导数及其应用。
一、【考点分析】
2023年江苏省高考说明中,《导数及其应用》属于必做题部分,其中导数的概念是a级要求,导数的几何意义,导数的运算,利用导数研究函数的单调性与极值,以及导数在实际问题中的应用是b级要求。
导数与函数、数列、三角、不等式、解析几何等知识有着密切的联系,导数作为工具在研究函数的性质及在实际生活中有着广泛的应用, 导数是高中数学中与高等数学联系最密切的知识之一,所以备受高考命题老师的重视。
二、【典例解析】
例题1】设直线是曲线的一条切线,则实数的值是 .
解析】本小题考查导数的几何意义、切线的求法.
令得,故切点,代入直线方程,得 .
答案】例题2】函数单调递增区间是。
解析】令。答案】
例题3】设是函数的导函数,的图象如右图所示,则的图象最有可能的是。
填图象序号)
解析】 利用导函数的图像的零点,可以函数在及上单调递增,而在上单调递减.从而只有图像③符合要求.
答案】③例题4】函数在时有极值,则的。
值分别为。解析】
由已知,得
即解得,经检验:当时,不是极值点; 当时,符合题意。
答案】例题5】函数在上单调递增,则实数的最大值为 .
解析】(方法1),由已知,得即在区间上恒成立。
(方法2) 令,则把函数看成是函数,与函数的复合函数,在区间上单调递增,要使函数在上单调递增,只要在区间上单调递增即可。
当且仅当, 即,答案】
例题6】已知函数在与时都取得极值,1)求的值与函数的单调区间;
2)若对,不等式恒成立,求实数的取值范围。
解析】(1)
由已知,得,即,解得。
函数的单调递增区间是与,单调递减区间是。
2)由(1)得,在区间上,
由已知,得,解得 .
故所求实数的取值范围为。
例题7】已知函数。
1)求函数在上的最大值和最小值;
2)过点作曲线的切线,求此切线的方程。
解析】(1),令 ,解得。
在上, 2)设切点为,则所求切线方程为。
切线过点,解得或。
切线方程为。
即或。例题8】设函数,且函数在处取得一个极值。
1)求实数的值;
2)对于任意实数,恒成立,求实数的最大值;
3)若方程有且仅有一个实根,求实数的取值范围.
解析】(1),由已知,得,即,解得。
经检验:符合题意。 故所求实数的值为。
方法1)由已知,得,而,实数的最大值为。
(方法2) ,
即恒成立,
解得,实数的最大值为。
3) 当时, ;
当时, ;当时, ;
当时,取得极大值。
当时,取得极小值 ;
当或时, 方程有且仅有一个实根。
解得或。实数的取值范围为。
例题9】从边长为的正方形铁片的四个角各截去一小块边为的正方形(如右图所示),再将四边向上折起,做成一个无盖的正四棱柱铁盒,要求正四棱柱的高度与底面正方形边长的比值不超过常数。 问:取何值时,容积有最大值.
解析】依题意:
解得。函数的定义域为。
1 若,即,则由,解得.
当时,;当时,.
当时, 容积取得极大值,即为最大值,且。
2 若,即,则有知v在定义域上为单调递增函数。
当时, 答: 若,则当时, 容积有最大值;
若,则当时, 容积有最大值。
例题10】已知函数,其中是自然常数,1)讨论时, 函数的单调性、极值;
2)求证:在(1)的条件下,;
3)是否存在实数,使函数的最小值是3,若存在,求出的值;若不存在,说明理由。
解析】(1)时,,
当时,;当时,
在区间上是单调递减函数;
在区间上是单调递增函数。
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