【精品】 2019年高考数学专题★极值点不可解问题的求解策略(PPT)

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函数极值和其求法精品PPT课件

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(1)
f
( x0 )
lim
x0
f ( x0 x) x
f ( x0 ) 0,
故f ( x0 x) f ( x0 )与x异号,
当x 0时, 有f ( x0 x) f ( x0 ) 0,
当x 0时, 有f ( x0 x) f ( x0 ) 0,
所以,函数 f ( x)在x0处取得极大值
有 f '( x) 0,则 f ( x)在x0 处取得极小值.
(3)如果当 x ( x0 , x0 )及 x ( x0 , x0 )时, f '( x)
符号相同,则 f ( x)在x0 处无极值.
y
y
(是极值点情形)
o
x0
xo
x0
x
y
y
o
x0
xo
求极值的步骤:
x0
x
(不是极值点情形)
f (2) 18 0, 故极小值 f (2) 48. f ( x) x3 3x2 24x 20 图形如下
M
m
注意: f ( x0 ) 0时, f ( x)在点x0处不一定取极值 , 仍用定理 2.
注意:函数的不可导点,也可能是函数的极值点.
2
例4 求出函数 f ( x) 1 ( x 2)3的极值.
x2 x3
x4
b x5 x6
x
y
y
o
x0
x
o
x0
x
二、函数极值的求法
定理1(必要条件) 设 f ( x)在点 x0 处具有导数,且 在 x0处取得极值,那末必定 f '( x0 ) 0. 定义 使导数为零的点(即方程 f ( x) 0 的实根)叫 做函数 f ( x) 的驻点. 注意: 可导函数 f ( x) 的极值点必定是它的驻 点,

函数的极值-课件

函数的极值-课件
函数的极值-PPT课件
这份PPT课件介绍了函数的极值,包括引言、函数的极值点、函数的极值定理、 函数的极值应用等内容。通过本课件,你将深入了解这一重要数学概念的定 义、分类和应用。
一、引言
函数的极值是指函数在特定范围内的最大值或最小值。本节将讨论函数的极 值的定义以及不同类型的极值。
二、函数的极值点
极大值点和极小值点的定义
极大值点是函数在某个范围内的最大值,极小值点是函数在某个范围内的最小值。
函数求极值的步骤
求函数的极值需要确定函数的驻点和临界点,并通过对函数求导来判断是极大值还是极小值。
三、函数的极值定理
第一极值定理
如果函数在某个区间内连续且可导,那么在这个区 间内一定存在至少一个极值点。
六、参考文献
1 数学分册
数学分册中关于函数和极 值的相关章节提供了更深 入的理论和应用。
2 数学课程
数学课程中有关函数极值 的教材和讲义提供了更详 细的学习材料。

3 数学学习资料
网络上有很多关于函数的 极值的学习资料,可以进 一步加深对这一概念的理 解。
第二极值定理
如果函数在某个区间内可导,并且在驻点处的导数 不等于零,那么这个驻点必定不是极值点。
四、函数的极值应用
数学实际问题中的应 用
函数的极值在物理、经济学等 领域中的实际问题中有着广泛 的应用,如求解最大利润、最 小费用等。
OA题型解析
函数的极值常出现在各类OA题 目中,掌握函数的极值求解方 法有助于解答相关题目。
PSAT、SAT、GRE题 型解析
函数的极值是PSAT、SAT、GRE 等考试中经常出现的题型,熟 悉函数的极值概念和求解方法 对应试有帮助。
五、总结
1 函数的极值常见考点

2019届二轮复习第25讲高考数学解答题的破解策略学案(全国通用)

2019届二轮复习第25讲高考数学解答题的破解策略学案(全国通用)

第25讲 高考数学解答题的破解策略一、题型特点解答题是数学高考题的优良传统题型,包括计算题、证明题、应用题等等,约占总分的47%左右.解答题的功能侧重知识的综合运用和能力测试,是对考生知识掌握、分析推理、综合应用能力的全面检验.二、解题思路要完成高考数学解答题的解答,必须把握好以下各个环节: 1.审题——捕捉“题眼”审题是解题的开始,也是解题的基础.审题思考中,要把握“三性”,即明确目的性,提高准确性,注意隐含性.审题的技巧:①学会寻找题眼;②学会从问入手(如已知是什么?求解是什么?);③学会抓住问题中的数量特征;④ 学会挖掘隐含条件.2.优化——思维策略常用的思维策略有:陌生问题熟悉化;复杂问题简单化;一般问题特殊化;抽象问题具体化等.3.选择——解题方法常见的解题方法:分析、综合、联想、类比、归纳、演绎、反证、化归等. 4.突出——通性通法(1)突出数学思想:函数方程思想;数形结合思想;分类讨论思想;等价转化思想; (2)联想常规方法:代入法、配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法等. 5.规范——书面表达力求表述准确,不使用不规范的语言.避免字迹不工整而造成的隐性失分. 三、解题策略 (一)语言转换策略每个数学命题都是由一些特定的数学语言(文字语言、符号语言、图形语言)所组成,数学解题活动过程,实际上是数学语言的转换过程,通过语言转换过程,理解题意,确定解题方案.例1函数f(x)=cos (πx +φ)⎝⎛⎭⎫0<φ<π2的部分图象如图所示.(1)求φ及图中x 0的值;(2)设g(x)=f(x)+f ⎝⎛⎭⎫x +13,求函数g(x)在区间⎣⎡⎦⎤-12,13上的最大值和最小值. 【解析】(1)由题图得f(0)=32,所以cos φ=32,因为0<φ<π2,故φ=π6.由于f(x)的最小正周期等于2,所以由题图可知1<x 0<2,故7π6<πx 0+π6<13π6,由f(x 0)=32得cos ⎝⎛⎭⎪⎫πx 0+π6=32,所以πx 0+π6=11π6,x 0=53.(2)因为f ⎝⎛⎭⎫x +13=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π⎝⎛⎭⎫x +13+π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π2=-sin πx , 所以g(x)=f(x)+f ⎝⎛⎭⎫x +13=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π6-sin πx =cos πx cos π6-sin πx sin π6-sin πx=32cos πx -32sin πx =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-πx . 当x ∈⎣⎡⎦⎤-12,13时,-π6≤π6-πx ≤2π3. 所以-12≤sin ⎝⎛⎭⎫π6-πx ≤1, 故π6-πx =π2,即x =-13时,g(x)取得最大值3; 当π6-πx =-π6,即x =13时,g(x)取得最小值-32. 【小结】本题首先要根据图象中的信息求其y =A sin (ωx +φ)+k 的解析式,在这一过程中要实现图形语言、符号语言、文字语言转换,然后化简利用三角函数图象求出值域. (二)进退并举策略 对于一个命题,我们分析的目标是条件和结论,分析的目的是寻求条件与结论之间的关系,分析的过程就是缩短条件与结论之间的距离——条件进、结论退.学会分析是重要的,进退并举的解题策略是行之有效的.例2是否存在常数a 、b 、c ,使得等式1·22+2·32+…+n(n +1)2=n (n +1)(an 2+bn +c )12对于一切自然数n 都成立?并证明你的结论.【解析】第一,理解题意.命题是一个存在性探索问题,即要探索使得等式成立的常数a 、b 、c 的存在性,对这类题一般采用先设后证的原则.第二,退.可以从命题的特殊性性质入手,先设满足条件的常数a 、b 、c 存在,将n =1,2,3代入得到三元一次方程组:⎩⎪⎨⎪⎧a +b +c =24,4a +2b +c =44,9a +3b +c =70,解得a =3,b =11,c =10. 第三,进.从特殊到一般,利用数学归纳法证明:对一切自然数n 等式都成立. (三)整体求解策略整体求解处理,就是在处理问题时,利用问题中的整体与部分的关系,通过整体代人、整体运算、整体消元、整体合并等方法,常可以简化运算过程,提高解题速度,并从中感受到整体思维的和谐美.例3已知函数f(x)=-x 2-2ax +ln x(a ∈R ).(1)当a =-12时,求函数f (x )的最大值;(2)试讨论函数f (x )的零点个数.【解析】(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞).当a =-12时,f ′(x )=-2x +1+1x =-2x 2+x +1x =(1-x )(2x +1)x.令f ′(x )=0,得x =1(负值舍去).当x ∈(0,1)时,f ′(x )>0,f (x )在(0,1)为单调递增函数; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )<0,f (x )在(1,+∞)为单调递减函数; 所以f (x )max =f (1)=-1+1+ln 1=0.(2)f ′(x )=-2x -2a +1x =-2x 2-2ax +1x.令g (x )=-2x 2-2ax +1,Δ=4a 2+8>0, ∴g (x )有两个不相等的实根x 1,x 2,不妨设x 1<x 2,由韦达定理知x 1x 2=-12<0 ,∴x 1<0<x 2,且x 2=a 2+2-a2. 当x ∈()0,x 2时,f ′(x )>0 ,所以f (x )在()0,x 2为单调递增函数, 当x ∈()x 2,+∞时,f ′(x )<0 ,所以f (x )在()x 2,+∞为单调递减函数, 所以f (x )max =f (x 2)=-x 22-2ax 2+ln x 2. 又由f ′(x 2)=0,知-2ax 2=2x 22-1.于是f (x )max =f (x 2)=-x 22-2ax 2+ln x 2=x 22+ln x 2-1.令m (x )=x 2+ln x -1,m (x )在(0,+∞)上为单调递增函数,且m (1)=0,∴x ∈(0,1)时,m (x )<0,x ∈(1,+∞)时,m (x )>0.①当a =-12时,x 2=1,f (x 2)=m (1)=0,此时函数f (x )有一个零点;②当a >-12时,由于g (1)=-1-2a <0,所以x 2∈(0,1),所以f (x 2)<m (1)=0,此时函数f (x )无零点;③当a <-12时,g (1)=-1-2a >0,∴x 2∈(1,+∞),∴f (x 2)>m (1)=0.易知x >0,且x →0时,f (x )<0, 易证x >0时,ln x <x ,所以f (x )=-x 2-2ax +ln x <-x 2-2ax +x =-x 2-(2a -1)x ,所以x =2(1-2a )时,f (2(1-2a ))<-4(1-2a )2+2(1-2a )2=-2(1-2a )2<0, 所以函数f (x )在(0,x 2)和(x 2,2(1-2a ))各有一个零点,此时函数f (x )共有两个零点. 【点评】求解本题的关键是将-2ax 2=2x 22-1整体代入消去参数a ,整体运算、整体消元、整体合并常可以简化运算过程,提高解题速度.例4已知函数f(x)=ax +x +1(a ∈R ). (1)当a =1时,求f (x )的最小值;(2)若函数f (x )图象上的点都在不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,x -y -1≤0表示的平面区域内,求实数a 的取值范围;(3)若函数h (x )=x 4+[]f (x )-x +1(x 2+1)+bx 2+1在(0,+∞)上有零点,求a 2+b 2的最小值.【解析】(1)当a =1时,f (x )=x +x +1,显然f (x )在定义域[-1,+∞)内为增函数,f (x )min =f (-1)=-1. (2)由题意可知,f (x )=ax +x +1≥x -1在[)-1,+∞上恒成立,令t =x +1,则t ≥0,代入得a (t 2-1)+t ≥t 2-2在[)0,+∞上恒成立, 即a (t +1)(t -1)≥(t -2)(t +1), 即a (t -1)≥t -2对t ≥0恒成立,即(a -1)t +2-a ≥0在[)0,+∞上恒成立, 此时只需a -1≥0且2-a ≥0,所以1≤a ≤2.(3)依题意知,h (x )=x 4+[f (x )-x +1](x 2+1)+bx 2+1=0在(0,+∞)上有解,即x 2+ax +a x +b +1x 2=0在(0,+∞)上有解,令t =x +1x ,则t ≥2,代入得方程t 2+at +b -2=0在[2,+∞)上有解, 设g (t )=t 2+at +b -2(t ≥2),当a <-4时,只需Δ=a 2-4b +8≥0,a 2+b 2的几何意义就表示点(a ,b )到原点(0,0)距离的平方,在此条件下,有a 2+b 2≥16;当a ≥-4时,只需g (2)≤0,即22+2a +b -2≤0,即2a +b +2≤0,a 2+b 2的几何意义就表示点(a ,b )到原点(0,0)距离的平方,在此条件下,有a 2+b 2≥45.所以a 2+b 2的最小值为45.【点评】整体求解通常可以通过换元来实现.换元的特点是通过引进新的变量,可以把分散的条件联系起来,隐含的条件显露出来,把条件与结论联系起来,把陌生的形式转变为熟悉的形式.高中数学中主要换元法有整体换元、三角换元、对称换元、均值换元等等.换元法应用广泛,如解方程、解不等式、证明不等式、求函数的值域、求数列的通项与和等,在解析几何中也有广泛的应用.解题过程中要注意换元后新变量的取值范围.(四)联想与发散策略联想是问题转化的桥梁.稍具难度的问题和基础知识的联系,都是不明显的、间接的、复杂的.因此,解题的方法怎样、速度如何,取决于能否由观察到的特征,灵活运用有关知识,做出相应的联想,将问题打开缺口,不断深入.例5变量x 、y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1.(1)设z =yx,求z 的最小值;(2)设z =x 2+y 2,求z 的取值范围;(3)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 的取值范围. 【解析】由约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,作出(x ,y)的可行域如图阴影所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,3x +5y -25=0,解得A ⎝⎛⎭⎫1,225. 由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x -4y +3=0,解得C(1,1).由⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得B(5,2).(1)∵z =y x =y -0x -0.∴z 的值即是可行域中的点与原点O 连线的斜率.观察图形可知z min =k OB =25.(2)z =x 2+y 2的几何意义是可行域上的点到原点O 的距离的平方. 结合图形可知,可行域上的点到原点的距离中, d min =|OC|=2,d max =|OB|=29.∴2≤z ≤29.(3)z =x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2的几何意义是可行域上的点到点(-3,2)的距离的平方.结合图形可知,可行域上的点到(-3,2)的距离中, d min =1-(-3)=4,d max =(-3-5)2+(2-2)2=8.∴16≤z ≤64.(五)数形结合策略数形结合是高考重点考查的思想方法之一,其实质是将抽象的数学语言与直观的图象结合起来,从图中找到解题突破口,一般函数、向量、解析几何问题能运用数形结合,而解方程、解不等式、三角和复数等问题可部分运用数形结合,在研究和处理问题时,有意识地将数和形结合起来,形中思数,数中构形,有助于我们找到思考问题的新视角、新思路.例6定义函数f n (x)=(1+x)n -1,x >-2,n ∈N *. (1)求证:f n (x )≥nx ;(2)是否存在区间[a ,0](a <0),使函数h (x )=f 3 (x )-f 2 (x )在区间[a ,0]上的值域为[ka ,0]?若存在,求出最小的k 值及相应的区间[a ,0],若不存在,说明理由.【解析】(1)令g (x )=(1+x )n -1-nx , 则g ′(x )=n [(1+x )n -1-1].当-2<x <0时,g ′(x )<0,当x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0. ∴g (x )在x =0处有极小值g (0)=0,∴g (x )≥0,即f n (x )≥nx (x =0时取等号). (2)令h (x )=f 3 (x )-f 2 (x )=x (1+x )2, h ′(x )=(1+x )(1+3x ).令h ′(x )=0得x =-1或x =-13.∴x ∈(-2,-1)时,h ′(x )>0;x ∈⎝⎛⎭⎫-1,-13时,h ′(x )<0; x ∈⎝⎛⎭⎫-13,+∞时,h ′>0. 故h (x )草图如图所示,①在-13≤a <0时,h (x )的最小值为h (a )=ka .∴k =(1+a )2≥49.②在-43<a <-13时,h (x )的最小值为h ⎝⎛⎭⎫-13=-427=ka ,k =-427a ,∴19<k <49. ③在a ≤-43时,h (x )的最小值为h (a )=a (1+a )2=ka ,∴k =(1+a )2≥19⎝⎛⎭⎫a =-43时取等号, 综上,k 的最小值为19,此时[a ,0]=⎣⎡⎦⎤-43,0. 【小结】1.数形结合的主要解题方式有:(1)数转化为形,即根据所给出的“数”的特点,构造符合条件的几何图形,用几何方法去解决.(2)形转化为数,即根据题目特点,用代数方法去研究几何问题.(3)数形结合,即用数研究形,用形研究数,相互结合,使问题变得简捷、直观、明了. 2.运用数形结合思想分析解决问题时,要遵循三个原则:一是等价性原则,要注意由于所作的草图不能精确刻画数量关系带来的负面效应;二是双向性原则,即进行几何直观分析,又要进行相应的代数抽象探求,仅对代数问题进行几何分析容易失真;三是简单性原则,不要为了“数形结合”而数形结合,而取决于是否有效、简便和更易达到解决问题的目的.(六)分类讨论策略分类讨论是一种“化整为零,各个击破”的思想方法,先根据题目要求,确定适当的分类标准,然后对划分的每一类分别求解,如有必要可再加以分类,最后进行综合,从而得出结果.例7已知椭圆M :x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的左焦点为F 1(-1,0).(1)设椭圆M 与函数y =x 的图象交于点P ,若函数y =x 在点P 处的切线过椭圆的左焦点F 1,求椭圆的离心率;(2)设过点F 1且斜率不为零的直线l 交椭圆于A 、B 两点,连结AO(O 为坐标原点)并延长,交椭圆于点C ,若椭圆的长半轴长a 是大于1的给定常数,求△ABC 的面积的最大值S(a).【解析】(1)由题意,点F 1为(-1,0),设P(t ,t),则kPF 1=t t +1, 又kPF 1=(x )′|x =t =⎝⎛⎭⎫12x |x =t =12t ,所以t t +1=12t,解得t =1,即P(1,1), 设椭圆M 的右焦点为F 2(1,0),则2a =|PF 1|+|PF 2|=5+1,即a =5+12,又半焦距c =1,所以椭圆M 的离心率为e =ca =5-12;(2)因为椭圆M 的半焦距c =1,所以a 2-b 2=1,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),直线l 的方程为x =my -1,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2a 2+y 2b 2=1,x =my -1消去x 得:(a 2+b 2m 2)y 2-2b 2my +b 2(1-a 2)=0,∴y 1+y 2=2b 2m a 2+b 2m 2,y 1y 2=b 2(1-a 2)a 2+b 2m 2=-b 4a 2+b 2m 2,连结OB ,由|OA|=|OC|知S △ABC =2S △AOB , ∴S △ABC =|OF 1|·|y 1-y 2|=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=2ab 2m 2+1a 2+b 2m 2.令m 2+1=t ,则m 2=t 2-1(t ≥1),∴S △ABC =2ab 2t a 2+b 2(t 2-1)=2ab 2t 1+b 2t 2=2ab 2b 2t +1t,①若1b ≥1,即0<b ≤1,1<a ≤2,则b 2t +1t ≥2b =2a 2-1,当且仅当t =1b,即m =±2-a 2a 2-1时,S(a)=(S △ABC )max =aa 2-1;②若0<1b <1,即b>1,a>2时,设f(t)=b 2t +1t ,则t ≥1时,f ′(t)=b 2-1t 2>0,所以f(t)在[1,+∞)上单调递增,所以[f(t)]min =f(1)=b 2+1=a 2,当且仅当t =1, 即m =0时,S(a)=(S △ABC )max =2(a 2-1)a;综上可知:S(a)=⎩⎨⎧a a 2-1,1<a ≤2,2(a 2-1)a ,a> 2.【点评】与圆锥曲线有关的参数问题中应用分类讨论思想的常见类型:1.判断曲线的类型;2.直线与圆锥曲线位置关系的判定;3含参最值问题、范围问题.例8[2015·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.【解析】(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 轴是曲线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, ∴h(x)在(1,+∞)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)=a +54<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)的零点个数. (ⅰ)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)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)上无零点.(ⅱ)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)中,当x =-a 3时,f(x)取得最小值,最小值为f ⎝⎛⎭⎫-a 3=2a3-a 3+14.①若f ⎝⎛⎭⎫-a3>0,即-34<a <0时,f(x)在(0,1)上无零点.②若f ⎝⎛⎭⎫-a3=0,即a =-34时,f(x)在(0,1)上有唯一零点;③若f ⎝⎛⎭⎫-a3<0,即-3<a<-34时,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.【点评】分类讨论思想在解决导数中的参数问题时的常见类型: 1.含参数的函数的单调性问题; 2.含参数的函数的极值(最值)问题. 【小结】求解分类讨论题的一般步骤是: (1)明确讨论对象,确定对象的范围.(2)认清为什么要分类,确定分类标准,进行合理分类,注意做到不重不漏.(3)逐类讨论,获得阶段性结果.(4)整合讨论. (七)等价转化策略等价转化是高考另一个考查重点,通过等价转化,将待解决的疑难问题逐步变为可解决的问题,变“正向突破”为“侧翼切入”,达到化繁为简,化难为易的目的.数学家G·波利亚在《怎样解题》中说过:数学解题是命题的连续变换.可见,解题过程是通过问题的转化才能完成的.转化是解数学题的一种十分重要的思维方法,那么怎样转化呢?概括地讲,就是把复杂问题转化成简单问题,把抽象问题转化成具体问题,把未知问题转化成已知问题.在解题时,观察具体特征,联想有关问题之后,就要寻求转化关系.例9在等腰Rt △ABC 中,∠BAC =90°,腰长为2,D 、E 分别是边AB 、BC 的中点.将△BDE 沿DE 翻折,得到四棱锥B -ADEC ,且F 为棱BC 的中点,BA = 2.(1)求证:EF ⊥平面BAC ;(2)在线段AD 上是否存在一点Q ,使得AF ∥平面BEQ ?若存在,求二面角Q -BE -A 的余弦值,若不存在,请说明理由.【解析】(1)翻折后,由AD =BD =1,BA =2,可知AD ⊥BD ,取AB 中点H ,连结DH 、HF ,有DH ⊥AB , 因为DE ⊥AD ,DE ⊥BD ,且AD ∩BD =D ,∴DE ⊥平面ADB ,因为DE ∥AC ,∴AC ⊥平面ADB , ∴AC ⊥DH ,又AB ∩AC =A ,∴DH ⊥平面ABC ,又∵HF ∥AC ,DE ∥AC ,且HF =12AC =DE ,∴DEFH 是平行四边形, ∴EF ∥DH ,∴EF ⊥平面ABC ;(2)以D 为原点建立如图所示空间直角坐标系D -xyz.则A(0,1,0),B(0,0,1),E(1,0,0),C(2,1,0),F ⎝⎛⎭⎫1,12,12, 设Q(0,t ,0)(0≤t ≤1),则BQ →=(0,t ,-1),EQ →=(-1,t ,0),AF →=⎝⎛⎭⎫1,-12,12,AB →=(0,-1,1),AE →=(1,-1,0).设平面BQE 的法向量为n =(x ,y ,z ),则由n ·BQ →=0,且n ·EQ →=0,得⎩⎪⎨⎪⎧yt -z =0,-x +ty =0,取y =1,则n =(t ,1,t ).要使AF ∥平面BEQ ,则需n ·AF →=(t ,1,t )·⎝⎛⎭⎫1,-12,12=t -12+12t =0,所以t =13,即线段AD 上存在一点Q ⎝⎛⎭⎫0,13,0,使得AF ∥平面BEQ . 设平面BAE 的法向量为n 1=(x 1,y 1,z 1),则由n 1·AB →=0,且n 1·AE →=0,得⎩⎪⎨⎪⎧-y 1+z 1=0,x 1-y 1=0,取y 1=1,则n 1=(1,1,1),∴cos 〈n ,n 1〉=13+1+13119·3=533=53333,因为二面角Q -BE -A 为锐二面角,所以其余弦值为53333, 即线段AD 上存在一点Q (点Q 是线段AD 上的靠近点D 的一个三等分点),使得AF ∥平面BEQ ,此时二面角Q -BE -A 的余弦值为53333.【点评】在立体几何问题中,通常是将空间问题转化为平面几何问题来处理, 其次空间向量最适合于解决这类立体几何中的探索性问题,它无需进行复杂的作图、论证、推理,只需通过坐标运算进行判断;解题时,把要成立的结论当作条件,据此列方程或方程组,把“是否存在”问题转化为“点的坐标是否有解,是否有规定范围内的解”等,所以为使问题的解决更简单、有效,应善于运用这一方法解题.例10已知椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(0,2),且离心率e =22.(1)求椭圆E 的方程;(2)设直线l :x =my -1(m ∈R )交椭圆E 于A ,B 两点,判断点G ⎝⎛⎭⎫-94,0与以线段AB 为直径的圆的位置关系,并说明理由.【解析】(1)由已知得,⎩⎪⎨⎪⎧b =2,c a =22,a 2=b 2+c 2.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2,c = 2.所以椭圆E 的方程为x 24+y 22=1.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 的中点为H (x 0,y 0).⎩⎪⎨⎪⎧x =my -1,x 24+y 22=1得(m 2+2)y 2-2my -3=0. 所以y 1+y 2=2m m 2+2,y 1y 2=-3m 2+2,从而y 0=m m 2+2. 所以|GH |2=⎝⎛⎭⎫x 0+942+y 20=⎝⎛⎭⎫my 0+542+y 20 =(m 2+1)y 20+52my 0+2516. |AB |24=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)24=(1+m 2)(y 1-y 2)24 =(1+m 2)[](y 1+y 2)2-4y 1y 24=(1+m 2)(y 20-y 1y 2), 故|GH |2-|AB |24=52my 0+(1+m 2)y 1y 2+2516=5m 22(m 2+2)-3(1+m 2)m 2+2+2516=17m 2+216(m 2+2)>0, 所以|GH |>|AB |2. 故点G ⎝⎛⎭⎫-94,0在以AB 为直径的圆外. 【点评】在解析几何问题中,与圆有关的问题经常转化为向量的关系处理,此题也可以验证GA →·GB →>0来求解更容易,与角度有关的问题经常转化为斜率的关系处理, 与交点坐标有关问题常转化为二次方程根与系数的关系处理.例11[2018·全国卷Ⅰ]已知函数f(x)=1x-x +a ln x. (1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)存在两个极值点x 1,x 2,证明:f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2. 【解析】(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)=-1x 2-1+a x =-x 2-ax +1x 2. (i )若a ≤2,则f′(x)≤0,当且仅当a =2,x =1时f′(x)=0,所以f(x)在(0,+∞)单调递减.(ii )若a>2,令f′(x)=0得,x =a -a 2-42或x =a +a 2-42. 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a -a 2-42∪⎝ ⎛⎭⎪⎫a +a 2-42,+∞时,f ′(x)<0; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫a -a 2-42,a +a 2-42时,f ′(x)>0.所以f(x)在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a -a 2-42,⎝ ⎛⎭⎪⎫a +a 2-42,+∞单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫a -a 2-42,a +a 2-42单调递增. (2)由(1)知,f(x)存在两个极值点时,当且仅当a>2.由于f(x)的两个极值点x 1,x 2满足x 2-ax +1=0,所以x 1x 2=1,不妨设x 1<x 2,则x 2>1.由于f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2=-1x 1x 2-1+a ln x 1-ln x 2x 1-x 2=-2+a ln x 1-ln x 2x 1-x 2=-2+a -2ln x 21x 2-x 2,所以f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2等价于1x 2-x 2+2ln x 2<0. 设函数g(x)=1x-x +2ln x ,由(1)知,g(x)在(0,+∞)单调递减,又g(1)=0,从而当x ∈(1,+∞)时,g(x)<0.所以1x 2-x 2+2ln x 2<0,即f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<a -2. 【点评】通过降元, 将多元转换成一元,把复杂问题转化成简单问题,从而使问题顺利解决.(八)正难则反策略例12已知函数f(x)=ln x ,g(x)=12ax 2+bx ,a ≠0. (1)若b =2,且h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a 的取值范围;(2)设函数f(x)的图象C 1与函数g(x)的图象C 2交于点P 、Q ,过线段PQ 的中点作x 轴的垂线分别交C 1,C 2于点M 、N ,证明C 1在点M 处的切线与C 2在点N 处的切线不平行.【解析】(1)b =2时,h(x)=ln x -12ax 2-2x , 则h′(x)=1x -ax -2=-ax 2+2x -1x. 因为函数h(x)存在单调递减区间,所以h′(x)<0有解.又因为x>0,则ax 2+2x -1>0有x>0的解.①当a>0时,y =ax 2+2x -1为开口向上的抛物线,ax 2+2x -1>0总有x>0的解; ②当a<0时,y =ax 2+2x -1为开口向下的抛物线,而ax 2+2x -1>0总有x>0的解,则Δ=4+4a>0,且方程ax 2+2x -1=0至少有一正根.此时,-1<a<0.综上所述,a 的取值范围为(-1,0)∪(0,+∞).(2)证法一:设点P 、Q 的坐标分别是(x 1,y 1),(x 2,y 2),0<x 1<x 2.则点M 、N 的横坐标为x =x 1+x 22, C 1在点M 处的切线斜率为k 1=1x |x =x 1+x 22=2x 1+x 2, C 2在点N 处的切线斜率为k 2=(ax +b)|x =x 1+x 22=a (x 1+x 2)2+b. 假设C 1在点M 处的切线与C 2在点N 处的切线平行,则k 1=k 2.即2x 1+x 2=a (x 1+x 2)2+b ,则 2(x 2-x 1)x 1+x 2=a 2(x 22-x 21)+b(x 2-x 1) =⎝⎛⎭⎫a 2x 22+bx 2-⎝⎛⎭⎫a 2x 21+bx 1=y 2-y 1=ln x 2-ln x 1.所以ln x 2x 1=2⎝⎛⎭⎫x 2x 1-11+x 2x 1. 设t =x 2x 1,则ln t =2(t -1)1+t,t>1. ① 令r(t)=ln t -2(t -1)1+t,t>1. 则r′(t)=1t -4(t +1)2=(t -1)2t (t +1)2. 因为t>1时,r ′(t)>0,所以r(t)在(1,+∞)上单调递增. 故r(t)>r(1)=0,则ln t>2(t -1)1+t. 这与①矛盾,假设不成立. 故C 1在点M 处的切线与C 2在点N 处的切线不平行.证法二:同证法一得(x 2+x 1)(ln x 2-ln x 1)=2(x 2-x 1).因为x 1>0,所以⎝⎛⎭⎫x 2x 1+1ln x 2x 1=2⎝⎛⎭⎫x 2x 1-1.令t =x 2x 1,得(t +1)ln t =2(t -1),t>1. ② 令r(t)=(t +1)ln t -2(t -1),t>1,则r′(t)=ln t +1t-1. 因为⎝⎛⎭⎫ln t +1t ′=1t -1t 2=t -1t 2, 所以t>1时,⎝⎛⎭⎫ln t +1t ′>0. 故ln t +1t 在(1,+∞)上单调递增,从而ln t +1t-1>0,即r′(t)>0. 于是r(t)在(1,+∞)上单调递增,故r(t)>r(1)=0.即(t +1)ln t>2(t -1).这与②矛盾,假设不成立.故C 1在点M 处的切线与C 2在点N 处的切线不平行.【点评】否定性命题,常要利用正反的相互转化,先从正面求解,再取正面答案的补集即可.一般地,题目若出现多种成立的情形,则不成立的情形相对很少,从反面考虑较简单.因此,间接法多用于含有“至多”、“至少”及否定性命题情形的问题中.。

高考数学中的极值问题及其求解方法

高考数学中的极值问题及其求解方法

高考数学中的极值问题及其求解方法高考数学是许多学生的噩梦,尤其是对于那些数学一般的学生,极值问题更是让许多人感到头疼。

那么什么是极值?如何解决极值?本文将从定义、特点、求解方法等方面详细阐述高考数学中的极值问题。

一、极值的定义及其特点所谓极值,即函数在某些点处取得的最大值或最小值。

此时,该点叫做函数的极值点,该函数又称为有极值点的函数。

具体来说,对于一元函数而言,当x=a时,如果存在一段邻域Δ(x),使f(x)<f(a)或者f(x)>f(a)(Δ(x)不包括a点),则称a为函数f(x)的极值点。

通常情况下,求函数极值问题可以分成两类:一是在给定区间内求函数的最大值或最小值;二是求函数在无穷区间上的最大值或最小值。

另外,还存在一些特殊情况,即求函数在一些点上的最大值或最小值。

二、求解极值问题的基本方法1.函数一阶导数的求法及其性质求解极值问题的基础是函数的导数。

函数f(x)在x=a处的一阶导数定义为:$f'(a) = \lim \frac{f(a + h)-f(a)}{h}$它表示当x在a处发生微小变化时,函数f(x)在该点的斜率。

一阶导数f'(x)具有以下性质:(1)当f'(x)>0时,函数f(x)单调递增;(2)当f'(x)<0时,函数f(x)单调递减;(3)当f'(x) = 0时,函数f(x)可能取极值。

在求解极值问题时,需要先求出函数f(x)的一阶导数,然后解出它的零点,也就是导数为0的点,再判断各点处是否为函数的极值点。

2.区间最值对于一个区间[a,b]内的函数f(x),求它在该区间上的最大值或最小值,通常的方法是先求出该区间内的所有极值点,然后判断这些点处哪个点对应的函数值最大或最小。

3.函数值对于一个函数f(x),如果它需要求的是函数在某些点上的最大值或最小值,那么需要根据具体问题来求解,通常情况下,需要先根据函数的具体表达式,求出相应的函数值,然后比较大小。

函数的极值及其求法PPT课件

函数的极值及其求法PPT课件

f (x) 取得极大值为
f
(
2 3
)
3
第29页,共31页。
练习题
一、 填空题: 1、 极值反映的是函数的 ________性质.
2、 若函数 y f ( x) 在 x x0可导,则它在点 x0处到
得极值的必要条件中为___________.
2
3、 函 数 y 2 ( x 1)3 的 极 值 点 为 ________ ;
f (n)( x0 ) n!
1) 当 n为偶数时,
由极限的保号性,知
0,使当x U ( x0 , )时,有


故 在点 取极大值 。
同理可证,

在点 取极小值 .
2) 当 n为奇数时, 可证
侧异号, 故 在点
在 点邻近两 不取极值 。
第15页,共31页。
f ( x)
f ( x0 )
f ( x0 )( x x0 )
(2) 若 x ( x0 , x0 ) 时, f ( x) 0, 而 x ( x0 , x0 )
时, f ( x) 0, 则 f ( x) 在点 x0 处取得极小值;
(3) 若 x U ( x0 , ) 时, f ( x) 的符号相同, 则 f ( x)
在点 x0 处无极值.
y
y

f
(
x)
2
(
x
1
2) 3
( x 2)
3
当x 2时, f ( x)不存在.
但函数f ( x)在该点连续.
当x 2时, f ( x) 0;
M
当x 2时, f ( x) 0.
f (2) 1为f ( x)的极大值.
第8页,共31页。

2019高三数学选择题解题策略(特殊值法).ppt

2019高三数学选择题解题策略(特殊值法).ppt

0 0
D
, )
(A) 1,1
(B ) 1,
(C ) ,1 0, (D ) ,1 1,
[典例] 函数 f(x)=cos x·log2|x|的图象大致为
()
[技法应用] 由题意知函数 f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,
+∞),且为偶函数,故排除 A、D, 又 f12=-cos12<0,故排除 C.综上,选 B.
的焦点,且F→A+F→B+F→C+F→D=0,则|→FA|+|F→B|+|F→C|+
|F→D|的值为
(D )
A.2
B.4
C.8
D.16
解析 取特殊位置,AB,CD 为抛物线的通径,
显然→FA +→FB+F→C+F→D=0,
则|→FA|+|→FB|+|F→C|+|F→D|=4p=16,故选 D.
探究提高 本题直接求解较难,利用特殊位置法,则简便 易行.利用特殊检验法的关键是所选特例要符合条件.
x2,x≤0, 若 a=0,则 f(x)=x+1x,x>0,
易知f(0)是f(x)的最小值, 故排除C.D正确.
跟踪训练
Байду номын сангаас
1(.2014全国卷)已知函数f x ax 3 3x 2 1,若f x 存在
唯一零点x0,且x0 0,则a的取值范围是B
(A)2,
(B ) ,2 (C )1, (D ) ,1
,5 4
(B )12 ,43 (C )0,12 (D )0,2
2.特殊角法
例.若0
x
,则下列命题中正确的是()
2
(A)sin x 3 x
(B )sin x 3 x
(C )sin x
4x 2

2019解答高考数学难题的技巧精品教育.doc

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解答高考数学难题的技巧一、调理大脑思绪,提前进入数学情境考前要摒弃杂念,排除干扰思绪,使大脑处于“空白”状态,创设数学情境,进而酝酿数学思维,提前进入“角色”,通过清点用具、暗示重要知识和方法、提醒常见解题误区和自己易出现的错误等,进行针对性的自我安慰,从而减轻压力,轻装上阵,稳定情绪、增强信心,使思维单一化、数学化、以平稳自信、积极主动的心态准备应考。

二、“内紧外松”,集中注意,消除焦虑怯场集中注意力是考试成功的保证,一定的神经亢奋和紧张,能加速神经联系,有益于积极思维,要使注意力高度集中,思维异常积极,这叫内紧,但紧张程度过重,则会走向反面,形成怯场,产生焦虑,抑制思维,所以又要清醒愉快,放得开,这叫外松。

三、沉着应战,确保旗开得胜,以利振奋精神良好的开端是成功的一半,从考试的心理角度来说,这确实是很有道理的,拿到试题后,不要急于求成、立即下手解题,而应通览一遍整套试题,摸透题情,然后稳操一两个易题熟题,让自己产生“旗开得胜”的快意,从而有一个良好的开端,以振奋精神,鼓舞信心,很快进入最佳思维状态,即发挥心理学所谓的“门坎效应”,之后做一题得一题,不断产生正激励,稳拿中低,见机攀高。

四、“六先六后”,因人因卷制宜在通览全卷,将简单题顺手完成的情况下,情绪趋于稳定,情境趋于单一,大脑趋于亢奋,思维趋于积极,之后便是发挥临场解题能力的黄金季节了,这时,考生可依自己的解题习惯和基本功,结合整套试题结构,选择执行“六先六后”的战术原则。

1.先易后难。

就是先做简单题,再做综合题,应根据自己的实际,果断跳过啃不动的题目,从易到难,也要注意认真对待每一道题,力求有效,不能走马观花,有难就退,伤害解题情绪。

2.先熟后生。

通览全卷,可以得到许多有利的积极因素,也会看到一些不利之处,对后者,不要惊慌失措,应想到试题偏难对所有考生也难,通过这种暗示,确保情绪稳定,对全卷整体把握之后,就可实施先熟后生的策略,即先做那些内容掌握比较到家、题型结构比较熟悉、解题思路比较清晰的题目。

高三数学等差数列的有关极值问题PPT教学课件

高三数学等差数列的有关极值问题PPT教学课件
d(n7)249 2 d0
当 n7时S, 7最.大
解法四:由于数列 an为等差数列,所以设它的前n项和
S n a2n b. nf(n )由题意可知
S 3 f(3 ) f(1) 1 S 11
可知 f (n) 对称轴为 n3117
又由题意可知数列 an为首项为2正数公差小于0的,
所为d,则由题意可知
S3 S11 ,即 3 a 1 3 2 2 d 1 a 1 1 1 2 1 1 d 0 a 1 1 2 d 3 0 ,
d0
S n n 1 n ( a n 2 1 ) d 1 2 n 3 n ( d n 2 1 ) d d 2 ( n 2 1 n )4
(3)设集合 S 1 ,S 2 ,S 3 , ,S n , 中,元素的最大值为M,
求M的取值范围.
a1 3d 84
解:(1)由
10 a1
10 9 d 2
0
,
解得 5 6d 42
11 a1
11
10 2
d
0
(2) S 1 1 ( a 1 a 2 1 ) 1 1 1 1 a 6 1 0 , a 6 0 .
0 ,若存在自然数
与 n 的大小关系为 (A)
A. Sn an B. Sn an C. Sn an D. Sn an
方法一.
Sma1a2a3 amam a1a2 am 10,
a 1 0 , a n 是递减数列且
a 1 a m 1 0 ,(d 0 ) S n a n ( a 1 a n 2 1 ) n ( 1 ) [ a 1 a m 1 ( n 2 m ) d ] n ( 1 )
5 d 6 4 , 2 6 3 S 5 0 7,00
即M的取值范围为 (63,070)0
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xf ( x) f ( x) x(e x 2 x) (e x x 2 1) ( x 1)(e x x 1) g ( x) 2 2 x x x2
令 y e x x 1 , y e x 1 0 在 x (0, ) 恒成立, 从而 y e x x 1在 (0, ) 上单调递增, y e0 0 1 0
(Ⅱ)证明: f ( x) x2 x x ln x 存在唯一的极大值点 x0 , 且e
2
f ( x0 ) 2 .
2
f ( x) 2( x 1) ln x
极大值点
x0 存在但无法解出
极值点不可解问题的求解策略
典例剖析
(2017 年陕西师大附中五模理科第 21 题) 已知函数 f ( x) e x x2 2a b ( x R )的图象在 x 0 处的切线为 y bx . (Ⅰ)求 a , b 的值;
即 h( x) 在 (, x0 ) 单调递减,在 ( x0 , ) 上单调递增,
h( x)min 1 2 5 5 1 2 5 h( x0 ) e x0 x0 1 x0 x0 x0 1 2 2 2 2 2
x0
1 7 2 37 1 2 ( x0 7 x0 3) [( x0 ) ] 2 2 4 2 1 3 27 1 ∵ x0 ( , ) ,∴ h( x0 ) ( , ) . 2 4 32 8
x
所以存在唯一的 x0 (0,1) ,使得 h( x0 ) 0 ,
3 7 3 7 1 又 h( ) e 2 0 , h( ) e ( 1) 0 , 4 4 4 4 2
3 4
Байду номын сангаас
典例剖析
1 3 5 5 x0 x0 所以 x0 ( , ) ,且 e x0 0 即 e x0 , 2 4 2 2 且当 x (, x0 ) 时, h( x) 0 , x ( x0 , ) 时, h( x) 0 .
令 g ( x) 0 ,得 x 1 ; g ( x) 0 ,得 0 x 1 . ∴ g ( x) 的增区间为 (1, ) ,减区间为 (0,1) .极小值为 g (1) e 2 ,无极大值.
典例剖析
1 2 (Ⅲ)若 k Z ,且 f ( x) (3x 5x 2k ) 0 对任意 x R 恒成立,求 k 的最大值. 2
典例剖析
1 3 27 1 ∵ x0 ( , ) ,∴ h( x0 ) ( , ) . 2 4 32 8
2 2
问题提出
【2017 理全国 II 卷 21】 已知函数 f ( x) ax ax x ln x ,且 f ( x) 0 .
2
(Ⅰ)求 a ;
考虑到
x 0,
f ( x) 0 ax a ln x 0 a( x 1) ln x
几何画板演示
问题提出
【精品】 2019年高考数学专题★极值点 不可解问题的求解策略(PPT)
问题提出
【2017 理全国 II 卷 21】 已知函数 f ( x) ax ax x ln x ,且 f ( x ) 0 .
2
(Ⅰ)求 a ; (Ⅱ)证明: f ( x ) 存在唯一的极大值点 x0 ,且 e f ( x0 ) 2 .
3 3 又 h(0) 0 , h(1) e 0 , 2 2 所以存在唯一的 x0 (0,1) ,使得 h( x0 ) 0 ,
典例剖析
1 2 5 k (e x x 1)min . 2 2 5 1 2 5 x x 令 h( x) e x x 1 , 则h( x) e x . 2 2 2 3 3 又 h(0) 0 , h(1) e 0 , 2 2
x 【解析】 (Ⅰ) f ( x) e x 2a b , f ( x) e 2 x . x 2
f (0) 1 2a b 0 a 1 由题意知 . f (0) 1 b b 1
典例剖析
f ( x) e x x 2 1 ( x (0, )) 的单调性与极值; (Ⅱ)讨论 g ( x) x x
1 2 5 e x x 1 k 0 对任意 x R 恒成立 2 2
x
1 2 5 k e x x 1 对任意 x R 恒成立 2 2 1 2 5 x k (e x x 1)min 2 2
x
典例剖析
1 2 (Ⅲ)若 k Z ,且 f ( x) (3x 5x 2k ) 0 对任意 x R 恒成立,求 k 的最大值. 2 1 2 5 x k (e x x 1)min 2 2 1 2 5 5 x x 令 h( x) e x x 1 , 则h( x) e x . 2 2 2 x 由于h( x) e 1 0, 所以 h( x) 在 R 上单调递增,
f ( x) (Ⅱ) g ( x) , x (0, ) ,讨论函数 g ( x) 的单调性与极值; x 1 2 (Ⅲ)若 k Z ,且 f ( x) (3x 5x 2k ) 0 对任意 x R 恒成立,求 k 的最大值. 2
典例剖析
(2017 年陕西师大附中五模理科第 21 题) 已知函数 f ( x) e x x2 2a b ( x R )的图象在 x 0 处的切线为 y bx . (Ⅰ)求 a , b 的值;
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