高中数学导数及其应用

合集下载

高中数学导数的应用

高中数学导数的应用

高中数学导数的应用导数是高中数学中的重要概念之一,它在许多实际问题中都有着广泛的应用。

本文将从几个不同的角度来讨论导数的应用。

一、函数的局部性质导数描述了函数在某一点附近的局部变化情况。

通过计算导数,我们可以判断函数在某点上是增函数还是减函数,从而了解函数的局部性质。

例如,对于一条直线函数,导数恒为常数,表示函数在任意一点上都是增函数或减函数;而对于一个二次函数,导数可以告诉我们函数的凹凸性质。

二、切线与法线导数还可以用来求解函数的切线和法线方程。

对于一条曲线,通过求解曲线上某一点的导数,我们可以得到切线的斜率,从而得到切线方程。

同样地,法线的斜率可以通过切线的斜率和导数的关系求解,进而得到法线方程。

这种应用在物理学中特别有用,例如计算质点在曲线上的运动轨迹时,我们需要知道质点的切线方程,以便求解其运动速度和加速度等物理量。

三、最值问题导数也可以用来解决函数的最值问题。

对于一个连续函数,其最值出现在导数为零的点或者定义域的端点上。

因此,通过求解导数为零的方程,我们可以得到函数的极值点,从而求解最值问题。

这一应用在经济学中尤为重要,例如在成本和收益问题中,我们需要确定某种产品的生产数量,以使总利润最大化。

四、曲线的凹凸性与拐点通过导数的符号变化,我们可以判断函数在某一区间上的凹凸性以及确定曲线的拐点。

当导数在某一区间上始终大于零时,函数在该区间上是凹函数;反之,当导数在某一区间上始终小于零时,函数在该区间上是凸函数。

而导数在某一点上发生跃变时,可以判断该点为函数的拐点。

这一应用在优化问题和工程设计中具有重要意义,例如在物体运动问题中,我们需要找到最优的运动轨迹,以使得物体的速度变化最小。

总结起来,导数的应用非常广泛。

无论是研究函数的局部性质、求解切线和法线方程、解决最值问题,还是分析曲线的凹凸性与拐点,导数都发挥着重要的作用。

因此,对于高中数学学习者来说,深入理解导数的概念和应用是非常重要的。

只有掌握了导数的应用,才能更好地解决实际问题,并在日后的学习和工作中受益。

人教A版高中数学选择性必修第二册精品课件 第五章 一元函数的导数及其应用 基本初等函数的导数

人教A版高中数学选择性必修第二册精品课件 第五章 一元函数的导数及其应用 基本初等函数的导数

2
=-3 .
-3
(3)y'=14x13.
1
(4)∵y=4 =x-4,
∴y'=-4x
4
=-5 .
-5
1
5
;(4)y= 4 ;(5)y=
1 x
3
x ;(6)y=(3) ;(7)y=log3x.
-2
0
14
(1)y=e ;(2)y=x ;(3)y=x
5
解 (5)∵y= x 3 =
3 -2
∴y'= x 5
(2)如果已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进
行求解.两种情况的区别就在于切点已知和未知的问题,都需要借助导数的
几何意义求解.
变式训练3[2024广东惠州高二统考]已知函数f(x)=x3.求:
(1)曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
★★(2)曲线y=f(x)过点B(0,16)的切线方程.
解 (1)因为f'(x)=3x2,所以f'(1)=3,
又f(1)=1,所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y-1=3(x-1),
即3x-y-2=0.
(2)设切点为(x0,03 ),则 f'(x0)=302 ,所以切线方程为 y-03 =302 (x-x0).
因为切线过点 B(0,16),
m
n
x ,从而 f'(x)=(x
m
n
m
)'= n
·x
m
-1
n
.
思考辨析
对于幂函数f(x)=xα,当α分别取1,2,3,-1,
1
时,f'(x)分别为多少?
2

高中数学新人教B版选修1-1第三章导数及其应用3.1.3导数的几何意义课件

高中数学新人教B版选修1-1第三章导数及其应用3.1.3导数的几何意义课件
第三章 §3.1 导 数
3.1.3 导数的几何意义
学习目标
XUEXIMUBIAO
1.了解导函数的概念,理解导数的几何意义. 2.会求简单函数的导函数. 3.根据导数的几何意义,会求曲线上某点处的切线方程. 4.正确理解曲线“过某点”和“在某点”处的切线,并会求其方程.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
解析 设点 P(x0,2x20+4x0),
则 f′(x0)= lim Δx→0
fx0+Δx-fx0 Δx
= lim Δx→0
2Δx2+4Δx0x·Δx+4Δx=4x0+4,
令4x0+4=16,得x0=3,∴P(3,30).
12345
课堂小结
KETANGXIAOJIE
1.导数 f′(x0)的几何意义是曲线 y=f(x)在点(x0,f(x0))处切线的斜率,即 k=
线上,则以该点为切点的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0);若已知点不在 切线上,则应先设出切点(x0,f(x0)),表示出切线方程,然后求出切点.
∴x0=2,∴P(2,8+a). 将x=2,y=8+a代入到8x-y-15=0中,
得a=-7.
反思感悟 利用导数的几何意义将数与形联系起来,根据图象中切线与割线 的倾斜角的大小确定数据的大小.
f2-f1 跟踪训练 4 (1)已知函数 f(x)在 R 上可导,其部分图象如图所示,设
2-1
=a,则下列不等式正确的是
则12a-23a·|a3|=16, 解得a=±1.
核心素养之直观想象
HEXINSUYANGZHIZHIGUANXIANGXIANG
求切线倾斜角的范围
典例 已知点 P 在曲线 y=x3-x+32上,直线 l 为曲线在 P 点处的切线,求直 线 l 的倾斜角的取值范围.

_高中数学第一章导数及其应用2

_高中数学第一章导数及其应用2

f(x)=1x
f ′(x)=-x12=-x-2
f(x)= x
f ′(x)=21 x=12x-12
f(x)=x3
f′(x)=3x2
结论:若f(x)=xα(α为有理数),则f′(x)=αxα-1.
1.y=c表示平行于x轴的直线,或与x轴重合的直线, 其斜率为0,故y=c上任一点处的导数值为____0____, 直线y=x的斜率为1,故直线y=x上任一点处的导数值 为___1_____.
[分析] 只需求出K、Q两点的横坐标即可.
[解析]
设P(x0,y0),则kl1=y′|x=x0=2
1 x0
.
∵直线l1与l2垂直,则kl2=-2 x0,
∴直线l2的方程为y-y0=-2 x0(x-x0).
∵点P(x0,y0)在曲线y= x上,∴y0= x0.
在直线l2的方程中令y=0,则- x0=-2 x0(x-x0).
2.当y=c表示路程关于时间的函数时,常数c表明路 程不变化,因此一直处于__静__止____状态,故瞬时速度 为___0_____,因此y′=____0____;
当y=x表示路程关于时间的函数时,路程的改变量等 于时间的改变量,因此物体做匀速直线运动,瞬时速 度为___1_____,故y′=____1____.
当P点不是切点时,设切点为A(x0,y0),由定义可求得切 线的斜率为k=3x20.
∵A在曲线上,∴y0=x30,∴xx300--82=3x20,
∴x30-3x20+4=0,∴(x0+1)(x0-2)2=0, ∴x0=-1或x0=2(舍去),∴y0=-1,k=3, 此时切线方程y+1=3(x+1),即3x-y+2=0. 故经过点P的曲线的切线有两条,方程为12x-y-16=0和 3x-y+2=0. [警示] 求曲线过点P的切线时,应注意检验点P是否在曲 线上,若点P在曲线上,应分P为切点和P不是切点讨论.

高中数学 导数及其应用知识归纳

高中数学  导数及其应用知识归纳

导数及其应用知识归纳一、导数的概念1. 导数的物理意义:瞬时速率一般的,函数()y f x =在0x x =处的瞬时变化率是000()()limx f x x f x x∆→+∆-∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或0|x x y =',即0()f x '=000()()lim x f x x f x x ∆→+∆-∆。

2. 导数的几何意义:切线斜率曲线的切线通过图像,我们可以看出当点n P 趋近于P 时,直线PT 与曲线相切。

容易知道,割线n PP 的斜率是 00()()n n n f x f x k x x -=-,当点n P 趋近于P 时,函数()y f x =在0x x =处的导数就是切线PT 的斜率k ,即0000()()lim ()n x n f x f x k f x x x ∆→-'==- 3. 导函数当x 变化时,()f x '便是x 的一个函数,我们称它为()f x 的导函数。

()y f x =的导函数有时也记作y ',即 0()()()lim x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆ 二、导数的计算1. 基本初等函数的导数公式① 若()f x x α=,则1()f x x αα-'=;② 若()sin f x x =,则()cos f x x '=;③ 若()cos f x x =,则()sin f x x '=-;④ 若()x f x a =,则()ln xf x a a '=; ⑤ 若()x f x e =,则()xf x e '=; ⑥ 若()log x a f x =,则1()ln f x x a'=; ⑦ 若()ln f x x =,则1()f x x '=. 2. 导数的运算法则[()()]()()()()f x g x f x g x f x g x '''•=•+•2()()()()()[]()[()]f x f xg x f x g x g x g x ''•-•'= 3. 复合函数求导()y f u =和()u g x =,称则y 可以表示成为x 的函数,即(())y f g x =为一个复合函数,则有(())()y f g x g x '''=•三、导数在研究函数中的应用1. 函数的单调性与导数:一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间(,)a b 内,如果()0f x '>,那么函数()y f x =在这个区间单调递增;如果()0f x '<,那么函数()y f x =在这个区间单调递减。

_高中数学第一章导数及其应用1

_高中数学第一章导数及其应用1

ΔΔst=29+31+Δt-3Δ2t-29-31-32=3Δt-12,
∴物体在 t=1 处的瞬时变化率为lim Δt→0
ΔΔst =Δlitm→0
(3Δt-12)
=-12(m/s),
即物体在 t=1 时的瞬时速度为-12 m/s.
3.求函数f(x)在某点处的导数
• 例题3 若函数y=x2+ax在x=2处的导数为8,求a的值.
8分
10 分 12 分
规律方法
利用导数定义求导数的三步曲:
(1)求函数的增量 Δy=f(x0+Δx)-f(x0); (2)求平均变化率ΔΔxy=fx0+ΔΔxx-fx0;
(3)取极限,得导数 f′(x0)=Δlixm→0
Δy Δx.
简记为:一差,二比,三趋近. 特别提醒:取极限前,要注意化简ΔΔyx,保证使 Δx→0 时,分母
不为 0.
• 3.已知函数y=2x2+4x,(1)求函数在x=3处的导数. • (2)若函数在x0处的导数是12,求x0的值. 解析: (1)Δy=2(3+Δx)2+4(3+Δx)-(2×32+4×3) =12Δx+2(Δx)2+4Δx =2(Δx)2+16Δx, ∴ΔΔyx=2Δx2Δ+x 16Δx=2Δx+16. ∴y′|x=3=Δlixm→0 ΔΔyx=Δlixm→0 (2Δx+16)=16.
=Δx+1+ΔxΔx,
ΔΔyx=Δx+Δ1x+ΔxΔx=1+1+1Δx,
∴ lim Δx→0
ΔΔyx=Δlixm→0
1+1+1Δx=2,
从而 y′|x=1=2.
典例导航
1.求函数的平均变化率
• 例题1 求函数y=f(x)=3x2+2在区间[x0,x0+Δx]上的平均 变化率,并求当x0=2,Δx=0.1时平均变化率的值.

高中数学导数及其应用知识点

高中数学导数及其应用知识点

导数知识点归纳及其应用●知识点归纳一、相关概念 1.导数的概念函数y=f(x),如果自变量x 在x 0处有增量x ∆,那么函数y 相应地有增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0),比值xy∆∆叫做函数y=f (x )在x 0到x 0+x ∆之间的平均变化率,即x y ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00。

如果当0→∆x 时,xy ∆∆有极限,我们就说函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f’(x 0)或y’|0x x =。

即f’(x 0)=0lim →∆x xy∆∆=0lim →∆x x x f x x f ∆-∆+)()(00。

说明:(1)函数f (x )在点x 0处可导,是指0→∆x 时,x y ∆∆有极限。

如果xy∆∆不存在极限,就说函数在点x 0处不可导,或说无导数。

(2)x ∆是自变量x 在x 0处的改变量,0≠∆x 时,而y ∆是函数值的改变量,可以是零。

由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 0处的导数的步骤: ① 求函数的增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0);② 求平均变化率xy ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00;③ 取极限,得导数f’(x 0)=xyx ∆∆→∆0lim。

例:设f(x)= x|x|, 则f ′( 0)= . [解析]:∵0||lim ||lim )(lim )0()0(lim0000=∆=∆∆∆=∆∆=∆-∆+→∆→∆→∆→∆x xxx x x f x f x f x x x x ∴f ′( 0)=0 2.导数的几何意义函数y=f (x )在点x 0处的导数的几何意义是曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率。

也就是说,曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率是f’(x 0)。

相应地,切线方程为y -y 0=f /(x 0)(x -x 0)。

高中数学的解析函数的导数与导数应用

高中数学的解析函数的导数与导数应用

高中数学的解析函数的导数与导数应用高中数学中,解析函数是一种以公式形式表示的函数,可以通过解析的方式进行计算和研究。

在解析函数的学习中,导数是一个重要的概念,它描述了解析函数在某个点处的变化率。

导数的应用也具有广泛的实际意义,可以用于解决许多实际问题。

本文将对高中数学的解析函数的导数与导数应用进行论述。

一、解析函数的导数解析函数的导数是指在某个点处的变化率,可以用极限表示。

对于解析函数f(x),它的导数可以表示为f'(x)或者dy/dx。

导数的计算方法有很多种,如使用定义法、求导法则等,根据不同的函数类型,选择合适的方法进行计算。

在解析函数的导数计算中,常见的函数类型有多项式函数、三角函数和指数函数等。

对于多项式函数,可以利用求导法则进行计算,如常数规则、幂规则和求和规则等。

对于三角函数和指数函数,可以使用相应的导数公式进行计算,如sin(x)的导数是cos(x),e^x的导数仍然是e^x等。

通过求导可以得到解析函数在各个点处的导数值,导数也可以表示为函数图像的斜率。

导数的正负还可以判断函数在某个点的增减性,当导数大于0时,函数是递增的;当导数小于0时,函数是递减的;当导数等于0时,函数取得极值。

二、导数的应用导数不仅仅是一个概念,它还有广泛的实际应用。

在物理学、经济学、工程学等领域,导数可以用于解决许多实际问题。

以下是导数应用的几个例子:1. 切线与曲线的问题:导数可以用于求解曲线上某点的切线方程。

通过求解导数可以得到切线的斜率,再结合该点的坐标,就可以得到切线方程。

这在几何问题和物理问题中都有应用,例如研究物体的运动轨迹时,需要知道某个时刻的速度和加速度。

2. 最值问题:导数还可以用于求解函数的最值。

通过求解导数为0的点,可以找到函数的极值点。

这在优化问题中很常见,例如求解最大面积、最小成本等问题。

3. 函数图像的研究:导数可以用于研究函数的图像特征。

通过分析导数的正负、增减性、凹凸性等,可以了解函数图像的形状和变化规律。

  1. 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. 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. 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)。

高中数学导数及其应用 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】高中数学导数及其应用一、知识网络二、高考考点1、导数定义的认知与应用;2、求导公式与运算法则的运用;3、导数的几何意义;4、导数在研究函数单调性上的应用;5、导数在寻求函数的极值或最值的应用;6、导数在解决实际问题中的应用。

三、知识要点(一)导数1、导数的概念(1)导数的定义(Ⅰ)设函数在点及其附近有定义,当自变量x在处有增量△x(△x可正可负),则函数y相应地有增量,这两个增量的比,叫做函数在点到这间的平均变化率。

如果时,有极限,则说函数在点处可导,并把这个极限叫做在点处的导数(或变化率),记作,即。

(Ⅱ)如果函数在开区间()内每一点都可导,则说在开区间()内可导,此时,对于开区间()内每一个确定的值,都对应着一个确定的导数,这样在开区间()内构成一个新的函数,我们把这个新函数叫做在开区间()内的导函数(简称导数),记作或,即。

认知:(Ⅰ)函数的导数是以x为自变量的函数,而函数在点处的导数是一个数值;在点处的导数是的导函数当时的函数值。

(Ⅱ)求函数在点处的导数的三部曲:①求函数的增量;②求平均变化率;③求极限上述三部曲可简记为一差、二比、三极限。

(2)导数的几何意义:函数在点处的导数,是曲线在点处的切线的斜率。

(3)函数的可导与连续的关系函数的可导与连续既有联系又有区别:(Ⅰ)若函数在点处可导,则在点处连续;若函数在开区间()内可导,则在开区间()内连续(可导一定连续)。

事实上,若函数在点处可导,则有此时,记 ,则有即在点处连续。

(Ⅱ)若函数在点处连续,但在点处不一定可导(连续不一定可导)。

反例:在点处连续,但在点处无导数。

事实上,在点处的增量当时,,;当时,,由此可知,不存在,故在点处不可导。

2、求导公式与求导运算法则(1)基本函数的导数(求导公式)公式1 常数的导数:(c为常数),即常数的导数等于0。

公式2 幂函数的导数:。

公式3 正弦函数的导数:。

公式4 余弦函数的导数:公式5 对数函数的导数:(Ⅰ);(Ⅱ)公式6 指数函数的导数:(Ⅰ);(Ⅱ)。

(2)可导函数四则运算的求导法则设为可导函数,则有法则1 ;法则2 ;法则3 。

3、复合函数的导数(1)复合函数的求导法则设,复合成以x为自变量的函数,则复合函数对自变量x的导数,等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量u对自变量x的导数,即。

引申:设,复合成函数,则有(2)认知(Ⅰ)认知复合函数的复合关系循着“由表及里”的顺序,即从外向内分析:首先由最外层的主体函数结构设出,由第一层中间变量的函数结构设出,由第二层中间变量的函数结构设出,由此一层一层分析,一直到最里层的中间变量为自变量x的简单函数为止。

于是所给函数便“分解”为若干相互联系的简单函数的链条:;(Ⅱ)运用上述法则求复合函数导数的解题思路①分解:分析所给函数的复合关系,适当选定中间变量,将所给函数“分解”为相互联系的若干简单函数;②求导:明确每一步是哪一变量对哪一变量求导之后,运用上述求导法则和基本公式求;③还原:将上述求导后所得结果中的中间变量还原为自变量的函数,并作以适当化简或整理。

二、导数的应用1、函数的单调性(1)导数的符号与函数的单调性:一般地,设函数在某个区间内可导,则若为增函数;若为减函数;若在某个区间内恒有,则在这一区间上为常函数。

(2)利用导数求函数单调性的步骤(Ⅰ)确定函数的定义域;(Ⅱ)求导数;(Ⅲ)令,解出相应的x的范围当时,在相应区间上为增函数;当时在相应区间上为减函数。

(3)强调与认知(Ⅰ)利用导数讨论函数的单调区间,首先要确定函数的定义域D,并且解决问题的过程中始终立足于定义域D。

若由不等式确定的x的取值集合为A,由确定的x的取值范围为B,则应用;(Ⅱ)在某一区间内(或)是函数在这一区间上为增(或减)函数的充分(不必要)条件。

因此方程的根不一定是增、减区间的分界点,并且在对函数划分单调区间时,除去确定的根之外,还要注意在定义域内的不连续点和不可导点,它们也可能是增、减区间的分界点。

举例:(1)是R上的可导函数,也是R上的单调函数,但是当x=0时,。

(2)在点x=0处连续,点x=0处不可导,但在(-∞,0)内递减,在(0,+∞)内递增。

2、函数的极值(1)函数的极值的定义设函数在点附近有定义,如果对附近的所有点,都有,则说是函数的一个极大值,记作;如果对附近的所有点,都有,则说是函数的一个极小值,记作。

极大值与极小值统称极值认知:由函数的极值定义可知:(Ⅰ)函数的极值点是区间内部的点,并且函数的极值只有在区间内的连续点处取得;(Ⅱ)极值是一个局部性概念;一个函数在其定义域内可以有多个极大值和极小值,并且在某一点的极小值有可能大于另一点处的极大值;(Ⅲ)当函数在区间上连续且有有限个极值点时,函数在内的极大值点,极小值点交替出现。

(2)函数的极值的判定设函数可导,且在点处连续,判定是极大(小)值的方法是(Ⅰ)如果在点附近的左侧,右侧,则为极大值;(Ⅱ)如果在点附近的左侧,右侧,则为极小值;注意:导数为0的不一定是极值点,我们不难从函数的导数研究中悟出这一点。

(3)探求函数极值的步骤:(Ⅰ)求导数;(Ⅱ)求方程的实根及不存在的点;考察在上述方程的根以及不存在的点左右两侧的符号:若左正右负,则在这一点取得极大值,若左负右正,则在这一点取得极小值。

3、函数的最大值与最小值(1)定理若函数在闭区间上连续,则在上必有最大值和最小值;在开区间内连续的函数不一定有最大值与最小值。

认知:(Ⅰ)函数的最值(最大值与最小值)是函数的整体性概念:最大值是函数在整个定义区间上所有函数值中的最大值;最小值是函数在整个定义区间上所有函数值中的最小值。

(Ⅱ)函数的极大值与极小值是比较极值点附近的函数值得出的(具有相对性),极值只能在区间内点取得;函数的最大值与最小值是比较整个定义区间上的函数值得出的(具有绝对性),最大(小)值可能是某个极大(小)值,也可能是区间端点处的函数值。

(Ⅲ)若在开区间内可导,且有唯一的极大(小)值,则这一极大(小)值即为最大(小)值。

(2)探求步骤:设函数在上连续,在内可导,则探求函数在上的最大值与最小值的步骤如下:( I )求在内的极值;( II )求在定义区间端点处的函数值,;( III )将的各极值与,比较,其中最大者为所求最大值,最小者为所求最小值。

引申:若函数在上连续,则的极值或最值也可能在不可导的点处取得。

对此,如果仅仅是求函数的最值,则可将上述步骤简化:( I )求出的导数为0的点及导数不存在的点(这两种点称为可疑点);( II )计算并比较在上述可疑点处的函数值与区间端点处的函数值,从中获得所求最大值与最小值。

(3)最值理论的应用解决有关函数最值的实际问题,导数的理论是有力的工具,基本解题思路为:( I )认知、立式:分析、认知实际问题中各个变量之间的联系,引入变量,建立适当的函数关系;( II )探求最值:立足函数的定义域,探求函数的最值;( III )检验、作答:利用实际意义检查(2)的结果,并回答所提出的问题,特殊地,如果所得函数在区间内只有一个点满足,并且在点处有极大(小)值,而所给实际问题又必有最大(小)值,那么上述极大(小)值便是最大(小)值。

四、经典例题例1、设函数在点处可导,且,试求(1);(2);(3);(4)(为常数)。

解:注意到当)(1);(2)=A+A=2A(3)令,则当时,∴(4)点评:注意的本质,在这一定义中,自变量x在处的增量的形式是多种多样的,但是,不论选择哪一种形式,相应的也必须选择相应的形式,这种步调的一致是求值成功的保障。

若自变量x在处的增量为,则相应的,于是有;若令,则又有例2、(1)已知,求;(2)已知,求解:(1)令,则,且当时,。

注意到这里∴(2)∵∴①注意到,∴由已知得②∴由①、②得例3、求下列函数的导数(1);(2);(3);(4);(5);(6)解:(1)(2),∴(3),∴(4),∴(5),∴(6)∴当时,;∴当时,∴即。

点评:为避免直接运用求导法则带来的不必要的繁杂运算,首先对函数式进行化简或化整为零,而后再实施求导运算,特别是积、商的形式可以变为代数和的形式,或根式可转化为方幂的形式时,“先变后求”的手法显然更为灵巧。

例4、在曲线C:上,求斜率最小的切线所对应的切点,并证明曲线C关于该点对称。

解:(1)∴当时,取得最小值-13又当时,∴斜率最小的切线对应的切点为A(2,-12);(2)证明:设为曲线C上任意一点,则点P关于点A的对称点Q的坐标为且有①∴将代入的解析式得,∴点坐标为方程的解∴注意到P,Q的任意性,由此断定曲线C关于点A成中心对称。

例5、已知曲线,其中,且均为可导函数,求证:两曲线在公共点处相切。

证明:注意到两曲线在公共点处相切当且仅当它们在公共点处的切线重合,设上述两曲线的公共点为,则有,,∴,∴,∴,∴于是,对于有;①对于,有②∴由①得,由②得∴,即两曲线在公共点处的切线斜率相等,∴两曲线在公共点处的切线重合∴两曲线在公共点处相切。

例6、(1)是否存在这样的k值,使函数在区间(1,2)上递减,在(2,+∞)上递增,若存在,求出这样的k值;(2)若恰有三个单调区间,试确定的取值范围,并求出这三个单调区间。

解:(1)由题意,当时,当x∈(2,+∞) 时,∴由函数的连续性可知,即整理得解得或验证:(Ⅰ)当时,∴若,则;若,则,符合题意;(Ⅱ)当时,,显然不合题意。

于是综上可知,存在使在(1,2)上递减,在(2,+∞)上递增。

(2)若,则,此时只有一个增区间,与题设矛盾;若,则,此时只有一个增区间,与题设矛盾;若,则并且当时,;当时,∴综合可知,当时,恰有三个单调区间:减区间;增区间点评:对于(1),由已知条件得,并由此获得k的可能取值,进而再利用已知条件对所得k值逐一验证,这是开放性问题中寻求待定系数之值的基本策略。

例7、已知函数,当且仅当时,取得极值,并且极大值比极小值大4.(1)求常数的值;(2)求的极值。

解:(1),令得方程∵在处取得极值∴或为上述方程的根,故有∴,即①∴又∵仅当时取得极值,∴方程的根只有或,∴方程无实根,∴即而当时,恒成立,∴的正负情况只取决于的取值情况当x变化时,与的变化情况如下表:1 (1,+∞)+ 0 —0 +极大值极小值∴在处取得极大值,在处取得极小值。

由题意得整理得②于是将①,②联立,解得(2)由(1)知,点评:循着求函数极值的步骤,利用题设条件与的关系,立足研究的根的情况,乃是解决此类含参问题的一般方法,这一解法体现了方程思想和分类讨论的数学方法,突出了“导数”与“在处取得极值”的必要关系。

相关文档
最新文档