本知识单元考查题型与方法:
※与切线相关问题(一设切点,二求导数=斜率=,三代切点入切线、曲线联立方程求解);
※其它问题(一求导数,二解=0的根—若含字母分类讨论,三列3行n列的表判单调区间和极值。结合以上所得解题。)
特别强调:恒成立问题转化为求新函数的最值。导函数中证明数列型不等式注意与原函数联系构造,一对多涉及到求和转化。
关注几点:恒成立:(1)定义域任意x有》k,则》常数k;
2)定义域任意x有恰成立:(1)对定义域内任意x有恒成立,则。
2)若对定义域内任意x有:恒成立,则。
能成立:(1)分别定义在[a,b]和[c,d]上的函数,对任意的存在使得,则。
2)分别定义在[a,b]和[c,d]上的函数,对任意的存在使得,则。
一、考纲解读。
考查知识题型: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;证明不等式、求参数范围等。
二、热点题型分析。
题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1. 在区间上的最大值是 2
2.已知函数处有极大值,则常数c= 6 ;
3.函数有极小值 -1 ,极大值 3
题型二:利用导数几何意义求切线方程。
1.曲线在点处的切线方程是。
2.若曲线在p点处的切线平行于直线,则p点的坐标为 (1,0
3.若曲线的一条切线与直线垂直,则的方程为。
4.求下列直线的方程:
(1)曲线在p(-1,1)处的切线; (2)曲线过点p(3,5)的切线;
解:(1)所以切线方程为。
(2)显然点p(3,5)不在曲线上,所以可设切点为,则①又函数的导数为,所以过点的切线的斜率为,又切线过、p(3,5)点,所以有②,由①②联立方程组得,,即切点为(1,1)时,切线斜率为;当切点为(5,25)时,切线斜率为;所以所求的切线有两条,方程分别为。
题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值。
1.已知函数的切线方程为y=3x+1
(ⅰ)若函数处有极值,求的表达式;
(ⅱ)在(ⅰ)的条件下,求函数在[-3,1]上的最大值;
(ⅲ)若函数在区间[-2,1]上单调递增,求实数b的取值范围
解:(1)由。
过的切线方程为: 而过。故
由①②③得 a=2,b=-4,c=52)
当。又在[-3,1]上最大值是13。
3)y=f(x)在[-2,1]上单调递增,又由①知2a+b=0。
依题意在[-2,1]上恒有≥0,即 当;当;
当 综上所述,参数b的取值范围是。
2.已知三次函数在和时取极值,且.
1) 求函数的表达式; (2) 求函数的单调区间和极值;
3) 若函数在区间上的值域为,试求、应满足的条件.
解:(1由题意得,是的两个根,解得,.
再由可得.∴.2) ,当时,;当时,;当时,;当时,;
当时,.∴函数在区间上是增函数;
在区间上是减函数;在区间上是增函数。函数的极大值是,极小值是. (3) 函数的图象是由的图象向右平移个单位,向上平移4个单位得到的,所以,函数在区间上的值域为().
而,∴,即. 于是,函数在区间上的值域为.
令得或.由的单调性知,,即.
综上所述,、应满足的条件是:,且.
3.设函数.
1)若的图象与直线相切,切点横坐标为2,且在处取极值,求实数的值;
2)当b=1时,试证明:不论a取何实数,函数总有两个不同的极值点.
解:(1) 由题意,代入上式,解之得:a=1,b=1.
2)当b=1时, 因故方程有两个不同实根. 不妨设,由可判断的符号如下:
当>0;当<0;当>0
因此是极大值点,是极小值点.,当b=1时,不论a取何实数,函数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, 的图象如右图所示,则f(x)的图象只可能是( d )
abcd)2.函数( a )
3.方程b )
a、0b、1c、2d、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。
(1)求函数的单调区间、极值。(2)若当时,恒有,试确定a的取值范围。
解:(1)=,令得。
列表如下:在(a,3a)上单调递增,在(-∞a)和(3a,+∞上单调递减。
时,,时。2)∵,对称轴,∴在[a+1,a+2]上单调递减,依题, 即。
解得,又 ∴a的取值范围是。
2.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-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 ()f (1)=3+2a+b=0得a=,b=-2
f (x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函数f(x)的单调区间如下表:
所以函数f(x)的递增区间是(- 与(1,+ 递减区间是(-,1)
2)f(x)=x3-x2-2x+c,x 〔-1,2〕,当x=-时,f(x)=+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c2 f(2)=2+c,解得c -1或c 2
题型六:利用导数研究方程的根。
1.已知平面向量=(,1).
1)若存在不同时为零的实数k和t,使=+(t2-3),=k+t,⊥,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)∵⊥0 即[+(t2-3) ]k+t)=0.
整理后得-k+[t-k(t2-3)] t2-3)·=0
=0,=4,=1,∴上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k=t(t2-3)
2)讨论方程t(t2-3)-k=0的解的情况,可以看作曲线f(t)= t(t2-3)与直线y=k的交点个数。
于是f′(t)= t2-1)= t+1)(t-1).
令f′(t)=0,解得t1=-1,t2=1.当t变化时,f′(t)、f(t)的变化情况如下表:
当t=-1时,f(t)有极大值,f(t)极大值=.
当t=1时,f(t)有极小值,f(t)极小值=-
函数f(t)=t(t2-3)的图象如图13-2-1所示,可观察出:
1)当k>或k<-时,方程f(t)-k=0有且只有一解;
2)当k=或k=-时,方程f(t)-k=0有两解;
3) 当-<k<时,方程f(t)-k=0有三解。
题型七:导数与不等式的综合
1.设在上是单调函数。
1)求实数的取值范围;(2)设≥1,≥1,且,求证:.
解:(1) 若在上是单调递减函数,则须这样的实数a不存在。故在上不可能是单调递减函数。
若在上是单调递增函数,则≤,由于。从而0(2)方法1、可知在上只能为单调增函数。 若1≤,则若1≤矛盾,故只有成立。
方法2:设,两式相减得 ≥1,u≥1,2.已知为实数,函数(1)若函数的图象上有与轴平行的切线,求的取值范围(2)若,(ⅰ求函数的单调区间。
ⅱ)证明对任意的,不等式恒成立。
解:,函数的图象有与轴平行的切线,有实数解,所以的取值范围是,由或;由。
的单调递增区间是;单调减区间为。
易知的最大值为,的极小值为,又。
在上的最大值,最小值。
对任意,恒有。
题型八:导数在实际中的应用。
1.请您设计一个帐篷。它下部的形状是高为1m的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为3m的正六棱锥(如右图所示)。试问当帐篷的顶点o到底面中心的距离为多少时,帐篷的体积最大?
解:设oo1为,则。
由题设可得正六棱锥底面边长为:,(单位:)
故底面正六边形的面积为:=,单位:)
帐篷的体积为:(单位:)
求导得。令,解得(不合题意,舍去),当时,,为增函数;当时,,为减函数。
当时,最大。
答:当oo1为时,帐篷的体积最大,最大体积为。
2.统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量(升)关于行驶速度(千米/小时)的函数解析式可以表示为:
已知甲、乙两地相距100千米。
i)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升?
ii)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升?
解:(i)当时,汽车从甲地到乙地行驶了小时,要耗没(升)。
(ii)当速度为千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了小时,设耗油量为升,依题意得。
令得。当时,是减函数; 当时,是增函数。
当时,取到极小值因为在上只有一个极值,所以它是最小值。
答:当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油17.5升。当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升。
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