导数的应用。
一、切线的问题:
1、求在(或过)某一点的切线方程(过一点时分两种情况:①该点在函数图象上;②该点不在图象上两种)
2、已知切线或切线的平行线(垂线)求切点或求待定系数。
二、单调区间与极值:(不等式)
1、求单调区间与极值;①求函数的导数;②求驻点:的根及的间断点(原函数的连续点);③确定每个驻点左右的单调性,确定极值点;④求极值。(分散求导数,同分求零点)
极值点的类型:f(x)在点x0处连续:
注:极小值同。
例1、求的极值及相应的x的值。
例2、求函数的极值。
解:解得:,由得。
2、已知极值(点)求待定系数;
3、已知单调区间求待定系数(范围);
4、已知极值(点)的范围求待定系数的范围;
三、最值:(定义域或某区间内)
1、求最值或求值域;极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较。①求极值;②确定函数是否有界;③比较极值及闭区间的端点的函数值。
2、证明不等式:
、直接类型;在a上。
解法一:求函数在a上的最小值,证明。
解法二:若在a上则原题得证。(若的最值点不同时)
、拓展型。3、已知最值求待定系数的值。
4、不等式解与系数的关系:
①不等式恒成立求待定系数的范围;;含参的不等式恒成立……
解法一:在a上求由求得……
解法二:参量分离法:由求得(或)求则。
②不等式有解求待定系数的范围;
③不等式无解求待定系数的范围;(见①)
四、零点,方程的根:注意:根存在的讨论方法,极限的使用。
(基础:二次方程根的分布。)
注:几个特殊的超越方程的根:①;
1、函数零点的类型:“穿越型”;“终结型”。
2、零点的存在性与个数的判定;①求单调区间;②讨论每个单调区间上函数与x轴是否有交点。
3、给出根的范围或根个数求待定系数的范围。
4、解法:解法一:
例:函数图象:
说明:单调区间内不一定有零点。
五、函数的常见类型:
题型与解法。
一、切线问题:注意在某点的切线与过某点的切线的区别与联系。
题1、求与直线垂直,与曲线相切的直线方程。
答案:。题2、函数在点处的切线方程是,求。
答案: 题3、已知函数,(1)求过点的切线方程。答案:切点为(0,1)
2)求过点的切线方程。
题4、偶函数的图象过点p(0,1)且在处的切线为。
(1)求;*(2)求的极值。
答案:;极大值1;极小值。
题5、已知函数,和直线m:,又,(1)求;(2)是否存在使m与都相切。*(3)若对≥-2的都有≤≤成立,求的范围。
答案:(1);(2)由m与相切得,当时m与相切;(3)用分离变量法求得。
注:≤中,当时,≥
令得。易是最大值点,最大值为0,∴≥0。其他略。
二、单调区间与极值。注意:①定义域;②导数为0的点不一定是极值点;③极值点与极值要区别开。
题1、求函数的单调区间。
题2、已知。
(1)若在r上是增函数,求的范围;
(2)若在上是减函数,在上是增函数,求的值;
(3)在(2)的条件下,求证:的图象恒在的图象的下方。
答案;(1)≤0;(2)=1;(3)≥,1,故得证。
题3、已知,函数,(1)当时,求函数的单调增区间;
2)若函数在(-1,1)上单调递增,求的取值范围。
答案:(1),(2)≤0在(-1,1)上恒成立,得≥。
题4、已知函数在区间(0,1)内不单调,求的范围。答案:。
题5、设,求,(1)若函数有大于0的极值点,求的范围;
2)若函数有大于0的极值,求的范围。
答案:(1);(2)。
题6、是定义在上的非负可导函数,且满足≤0,对,若,则必有。
a.≤ b.≤ c.≤d.≤
答案:b,是减函数。
题7、设,在上可导,且,则当时有。
a. b. c. d.
答案a:是增函数。
三、最值:题1、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。
题2、已知函数(其中≤0,是自然对数的底数),(1)讨论的单调性;(2)求在[0,1]上的最大值。
题3、已知函数()在区间[-1,1]上的最大值为1,最小值为-2,1)求的解析式;
2)若函数在区间[-2,2]上为减函数,求实数的取值范围。
答案:(1);(2),,解得≥20。
题4、已知,(1)若求函数在区间上的最小值;答案:或。
(2)若,求证:对任意的,都有≥3。
题5、证明不等式:,当时恒成立。
证明:只要证明:即。因;
令易得是极小值点,得故得证。
注:不等式证法中的法二)
题6、已知,(1)求的单调区间;
(2)证明:当≥1时,≤≤恒成立。
证明:欲证不等式变为:≤≤令,易得是极小值点,∴≥得证;
令,≤0得是减函数,∴≤得证。
题7、设函数,其中1≤;1≤,(1)求证:在上为减函数;
(2)证明:≥。答案:令)
题8、(1)已知,求证:;
(2)当且≥2,求证:。
答案:(1)注意:讨论,2)法一:令。
法二(定积分法)
题9、已知函数,(1)求的最大值; 答案:≤
(2)求证:
证法: 得各式相加得。
题10、设,(1)若是函数的极值点,求的值;
(2)若函数,在处取得最大值,求的取值范围。
答案:(1);
2)≤0恒成立,即≤0
讨论:①当≤0时成立;②当时≤0得≤。
综上所述:≤。
解法二:≤0得≤右函数是减函数,当时是最小值,得。
题11、四、零点:注意开区间端点处用极限方法讨论函数图象的变化情况:是无限增减还是趋向一个数(极限问题)
题1、已知在是增函数,在(0,1)上为减函数,(1)求的解析式;
(2)求证:当时方程有唯一解。
题2、已知函数,(1)求函数的单调区间;
(2)若关于的方程只有一个实根,求的值。
解:(1),
当≤0,增区间;当时:减区间,增区间,2)原方程变为,令,当时,当时,当时,故……
故是最大值,且当,时,故原方程只有一个实根的条件是。
题3、为何值时方程在(1,2)内至少有一实根。
答案: 题4、已知定义域为r的奇函数,当时,(1)求函数的解析式;
(2)若函数在r上恰有5个零点,求实数的以值范围。
解析:当时有两个不同的零点即可,当时是极大值点,故由得,①此时,,即在内有一个实根;②下面讨论在是总有实解:变形为:
令,,所以:是减函数,,即得,得证。
题5、已知函数。
(1)当且,时,用表示,并讨论的单调区间;
(2)若有零点,≤,且对函数定义域内一切满足≥2的实数有≥0,①求的表达式;
②当时,求函数的图象与函数的图象的交点坐标。
解析:(1),,
2),由≤得:≤…
又由≥2时≥0知的零点都在[-2,2]内,即有的两个根都在[-2,2]内,所以有。
由与得,由与得≤又由得代入得且故,; 令。
所以是增函数,且,故所求交点坐标为。
注意:特殊方程的根。
练习题。1.己知函数.
1) 求函数的定义域;
2) 求函数的增区间;(二1)
3) 是否存在实数,使不等式在时恒成立?若存在,求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由.(三4①)
2、已知函数,
(ⅰ)若,求函数的极值; (二1)
ⅱ)设函数,求函数的单调区间;(二1)
(ⅲ)若在()上存在一点,使得成立,求的取值范围.(三4②)
3、已知函数。
i)当的单调区间;(二1)
ii)若函数的最小值;(三4①)
iii)若求证:.(三2②)
4、设函数的两个极值点。
1)求a和b的值;(二2)
2)讨论的单调性;(二1)
3)设的大小。(三2①)
5、已知函数。
1)若曲线在点处的切线与直线垂直,求函数的单调区间;(一2,二1)
2)若对于都有成立,试求的取值范围;(三4①)
3)记。当时,函数在区间上有两个零点,求实数的取值范围。(四2)
6、已知,,若f(x)在处取得极值,(ⅰ试求c的值和f(x)的单调增区间;(二1,2)
(ⅱ)如图所示:若函数的图象在连续光滑,试猜想拉格朗日中值定理:即一定存在使得,利用这条性质证明:函数y=g(x)图象上任意两点的连线斜率不小于2e-4。(三1)
7、已知函数(m≥1)
1)若曲线c:在点 p处的切线与c有且只有一个公共点,求m的值。(一1,四2)
2)求证:存在单调递减区间,并求出单调递减区间的长度的取值范围。(二3,三1)
8、已知函数,,.
i)求函数的单调减区间。(二1)
ii)若函数依次在处取到极值。求的取值范围;(四2)
9、已知函数。
ⅰ)若曲线在和处的切线互相平行,求的值;(一2)
ⅱ)求的单调区间;(二1)
ⅲ)设,若对任意,均存在,使得,求的取值范围。(三4)
10、已知。
ⅰ)求函数上的最小值;(三1)
ⅱ)若对一切恒成立,求实数的取值范围;(三4①)
ⅲ)证明:对一切,都有成立。(三2①)
11、 已知,函数,.
1)判断函数在上的单调性;(二1)
2)若实数满足,求证:(三2②)
3)已知函数(其中为自然对数的底数),是否存在实数,使曲线在点处的切线与轴垂直? 若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.(四1)
习题解答。1.解:(1)根据函数解析式得解得且.
函数的定义域是
由得函数的增区间为.
当时, 在区间上, 当时,取得最大值..
在时恒成立.在时恒成立.
在时恒成立.
在时的最大值等于.
当时,不等式在时恒成立.
2.解:(ⅰ的定义域为, 当时,, 所以在处取得极小值1.
ⅱ),时,即时,在上,在上,所以在上单调递减,在上单调递增;,即时,在上,所以,函数在上单调递增.
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