内容正文:
专题02 导数的综合应用问题
1. (2018·全国高考真题(文))函数
的图像大致为 ( )
A.
B.
C.
D.
2.(2018·浙江高考真题)已知
成等比数列,且
.若
,则( )
A.
B.
C.
D.
3.(2019·浙江高考真题)已知,函数,若函数恰有三个零点,则( )
A.
B.
C.
D.
4. (2010·北京高考真题(文))设定函数
,且方程
的两个根分别为1,4.
(Ⅰ)当a=3且曲线
过原点时,求
的解析式;
(Ⅱ)若
在
无极值点,求a的取值范围.
5. (2011·江苏高考真题)请你设计一个包装盒,如图所示,ABCD是边长为60cm的正方形硬纸片,切去阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形,再沿虚线折起,使得四个点重合于图中的点P,正好形成一个正四棱柱形状的包装盒,E、F在AB上是被切去的等腰直角三角形斜边的两个端点,设AE=FB=xcm2
(1)若广告商要求包装盒侧面积S(cm)最大,试问x应取何值?
(2)若广告商要求包装盒容积V(cm)最大,试问x应取何值?并求出此时包装盒的高与底面边长的比值.
一、考向分析:
二、考向讲解
(一)函数的单调性问题
利用导数研究函数的单调性问题,主要考向有:1.讨论、判断函数的单调性;2.求函数单调区间;3.比较函数值的大小、解不等式、证明不等式;4.由函数的单调性求参数值(取值范围);5.研究函数的图象.
典例1. (2019·天津高考真题(理))已知
,设函数
若关于
的不等式
在
上恒成立,则
的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
典例2. (2019·广东省中山一中等七校联考)已知函数
.
(1)求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)求函数f(x)的单调区间.
(二)函数的极值、最值问题
关于函数的极值、最值的考向有:1.求函数的极值、最值;2.围绕函数的极值、最值,确定参数的值或取值范围;3.生活中的最优化问题.
典例3. (2018年文北京卷)设函数.
(Ⅰ)若曲线在点处的切线斜率为0,求a;
(Ⅱ)若在处取得极小值,求a的取值范围.
典例4.(2019·全国高考真题(理))已知函数
.
(1)讨论
的单调性;
(2)是否存在
,使得
在区间
的最小值为
且最大值为1?若存在,求出
的所有值;若不存在,说明理由.
(三)导数与解不等式、证明不等式问题
应用导数解不等式、证明不等式等问题,主要利用函数的单调性、极(最)值.
典例5. (2019·四川高考模拟(文))设定义在
上的函数
的导函数为
,若
,
,则不等式
(其中
为自然对数的底数)的解集为( )
A.
B.
C.
D.
典例6. (2017·全国高考真题(文))已知函数
.
(1)讨论
的单调性;
(2)当
时,证明
.
(四)函数的零点问题
函数的零点,即的根,亦即函数的图象与轴交点横坐标,求函数零点、判断函数零点的个数与函数零点有关的参数范围问题,往往利用导数研究函数的单调区间和极值点,并结合特殊点,从而判断函数的大致图像,讨论其图象与轴的位置关系(或者转化为两个熟悉函数交点问题),进而确定参数的取值范围.
典例7.(2018·江苏高考真题)若函数
在
内有且只有一个零点,则
在
上的最大值与最小值的和为__________.
典例8.(2018·全国高考真题(文))已知函数
.
(1)若
,求
的单调区间;
(2)证明:
只有一个零点.
题型一 函数的单调性问题
1.在内可导函数,在任意子区间内都不恒等于0.
在上为增函数.
在上为减函数.
2.利用导数研究函数的单调性的方法步骤:①确定函数的定义域;②求导数;③由(或)解出相应的的取值范围,当时,在相应区间上是增函数;当时,在相应区间上是减增函数.
3.利用导数求函数单调区间的方法
(1)当导函数不等式可解时,解不等式f′(x)>0或f′(x)<0求出单调区间.
(2)当方程f′(x)=0可解时,解出方程的实根,按实根把函数的定义域划分区间,确定各区间f′(x)的符号,从而确定单调区间.
(3)若导函数的方程、不等式都不可解,根据f′(x)结构特征,利用图象与性质确定f′(x)的符号,从而确定单调区间.
温馨提醒:所求函数的单调区间不止一个,这些区间之间不能用并集“∪”及“或”连接,只能用“,”“和”字隔开.
4.由函数的单调性求参数的取值范围的方法
(1)可导函数在区间(a,b)上单调,实际上就是在该区间上f′(x)≥0(或f′(x)≤0)恒成立,得到关于参数的不等式,从而转化为求函数的最值问题,求出参数的取值范围.
(2)可导函数在区间(a,b)上存在单调区间,实际上就是f′(x)>0(或f′(x)<0)在该区间上存在解集,从而转化为不等式问题,求出参数的取值范围.
(3)若