2023年高考数学热点问题 导数

发布 2021-11-27 17:23:28 阅读 2263

由于导数其应用的广泛性,为解决函数问题提供了一般性的方法及简捷地解决一些实际问题.因此在高考占有较为重要的地位,其考查重点是导数判断或论证单调性、函数的极值和最值,利用导数解决实际问题等方面,下面例析导数的六大热点问题,供参考.

一、运算问题。

例1已知函数,求导函数.

分析:用商的导数及复合函数导数的运算律即可解决.

解: 评注:对于导数运算问题关键是记清运算法则.主要是导数的定义、常见函数的导数、函数和差积商的导数,及复合函数、隐函数的导数法则等.

二、切线问题。

例2设曲线在点处的切线与直线垂直,则 .

分析:由垂直关系可得切线的斜率为-,又k=,即可求出a的值.

解:,∴切线的斜率,由垂直关系,有,解得.

评注:是指运用导数的几何意义或物理意义,解决瞬时速度,加速度,光滑曲线切线的斜率等三类问题.特别是求切线的斜率、倾斜角及切线方程问题,其中:

⑴ 曲线y=f(x)在点p(x0,f(x0))处的斜率k,倾斜角为,则tan=k=.

⑵ 其切线l的方程为:y=y0+(x-x0).若曲线y=f(x)在点p(x0,f(x0))的切线平行于y轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为x=x0.

三、单调性问题。

例3已知函数,.

ⅰ)讨论函数的单调区间;

ⅱ)设函数在区间内是减函数,求的取值范围.

分析:对于第(1)小题,求导后利用f '(x)>0或<0,解不等式即得单调区间;而(2)转化为<0在上恒成立即可.

解:(1)求导:.

当时,,,在上递增.

当,求得两根为,即在递增,递减,递增.

2)若函数在区间内是减函数,则两根在区间外,即,解得a≥2,故取值范围是[2,+∞

评注:一般地,设函数y=f(x)在某个区间内可导.如果f '(x)>0,则f(x)为增函数;如果f '(x)<0,则f(x)为减函数.单调性是导数应用的重点内容,主要有四类问题:

运用导数判断单调区间;

证明单调性;

已知单调性求参数;

先证明其单调性,再运用单调证明不等式等问题.

四、极值问题。

例4已知函数其中n∈n*,a为常数.当n=2时,求函数f(x)的极值;

分析:运用导数先确定函数的单调性,再求其极值.

解:由已知得函数f(x)的定义域为,当n=2时,

所以。1)当a>0时,由=0,得>1,<1,此时 f′(x)=.

当x∈(1,x1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;

当x∈(x1+∞)时,f′(x)>0, f(x)单调递增。

2)当a≤0时,f′(x)<0恒成立,所以f(x)无极值。

综上所述,n=2时,当a>0时,f(x)在处取得极小值,极小值为当a≤0时,f(x)无极值.

评注:运用导数解决极值问题.一般地,当函数f(x)在x0处连续,判别f(x0)为极大(小)值的方法是:

若=0,且在x0附近的左侧>0,右侧<0,那么f(x0)是极大值,

如果在x0附近的左侧<0,右侧>0,那么f(x0)是极小值.

五、最值问题。

例5 求函数f(x)=x4-2x2+5在[-2,2]上的最大值与最小值.

分析:可先求出导数及极值点,再计算.

解:=4x3-4x,令=0,解得x1=-1,x2=0,x3=1,均在(-2,2)内.

计算f(-1)=4,f(0)=5,f(1)=4,f(-2)=13,f(2)=13.

通过比较,可见f(x) 在[-2,2]上的最大值为13,最小值为4.

评注:运用导数求最大(小)值的一般步骤如下:

若f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则。

求,令=0,求出在(a,b)内使导数为0的点及导数不存在的点.

比较三类点:导数不存在的点,导数为0的点及区间端点的函数值,其中最大者便是f(x)在[a,b]上的最大值,最小者便是f(x)在[a,b]上的最小值.

六、应用问题。

例6 用总长14.8m的钢条制成一个长方体容器的框架,如果所制做容器的底面的一边比另一边长0.5m,那么高为多少时容器的容积最大?并求出它的最大容积。

分析:本小题主要考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等基础知识.

解:设容器底面短边长为m,则另一边长为m,高为。

由和,得,设容器的容积为,则有。

即,令,有,即,解得,(不合题意,舍去).

当x=1时,y取得最大值,即,这时,高为。

答:容器的高为1.2m时容积最大,最大容积为.

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