高中数学高考导数题型分析及解题方法
导数大题20种主要题型总结及解题方法

导数大题20种主要题型总结及解题方法导数是微积分中的一个重要概念,用于描述函数在某一点处的变化率。
掌握导数的计算和应用方法对于解决各种实际问题具有重要意义。
下面将对导数的20种主要题型进行总结并给出解题方法。
1.求函数在某点的导数。
对于给定的函数,要求在某一点处的导数,可以使用导数的定义或者基本求导法则。
导数的定义是取极限,计算函数在这一点的变化率。
基本求导法则包括常数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数的求导法则。
2.求函数的导数表达式。
已知函数表达式,要求其导数表达式。
可以使用基本求导法则,并注意链式法则和乘积法则的应用。
3.求高阶导数。
如果已知函数的导数表达式,要求其高阶导数表达式。
可以反复应用求导法则,每次对函数求导一次得到导数表达式。
4.求导数的导函数。
导数的导函数是指对导数再进行求导的过程。
要求导函数时,可以反复应用求导法则,迭代求取导数的导数。
5.利用导数计算函数极值。
当函数的导数为0或不存在时,可能是函数的极值点。
可以利用导数求函数的极值。
6.利用导数判定函数的增减性。
根据函数的导数正负性可以判定函数的增减性。
如果导数大于0,则函数在该区间上递增;如果导数小于0,则函数在该区间上递减。
7.利用导数求函数的最大最小值。
当函数在某一区间内递增时,在区间的左端点处取得最小值;当函数在某一区间内递减时,在区间的右端点处取得最小值。
要求函数全局最大最小值时,可以使用导数判定。
当导数从正数变为负数时,可能是函数取得最大值的点。
8.利用导数求函数的拐点。
如果函数的导数在某一点发生变号,该点可能是函数的拐点。
可以使用导数的二阶导数判定。
9.利用导数求函数的弧长。
曲线的弧长可以通过积分求取,而曲线的弧长元素是由导数表示的。
通过导数求取弧长元素,并积累求和得到曲线的弧长。
10.利用导数求函数的曲率。
曲率表示曲线弯曲程度的大小,可以通过导数求取。
曲率的求取公式是曲线的二阶导数与一阶导数的比值。
11.利用导数求函数的速度和加速度。
高考数学导数恒成立问题的解法及例题

高考数学导数恒成立问题的解法
对于恒成立问题,一般采取的方法有两种:一是利用函数的单调性,二是利用函数的最值。
1. 利用函数的单调性
如果函数f(x)在区间D上单调,可以根据函数的单调性来解决问题。
例如,不等式f(x) > 0在区间D上恒成立,那么只需要找到满足f(x)min > 0的x值即可。
2. 利用函数的最值
如果函数f(x)在区间D上不是单调的,那么可以转化为求函数的最值问题。
例如,不等式f(x) > 0在区间D上恒成立,可以转化为求f(x)的最小值,只要最小值大于0,那么不等式就恒成立。
例题:已知函数f(x) = x2 + ax + 4在区间[-1,2]上都不小于2,求a的取值范围。
解法:首先根据题意得到函数f(x) = x2 + ax + 4在区间[-1,2]上的最小值为2,然后根据二次函数的性质得到对称轴为x=-b/2a=-a/2。
我们需要分三种情况讨论:
1. 当-a/2≤-1时,即a≥2时,函数在[-1,2]上是增函数,只需要满足f(-1)=1-a+4≥2即可,解得a≤3,所以2≤a≤3;
2. 当-a/2≥2时,即a≤-4时,函数在[-1,2]上是减函数,只需要满足
f(2)=4+2a+4≥2即可,解得a≥-4,但是此时a没有合适的取值,故舍去;
3. 当-1<-a/2<2时,即-4<a<2时,函数在对称轴左侧是减函数,右侧是增函数,只需要满足f(-a/2)=(-a/2)2-a2/4+4≥2即可,解得-4<a≤-2。
综上可得a的取值范围为:[-4,-2]∪[2,3]。
导数中的同构问题【八大题型】(举一反三)(新高考专用)(原卷版)—2025年新高考数学一轮复习

导数中的同构问题专练【八大题型】【题型1 同构:利用f(x)与x构造函数】 (2)【题型2 同构:利用f(x)与e x构造函数】 (3)【题型3 同构:利用f(x)与sin x,cos x构造函数】 (3)【题型4 指对同构问题】 (4)【题型5 利用同构比较大小】 (5)【题型6 利用同构解决不等式恒成立问题】 (5)【题型7 利用同构证明不等式】 (6)【题型8 与零点有关的同构问题】 (7)1、导数中的同构问题导数是高中数学的重要考查内容,而导数中的同构问题是高考考查的一个热点内容,经常以客观题出现,同构法构造函数也在解答题中出现,通过已知等式或不等式的结构特征,构造新函数,解决比较大小、解不等式、恒成立等问题,难度较大.【知识点1 导数中的同构问题的解题策略】1.导数中的同构问题是通过已知等式或不等式的结构特征,构造新函数,解决比较大小、解不等式、恒成立等问题,主要有以下几种类型:(1)利用f(x)与x构造函数①出现nf(x)+xf'(x)形式,构造函数F(x)=x n f(x).②出现xf'(x)-nf(x)(2)利用f(x)与e x构造函数.(3)利用f(x)与sin x,cos x构造函数.2.同构式的应用(1)在方程中的应用:如果方程f(a)=0和f(b)=0呈现同构特征,则a,b可视为方程f(x)=0的两个根.(2)在不等式中的应用:如果不等式的两侧呈现同构特征,则可将相同的结构构造为一个函数,进而利用导数找到和函数单调性、最值等之间的练习,来解决比较大小、解不等式、恒成立等问题.【知识点2 指对同构问题】1.指对同构解决不等式问题在解决指对混合不等式时,如恒成立求参数取值范围或证明不等式,有一部分题是命题者利用函数单调性构造出来的,如果我们能找到这个函数模型(即不等式两边对应的同一函数),无疑大大加快解决问题的速度.找到这个函数模型的方法,我们称为同构法.(1)五个常见变形:.(2)三种基本模式:三种同构方式①积型:【题型1 同构:利用f(x)与x构造函数】【例1】(2024·全国·模拟预测)已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(2)=0,当x>0时,xf′(x)―f(x)>0,则不等式xf(x)>0的解集是()A.(―∞,―2)∪(2,+∞)B.(―2,2)C.(―∞,―2)∪(0,2)D.(―2,0)∪(2,+∞)【变式1-1】(2024·安徽·一模)已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且f (2)=1,当x >0时,xf ′(x )+f (x )>1,则不等式f(x)―1x<0的解集为( )A .(-∞,2)∪(2,+∞)B .(-∞,2)∪(0,2)C .(-2,0)∪(2,+∞)D .(-2,0)∪(0,2)【变式1-2】(23-24高二下·天津南开·期中)已知f (x )是定义在(―∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,若对于任意的x ∈(0,+∞),都有2f (x )+xf ′(x )>0成立,且f (2)=12,则不等式f (x )―2x 2>0解集为( )A .(2,+∞)B .(―2,0)∪(0,2)C .(0,2)D .(―2,0)∪(2,+∞)【变式1-3】(23-24高二下·湖北武汉·期中)f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,有xf ′(x )+2f (x )>0恒成立,则( )A .f (1)>4f (2)B .f (―1)<4f (―2)C .4f (2)<9f (3)D .4f (―2)<9f (―3)【题型2 同构:利用f (x )与e x 构造函数】【例2】(2024·湖北武汉·一模)若函数f (x )的定义域为R ,满足f (0)=2,∀x ∈R ,都有f (x )+f ′(x )>1,则关于x 的不等式f (x )>e ―x +1的解集为( )A .{x |x >0}B .{x |x >e}C .{x |x <0}D .{x |0<x <e}【变式2-1】(2024·全国·模拟预测)已知f (x )是可导的函数,且f ′(x )<f (x )对于x ∈R 恒成立,则下列不等式关系正确的是( )A .f (1)>e f (0),f (2023)<e 2023f (0)B .f (1)<e f (0),f (1)>e 2f (―1)C .f (1)<e f (0),f (1)<e 2f (―1)D .f (1)<e f (0),f (2023)>e 2023f (0)【变式2-2】(23-24高二下·江苏南京·期中)已知函数f (x )及其导函数f ′(x )定义域均为R ,且f (x )―f ′(x )>0,f (0)=e ,则关于x 的不等式f (x )>e x +1的解集为( )A .{x |x >0 }B .{x |x <0 }C .{x |x <e }D .{x |x >e }【变式2-3】(23-24高二下·河南驻马店·期末)已知定义在R 上的偶函数f (x )满足f(x ―12)+f(―x ―1)=0,e 4f(2022)=1,若f(x)>f ′(―x),则关于x 的不等式f(x +2)>1e x 的解集为( )A .(4,+∞)B .(-∞,4)C .(-∞,3)D .(3,+∞)【题型3 同构:利用f (x )与sin x ,cos x 构造函数】【例3】(2023·重庆九龙坡·二模)已知偶函数f (x )的定义域为―π2f ′(x ),当0≤x <π2时,有f ′(x )cos x +f (x )sin x >0成立,则关于x 的不等式f (x )>⋅cos x 的解集为( )A .―π3BC .―π2,∪D .―π3,0∪【变式3-1】(2023·全国·模拟预测)已知定义在―π2f (x )满足f (―x )=f (x ),当x ∈不等式f (x )sin x +f ′(x )cos x <0恒成立(f ′(x )为f (x )的导函数),若a cos1=f (―1),b cos 12=f (―,c = )A .a >b >cB .a >c >bC .b >a >cD .b >c >a【变式3-2】(23-24高二上·重庆沙坪坝·期末)已知f ′(x )是函数f (x )的导函数,f (x )―f (―x )=0,且对于任意的x ∈0,f ′(x )cos x >f (―x )sin (―x ).则下列不等式一定成立的是( )A <f cos 12B .f >C .f (―1)<D >f 【变式3-3】(2024·河南信阳·一模)已知函数y =f (x )对x ∈(0,π)均满足f ′(x )sin x ―f (x )cos x =1x ―1,其中f ′(x )是f (x )的导数,则下列不等式恒成立的是( )A <B .<C .<D <【题型4 指对同构问题】【例4】(2024·陕西安康·模拟预测)若存在x ∈(0,+∞),使得不等式a 2x 4+x ≥e ax 2+ln 2x 成立,则实数a 的取值范围为( )A +∞B +∞C .―∞D .―∞【变式4-1】(2024·广东深圳·模拟预测)已知函数f(x)=ae x +1n ax+2―2,若f (x )>0恒成立,则正实数a 的取值范围是( )A .0<a <eB .a >e 2C .a >eD .a >2e【变式4-2】(2024·江西赣州·二模)已知函数f (x )=e kx +1,g (x )=1x .若kf (x )≥g (x ),则k 的取值范围为( )A .(0,e]B .[e,+∞)C +∞D .【变式4-3】(2024·甘肃兰州·二模)若关于x 的不等式e x +x +2ln 1x ≥mx 2+ln m 恒成立,则实数m 的最大值为( )A .12B .e 24C .e 22D .e 2【题型5 利用同构比较大小】【例5】(2024·湖南益阳·三模)若a =2ln1.1,b =0.21,c =tan0.21,则( )A .b <c <aB .a <c <bC .c <a <bD .a <b <c【变式5-1】(2024·陕西安康·模拟预测)若0<x 1<x 2<1,则( )A .e x 2+ln x 1>e x 1+ln x 2B .e x 2+ln x 1<e x 1+ln x 2C .x 2e x 1>x 1e x 2D .x 2e x 1<x 1e x 2【变式5-2】(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)设a =ln1.01,b =sin0.01,c =1101,则a ,b ,c 大小关系( )A .c <b <aB .c <a <bC .a <b <cD .a <c <b【变式5-3】(2024·安徽·三模)已知实数x1,x 2,x 3满足x 12―x 1=e x 22―1==120,则( )A .x 1<x 2<x 3B .x 1<x 3<x 2C .x 2<x 3<x 1D .x 2<x 1<x 3【题型6 利用同构解决不等式恒成立问题】【例6】(2024·内蒙古·三模)已知函数f (x )=x 2―ax +2ln x .(1)讨论f (x )的单调性;(2)若a >0,f (x )≤e ax 恒成立,求a 的取值范围.【变式6-1】(2024·广西贵港·模拟预测)已知函数f(x)=a e ax―ln x+ln a+1.x(1)当a=1时,请判断f(x)的极值点的个数并说明理由;(2)若f(x)≥2a2―a恒成立,求实数a的取值范围.【变式6-2】(2024·天津武清·模拟预测)已知f(x)=a x―x a(x≥0,a>0且a≠1).(1)当a=2时,求f(x)在x=0处的切线方程;(2)当a=e时,求证:f(x)在(e,+∞)上单调递增;(3)设a>e,已知∀x∈a,+∞,有不等式f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围.【变式6-3】(2024·河北·模拟预测)已知函数f(x)=a ln x―x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)证明:当a>0时,f(x)≤―1.【题型7 利用同构证明不等式】【例7】(2024·湖北荆州·三模)已知函数f(x)=x e x―a(ln x+x),其中e是自然对数的底数.(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜截式方程;(2)当a=e时,求出函数f(x)的所有零点;(3)证明:x2e x>(x+2)ln x+2sin x.【变式7-1】(2024·广东广州·模拟预测)已知函数f(x)=x e ax(a>0).(1)求f(x)在区间[―1,1]上的最大值与最小值;(2)当a≥1时,求证:f(x)≥ln x+x+1.【变式7-2】(2024·山东·二模)已知函数f(x)=mx―ln x,x∈(1,+∞).(1)讨论f(x)的单调性;(2)若e(m―1)x+1f(x)≥x2―x恒成立,求实数m的取值范围.【变式7-3】(2024·四川眉山·三模)已知函数f(x)=x ln x―ax2―2x.(1)若过点(1,0)可作曲线y=f(x)两条切线,求a的取值范围;(2)若f(x)有两个不同极值点x1,x2.①求a的取值范围;②当x1>4x2时,证明:x1x22>16e3.【题型8 与零点有关的同构问题】【例8】(2024·四川自贡·三模)已知函数f(x)=1+1x +a ln x(a >0)(1)求函数f(x)的单调区间;(2)函数f(x)有唯一零点x 1,函数g(x)=x ―sin x ―ae 2在R 上的零点为x 2.证明:x 1<x 2.【变式8-1】(2024·广东茂名·一模)设函数f (x )=e x +a sin x ,x ∈[0,+∞).(1)当a =―1时,f (x )≥bx +1在[0,+∞)上恒成立,求实数b 的取值范围;(2)若a >0,f (x )在[0,+∞)上存在零点,求实数a 的取值范围.【变式8-2】(2024·四川遂宁·模拟预测)已知函数f (x )=x ―1x +a ln x ,其中a ∈R .(1)当x ∈[1,+∞)时,f (x )≥0,求a 的取值范围.(2)若a <―2,证明:f (x )x 1,x 2,x 3(x 1<x 2<x 3),且x 1,x 2,x 3成等比数列.【变式8-3】(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知函数f (x )=x 2ln x ―m 有两个不同的零点x 1,x 2,且t =x 21+x 22.(1)求实数m 的取值范围;(2)求证:t <1;(3)比较t 与2e 及2m +3e 的大小,并证明.一、单选题1.(2024·陕西安康·模拟预测)已知a =ln 65,b=16,c =17e 17,则( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >b >aD .c >a >b2.(2024·宁夏银川·模拟预测)已知a ∈N ∗,函数f (x )=e 3x ―x a >0恒成立,则a 的最大值为( )A .2B .3C .6D .73.(2024·四川南充·模拟预测)设a >0,b >0,且a +b =1,则下列结论正确的个数为( )①log 2a +log 2b ≥―2 ②2a +2b ≥③a +ln b <0A .0B .1C .2D .34.(2024·四川宜宾·模拟预测)定义在(0,+∞)上的单调函数f (x ),对任意的x ∈(0,+∞)有f [f (x )―ln x ]=1恒成立,若方程f (x )⋅f ′(x )=m 有两个不同的实数根,则实数m 的取值范围为( )A .(―∞,1)B .(0,1)C .(0,1]D .(―∞,1]5.(2024·四川南充·模拟预测)设a >0,b >0,且a +b =1,则下列结论正确的个数为( )①log 2a +log 2b ≥―2 ②2a +2b ≥③a +ln b <0 ④sin a sin b <14A .1B .2C .3D .46.(2024·河南郑州·三模)设x 1,x 2∈(0,+∞),且e x 1+ln x 2=1,则( )A .若x 1=x 2,则x 1∈B .若x 1x 2=1,则x 1存在且不唯一C .x 1+x 2>1D .x 1+ln x 2>07.(2024·四川·三模)已知关于x 的方程e 2x ―ax e x +9e 2x 2=0有4个不同的实数根,分别记为x 1,x 2,x 3,x 4,则(e x 1x 1―e)(e x 2x 2―e)(e x 3x 3―e)(e x 4x 4―e)的取值范围为( )A .(0,16e 4)B .(0,12e 4)C .(0,4e 4)D .(0,8e 4)8.(2024·湖北·模拟预测)已知函数f (x )=ln x ,g (x )为f (x )的反函数,若f (x )、g (x )的图像与直线y =―x 交点的横坐标分别为x 1,x 2,则下列说法正确的为( )A .x 2>ln x 1B .x 1+x 2<0C .x 1∈D .x 1―x 2∈1,12+ln2二、多选题9.(2024·湖北武汉·模拟预测)对于函数f(x)=xln x ,下列说法正确的是( )A .函数f(x)的单调递减区间为(0,1)∪(1,e)B .f(π)<f(2)C .若方程|f(|x|)|=k 有6个不等实数根,则k >eD .对任意正实数x 1,x 2,且x 1≠x 2,若f (x 1)=f (x 2),则x 1x 2>e 210.(2024·河南郑州·模拟预测)已知函数f (x )=x cos x ―sin x ,下列结论中正确的是( )A .函数f (x )在x =π2时,取得极小值―1B .对于∀x ∈[0,π],f (x )≤0恒成立C .若0<x 1<x 2<π,则x 1x 2<sin x 1sin x 2D .若对于∀x ∈a <sin x x<b 恒成立,则a 的最大值为2π,b 的最小值为111.(2024·江苏·模拟预测)设x 1,x 2(x 1<x 2)是直线y =a 与曲线f (x )=x(1―ln x)的两个交点的横坐标,则( )A .x 1x 2<eB .x 2ln x 1>x 1ln x 2C .∃a ∈(0,1),x 2―x 1>e aD .∀a ∈(0,1),x 1ln x 1+x 2>a三、填空题12.(2024·福建泉州·一模)已知函数f(x)=(x ―1)e x +|e x ―a |有且只有两个零点,则a 的范围是 .13.(2024·四川成都·三模)若不等式e mx (mx ―ln2)―x ln x 2≥0,对任意x ∈+∞恒成立,则正实数m的取值范围是.14.(2024·四川凉山·三模)已知函数f (x )=e x ―2e x ln x x―x 2ln x x >t ,则2t 3e t―1=.四、解答题15.(2024·陕西渭南·二模)已知函数f(x)=x ln x ,g(x)=2f(x)x―x +1x .(1)求函数g(x)的单调区间;(2)若当x >0时,mx 2―e x ≤mf(x)恒成立,求实数m 的取值范围.16.(2024·陕西榆林·模拟预测)已知函数f(x)=e x+(a―1)x―1,其中a∈R.(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)当a=2时,证明:f(x)>x ln x―cos x.17.(2024·浙江·模拟预测)已知函数f(x)=(ax―b)a x(a>0,a≠1),b∈R.(1)若y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=e x,求a,b的值;(2)当b=1时,y=f(x)存在极小值点x0,求证:f(x0)≤―e1e.18.(2024·江苏苏州·模拟预测)已知函数f(x)=ln x+ax+1,a∈R.(1)讨论f(x)的单调性;≤e2x.(2)当a≤2时,证明:f(x)x19.(2024·福建南平·模拟预测)已知函数f(x)=ln(e x),其中e为自然对数的底数.ax(1)讨论f(x)的单调性;(2)若方程f(x)=1有两个不同的根x1,x2.(i)求a的取值范围;(ii)证明:x21+x22>2.。
高考数学复习之导数题型解题方法

高考数学复习之导数题型解题方法作者:佚名专题综述导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实质问题的有力工具。
在高中阶段对于导数的学习,主假如以下几个方面:1.导数的惯例问题:(1)刻画函数(比初等方法精准细微);(2)同几何中切线联系(导数方法可用于研究平面曲线的切线);(3)应用问题(初等方法常常技巧性要求较高,而导数方法显得简易)等对于次多项式的导数问题属于较难种类。
2.对于函数特点,最值问题许多,因此有必需专项议论,导数法求最值要比初等方法快捷简易。
3.导数与分析几何或函数图象的混淆问题是一种重要种类,也是高考取观察综合能力的一个方向,应惹起注意。
知识整合1.导数观点的理解。
2.利用导数鉴别可导函数的极值的方法及求一些实质问题的最大值与最小值。
复合函数的求导法例是微积分中的要点与难点内容。
课本中先经过实例,引出复合函数的求导法例,接下来对法例进行了证明。
3.要能正确求导,一定做到以下两点:(1)娴熟掌握各基本初等函数的求导公式以及和、差、积、商的求导法例,复合函数的求导法例。
其实 ,任何一门学科都离不开照本宣科 ,要点是记忆有技巧, “死记”以后会“活用”。
不记着那些基础知识 ,怎么会向高层次进军 ?特别是语文学科涉猎的范围很广 ,要真实提升学生的写作水平 ,单靠剖析文章的写作技巧是远远不够的 ,一定从基础知识抓起 ,每日挤一点时间让学生“死记”名篇佳句、名言警句,以及丰富的词语、新奇的资料等。
这样 ,就会在有限的时间、空间里给学生的脑海里注入无穷的内容。
与日俱增 ,与日俱增 ,进而收到磨铁成针 ,绳锯木断的功能。
唐宋或更早以前,针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目,其相应教授者称为“博士”,这与现在“博士”含义已经相去甚远。
而对那些特别解说“武事”或解说“经籍”者,又称“讲课老师”。
“教授”和“助教”均原为学官称呼。
前者始于宋,乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的解说者;尔后者则于西晋武帝时代即已建立了,主要辅助国子、博士培育生徒。
高中数学导数求零点做题方法及例题

高中数学导数求零点做题方法及例题《高中数学导数求零点做题方法及例题》导数求零点是高中数学中的一个重要概念和解题方法。
理解和掌握此方法,对于解决各种数学问题以及考试取得优异成绩都非常关键。
本文将介绍导数求零点的做题方法,并通过例题加深理解。
首先,我们回顾一下导数的定义。
在数学中,给定一个函数f(x),若其在某一点x_0处的导数f'(x_0)等于0,那么x_0就被称为函数f(x)的一个零点。
换句话说,零点就是函数曲线与x轴相交的点,即函数取值为零的位置。
那么,如何求解导数为零的点呢?我们可以运用微积分中的导数概念以及一些求根的方法,例如二分法、牛顿迭代法等。
下面以实际例题来说明导数求零点的做题方法。
例题1:已知函数f(x)=x^3-3x^2-9x+5,求其在(-∞,+∞)上的所有零点。
解:首先,我们需要求出导数f'(x)。
对于f(x)=x^3-3x^2-9x+5,求导后可得到f'(x)=3x^2-6x-9。
其次,我们将求得的导数f'(x)令为0,并解方程得到零点。
即3x^2-6x-9=0,两侧同时除以3,化简得到x^2-2x-3=0。
利用求根公式或配方法,解得x=-1,x=3。
因此,函数f(x)=x^3-3x^2-9x+5在(-∞,+∞)上的零点为 x=-1 和 x=3。
通过此例题,我们可以总结出求导数零点的方法:1. 求函数的导数。
2. 将导数等于0,即f'(x)=0,转化为方程。
3. 解方程得到零点。
导数求零点的方法在高中数学中经常出现,它常被应用于曲线的切线问题、函数图像的性质研究等。
掌握此方法不仅可以提升解题效率,还可以更加深刻地理解函数的性质。
总结起来,导数求零点是一种常用的数学方法,通过对函数的导数进行求解得到函数的零点。
掌握了此方法,我们可以在解决各种数学问题时更加轻松而高效。
因此,同学们在学习数学时,应该注重理解和运用导数求零点的做题方法,才能在考试中取得好成绩。
2024高考数学常考题型 导数中构造函数比大小问题题型总结(解析版)

第4讲导数中构造函数比大小问题题型总结【典型例题】题型一:构造()xxx f ln =比较大小此函数定义域为()+∞,0,求导()2ln 1x xx f -=',当()e x ,0∈时,()0>'x f ,故()x f 为增函数,当()+∞∈,e x 时,()0<'x f ,故()x f 为减函数,当e x =时,()x f 取得极大值为()ee f 1=,且()()222ln 42ln 244ln 4f f ====,此结论经常用来把函数转化到同一边进行比较【例1】(2022·广东·佛山市南海区九江中学高二阶段练习)若1ln 2ln 3,,e 23a b c ===,则,,a b c 的大小关系为()A .a c b >>B .b c a>>C .c b a>>D .a b c>>【答案】A 【解析】【分析】通过对三个数的变形及观察,可以构造出函数()ln xf x x=,通过求导分析其单调性即可得到答案【详解】解:1ln e ln 2ln 4ln 3,,e e 243a b c =====,设()()2ln 1ln ,x x f x f x x x -'==,则e x >时,()0f x '<,故()f x 在()e,∞+上单调递减,则()()()3e 4f f f >>,即ln e ln 3ln 4e34>>,所以a c b >>.故选:A.【例2】(2023·全国·高三专题练习)设24ln 4a e -=,ln 22b =,1c e =,则()A .a c b <<B .a b c<<C .b a c<<D .b c a<<【答案】C【解析】【分析】结合已知要比较函数值的结构特点,可考虑构造函数()ln xf x x=,然后结合导数与单调性关系分析出e x =时,函数取得最大值()1e ef =,可得c 最大,然后结合函数单调性即可比较大小.【详解】设()ln x f x x =,则()21ln xf x x -'=,当e x >时,()0f x '<,函数单调递减,当0e x <<时,()0f x '>,函数单调递增,故当e x =时,函数取得最大值()1e ef =,因为()2222e ln 22ln22e e e 22a f -⎛⎫=== ⎪⎝⎭,()()4ln2l e n 4e 1,24b f c f =====,2e 42e << ,当e x >时,()0f x '<,函数单调递减,可得()()2e 4e 2f f f ⎛⎫<< ⎪⎝⎭,即b a c <<.故选:C【例3】(2022·吉林·高二期末)下列命题为真命题的个数是()①ln 32<;②ln π<;③15<;④3e ln 2>.A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】【分析】本题首先可以构造函数()ln x f x x =,然后通过导数计算出函数()ln xf x x=的单调性以及最值,然后通过对①②③④四组数字进行适当的变形,通过函数()ln xf x x=的单调性即可比较出大小.【详解】解:构造函数()ln x f x x =,则()21ln xf x x -'=,当0e x <<时,()0f x '>,e x >时,()0f x '<,所以函数()ln xf x x=在()0,e 上递增,在()e,+∞上递减,所以当e x =时()f x 取得最大值1e,ln 322ln 2ln 22<⇔⇔,2e <<可得()2ff <,故①正确;lnπ<⇔e <<,可得f f <,故②错误;ln 2ln 4152ln1524<⇔<⇔<<,因为函数()ln xf x x=在()e,+∞上递减,所以()4f f<,故③正确;因为e >,所以(()e f f <,ln ee <1e <,则3e <即3e ln 2<④错误,综上所述,有2个正确.故选:B .【点睛】本题考查如何比较数的大小,当两个数无法直接通过运算进行大小比较时,如果两个数都可以转化为某个函数上的两个函数值,那么可以构造函数,然后通过函数的单调性来判断两个数的大小,考查函数思想,是难题.【例4】(2021·陕西汉中·高二期末(理))已知a ,b ,c 均为区间()0,e 内的实数,且ln 55ln a a =,ln 66ln b b =,ln 77ln c c =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .a c b >>B .a b c>>C .c a b>>D .c b a>>【答案】B 【解析】【分析】构造函数()ln xf x x=,由导数判断函数单调性,进而利用单调性即可求解.【详解】解:令()ln x f x x =,则()21ln xf x x -'=,当0e x <<时,()0f x '>,函数()F x 在()0,e 上单调递增,当e x >时,()0f x '<,函数()f x 在()e,+∞上单调递减,因为765e >>>,所以()()()765f f f <<,因为a ,b ,c 均为区间()0,e 内的实数,且ln 5ln 5a a =,ln 6ln 6b b =,ln 7ln 7c c=,所以()()()f a f b f c >>,所以a b c >>,故选:B.【例5】(2022·江西·高三阶段练习(理))设ln 28a =,21e b =,ln 612c =,则()A .a c b <<B .a b c <<C .b a c <<D .c a b<<【答案】B 【解析】【分析】根据a 、b 、c 算式特征构建函数()2ln xf x x =,通过求导确定函数单调性即可比较a 、b 、c 的大小关系.【详解】令()2ln x f x x =,则()42ln 0x x xx x f x '-==⇒=因此()2ln xf x x =在)∞+上单调递减,又因为ln 2ln 4(4)816a f ===,22ln e1=(e)e e b f ==,ln 612c f ===,因为4e >>>a b c <<.故选:B .【题型专练】1.(2022·四川省资阳中学高二期末(理))若ln212ln3,,29e a b c ===,则()A .b a c>>B .b c a>>C .a b c >>D .a c b>>【答案】A 【解析】【分析】令()ln xf x x=,利用导数说明函数的单调性,即可得到函数的最大值,再利用作差法判断a 、c ,即可得解;【详解】解:令()ln x f x x =,则()21ln xf x x-'=,所以当0e x <<时()0f x '>,当e x >时()0f x '<,所以()f x 在()0,e 上单调递增,在()e,+∞上单调递减,所以()()max ln e 1e e e f x f ===,所以1e ln22>又94ln22ln39ln 24ln 3ln 2ln 3ln 512ln 91029181818----===>所以ln22ln329>,即b a c >>.故选:A2.(2022·浙江台州·高二期末)设24ln 4e a -=,ln 22b =,c =,则()A .a b c <<B .b a c <<C .a c b<<D .b c a<<【答案】B 【解析】【分析】由题设22e ln2e 2a =,ln 44b =,ln 33c =,构造ln ()xf x x =并利用导数研究单调性,进而比较它们的大小.【详解】由题设,222e ln4ln 42e e 2a -==,ln 2ln 424b ==,ln 33c ==,令ln ()xf x x=且0x >,可得21ln ()x f x x -'=,所以()0f x '>有0e x <<,则(0,e)上()f x 递增;()0f x '<有e x >,则(e,)+∞上()f x 递减;又2e 43e 2>>>,故c a b >>.故选:B3.(2022·四川广安·模拟预测(理))在给出的(1ln 32)43ln 34<e (3)ee ππ>.三个不等式中,正确的个数为()A .0个B .1个C .2个D .3个【答案】C 【解析】【分析】根据题目特点,构造函数()ln x f x x =,则可根据函数()ln xf x x=的单调性解决问题.【详解】首先,我们来考察一下函数()ln xf x x=,则()21ln xf x x -'=,令()0,f x '>解得0e x <<,令()0,f x '<解得e x >,故()ln xf x x=在区间()0,e 上单调递增,在区间()e,+∞单调递减,所以,(1)ff <ln 3>,则正确;(2)()43e 3f f ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即4343lne ln33e <,即43e ln 34⋅>,则错误;(3)()()πf e f >,即e e e e e e ππππππln ln ln ln ln ln >⇒>⇒>,所以,e e ππ>,则正确故选:C.4.(2022·四川资阳·高二期末(文))若ln 33a =,1eb =,3ln 28c =,则()A .b a c >>B .b c a >>C .c b a >>D .c a b>>【答案】A 【解析】【分析】设函数ln (),(0)xf x x x=>,求出其导数,判断函数的单调性,由此可判断出答案.【详解】设ln (),(0)x f x x x =>,则21ln ()xf x x -'=,当0e x <<时,()0f x '>,()f x 递增,当e x >时,()0f x '<,()f x 递减,当e x =时,函数取得最小值,由于e 38<<,故lne ln 3ln 8e 38>>,即b a c >>,故选:A5.(2022·山东日照·高二期末)π是圆周率,e 是自然对数的底数,在e 3,3e ,33,e e ,πe ,3π,π3,e π八个数中,最小的数是___________,最大的数是___________.【答案】e e π3【解析】【分析】分别利用指数函数的单调性,判断出底数同为3,e 以及π的数的大小关系,再由幂函数的单调性,找出最小的数,最后利用函数()ln xf x x=的单调性,判断出最大的数.【详解】显然八个数中最小的数是e e .函数3x y =是增函数,且e 3π<<,∴e 3π333<<;函数e x y =是增函数,且e 3π<<,e 3πe e e <<;函数πx y =是增函数,且e 3π<<,e 3ππ<;函数e y x =在()0,∞+是增函数,且e 3π<<,e e e e 3π<<,则八个数中最小的数是e e 函数πy x =在()0,∞+是增函数,且e 3<,ππe 3<,八个数中最大的数为3π或π3,构造函数()ln xf x x=,求导得()21ln xf x x -'=,当()e,x ∈+∞时()0f x '<,函数()f x 在()e,+∞是减函数,()()3πf f >,即ln 3ln π3π>,即πln 33ln π>,即π3ln 3ln π>,π33π∴>,则八个数中最大的数是π3.故答案为:e e ;π3.6.(2022·安徽省宣城中学高二期末)设24ln41,,e ea b c -===,,a b c 的大小关系为()A .a b c <<B .b a c<<C .a c b<<D .c a b<<【答案】D 【解析】【分析】设ln ()(0)xf x x x =>,利用导数求得()f x 的单调性和最值,化简可得2e 2a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,(e)b f =,(2)c f =,根据函数解析式,可得ln 4(4)(2)4f f ==且2e e 42<<,根据函数的单调性,分析比较,即可得答案.【详解】设ln ()(0)xf x x x=>,则221ln 1ln ()x xx x f x x x ⋅--'==,当(0,e)x ∈时,()0f x '>,则()f x 为单调递增函数,当(e,)x ∈+∞时,()0f x '<,则()f x 为单调递减函数,所以max 1()(e)ef x f ==,又222222e ln 4ln42(ln e e 2e e e 22ln 2)a f ⎛⎫-==-== ⎪⎝⎭,1(e)e b f ==,1ln 2(2)2c f ===,又2ln 4ln 2ln 2(4)(2)442f f ====,2e e 42<<,且()f x 在(e,)+∞上单调递减,所以2e (2)(4)2f f f ⎛⎫=< ⎪⎝⎭,所以b a c >>.故选:D7.(2022·黑龙江·大庆实验中学高二期末)已知实数a ,b ,c 满足ln ln ln 0e a a b cb c==-<,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b c a <<B .c b a<<C .a b c<<D .b a c<<【答案】C 【解析】【分析】判断出01,01,1a b c <<<<>,构造函数ln (),(0)xf x x x=>,判断01x <<时的单调性,利用其单调性即可比较出a,b 的大小,即可得答案.【详解】由ln ln ln 0e a a b cb c==-<,得01,01,1a b c <<<<>,设ln (),(0)x f x x x =>,则21ln ()xf x x -'=,当01x <<时,()0f x '>,()f x 单调递增,因为01a <<,所以e 1>>a a ,所以ln ln e a aa a>,故()()ln ln ln e =>∴>a a b a f b f a b a ,则b a >,即有01a b c <<<<,故a b c <<.故选:C.题型二:利用常见不等式关系比较大小1、常见的指数放缩:)1();0(1=≥=+≥x ex e x x e xx证明:设()1--=x e x f x,所以()1-='xe xf ,所以当()0,∞-∈x 时,()0<'x f ,所以()x f 为减函数,当当()+∞∈,0x 时,()0>'x f ,所以()x f 为增函数,所以当0=x 时,()x f 取得最小值为()00=f ,所以()0≥x f ,即1+≥x e x2.常见的对数放缩:)(ln );1(1ln 11e x exx x x x x =≤=-≤≤-3.常见三角函数的放缩:x x x x tan sin ,2,0<<⎪⎭⎫⎝⎛∈π【例1】(2022·湖北武汉·高二期末)设4104a =,ln1.04b =,0.04e 1c =-,则下列关系正确的是()A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .c b a>>【答案】D 【解析】【分析】分别令()()e 10xf x x x =-->、()()()ln 10g x x x x =+->、()()()ln 101xh x x x x=+->+,利用导数可求得()0f x >,()0g x <,()0h x >,由此可得大小关系.【详解】令()()e 10xf x x x =-->,则()e 10x f x '=->,()f x ∴在()0,∞+上单调递增,()()00f x f ∴>=,即1x e x ->,则0.04e 10.04->;令()()()ln 10g x x x x =+->,则()11011x g x x x'=-=-<++,()g x ∴在()0,∞+上单调递减,()()00g x g ∴<=,即()ln 1x x +<,则ln1.040.04<;0.04e 1ln1.04∴->,即c b >;令()()()ln 101x h x x x x=+->+,则()()()22110111x h x x x x '=-=>+++,()h x ∴在()0,∞+上的单调递增,()()00h x h ∴>=,即()ln 11xx x+>+,则0.044ln1.04 1.04104>=,即b a >;综上所述:c b a >>.故选:D.【点睛】关键点点睛:本题解题关键是能够通过构造函数的方式,将问题转化为函数值的大小关系的比较问题,通过导数求得函数的单调性后,即可得到函数值的大小.【例2】(2022·山东菏泽·高二期末)已知910a =,19eb -=,101ln 11c =+,则a ,b ,c 的大小关系为()A .a b c <<B .b a c<<C .c b a <<D .c a b<<【答案】B【解析】【分析】首先设()e 1x f x x =--,利用导数得到()e 10xx x >+≠,从而得到11b a>,设()ln 1g x x x =-+,利用导数得到()ln 11x x x <-≠,从而得到111ln 1010<和c a >,即可得到答案.【详解】解:设()e 1x f x x =--,()e 1xf x '=-,令()0f x ¢=,解得0x =.(),0x ∈-∞,()0f x ¢<,()f x 单调递减,()0,x ∞∈+,()0f x ¢>,()f x 单调递增.所以()()00f x f ≥=,即e 10x x --≥,当且仅当0x =时取等号.所以()e 10xx x >+≠.又1911101e 199b a=>+==,0,0a b >>,故11b a >,所以b a <;设()ln 1g x x x =-+,()111xg x x x-'=-=,令()0g x ¢=,解得1x =.()0,1∈x ,()0g x ¢>,()g x 单调递增,()1,x ∈+∞,()0g x ¢<,()g x 单调递减.所以()()10g x g ≤=,即ln 10x x -+≤,当且仅当1x =时取等号.所以()ln 11x x x <-≠,故11111ln 1101010<-=,又1011011lnln ln ln1011101110c a -=+>+==,所以c a >,故b a c <<.故选:B.【例3】(2022·四川凉山·高二期末(文))已知0.01e a =, 1.01b =,1001ln 101c =-,则().A .c a b >>B .a c b>>C .a b c>>D .b a c>>【答案】C 【解析】【分析】构造函数()e 1x f x x =--,由导数确定单调性,进而即得.【详解】设()e 1x f x x =--,则e ()10x f x '=->,在0x >时恒成立,所以()f x 在(0,)+∞上是增函数,所以e 1(0)0x x f -->=,即e 1x x >+,0x >,∴0.01e 1.01>,又ln1.010>,∴ln1.01e 1ln1.01>+,即1001.011ln 101>-,所以a b c >>.故选:C .【例4】(2022·四川绵阳·高二期末(理))若8ln 7a =,18=b ,7ln 6c =,则()A .a c b <<B .c a b<<C .c b a <<D .b a c<<【答案】D 【解析】【分析】构造函数()1ln 1f x x x=+-,其中1x >,利用导数分析函数()f x 的单调性,可比较得出a 、b 的大小关系,利用对数函数的单调性可得出c 、a 的大小关系,即可得出结论.【详解】构造函数()1ln 1f x x x=+-,其中1x >,则()221110x f x x x x -'=-=>,所以,函数()f x 在()1,+∞上为增函数,故()()10f x f >=,则88781ln 1ln 077878f ⎛⎫=+-=-> ⎪⎝⎭,即a b >,78lnln 67> ,因此,b a c <<.故选:D.【例5】(2022·全国·高考真题(理))已知3111,cos ,4sin 3244a b c ===,则()A .c b a >>B .b a c>>C .a b c >>D .a c b>>【答案】A 【解析】【分析】由14tan 4c b =结合三角函数的性质可得c b >;构造函数21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞,利用导数可得b a >,即可得解.【详解】因为14tan 4c b =,因为当π0,,sin tan 2x x x x ⎛⎫∈<< ⎪⎝⎭所以11tan44>,即1cb >,所以c b >;设21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞,()sin 0f x x x '=-+>,所以()f x 在(0,)+∞单调递增,则1(0)=04f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭,所以131cos 0432->,所以b a >,所以c b a >>,故选:A 【题型专练】1.(2022·福建·莆田一中高二期末)设ln1.01a =, 1.0130e b =,1101c =,则()A .a b c <<B .a c b <<C .c b a <<D .c a b<<【答案】D 【解析】【分析】构造函数()ln 1f x x x =-+(0x >),证明ln 1≤-x x ,令 1.01x =,排除选项A,B,再比较,a b 大小,即得解.【详解】解:构造函数()ln 1f x x x =-+(0x >),()10f =,()111xf x x x-'=-=,所以()f x 在()0,1上()0f x '>,()f x 单调递增,()f x 在()1,+∞上()0f x '<,()f x 单调递减,所以max ()(1)0,ln 10,ln 1f x f x x x x ==∴-+≤∴≤-,令 1.01x =,则 ln a x =,30e x b =,11c x=-,考虑到ln 1≤-x x ,可得11ln 1x x ≤-,1ln 1x x -≥-等号当且仅当 1x =时取到,故 1.01x =时a c >,排除选项A ,B.下面比较,a b 大小,由ln 1≤-x x 得 1.01ln1.01 1.0130e<<,故b a >,所以c a b <<.故选:D.2.(2022·吉林·长春市第二中学高二期末)已知1cos 5a =,4950b =,15sin 5=c ,则()A .b a c >>B .c b a >>C .b c a >>D .c a b>>【答案】D 【解析】【分析】构造函数21()cos 12f x x x =+-,利用导数求解函数()f x 的单调性,利用单调性进行求解.【详解】解:设21()cos 1,(01)2f x x x x =+-<<,则()sin f x x x '=-,设()sin ,(01)g x x x x =-<<,则()1cos 0g x x '=->,故()g x 在区间(0,1)上单调递增,即()(0)0g x g >=,即()0f x '>,故()f x 在区间(0,1)上单调递增,所以1(0)05f f ⎛⎫>= ⎪⎝⎭,可得149cos 550>,故a b >,利用三角函数线可得0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,tan x x >,所以11tan 55>,即1sin1515cos 5>,所以115sincos 55>,故c a >综上,c a b >>故选:D.3(2022·湖北武汉·高二期末)设4104a =,ln1.04b =,0.04e 1c =-,则下列关系正确的是()A .a b c >>B .b a c >>C .c a b >>D .c b a>>【答案】D 【解析】【分析】分别令()()e 10xf x x x =-->、()()()ln 10g x x x x =+->、()()()ln 101xh x x x x=+->+,利用导数可求得()0f x >,()0g x <,()0h x >,由此可得大小关系.【详解】令()()e 10xf x x x =-->,则()e 10x f x '=->,()f x ∴在()0,∞+上单调递增,()()00f x f ∴>=,即1x e x ->,则0.04e 10.04->;令()()()ln 10g x x x x =+->,则()11011x g x x x'=-=-<++,()g x ∴在()0,∞+上单调递减,()()00g x g ∴<=,即()ln 1x x +<,则ln1.040.04<;0.04e 1ln1.04∴->,即c b >;令()()()ln 101x h x x x x =+->+,则()()()22110111x h x x x x '=-=>+++,()h x ∴在()0,∞+上的单调递增,()()00h x h ∴>=,即()ln 11xx x+>+,则0.044ln1.04 1.04104>=,即b a >;综上所述:c b a >>.故选:D.题型三:构造其它函数比大小(研究给出数据结构,合理构造函数)【例1】(2022·河南河南·高二期末(理))已知1ln 22a a -=,1ln 33b b -=,e ln e cc -=,其中12a ≠,13b ≠,e c ≠,则a ,b ,c 的大小关系为().A .c a b <<B .c b a<<C .a b c<<D .a c b<<【答案】A 【解析】【分析】构造函数()()ln 0f x x x x =->,并求()f x ',利用函数()f x 的图象去比较a b c 、、三者之间的大小顺序即可解决.【详解】将题目中等式整理,得11ln ln 22a a -=-,11ln ln 33b b -=-,ln e ln e c c -=-,构造函数()()ln 0f x x x x =->,()111x f x x x-'=-=,令()0f x '=,得1x =,所以()f x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增,函数()f x 的大致图象如图所示.因为()12f a f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()13f b f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()()e f c f =,且12a ≠,13b ≠,e c ≠,则由图可知1b a >>,01c <<,所以c a b <<.故选:A .【例2】(2022·重庆市万州第二高级中学高二阶段练习)设 1.01e a =,3eb =,ln 3c =,其中e 为自然对数的底数,则a ,b ,c 的大小关系是()A .b a c >>B .c a b>>C .a c b>>D .a b c>>【答案】D 【解析】【分析】可判断 1.012e a =>,e32b =<,ln 32c =<,再令()ln exf x x =-,[e x ∈,)∞+,求导判断函数的单调性,从而比较大小.【详解】解: 1.012e a =>,e 32b =<,ln 32c =<,令()ln exf x x =-,[e x ∈,)∞+,11()0e e e x f x x x-'=-=<,故()f x 在[e ,)∞+上是减函数,故()()e 3f f <,即3ln 30e-<,故 1.013l e e n 3<<,即c b a <<,故选:D .【例3】(2022·全国·高三专题练习)已知ln 32a =,1e 1b =-,ln 43c =,则a ,b ,c 的大小关系是()A .b a c >>B .b c a >>C .c a b >>D .c b a>>【答案】A 【解析】【分析】根据给定条件构造函数ln ()e)1xf x x x =≥-,再探讨其单调性并借助单调性判断作答.【详解】令函数ln ()(e)1x f x x x =≥-,求导得()211ln ()1x x f x x --'=-,令()11ln g x x x =--,则()210,(e)xg x x x -'=<≥,故()11ln g x x x =--,(e)x ≥单调递减,又()111ln101g =--=,故()0,(e)g x x <≥,即()0,(e)f x x '<≥,而e 34<<,则(e)(3)(4)f f f >>,即1ln 3ln 4e 123>>-,所以b a c >>,故选:A【例4】(山东省淄博市2021-2022学年高二下学期期末数学试题)设110a =,ln1.1b =,910ec -=,则()A .a b c <<B .c a b <<C .b c a <<D .b a c<<【答案】D 【解析】【分析】利用指数函数的性质可比较,a c 的大小,再构造函数()ln(1)f x x x =-+,利用导数判断函数的单调性,再利用其单调性可比较出,a b ,从而可比较出三个数的大小【详解】因为e x y =在R 上为增函数,且9110-<-,所以9110e e --<,因为11e 10-<,所以9101e 10-<,即a c <,令()ln(1)f x x x =-+(0x >),得1()1011xf x x x'=-=>++,所以()f x 在(0,)+∞上递增,所以()(0)0f x f >=,所以ln(1)x x >+,令0.1x =,则0.1ln1.1>,即1ln1.110>,即a b >,所以b a c <<,故选:D【例5】(2022·四川南充·高二期末(理))设0.010.01e a =,199b =,ln 0.99c =-,则()A .c a b <<B .c b a <<C .a b c <<D .a c b<<【答案】A 【解析】【分析】根据给定数的特征,构造对应的函数,借助导数探讨单调性比较函数值大小作答.【详解】令函数e ,,ln(1)1xxy x t u x x===---,1)x ∈,显然0,0y t >>,则ln ln ln [ln ln(1)]ln(1)y t x x x x x x -=+---=+-,令()ln(1)f x x x =+-,1)x ∈-,求导得1()1011x f x x x '=+=<--,即()f x 在1)-上单调递减,1)x ∀∈,()(0)0f x f <=,即ln ln y t y t <⇔<,因此当1)x ∈时,e 1xx x x<-,取0.01x =,则有0.010.0110.01e10.0199a b =<==-,令()e ln(1)xg x y u x x =-=+-,1)x ∈-,21(1)e 1()(1)e 11x xx g x x x x -+'=++=--,令2()(1)e 1x h x x =-+,1)x ∈,2()(21)e 0x h x x x '=+-<,()h x在1)-上单调递减,1)x ∀∈,()(0)0h x h <=,有()0g x '>,则()g x 在1)上单调递增,1)x ∀∈,()(0)0g x g >=,因此当1)x ∈时,e ln(1)x x x >--,取0.01x =,则有0.010.01e ln(10.01)ln 0.99a c =>--=-=,所以c a b <<.故选:A 【点睛】思路点睛:涉及某些数或式大小比较,探求它们的共同特性,构造符合条件的函数,利用函数的单调性求解即可.【例6】(2022·全国·高三专题练习)已知0.3πa =,20.9πb =,sin 0.1c =,则a ,b ,c 的大小关系正确的是()A .a b c >>B .c a b>>C .a c b>>D .b a c>>【答案】B 【解析】【分析】作差法比较出a b >,构造函数,利用函数单调性比较出c a >,从而得出c a b >>.【详解】2220.30.90.3π0.90.330.90ππππa b -⨯--=-=>=,所以0a b ->,故a b >,又()πsin 3f x x x =-,则()πcos 3f x x '=-在π0,6x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭上单调递减,又()0π30f '=->,π306f ⎛⎫'=-< ⎪⎝⎭,所以存在0π0,6x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使得()00f x '=,且在()00,x x ∈时,()0f x '>,在0π,6x x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '<,即()πsin 3f x x x =-在()00,x x ∈上单调递增,在0π,6x x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭单调递减,且ππ30124f ⎛⎫'=-> ⎪⎝⎭,所以0π12x >,又因为()00f =,所以当()00,x x ∈时,()πsin 30f x x x =->,其中因为1π1012<,所以()010,10x ∈,所以1πsin 0.10.3010f ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,故sin 0.10.3π>,即c a b >>.故选:B【例7】(2022·河南洛阳·三模(理))已知108a =,99b =,810c =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b c a >>B .b a c >>C .a c b >>D .a b c>>【答案】D 【解析】【分析】构造函数()()18ln f x x x =-,8x ≥,求其单调性,从而判断a ,b ,c 的大小关系.【详解】构造()()18ln f x x x =-,8x ≥,()18ln 1f x x x+'=--,()18ln 1f x x x+'=--在[)8,+∞时为减函数,且()295558ln 81ln 8ln e 204444f =-+-=-<-=-<',所以()18ln 10f x x x=-+-<'在[)8,+∞恒成立,故()()18ln f x x x =-在[)8,+∞上单调递减,所以()()()8910f f f >>,即10ln89ln 98ln10>>,所以10988910>>,即a b c >>.故选:D 【点睛】对于指数式,对数式比较大小问题,通常方法是结合函数单调性及中间值比较大小,稍复杂的可能需要构造函数进行比较大小,要结合题目特征,构造合适的函数,通过导函数研究其单调性,比较出大小.【例8】(2022·河南·模拟预测(理))若0.2e a =,b =ln 3.2c =,则a ,b ,c 的大小关系为()A .a b c >>B .a c b >>C .b a c >>D .c b a>>【答案】B 【解析】构造函数()()e 10xf x x x =-->,利用导数可得0.2e 1.2b a >>=,进而可得 1.2e 3.2>,可得a c >,再利用函数()()21ln 1x g x x x -=-+,可得ln 3.2 1.1>,即得.【详解】令()()e 10xf x x x =-->,则()e 10x f x '=->,∴()f x 在()0,∞+上单调递增,∴0.20.21 1.2e a b >+=>=,0.2 1.21.e ln 2e a >==,ln 3.2c =,∵()()()6551.262.7387.4,3.2335.5e e >≈≈=,∴ 1.2e 3.2>,故a c >,设()()21ln 1x g x x x -=-+,则()()()()()22221211011x xx g x x x x x +--=-=≥++',所以函数在()0,∞+上单调递增,由()10g =,所以1x >时,()0g x >,即()21ln 1x x x ->+,∴()()22121.6155ln 3.2ln 2ln1.611 1.1211.613950--=+>+=>=++,又1 1.2 1.21,1 1.1b <<<<,∴ 1.1c b >>,故a c b >>.故选:B.【点睛】本题解题关键是构造了两个不等式()e 10xx x >+>与()21ln (1)1x x x x ->>+进行放缩,需要学生对一些重要不等式的积累.【题型专练】1(2022·山东烟台·高二期末)设a =0.9,b =9ln e10c ⎛⎫= ⎪⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b c a >>B .b a c >>C .c b a >>D .c a b>>【答案】B【分析】构造函数()ln 1f x x x =--,()g x x =-.【详解】令()ln 1f x x x =--,因为11()1x f x x x'-=-=所以,当01x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减,所以(0.9)0.9ln 0.91(1)0f f =-->=,即90.9ln 0.91ln(e)10>+=,a c >;令()g x x =()1g x '=-所以,当114x <<时,()0g x '>,()g x 单调递增,所以(0.9)(1)g g <,即0.90<,0.9a b <.综上,c a b <<.故选:B2.(2022·山东青岛·高二期末)已知ln 3a π=,2b =,1sin 0.042c ⎫=-⎪⎪⎭,则a ,b ,c 的大小关系是()A .c b a >>B .a b c>>C .b a c>>D .a c b>>【答案】C 【解析】【分析】构造函数得出,a b 大小,又0c <即得出结论.【详解】构造函数()()()2ln 212ln 1f x x x x x =--=-+,则a b f -=,()1210f x x ⎛⎫'=-< ⎪⎝⎭在()1,+∞上恒成立,则()y f x =在()1,+∞上单调递减,故()10a b f f -=<=,则0b a >>,()π103x x =+>,则()π30121100433.x .-+-=>=,由对于函数()πsin 02g x x x x ⎛⎫=<< ⎪⎝⎭-,()πcos 1002g x x ,x ⎛⎫'=<<< ⎪⎝⎭-恒成立,所以,()()sin 00g x x x g =<=-即sin x x <在π0,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上恒成立.所以,1sin0.04sin sin 02x x x ⎫<=<-<⎪⎭(注:004009020305.x .,...<<<<)所以,b a c >>故选:C3.(2022·湖北襄阳·高二期末)设253e 4a =,342e 5b =,35c =,则()A .b c a <<B .a b c <<C .c b a<<D .c a b<<【答案】C 【解析】【分析】根据式子结构,构造函数()()e ,01xf x x x=<<,利用导数判断单调性,得到2354f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即可判断出a b >.记()()e 2,01xg x x x =-<<,推理判断出b c >.【详解】24452533e23e 542e e 534a b ==.记()()e ,01x f x x x =<<,则()()2e 10x xf x x -'=<,所以()e xf x x =在()0,1上单调递减.所以2354f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以a b >.433422e e 5325354b c ⎛⎫-= ⎪⨯⎝--⎭=.记()()e 2,01x g x x x =-<<,则()e 2xg x '=-.所以在()0,ln 2x ∈上,()0g x '<,则()g x 单调递减;在()ln 2,1x ∈上,()0g x '>,则()g x 单调递增;所以()()()ln 2min ln 2e 2ln 221ln 20g x g ==-⨯=->,所以()min 304g g x ⎛⎫>> ⎪⎝⎭,即3422e 0534b c ⨯⎛⎫-> ⎪⎝⎭=-.所以b c >.综上所述:c b a <<.故选:C4.(2022·福建宁德·高二期末)已知a ,R b ∈,且221a b >>,则()A .ln ln a b a b -<-e eB .ln ln b a a b <C .e a b ba->D .sin sin 1a ba b-<-【答案】D 【解析】【分析】由题设有0a b >>,分别构造e ln x y x =-、ln xy x=、e x y x =、sin y x x =-,利用导数研究在,()0x ∈+∞上的单调性,进而判断各项的正误.【详解】由221a b >>,即0a b >>,A :若e ln x y x =-且,()0x ∈+∞,则1e xy x'=-,故12|20x y ='=-<,1|e 10x y ='=->,即y '在1(,1)2上存在零点且y '在(0,)+∞上递增,所以y 在(0,)+∞上不单调,则e ln e ln a b a b -<-不一定成立,排除;B :若ln x y x =且,()0x ∈+∞,则21ln xy x -'=,所以(0,e)上0y '>,y 递增;(e,)+∞上0y '<,y 递减;故y 在(0,)+∞上不单调,则ln ln a ba b<不一定成立,排除;C :若e x y x =且,()0x ∈+∞,则e (1)0x y x '=+>,即y 在(0,)+∞上递增,所以e e a b a b >,即e a b ba-<,排除;D :若sin y x x =-且,()0x ∈+∞,则1cos 0y x '=-≥,即y 在(0,)+∞上递增,所以sin sin a a b b ->-,即sin sin 1a ba b-<-,正确.故选:D5.(2022·贵州贵阳·高二期末(理))设 1.01e a =,3eb =,ln3c =,则a ,b ,c 的大小关系是()A .b a c >>B .c a b>>C .a c b >>D .a b c>>【答案】D 【解析】【分析】分析可得2a >,(1,2)b ∈,(1,2)c ∈,令()ln ,[e,)e xf x x x =-∈+∞,利用导数可得()f x 的单调性,根据函数单调性,可比较ln 3和3e的大小,即可得答案.【详解】由题意得 1.011e e 2a =>>,3(2e 1,)b =∈,ln 3(1,2)c =∈,令()ln ,[e,)exf x x x =-∈+∞,则11e ()0e ex f x x x -'=-=≤,所以()f x 在[e,)+∞为减函数,所以(3)(e)f f <,即3eln 3ln e 0e e-<-=,所以3ln 3e<,则 1.013e ln 3e >>,即a b c >>.故选:D6.(2022·重庆南开中学高二期末)已知6ln1.25a =,0.20.2e b =,13c =,则()A .a b c <<B .c b a <<C .c a b <<D .a c b<<【答案】A 【解析】【分析】0.20.20.20.2e e ln e b ==,令()ln f x x x =,利用导数求出函数()f x 的单调区间,令()e 1xg x x =--,利用导数求出函数()g x 的单调区间,从而可得出0.2e 和1.2的大小,从而可得出,a b 的大小关系,将,b c 两边同时取对数,然后作差,从而可得出,b c 的大小关系,即可得出结论.【详解】解:0.20.20.20.2e e ln e b ==,6ln1.2 1.2ln1.25a ==,令()ln f x x x =,则()ln 1f x x '=+,当10ex <<时,()0f x '<,当1e x >时,()0f x '>,所以函数()f x 在10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭上递减,在1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上递增,令()e 1xg x x =--,则()e 1x g x '=-,当0x <时,()0g x '<,当0x >时,()0g x '>,所以函数()g x 在(),0∞-上递减,在()0,∞+上递增,所以()()0.200g g >=,即0.21e10.2 1.2e>+=>,所以()()0.2e 1.2f f >,即0.20.2e e 1.22ln ln1.>,所以b a >,由0.20.2e b =,得()0.211ln ln 0.2e ln 55b ==+,由13c =,得1ln ln 3c =,11151ln ln ln ln ln 35535c b -=--=-,因为55625510e 3243⨯⎛⎫=>> ⎪⎝⎭,所以155e 3>,所以51ln 35>,所以ln ln 0c b ->,即ln ln c b >,所以c b >,综上所述a b c <<.故选:A.【点睛】本题考查了比较大小的问题,考查了同构的思想,考查了利用导数求函数的单调区间,解决本题的关键在于构造函数,有一定的难度.7.(2022·湖北恩施·高二期末多选)已知212ln 204a a -=>,22122ln 0eb b --=>,221ln 303c c -=>,则()A .c b <B .b a<C .c a<D .b c<【答案】AC 【解析】【分析】根据题意可将式子变形为2211ln ln 44a a -=-,222211ln ln e e b b -=-,2211ln ln 33c c -=-,构造函数()ln f x x x =-,利用导数求解函数()f x 的单调性,即可求解.【详解】解:由题意知,211,1,23a b c >>>,对三个式子变形可得2211ln ln 44a a -=-,222211ln ln e eb b -=-,2211ln ln 33c c -=-,设函数()ln f x x x =-,则()111x f x x x-'=-=.由()0f x ¢>,得1x >;由()0f x <,得01x <<,则()f x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增,因为211101e 43<<<<,所以222b a c >>,所以c a b <<.故选:AC.8.(2022·安徽·歙县教研室高二期末)已知01x y z ∈、、(,),且满足2e 2e x x =,3e 3e y y =,4e 4e z z =,则()A .x y z <<B .x z y<<C .z y x<<D .z x y<<【答案】C 【解析】【分析】先对已知条件取对数后得到ln ln22x x -=-,ln ln33y y -=-,ln ln44z z -=-.根据式子结构,构造函数()ln m x x x =-,利用导数判断单调性,比较大小.【详解】由2e 2e x x =得2ln ln2,x x +=+即ln ln22x x -=-.同理得:ln ln33y y -=-,ln ln44z z -=-.令()ln ,m x x x =-则()111xm x x x-=-='.故()m x 在()0,1上单调递增,1∞+(,)上单调递减.所以z y x <<.故选:C.。
高考数学最新真题专题解析—导数及其应用(新高考卷)

高考数学最新真题专题解析—导数及其应用(新高考卷)【母题来源】2022年新高考I 卷【母题题文】已知函数f(x)=x 3−x +1,则( ) A. f(x)有两个极值点 B. f(x)有三个零点C. 点(0,1)是曲线y =f(x)的对称中心D. 直线y =2x 是曲线y =f(x)的切线 【答案】AC 【分析】本题考查利用导数研究函数的极值与零点以及曲线上一点的切线问题,函数的对称性,考查了运算能力以及数形结合思想,属于中档题. 【解答】解: f(x)=x 3−x +1⇒f′(x)=3x 2−1 ,令 f′(x)=0 得: x =±√33,f′(x)>0⇒x <−√33 或 x >√33 ; f′(x)<0⇒−√33<x <√33,所以 f(x) 在 (−∞,−√33) 上单调递增,在 (−√33,√33) 上单调递减,在 (√33,+∞)上单调递增,所以 f(x) 有两个极值点 (x =−√33 为极大值点, x =√33为极小值点 ) ,故 A正确 ;又 f(−√33)=−√39−(−√33)+1=1+2√39>0 , f(√33)=√39−√33+1=1−2√39>0 ,所以 f(x) 仅有 1 个零点 ( 如图所示 ) ,故 B 错 ;又 f(−x)=−x 3+x +1⇒f(−x)+f(x)=2 ,所以 f(x) 关于 (0,1) 对称,故 C 正确 ;对于 D 选项,设切点 P(x 0,y 0) ,在 P 处的切线为 y −(x 03−x 0+1)=(3x 02−1)(x −x 0) ,即 y =(3x 02−1)x −2x 03+1 ,若 y =2x 是其切线,则 {3x 02−1=2−2x 03+1=0,方程组无解,所以 D 错. 【母题来源】2022年新高考II 卷【母题题文】曲线y =ln|x|经过坐标原点的两条切线方程分别为 , . 【答案】y =x e y =−xe 【分析】本题考查函数切线问题,设切点坐标,表示出切线方程,带入坐标原点,求出切点的横坐标,即可求出切线方程,为一般题. 【解答】解:当 x >0 时,点 (x 1,lnx 1)(x 1>0) 上的切线为 y −lnx 1=1x 1(x −x 1).若该切线经过原点,则 lnx 1−1=0 ,解得 x =e , 此的切线方程为 y =xe .当 x <0 时,点 (x 2,ln(−x 2))(x 2<0) 上的切线为 y −ln (−x 2)=1x 2(x −x 2) .若该切线经过原点,则 ln(−x 2)−1=0 ,解得 x =−e , 此时切线方程为 y =−xe . 【命题意图】考察导数的概念,考察导数的几何意义,考察导数求导法则求导公式,导数的应用,考察数学运算和逻辑推导素养,考察分类讨论思想,函数和方程思想,化归与转化的数学思想,分析问题与解决问题的能力。
高考数学导数题型分析及解题技巧

Read and Write PeriodicalJuly 20212021年7月第18卷第07期Vol.18No.07读与写杂志高考数学导数题型分析及解题技巧鄢婷(湖北省荆州市江陵中学湖北荆州434020)摘要:导数类的题目是高考压轴题中的主要考查内容,在历年的高考数学试题中具有举足轻重的地位。
由于导数类题目涉及了许多数学知识和数学思想,具有一定的综合性,因此,这一类题目对于学生来说具有一定的难度。
本文从掌握导数基础、分析数学方法和数学思想以及适当进行拓展几个方面阐述了如何在有限的时间内解决导数问题,以达到化拙为巧的效果,旨在为广大考生在导数的应用上提供一定的借鉴和参考。
关键词:导数;高考压轴题;应用中图分类号:G633.6文献标识码:B文章编号:1672-1578(2021)07-0142-01高考压轴题中导数类题目涉及诸多方面的内容,如函数的构造、函数的求导和运算、不等式的应用以及极值和单调性的考查等,这些内容结合了分类与整合、函数与方程以及转化与化归等数学思想,考查了学生多方面能力的综合应用,如:逻辑推理能力、判断能力、整理运算能力以及抽象思维能力等,对学生有很高的要求。
也正因此,学生才会在导数类题目中感到举步维艰,本文从以下几个方面阐述了如何解决高考数学中的导数类题型。
1掌握基础知识,提高解题速度尽管近些年来的导数内容多以应用题的形式考查,并未有直接考查导数概念的题型,但是,正所谓“千里之行,始于足下”,如果学生没有稳固的基础知识,就不能从导数概念的实际背景出发,结合题目中所给的条件,从题目中提取相关信息,解决实际问题。
因此,只有掌握导数的基础知识提升解题速度的前提,才能在思想和方法上进行深化。
例如,在高中数学人教版中导数基础知识部分,大纲中要求学生掌握的基本内容有导数的概念,包括平均变化率和瞬时变化率的意义,变化率与导数之间的相互联系等,这些都是学生解决综合问题的基础,在平时的学习中要注意加强这方面的练习。
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生命是永恒不断的创造,因为在它内部蕴含着过剩的精力,它不断流溢,越出时间和空间的界限,它不停地追求,以形形色色的自我表现的形式表现出来。
--泰戈尔 导数题型分析及解题方法 一、考试内容 导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数; 两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。 二、热点题型分析
题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1. 32()32fxxx在区间1,1上的最大值是 2 2.已知函数2)()(2xcxxxfy在处有极大值,则常数c= 6 ; 3.函数331xxy有极小值 -1 ,极大值 3
题型二:利用导数几何意义求切线方程
1.曲线34yxx在点1,3处的切线方程是 2yx 2.若曲线xxxf4)(在P点处的切线平行于直线03yx,则P点的坐标为 (1,0) 3.若曲线4yx的一条切线l与直线480xy垂直,则l的方程为 430xy 4.求下列直线的方程:
(1)曲线123xxy在P(-1,1)处的切线; (2)曲线2xy过点P(3,5)的切线;
解:(1) 123|yk 23 1)1,1(1x/2/23-上,在曲线点-xxyxxyP 所以切线方程为02 11yxxy即, (2)显然点P(3,5)不在曲线上,所以可设切点为),(00yxA,则200xy①又函数的导数为xy2/, 所以过),(00yxA点的切线的斜率为0/2|0xykxx,又切线过),(00yxA、P(3,5)点,所以有
352000xyx
②,由①②联立方程组得,255 110000yxyx或,即切点为(1,1)时,切线斜率为
;2201xk;当切点为(5,25)时,切线斜率为10202xk;所以所求的切线有两条,方程分 别为2510 12 )5(1025)1(21xyxyxyxy或即,或 题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值
1.已知函数))1(,1()(,)(23fPxfycbxaxxxf上的点过曲线的切线方程为y=3x+1 (Ⅰ)若函数2)(xxf在处有极值,求)(xf的表达式; (Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数)(xfy在[-3,1]上的最大值; (Ⅲ)若函数)(xfy在区间[-2,1]上单调递增,求实数b的取值范围 解:(1)由.23)(,)(223baxxxfcbxaxxxf求导数得 过))1(,1()(fPxfy上点的切线方程为: ).1)(23()1(),1)(1()1(xbacbayxffy即
而过.13)]1(,1[)(xyfPxfy的切线方程为上
故3023323cabacaba即 ∵124,0)2(,2)(bafxxfy故时有极值在 ③ 由①②③得 a=2,b=-4,c=5 ∴.542)(23xxxxf (2)).2)(23(443)(2xxxxxf 当;0)(,322;0)(,23xfxxfx时当时 13)2()(.0)(,132fxfxfx极大时当 又)(,4)1(xff在[-3,1]上最大值是13。
(3)y=f(x)在[-2,1]上单调递增,又,23)(2baxxxf由①知2a+b=0。 依题意)(xf在[-2,1]上恒有)(xf≥0,即.032bbxx
①当6,03)1()(,16minbbbfxfbx时;
① ② ②当bbbfxfbx,0212)2()(,26min时; ③当.60,01212)(,1622minbbbxfb则时 综上所述,参数b的取值范围是),0[ 2.已知三次函数32()fxxaxbxc在1x和1x时取极值,且(2)4f. (1) 求函数()yfx的表达式; (2) 求函数()yfx的单调区间和极值; (3) 若函数()()4(0)gxfxmmm在区间[3,]mn上的值域为[4,16],试求m、n应满足的条件.
解:(1) 2()32fxxaxb, 由题意得,1,1是2320xaxb的两个根,解得,0,3ab. 再由(2)4f可得2c.∴3()32fxxx. (2) 2()333(1)(1)fxxxx, 当1x时,()0fx;当1x时,()0fx; 当11x时,()0fx;当1x时,()0fx; 当1x时,()0fx.∴函数()fx在区间(,1]上是增函数; 在区间[1,]1上是减函数;在区间[1,)上是增函数. 函数()fx的极大值是(1)0f,极小值是(1)4f. (3) 函数()gx的图象是由()fx的图象向右平移m个单位,向上平移4m个单位得到的, 所以,函数()fx在区间[3,]nm上的值域为[44,164]mm(0m). 而(3)20f,∴4420m,即4m. 于是,函数()fx在区间[3,4]n上的值域为[20,0]. 令()0fx得1x或2x.由()fx的单调性知,142n,即36n. 综上所述,m、n应满足的条件是:4m,且36n. 3.设函数()()()fxxxaxb. (1)若()fx的图象与直线580xy相切,切点横坐标为2,且()fx在1x处取极值,求实数,ab 的值; (2)当b=1时,试证明:不论a取何实数,函数()fx总有两个不同的极值点. 解:(1)2()32().fxxabxab 由题意(2)5,(1)0ff,代入上式,解之得:a=1,b=1. (2)当b=1时,()0fx令得方程232(1)0.xaxa 因,0)1(42aa故方程有两个不同实根21,xx. 不妨设21xx,由))((3)(21'xxxxxf可判断)('xf的符号如下: 当时,1xx)('xf>0;当时,21xxx)('xf<0;当时,2xx)('xf>0 因此1x是极大值点,2x是极小值点.,当b=1时,不论a取何实数,函数()fx总有两个不同的极值点。
题型四:利用导数研究函数的图象 1.如右图:是f(x)的导函数, )(/xf的图象如右图所示,则f(x)的图象只可能是( D )
(A) (B) (C) (D) 2.函数的图像为14313xxy( A ) 3.方程内根的个数为在)2,0(076223xx ( B ) A、0 B、1 C、2 D、3
题型五:利用单调性、极值、最值情况,求参数取值范围 1.设函数.10,3231)(223abxaaxxxf (1)求函数)(xf的单调区间、极值. (2)若当]2,1[aax时,恒有axf|)(|,试确定a的取值范围. 解:(1)22()43fxxaxa=(3)()xaxa,令()0fx得12,3xaxa 列表如下: x (-∞,a) a (a,3a) 3a (3a,+∞)
()fx - 0 + 0 -
()fx 极小 极大
∴()fx在(a,3a)上单调递增,在(-∞,a)和(3a,+∞)上单调递减
xa时,34()3fxba极小,3xa时,()fxb极小
(2)22()43fxxaxa∵01a,∴对称轴21xaa, ∴()fx在[a+1,a+2]上单调递减 ∴22(1)4(1)321Maxfaaaaa,22min(2)4(2)344faaaaa 依题|()|fxa||Maxfa,min||fa 即|21|,|44|aaaa
x y o 4 -4 2 4 -4 2 -2 -2 x y o 4 -4 2 4 -4 2 -2 -2 x y y 4 -4 2 4 -4
2
-2 -2
6 6 6 6 y
x -4 -2 o 4 2
2 4 解得415a,又01a ∴a的取值范围是4[,1)5
2.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-23与x=1时都取得极值(1)求a、b的值与函数f(x)的单调区间 (2)若对x〔-1,2〕,不等式f(x)c2恒成立,求c的取值范围。 解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f(x)=3x2+2ax+b
由f(23-)=124ab093-+=,f(1)=3+2a+b=0得a=12-,b=-2 f(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函数f(x)的单调区间如下表: x (-,-23) -23 (-23,1) 1 (1,+)
f(x) + 0 - 0 + f(x) 极大值 极小值
所以函数f(x)的递增区间是(-,-23)与(1,+),递减区间是(-23,1) (2)f(x)=x3-12x2-2x+c,x〔-1,2〕,当x=-23时,f(x)=2227+c 为极大值,而f(2)=2+c,则f(2)=2+c为最大值。 要使f(x)c2(x〔-1,2〕)恒成立,只需c2f(2)=2+c,解得c-1或c2
题型六:利用导数研究方程的根
1.已知平面向量a=(3,-1). b=(21,23). (1)若存在不同时为零的实数k和t,使x=a+(t2-3)b,y=-ka+tb,x⊥y, 试求函数关系式k=f(t) ; (2) 据(1)的结论,讨论关于t的方程f(t)-k=0的解的情况.
解:(1)∵x⊥y,∴xy=0 即[a+(t2-3) b]·(-ka+tb)=0. 整理后得-k2a+[t-k(t2-3)] ab+ (t2-3)·2b=0
∵ab=0,2a=4,2b=1,∴上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k=41t(t2-3)