内容正文:
知识整合与章末检测(一)
突破一 导数的几何意义
利用导数求曲线y=f(x)过点P(x0,y0)的切线方程时,应注意:
(1)判断点P(x0,y0)是否在曲线y=f(x)上;
(2)①若点P(x0,y0)为切点,则曲线y=f(x)在点P处的切线的斜率为f′(x0),切线的方程为y-y0=f′(x0)(x-x0).
②若点P(x0,y0)不是切点,则设切点为Q(x1,y1),则切线方程为y-y1=f′(x1)(x-x1),再由切线过点P(x0,y0)得
y0-y1=f′(x1)(x0-x1)①
又y1=f(x1)②
由①②求出x1,y1的值,
即求出了过点P(x0,y0)的切线方程.
例1,►求曲线C:y=3x4-2x3-9x2+4在点(1,-4)处的切线方程.
【解】 检验知点(1,-4)是曲线C上一点,
f′(x)=12x3-6x2-18x,f′(1)=-12.
∴切线方程为y+4=-12(x-1).
即y=-12x+8.
例2,►对正整数n,设曲线y=xn(1-x)在x=2处的切线与y轴交点的纵坐标为an,则数列的前n项和为________.
【解】 y′=nxn-1-(n+1)xn,
曲线y=xn(1-x)在x=2处的切线的斜率为
k=n·2n-1-(n+1)2n.
又因为切点为(2,-2n),所以切线方程为y+2n=k(x-2).
令x=0,得an=(n+1)2n,
令bn==2n,∴{bn}是等比数列,b1=q=2.
数列的前n项和为[来源:Z。xx。k.Com]
2+22+23+…+2n==2n+1-2.
【答案】 2n+1-2
突破二 利用导数确定函数的单调区间
应用导数求函数的单调区间的步骤:
(1)求导数f′(x);
(2)解不等式f′(x)>0或f′(x)<0;
(3)确定并指出函数的单调增区间、减区间.
特别要注意写单调区间时,区间之间用“和”或“,”隔开,绝对不能用“∪”连结.
例3,►已知实数a>0,函数f(x)=ax(x-2)2(x∈R)的极大值为32,求函数f(x)的单调区间.
【解】 f(x)=ax3-4ax2+4ax,
f′(x)=3ax2-8ax+4a,
令f′(x)=0得3ax2-8ax+4a=0,
∵a=/ 0,∴3x2-8x+4=0,∴x=或x=2.
∵a>0,∴当x∈或x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,
∴函数f(x)的单调递增区间为和[2,+∞);
当x∈时,f′(x)<0,
∴函数f(x)的单调递减区间为.
突破三 利用导数,求函数的极值和最值
1,.应用导数求函数极值的一般步骤:
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)解方程f′(x)=0的根;
(3)检验f′(x)=0的根的两侧f′(x)的符号.
若左正右负,则f(x)在此根处取得极大值;
若左负右正,则f(x)在此根处取得极小值;
否则,此根不是f(x)的极值点.
2.,求函数f(x)在闭区间[a,b]上的最大值、最小值的方法与步骤:
(1)求f(x)在(a,b)内的极值;
(2)将(1)求得的极值与f(a)、f(b)相比较,其中最大的一个值为最大值,最小的一个值为最小值.
特别地,①当f(x)在[a,b]上单调时,其最小值、最大值在区间端点取得;②当f(x)在(a,b)内只有一个极值点时,若在这一点处f(x)有极大(或极小)值,则可以断定f(x)在该点处取得最大(或最小)值,这里(a,b)也可以是(-∞,+∞).
例4,►已知函数f(x)=(ax2+bx+c)ex在[0,1]上单调递减且满足f(0)=1,f(1)=0.
(1)求a的取值范围;
(2)设g(x)=f(x)-f′(x),求g(x)在[0,1]上的最大值和最小值.
【解】 (1)由f(0)=1,f(1)=0,得c=1,a+b=-1,则f(x)=[ax2-(a+1)x+1]ex,f′(x)=[ax2+(a-1)x-a]ex,
依题意需对任意x∈(0,1),有f′(x)<0.
当a>0时,因为二次函数y=ax2+(a-1)x-a的图象开口向上,而f′(0)=-a<0,所以需f′(1)=(a-1)e<0,即0<a<1.
当a=1时,对任意x∈(0,1)有f′(x)=(x2-1)ex<0,f(x)符合条件;
当a=0时,对任意x∈(0,1),f′(x)=-xex<0,f(x)符合条件;
当a<0时,因为f′(0)=-a>0,f(x)不符合条件.
故a的取值范围为0≤a≤1.
(2)因为g(x)=(-2ax+1+a)ex,所以g′(x)=(-2ax+1-a)ex.
(ⅰ)当a=0时,g′(x)=ex>0,g(x)在x=0处取得最小值g(0)=1,在x=1处取得最大值g(1)=e.
(ⅱ)当a=1时,对于任意x∈(0,1)有g′(x)=-2xex<0,g(x)在