专题:导数(文)
考点一:求导公式。
1、几种常见函数的导数。
2、导数的运算法则。
例1.是的导函数,则的值是。
解析:,所以答案:3
例2. 设函数,集合m=,p=,若mp,则实数a的取值范围是。
a.(-1) b.(0,1) c.(1,+∞d. [1,+∞
解答过程]由。
综上可得mp时,
考点二:导数的几何意义与几何运用。
理解导数的几何意义。
答案:4 -11
例3: 设f(x)可导,且f′(0)=0,又=-1,则f(0)(
a.可能不是f(x)的极值b.一定是f(x)的极值。
c.一定是f(x)的极小值d.等于0
解析:由=-1,故存在含有0的区间(a,b)使当x∈(a,b),x≠0时<0,于是当x∈(a,0)时f′(0)>0,当x∈(0,b)时,f′(0)<0,这样f(x)在(a,0)上单增,在(0,b)上单减。
答案:b例4. 已知函数的图象在点处的切线方程是,则。
解析:因为,所以,由切线过点,可得点m的纵坐标为,所以,所以答案:3
例5. 曲线在点处的切线方程是。
解析:,点处切线的斜率为,所以设切线方程为,将点带入切线方程可得,所以,过曲线上点处的切线方程为答案:
例6. 已知曲线c:,直线,且直线与曲线c相切于点,求直线的方程及切点坐标。
解析:直线过原点,则。由点在曲线c上,则, 。
又, 在处曲线c的切线斜率为, ,整理得:,解得:或(舍),此时,,。
所以,直线的方程为,切点坐标是。 答案:直线的方程为,切点坐标是。
用导数求切线方程的关键在于求出切点及斜率,其求法为:设是曲线上的一点,则以的切点的切线方程为:.若曲线在点的切线平行于轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为.
考点三:利用导数几何意义求切线方程。
类型一:已知切点,求曲线的切线方程。
此类题较为简单,只须求出曲线的导数,并代入点斜式方程即可.
例1 曲线在点处的切线方程为( )
解:由则在点处斜率,故所求的切线方程为,即,因而选b.
类型二:已知斜率,求曲线的切线方程。
此类题可利用斜率求出切点,再用点斜式方程加以解决.
例2 与直线的平行的抛物线的切线方程是( )
解:设为切点,则切点的斜率为..
由此得到切点.故切线方程为,即,故选d.
评注:此题所给的曲线是抛物线,故也可利用法加以解决,即设切线方程为,代入,得,又因为,得,故选d.
类型三:已知过曲线上一点,求切线方程。
过曲线上一点的切线,该点未必是切点,故应先设切点,再求切点,即用待定切点法.
例3 求过曲线上的点的切线方程.
解:设想为切点,则切线的斜率为.
切线方程为..
又知切线过点,把它代入上述方程,得.
解得,或.故所求切线方程为,或,即,或.
类型四:已知过曲线外一点,求切线方程。。此类题可先设切点,再求切点。
例4 求过点且与曲线相切的直线方程.
解:设为切点,则切线的斜率为.
切线方程为,即.
又已知切线过点,把它代入上述方程,得.
解得,即.考点四:利用导数研究函数的图象。
一般单一的导函数图像类的出现在选择题等上,此类比较简单。
综合性的导函数上的图像运用很多,结合图像分析,此类较难。此类在下文综合性题中论述。
例题: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
4、函数在定义域(-4,3)内可导,其图象如图,记的导函数为,则不等式的解集为。
考点五:函数的单调性。
1)一般地,设函数 y = f ( x) 在某个区间可导,如果 f ′(x ) 0 ,则 f ( x ) 为增函数;如果 f ′(x) <0 ,则 f ( x) 为减函数;如果在某区间内恒有 f ′(x) =0 ,则 f ( x) 为常数;
2)对于可导函数 y = f ( x) 来说, f ′(x ) 0 是 f ( x ) 在某个区间上为增函数的充分非必要条件, f ′(x ) 0 是 f ( x ) 在某个区间上为减函数的充分非必要条件;
3)利用导数判断函数单调性的步骤: ①求函数 f ( x ) 的导数 f ′(x ) 令 f ′(x ) 0 解不等式,得 x 的范围,就是递增区间;③令 f ′(x) <0 解不等式,得 x 的范围,就是递增区间。
题型:一。一般单调性。
例1:已知在r上是减函数,求的取值范围。
解析:函数的导数为。对于都有时,为减函数。由可得,解得。所以,当时,函数对为减函数。
1) 当时,。
由函数在r上的单调性,可知当是,函数对为减函数。
2) 当时,函数在r上存在增区间。所以,当时,函数在r上不是单调递减函数。综合(1)(2)(3)可知。
例2:设函数,求函数的单调区间。
分析:本题考查导数的运算,利用导数研究函数的单调性。对函数求导,对导函数用辅助角公式变形,利用导数等于0得极值点,通过列表的方法考查极值点的两侧导数的正负,判断区间的单调性。
解:由,知。
令,从而,得或。
当变化时,与变化情况如下表。
因此,由上表知的单调递增区间是和,单调递减区间是。
巩固练习:设和是函数的两个极值点。
ⅰ)求和的值求的单调区间。
解:(ⅰ因为。
由假设知:
解得。ⅱ)由(ⅰ)知。
当时, 当时,
因此的单调增区间是。
的单调减区间是。
题型二 :含参数的函数单调性的讨论。
例1、设函数。
ⅰ)当曲线处的切线斜率(ⅱ)求函数的单调区间;
例2: 设函数,其中,求的单调区间。
分析:本题解答过程中易忽视了求函数的单调区间的前提:先求函数定义域,务必牢记!
解:由已知得函数的定义域为,且。
1)当时,函数在上单调递减,2)当时,由=0,解得。
随x的变化情况如下表:
从上表可知:
当时,函数在上单调递减。
当时,函数在上单调递增。
综上所述:当时,函数在上单调递减,当时,函数在上单调递增。
考点六:函数的极值。
函数的极大值与极小值:
1)极大(小)值:如果 x = c 是函数 f ( x ) 在某个区间 (u , v ) 上的最大值点,即不等式 f (c) ≥f ( x) 对于一切 x ∈ u , v) 成立,就说 f ( x) 在 x = c 处取到极大值 f (c) ,并称 c 为函数 f ( x ) 的一个极大(小)值点, f (c ) 为 f ( x ) 的一个极大(小)值。
2)极大值与极小值统称为极值, 极大值点与极小值点统称为极值点; f ′(c) =0 , x = c 若则叫做函数 f ( x ) 的驻点;可导函数的极值点必为驻点,但驻点不一定是极值点。
3)判别 f (c ) 是极大、极小值的方法:若 c 满足 f ′(c) =0 ,且在 c 的两侧 f ( x ) 的导数异号,则 c 是 f ( x ) 的极值点, f (c ) 是极值,并且如果 f ′(x ) 在 c 两侧满足“左正右负” (左负右正) ,则 c 是 f ( x ) 的极大(小)值点, f (c ) 是极大(小)值。
4)求可导函数 f ( x ) 的极值的步骤: ①确定函数的定义区间,求导数 f ′(x ) 求 f ( x ) 的驻点,即求方程 f ′(x ) 0 的根; (3) 分区间,列表。
5)②求的根;③将的根在数轴上标出,得出单调区间,由在各区间上取值的正负可确定并求出函数的极值。
例1.若函数在处取极值,则 3
例2. 函数的定义域为开区间,导函数在内。
的图象如图所示,则函数在开区间内有极小值点 1 _个。
例3. 设函数在及时取得极值。
1)求a、b的值;
2)若对于任意的,都有成立,求c的取值范围。
解析:(1),因为函数在及取得极值,则有,.即,解得,。
2)由(ⅰ)可知,,。
当时,;当时,;当时,。所以,当时,取得极大值,又,。则当时,的最大值为。因为对于任意的,有恒成立,所以 ,解得或,因此的取值范围为。
答案:(1),;2)。
例4.已知函数是奇函数。
ⅰ)求的值;
ⅱ)求函数的单调区间。
解:(ⅰ因为函数g(x)=f(x)-2为奇函数,所以,对任意的x∈r,g(-x)=-g(x),即f(-x)- 2=-f(x)+2.
又f(x)=x3+ax2+3bx+c,所以-x3+ax2-3bx+c-2=-x3-ax2-3bx-c+2.
所以解得a=0,c=2.
ⅱ)由(ⅰ)得f(x)=x3+3bx+2.所以f′(x)=3x2+3b(b≠0).当b<0时,由f′(x)=0得x=±
x变化时,f′(x)的变化情况如下表:
所以,当b<0时,函数f (x)在(-∞上单调递增,在(-,上单调递减,在(,+上单调递增。
当b>0时,f′(x)>0.所以函数f (x)在(-∞上单调递增。
变式1. 设函数。
ⅰ)若曲线在点处与直线相切,求的值。
ⅱ)求函数的单调区间与极值点。
ⅲ)若且在处取得极值,直线y=m与的图象有三个不同交点。
解:(ⅰ曲线在点处与直线相切,ⅱ)当时,,函数在上单调递增,此时函数没有极值点。当时,由,当时,,函数单调递增,当时,,函数单调递减,当时,,函数单调递增,∴此时是的极大值点,是的极小值点。
ⅲ)因为在处取得极大值,所以。
所以由解得。
由(1)中的单调性可知,在处取得极大值,考点七:函数的最值。
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