存在x 1∈[e ,e 2],使得对任意的x 2∈[-2,0],f (x 1)<g (x 2)恒成立,求a 的取值范围.[解] (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=(x -1)(x -a )x 2.①当a ≤1时,x ∈[1,e],f ′(x )≥0, f (x )为增函数,f (x )min =f (1)=1-a .②当1<a <e 时,x ∈[1,a ]时,f ′(x )≤0,f (x )为减函数; x ∈[a ,e]时,f ′(x )≥0,f (x )为增函数. 所以f (x )min =f (a )=a -(a +1)ln a -1.③当a ≥e 时,x ∈[1,e]时,f ′(x )≤0,f (x )在[1,e]上为减函数. f (x )min =f (e)=e -(a +1)-ae .综上,当a ≤1时,f (x )min =1-a ; 当1<a <e 时,f (x )min =a -(a +1)ln a -1; 当a ≥e 时,f (x )min =e -(a +1)-ae.(2)由题意知f (x )(x ∈[e ,e 2])的最小值小于g (x )(x ∈[-2,0])的最小值. 由(1)知当a <1时f (x )在[e ,e 2]上单调递增,f (x )min =f (e)=e -(a +1)-ae .g ′(x )=(1-e x )x .当x ∈[-2,0]时g ′(x )≤0,g (x )为减函数,g (x )min =g (0)=1, 所以e -(a +1)-ae <1,即a >e 2-2e e +1,所以a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2-2e e +1,1.[方法技巧]存在型不等式恒成立问题的求解策略“恒成立”与“存在性”问题的求解是“互补”关系,即f (x )≥g (a )对于x ∈D 恒成立,应求f (x )的最小值;若存在x ∈D ,使得f (x )≥g (a )成立,应求f (x )的最大值.在具体问题中究竟是求最大值还是最小值,可以先联想“恒成立”是求最大值还是最小值,这样也就可以解决相应的“存在性”问题是求最大值还是最小值.特别需要关注等号是否成立问题,以免细节出错.能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一](2017·昆明模拟)已知函数f (x )=ln x -x . (1)判断函数f (x )的单调性; (2)函数g (x )=f (x )+x +12x-m 有两个零点x 1,x 2,且x 1<x 2,求证:x 1+x 2>1. 解:(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞). f ′(x )=1x -1=1-x x ,令f ′(x )=1x -1=1-x x >0,得0<x <1,令f ′(x )=1x -1=1-x x<0,得x >1,所以函数f (x )的单调递增区间为(0,1),函数f (x )的单调递减区间为(1,+∞). (2)证明:根据题意,g (x )=ln x +12x-m (x >0), 因为x 1,x 2是函数g (x )=ln x +12x-m 的两个零点, 所以ln x 1+12x 1-m =0,ln x 2+12x 2-m =0. 两式相减,可得ln x 1x 2=12x 2-12x 1,即ln x 1x 2=x 1-x 22x 2x 1,故x 1x 2=x 1-x 22ln x 1x 2.那么x 1=x 1x 2-12ln x 1x 2,x 2=1-x 2x 12ln x 1x 2.令t =x 1x 2,其中0<t <1,则x 1+x 2=t -12ln t +1-1t 2ln t =t -1t 2ln t.构造函数h (t )=t -1t -2ln t ,则h ′(t )=(t -1)2t2.对于0<t <1,h ′(t )>0恒成立,故h (t )<h (1),即t -1t -2ln t <0.可知t -1t 2ln t>1,故x 1+x 2>1.2.[考点二](2017·西安六校联考)设a ∈R ,函数f (x )=ax 2-ln x ,g (x )=e x -ax . (1)当a =7时,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程; (2)若f (x )·g (x )>0对x ∈(0,+∞)恒成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)当a =7时,f (x )=7x 2-ln x ,f ′(x )=14x -1x ,∴f ′(1)=13,∵f (1)=7,∴曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -7=13(x -1),即13x -y -6=0. (2)若f (x )>0对x ∈(0,+∞)恒成立,即ax 2-ln x >0对x ∈(0,+∞)恒成立,则a >⎝⎛⎭⎫ln x x 2max (x >0).设h (x )=ln xx 2(x >0),则h ′(x )=1-2ln x x 3, 当0<x <e 12时,h ′(x )>0,函数h (x )单调递增;当x >e 12时,h ′(x )<0,函数h (x )单调递减,∴当x >0时,h (x )max =h (e 12)=12e ,∴a >12e.∵h (x )无最小值,∴f (x )<0对x ∈(0,+∞)不可能恒成立. ∵f (x )·g (x )>0对x ∈(0,+∞)恒成立,∴g (x )=e x-ax >0,即a <e xx 对x ∈(0,+∞)恒成立.设H (x )=e xx , ∴H ′(x )=e x (x -1)x 2,当0<x <1时,H ′(x )<0,函数H (x )单调递减; 当x >1时,H ′(x )>0,函数H (x )单调递增, ∴当x >0时,H (x )min =H (1)=e , ∴a <e.综上可得,实数a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫12e ,e . 3.[考点三]已知a 为实数,函数f (x )=a ln x +x 2-4x .(1)是否存在实数a ,使得f (x )在x =1处取得极值?证明你的结论;(2)设g (x )=(a -2)x ,若∃x 0∈⎣⎡⎦⎤1e ,e ,使得f (x 0)≤g (x 0)成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ax +2x -4=2x 2-4x +a x .假设存在实数a ,使f (x )在x =1处取极值,则f ′(1)=0, ∴a =2,此时,f ′(x )=2(x -1)2x ,当x >0时,f ′(x )≥0恒成立,∴f (x )在(0,+∞)上单调递增, ∴x =1不是f (x )的极值点.故不存在实数a ,使得f (x )在x =1处取得极值. (2)由f (x 0)≤g (x 0),得(x 0-ln x 0)a ≥x 20-2x 0, 记F (x )=x -ln x (x >0),∴F ′(x )=x -1x (x >0), ∴当0<x <1时,F ′(x )<0,F (x )单调递减; 当x >1时,F ′(x )>0,F (x )单调递增. ∴F (x )>F (1)=1>0,∴a ≥x 20-2x 0x 0-ln x 0,记G (x )=x 2-2x x -ln x ,x ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e , ∴G ′(x )=(2x -2)(x -ln x )-(x -2)(x -1)(x -ln x )2=(x -1)(x -2ln x +2)(x -ln x )2.∵x ∈⎣⎡⎦⎤1e ,e ,∴2-2ln x =2(1-ln x )≥0, ∴x -2ln x +2>0,∴x ∈⎣⎡⎭⎫1e ,1时,G ′(x )<0,G (x )单调递减; x ∈(1,e]时,G ′(x )>0,G (x )单调递增, ∴G (x )min =G (1)=-1,∴a ≥G (x )min =-1. 故实数a 的取值范围为[-1,+∞).[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2016·全国丙卷)设函数f (x )=αcos 2x +(α-1)·(cos x +1),其中α>0,记|f (x )|的最大值为A .(1)求f ′(x );(2)求A ;(3)证明|f ′(x )|≤2A .解:(1)f ′(x )=-2αsin 2x -(α-1)sin x .(2)当α≥1时,|f (x )|=|αcos 2x +(α-1)(cos x +1)|≤α+2(α-1)=3α-2=f (0). 故A =3α-2.当0<α<1时,将f (x )变形为 f (x )=2αcos 2x +(α-1)cos x -1. 令g (t )=2αt 2+(α-1)t -1, 则A 是|g (t )|在[-1,1]上的最大值, g (-1)=α,g (1)=3α-2, 且当t =1-α4α时,g (t )取得极小值,极小值为g ⎝⎛⎭⎫1-α4α=-(α-1)28α-1=-α2+6α+18α.令-1<1-α4α<1,解得α>15.①当0<α≤15时,g (t )在[-1,1]内无极值点,|g (-1)|=α,|g (1)|=2-3α,|g (-1)|<|g (1)|, 所以A =2-3α.②当15<α<1时,由g (-1)-g (1)=2(1-α)>0,知g (-1)>g (1)>g ⎝⎛⎭⎫1-α4α.又⎪⎪⎪⎪g ⎝⎛⎭⎫1-α4α-|g (-1)|=(1-α)(1+7α)8α>0,所以A =⎪⎪⎪⎪g ⎝⎛⎭⎫1-α4α=α2+6α+18α.综上,A =⎩⎨⎧2-3α,0<α≤15,α2+6α+18α,15<α<1,3α-2,α≥1.(3)证明:由(1)得|f ′(x )|=|-2αsin 2x -(α-1)sin x |≤2α+|α-1|. 当0<α≤15时,|f ′(x )|≤1+α≤2-4α<2(2-3α)=2A .当15<α<1时,A =α8+18α+34>1, 所以|f ′(x )|≤1+α<2A .当α≥1时,|f ′(x )|≤3α-1≤6α-4=2A . 所以|f ′(x )|≤2A .2.(2016·全国乙卷)已知函数f (x )=(x -2)e x +a (x -1)2有两个零点. (1)求a 的取值范围;(2)设x 1,x 2是f (x )的两个零点,证明:x 1+x 2<2. 解:(1)f ′(x )=(x -1)e x +2a (x -1)=(x -1)(e x +2a ). ①设a =0,则f (x )=(x -2)e x ,f (x )只有一个零点. ②设a >0,则当x ∈(-∞,1)时,f ′(x )<0; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )在(-∞,1)内单调递减,在(1,+∞)内单调递增. 又f (1)=-e ,f (2)=a ,取b 满足b <0且b <ln a 2,则f (b )>a2(b -2)+a (b -1)2=a ⎝⎛⎭⎫b 2-32b >0, 故f (x )存在两个零点.③设a <0,由f ′(x )=0得x =1或x =ln(-2a ). 若a ≥-e2,则ln(-2a )≤1,故当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,因此f (x )在(1,+∞)内单调递增. 又当x ≤1时,f (x )<0,所以f (x )不存在两个零点. 若a <-e2,则ln(-2a )>1,故当x ∈(1,ln(-2a ))时,f ′(x )<0; 当x ∈(ln(-2a ),+∞)时,f ′(x )>0.因此f (x )在(1,ln(-2a ))内单调递减,在(ln(-2a ),+∞)内单调递增. 又当x ≤1时,f (x )<0,所以f (x )不存在两个零点. 综上,a 的取值范围为(0,+∞).(2)证明:不妨设x 1<x 2,由(1)知,x 1∈(-∞,1),x 2∈(1,+∞),2-x 2∈(-∞,1),又f (x )在(-∞,1)内单调递减,所以x 1+x 2<2等价于f (x 1)>f (2-x 2), 即f (2-x 2)<0.由于f (2-x 2)=-x 2e2-x 2+a (x 2-1)2, 而f (x 2)=(x 2-2)e x 2+a (x 2-1)2=0, 所以f (2-x 2)=-x 2e2-x 2-(x 2-2)e x 2. 设g (x )=-x e 2-x -(x -2)e x ,则g ′(x )=(x -1)(e 2-x -e x ).所以当x >1时,g ′(x )<0,而g (1)=0, 故当x >1时,g (x )<0.从而g (x 2)=f (2-x 2)<0,故x 1+x 2<2.3.(2015·新课标全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=x 3+ax +14,g (x )=-ln x .(1)当a 为何值时,x 轴为曲线y =f (x )的切线;(2)用min{m ,n }表示m ,n 中的最小值,设函数h (x )=min{f (x ),g (x )}(x >0),讨论h (x )零点的个数.解:(1)设曲线y =f (x )与x 轴相切于点(x 0,0),则f (x 0)=0,f ′(x 0)=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 30+ax 0+14=0,3x 20+a =0,解得⎩⎨⎧x 0=12,a =-34.因此,当a =-34时,x 轴为曲线y =f (x )的切线.(2)当x ∈(1,+∞)时,g (x )=-ln x <0, 从而h (x )=min{f (x ),g (x )}≤g (x )<0, 故h (x )在(1,+∞)上无零点.当x =1时,若a ≥-54,则f (1)=a +54≥0,h (1)=min{f (1),g (1)}=g (1)=0,故x =1是h (x )的零点;若a <-54,则f (1)<0,h (1)=min{f (1),g (1)}=f (1)<0,故x =1不是h (x )的零点.当x ∈(0,1)时,g (x )=-ln x >0,所以只需考虑f (x )在(0,1)上的零点个数. ①若a ≤-3或a ≥0,则f ′(x )=3x 2+a 在(0,1)上无零点,故f (x )在(0,1)上单调. 而f (0)=14,f (1)=a +54,所以当a ≤-3时,f (x )在(0,1)上有一个零点;当a ≥0时,f (x )在(0,1)上没有零点.②若-3<a <0,则f (x )在⎝⎛⎭⎫0, -a 3上单调递减,在⎝⎛⎭⎫-a 3,1上单调递增,故在(0,1)上,当x =-a 3时,f (x )取得最小值,最小值为f ⎝⎛⎭⎫ -a 3=2a 3 -a 3+14. a .若f ⎝⎛⎭⎫-a 3>0,即-34<a <0,则f (x )在(0,1)上无零点. b .若f ⎝⎛⎭⎫-a 3=0,即a =-34,则f (x )在(0,1)上有唯一零点. c .若f ⎝⎛⎭⎫-a 3<0,即-3<a <-34,由于f (0)=14,f (1)=a +54,所以当-54<a <-34时,f (x )在(0,1)上有两个零点;当-3<a ≤-54时,f (x )在(0,1)上有一个零点.综上,当a >-34或a <-54时,h (x )有一个零点;当a =-34或a =-54时,h (x )有两个零点;当-54<a <-34时,h (x )有三个零点.4.(2013·新课标全国卷Ⅰ)设函数f (x )=x 2+ax +b ,g (x )=e x (cx +d ),若曲线y =f (x )和曲线y =g (x )都过点P (0,2),且在点P 处有相同的切线y =4x +2.(1)求a ,b ,c ,d 的值;(2)若x ≥-2时,f (x )≤kg (x ),求k 的取值范围. 解:(1)由已知得f (0)=2,g (0)=2,f ′(0)=4,g ′(0)=4.而f ′(x )=2x +a ,g ′(x )=e x (cx +d +c ),故b =2,d =2,a =4,d +c =4. 从而a =4,b =2,c =2,d =2.(2)由(1)知,f (x )=x 2+4x +2,g (x )=2e x (x +1). 设函数F (x )=kg (x )-f (x )=2k e x (x +1)-x 2-4x -2, 则F ′(x )=2k e x (x +2)-2x -4=2(x +2)(k e x -1). 由题设可得F (0)≥0,即k ≥1. 令F ′(x )=0得x 1=-ln k ,x 2=-2.①若1≤k <e 2,则-2<x 1≤0,从而当x ∈(-2,x 1)时,F ′(x )<0;当x ∈(x 1,+∞)时,F ′(x )>0,即F (x )在(-2,x 1)上单调递减,在(x 1,+∞)上单调递增,故F (x )在[-2,+∞)上的最小值为F (x 1).而F (x 1)=2x 1+2-x 21-4x 1-2=-x 1(x 1+2)≥0.故当x ≥-2时,F (x )≥0,即f (x )≤kg (x )恒成立.②若k =e 2,则F ′(x )=2e 2(x +2)(e x -e -2).从而当x >-2时,F ′(x )>0,即F (x )在(-2,+∞)上单调递增.而F (-2)=0,故当x ≥-2时,F (x )≥0,即f (x )≤kg (x )恒成立.③若k >e 2,则F (-2)=-2k e -2+2=-2e -2(k -e 2)<0.从而当x ≥-2时,f (x )≤kg (x )不可能恒成立.综上,k 的取值范围是[1,e 2].[课时达标检测] 难点增分课时——设计3级训练,考生据自身能力而选 一、全员必做题1.(2017·宜州调研)设f (x )=|ln x |,若函数g (x )=f (x )-ax 在区间(0,4)上有三个零点,则实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,1eB.⎝⎛⎭⎫ln 22,e C.⎝⎛⎭⎫0,ln 22 D.⎝⎛⎭⎫ln 22,1e解析:选D 令y 1=f (x )=|ln x |,y 2=ax ,若函数g (x )=f (x )-ax 在区间(0,4)上有三个零点,则y 1=f (x )=|ln x |与y 2=ax 的图象(图略)在区间(0,4)上有三个交点.由图象易知,当a ≤0时,不符合题意;当a >0时,易知y 1=|ln x |与y 2=ax 的图象在区间(0,1)上有一个交点,所以只需要y 1=|ln x |与y 2=ax 的图象在区间(1,4)上有两个交点即可,此时|ln x |=ln x ,由ln x =ax ,得a =ln x x .令h (x )=ln x x ,x ∈(1,4),则h ′(x )=1-ln x x 2,故函数h (x )在(1,e)上单调递增,在(e,4)上单调递减,h (e)=ln e e =1e ,h (1)=0,h (4)=ln 44=ln 22,所以ln 22<a <1e,故选D.2.若定义在R 上的函数f (x )满足f (0)=-1,其导函数f ′(x )满足f ′(x )>k >1,则下列结论中一定错误的是( )A .f ⎝⎛⎭⎫1k <1k B .f ⎝⎛⎭⎫1k >1k -1 C .f ⎝⎛⎭⎫1k -1<1k -1D .f ⎝⎛⎭⎫1k -1>1k -1解析:选C 由已知,构造函数g (x )=f (x )-kx ,则g ′(x )=f ′(x )-k >0,∴函数g (x )在R 上单调递增,且1k -1>0,∴g ⎝⎛⎭⎫1k -1>g (0),即f ⎝⎛⎭⎫1k -1-k k -1>-1,即f ⎝⎛⎭⎫1k -1>1k -1,∴选项C 错误,选项D 正确.构造函数h (x )=f (x )-x ,则h ′(x )=f ′(x )-1>0,∴函数h (x )在R 上单调递增,且1k >0,∴h ⎝⎛⎭⎫1k >h (0),即f ⎝⎛⎭⎫1k -1k >-1,即f ⎝⎛⎭⎫1k >1k -1,但选项A 、B 无法判断,故选C.3.已知f (x )=12x 2+b x +c (b ,c 是常数)和g (x )=14x +1x 是定义在M ={x |1≤x ≤4}上的函数,对于任意的x ∈M ,存在x 0∈M 使得f (x )≥f (x 0),g (x )≥g (x 0),且f (x 0)=g (x 0),则f (x )在M 上的最大值为( )A.72B .5C .6D .8解析:选B 因为g (x )=14x +1x ≥214=1(当且仅当x =2时等号成立),所以f (2)=2+b 2+c =g (2)=1,所以c =-1-b 2,所以f (x )=12x 2+bx -1-b 2,所以f ′(x )=x -b x 2=x 3-b x2.因为f (x )在x =2处有最小值,且x ∈[1,4],所以f ′(2)=0,即b =8,所以c =-5,所以f (x )=12x 2+8x -5,f ′(x )=x 3-8x 2,所以f (x )在[1,2)上单调递减,在(2,4]上单调递增,而f (1)=12+8-5=72,f (4)=8+2-5=5,所以函数f (x )在M 上的最大值为5,故选B.4.已知函数f (x )=ax +x ln x (a ∈R).(1)若函数f (x )在区间[e ,+∞)上为增函数,求a 的取值范围;(2)当a =1且k ∈Z 时,不等式k (x -1)<f (x )在x ∈(1,+∞)上恒成立,求k 的最大值. 解:(1)f ′(x )=a +ln x +1,由题意知f ′(x )≥0在[e ,+∞)上恒成立, 即ln x +a +1≥0在[e ,+∞)上恒成立, 即a ≥-(ln x +1)在[e ,+∞)上恒成立, 而[-(ln x +1)]max =-(ln e +1)=-2, ∴a ≥-2,即a 的取值范围为[-2,+∞). (2)当a =1时,f (x )=x +x ln x , ∵x ∈(1,+∞),∴原不等式可化为k <f (x )x -1,即k <x +x ln x x -1对任意x >1恒成立.令g (x )=x +x ln x x -1,则g ′(x )=x -ln x -2(x -1)2. 令h (x )=x -ln x -2(x >1), 则h ′(x )=1-1x =x -1x >0, ∴h (x )在(1,+∞)上单调递增. ∵h (3)=1-ln 3<0,h (4)=2-2ln 2>0, ∴存在x 0∈(3,4)使h (x 0)=0,即g ′(x 0)=0. 即当1<x <x 0时,h (x )<0,即g ′(x )<0. 当x >x 0时,h (x )>0,即g ′(x )>0.∴g (x )在(1,x 0)上单调递减,在(x 0,+∞)上单调递增. 由h (x 0)=x 0-ln x 0-2=0,得ln x 0=x 0-2, g (x )min =g (x 0)=x 0(1+ln x 0)x 0-1=x 0(1+x 0-2)x 0-1=x 0∈(3,4),∴k <g (x )min =x 0且k ∈Z ,即k max =3. 5.已知函数f (x )=(a +1)ln x +ax 2+1. (1)讨论y =f (x )的单调性;(2)若a ≤-2,证明:对∀x 1,x 2∈(0,+∞),|f (x 1)-f (x 2)|≥4|x 1-x 2|. 解:(1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=a +1x +2ax =2ax 2+a +1x =a (2x 2+1)+1x .当a ≥0时,f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增. 当a ≤-1时,f ′(x )<0,故f (x )在(0,+∞)上单调递减.当-1<a <0时,令f ′(x )=0,解得x = -a +12a, 由于f ′(x )在(0,+∞)上单调递减,故 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 时,f ′(x )>0,f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫0, -a +12a 上单调递增; 当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫-a +12a ,+∞时,f ′(x )<0,f (x )在 -a +12a,+∞上单调递减. (2)证明:不妨假设x 1≥x 2.由于a ≤-2,故f (x )在(0,+∞)上单调递减.∴|f (x 1)-f (x 2)|≥4|x 1-x 2|等价于f (x 2)-f (x 1)≥4x 1-4x 2, 即f (x 2)+4x 2≥f (x 1)+4x 1. 令g (x )=f (x )+4x ,则g ′(x )=a +1x +2ax +4=2ax 2+4x +a +1x , 于是g ′(x )≤-4x 2+4x -1x =-(2x -1)2x ≤0. 从而g (x )在(0,+∞)上单调递减,故g (x 1)≤g (x 2), 即f (x 2)+4x 2≥f (x 1)+4x 1,故对∀x 1,x 2∈(0,+∞),|f (x 1)-f (x 2)|≥4|x 1-x 2|. 6.(2017·德州中学月考)已知函数f (x )=mx 2-x +ln x .(1)若在函数f (x )的定义域内存在区间D ,使得该函数在区间D 上为减函数,求实数m 的取值范围;(2)当0<m ≤12时,若曲线C :y =f (x )在点x =1处的切线l 与曲线C 有且只有一个公共点,求m 的值或取值范围.解:(1)f ′(x )=2mx -1+1x =2mx 2-x +1x,即2mx 2-x +1<0在(0,+∞)上有解. 当m ≤0时显然成立;当m >0时,由于函数y =2mx 2-x +1的图象的对称轴x =14m >0,故需且只需Δ>0,即1-8m >0,解得m <18.故0<m <18,综上所述,实数m 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-∞,18. (2)f (1)=m -1,f ′(1)=2m ,故切线方程为y -m +1=2m (x -1),即y =2mx -m -1.从而方程mx 2-x +ln x =2mx -m -1在(0,+∞)上有且只有一解. 设g (x )=mx 2-x +ln x -(2mx -m -1), 则g (x )在(0,+∞)上有且只有一个零点. 又g (1)=0,故函数g (x )有零点x =1.则g ′(x )=2mx -1+1x -2m =2mx 2-(2m +1)x +1x =(2mx -1)(x -1)x .当m =12时,g ′(x )≥0,又g (x )不是常数函数,故g (x )在(0,+∞)上单调递增. ∴函数g (x )有且只有一个零点x =1,满足题意. 当0<m <12时,由g ′(x )=0,得x =12m 或x =1.且12m >1,由g ′(x )>0,得0<x <1或x >12m ;由g ′(x )<0,得1<x <12m.故当x 在(0,+∞)上变化时,g ′(x ),g (x )的变化情况如下表:根据上表知g ⎝⎛⎭⎫12m <0.又g (x )=mx ⎣⎡⎦⎤x -⎝⎛⎭⎫2+1m +m +ln x +1. ∴g ⎝⎛⎭⎫2+1m >0, 故在⎝⎛⎭⎫12m ,+∞上,函数g (x )又有一个零点,不满足题意. 综上所述,m =12.二、重点选做题1.设函数f (x )=12x 2-ax -k ln x (a ∈R ,k ∈R).(1)若k =1,且f (x )在区间[1,+∞)上单调递增,求实数a 的取值范围; (2)若a =0,且k ≥e ,求证:f (x )在区间(1, e ]上有且仅有一个零点. 解:(1)∵f (x )=12x 2-ax -k ln x ,∴f ′(x )=x -kx-a ,若k =1,且f (x )在区间[1,+∞)上单调递增, 则f ′(x )=x -1x -a ≥0对任意的x ≥1恒成立, 即a ≤x -1x 对任意的x ≥1恒成立.∴a ≤⎝⎛⎭⎫x -1x min =0,即实数a 的取值范围为(-∞,0]. (2)证明:当a =0时,f (x )=12x 2-k ln x ,∴f ′(x )=x -k x =(x +k )(x -k )x ,由f ′(x )<0,得0<x <k ; 由f ′(x )>0,得x >k .∴f (x )在区间(0,k ]上单调递减,在区间(k ,+∞)上单调递增. 当k =e 时,f (x )在区间(0, e ]上单调递减,且f (e)=12e -eln e =0,∴f (x )在区间(1, e ]上有且仅有一个零点. 当k >e 时,k >e ,∴f (x )在区间(1, e ]上单调递减, 又f (1)=12>0,f (e)=12e -k ln e =e -k 2<0,∴f (x )在区间(1, e ]上有且仅有一个零点.综上,若a =0,且k ≥e ,则f (x )在区间(1, e ]上有且仅有一个零点.2.已知函数f (x )满足:①f (x )=2f (x +2),x ∈R ;②f (x )=ln x +ax ,x ∈(0,2);③f (x )在(-4,-2)内能取到最大值-4.(1)求实数a 的值;(2)设函数g (x )=13bx 3-bx ,若对∀x 1∈(1,2),∃x 2∈(1,2),使得f (x 1)=g (x 2),求实数b的取值范围.解:(1)当x ∈(-4,-2)时,有x +4∈(0,2), 由条件②得f (x +4)=ln(x +4)+a (x +4),再由条件①得f (x )=2f (x +2)=4f (x +4)=4ln(x +4)+4a (x +4). 故f ′(x )=4x +4+4a ,x ∈(-4,-2). 由条件③得f (x )在(-4,-2)内有最大值,方程f ′(x )=0,即4x +4+4a =0在(-4,-2)内必有解,故a ≠0,且解为x =-1a-4.又最大值为-4,所以f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫-1a -4=4ln ⎝⎛⎭⎫-1a +4a ·⎝⎛⎭⎫-1a =-4,即ln ⎝⎛⎭⎫-1a =0,所以a =-1.(2)设f (x )在(1,2)内的值域为A ,g (x )在(1,2)内的值域为B , 由条件可知A ⊆B .由(1)知,当x ∈(1,2)时,f (x )=ln x -x ,f ′(x )=1x -1=1-x x <0,故f (x )在(1,2)内为减函数,所以A =(f (2),f (1))=(ln 2-2,-1). 对g (x )求导得g ′(x )=bx 2-b =b (x -1)(x +1). 若b <0,则当x ∈(1,2)时,g ′(x )<0,g (x )为减函数, 所以B =(g (2),g (1))=⎝⎛⎭⎫23b ,-23b . 由A ⊆B ,得23b ≤ln 2-2,-23b ≥-1,故必有b ≤32ln 2-3.若b >0,则当x ∈(1,2)时,g ′(x )>0,g (x )为增函数, 所以B =(g (1),g (2))=⎝⎛⎭⎫-23b ,23b . 由A ⊆B ,得-23b ≤ln 2-2,23b ≥-1,故必有b ≥3-32ln 2.若b =0,则B ={0},此时A ⊆B 不成立.综上可知,b 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,32ln 2-3∪3-32ln 2,+∞. 三、冲刺满分题1.(2017·长沙四校联考)已知函数f (x )=e xx -m .(1)讨论函数y =f (x )在x ∈(m ,+∞)上的单调性;(2)若m ∈⎝⎛⎦⎤0,12,则当x ∈[m ,m +1]时,函数y =f (x )的图象是否总在函数g (x )=x 2+x 图象上方?请写出判断过程.解:(1)f ′(x )=e x (x -m )-e x (x -m )2=e x (x -m -1)(x -m )2,当x ∈(m ,m +1)时,f ′(x )<0,当x ∈(m +1,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )在(m ,m +1)上单调递减,在(m +1,+∞)上单调递增. (2)由(1)知f (x )在(m ,m +1)上单调递减, 所以其最小值为f (m +1)=e m +1.因为m ∈⎝⎛⎦⎤0,12,g (x )在[m ,m +1]上的最大值为(m +1)2+m +1. 所以下面判断f (m +1)与(m +1)2+m +1的大小, 即判断e x 与(1+x )x 的大小,其中x =m +1∈⎝⎛⎦⎤1,32. 令m (x )=e x -(1+x )x ,m ′(x )=e x -2x -1, 令h (x )=m ′(x ),则h ′(x )=e x -2, 因为x =m +1∈⎝⎛⎦⎤1,32, 所以h ′(x )=e x -2>0,m ′(x )单调递增, 又m ′(1)=e -3<0,m ′⎝⎛⎭⎫32=e 32-4>0,故存在x 0∈⎝⎛⎦⎤1,32,使得m ′(x 0)=e x 0-2x 0-1=0. 所以m (x )在(1,x 0)上单调递减,在⎝⎛⎦⎤x 0,32上单调递增, 所以m (x )≥m (x 0)=e x 0-x 20-x 0=2x 0+1-x 20-x 0=-x 20+x 0+1,所以当x 0∈⎝⎛⎦⎤1,32时,m (x 0)=-x 20+x 0+1>0, 即e x >(1+x )x ,即f (m +1)>(m +1)2+m +1,所以函数y =f (x )的图象总在函数g (x )=x 2+x 图象上方.2.已知函数f (x )=x e x -a ln x ,曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线平行于x 轴. (1)求f (x )的单调区间;(2)证明:当b ≤e 时,f (x )≥b (x 2-2x +2). 解:(1)因为f ′(x )=(x +1)e x -ax ,x >0,依题意得f ′(1)=0,即2e -a =0,解得a =2e. 所以f ′(x )=(x +1)e x -2ex,显然f ′(x )在(0,+∞)上单调递增且f ′(1)=0, 故当x ∈(0,1)时,f ′(x )<0; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )的单调递减区间为(0,1),单调递增区间为(1,+∞).。

2018版高考数学(全国人教B版理)大一轮复习讲义:专题探究课一高考中函数与导数问题的热点题型含答案

2018版高考数学(全国人教B版理)大一轮复习讲义:专题探究课一高考中函数与导数问题的热点题型含答案

(建议用时:80分钟)1。

已知函数f(x)=x2-ln x-ax,a∈R。

(1)当a=1时,求f(x)的最小值;(2)若f(x)>x,求a的取值范围.解(1)当a=1时,f(x)=x2-ln x-x,f′(x)=错误!。

当x∈(0,1)时,f′(x)〈0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0.所以f(x)的最小值为f(1)=0.(2)由f(x)〉x,得f(x)-x=x2-ln x-(a+1)x〉0.由于x〉0,所以f(x)〉x等价于x-错误!>a+1。

令g(x)=x-错误!,则g′(x)=错误!。

当x∈(0,1)时,g′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,g′(x)〉0。

故g(x)有最小值g(1)=1。

故a+1〈1,a<0,即a的取值范围是(-∞,0).2。

设a为实数,函数f(x)=e x-2x+2a,x∈R.(1)求f(x)的单调区间与极值;(2)求证:当a>ln 2-1且x>0时,e x>x2-2ax+1.(1)解由f(x)=e x-2x+2a,x∈R,知f′(x)=e x-2,x∈R.令f′(x)=0,得x=ln 2.于是当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:故f(x单调递增区间是(ln 2,+∞),f(x)在x=ln 2处取得极小值,极小值为f(ln 2)=e ln 2-2ln 2+2a=2-2ln 2+2a. (2)证明设g(x)=e x-x2+2ax-1,x∈R,于是g′(x)=e x-2x+2a,x∈R。

由(1)知当a〉ln 2-1时,g′(x)取最小值为g′(ln 2)=2(1-ln 2+a)>0.于是对任意x∈R,都有g′(x)〉0,所以g(x)在R内单调递增。

于是当a>ln 2-1时,对任意x∈(0,+∞),都有g(x)〉g(0).而g(0)=0,从而对任意x∈(0,+∞),都有g(x)〉0.即e x-x2+2ax-1〉0,故当a〉ln 2-1且x〉0时,e x〉x2-2ax+1.3.已知函数f(x)=x3-3x2+ax+2,曲线y=f(x)在点(0,2)处的切线与x轴交点的横坐标为-2。

2018年全国三卷理科导数题

2018年全国三卷理科导数题

2018年全国三卷理科导数题分析一、题目背景2018年全国高考理科数学试题中,导数题一直是考生们比较关注的话题。

导数作为微积分的重要内容,涉及到函数的变化率、极值、凹凸性等概念,对学生的数学能力和思维能力有着较高的要求。

本文将对2018年全国三卷理科导数题进行分析,对题目进行解析,帮助学生更好地理解导数的相关知识。

二、题目分析1. 题目一题目描述:设函数$f(x)=x^2e^x$,求$f'(x)$的表达式。

解析:这道题主要考察了函数的导数的计算方法。

根据函数的乘积法则和指数函数的导数公式,可以得出$f'(x)=(2x+x^2)e^x$。

这道题考查了学生对函数导数的基本计算方法的掌握情况。

2. 题目二题目描述:已知函数$y=2x^3-3x^2+12x-5$,求其极值点的横坐标。

解析:这道题是一个关于函数极值的应用题。

首先需要根据导数的定义求出函数的导数$y'=6x^2-6x+12$,然后令$y'=0$,得到极值点的横坐标$x=1$。

通过求导数和极值点的横坐标,学生可以巩固对导数和极值的理解。

3. 题目三题目描述:函数$f(x)=x^3+e^x$在点$x=0$处的切线方程为$y=3x+1$,求$f(x)$在点$x=0$处的函数值和切线斜率。

解析:这道题是一个综合性的导数应用题,需要结合切线方程和函数的导数进行求解。

首先根据切线方程可以得到函数在点$x=0$处的函数值$f(0)=1$,然后根据切线方程$y=3x+1$的斜率可以得到切线斜率$k=3$。

这道题主要考察了学生对导数和切线方程的综合运用能力。

三、题目总结通过对2018年全国三卷理科导数题的分析,我们可以发现这些题目在考查学生对导数的计算、极值、切线方程等知识的掌握情况。

对于学生来说,需要通过大量的练习和题目的分析来加强对导数相关知识的理解和运用能力。

在备战高考的过程中,学生需要注重对基础知识的打牢和综合运用能力的提高,才能在考试中取得更好的成绩。

2018高考数学(理)热点题型函数与导数 含解析

2018高考数学(理)热点题型函数与导数 含解析

函数与导数热点一利用导数研究函数的性质利用导数研究函数的单调性、极值、最值是高考的热点问题之一,每年必考,一般考查两类题型:(1)讨论函数的单调性、极值、最值,(2)利用单调性、极值、最值求参数的取值范围。

【例1】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,求实数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,+∞)上单调递增.若a>0,则当x∈错误!时,f′(x)>0;当x∈错误!时,f′(x)<0,所以f(x)在错误!上单调递增,在错误!上单调递减。

综上,知当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;当a>0时,f(x)在错误!上单调递增,在错误!上单调递减.(2)由(1)知,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上无最大值;当a>0时,f(x)在x=错误!处取得最大值,最大值为f错误!=ln 错误!+a错误!=-ln a+a-1。

因此f错误!>2a-2等价于ln a+a-1<0。

令g(a)=ln a+a-1,则g(a)在(0,+∞)上单调递增,g(1)=0.于是,当0<a<1时,g(a)<0;当a>1时,g(a)>0.因此,实数a的取值范围是(0,1)。

【类题通法】(1)研究函数的性质通常转化为对函数单调性的讨论,讨论单调性要先求函数定义域,再讨论导数在定义域内的符号来判断函数的单调性.(2)由函数的性质求参数的取值范围,通常根据函数的性质得到参数的不等式,再解出参数的范围.若不等式是初等的一次、二次、指数或对数不等式,则可以直接解不等式得参数的取值范围;若不等式是一个不能直接解出的超越型不等式时,如求解ln a+a-1〈0,则需要构造函数来解.【对点训练】已知a∈R,函数f(x)=(-x2+ax)e x(x∈R,e为自然对数的底数)。

(1)当a=2时,求函数f(x)的单调递增区间;(2)若函数f(x)在(-1,1)上单调递增,求实数a的取值范围。

2018版高考数学一轮总温习 高考大题冲关系列1 函数与导数的综合应用问题讲义 文

2018版高考数学一轮总温习 高考大题冲关系列1 函数与导数的综合应用问题讲义 文

当 a≤0 时,f′(x)<0,f(x)在(0,+∞)内单调递减.
当 a>0 时,由 f′(x)=0 有 x= 1 . 2a

当 x∈0,
1 2a

时,f′(x)<0,f(x)单调递减;


当 x∈
12a,+∞时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
(2)证明:令 s(x)=ex-1-x,则 s′(x)=ex-1-1.
由 f(x)的单调性知,当且仅当 c∈0,3227时,函数 f(x) =x3+4x2+4x+c 有三个不同零点.
(3)证明:当 Δ=4a2-12b<0 时,f′(x)=3x2+2ax+b>0, x∈(-∞,+∞),
此时函数 f(x)在区间(-∞,+∞)上单调递增,所以 f(x) 不可能有三个不同零点.
解 (1)函数 f(x)的定义域为 R,f′(x)=ex+a,f′(0) =e0+a=0,∴a=-1,
∴f′(x)=ex-1. ∵在区间(-∞,0)上,f′(x)<0,f(x)单调递减;在区间 (0,+∞)上,f′(x)>0,f(x)单调递增. ∴在 x=0 处,f(x)取得极小值, ∴a=-1. 易知 f(x)在区间[-2,0]上单调递减,在区间(0,1]上单调 递增,且 f(-2)=e12+3,f(1)=e,f(-2)>f(1). 故 f(x)在区间[-2,1]上的最大值为e12+3.
当 x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以 f(x)在 x=1 处取得极大值,符合题意.
综上可知,实数
a
的取值范围为
1 a&点是函数单调性和极值、最值的
分类讨论. (1)单调性讨论策略:单调性的讨论是以导数等于零的

题中的函数、导数、三角函数-2018年高考数学三轮讲练测核心热点总动员(新课标版)+Word版含解析

题中的函数、导数、三角函数-2018年高考数学三轮讲练测核心热点总动员(新课标版)+Word版含解析

2018年高考三轮复习系列:讲练测之核心热点 【全国通用版】热点三 客观题中的函数、导数、三角函数【名师精讲指南篇】 【高考真题再现】1.【2017课标1,理5】函数()f x 在(,)-∞+∞单调递减,且为奇函数.若(11)f =-,则满足21()1x f --≤≤的x 的取值范围是 A .[2,2]-B .[1,1]-C .[0,4]D .[1,3]【答案】D 【解析】2.【2017课标1,理11】设x 、y 、z 为正数,且235x y z ==,则 A .2x <3y <5zB .5z <2x <3yC .3y <5z <2xD .3y <2x <5z【答案】D3.【2017课标II ,理11】若2x =-是函数21()(1)x f x x ax e-=+-的极值点,则()f x 的极小值为( )A.1-B.32e --C.35e -D.1 【答案】A 【解析】4.【2017课标3,理11】已知函数211()2()x x f x x x a ee --+=-++有唯一零点,则a =A .12-B .13C .12D .1【答案】C 【解析】试题分析:函数的零点满足()2112x x x x a e e --+-=-+, 设()11x x g x ee--+=+,则()()211111111x x x x x x e g x eeee e ---+----'=-=-=,当()0g x '=时,1x =,当1x <时,()0g x '<,函数()g x 单调递减, 当1x >时,()0g x '>,函数()g x 单调递增, 当1x =时,函数取得最小值()12g =,设()22h x x x =- ,当1x =时,函数取得最小值1- ,5.【2016全国卷3理】已知()f x 为偶函数,当0x <时,()ln()3f x x x =-+,则曲线()y f x =在点()13-,处的切线方程是______________. 【答案】210x y ++=解法二:由函数性质来求切线方程.因为()f x 为偶函数,所以若()f x 在点()()00,x f x 处的切线方程为y kx b =+,则()f x 在点()()00,x f x --处的切线方程为y kx b =-+.因此,先求出()y f x =在点()1,3--处的切线方程.又()()'130fx x x=+<,得()'12f -=,所以()f x 在点()1,3--处的切线方程为21y x =-, 所以()f x 在点3(1,-)处的切线方程为21y x =--,即210x y ++=. 6.【2016全国卷1理】若1a b >>,01c <<,则( ).A.cca b < B.ccab ba < C.log log b a a c b c < D.log log a b c c < 【答案】C【解析】对于选项A :由于01c <<,所以函数cy x =在()0,+∞上单调递增.由1a b >>,得c ca b >.故A错误.对于选项B :要比较c ab 与cba 的大小,只需比较a b 与c a b ⎛⎫ ⎪⎝⎭的大小.构造函数xa yb ⎛⎫= ⎪⎝⎭,因为1a b >>,所以1a b >,因此函数xa yb ⎛⎫= ⎪⎝⎭在R 上单调递增.又01c <<,所以ca ab b⎛⎫< ⎪⎝⎭,即c cba ab <.故B 错误.对于选项C:要比较log b a c 与log a b c 的大小关系,只需比较ln ln c b b 与ln ln ca a的大小,即比较ln b b 与ln a a 的大小.构造辅助函数()ln f x x x =,()ln 1f x x '=+.令()0f x '=得1e x =.函数()f x 在1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,因此,若1a b >>,得ln ln a a b b >,故11ln ln a a b b <.又ln 0c <,所以l n l nl n l nc c a a b b >,即ln ln ln ln b c a ca b >,得log log a b b c a c >.故选项C 正确.对于选项D :比较log a c 与log b c 的大小,只需比较ln ln c a 与ln ln c b 的大小,即比较ln a 与ln b 的大小.又1a b >>,得ln ln 0a b >>,所以11ln ln a b<.又ln 0c <,得ln ln ln ln c ca b>,即log log a b c c >.故选项D 不正确.综上可得.故选C. 7.【2016全国卷1文理】函数22e xy x =-在[]2,2-的图像大致为( ).-221Oxy -221Oxy -221Oxy -221OxyA. B. C. D. 【答案】 D【解析】 设()22e xf x x =-,由()()228e 0,1f =-∈,可排除A (小于0),B (从趋势上超过1);又()0,2x ∈时,()4e x f x x '=-,()()()014e 0f f ''⋅=--<,所以()f x 在()0,1上不是单调函数,排除C.故选D. 8.【2016全国卷2理】已知函数()()f x x ∈R 满足()()2f x f x -=-,若函数1x y x+=与()y f x =图像的交点为()11x y ,,()22x y ,,⋯,()m m x y ,,则()1miii x y =+=∑( ).A. 0B.mC. 2mD. 4m【答案】B【解析】由()()2f x f x -=-得,()f x 关于()01,对称,而111x y x x+==+也关于()01,对称,所以对于每一组对称点有0i i x x '+=,=2i i y y '+,所以()111mmmi i i ii i i x y x y ===+=+=∑∑∑022mm +⋅=.故选B. 9.【2016全国卷2理】若直线y kx b =+是曲线ln 2y x =+的切线,也是曲线()ln 1y x =+的切线,则b = .【答案】1ln2-10.【2017课标1,理9】已知曲线C 1:y =cos x ,C 2:y =sin (2x +2π3),则下面结论正确的是 A .把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C 2B .把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C 2C .把C 1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C 2D .把C 1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C 2 【答案】D 【解析】11.【2017课标3,理6】设函数f (x )=cos (x +3π),则下列结论错误的是 A .f(x)的一个周期为−2πB .y=f(x)的图像关于直线x=83π对称C .f(x+π)的一个零点为x=6πD .f(x)在(2π,π)单调递减【答案】D【解析】12.【2016全国卷3理】若3tan 4α=,则2cos 2sin 2αα+=( ). A.6425 B. 4825 C. 1 D.1625【答案】A【解析】22222cos 4sin cos cos 2sin 2cos 4sin cos sin cos αααααααααα++=+==+2231414tan 644tan 124314αα+⨯+==+⎛⎫+ ⎪⎝⎭.故选A.【热点深度剖析】1.高考考查的基本函数有一次函数、二次函数、分段函数指数函数、对数函数和幂函数,其中以二次函数、指数函数和对数函数的性质为命题热点,且常以复合函数或分段函数的形式出现,达到一题多考的目的.题型一般为选择题、填空题,属中低档题,主要考查利用指数和对数函数的图像与性质比较对数值大小,求定义域、值域、最值,对数函数与相应指数函数的关系,函数的奇偶性与单调性,周期性,以及函数零点问题..预测2018年高考可能会涉及函数的单调性及函数图像及零点问题,其中指数函数、对数函数及分段函数依然是考查重点.2.从近几年的高考试题来看,图象的辨识与对称性以及利用图象研究函数的性质,方程,不等式的解是高考的热点,多以选择题、填空题的形式出现,属中低档题,主要考查基本初等函数的图象的应用以及数形结合思想.而函数的零点、方程根的问题也是高考的热点,题型既有选择题、填空题,又有解答题.客观题主要考查相应函数的图象与性质,主观题考查较为综合,在考查函数的零点方程根的基础上,又注重考查函数方程、转化与化归、分类讨论、数形结合的思想方法.预测2018年高考很有可能以函数的零点、方程根的存在问题,将以识图、用图为主要考向,重点考查函数图象的性质以及方程、不等式与图象的综合问题.3.从近几年的高考试题来看,导数的几何意义是高考的热点,几乎年年都出题,题型既有客观题,又有解答题,试题多以二次函数、三次函数及对数函数为载体,难度中档左右,如出现在解答题中一般是解答题的第一问.在预测2018年高考仍将以导数的几何意义为背景设置成选择题或解答题第一问,理科难度有可能增加,其中根据切线条数求参数范围近几年全国卷中一直没有考查,请考生重视.4.三角函数的化简、求值及单调性、最值问题,主要考查同角三角函数的基本关系式,三角函数的诱导公式,和、差、倍、半、和积互化公式在求三角函数值时的应用,考查利用三角公式进行恒等变形的技能,以及基本运算的能力,特别突出算理方法的考查.预测2018年会继续强化对三角变换考查的力度,同角三角函数基本关系式、诱导公式及三角恒等变换、三角变换与三角函数的性质的交汇依旧是考查重点. 【重点知识整合】 1指数式、对数式:m n mna a =,1m nm naa -=,,01a =,log 10a =,log 1a a =,lg 2lg51+=,log ln e x x =,log (0,1,0)b a a N N b a a N =⇔=>≠>,log a N a N =,log log log c a c b b a=,log log m n a a nb b m=. 2.指数、对数值的大小比较:(1)化同底后利用函数的单调性;(2)作差或作商法;(3)利用中间量(0或1);(4)化同指数(或同真数)后利用图象比较. 3.指数函数:(1)指数函数图象和性质1a >01a <<图象性质 定义域:R 值域:()0,+∞过定点()0,1xOy1y =1y =O x y在R 上是增函数 在R 上是减函数 当0x >,1y >; 当0x <,01y <<.当0x >,01y <<; 当0x <,1y >.抽象形式()()(),()()()f x y f x f y f x y f x f y +=-=÷(2)xy a =(0a >且1a ≠)的图象特征:①1>a 时,图象像一撇,过点()0,1,且在y 轴左侧a 越大,图象越靠近y 轴(如图1); ②01a <<时,图象像一捺,过点()0,1,且在y 轴左侧a 越小,图象越靠近y 轴(如图2); ③xy a =与xay -=的图象关于y 轴对称(如图3).④xy a =的图象如图44. 对数函数(1)对数的图象和性质:1a >01a <<图 象1oyx1oyx性 质定义域:(0,+∞)值域:R 过定点(1,0))1,0(∈x 时 0<y ),1(+∞∈x 时 0>y)1,0(∈x 时0>y ),1(+∞∈x 时0<y在(0,+∞)上是增函数在(0,+∞)上是减函数(2) )10(log ≠>=a a x y a 且的图象特征:①1>a 时,图象像一撇,过()1,0点,在x 轴上方a 越大越靠近x 轴; ②01a <<时,图象像一捺,过()1,0点,在x 轴上方a 越小越靠近x 轴. ③x a y =(1,1a a >≠)与x y a log =互为反函数,图象关于y x =对称;如图2 ④log (1)a y x a =>的图象3.⑤log (1)a y x a =>的图象4.5.幂函数的定义和图象(1)定义:形如y =x α的函数叫幂函数(α为常数)要重点掌握α=1,2,3,21,-1,0,-21,-2时的幂函数. (2)图象:(只作出第一象限图象)形式()()()()()()f xy f x f y f x y f x f y =+÷=-;(3)性质:(1)当α>0时,幂函数图象都过 (0,0)点和 (1,1)点;且在第一象限都是增 函数;当0<α<1时曲线上凸;当α>1时,曲线下凸;α=1时,为过(0,0)点和(1,1)点的直线 (2)当α<0时,幂函数图象总经过 (1,1) 点,且在第一象限为减函数.(3)α=0时y =x 0,表示过(1,1)点平行于x 轴的直线(除去(0,1)点). 6. 常见复合函数类型y =a f (x )(a >0且a ≠1) y =log a f (x )(a >0且a ≠1)定义域 t =f (x )的定义域 t =f (x )>0的解集值域先求t =f (x )的值域,再由y =a t 的单调性得解先求t 的取值范围,再由y =log a t 的单调性得解过定点令f (x )=0,得x =x 0,则过定点(x 0,1)令f (x )=1,得x =x 0,则过定点(x 0,0)单调区间先求t =f (x )的单调区间,再由同增异减得解先求使t =f (x )>0恒成立的单调区间,再由同增异减得解7.函数的奇偶性.(1)具有奇偶性的函数的定义域的特征:定义域必须关于原点对称!为此确定函数的奇偶性时,务必先判定函数定义域是否关于原点对称.(2)确定函数奇偶性的常用方法(若所给函数的解析式较为复杂,应先化简,再判断其奇偶性):①定义法;②利用函数奇偶性定义的等价形式:()()0f x f x ±-=或()1()f x f x -=±(()0f x ≠).③图像法:奇函数的图象关于原点对称;偶函数的图象关于y 轴对称. (3)函数奇偶性的性质:①奇函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性完全相同;偶函数在关于原点对称的区间上若有单调性,则其单调性恰恰相反.②如果奇函数有反函数,那么其反函数一定还是奇函数. ③若()f x 为偶函数,则()()(||)f x f x f x -==. ④若奇函数()f x 定义域中含有0,则必有(0)0f =. 8. 函数的单调性 1.函数单调性的定义:(1)如果函数()x f 对区间D 内的任意21,x x ,当21x x <时都有()()21x f x f <,则()x f 在D 内是增函数;当21x x <时都有()()21x f x f >,则()x f 在D 内是减函数.(2)设函数()y f x =在某区间D 内可导,若()0f x '>,则()y f x =在D 内是增函数;若()0f x '<,则()y f x =在D 内是减函数.2.单调性的定义(1)的等价形式:设[]b a x x ,,21∈,那么()()()x f x x x f x f ⇔>--02121在[],a b 上是增函数; ()()()x f x x x f x f ⇔<--02121在[],a b 上是减函数; 3.证明或判断函数单调性的方法:(1)定义法:设元→作差→变形→判断符号→给出结论.其关键是作差变形,为了便于判断差的符号,通常将差变成因式连乘积、平方和等形式,再结合变量的范围,假设的两个变量的大小关系及不等式的性质作出判断;(2)复合函数单调性的判断方法:即“同增异减”法,即内层函数和外层函数的单调性相同,则复合函数为增函数;若相反,则复合函数为减函数.解决问题的关键是区分好内外层函数,掌握常用基本函数的单调性; (3)图象法:利用数形结合思想,画出函数的草图,直接得到函数的单调性; (4)导数法:利用导函数的正负来确定原函数的单调性,是最常用的方法. (5)利用常用结论判断:①奇函数在对称的单调区间内有相同的单调性,偶函数在对称的单调区间内有相反的单调性;②互为反函数的两个函数具有相同的单调性;③在公共定义域内,增函数+)(x f 增函数)(x g 是增函数;减函数+)(x f 减函数)(x g 是减函数;增函数-)(x f 减函数)(x g 是增函数;减函数-)(x f 增函数)(x g 是减函数;③复合函数法:复合函数单调性的特点是同增异减,特别提醒:求单调区间时,勿忘定义域, 9. 函数的周期性.(1)类比“三角函数图像”得:①若()y f x =图像有两条对称轴,()x a x b a b ==≠,则()y f x =必是周期函数,且一周期为2||T a b =-;②若()y f x =图像有两个对称中心(,0),(,0)()A a B b a b ≠,则()y f x =是周期函数,且一周期为2||T a b =-;③如果函数()y f x =的图像有一个对称中心(,0)A a 和一条对称轴()x b a b =≠,则函数()y f x =必是周期函数,且一周期为4||T a b =-;(2)由周期函数的定义“函数()f x 满足()()x a f x f +=(0)a >,则()f x 是周期为a 的周期函数”得:函数()f x 满足()()x a f x f +=-,则()f x 是周期为2a 的周期函数. 10. 函数的对称性.①满足条件()()f x a f b x -=-的函数的图象关于直线2a bx +=对称. ②点(,)x y 关于y 轴的对称点为(,)x y -;函数()x f y =关于y 轴的对称曲线方程为()x f y -=; ③点(,)x y 关于x 轴的对称点为(,)x y -;函数()x f y =关于x 轴的对称曲线方程为()x f y -=; ④点(,)x y 关于原点的对称点为(,)x y --;函数()x f y =关于原点的对称曲线方程为()x f y --=; ⑤点(,)x y 关于直线y x =的对称点为(,)y x ;曲线(,)0f x y =关于直线y x =的对称曲线的方程为(,)f y x 0=;点(,)x y 关于直线y x =-的对称点为(,)y x --;曲线(,)0f x y =关于直线y x =-的对称曲线的方程为(,)0f y x --=;⑥曲线(,)0f x y =关于点(,)a b 的对称曲线的方程为(2,2)0f a x b y --=; ⑦形如(0,)ax b y c ad bc cx d +=≠≠+的图像是双曲线,其两渐近线分别直线d x c=-(由分母为零确定)和直线a y c =(由分子、分母中x 的系数确定),对称中心是点(,)d a c c-;⑧|()|f x 的图象先保留()f x 原来在x 轴上方的图象,作出x 轴下方的图象关于x 轴的对称图形,然后擦去x 轴下方的图象得到;(||)f x 的图象先保留()f x 在y 轴右方的图象,擦去y 轴左方的图象,然后作出y 轴右方的图象关于y 轴的对称图形得到. 11. 常见的图象变换①函数()a x f y +=)0(>a 的图象是把函数()x f y =的图象沿x 轴向左平移a 个单位得到的. ②函数()a x f y +=()0(<a 的图象是把函数()x f y =的图象沿x 轴向右平移a 个单位得到的. ③函数()x f y =+a )0(>a 的图象是把函数()x f y =助图象沿y 轴向上平移a 个单位得到的; ④函数()x f y =+a )0(<a 的图象是把函数()x f y =助图象沿y 轴向下平移a 个单位得到的; ⑤函数()ax f y =)0(>a 的图象是把函数()x f y =的图象沿x 轴伸缩为原来的a1得到的. ⑥函数()x af y =)0(>a 的图象是把函数()x f y =的图象沿y 轴伸缩为原来的a 倍得到的.⑦|()|f x 的图象先保留()f x 原来在x 轴上方的图象,作出x 轴下方的图象关于x 轴的对称图形,然后擦去x 轴下方的图象得到;(||)f x 的图象先保留()f x 在y 轴右方的图象,擦去y 轴左方的图象,然后作出y 轴右方的图象关于y 轴的对称图形得到. 特殊函数图象:(1)函数(0,)ax b cx dy c ad bc ++=≠≠:可由反比例函数(0)ky k x=≠图象平移、伸缩得到.图1示例.①图象是双曲线,两渐近线分别直线d cx =-(由分母为零确定)和直线a cy =(由分子、分母中x 的系数确定);②对称中心是点(,)d a c c-.(2)函数(0,0)by ax a b x=+>>:如图2.①图象类似“对号”,俗称对号函数.定义域}0|{≠x x ; ②函数的值域为),2[]2,(+∞⋃--∞ab ab ; ③函数为奇函数,图象关于原点对称; ④增区间为(,],[,)b b aa-∞-+∞,减区间为,,[,0),(0]b b aa-.12.函数的零点(1)一般地,如果函数y =f (x )在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f (a )·f (b )<0,那么函数y =f(x)在区间(a ,b )内有零点,即存在c ∈(a ,b ),使f (c )=0,这个c 也就是方程f(x)=0的根.我们称方程f(x)=0的实数根x 叫做函数y =f(x)(x ∈D )的零点.(2)函数y =f (x )的零点就是方程f(x)=0的实数根,也就是函数y =f (x )的图象与x 轴交点的横坐标,即方程f (x )=0有实数根⇔函数y =f (x )有零点⇔函数y =f (x )的图象与x 轴有交点.(3)函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的实数根,也就是函数y =f(x)的图象与函数y =g(x )的图象交点的横坐标.一般地,对于不能使用公式求根的方程f(x)=0,我们可以将它与函数y =f(x)联系起来,利用函数的图象、性质来求解.13.导数的概念与几何意义(1)导数的定义: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()y f x =相应地有增量)()(00x f x x f y -∆+=∆,如果0→∆x 时,y ∆与x ∆的比xy∆∆(也叫函数的平均变化率)有极限即xy∆∆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0x x y =',即0000()()()lim x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆.注意:在定义式中,设x x x ∆+=0,则0x x x -=∆,当x ∆趋近于0时,x 趋近于0x ,因此,导数的定义式可写成000000()()()()()limlim x ox x f x x f x f x f x f x x x x ∆→→+∆--'==∆-. (2.)导数的几何意义:导数0000()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆是函数)(x f y =在点0x 的处瞬时变化率,它反映的函数)(x f y =在点0x 处变化..的快慢程度. 它的几何意义是曲线)(x f y =上点()(,00x f x )处的切线的斜率.因此,如果)(x f y =在点0x 可导,则曲线)(x f y =在点()(,00x f x )处的切线方程为 000()()()y f x f x x x -='-注意:“过点A 的曲线的切线方程”与“在点A 处的切线方程”是不相同的,后者A 必为切点,前者未必是切点.3()导数的物理意义: 函数()s s t =在点0t 处的导数0(),s t '就是物体的运动方程()s s t =在点0t 时刻的瞬时速度v ,即0().v s t '= 14.三角函数诱导公式1.对于形如2,,()k a a a k Z ππ±-±∈即满足2nπα+中n 取偶数时:等于角α的同名三角函数,前面加上一个把α看成是锐角时,该角所在象限的符号; 2.对于形如3,()22a a k Z ππ±±∈即满足2nπα+中n 取奇数时:等于角α的余名三角函数,前面加上一个把α看成是锐角时,该角所在象限的符号.3.口诀:奇变偶不变,符号看象限(看原函数,同时可把α看成是锐角).4.运用诱导公式转化角的一般步骤:(1)负化正:当已知角为负角时,先利用负角的诱导公式把这个角的三角函数化为正角的三角函数值; (2)正化负:当已知角是大于360的角时,可用360k α⋅+的诱导公式把这个角的三角函数值化为主区间0360→内的三角函数值;(3)主化锐:当已知角是90到360内的角时,可利用180,270,360ααα---的诱导公式把这个角的三角函数值化为0到90内的角. 15. 两角和与差的三角函数公式1. 两角和与差的正弦公式:()sin αβ±=sin cos cos sin αβαβ±.变形式:()()sin sin αβαβ++-=2sin cos αβ()();sin sin αβαβ+--=2cos sin αβ; 2.两角和与差的余弦公式:()cos αβ±=cos cos sin sin αβαβ变形式:()()cos cos αβαβ++-=2cos cos αβ;()()cos cos αβαβ+--=2sin sin αβ; 3.两角和与差的正切公式:()tan αβ±=tan tan 1tan tan αβαβ±())2k k Z παβαβπ+≠+∈(、、.变形式:tan tan αβ±=()()tan 1tan tan αβαβ±.注意:运用两角和与差的三角函数公式的关键是熟记公式,我们不仅要记住公式,更重要的是抓住公式的特征,如角的关系,次数关系,三角函数名等抓住公式的结构特征对提高记忆公式的效率起到至关重要的作用,而且抓住了公式的结构特征,有利于在解题时观察分析题设和结论等三角函数式中所具有的相似性的结构特征,联想到相应的公式,从而找到解题的切入点. 16.二倍角公式的正弦、余弦、正切1.二倍角的正弦公式:sin 2α=2sin cos αα;二倍角的余弦公式:cos2α=22cos sin αα-=22cos 1α-=212sin α-;二倍角的正切公式:tan 2α= 22tan 1tan αα- .2. 降幂公式:sin cos αα=1sin 22α;2sin α=1cos 22α-;2cos α=1cos 22α+.3.升幂公式:1sin 2α+=2(sin cos )αα+;1cos2α+=22cos α;1cos2α-=22sin α.注意:在二倍角公式中,两个角的倍数关系,不仅限于2α是α的二倍,要熟悉多种形式的两个角的倍数关系,同时还要注意απαπα-+442,,三个角的内在联系的作用,⎪⎭⎫⎝⎛±⎪⎭⎫ ⎝⎛±=⎪⎭⎫⎝⎛±=απαπαπα4cos 4sin 222sin 2cos 是常用的三角变换. 【应试技巧点拨】 1.单调性的判断方法:a.利用基本初等函数的单调性与图像:只需作出函数的图象便可判断函数在相应区间上的单调性;b.性质法:(1)增函数+增函数=增函数,减函数+减函数=减函数,增函数-减函数=增函数,减函数-增函数=减函数;(2)函数()f x -与函数()f x 的单调性相反; (3)0k >时,函数()f x 与()k f x 的单调性相反(()0f x ≠);0k <时,函数()f x 与()k f x 的单调性相同(()0f x ≠).c.导数法:()0f x '≥在区间D 上恒成立,则函数()f x 在区间D 上单调递增;()0f x '≤在区间D 上恒成立,则函数()f x 在区间D 上单调递减.d.定义法:作差法与作商法(常用来函数单调性的证明,一般使用作差法).【注】分段函数的单调性要求每段函数都满足原函数的整体单调性,还需注意断点处两边函数值的大小比较.2.单调区间的求法:a.利用已知函数的单调区间来求;b.图象法:对于基本初等函数及其函数的变形函数,可以作出函数图象求出函数的单调区间.c.复合函数法:对于函数()y f g x =⎡⎤⎣⎦,可设内层函数为()u g x =,外层函数为()y f u =,可以利用复合函数法来进行求解,遵循“同增异减”,即内层函数与外层函数在区间D 上的单调性相同,则函数()y f g x =⎡⎤⎣⎦在区间D 上单调递增;内层函数与外层函数在区间D 上的单调性相反,则函数()y f g x =⎡⎤⎣⎦在区间D 上单调递减.d.导数法:不等式()0f x '>的解集与函数()f x 的定义域的交集即为函数()f x 的单调递增区间,不等式()0f x '<的解集与函数()f x 的定义域的交集即为函数()f x 的单调递减区间.【注】函数的多个递增区间或递减区间不能合并,在表示的时候一般将各区间用逗号或“和”字进行连接. 3. 在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数.4. 奇偶性与单调性综合时要注意奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反. 5. 关于函数周期性常用的结论(1)若满足()()f x a f x +=-,则()(2)[()]()f x a f x a a f x a f x +=++=-+=,所以2a 是函数的一个周期(0a ≠); (2)若满足1()()f x a f x +=,则(2)[()]f x a f x a a +=++= 1()f x a +=()f x ,所以2a 是函数的一个周期(0a ≠);(3)若函数满足1()()f x a f x +=-,同理可得2a 是函数的一个周期(0a ≠). (4)如果)(x f y =是R 上的周期函数,且一个周期为T,那么))(()(Z n x f nT x f ∈=±. (5)函数图像关于b x a x ==,轴对称)(2b a T -=⇒. (6)函数图像关于()()0,,0,b a 中心对称)(2b a T -=⇒.(7)函数图像关于a x =轴对称,关于()0,b 中心对称)(4b a T -=⇒.6.指数运算的实质是指数式的积、商、幂的运算,对于指数式的和、差应充分运用恒等变形和乘法公式;对数运算的实质是把积、商、幂的对数转化为对数的和、差、倍.7.指数函数(0,xy a a =>且1)a ≠与对数函数(0,xy a a =>且1)a ≠互为反函数,应从概念、图象和性质三个方面理解它们之间的联系与区别.8.明确函数图象的位置和形状要通过研究函数的性质,要记忆函数的性质可借助于函数的图象.因此要掌握指数函数和对数函数的性质首先要熟记指数函数和对数函数的图象.9.求解与指数函数有关的复合函数问题时,首先要熟知指数函数的定义域、值域、单调性等相关性质,其次要明确复合函数的构成,涉及值域、单调区间、最值等问题时,都要借助“同增异减”这一性质分析判断,最终将问题归纳为与内层函数相关的问题加以解决. 10.研究函数的性质要特别注意定义域优先原则(1)具有奇偶性的函数定义域的特征:定义域关于原点对称.为此确定函数的奇偶性时,务必先判定函数定义域是否关于原点对称.(2)讨论函数单调性必须在其定义域内进行,因此要研究函数单调性必须先求函数的定义域,函数的单调区间是定义域的子集.(3)讨论函数的周期性,一般情况下定义域是无限集.所以判断函数是否为周期函数,要在整个定义域上观察函数的图象.如求函数sin y x =的周期,如果只观察y 轴一侧的图象得到周期为2π那就错了,因为函数图象关于y 轴对称,从整体看它不是周期函数. 11. 函数的单调性(1)定义法和导数法的选择在解答题中,只能应用定义法或导数法证明函数的单调性.定义法作为基本方法,但是证明过程有时比较繁琐;而导数法显得操作性比较强,对函数求导后判断导函数的正负即可.因此导数法是我们证明函数单调性的首选方法. (2)函数)0,0(≠≠+=b a xbax y 单调性总结: ①若0,0>>b a ,单调区间:增区间,,b b a a ⎛⎤⎡⎫-∞-+∞ ⎪⎥⎢ ⎪⎝⎦⎣⎭,,减区间,00b b a a ⎡⎫⎛⎤-⎪ ⎢⎥⎪ ⎣⎭⎝⎦,,; ②若0,0<<b a ,单调区间:减区间),[],(+∞--∞a b a b 和,增区间],0()0,[aba b 和-; ③若0,0<>b a ,由于0)(2>-='+x ba x bax ,单调性:增区间),0()0,(∞-∞和; ④若0,0><b a ,由于0)(2<-='+xba xbax ,单调性:减区间),0()0,(+∞-∞和. 12.抽象函数的对称性和周期性(1)对于函数)(x f y =(R x ∈),若()()f a x f b x +=-恒成立,则函数)(x f 的对称轴是2ba x +=. (2)若已知定义域在R 上的函数的对称轴、对称中心,如何确定函数的周期?可类比“三角函数图象”得: ①若()y f x =图象有两条对称轴,()x a x b a b ==≠,则()y f x =是周期函数,且周期为2||T a b =-; ②若()y f x =图象有两个对称中心(,0),(,0)()A a B b a b ≠,则()y f x =是周期函数,且周期为2||T a b =-;③如果函数()y f x =的图象有一个对称中心(,0)A a 和一条对称轴()x b a b =≠,则函数()y f x =是周期函数,且周期为4||T a b =-.注意这里面提到的周期不一定是函数的最小正周期.这个知识点经常和函数的奇偶性联系到一起,已知函数为奇函数,意味着函数的图象关于原点对称;已知函数为偶函数,意味着函数的图象关于y 轴对称.然后再推到函数的周期.(3)若已知类似函数周期定义式的恒等式,如何确定函数的周期?由周期函数的定义,采用迭代法可得结论: ①函数()f x 满足()()f a x f x +=-,则()f x 是周期为2a 的函数;②若1()(0)()f x a a f x +=±≠恒成立,则2T a =; ③若()()f x a f x a +=-,则2T a =; ④1()()1()f x f x a f x -+=-+,则4T a =.13.如何利用函数的解析式判断函数的图象利用函数的解析式判断函数的图象,可从下面几个角度去考虑: (1)讨论函数的定义域及函数的奇偶性和单调性; (2)考虑是否可由基本初等函数的图象变换作出图象;(3)准确描出关键的点线(如图象与x 、y 轴的交点,极值点(顶点),对称轴,渐近线,等等). 14. 如何转换含有绝对值的函数对含有绝对值的函数,解题关键是如何处理绝对值,一般有两个思路:一是转化为分段函数:利用分类讨论思想,去掉绝对值,得到分段函数.二是利用基础函数变换:首先得到基础函数,然后利用y =f (x )→y =f (|x |)或y =f (x )→y =|f (x )|,得到含有绝对值函数的图象. 15.平移变换中注意的问题函数图象的平移变换,里面有很多细节,稍不注意就会出现差错.所以要从本质深入理解,才不至于模棱两可.(1)左右平移仅仅是相对x 而言的,即发生变化的只是x 本身,利用“左加右减”进行操作.如果x 的系数不是1,需要把系数提出来,再进行变换;(2)上下平移仅仅是相对y 而言的,即发生变化的只是y 本身,利用“上减下加”进行操作.但平时我们是对()y f x =中()f x 操作,满足“上加下减”;16.函数图象的主要应用函数图象的主要应用非常广泛,常见的几个应用总结如下:(1)利用函数图象可判断函数的奇偶性,求函数的单调区间、对称轴、周期等函数的性质; (2)利用函数()f x 和()g x 图象的交点的个数,可判断方程()f x =()g x 根的个数;(3)利用函数()f x 和()g x 图象上下位置关系,可直观的得到不等式()f x ()g x >或()f x ()g x <的解集:当()f x 的图象在()g x 的图象的上方时,此时自变量x 的范围便是不等式()f x ()g x >的解集;当()f x 的图象在()g x 的图象的下方时,此时自变量x 的范围便是不等式()f x ()g x <的解集.。

2018年高考数学三轮考点总动员江苏版 专题2.2 函数与导数 含解析

2018年高考数学三轮考点总动员江苏版 专题2.2 函数与导数 含解析

第二篇易错考点大清查专题2 函数与导数1. 函数概念不清致误函数的定义域、值域、对应法则是函数的三要素注意错误!未找到引用源。

与f(x)是两个不同的函数,它们有不同的法则和定义域.求函数定义域,首先应弄清函数的特征或解析式,可避免出错.例1 【江苏省淮阴中学2015-2016学年度第一学期期中考试】从集合A到集合B的映射错误!未找到引用源。

,若A={-2,-1,0,1,2},则B中至少有个元素;【答案】3【解析】试题分析:根据映射的定义可得,错误!未找到引用源。

,错误!未找到引用源。

,错误!未找到引用源。

,所以象集为错误!未找到引用源。

,故集合B中至少有3个元素点评:本题对映射概念不清而致错.【举一反三】【江苏省淮阴中学2015-2016学年度第一学期期中考试】设错误!未找到引用源。

是函数错误!未找到引用源。

的零点,且错误!未找到引用源。

,错误!未找到引用源。

,则k= .【答案】-12.忽视函数的定义域致误函数的定义域是函数的用三要素之一,是研究函数图像与性质的重要依据之一,在研究函数的奇偶性、单调性、极值、图像时,一定要定义域先行,可以避免忽视定义域致错.例2【江苏省淮阴中学2015-2016学年度第一学期期中考试】函数错误!未找到引用源。

的单调减区间是 .【答案】错误!未找到引用源。

【解析】试题分析:可得,函数错误!未找到引用源。

的定义域为错误!未找到引用源。

,而函数错误!未找到引用源。

在错误!未找到引用源。

时单调递增,在错误!未找到引用源。

时单调递减,所以由复合函数的单调性知,函数错误!未找到引用源。

的单调递减区间为错误!未找到引用源。

点评:本题容易忽视定义域致错.【举一反三】【江苏省淮阴中学2015-2016学年度第一学期期中考试】已知函数错误!未找到引用源。

是定义在R上的奇函数,当x<0时,错误!未找到引用源。

,那么不等式错误!未找到引用源。

的解集是 .【答案】错误!未找到引用源。

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热点12 函数与导数综合大题【名师精讲指南篇】 【热点深度剖析】1. 从近几年的高考试题来看,利用导数来研究函数的性质问题已成为炙手可热的考点,与导数知识相比,导数方法更显重要,它比初等数学的方法刻画更精细、计算更快捷、运用更广泛,所以高考真正重视的是对导数方法的考查.预测2018年高考仍将以利用导数研究函数的性质为主要考向.2. 在高考题的大题中,每年都要设计一道函数大题. 在函数的解答题中有一类是研究不等式或是研究方程根的情况,基本的题目类型是研究在一个区间上恒成立的不等式(实际上就是证明这个不等式),研究不等式在一个区间上成立时不等式的某个参数的取值范围,研究含有指数式、对数式、三角函数式等超越式的方程在某个区间上的根的个数等,这些问题依据基础初等函数的知识已经无能为力,就需要根据导数的方法进行解决.使用导数的方法研究不等式和方程的基本思路是构造函数,通过导数的方法研究这个函数的单调性、极值和特殊点的函数值,根据函数的性质推断不等式成立的情况以及方程实根的个数.因为导数的引入,为函数问题的解决提供了操作工具.因此入手大家比较清楚,但是深入解决函数与不等式相结合的题目时,往往一筹莫展.原因是找不到两者的结合点,不清楚解决技巧.解题技巧总结如下(1)树立服务意识:所谓“服务意识”是指利用给定函数的某些性质(一般第一问先让解决出来),如函数的单调性、最值等,服务于第二问要证明的不等式.(2)强化变形技巧:所谓“强化变形技巧”是指对于给出的不等式直接证明无法下手,可考虑对不等式进行必要的等价变形后,再去证明.例如采用两边取对数(指数),移项通分等等.要注意变形的方向:因为要利用函数的性质,力求变形后不等式一边需要出现函数关系式.(3)巧妙构造函数:所谓“巧妙构造函数”是指根据不等式的结构特征,构造函数,利用函数的最值进行解决.在构造函数的时候灵活多样,注意积累经验,体现一个“巧妙”.4.预计18年函数依然是考查重点,必考大题,只不过函数题可以有初等方法或导数方法两种思路的区别.也可以在同一解中,初等方法和导数方法交替使用. 【重点知识整合】1.导数的定义: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()y f x =相应地有增量)()(00x f x x f y -∆+=∆,如果0→∆x 时,y ∆与x ∆的比xy∆∆(也叫函数的平均变化率)有极限即xy∆∆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0x x y =',即0000()()()lim x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆.注意:在定义式中,设x x x ∆+=0,则0x x x -=∆,当x ∆趋近于0时,x 趋近于0x ,因此,导数的定义式可写成000000()()()()()limlim x ox x f x x f x f x f x f x x x x ∆→→+∆--'==∆-. 2.导数的几何意义:导数0000()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆是函数)(x f y =在点0x 的处瞬时变化率,它反映的函数)(x f y =在点0x 处变化..的快慢程度. 它的几何意义是曲线)(x f y =上点()(,00x f x )处的切线的斜率.因此,如果)(x f y =在点0x 可导,则曲线)(x f y =在点()(,00x f x )处的切线方程为 000()()()y f x f x x x -='-注意:“过点A 的曲线的切线方程”与“在点A 处的切线方程”是不相同的,后者A 必为切点,前者未必是切点.3.导数的物理意义:函数()s s t =在点0t 处的导数0(),s t '就是物体的运动方程()s s t =在点0t 时刻的瞬时速度v ,即0().v s t '= 4.几种常见函数的导数:0'=C (C 为常数);1)'(-=n n nx x (Q n ∈);x x cos )'(sin =; x x sin )'(cos -=;1(ln )x x '=; 1(log )log a a x e x'=; ()x x e e '= ; ()ln x x a a a '=. 5.求导法则:法则1: [()()]()()u x v x u x v x ±'='±';法则2: [()()]()()()()u x v x u x v x u x v x '='+', [()]'()Cu x Cu x '=;法则3: '2''(0)u u v uv v v v -⎛⎫=≠ ⎪⎝⎭. 6.复合函数的导数:设函数()u x ϕ=在点x 处有导数()x u x ϕ'=',函数()y f u =在点x 的对应点u 处有导数()u y f u '=',则复合函数(())y f x ϕ=在点x 处也有导数,且x u x u y y '''⋅= 或(())()()x f x f u x ϕϕ'='⋅' 7.导数与函数的单调性1.函数()y f x =在某个区间内有导数,如果()0f x '>,那么函数在这个区间上是增函数,该区间是函数的增区间;若()0f x '<,那么函数在这个区间上是减函数,该区间是函数的减区间. 2.利用导数研究多项式函数单调性的一般步骤:()1求()f x ';()2确定()f x '在(),a b 内符号;()3若()0f x '>在(),a b 上恒成立,则()f x 在(),a b 上是增函数;若()0f x '<在(),a b 上恒成立,则()f x 在(),a b 上是减函数8. 导数与函数的极(最)值1.极大值: 一般地,设函数()f x 在点0x 附近有定义,如果对0x 附近的所有的点,都有0()()f x f x <,就说0()f x 是函数()f x 的一个极大值,记作y极大值0()f x =,0x 是极大值点.2.极小值:一般地,设函数()f x 在0x 附近有定义,如果对0x 附近的所有的点,都有0()()f x f x >就说0()f x 是函数()f x 的一个极小值,记作y极小值0()f x =,0x 是极小值点.3.极值:极大值与极小值统称为极值在定义中,取得极值的点称为极值点,极值点是自变量的值,极值指的是函数值请注意以下几点:(1)极值是一个局部概念由定义,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小.并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小.(2)函数的极值不是唯一的即一个函数在某区间上或定义域内极xs 大值或极小值可以不止一个. (3)极大值与极小值之间无确定的大小关系即一个函数的极大值未必大于极小值,如下图所示,1x 是极大值点,4x 是极小值点,而)(4x f >)(1x f .(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点.4.当()f x 在点0x 连续时,判别0()f x 是极大、极小值的方法:若0x 满足0)(0='x f ,且在0x 的两侧)(x f 的导数异号,则0x 是)(x f 的极值点,)(0x f 是极值,并且如果)(x f '在0x 两侧满足“左正右负”,则0x 是)(x f 的极大值点,)(0x f 是极大值;如果)(x f '在0x 两侧满足“左负右正”,则0x 是)(x f 的极小值点,)(0x f 是极小值. 5.求可导函数()f x 的极值的步骤:()1确定函数的定义区间,求导数)(x f ';()2求方程()0f x '=的根;()3用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格.检查)(x f '在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么()f x 在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么()f x 在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么()f x 在这个根处无极值.如果函数在某些点处连续但不可导,也需要考虑这些点是否是极值点 .9.函数的最大值和最小值: 一般地,在闭区间[]b a ,上连续的函数)(x f 在[]b a ,上必有最大值与最小值. 注意:()1在开区间(,)a b 内连续的函数)(x f 不一定有最大值与最小值.如函数xx f 1)(=在),0(+∞内连续,但没有最大值与最小值;()2函数的最值是比较整个定义域内的函数值得出的;函数的极值是比较极值点附近函数值得出的. ()3函数)(x f 在闭区间[]b a ,上连续,是)(x f 在闭区间[]b a ,上有最大值与最小值的充分条件而非必要条件.()4函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个,而函数的极值可能不止一个,也可能没有一个.10.利用导数求函数的最值步骤:由上面函数)(x f 的图象可以看出,只要把连续函数所有的极值与定义区间端点的函数值进行比较,就可以得出函数的最值了.设函数)(x f 在[]b a ,上连续,在(,)a b 内可导,则求)(x f 在[]b a ,上的最大值与最小值的步骤如下:()1求)(x f 在(,)a b 内的极值;()2将)(x f 的各极值与)(a f 、)(b f 比较得出函数)(x f 在[]b a ,上的最值p.【应试技巧点拨】1.利用导数求切线问题中的“在”与“过”在解决曲线的切线问题时,利用导数求切线的斜率是非常重要的一类方法.在求解过程中特别注意:曲线在某点处的切线若有则只有一条,曲线过某点的要切线往往不止一条;切线与曲线的公共点不一定只有一个.因此在审题时应首先判断是“在”还是“过”.若“在”,利用该点出的导数为直线的斜率,便可直接求解;若“过”,解决问题关键是设切点,利用“待定切点法”,即:设点A (x 0,y 0)是曲线()y f x =上的一点,则以A 为切点的切线方程为y -y 0=f ))((00/x x x -,再根据题意求出切点.2.函数的导数在其单调性研究的作用:(1)当函数在一个指定的区间内单调时,需要这个函数的导数在这个区间内不改变符号(即恒大于或者等于零、恒小于或者等于零),当函数在一个区间内不单调时,这个函数的导数在这个区间内一定变号,如果导数的图象是连续的曲线,这个导数在这个区间内一定存在变号的零点,可以把问题转化为对函数零点的研究.(2)根据函数的导数研究函数的单调性,在函数解析式中若含有字母参数时要进行分类讨论,这种分类讨论首先是在函数的定义域内进行,其次要根据函数的导数等于零的点在其定义域内的情况进行,如果这样的点不止一个,则要根据字母参数在不同范围内取值时,导数等于零的根的大小关系进行分类讨论,最后在分类解决问题后要整合一个一般的结论.[易错提示] 在利用“若函数()f x 单调递增,则()'0f x ≥”求参数的范围时,注意不要漏掉“等号”.3.利用导数研究函数的极值与最值:(1)确定定义域. (2)求导数()'f x .(3)①若求极值,则先求方程()'0f x =的根,再检验()'f x 在方程根左、右值的符号,求出极值.(当根中有参数时要注意分类讨论根是否在定义域内)②若已知极值大小或存在的情况,则转化为已知方程()'0f x =根的大小或存在情况,从而求解. 4.求函数()y f x =在[],a b 上的最大值与最小值的步骤 (1)求函数()y f x =在(),a b 内的极值;(2)将函数()y f x =的各极值与端点处的函数值()(),f a f b 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.5.利用导数处理恒成立问题不等式在某区间的恒成立问题,可以转化为求函数在区间上的最值问题来解决,函数的最值问题的求解,利用求导分析函数单调性是常规途径,例如:①()0f x '>⇒()f x 为增函数(()0f x '<⇒()f x 为减函数).②()f x 在区间(),a b 上是增函数⇒()f x '≥0在(),a b 上恒成立;()f x 在区间(),a b 上为减函数⇒()f x '≤0在(),a b 上恒成立.6.利用导数,如何解决函数与不等式大题在高考题的大题中,每年都要设计一道函数大题. 在函数的解答题中有一类是研究不等式或是研究方程根的情况,基本的题目类型是研究在一个区间上恒成立的不等式(实际上就是证明这个不等式),研究不等式在一个区间上成立时不等式的某个参数的取值范围,研究含有指数式、对数式、三角函数式等超越式的方程在某个区间上的根的个数等,这些问题依据基础初等函数的知识已经无能为力,就需要根据导数的方法进行解决.使用导数的方法研究不等式和方程的基本思路是构造函数,通过导数的方法研究这个函数的单调性、极值和特殊点的函数值,根据函数的性质推断不等式成立的情况以及方程实根的个数.因为导数的引入,为函数问题的解决提供了操作工具.因此入手大家比较清楚,但是深入解决函数与不等式相结合的题目时,往往一筹莫展.原因是找不到两者的结合点,不清楚解决技巧.解题技巧总结如下(1)树立服务意识:所谓“服务意识”是指利用给定函数的某些性质(一般第一问先让解决出来),如函数的单调性、最值等,服务于第二问要证明的不等式.(2)强化变形技巧:所谓“强化变形技巧”是指对于给出的不等式直接证明无法下手,可考虑对不等式进行必要的等价变形后,再去证明.例如采用两边取对数(指数),移项通分等等.要注意变形的方向:因为要利用函数的性质,力求变形后不等式一边需要出现函数关系式.(3)巧妙构造函数:所谓“巧妙构造函数”是指根据不等式的结构特征,构造函数,利用函数的最值进行解决.在构造函数的时候灵活多样,注意积累经验,体现一个“巧妙”. 【考场经验分享】1.利用导数讨论函数的单调性需注意的几个问题(1)确定函数的定义域,解决问题的过程中,只能在函数的定义域内,通过讨论导数的符号,来判断函数的单调区间.(2)在对函数划分单调区间时,除了必须确定使导数等于0的点外,还要注意定义区间内的不连续点或不可导点.(3)注意在某一区间内()'0f x >(或()'0f x <)是函数()f x 在该区间上为增(或减)函数的充分条件. 2.可导函数的极值(1)极值是一个局部性概念,一个函数在其定义域内可以有许多个极大值和极小值,在某一点的极小值也可能大于另一点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系.(2)若()f x 在(),a b 内有极值,那么()f x 在(),a b 内绝不是单调函数,即在某区间上单调增或减的函数没有极值.3.如果一个函数单调性相同的区间不止一个,这些区间之间不能用“∪”连接,只能用逗号或“和”字隔开,如把增区间写为“(-∞,-23)∪(1,+∞)”是不正确的,因为“(-∞,-23)∪(1,+∞)”不是一个区间,该函数在(-∞,-23)∪(1,+∞)上不是单调递增的.4.利用导数解决不等式问题的类型:(1)不等式恒成立:基本思路就是转化为求函数的最值或函数值域的端点值问题.(2)比较两个数的大小:一般的解决思路是把两个函数作差后构造一个新函数,通过研究这个函数的函数值与零的大小确定所比较的两个函数的大小.(3)证明不等式:对于只含有一个变量的不等式都可以通过构造函数,然后利用函数的单调性和极值解决.5.函数的解答题,一般放在最后一道题的位置,难度较大,尤其是第二问,与不等式联系,是拉开分数的试题,故关于此题,要端正好心态,对于第一问一般不难,是学生必须带分的部分,做题要仔细,特别是与单调区间有关,首先要考虑定义域,另外,求导要准确,这是基础;对于第二问,往往需要通过不等式等价转化,构造函数,通过求导研究函数的单调性最值,然后达到证明不等式的基本模式. 【名题精选练兵篇】1.【前黄高级中学、如东高级中学、姜堰中学等五校2018届高三上学期第一次学情监测】已知函数()(),2x f x e ex g x ax a =-=+,其中e 为自然对数的底数, a R ∈.(1)求证: ()0f x ≥;(2)若存在0x R ∈,使()()00f x g x =,求a 的取值范围; (3)若对任意的()()(),1,x f x g x ∈-∞-≥恒成立,求a 的最小值. 【答案】(1)见解析(2)2e a <-或0a ≥(3)2e-. 【解析】试题分析:(1)由题意可得函数的最小值()10f =,所以()0f x ≥.(2)原问题等价于函数()F x 有零点时的a 的取值范围.分类讨论:①当0a ≥时, ()F x 有零点.②当02e a -≤<时, ()F x 无零点.③当2e a <-时, ()F x 有零点.则a 的取值范围是2ea <-或0a ≥. (3)原问题即21x e ex a x -≥+.构造函数()()121x e ex G x x x -=<-+,其值域为A ,且()2e G x <-.结合导函数可得()G x 在(),1-∞-上为减函数,所以()()11G x G e e >-=--,. 记区间1,2e e B e ⎛⎫---= ⎪⎝⎭,构造新函数()(),H x G x m m B =-∈,结合题意讨论可得a 的最小值为2e-. 试题解析:(2)设()2xF x e ex ax a =---,题设等价于函数()F x 有零点时的a 的取值范围.①当0a ≥时,由()()130,10F x a F e e a -=-≤-=++>,所以()F x 有零点.②当02ea -≤<时, 若0x ≤,由20e a +≥,得()()20xF x e e a x a =-+->; 若0x >,由(1)知, ()()210F x a x =-+>,所以()F x 无零点. ③当2e a <-时, ()010F a =->,又存在0102ax e a-=<+, ()()00120F x e a x a <-+-=,所以()F x 有零点.综上, a 的取值范围是2ea <-或0a ≥. (3)由题意, ()21xa x e ex +≤-,因为1x <-,所以21x e exa x -≥+.设()()121x e exG x x x -=<-+,其值域为A ,由于()20221221x xee e e ex e G x x x +-⎛⎫--=+=< ⎪++⎝⎭,所以()2e G x <-. 又()()22021x x xe e eG x x --=<+',所以()G x 在(),1-∞-上为减函数,所以()()11G x G e e>-=--,.记区间1,2e e B e⎛⎫---= ⎪⎝⎭,则A B ⊆.① 设函数()(),H x G x m m B =-∈, 一方面, ()110H e m e-=--<; 另一方面, ()()12121xH x e ex m x x ⎡⎤=---⎣⎦+ ()()112121x e e m x m x ⎡⎤=--++-⎣⎦+, 存在512m e <-+, ()51140212xH e m m e m e⎛⎫⎡⎤=⋅--+> ⎪⎣⎦+⎝⎭++ 所以15,12x m e ⎛⎫∃∈-⎪+⎝⎭,使()10H x =,即()1G x m =,所以B A ⊆.②由①,②知, A B =,从而2e a ≥-,即a 的最小值为2e -. 2.【淮安市等四市2018届高三上学期第一次模拟】已知函数.⑴当时,求函数的极值;⑵若存在与函数,的图象都相切的直线,求实数的取值范围.【答案】(1)当时,函数取得极小值为,无极大值;(2)【解析】试题分析:(1),通过求导分析,得函数取得极小值为,无极大值;(2),所以,通过求导讨论,得到的取值范围是.试题解析:(2)设函数上点与函数上点处切线相同,则所以所以,代入得:设,则不妨设则当时,,当时,所以在区间上单调递减,在区间上单调递增,代入可得:设,则对恒成立,所以在区间上单调递增,又所以当时,即当时,又当时因此当时,函数必有零点;即当时,必存在使得成立;即存在使得函数上点与函数上点处切线相同.又由得:所以单调递减,因此所以实数的取值范围是.3..【南通市2018届高三上学期第一次调研】已知函数()32g x x ax bx =++ (),a b R ∈有极值,且函数()()x f x x a e =+的极值点是()g x 的极值点,其中e 是自然对数的底数.(极值点是指函数取得极值时对应的自变量的值)(1)求b 关于a 的函数关系式;(2)当0a >时,若函数()()()F x f x g x =-的最小值为()M a ,证明: ()73M a <-. 【答案】(1)243b a a =---, 32a ⎛⎫≠-⎪⎝⎭(2)见解析 【解析】试题分析:(1)先分别求两函数极值点,再根据条件得b 关于a 的函数关系式;最后求自变量取值范围(2)先研究()F x 导函数零点情况,仅有一个零点,再根据导函数符号变化规律确定最小值,最后再利用导数求最小值函数单调性,根据单调性证明不等式试题解析:(1)因为()()'xxf x e x a e =++ ()1xx a e =++,令()'0f x =,解得1x a =--.列表如下.所以1x a =--时, ()f x 取得极小值. 因为()2'32g x x ax b =++,由题意可知()'10g a --=,且24120a b ∆=->所以()()231210a a a b --+--+=,化简得243b a a =---,由2412a b ∆=- ()()2412130a a a =+++>,得32a ≠-. 所以243b a a =---, 32a ⎛⎫≠-⎪⎝⎭. (2)因为()()()F x f x g x =- ()()32x x a e x ax bx =+-++,所以()()()'''F x f x g x =- ()()()213213x x a e x ax a a ⎡⎤=++-+-++⎣⎦()()()1133xx a e x a x a =++-++--()()133xx a e x a =++-++记()33xh x e x a =-++,则()'3xh x e =-,令()'0h x =,解得ln3x =.列表如下.所以ln3x =时, ()h x 取得极小值,也是最小值,此时, ()ln3ln33ln33h e a =-++ 63ln3a =-+ ()32ln3a =-+ 23ln 03e a a ⎛⎫=+>> ⎪⎝⎭.令()'0F x =,解得1x a =--. 列表如下.所以1x a =--时, ()F x 取得极小值,也是最小值. 所以()()1M a F a =--= ()()()()()3211111a a ea a ab a -------+--+--()()2112a e a a --=--++.点睛:利用导数证明不等式常见类型及解题策略(1) 构造差函数()()()h x f x g x =-.根据差函数导函数符号,确定差函数单调性,利用单调性得不等量关系,进而证明不等式.(2)根据条件,寻找目标函数.一般思路为利用条件将求和问题转化为对应项之间大小关系,或利用放缩、等量代换将多元函数转化为一元函数.4.【如皋市2017--2018学年度高三年级第一学期教学质量调研】已知函数()f x 是定义在()(),00,-∞⋃+∞上的偶函数.当0x <时, ()()ln f x x x =-+. (1) 求曲线()y f x =在点()(),e f e 处的切线方程;(2) 若关于x 的不等式()1f x a x ≤+恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)1ey x e-=(2)21a e -≥-试题解析:因为()f x 为偶函数,所以,当0x >时,则0x -<,故 ()ln f x x x -=-,所以()ln f x x x =-, 从而得到()ln f x x x =-, ()(),00,x ∈-∞⋃+∞ , (1)当0x >时, ()1'1f x x =-,所以()1'e f e e-= 所以在点()(),e f e 的切线方程为: ()()()'y f e f e x e -=-,即1ey x e-= (2)关于x 的不等式()1f x a x ≤+恒成立,即 ln 1x x a x -≤+恒成立 令(),0,x t t =∈+∞,则原命题等价于ln 1t t at -≤+, ()0,t ∀∈+∞恒成立,即()ln 11,0,t a t t t--≤∀∈+∞恒成立, 记()ln 11t g t t t =--, ()2221ln 12ln t t g t t t t --=+=', 当()20,x e ∈时, ()0g t '>,则()g t 递增;当()2,x e ∈+∞时, ()0g t '<,则()g t 递减; 所以,当2x e =时, ()g t 取极大值,也是最大值()221g e e -=-, 所以()()22max 1a g t g e e -≥==-,即实数a 的范围为21a e -≥- .【方法点晴】本题主要考查利用导数求曲线切线方程以及利用导数研究函数的单调性与最值、不等式恒成立问题,属于难题.求曲线切线方程的一般步骤是:(1)求出()y f x =在0x x =处的导数,即()y f x =在点P ()()00,x f x 出的切线斜率(当曲线()y f x =在P 处的切线与y 轴平行时,在 处导数不存在,切线方程为0x x =);(2)由点斜式求得切线方程()()00•y y f x x x '-=-.5.【如皋市2017--2018学年度高三年级第一学期教学质量调研】已知函数()1x xf x ax e=-+. (1)当1a =时,求()y f x =在[]1,1x ∈-上的值域; (2)试求()f x 的零点个数,并证明你的结论.【答案】(1)[]2,1e -(2)当0a ≤时, ()f x 只有一个零点;当0a >时, ()f x 有两个零点. 【解析】试题分析:(1)当1a =时, ()1x x f x ax e =-+,则()()11xxf xg x e -'-==,而()20xx g x e -'=<在[]1,1-上恒成立,所以()()g x f x ='在[]1,1-上递减,由()00f '=,可得当()1,0x ∈-时, ()0f x '>, ()f x 递增;当()0,1x ∈时()0f x '<, ()f x 递减;所以()()m a x 01f x f ==,比较()()1,1f f -的大小可得()()min 12f x f e -=-,进而可得结果;(2)原方程等价于10x e a x --=实根的个数,原命题也等价于()1x h x e a x=--在(),0)(0,x ∈-∞⋃+∞上的零点个数,讨论0a =, 0a <, 0a >,三种情况,分别利用导数研究函数的单调性,结合函数图象与零点存在定理可得结果.试题解析:(1)当1a =时, ()1x x f x ax e =-+,则()()11xxf xg x e -'-==, 而()20x x g x e-'=<在[]1,1-上恒成立,所以()()g x f x ='在[]1,1-上递减, ()()max 1210f x f e =-=-'>', ()()min 110f x f ''==-<,所以()f x '在[]1,1-上存在唯一的00x =,使得()00f '=,而且当()1,0x ∈-时, ()0f x '>, ()f x 递增;当()0,1x ∈时()0f x '<, ()f x 递减; 所以,当0x =时, ()f x 取极大值,也是最大值,即()()max 01f x f ==,()()(){}()min min 1,112f x f f f e =-=-=-,所以, ()f x 在[]1,1-上的值域为[]2,1e -.(2)令()0f x =,得10x xax e -+=, 0x =显然不是方程的根, 那么原方程等价于10x e a x --=实根的个数,令()1xh x e a x=--, (),0)(0,x ∈-∞⋃+∞原命题也等价于()1xh x e a x=--在(),0)(0,x ∈-∞⋃+∞上的零点个数;又因为()210xh x e x=+>',所以()h x 在(),0-∞和()0,+∞上都是单调递增的;(I )若0a =,则当(),0x ∈-∞时, ()10xh x e x=->恒成立,则没有零点;当()0,x ∈+∞时, ()110h e =->, 1202h ⎛⎫=< ⎪⎝⎭,又()h x 在()0,+∞上单调递增的,所以有唯一的零点。

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