内容正文:
第4讲 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
核心提炼
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.
跟踪演练1 (1)(2019·全国Ⅲ)已知曲线y=aex+xln x在点(1,ae)处的切线方程为y=2x+b,则( )
A.a=e,b=-1 B.a=e,b=1
C.a=e-1,b=1 D.a=e-1,b=-1
答案 D
解析 因为y′=aex+ln x+1,所以y′|x=1=ae+1,
所以曲线在点(1,ae)处的切线方程为y-ae=(ae+1)(x-1),即y=(ae+1)x-1,所以解得
(2)直线2x-y+1=0与曲线y=aex+x相切,则a等于( )
A.e B.2e C.1 D.2
答案 C
解析 设切点为(n,aen+n),因为y′=aex+1,
所以切线的斜率为aen+1,
切线方程为y-(aen+n)=(aen+1)(x-n),
即y=(aen+1)x+aen(1-n),
依题意切线方程为y=2x+1,
故解得a=1,n=0.
考点二 利用导数研究函数的单调性
核心提炼
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 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.
跟踪演练2 (1)已知定义在R上的函数f(x)的导函数为f′(x),对任意x∈(0,π),有f′(x)sin x>f(x)cos x,且f(x)+f(-x)=0,设a=2f ,b=f ,c=-f ,则( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.a<c<b D.c<b<a
答案 A
解析 构造函数g(x)=,x≠kπ,k∈Z,
g′(x)=>0,
所以函数g(x)在区间(0,π)上是增函