高考数学导数问题常见的分类讨论

在高考中导数问题常见的分类讨论

(一)热点透析

由于导数内容对大学数学与中学数学的衔接具有重大的作用,所以自从导数进入高考后,立即得到普遍地重视,在全国各地的数学高考试卷中占有相当重的份额,许多试题放在较后的位置,且有一定的难度..

分类讨论是中学数学的一种解题思想,如何正确地对某一问题进行正确地分类讨论,这就要求大家平时就要有一种全局的观点,同时要有不遗不漏的观点。只有这样在解题时才能做到有的放矢。下面我想通过对导数类题的解答的分析,来揭示如何水道渠成顺理推舟进行分类讨论。 (二)知识回顾 1. 函数的单调性

在某个区间(a ,b )内,如果f ′(x )>0,那么函数y =f (x )在这个区间内单调递增;如果f ′(x )<0,那么函数y =f (x )在这个区间内单调递减. 2. 函数的极值

(1)判断f (x 0)是极值的方法

一般地,当函数f (x )在点x 0处连续时,

①如果在x 0附近的左侧f ′(x )>0,右侧f ′(x )<0,那么f (x 0)是极大值; ②如果在x 0附近的左侧f ′(x )<0,右侧f ′(x )>0,那么f (x 0)是极小值. (2)求可导函数极值的步骤 ①求f ′(x );

②求方程f ′(x )=0的根;

③检查f ′(x )在方程f ′(x )=0的根的左右两侧导数值的符号.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. 3. 函数的最值

(1)在闭区间[a ,b ]上连续的函数f (x )在[a ,b ]上必有最大值与最小值.

(2)若函数f (x )在[a ,b ]上单调递增,则f (a )为函数的最小值,f (b )为函数的最大值;若函数f (x )在[a ,

b ]上单调递减,则f (a )为函数的最大值,f (b )为函数的最小值.

(3)设函数f (x )在[a ,b ]上连续,在(a ,b )内可导,求f (x )在[a ,b ]上的最大值和最小值的步骤如下: ①求f (x )在(a ,b )内的极值;

②将f (x )的各极值与f (a ),f (b )进行比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. (三)疑难解释

1. 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.

2. f ′(x )>0在(a ,b )上成立是f (x )在(a ,b )上单调递增的充分条件.

3. 对于可导函数f (x ),f ′(x 0)=0是函数f (x )在x =x 0处有极值的必要不充分条件. 附件:当堂过手训练(快练五分钟,稳准建奇功!)

1. 若函数f (x )=x 2+a

x +1

在x =1处取极值,则a =________.

答案 3

解析 f ′(x )=2x 2+2x -x 2-a x +12=x 2

+2x -a

x +12.因为f (x )在x =1处取极值,所以1是f ′(x )=0的根,将x =

1代入得a =3.

2. 函数f (x )=x 3

+ax -2在(1,+∞)上是增函数,则实数a 的取值范围是________.

答案 [-3,+∞)

解析 f ′(x )=3x 2

+a ,f ′(x )在区间(1,+∞)上是增函数, 则f ′(x )=3x 2

+a ≥0在(1,+∞)上恒成立,即a ≥-3x 2

在(1,+∞)上恒成立.∴a ≥-3.

3. 如图是y =f (x )导数的图象,对于下列四个判断:

①f (x )在[-2,-1]上是增函数; ②x =-1是f (x )的极小值点;

③f (x )在[-1,2]上是增函数,在[2,4]上是减函数; ④x =3是f (x )的极小值点.

其中正确的判断是________.(填序号) 答案 ②③

解析 ①∵f ′(x )在[-2,-1]上是小于等于0的, ∴f (x )在[-2,-1]上是减函数;

②∵f ′(-1)=0且在x =0两侧的导数值为左负右正, ∴x =-1是f (x )的极小值点; ③对, ④不对,由于f ′(3)≠0.

4. 设函数g (x )=x (x 2

-1),则g (x )在区间[0,1]上的最小值为

( )

A .-1

B .0

C .-23

9

D.

33

答案 C

解析 g (x )=x 3

-x ,由g ′(x )=3x 2

-1=0,解得x 1=33,x 2=-3

3

(舍去). 当x 变化时,g ′(x )与g (x )的变化情况如下表:

x 0

⎝ ⎛

⎭⎪⎫0,33

3

3 ⎝ ⎛⎭

⎪⎫33,1 1 g ′(x )

0 +

g (x )

极小值

所以当x =

3时,g (x )有最小值g ⎛⎪⎫

3=-23. 5. (2011·辽宁)函数f (x )的定义域为R ,f (-1)=2,对任意x ∈R ,f ′(x )>2,则f (x )>2x +4的解集为

( )

A .(-1,1)

B .(-1,+∞)

C .(-∞,-1)

D .(-∞,+∞)

答案 B

解析 设m (x )=f (x )-(2x +4),∵m ′(x )=f ′(x )-2>0,∴m (x )在R 上是增函数.∵m (-1)=f (-1)-(-2+4)=0,∴m (x )>0的解集为{x |x >-1},即f (x )>2x +4的解集为(-1,+∞). 二、高频考点专题链接

题型一. 需对导数为零的点与定义域或给定的区间的相对位置关系讨论的问题。也就是要讨论导数为零的点是否在定义域内,在定义域内要讨论它给定的区间左、中、右,以确认函数在此区间上的单调性。

例1、已知函数f (x )=(ax 2+bx +c )e x

在[0,1]上单调递减且满足f (0)=1,

f (1)=0.

(1)求a 的取值范围;

(2)设g (x )=f (x )-f ′(x ),求g (x )在[0,1]上的最大值和最小值.

解 (1)由f (0)=1,f (1)=0,得c =1,a +b =-1,则f (x )=[ax 2

-(a +1)x +1]e x ,f ′(x )=[ax 2

+(a -1)x -a ]e x

依题意需对任意x ∈(0,1),有f ′(x )<0.

当a >0时,因为二次函数y =ax 2

+(a -1)x -a 的图象开口向上,而f ′(0)=-a <0, 所以需f ′(1)=(a -1)e<0,即0

当a =1时,对任意x ∈(0,1)有f ′(x )=(x 2

-1)e x

<0,f (x )符合条件; 当a =0时,对任意x ∈(0,1),f ′(x )=-x e x <0,f (x )符合条件; 当a <0时,因为f ′(0)=-a >0,f (x )不符合条件. 故a 的取值范围为0≤a ≤1. (2)因为g (x )=(-2ax +1+a )e x

, 所以g ′(x )=(-2ax +1-a )e x .

(i)当a =0时,g ′(x )=e x

>0,g (x )在x =0处取得最小值g (0)=1,在x =1处取得最大值g (1)=e. (ii)当a =1时,对于任意x ∈(0,1)有g ′(x )=-2x e x

<0,g (x )在x =0处取得最大值g (0)=2,在x =1处取得最小值g (1)=0.

(iii)当0

2a

>0.

①若1-a 2a ≥1,即0

取得最大值g (1)=(1-a )e.

②若1-a 2a <1,即13

则当13

当e -1e +1

ln 1f x x b x =++,其中0b ≠,求函数()f x 的极值点。

解:由题意可得()f x 的定义域为()1,-+∞,()2'

22211

b x x b f x x x x ++=+=++,()'

f x 的分母1x +在定义域

()1,-+∞上恒为正,方程2220x x b ++=是否有实根,需要对参数b 的取值进行讨论。

当480b ∆=-≤,即12b ≥

时,方程2

220x x b ++=无实根或只有唯一根12

x =-,所以()2220g x x x b =++≥在()1,-+∞上恒成立,则()'0f x ≥在()1,-+∞上恒成立,所以函数()f x 在()

1,-+∞上单调递增,从而函数()f x 在()1,-+∞上无极值点。 当480b ∆=->,即12

b <

时,方程2

220x x b ++=,即()'0f x =有两个不相等的实根: 12112112,22

b b

x x ----+-=

=。这两个根是否都在定义域()1,-+∞内呢?又需要对参数b 的取值分情况

作如下讨论:

当0b <时,121121121,122

b b

x x ----+-=

<-=>-,

所以()()121,,1,x x ∉-+∞∈-+∞。此时,()'

f x 与()f x 随x 的变化情况如下表:

由此表可知:当0b <时,()f x 有唯一极小值点21122

b

x -+-=

当1

02

b <<

时,121121121,1b b x x ----+-=

>-=>-, 所以()()121,,1,x x ∈-+∞∈-+∞。此时,()'

f x 与()f x 随x 的变化情况如下表:

由此表可知:当1

02

b <<

时,()f x 有一个极大值点11122b x --=和一个极小值点21122b x -+-=。

综上所述: 当0b <时,()f x 有唯一极小值点112b x -+-=

当1

02

b <<时,()f x 有一个极大值点1122b x ---=和一个极小值点1122b x -+-=;

当1

2

b ≥

时,()f x 无极值点。 点评:从以上诸例不难看出,在对含参数的导数问题的讨论时,只要把握以上三个基本讨论点,那么讨论就有了方向和切入点,即使问题较为复杂,讨论起来也会得心应手、层次分明,从而使问题迎刃而解。

题型二 需对一元二次方程两根大小为标准分类讨论的问题。由于求单调区间通常要解一元二次不等式,要写出它的解,就必须知道它两根的大小,否则就要对两根大小分类讨论。求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式),但不知导函数为零的实根是否落在定义域内,从而引起讨论。求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式),导函数为零的实根也落在定义域内,但不知这些实根的大小关系,从而引起讨论。 例2、设函数(

),其中.当

时,求函数

的极大值和极小值

解:

令,解得

. 由于

,以下分两种情况讨论. (1)若

,当变化时,的正负如下表:

因此,函数

处取得极小值

,且

函数在处取得极大值,且

(2)若,当变化时,的正负如下表:

因此,函数在

处取得极小值

,且; 函数

处取得极大值

,且.

评析:此题需对方程

两根得

或的大小分类讨论,从而分为当0>a 与0

变式2:已知函数()()22

211

ax a f x x R x -+=∈+,其中a R ∈。

(1)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()

2,2f 处的切线方程; (2)当0a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。

解:(1)当1a =时,曲线()y f x =在点()()

2,2f 处的切线方程为032256=-+y x ;

(2)由于0a ≠,所以()()()()()()

2

2

'

2222

122122111a x a x a x x ax a a f x x x ⎛

⎫--+ ⎪+--+⎝⎭==++, 由()'0f x =,得121

,x x a a

=-

=。这两个实根都在定义域R 内,但不知它们之间的大小。因此,需对参数a 的取值分0a >和0a <两种情况进行讨论。 当0a >时,则12x x <。易得()f x 在区间1,a ⎛⎫-∞-

⎪⎝⎭,(),a +∞内为减函数,在区间1,a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭

为增函数。故函数()f x 在11x a =-

处取得极小值2

1f a a ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭

;函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。 当0a <时,则12x x >。易得()f x 在区间),(a -∞,),1

(+∞-

a

内为增函数,在区间)1,(a a -为减函数。故函数

()f x 在11x a =-

处取得极小值2

1f a a ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭

;函数()f x 在2x a =处取得极大值()1f a =。 点评:以上三点即为含参数导数问题的三个基本讨论点,在求解有关含参数的导数问题时,可按上述三点的顺序对参数进行讨论。因此,对含参数的导数问题的讨论,还是有一定的规律可循的。当然,在具体解题中,可能要讨论其中的两点或三点,这时的讨论就更复杂一些了,需要灵活把握。

题型三 对函数c bx ax x f ++=2

)(是否为二次函数进行讨论或需对一元二次方程的判别式进行讨论的问题。

由于许多问题通过求导后转化为二次函数或二次不等式,它们对应的二次方程是否有解,就要对判别式讨论。

例3、(2012年北京高考题)已知函数f (x )=ax 2+1(a>0),g(x)=x 3

+bx

(1) 若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c )处具有公共切线,求a 、b 的值;

(2) 当a 2

=4b 时,求函数f(x)+g(x)的单调区间,并求其在区间(-∞,-1)上的最大值, 解:()由()1c ,为公共切点可得:

2()1(0)f x ax a =+>,则()2f x ax '=,12k a =, 3()g x x bx =+,则2()=3f x x b '+,23k b =+,

∴23a b =+,又(1)1f a =+,(1)1g b =+, ∴11a b +=+,即a b =,代入①式可得:3

3a b =⎧⎨

=⎩

. (2)Q 24a b =,∴设3221

()()()14

h x f x g x x ax a x =+=+++

则221()324h x x ax a '=++,令()0h x '=,解得:12a x =-,26a x =-;Q 0a >,∴26a a

-<-,

∴原函数在2a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭,单调递增,在26a a ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,单调递减,在6a ⎛⎫

-+∞ ⎪⎝⎭

,上单调递增

①若12a --≤,即2a ≤时,最大值为2(1)4a h a =-;②若126a a -<-<-,即26a <<时,最大值为12a h ⎛⎫

-= ⎪⎝⎭

③若16a --

≥时,即6a ≥时,最大值为12a h ⎛⎫

-= ⎪⎝⎭

. 综上所述:当(]02a ∈,时,最大值为2(1)4a h a =-;当()2,a ∈+∞时,最大值为12a h ⎛⎫

-= ⎪⎝⎭

变式3-1、已知函数1()f x x a

=

+,2

()3g x bx x =+. (Ⅰ)若曲线()()()h x f x g x =-在点(1,0)处的切线斜率为0,求a,b 的值; (Ⅱ)当[3,)a ∈+∞,且ab=8时,求函数()

()()

g x x f x ϕ=

的单调区间,并讨论函数在区间[-2,-1]上的最小值. 解:(Ⅰ)函数h(x)定义域为{x|x ≠-a},则2

1

()()()23()h x f x g x bx x a '''=-=-

--+,

Q h(x)在点(1,0)处的切线斜率为0,

∴(1)0,(1)0.h h =⎧⎨'=⎩即2

1

30,11230.(1)

b a b a ⎧--=⎪+⎪⎨⎪---=+⎪⎩,解得0,2,a b =⎧⎨=-⎩或4,36.a b ⎧

=-⎪

⎨⎪=-⎩

(Ⅱ)记ϕ(x)=

()()

g x f x ,则ϕ(x)=(x+a)(bx 2

+3x)(x ≠-a), Q ab=8,所以8b a =

,∴2

8()()(3)x x a x x a ϕ=++(x ≠-a), ∴2211()(24223)(43)(6)x x ax a x a x a a a ϕ'=++=++,令()0x ϕ'=,得34x a =-,或1

6

x a =-,

Q 因为[)3,a ∈+∞,∴所以31

46

a a -<-,

∴故当34x a <-,或16x a >-时,()0x ϕ'>,当31

46

a x a -<<-时,()0x ϕ'<,

∴函数ϕ(x)的单调递增区间为31(,),(,),(,)46a a a a -∞----+∞;单调递减区间为31

(,)46

a a --,

Q [3,)a ∈+∞,∴3944a -≤-,1

62

a -≤-,

① 当26

a

-≤-,即12a ≥时, Q ϕ(x)在[-2,-1]单调递增,

∴ϕ(x)在该区间的最小值为64

(2)446a a

ϕ-=-+-,

② 当216a -<-

<-时,即612a <<, Q ϕ(x)在[-2,6a -)单调递减, 在(,1]6

a --单调递增, ∴ϕ(x)在该区间的最小值为()6a ϕ-=2

25108

a -,

③当16

a

-≥-时,即36a ≤≤时, Q ϕ(x)在[-2,-1]单调递减, ∴ϕ(x)在该区间的最小值

为8

(1)113a a

ϕ-=-+-,

综上所述,当36a ≤≤时,最小值为8113a a -+-;当612a <<时,最小值为2

25108a -;

当12a ≥时,最小值为64

446a a

-+-.

变式3-2、已知:函数()x

e f x x a

=-(其中常数0a <).(Ⅰ)求函数()f x 的定义域及单调区间;

(Ⅱ)若存在实数(],0x a ∈,使得不等式()1

2

f x ≤成立,求a 的取值范围. 解:(Ⅰ)函数()f x 的定义域为{}

x x a ≠,()()()

()()

2

2

11

x x x e x a e x a e f x x a x a -+⎡⎤--⋅⎣⎦

'=

=

--.

由()0f x '>,解得1x a >+.由()0f x '<,解得1x a <+且x a ≠.

∴()f x 的单调递增区间为()1,a ++∞,单调递减区间为(),a -∞,(),1a a +.

(Ⅱ)由题意可知,0a <,且()x e f x x a =-在(],0a 上的最小值小于等于1

2

时,存在实数(],0x a ∈,使得不

等式()1

2

f x ≤

成立 若10a +<即1a <-时,

x

(),1a a +

a +1

()1,0a +

()f x ' - 0 + ()f x

极小值 ↗

∴()f x 在(],0a 上的最小值为()1

1a f a e

++=.则1

12a e

+≤

,得1

ln 12

a ≤-. 若10a +≥即1a ≥-时,()f x 在(],0a 上单调递减,则()f x 在(],0a 上的最小值为()1

0f a

=-. 由11

2

a -

≤得2a ≤-(舍). 综上所述,1

ln 12

a ≤-.

题型四 “曲线过一点的切线”与“曲线在该点处的切线”两个概念是不同的 例4、求曲线33y x x =-的过点(22)A -,的切线方程.

错解:显然点A 在曲线33y x x =-上,且2()33f x x '=-,(2)9f =-∴.

故所求切线方程为29(2)y x +=--,即9160x y +-=.

错解反思:曲线过点A 的切线与曲线在点A 处的切线不同,前者既包括点A 处的切线,也包括过点A 但切点为另一点的切线.因此,解题时必须理清头绪,弄清题意.

正解:设切点为00()P x y ,,233y x '=-∵,

∴在点P 处的切线方程为2000(33)()y y x x x -=--.

又切线过点A ,3200002(3)(33)(2)x x x x ---=--∴,

整理,得3200340x x -+=,即200(1)(2)0x x +-=.01x =-∴或02x =.

∴当01x =-时,切线方程为2y =-,当02x =时,切线方程为9160x y +-=.

综合题

变式4、已知函数3

2

()231()f x x ax x =++∈R .

(Ⅰ)若()f x 在1x =处取得极值,求实数a 的值;(Ⅱ)求()f x 的单调区间; (Ⅲ)求函数()f x 在闭区间[]0,2的最小值.

解:(Ⅰ) 2

()66f x x ax '=+,因为()f x 在1x =处取得极值,所以(1)0f '=,解得1a =-. (Ⅱ)()6()f x x x a '=+,

(1)当0a -=时,2

()60f x x '=≥,则()f x 在(),-∞+∞上为增函数;

(2)当0a -<,即0a >时,由()6(0f x x x a '=+>) 得x a <-或0x >,所以()f x 的单调增区间为(),a -∞-和()0,+∞;由()6()0f x x x a '=+<得0a x -<<,所以()f x 的单调减区间为(),0a -;

(3)当0a ->即0a <时,由()6(0f x x x a '=+>)得x a >-或0x <,所以()f x 的单调增区间为(),0-∞和

(),a -+∞;由()6(0f x x x a '=+<)

,得0x a <<-,所以()f x 的 单调减区间为()0,a -. 综上所述,当0a =时,()f x 的单调增区间为(),-∞+∞;

当0a >时,()f x 的单调增区间为(),a -∞-和()0,+∞,()f x 的单调减区间为(),0a -; 当0a <时,

()f x 的单调增区间为(),0-∞和(),a -+∞,()f x 的单调减区间为()0,a -.

(Ⅲ)(1)当0a -≤即0a ≥时,由(Ⅱ)可知,()f x 在[]0,2上单调递增,所以()f x 的最小值为(0)1f =; (2)当02a <-<,即20a -<<时,由(Ⅱ)可知,()f x 在[)0,a - 上单调递减,在(],2a -上单调递增,所以()f x 的最小值为3

()1f a a -=+;

(3)当2a -≥即2a ≤-时,由(Ⅱ)可知,()f x 在[]0,2上单调递减,所以()f x 的最小值为(2)1712f a =+. 综上所述,当0a ≥时,()f x 的最小值为(0)1f =;

当20a -<<时,()f x 的最小值为3

()1f a a -=+; 当2a ≤-时,()f x 的最小值为(2)1712f a =+.

题型五 不等式两边同除一个数或式子,要讨论它的正负的问题。 例5、设函数()(0)kx

f x xe k =≠

(Ⅰ)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间; (Ⅲ)若函数()f x 在区间(1,1)-内单调递增,求k 的取值范围. 解:(Ⅰ)()()()()'

'1,01,00kx f

x kx e f f =+==,曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为y x =.

(Ⅱ)由()()'

10kx f

x kx e =+=,得()10x k k

=-≠,

若0k >,则当1,x k ⎛

⎫∈-∞-

⎪⎝

时,()'

0f x <,函数()f x 单调递减, 当1,,x k ⎛⎫

∈-

+∞ ⎪⎝⎭

时,()'0f x >,函数()f x 单调递增, 若0k <,则当1,x k ⎛

⎫∈-∞-

⎪⎝

时,()'

0f x >,函数()f x 单调递增, 当1,,x k ⎛⎫

∈-

+∞ ⎪⎝⎭

时,()'0f x <,函数()f x 单调递减, (Ⅲ)由(Ⅱ)知,若0k >,则当且仅当1

1k -

≤-,即1k ≤时,函数()f x ()1,1-内单调递增, 若0k <,则当且仅当1

1k

-≥,即1k ≥-时,函数()f x ()1,1-内单调递增,

综上可知,函数()f x ()1,1-内单调递增时,k 的取值范围是[)(]1,00,1-U .

变式5、已知函数()(1)e x f x ax =+.

(I )求函数()f x 的单调区间;

(Ⅱ)当0a >时,求函数()f x 在区间[2,0]-上的最小值. 解:定义域为R ,)1())(1()1()('''++=+++=a ax e e ax e ax x f x

x x (Ⅰ)①当0a =时,0)('

>=x

e x

f ,则()f x 的单调增区间为),(+∞-∞ ②当0a >时,解0)('>x f 得, a

a x 1+-

>,解0)('

则()f x 的单调增区间为),1(+∞+-

a a ,()f x 的单调减区间为)1

,(a

a +--∞ ③当0x f 得, a a x 1+-<,解0)('

a x 1+->,

则()f x 的单调增区间为)1,(a a +--∞,()f x 的单调减区间为),1

(+∞+-a

a

(Ⅱ) ①当⎪⎩⎪

⎨⎧->+->210

a

a a 时, 即 当1>a 时, ()f x 在)1,2(a a +--上是减函数,在)0,1(a a +-上是增函数,则

函数()f x 在区间[-2,0]上的最小值为 a

a ae

a

a f 1

)1

(+--=+-

②当⎪⎩⎪

⎨⎧-≤+->210a

a a 时, 即 当10≤

则函数()f x 在区间[-2,0]上的最小值为2

21)2(e

a

f -=

- 综上: 当1>a 时, ()f x 在区间[-2,0]上最小值为a a ae 1+--

当10≤

2

21e

a

- 反思总结:利用导数求函数最值问题 典例:(14分)已知函数f (x )=ln x -ax (a ∈R ).

(1)求函数f (x )的单调区间;

(2)当a >0时,求函数f (x )在[1,2]上的最小值.

提示 (1)已知函数解析式求单调区间,实质上是求f ′(x )>0,f ′(x )<0的解区间,并注意定义域.(2)先研究f (x )在[1,2]上的单调性,再确定最值是端点值还是极值.(3)由于解析式中含有参数a ,要对参数a 进行分类讨论.

解 (1)f ′(x )=1

x

-a (x >0),[1分]

①当a ≤0时,f ′(x )=1

x

-a >0,即函数f (x )的单调增区间为(0,+∞).[3分]

②当a >0时,令f ′(x )=1x -a =0,可得x =1

a

当0

x

>0;

当x >1a 时,f ′(x )=1-ax x

<0,

故函数f (x )的单调递增区间为⎝

⎛⎦

⎥⎤0,1a ,

单调递减区间为⎣⎢⎡⎭

⎪⎫1a

,+∞.

[5分]

(2)①当1

a

≤1,即a ≥1时,函数f (x )在区间[1,2]上是减函数,所以f (x )的最小值是f (2)=ln 2-2a .

[9分]

②当1a ≥2,即0

2

时,函数f (x )在区间[1,2]上是增函数,所以f (x )的最小值是f (1)=-a

.[10分]

③当1<1a <2,即12

2

当ln 2≤a <1时,最小值为f (2)=ln 2-2a .[12分] 综上可知,

当0

当a ≥ln 2时,函数f (x )的最小值是ln 2-2a .[14分]

注意 (1)本题考查求函数的单调区间,求函数在给定区间[1,2]上的最值,属常规题型. (2)本题的难点是分类讨论.考生在分类时易出现不全面,不准确的情况. (3)思维不流畅,答题不规范,是解答中的突出问题. 方法总结 方法

1. 注意单调函数的充要条件,尤其对于已知单调性求参数值(范围)时,隐含恒成立思想. 2. 求极值、最值时,要求步骤规范、表格齐全;含参数时,要讨论参数的大小.

3. 在实际问题中,如果函数在区间内只有一个极值点,那么只要根据实际意义判定是最大值还是最小值即可,

不必再与端点的函数值比较. 总结

1. 求函数单调区间与函数极值时要养成列表的习惯,可使问题直观且有条理,减少失分的可能. 2. 函数最值时,不可想当然地认为极值点就是最值点,要通过认真比较才能下结论.

3. 题时要注意区分求单调性和已知单调性的问题,处理好f ′(x )=0时的情况;区分极值点和导数为0的点.

巩固练习(时间:35分钟,满分:57分)

一、选择题(每小题5分,共20分)

1. 若函数y =f (x )的导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则y =f (x )的图象可能

( )

答案 C

解析 根据f ′(x )的符号,f (x )图象应该是先下降后上升,最后下降,排除A ,D ;从适合f ′(x )=0的点可以排除B.

2. 设a ∈R ,若函数y =e x

+ax ,x ∈R 有大于零的极值点,则

( )

A .a <-1

B .a >-1

C .a >-1

e

D .a <-1

e

答案 A

解析 ∵y =e x +ax ,∴y ′=e x

+a . ∵函数y =e x

+ax 有大于零的极值点, 则方程y ′=e x

+a =0有大于零的解, ∵x >0时,-e x <-1,∴a =-e x

<-1.

3. 函数f (x )=x 3

-3x 2

+2在区间[-1,1]上的最大值是

( )

A .-2

B .0

C .2

D .4

答案 C

解析 ∵f ′(x )=3x 2

-6x ,令f ′(x )=0,得x =0或x =2. ∴f (x )在[-1,0)上是增函数,f (x )在(0,1]上是减函数. ∴f (x )max =f (x )极大值=f (0)=2.

4. 若函数f (x )=13x 3-12

ax 2

+(a -1)x +1在区间(1,4)内为减函数,在区间(6,+∞)内为增函数,则实数a 的

取值范围是 ( )

A .a ≤2

B .5≤a ≤7

C .4≤a ≤6

D .a ≤5或a ≥7

答案 B

解析 因为f (x )=13x 3-12ax 2

+(a -1)x +1,

所以f ′(x )=x 2

-ax +a -1,

由题意知当1

-ax +a -1≤0在(1,4)上恒成立, ∴a (x -1)≥x 2

-1,a ≥x +1(1

5. 已知f (x )=2x 3

-6x 2

+m (m 为常数)在[-2,2]上有最大值3,那么此函数在[-2,2]上的最小值为________.

答案 -37

解析 ∵f ′(x )=6x 2

-12x =6x (x -2),

∴f (x )在(-2,0)上为增函数,在(0,2)上为减函数,

∴当x =0时,f (x )=m 最大.∴m =3,从而f (-2)=-37,f (2)=-5.∴最小值为-37.

6. 已知函数f (x )=(m -2)x 2

+(m 2

-4)x +m 是偶函数,函数g (x )=-x 3

+2x 2

+mx +5在(-∞,+∞)内单调递

减,则实数m =________. 答案 -2

解析 若f (x )=(m -2)x 2

+(m 2

-4)x +m 是偶函数, 则m 2

-4=0,m =±2.

若g ′(x )=-3x 2

+4x +m ≤0恒成立,

则Δ=16+4×3m ≤0,解得m ≤-4

3

,故m =-2.

7. 函数f (x )=x 3

+3ax 2+3[(a +2)x +1]有极大值又有极小值,则a 的取值范围是________.

答案 a >2或a <-1

解析 ∵f (x )=x 3

+3ax 2

+3[(a +2)x +1], ∴f ′(x )=3x 2

+6ax +3(a +2).

令3x 2

+6ax +3(a +2)=0,即x 2

+2ax +a +2=0. ∵函数f (x )有极大值和极小值,

∴方程x 2+2ax +a +2=0有两个不相等的实根. 即Δ=4a 2-4a -8>0,∴a >2或a <-1. 三、解答题(共22分)

8. (10分)已知函数f (x )=ax 2

+b ln x 在x =1处有极值12

.

(1)求a ,b 的值;

(2)求函数y =f (x )的单调区间.

解 (1)f ′(x )=2ax +b x .又f (x )在x =1处有极值1

2

.

得⎩⎪⎨

⎪⎧

f 1=12,

f ′1=0,

即⎩⎪⎨⎪⎧

a =12

2a +b =0.

解之得a =1

2

,b =-1.

(2)由(1)可知f (x )=12

x 2

-ln x ,其定义域是(0,+∞),

且f ′(x )=x -1x

x +1

x -1x

.

由f ′(x )<0,得00,得x >1. 所以函数y =f (x )的单调减区间是(0,1), 单调增区间是(1,+∞).

9. (12分)已知函数f (x )=ln|x | (x ≠0),函数g (x )=

1

f ′x

+af ′(x ) (x ≠0).

(1)求函数y =g (x )的表达式;

(2)若a >0,函数y =g (x )在(0,+∞)上的最小值是2,求a 的值. 解 (1)因为f (x )=ln|x |,

所以当x >0时,f (x )=ln x ,当x <0时,f (x )=ln(-x ). 所以当x >0时,f ′(x )=1

x

当x <0时,f ′(x )=

1-x ·(-1)=1x

. 所以当x ≠0时,函数y =g (x )=x +a

x

. (2)由(1),知当x >0时,g (x )=x +a x

.

所以当a >0,x >0时,g (x )≥2a ,当且仅当x =a 时取等号. 所以函数y =g (x )在(0,+∞)上的最小值是2a . 所以2a =2.解得a =1.

拓展训练(时间:25分钟,满分:43分)

一、选择题(每小题5分,共15分)

1. (2012·重庆)设函数f (x )在R 上可导,其导函数为f ′(x ),且函数f (x )在x =-2处取得极小值,则函数y

=xf ′(x )的图象可能是

( )

答案 C

解析 ∵f (x )在x =-2处取得极小值,

∴当x <-2时,f (x )单调递减,即f ′(x )<0;当x >-2时,f (x )单调递增,即f ′(x )>0. ∴当x <-2时,y =xf ′(x )>0;当x =-2时,y =xf ′(x )=0; 当-20时,y =xf ′(x )>0. 结合选项中图象知选C. 2. 函数y =x e -x

,x ∈[0,4]的最小值为

( )

A .0 B.1e C.4e 4 D.2

e

2

答案 A 解析 y ′=-e -x

(x -1),

y ′与y 随x 变化情况如下表:

x 0 (0,1) 1 (1,4) 4 y ′

0 - y

取极大值1

e

4e

4 当x =0时,函数y x -x

3. f (x )是定义在R 上的偶函数,当x <0时,f (x )+x ·f ′(x )<0,且f (-4)=0,则不等式xf (x )>0的解集为

( )

A .(-4,0)∪(4,+∞)

B .(-4,0)∪(0,4)

C .(-∞,-4)∪(4,+∞)

D .(-∞,-4)∪(0,4)

答案 D

解析 令g (x )=x ·f (x ),则g (x )为奇函数且当x <0时,g ′(x )=f (x )+

x ·f ′(x )<0,

∴g (x )的图象的变化趋势如图所示: 所以xf (x )>0的解集为(-∞,-4)∪(0,4).

二、填空题(每小题5分,共15分)

4. 已知函数f (x )=x 3

+ax 2

+bx +c (x ∈[-2,2])对应的曲线C 过坐标原点,且在x =±1处切线的斜率均为-

1,则f (x )的最大值和最小值之和等于________. 答案 0

解析 由曲线f (x )=x 3

+ax 2

+bx +c (x ∈[-2,2])过坐标原点可知c =0. ∵f ′(x )=3x 2

+2ax +b ,由已知得

⎪⎨⎪⎧

f ′-1=3×-1

2

+2a ×-1+b =-1,

f ′1=3×12

+2a ×1+b =-1,

解得a =0,b =-4,

∴f (x )=x 3

-4x ,f (x )在x ∈[-2,2]上有最大值,最小值,且函数f (x )=x 3

-4x 为奇函数,∴函数f (x )=

x 3-4x 的最大值和最小值之和为0.

5. 设函数f (x )=p ⎝

⎛⎭

⎪⎫x -1x -2ln x (p 是实数),若函数f (x )在其定义域内单调递增,则实数p 的取值范围为______.

答案 [1,+∞)

解析 易知函数f (x )的定义域为(0,+∞),因为f ′(x )=px 2-2x +p x 2

,要使f (x )为单调增函数,须f ′(x )≥0

在(0,+∞)上恒成立,即px 2

-2x +p ≥0在(0,+∞)上恒成立,即p ≥

2x x 2

+1=2

x +

1

x

在(0,+∞)上恒成立,又

2

x +

1x

≤1, 所以当p ≥1时,f (x )在(0,+∞)上为单调增函数.

6. 已知函数f (x )=x 3

-3ax -a 在(0,1)内有最小值,则a 的取值范围是________.

答案 (0,1)

解析 f ′(x )=3x 2

-3a =3(x 2

-a ), 显然a >0,f ′(x )=3(x +a )(x -a ), 由已知条件0

三、解答题

7.已知函数32

()3(0),()()2f x x ax bx c b g x f x =+++≠=-且是奇函数.(Ⅰ)求a ,c 的值; (Ⅱ)求函数f (x )的单调区间. 解:(Ⅰ)因为函数g (x )=f (x )-2为奇函数, 所以,对任意的x ∈R , g (-x )= -g (x ),

即f (-x )- 2= -f (x )+2.又f (x )=x 3+ax 2

+3bx +c , 所以-x 3

+ax 2

-3bx +c -2=-x 3

-ax 2

-3bx -c +2.所以{

.

22,

+-=--=c c a a 解得a =0,c =2.

(Ⅱ)由(Ⅰ)得f (x )=x 3

+3bx +2, 所以f ′(x )=3x 2

+3b (b ≠0). 当b <0时,由f ′(x )=0得x =±.b - x (-∞,-

b -)

-b - (-b -,b -)

b -

(b -,+∞)

f ′(x ) + 0 -

+

所以,当b <0时,函数f (x )在(-∞,-b -)上单调递增,在(-b -,b -)上单调递减,

在(b -,+∞) 上单调递增.

当b >0时,f ′(x )>0.所以函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递增.

高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用

高考:导数题型归类,分类解题方法举例,如极值点偏移、隐零点运用 高考压轴题:导数题型及解题方法 一、切线问题 题型1:求曲线y=f(x)在x=x处的切线方程。 方法:f'(x)为在x=x处的切线的斜率。 题型2:过点(a,b)的直线与曲线y=f(x)的相切问题。 方法:设曲线y=f(x)的切点(x,f(x)),由(x-a)f'(x)=f(x)-b求出x,进而解决相关问题。 注意:曲线在某点处的切线若有则只有一条,曲线过某点的切线往往不止一条。 例题:已知函数f(x)=x-3x。

1)求曲线y=f(x)在点x=2处的切线方程;(答案:9x-y- 16=0) 2)若过点A(1,m)(m≠-2)可作曲线y=f(x)的三条切线,求 实数m的取值范围。 提示:设曲线y=f(x)上的切点(x,f(x)),建立x,f(x)的等式 关系。将问题转化为关于x,m的方程有三个不同实数根问题。答案:m的范围是(-3,-2)) 练1:已知曲线y=x-3x。 1)求过点(1,-3)与曲线y=x-3x相切的直线方程。(答案:3x+y=0或15x-4y-27=0) 2)证明:过点(-2,5)与曲线y=x-3x相切的直线有三条。 题型3:求两个曲线y=f(x)、y=g(x)的公切线。

方法:设曲线y=f(x)、y=g(x)的切点分别为(x1,f(x1))、 (x2,g(x2)),建立x1,x2的等式关系,(x2-x1)f'(x1)=g(x2)-f(x1),(x2-x1)f'(x2)=g(x2)-f(x1);求出x1,x2,进而求出切线方程。 解决问题的方法是设切点,用导数求斜率,建立等式关系。 例题:求曲线y=x与曲线y=2elnx的公切线方程。(答案:2ex-y-e=0) 练1:求曲线y=x与曲线y=-(x-1)的公切线方程。(答案:2x-y-1=0或y=0) 2.设函数f(x)=p(x-2)-2lnx,g(x)=x,直线l与函数f(x),g(x) 的图象都相切,且与函数f(x)的图象相切于(1,0),求实数p的值。(答案:p=1或3) 二、单调性问题 题型1:求函数的单调区间。

导数中分类讨论的三种常见类型

导数中分类讨论的三种常见类型 高中数学中,分类讨论思想是解决含有参数的复杂数学问题的重要途径,而所谓分类讨论,就是当问题所给的研究对象不能进行统一的研究处理时,对研究对象按照某种标准进行分类,然后对每一类的对象进行分别的研究并得出结论,最后综合各类的研究结果对问题进行整体的解释. 几乎所有的高中生都对分类讨论思想有所了解,而能正确运用分类讨论思想解决问题的不到一半,不能运用分类讨论思想解决具体问题的主要原因是对于一个复杂的数学问题不知道该不该去分类以及如何进行合理的分类,下面根据导数中3种比较常见的分类讨论类型谈谈导数中如何把握对参数的分类讨论. 1.导函数根的大小比较 实例1:求函数()32 1132 a f x x x ax a -=+--,x R ∈的单调区间. 分析:对于三次或三次以上的函数求单调区间,基本上都是用求导法,所以对函数 ()32 1132 a f x x x ax a -=+--进行求导可以得到导函数 ()()'21f x x a x a =+--,观察可知导函数可以因式分解为()()()()'211f x x a x a x a x =+--=-+,由此可知方程()'0f x =有两个实根 1x a =,21x =-,由于a 的围未知,要讨论函数()32 1132 a f x x x ax a -= +--的单调性,需要讨论两个根的大小,所以这里分1a <-,1a =-,1a >-三种情况进行讨论: 当1a <-时,()f x ,()'f x 随x 的变化情况如下:

所以,函数()f x 的单调递增区间为(),a -∞和()1,-+∞,单调递减区间为(),1a -. 当1a =-时, ()'0f x ≥在R 上恒成立,所以函数()f x 的单调递增区间为 (),-∞+∞,没有单调递减区间. 当1a >-时,()f x ,()'f x 随x 的变化情况如下: 所以,函数()f x 的单调递增区间为(),1-∞-和(),a +∞,单调递减区间为()1,a -. 综上所述, 当1a <-时,函数()f x 的单调递增区间为(),a -∞和()1,-+∞,单调递减区间为 (),1a -; 当1a =-时,函数()f x 的单调递增区间为(),-∞+∞,没有单调递减区间; 当1a >-时,函数()f x 的单调递增区间为(),1-∞-和(),a +∞,单调递减区间为 ()1,a -. 点评:这道题之所以要分情况讨论,是因为导函数两个根的大小不确定,而两根的大小又会影响到原函数的单调区间,而由于a R ∈,所以要分1a <-, 1a =-,1a >-三种情况,这里注意不能漏了1a =-的情况. 2.导函数的根的存在性讨论 实例2:求函数()32f x x ax x =++的单调区间

【2020年高考必备】导数中分类讨论思想的应用及分类

导数中分类讨论思想的应用及分类 导数之所以难是因为加入了参数使得确定的函数变的不确定,因此对参数进行讨论进而确定出函数的单调区间、极值、最值、趋势图像是高考中每年必考的内容,分类讨论思想在任何专题中都可能出现,很多老师反复提醒要做到不重不漏,可是要做到不重不漏的前提是在做题之前就应该知道该题目分类讨论的依据是什么,今天我们重点来看看如何把握导数中常见的分类讨论依据。如果没有参数,我们队复杂函数求最值的程序是: 那么既然设置参数了,导函数也必定含有参数,则分类讨论就出现了,因为导函数含有参数,那么对导函数求根的时候有没有根?有几个根?如果有两个根,则两根大小如何确定?如果题目的参数设置不是在函数上而是在定义域上,则函数是能够准确作出趋势图像的,但是定义域有参数就意味着可以左右移动,在移动的过程中单调区间和最值都会发生变化。因此在导数中分类讨论题目主要分成这两大类,第一:参数在函数上,第二:参数在定义域上,若函数和定义域都有参数,如果是相同的参数还好说,如果是不同的参数,题目就麻烦了。 根据高考出题形式,今天主要讨论参数在函数上的类型,在复杂函数形式设置上有两种常见的方向,一种是导函数可以转化为二次函数或者类二次函数的形式,另一种是非二次函数的形式,可能里面涉及了三角函数,指数对数等。 题型一:导函数是二次函数或者类二次函数形式的 既然是二次函数的形式,那么必须考虑二次函数参数的设置,若参数在二次项的系数上则若系数

为零,则导函数就可以转化为一次函数的形式,若不是零,则继续按照二次函数形式求根;若参数在一次项的系数上,则二次函数开口确定,对称轴不确?不确定,因此二次函数定;若参数在常数项上,则开口和对称轴都是确定的,但是是否有根也不确定,故二次函数形式的导函数讨论流程如下: ①如若二次函数或高次函数的最高次系数存在参数,则需对参数是否为零进行讨论,但是有一类除外,即如果二次函数各项符号均相同(同正同负)时则可以直接判定,例'2'0a?1?axa?y?2?y0,再例,可直接判断出当时,'2'0?a?01a2y??ax??y,此时不需要对参数是否,则可直接判断出当时,为零进行讨论,除此之外均需对参数是否为零进行讨论; ②若二次函数最高次不为零时,则需对二次函数的判别式进行讨论,讨论的目的是判断导函数是否有根,从而确定原函数极值点的个数; ③若二次函数能解出两根,但是两根有一个存在参数或两根都存在参数,则需分别讨论两根的大小关系; ④若原函数有限定的定义域,则还需要讨论极值点和定义域端点的位置关系。 例1.已知函数2?1x?ax)?(a?1)ln(fxf(x)的单调性。,讨论函数2?aax?12f(x)(0,??),的定义域为解析:函数'?)f(x x a?0时,当'(x)?0ff(x)在定义域内单调递增。,故函数a??1 时,当'(x)?f0f(x)在定义域内单调递减。,此时 a?10?1?a?时,令当'??x0?f(x),解得2a1?1aa?当 ''),??x?[]?x?(0,?(x)f0?0f(x)?时,;当时,2a2a1?a?1a)xf(在故????)(0,x]x?[?,单调递减。单调递增,在a22a注意题目中为什么没有对最高次的参数是否为零进行单独讨论?因为分子部分符a非负状态下的单调性,切记,切记。号相同,很容易判断 例2.已知函数2?x?a ln(x)?xxff(x)在定义域上的单调性。,讨论2?xx?a2解析:'a?8??1?)(x?0)(xf,

高考数学含参数导数问题的分类讨论

专题一 含参数导数问题的分类讨论 导数是研究函数的图象和性质的重要工具,自从导数进入高中数学教材以来,有关导数问题几乎是每年高考的必考试题之一.随着高考对导数考查的不断深入,含参数的导数问题成为了历年高考命题的热点.由于含参数的导数问题在解答时往往需要对参数进行分类讨论,如何进行分类讨论成为绝大多数考生答题的难点. 模块1 整理方法 提升能力 在众多的含参数导数问题中,根据所给的参数的不同范围去讨论函数的单调性是最常见的题目之一,求函数的极值、最值等问题,最终也需要讨论函数单调性.对于含参数导数问题的单调性的分类讨论,常见的分类讨论点有以下三个: 分类讨论点1:求导后,考虑()0f x '=是否有实根,从而引起分类讨论; 分类讨论点2:求导后,()0f x '=有实根,但不清楚()0f x '=的实根是否落在定义域内,从而引起分类讨论; 分类讨论点3:求导后,()0f x '=有实根,()0f x '=的实根也落在定义域内,但不清楚这些实根的大小关系,从而引起分类讨论. 以上三点是讨论含参数导数问题的单调性的三个基本分类点,在求解有关含参数导数问题的单调性时,可按上述三点的顺序对参数进行讨论.因此,对含参数的导数问题的分类讨论,还是有一定的规律可循的.当然,在具体解题中,可能要讨论其中的两点或三点,这时的讨论就会复杂一些了,也有些题目可以根据其式子和题目的特点进行灵活处理,减少分类讨论,需要灵活把握. 例1 【解析】()f x 的定义域是()0,+∞.()()()1 2121f x a a x a x '= +--- ()()221211 a a x a x x ---+= . 令()()()221211g x a a x a x =---+,则()0f x '=的根的情况等价于()0g x =的根的情况.由于()g x 的函数类型不能确定,所以需要对a 进行分类讨论从而确定函数的类型. (1)当1a =时,()g x 是常数函数,此时()1g x =,()1 0f x x '= >,于是()f x 在()0,+∞

高考数学导数问题常见的分类讨论

在高考中导数问题常见的分类讨论 (一)热点透析 由于导数内容对大学数学与中学数学的衔接具有重大的作用,所以自从导数进入高考后,立即得到普遍地重视,在全国各地的数学高考试卷中占有相当重的份额,许多试题放在较后的位置,且有一定的难度.. 分类讨论是中学数学的一种解题思想,如何正确地对某一问题进行正确地分类讨论,这就要求大家平时就要有一种全局的观点,同时要有不遗不漏的观点。只有这样在解题时才能做到有的放矢。下面我想通过对导数类题的解答的分析,来揭示如何水道渠成顺理推舟进行分类讨论。 (二)知识回顾 1. 函数的单调性 在某个区间(a ,b )内,如果f ′(x )>0,那么函数y =f (x )在这个区间内单调递增;如果f ′(x )<0,那么函数y =f (x )在这个区间内单调递减. 2. 函数的极值 (1)判断f (x 0)是极值的方法 一般地,当函数f (x )在点x 0处连续时, ①如果在x 0附近的左侧f ′(x )>0,右侧f ′(x )<0,那么f (x 0)是极大值; ②如果在x 0附近的左侧f ′(x )<0,右侧f ′(x )>0,那么f (x 0)是极小值. (2)求可导函数极值的步骤 ①求f ′(x ); ②求方程f ′(x )=0的根; ③检查f ′(x )在方程f ′(x )=0的根的左右两侧导数值的符号.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. 3. 函数的最值 (1)在闭区间[a ,b ]上连续的函数f (x )在[a ,b ]上必有最大值与最小值. (2)若函数f (x )在[a ,b ]上单调递增,则f (a )为函数的最小值,f (b )为函数的最大值;若函数f (x )在[a , b ]上单调递减,则f (a )为函数的最大值,f (b )为函数的最小值. (3)设函数f (x )在[a ,b ]上连续,在(a ,b )内可导,求f (x )在[a ,b ]上的最大值和最小值的步骤如下: ①求f (x )在(a ,b )内的极值; ②将f (x )的各极值与f (a ),f (b )进行比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. (三)疑难解释 1. 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. 2. f ′(x )>0在(a ,b )上成立是f (x )在(a ,b )上单调递增的充分条件. 3. 对于可导函数f (x ),f ′(x 0)=0是函数f (x )在x =x 0处有极值的必要不充分条件. 附件:当堂过手训练(快练五分钟,稳准建奇功!) 1. 若函数f (x )=x 2+a x +1 在x =1处取极值,则a =________. 答案 3

高考数学导数压轴大题7大题型梳理归纳

导数压轴大题7个题型梳理归纳 题型一:含参分类讨论 类型一:主导函数为一次型 例1:已知函数()ln f x ax a x =--,且()0f x ≥.求a 的值 解:()1 ax f x x -'= .当0a ≤时,()0f x '<,即()f x 在()0,+∞上单调递减,所以当01x ∀>时,()()010f x f <=,与()0f x ≥恒成立矛盾. 当0a >时,因为10x a << 时()0f x '<,当1 x a >时()0f x '>,所以()min 1f x f a ⎛⎫ = ⎪⎝⎭ ,又因为()1ln10f a a =--=,所以11a =,解得1a = 类型二:主导函数为二次型 例2: 已知函数()()32 0f x x kx x k =-+<.讨论()f x 在[],k k -上的单调性. 解:()f x 的定义域为R ,()()2 3210f x x kx k '=-+<,其开口向上,对称轴 3k x = ,且过()0,1,故03 k k k <<<-,明显不能分解因式,得2412k ∆=-. (1)当24120k ∆=-≤时,即0k ≤<时,()0f x '≥,所以()f x 在[],k k - 上单调递增; (2)当24120k ∆=->时,即k <令()2 3210f x x kx '=-+=,解得: 12x x == ,因为()()210,010f k k f ''=+>=>,所以两根均在[],0k 上. 因此,结合()f x '图像可得:()f x 在,,33k k k k ⎡⎡⎤ +-⎢⎢ ⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ 上单 调递增,在⎢⎥⎣⎦ 上单调递减.

导数中的分类讨论问题题目

导数中的分类讨论问题 分类讨论是一种重要的数学思想方法,当问题的对象不能进行统一研究时,就需要对研究的对象进行分类,然后对每一类分别研究,给出每一类的结果,最终综合各类结果得到整个问题的解答;同时,分类讨论是一种逻辑方法,在中学数学中有极广泛的应用。根据不同标准可以有不同的分类方法,但分类必须遵守分类讨论的原则: (1)不重不漏. (2)标准要统一,层次要分明. (3)能不分类的要尽量避免或尽量推迟,决不无原则地讨论. 同时遵守解分类问题的步骤: (1)确定分类讨论的对象,即对哪个变量或参数进行分类讨论. (2)对所讨论的对象进行合理的分类. (3)逐类讨论,即对各类问题详细讨论,逐步解决. (4)归纳总结,将各类情况总结归纳 有关分类讨论的导数数学问题需要运用分类讨论思想来解决,引起分类讨论的原因 大致可归为以下四种:1、因为未知数的系数与0的关系不定而引起的分类;2、在求极值点的过程中,涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定而引起的分类;3、极 值点的大小关系不定而引起的分类;4、极值点与区间的关系不定而引起分类。几种类型都围绕着解方程展开,函数解析式都带有参数,能否解决问题主要是看能否准确的找到分点,对参数进行准确的分类。以下就如何准确的找到以上四种类型的分点进行分析和探讨。 题型一、未知数的系数与零的关系不定:这一类问题的特点是,求出导函数之后导函数中自变量的系数有参数。其值可能为零,因此必须分为等于零和不等于零两种,分点为零(如果是二次方程应该更具体的分为三种:①a=0,②a>0,③a<0) 例 1.已知函数 f (x) (a 1)lnx ax2 1.

(1)讨论函数f(x)的单调性; (2)设a< — 2,求证:对任意x i, X2G (0,+x), |f(x i) —f(X2)| >4|x i —X2|. 题型二、在求极值点的过程中,涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定而引起的分类; 这一类问题的特点是导函数是二次函数或者与二次函数有关,相应方程是一元二次方程或者可以转化成一元二次方程来求解。令△=0,求分点。 例2.已知函数f (x) x2 x a lnx,(a R)讨论f (x)在定义域上的单调性。 题型三、极值点的大小关系不定而引起的分类;这一类问题的特点是导函数为零的方程有解,但是几个根的大小关系不确定,分不了区间。因此必须分类讨论,令几个根相等求分点。 例3.已知函数f(x) mx,g(x) f(x) ax2 bx,其中9(x)的函数图象在点(1,g(1))处的切线 平行于x轴。 (1)确定a与b的关系; (2)若a 0,试讨论函数g(x)的单调性; (3)设斜率为k的直线与函数心)的图象交于两点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1 x2),证明: 丄k 丄。 x2x-1 题型四、极值点与区间的关系不定而引起分类:这一类问题的特点是求出极值点后,极值点与定义域的关系不明确,所以必须分类。通过令极值点等于定义域端点值求分点。 例4.设函数f (x) = (x+ 1)ln( x +1),若对所有的x> 0,都有f (x) > ax成立,求 实数a的取值范围. 变式 1.已知 f(x) = ax2(a€ R), g(x)= 2lnx. (1)讨论函数F(x) = f(x) — g(x)的单调性.

2020年高考理科数学《导数的综合应用》题型归纳与训练及答案解析

1 2020年高考理科数学《导数的综合应用》题型归纳与训练 【题型归纳】 题型一 含参数的分类讨论 例1 已知函数3()12f x ax x =-,导函数为()f x ', (1)求函数()f x 的单调区间; (2)若(1)6,()f f x '=-求函数在[—1,3]上的最大值和最小值。 【答案】略 【解析】(I )22()3123(4)f x ax ax '=-=-,(下面要解不等式23(4)0ax ->,到了分类讨论的时机,分类标准是零) 当0,()0,()(,)a f x f x '≤<-∞+∞时在单调递减; 当0,,(),()a x f x f x '>时当变化时的变化如下表: 此时,()(,)f x -∞+∞在单调递增, 在(单调递减; (II )由(1)3126, 2.f a a '=-=-=得 由(I )知,()(f x -在单调递减,在单调递增。 【易错点】搞不清分类讨论的时机,分类讨论不彻底 【思维点拨】分类讨论的难度是两个,(1)分类讨论的时机,也就是何时分类讨论,先按自然的思路推理,由于参数的存在,到了不能一概而论的时候,自然地进入分类讨论阶段;(2)分类讨论的标准,要做到不重复一遗漏。还要注意一点的是,最后注意将结果进行合理的整合。 题型二 已知单调性求参数取值范围问题 例1 已知函数3 21()53 f x x x ax = ++-, 若函数在),1[+∞上是单调增函数,求a 的取值范围

2 【答案】 【解析】2'()2f x x x a =++,依题意在),1[+∞上恒有0y '≥成立, 方法1: 函数2'()2f x x x a =++,对称轴为1x =-,故在),1[+∞上'()f x 单调递增,故只需0)1('≥f 即可,得 3-≥a ,所以a 的取值范围是[3,)+∞; 方法2: 由022≥++='a x x y ,得x x a 2--2≥,只需2max --2a x x ≥(),易得2max --23x x =-(),因此 3-≥a , ,所以a 的取值范围是[3,)+∞; 【易错点】本题容易忽视0)1('≥f 中的等号 【思维点拨】已知函数()f x 在区间(,)a b 可导: 1. ()f x 在区间(,)a b 内单调递增的充要条件是如果在区间(,)a b 内,导函数()0f x '≥,并且()f x '在 (,)a b 的任何子区间内都不恒等于零; 2. ()f x 在区间(,)a b 内单调递减的充要条件是如果在区间(,)a b 内,导函数()0f x '≤,并且()f x '在(,)a b 的任何子区间内都不恒等于零; 说明: 1.已知函数()f x 在区间(,)a b 可导,则()0f x '≥在区间内(,)a b 成立是()f x 在(,)a b 内单调递增的必要不充分条件 2.若()f x 为增函数,则一定可以推出()0f x '≥;更加具体的说,若()f x 为增函数,则或者()0f x '>,或者除了x 在一些离散的值处导数为零外,其余的值处都()0f x '>; 3. ()0f x '≥时,不能简单的认为()f x 为增函数,因为()0f x '≥的含义是()0f x '>或()0f x '=,当函数在某个区间恒有()0f x '=时,也满足()0f x '≥,但()f x 在这个区间为常函数. 题型三 方程与零点 1.已知函数()3 2 31f x ax x =-+,若()f x 存在三个零点,则a 的取值范围是( ) A. (),2-∞- B. ()2,2- C. ()2,+∞ D. ()()2,00,2-? 【答案】D 【解析】很明显0a ≠ ,由题意可得: ()()2 '3632f x ax x x ax =-=- ,则由()'0f x = 可得 1220,x x a == ,

完整版)导数的综合大题及其分类

完整版)导数的综合大题及其分类. 导数在高考中是一个经常出现的热点,考题难度比较大,多数情况下作为压轴题出现。命题的主要热点包括利用导数研究函数的单调性、极值、最值,不等式,方程的根以及恒成立问题等。这些题目体现了分类讨论、数形结合、函数与方程、转化与化归等数学思想的运用。 题型一:利用导数研究函数的单调性、极值与最值 这类题目的难点在于分类讨论,包括函数单调性和极值、最值综合问题。 1.单调性讨论策略:单调性的讨论是以导数等于零的点为 分界点,将函数定义域分段,在各段上讨论导数的符号。如果不能确定导数等于零的点的相对位置,还需要对导数等于零的点的位置关系进行讨论。 2.极值讨论策略:极值的讨论是以单调性的讨论为基础, 根据函数的单调性确定函数的极值点。 3.最值讨论策略:图象连续的函数在闭区间上最值的讨论,是以函数在该区间上的极值和区间端点的函数值进行比较为标

准进行的。在极值和区间端点函数值中最大的为最大值,最小的为最小值。 例题: 已知函数f(x)=x-,g(x)=alnx(a∈R)。 x 1.当a≥-2时,求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间; 2.设h(x)=f(x)+g(x),且h(x)有两个极值点为x1,x2,其中h(x1)=h(x2),求a的值。 审题程序] 1.在定义域内,依据F′(x)=0的情况对F′(x)的符号进行讨论; 2.整合讨论结果,确定单调区间; 3.建立x1、x2及a间的关系及取值范围; 4.通过代换转化为关于x1(或x2)的函数,求出最小值。 规范解答] 1.由题意得F(x)=x-x/(x2-ax+1)-alnx,其定义域为(0,+∞)。则F′(x)=(x2-ax+1)-x(2ax-2)/(x2-ax+1) 2.

导数中的分类讨论依据问题

导数中的分类讨论问题 分类讨论思想就是根据所研究对象的性质差异,分各种不同的情况予以分析解决.分类讨论题覆盖知识点较多,利于考查学生的知识面、分类思想和技巧;同时方式多样,具有较高的逻辑性及很强的综合性,树立分类讨论思想,应注重理解和掌握分类的原则、方法与技巧、做到“确定对象的全体,明确分类的标准,分层别类不重复、不遗漏的分析讨论.” 一、导函数为二项式,并且参数独立成项 例:已知函数 ()ln(1)(1)1f x x k x =---+,求函数()f x 的单调区间; 解:(1)'1(),(1)1 f x k x x =->-,所以, 0k ≤当时,'()0;f x ≤0k >当时,由'()0f x >得:11,x k <+所以, 0k ≤当时()()1,f x +∞在上为增函数; 0k >当时1()1,1f x k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭在上为增函数;在11,k ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭ 上为减函数; 二、导函数为三项式时(主要是二次三次式或变形后为二次三项式的含参讨论) 1、二次项系数引起的分类讨论 例:已知函数1)1(ln )(2+-+=x p x p x f , 当0>p 时,讨论函数)(x f 的单调性。 解: ()f x 的定义域为(0,+∞),()()()x p x p x p x p x f +-=-+=2' 1212, 当 1>p 时,'()f x >0,故()f x 在(0,+∞)单调递增; 当0<p <1时,令'()f x =0,解得() 12--=p p x . 则当()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ --∈12,0p p x 时,'()f x >0;()⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛∞+--∈,12p p x 时,'()f x <0. 故()f x 在()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--12,0p p 单调递增,在()⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛∞+--,12p p 单调递减. 2、二次函数对称轴与给定区间引起的分类讨论 例:已知函数322()233f x x ax x ,令()ln(1)3()g x x f x ,若()g x 在 1(,)2 -+∞上单调递增,求实数a 的取值范围. 解:由已知得22()ln(1)3(243)ln(1)24g x x x ax x x ax =++--++=++-,

第3讲 导数中含参问题的分类讨论(解析版)

导数中含参问题的分类讨论 本讲义由作业帮周永亮老师(白哥)独家编撰,侵权必究 或知识导航 ★ 1.-次型导函数 一次型导函数,是指能够影响原函数单调性的部分是一次函数形式,或者说导函数中,除 去里面的一次函数形式,剩余的部分全部恒为正(负). 例:f (x) = ax + b;f (a:) = (ax + b) e x ; f' (a;) = 口“ * " (z > 0) X ★ 2.二次型导函数 二次型导函数: 二次型导函数,是指能够影响原函数单调性的部分是二次函数形式,或者说导函数中,除去里面的二次函数形式,剩余的部分全部恒为正(负). 例:f (a:) = ax2 +bx + c;f (x) = (ax2 +bx + cj e x ; f (x) —* 况* ° (a; > 0) 注:以上a尹0,若不确定a是否可以为0,就先讨论是一次型还是二次型;

★ 3 .含参函数单调性的分类讨论 (1)先确定导函数是一次型还是二次型,一次型按照一次型的讨论方式讨论; ①判断是否有根,没有根会出现恒成立状况; ②求出导函数的根,判断根是否在定义域内,不在定义域会出现恒成立问题; ③根在定义域内,穿根法确定导函数正负,进而确定原函数的单调性; (2)若是二次型,先判断二次型函数是否有根,没有根会出现恒成立状况; ①如果二次型函数有根,就先求出根(能因式分解就因式分解); ②判断根是否在定义域内(讨论根与定义域端点值的大小关系); ③如果两根全在定义域,那么确定两根大小关系; ④穿根法确定导函数正负,进而确定原函数的单调性; ★ 4.拟合函数 (1)拟合函数是指,根据散点图,拟合出函数的解析式,这里考虑到的点越多,拟合的解析式就越精确. (2 )在求导中,我们会发现很多函数的导函数是指数型或者对数型的, 如:f' (x) = e x—2 ; (/ (x) = (a; — a) (In x — S),这种类型的导函数,我们判断原函数的单调性比较麻烦,所以我们会采用拟合函数的形式进行讨论就可以了; (3)在单调性讨论中,拟合的形式比较简单,只需要参考两个关键点就可以了,分别是:①等于0的解,②所需拟合函数单调性; 例如:f (a;) = e x -2,①当 / (a:) = 0 时,c = ln2 :② f (时=e x -2单调递增; 则,我们也可以找到一个具有相同性质的一次函数,所以f (x) = 可以拟合成 f' {x) — x — \n.2 ; 再如:寸(x) = (a; — a) (In a: — 3), 只需要讨论g = In r - 3这部分就可以了,此函数可以拟合成:y = x-^(x>0);则寸(c) = (z — a) (Ina: — 3)可以拟合成(/ (x) = (x — a) (x — e3) (z > 0).

导数含参数问题的分类讨论

导数含参数问题的分类讨论 利用导数来研究函数的单调性、极值、最值问题是高中数学的重要内容,分类讨论的思想又是高中阶段着重培养的思想方法。导数大题的共同点就是求完导数后往往转化为带参数的函数,因此,需要利用分类讨论来解决含参数的导数问题成为近几年高考考查的一个重点和热点。导数是解决函数单调性,最值等问题十分有利的工具,但学生在运用导数含参的问题时,往往产生惧怕心理,尤其对分类讨论感到困惑。关于导数的分类讨论最常用有以下两种。 一、区间固定讨论极值点 现在以2012年北京高考题为例。本题第二问主要考察用导数来求函数的单调区间,以及在确定区间内求函数的最值问题。试题的背景是以人教版A版2-2 1.3.2节例4,例5为蓝本。例4是求函数的极值,例题的极值点是确定的具体的数。例5是在闭区间内求最值。此例题的极值点和端点值都是具体的实数。接下来要讲的这道高考题和这道例题类似,把极值点变成含参数的极值点。这道高考题目是来源于例题又高于例题。 (2012年北京卷理科18题) 已知函数f(x)=ax2+1(a>0)与曲线g(x)=x3+bx (1)若曲线y=f(x),y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a,b的值;

(2)当a2=4b时,求函数f(x)+g(x)的单调区间,并求其在区间(-∞,-1]上的最大值。 此例题与课本例4:求y=x3/3-4x+4的极值,例5求y=x3/3-4x+4在区间[0,3]上求函数的最值进行对比。首先是找出两例题的相同点。两题的相同之处都是三次函数,都是求函数的单调区间和在固定的区间内求最值。不同点是北京高考题中函数的极值点含有参数,极值点不固定,而课本例题的极值点是确定的。要研究函数在固定区间上的最值问题,就是研究函数在此区间上的单调性,要研究函数的单调性就是研究函数的极值点,利用传递性可得解决问题的实质就是研究函数的极值点。研究函数的最值问题就是研究函数的极值点与区间位置关系的问题。 这里主要来针对第二问进行研究,就是讨论极值点与区间的位置关系,此题有两个极值点。分三类进行讨论。第一类是极值点都在区间的左侧,第二类是极值点一个在区间内,一个在区间外,第三类是两个极值点都在区间的右侧。 解: 1.a=3,b=3. 2.记h(x)=f(x)+g(x),当b=■时h(x)= x3+ax2+■x+1,h'(x)=3x2+2ax+■ 令h'(x)=0得x1=-■,x2=-■ a>0时h(x)与h'(x)的变化如下表: 所以h(x)的单调递增区间为(-∞,-■)和(-■,+∞)单

含参导数问题常见的分类讨论

含参导数问题常见的分类讨论 学生 1.求导后,需要判断导数等于零是否有实根,从而引发讨论: 例1.(11全国Ⅱ文21)已知函数f(x)=x 3+3ax 2+(3-6a)x+12a-4 (a ∈R). (1)证明:曲线y=f(x)在x=0处的切线过点(2,2): (2)若f(x)在x=x 0处取得极小值,x 0∈(1,3),求a 的取值范围. 2.求导后,需要比较导数等于零的不同实根的大小,从而引发讨论: 例2.(09辽理)已知函数f(x)=0.5x 2-ax+(a-1)lnx,a>1.(1)讨论函数f(x)的单调性; (2)证明:若5a <,则对任意x 1,x 2∈(0,)+∞,x 1≠x 2,有 1212()()1f x f x x x ->--。 解:(1)()f x 的定义域为(0,)+∞, 211(1)[(1)]()a x ax a x x a f x x a x x x --+----'=-+==--------------2分 (i )若11a -=,即a=2,则2 (1)()x f x x -'=,故()f x 在(0,)+∞上单调增加。 (ii )若11a -<,而1a >,故12a <<,则当(1,1)x a ∈-时,()0f x '<; 当(0,1)x a ∈-及(1,)x ∈+∞时,()0f x '>。 故()f x 在(1,1)a -上单调减少,在(0,1)a -,(1,)+∞上单调增加。 (iii )若11a ->,即2a >, 同理可得()f x 在(1,1)a -上单调减少,在(0,1)a -,(1,)+∞上单调增加。 -----------------6分 (2)考虑函数21()()(1)ln 2g x f x x x ax a x x = +=-+-+, 则21()(1)(1)11)a g x x a a x -'=--+≥-=-, 由于15a <<,故()0g x '>,即()g x 在(0,)+∞上单调增加,从而当21 0x x <<

导数中分类讨论的三种常见类型

导数中分类讨论的三种常见类型 在高中数学中,分类讨论思想是解决含有参数的复杂数学问题的重要途径。分类讨论就是当问题所给的研究对象不能进行统一的研究处理时,对研究对象按照某种标准进行分类,然后对每一类的对象进行分别的研究并得出结论,最后综合各类的研究结果对问题进行整体的解释。 虽然几乎所有的高中生都对分类讨论思想有所了解,但能正确运用分类讨论思想解决问题的不到一半。主要原因是对于一个复杂的数学问题不知道该不该去分类以及如何进行合理的分类。下面根据导数中三种比较常见的分类讨论类型谈谈导数中如何把握对参数的分类讨论。 第一种分类讨论类型是导函数根的大小比较。例如,对于函数$f(x)=x^3+x-ax-a$,$x\in R$,我们需要求其单调区间。对三次或三次以上的函数求单调区间,基本上都是用求导法。因此,对函数$f(x)$进行求导可以得到导函数$f'(x)=x^2+(1-a)x-a$。观察可知导函数可以因式分解为$f'(x)=(x-a)(x+1)$,由此可知方程$f'(x)=0$有两个实根$x_1=a$和$x_2=-1$。因此,

要讨论函数$f(x)$的单调性,需要讨论两个根的大小。因此, 这里分$a-1$三种情况进行讨论。 当$a<-1$时,$f(x)$,$f'(x)$随$x$的变化情况如下: $x\in(-\infty,a)$时,$f(x)$单调递增;$x\in(a,-1)$时,$f(x)$单 调递减;$x=-1$时,$f(x)$有极小值;$x\in(-1,+\infty)$时, $f(x)$单调递增。因此,函数$f(x)$的单调递增区间为$(- \infty,a)$和$(-1,+\infty)$,单调递减区间为$(a,-1)$。 当$a=-1$时,$f'(x)\geq 0$在$R$上恒成立,所以函数 $f(x)$的单调递增区间为$(-\infty,+\infty)$,没有单调递减区间。 当$a>-1$时,$f(x)$,$f'(x)$随$x$的变化情况如下: $x\in(-\infty,-1)$时,$f(x)$单调递增;$x=-1$时,$f(x)$有极大值;$x\in(-1,a)$时,$f(x)$单调递减;$x\in(a,+\infty)$时, $f(x)$单调递增。因此,函数$f(x)$的单调递增区间为$(-\infty,-1)$和$(a,+\infty)$,单调递减区间为$(-1,a)$。 综上所述,当$a<-1$时,函数$f(x)$的单调递增区间为$(- \infty,a)$和$(-1,+\infty)$,单调递减区间为$(a,-1)$。

分类讨论在导数中的运用

分类讨论在导数中的运用 导数是微积分中的重要概念之一,它描述了函数在其中一点处的变化率。在实际问题中的许多情况下,导数具有重要的应用价值。在本文中,将讨论导数在几个不同领域的应用。 首先,导数的一个重要应用领域是函数的极值问题。通过求解导数为零的方程,可以找到函数的极大值和极小值。这在最优化问题中具有很大的价值。例如,在工程学中,经常需要在给定一定条件下最大化或最小化一些函数。通过计算函数的导数,并解方程dF/dx=0,可以确定函数的极值点。在实际问题中,导数的应用非常广泛,如确定曲线的最陡降点、寻找曲线的拐点等。 其次,导数的另一个重要应用是判断函数的凹凸性质。通过求解导数的二阶导数,可以确定函数的凹凸区间。凹凸性质在数学和物理问题中有很多应用。例如,在微观经济学中,利用凹凸性质可以判断需求曲线和供给曲线的弹性,从而分析市场供需关系和价格变动。凹凸性质也在物理学中有广泛应用,如描述物体的加速度和速度之间的关系等。 此外,导数还有许多其他的应用,如切线和法线、最速下降线、曲线的弧长和曲率等。导数可以用来确定曲线在给定点的切线和法线。在物理学中,切线和法线的概念用于描述物体的速度和加速度。最速下降线是指从一个点到曲线上的另一个点的最短路径,它可以通过计算曲线的斜率来确定。曲线的弧长和曲率主要用于描述曲线的形状和曲率半径。 总结起来,导数在微积分中具有广泛的应用。它可以用来解决函数的极值问题,判断函数的凹凸性质,确定曲线的切线和法线,计算最速下降线,以及描述曲线的弧长和曲率等。导数的应用涉及到多个领域,如工程

学、经济学和物理学等。对于从事相关领域的研究和应用的人士来说,深入理解导数的应用是非常重要的。所以,导数不仅是微积分的基础概念,也是实际问题求解的重要工具。以上仅是导数在几个典型领域中的一些应用示例,实际应用中还有许多其他问题可以通过导数来解决。

导数问题的常见分类讨论策略

导数问题的常见分类讨论策略 导数是高考必考查的一个模块,利用导数研究函数的单调性、极值、最值等 问题,常常需要进行分类讨论,如何分类讨论?常见的有哪些类型?本文来支支招。 1. 导数为零的点与定义域或给定的区间的相对位置关系的讨论 例1、已知,求函数在区间[0,1]上的最小值。 解析:,由 ①当在区间[0,1]上是减函数, 此时在区间[0,1]上的最小值是 ②当在区间[0,1]上是增函数, 在区间[0,1]上的最小值是 ③当 所以当时,函数取得极大值,又,因此当时,在区间[0,1]上的最小值是,当时,在区间[0,1]上的最小值是。 综上,当时,在区间[0,1]上的最小值是;

当时,在区间[0,1]上的最小值是。 评析:当求出的导数为零的点不能确定是否在给定区间内时,常常要分零点在区间的左侧、右侧(这两种情况函数一般是单调函数)和在区间内(此时函数一定有极值)三种情况讨论。 2、对代数式正负的讨论 例2、设函6570,求函数的单调区间。 解析:, 当,所以函数的单调增区间是; ,所以函数的单调减区间是 当,所以函数的单调减区间是; ,所以函数的单调增区间是。 评析:研究函数的单调性时,常常需要解不等式,当不等式两边同除一个代数式时,要分此式为正、为0和为负三种情况分别讨论。 3、对判别式的讨论 例3、已知函数,讨论的极值。 解析:函数的定义域为 设方程的判别式 =。 Ⅰ、当 =时,恒成立,不存在极值。 Ⅱ、当 =时,恒成立,不存在极值。

Ⅲ、当 =时,方程有两个不同的实根 当x变化时,、的变化情况如下表: 递增 递减 递增 由表知,当时,取得极大值,当时,取得极小值。 评析:当函数求导后能转化为二次函数或二次不等式问题,它们对应的二次方程是否有解不能确定时,往往要对判别式进行讨论,此时要特别注意,当判别式 =0时,虽然导数为0有根,但根的左右两侧符号相同,不存在极值。 4、对两根大小的讨论 例4、已知函数,试讨论函数的单调性。 解析:的定义域为, 方程

导数单调性分类讨论

类型二:导数单调性专题 类型1.导数不含参。类型2.导数含参。类型3:要求二次导 求单调性一般步骤: (1) 第一步:写出定义域,一般有()0ln >⇒x x (2) 第二步:求导,(注意有常数的求导)若有分母则通分。一般分母都比0大,故去死 若无分母,因式分解(提公因式,十字相乘法)或求根 (观察分子)判断导函数是否含参,再进行讨论(按恒成立与两个由为分界) (3) 第三步由()()⎩⎨ ⎧≤≥解出是减区间解出是增区间00x f x f (4) 下结论 类型一:导函数不含参:()()()⎪⎩ ⎪⎨⎧-+=--++=++=21223,22,,x x e m e x f x x c bx ax x f x b kx x f 如指数型如: 二次型如:一次型 对于这类型的题,直接由导函数大于0,小于0即可(除非恒成立) 例题1求函数()()x e x x f 3-=的单调递增区间 解:()()()23'-=-+=x e e x e x f x x x 由()()202'>⇒>-=x x e x f x 所以函数在区间()+∞,2单调递增 由()()202'<⇒<-=x x e x f x 所以函数在区间()2,∞-单调递减 例题2:求函数()()2211x e x x f x --=的单调区间 解:()()()()x e e x e x xe e x f x x x x x +-=-+-=-+-=11111' 由()() ()01011'>-<⇒>+-=x x x e x f x 或所以函数在区间(][)∞+-∞-,和01,单调递增 由()()()01011'<<-⇒<+-=x x e x f x 所以函数在区间()0,1-单调递减

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