高考导数题型归纳

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高考导数题型归纳 The latest revision on November 22, 2020

高考压轴题:导数题型及解题方法

(自己总结供参考)

一.切线问题

题型1 求曲线)(x f y =在0x x =处的切线方程。

方法:)(0x f '为在0x x =处的切线的斜率。

题型2 过点),(b a 的直线与曲线)(x f y =的相切问题。

方法:设曲线)(x f y =的切点))(,(00x f x ,由b x f x f a x -='-)()()(000求出0x ,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,曲线过某点的切线往往不止一条。

例 已知函数f (x )=x 3

﹣3x .

(1)求曲线y=f (x )在点x=2处的切线方程;(答案:0169=--y x )

(2)若过点A )2)(,1(-≠m m A 可作曲线)(x f y =的三条切线,求实数m 的取值范围、

(提示:设曲线)(x f y =上的切点()(,00x f x );建立)(,00x f x 的等式关系。将问题转化为关于m x ,0的方程有三个不同实数根问题。(答案:m 的范围是()2,3--) 练习 1. 已知曲线x x y 33-=

(1)求过点(1,-3)与曲线x x y 33-=相切的直线方程。答案:(03=+y x 或

027415=--y x )

(2)证明:过点(-2,5)与曲线x x y 33-=相切的直线有三条。

2.若直线0122=--+e y x e 与曲线x ae y -=1相切,求a 的值. (答案:1)

题型3 求两个曲线)(x f y =、)(x g y =的公切线。

方法:设曲线)(x f y =、)(x g y =的切点分别为()(,11x f x )。()(,22x f x );

建立21,x x 的等式关系,12112)()(y y x f x x -='-,12212)()(y y x f x x -='-;求出21,x x ,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 求曲线2x y =与曲线x e y ln 2=的公切线方程。(答案02=--e y x e )

练习 1.求曲线2x y =与曲线2)1(--=x y 的公切线方程。(答案012=--y x 或0=y )

2.设函数,ln 2)1()(x x

x p x f --=2)(x x g =,直线l 与函数)(),(x g x f 的图象都相切,且与函数)(x f 的图象相切于(1,0),求实数p 的值。(答案1=p 或3)

二.单调性问题

题型1 求函数的单调区间。

求含参函数的单调区间的关键是确定分类标准。分类的方法有:(1)在求极值点的过程中,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,有无极值点引起的分类(涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定);(3) 在求极值点的过程中,极值点的大小关系不定而引起的分类;(4) 在求极值点的过程中,极值点与区间的关系不定而引起分类等。注意分类时必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏。

例 已知函数x a x x a x f )1(2

1ln )(2+-+= (1)求函数)(x f 的单调区间。(利用极值点的大小关系分类)

(2)若[]e x ,2∈,求函数)(x f 的单调区间。(利用极值点与区间的关系分类)

练习 已知函数12

1)1()(2++-+-=kx x e k x e x f x x ,若()2,1-∈x ,求函数)(x f 的单调区间。(利用极值点的大小关系、及极值点与区间的关系分类)

题型2 已知函数在某区间是单调,求参数的范围问题。

方法1:研究导函数讨论。

方法2:转化为0)(0)(''≤≥x f x f 或在给定区间上恒成立问题,

方法3:利用子区间(即子集思想);首先求出函数的单调增区间或减区间,然后让所给区间是求的增或减区间的子集。

注意:“函数)(x f 在()n m ,上是减函数”与“函数)(x f 的单调减区间是()b a ,”的区别是前者是后者的子集。

例 已知函数2()ln f x x a x =++x

2在[)+∞,1上是单调函数,求实数a 的取值范围. (答案[)+∞,0)

练习 已知函数232

)1(31)(x k x x f +-=,且)(x f 在区间),2(+∞上为增函数.求实数k 的取值范围。(答案:31-

题型3 已知函数在某区间的不单调,求参数的范围问题。

方法1:正难则反,研究在某区间的不单调 方法2:研究导函数是零点问题,再检验。

方法3:直接研究不单调,分情况讨论。

例 设函数1)(23+++=x ax x x f ,R a ∈在区间??

? ??1,21内不单调,求实数a 的取值范围。 (答案:()

3,2--∈a )) 三.极值、最值问题。

题型1 求函数极值、最值。

基本思路:定义域 → 疑似极值点 → 单调区间 → 极值 → 最值。

例 已知函数12

1)1()(2++-

+-=kx x e k x e x f x x ,求在()2,1-∈x 的极小值。 (利用极值点的大小关系、及极值点与区间的关系分类)

练习 已知函数32()2f x x mx nx =++-的图象过点(1,6)--,且函数()()6g x f x x '=+的图象关于y

轴对称.若0a >,求函数()y f x =在区间(1,1)a a -+内的极值.

(答案:当01a <<时,()f x 有极大值2-,无极小值;当13a <<时,()f x 有极小值6-,无极大值;当1a =或3a ≥时,()f x 无极值.)

题型2 已知函数极值,求系数值或范围。

方法:1.利用导函数零点问题转化为方程解问题,求出参数,再检验。

方法2.转化为函数单调性问题。

例 函数1)1(2

1)1(3141)(234+----+=x p p px x p x x f 。0是函数)(x f 的极值点。求实数p 值。(答案:1)

练习 已知函数2()ln ,.f x ax x x a =--∈R 若函数()f x 存在极值,且所有极值之和大

15ln 2

-,求a 的取值范围。(答案:()+∞,4) 题型3 已知最值,求系数值或范围。

方法:1.求直接求最值;2.转化恒成立,求出范围,再检验。

例 设a ∈R ,233)(x ax x f -=.若函数()()()[02]g x f x f x x '=+∈,,

,在0=x 处取得最大值,求a 的取值范围. (答案:??? ?

?∞-56,) 练习 已知函数x x a ax x f ln )2()(2++-=, 当0>a 时,函数)(x f 在区间[]e ,1上的最小值是2-,求实数a 的取值范围。(答案:[)+∞,1) 四.不等式恒成立(或存在性)问题。

一些方法

1.若函数()n m x f ,)(值域,a >)(x f 恒成立,,则n a ≥

2.对任意()()n m x n m x ,,,21∈∈,)()(21x g x f ≥恒成立。则≥min 1)(x f max 2)(x g 。

3.对()()n m x n m x ,,,21∈?∈?,)()(21x g x f ≥成立。则≥max 1)(x f min 2)(x g 。

4.对(),,1n m x ∈,恒成立)()(11x g x f ≥。转化0)()(11≥-x g x f 恒成立

4. 对()()n m x n m x ,,,21∈?∈?,)()(21x g x f ≥成立。则≥min 1)(x f min 2)(x g 。

5. 对()()n m x n m x ,,,21∈?∈?,)()(21x g x f ≥成立。则≥max 1)(x f max 2)(x g

6. 对()()n m x n m x ,,,21∈∈,a x x x f x f ≥--2

121)()(成立。则构造函数ax x f x t -=)()(。 转化证明)(x t 在()n m ,是增函数。

题型1 已知不等式恒成立,求系数范围。

方法:(1)分离法:求最值时,可能用罗比达法则;研究单调性时,或多次求导。

(2)讨论法: 有的需构造函数。关键确定讨论标准。分类的方法:在求极值点的过

程中,未知数的系数与0的关系不定而引起的分类;有无极值点引起的分类(涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定);极值点的大小关系不定而而引起的分类;极值点与区间的关系不定而引起分类。分类必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏。

(3)数形结合:

(4)变更主元

解题思路 1.代特值缩小范围。2. 化简不等式。3.选方法(用讨论法时,或构造新函数)。 方法一:分离法。

求最值时,可能用罗比达法则;研究单调性时,或多次求导。

例 函数a x x e x f x +-=)ln ()(2。在[]e x ,1∈e x f ≥)(恒成立,求实数a 取值范围。(方法:分离

法,多次求导答案:[)+∞,0)

练习 设函数2)1()(ax e x x f x --=,若当x ≥0时)(x f ≥0,求a 的取值范围。(方法: 分离法,用罗比达法则答案:(]1,∞-)

方法二:讨论法。

有的需构造函数。关键确定讨论标准。分类的方法:在求极值点的过程中,未知数的系数与0的关系不定而引起的分类;有无极值点引起的分类(涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定);极值点的大小关系不定而而引起的分类;极值点与区间的关系不定而引起分类。分类必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏。

例 设函数f(x)=21x e x ax ---.若当x ≥0时f(x)≥0,求a 的取值范围.

(答案:a 的取值范围为1,2??-∞ ??

?) 练习 1.设函数x e x f --=1)( ,0≥x 时,1

)(+≤ax x x f ,求实数a 的取值范围 (答案:??

????21,0) 2.函数x

x a x f 1ln )(+=,当.0>a 对x ?>0,1)ln 2(≤-x ax ,求实数a 取值范围。 (多种方法求解。(答案:()1,0-e )

方法三:变更主元

例:设函数()y f x =在区间D 上的导数为()f x ',()f x '在区间D 上的导数为()g x ,若在区间D 上,()0g x <恒成立,则称函数()y f x =在区间D 上为“凸函数”,已知实数m 是常数,

432

3()1262

x mx x f x =--,若对满足2m ≤的任何一个实数m ,函数()f x 在区间(),a b 上都为“凸函数”,求b a -的最大值. (答案:2)

练习 设函数x x x f ln )(=。证明:当a >3时,对任意0>x ,x e a f x a f ?<+)()(成立。

(提示x e a f x a f ?<+)()(化为a a x e a f e x a f )()(?<++),研究a

e a

f a

g )()(=的单调性。) 五.函数零点问题

题型1:判断函数零点的个数。

方法:方程法;函数图象法;转化法;存在性定理

例.设31,()(1)ln 3

a R f x x ax a x ∈=-++-.若函数()y f x =有零点,求a 的取值范围. (提示:当1>a 时,0)1(>f ,0)3(

????+∞,31) 练习.求过点(1,0)作函数x x y ln -=图象的切线的个数。(答案:两条)

题型2:已知函数零点,求系数。

方法:图象法(研究函数图象与x 轴交点的个数);方程法;转化法(由函数转化方程,

再转化函数,研究函数的单调性。)

例.函数3)1(1ln )(--+-=x a x x x f 在(1,3)有极值,求实数a 的取值范围。(答案??? ?

?-∞-181,) 练习:1.证明:函数x x f ln )(=的图象与函数ex e

x g x 21)(-=的图象无公共点。 六.不等式证明问题

方法1:构造函数,研究单调性,最值,得出不等关系,有的涉及不等式放缩。

方法2:讨论法。

方法2.研究两个函数的最值。如证)()(x g x f ≥,需证)(x f 的最小值大于)(x g 的最大值即可。 方法一:讨论法 例:已知函数ln ()1a x b f x x x

=++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为230x y +-=。证明:当0x >,且1x ≠时,ln ()1

x f x x >-。 练习:.已知函数()(0)x f x ax e a =->.当11a e ≤≤+时,.试讨论)(x f 与x 的大小关系。 方法二:构造函数

例:已知函数2()(0)f x ax kbx x =+>与函数()ln ,、、g x ax b x a b k =+为常数,(1)若()g x 图

象上一点(2,(2))p g 处的切线方程为:22ln 220x y -+-=,设112212(,),(,),()A x y B x y x x <是函数()y g x =的图象上两点,21021

()y y g x x x -'=-,证明:102x x x << 练习:1.设函数x x x f ln )(=。证明:当a >3时,对任意0>x ,x e a f x a f ?<+)()(成立。 方法三:构造函数,不等式放缩

例.已知函数)(ln )(2R m mx x x f ∈+=

(I);若m=0,A(a,f(a))、B(b ,f(b))是函数f(x)图象上不同的两点.且a>b>0, )(x f '为f(x)的导函数,求证:)()()()2(b f b

a b f a f b a f '<--<+' (II)求证 :*)(1...31211)1ln(122...725232N n n n n ∈++++<+<+++++

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