内容正文:
《2021年数学(理)函数与导数二轮突破提升》
专题04 导数的简单应用
【考情分析】 1.导数的计算和几何意义是高考命题的热点,多以选择题、填空题形式考查,难度较小.2.应用导数研究函数的单调性、极值、最值多在选择题、填空题靠后的位置考查,难度中等偏上,属综合性问题.
考点一 导数的几何意义与计算
重点热点
1.导数的运算法则
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x).
(2)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x).
(3)′=(g(x)≠0).
2.导数的几何意义
(1)函数在某点的导数即曲线在该点处的切线的斜率.
(2)曲线在某点的切线与曲线过某点的切线不同.
(3)切点既在切线上,又在曲线上.
例1 (1)已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足关系式f(x)=x2+3xf′(2)-ln x,则f′(2)的值为( )
A. B.- C. D.-
【答案】 B
【解析】 ∵f(x)=x2+3xf′(2)-ln x,
∴f′(x)=2x+3f′(2)-,
令x=2,得f′(2)=4+3f′(2)-,
解得f′(2)=-.
(2)(2019·江苏)在平面直角坐标系xOy中,点A在曲线y=ln x上,且该曲线在点A处的切线经过点(-e,-1)(e为自然对数的底数),则点A的坐标是________.
【答案】 (e,1)
【解析】 设A(x0,ln x0),又y′=,
则曲线y=ln x在点A处的切线方程为
y-ln x0=(x-x0),
将(-e,-1)代入得,-1-ln x0=(-e-x0),
化简得ln x0=,解得x0=e,
则点A的坐标是(e,1).
易错提醒 求曲线的切线方程要注意“过点P的切线”与“在点P处的切线”的差异,过点P的切线中,点P不一定是切点,点P也不一定在已知曲线上,而在点P处的切线,必以点P为切点.
考点二 利用导数研究函数的单调性
重点热点
利用导数研究函数单调性的关键
(1)在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域.
(2)单调区间的划分要注意对导数等于零的点的确认.
(3)已知函数单调性求参数范围,要注意导数等于零的情况.
例2 已知f(x)=a(x-ln x)+,a∈R.讨论f(x)的单调性.
【解析】 f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=a--+=.
若a≤0,当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
若a>0,f′(x)=.
(1)当0<a<2时,>1,
当x∈(0,1)或x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
(2)当a=2时,=1,在x∈(0,+∞)内,f′(x)≥0,f(x)单调递增.
(3)当a>2时,0<<1,
当x∈或x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减.
综上所述,当a≤0时,f(x)在(0,1)内单调递增,在(1,+∞)内单调递减;
当0<a<2时,f(x)在(0,1)内单调递增,在内单调递减,在内单调递增;
当a=2时,f(x)在(0,+∞)内单调递增;
当a>2时,f(x)在内单调递增,在内单调递减,在(1,+∞)内单调递增.
易错提醒 (1)在求单调区间时“定义域优先”.
(2)弄清参数对f′(x)符号的影响,分类讨论要不重不漏.
考点三 利用导数研究函数的极值、最值
重点热点
1.由导函数的图象判断函数y=f(x)的极值,要抓住两点
(1)由y=f′(x)的图象与x轴的交点,可得函数y=f(x)的可能极值点.
(2)由y=f′(x)的图象可以看出y=f′(x)的函数值的正负,从而可得到函数y=f(x)的单调性,可得极值点.
2.求函数f(x)在[a,b]上的最大值和最小值的步骤
(1)求函数在(a,b)内的极值.
(2)求函数在区间端点处的函数值f(a),f(b).
(3)将函数f(x)的各极值与f(a),f(b)比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.
例3 (1)若函数f(x)=ex-(m+1)ln x+2(m+1)x-1恰有两个极值点,则实数m的取值范围为( )
A.(-e2,-e) B.
C. D.(-∞,-e-1)
【答案】 D
【解析】 由题意可得f′(x)=ex-+2(m+1),x>0,
因为函数f(x)=ex-(m+1)ln x+2(m+1)x-1恰有两个极值点,所以函数f′(x)=ex-+2(m+1)(x>0)有两个不同的变号零点.
令ex-+2(m+1)=0,
等价转化成=m+1(x>0)有两个不同的实数根,
记h(x)=,
所以h′(x)=
=-,