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秘籍03 导数及其应用
1.曲线在点处的切线的方程为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】,,
则,又,故切线的方程为:,即.
故选D.
求曲线y=f(x)的切线方程的类型及方法
(1)已知切点P(x0, y0),求y=f (x)过点P的切线方程:求出切线的斜率f ′(x0),由点斜式写出方程;
(2)已知切线的斜率为k,求y=f (x)的切线方程:设切点P(x0, y0),通过方程k=f ′(x0)解得x0,再由点斜式写出方程;
(3)已知切线上一点(非切点),求y=f (x)的切线方程:设切点P(x0, y0),利用导数求得切线斜率f ′(x0),再由斜率公式求得切线斜率,列方程(组)解得x0,最后由点斜式或两点式写出方程.
(4)若曲线的切线与已知直线平行或垂直,求曲线的切线方程时,先由平行或垂直关系确定切线的斜率,再由k=f ′(x0)求出切点坐标(x0, y0),最后写出切线方程.
(5)①在点P处的切线即是以P为切点的切线,P一定在曲线上.②过点P的切线即切线过点P,P不一定是切点.因此在求过点P的切线方程时,应首先检验点P是否在已知曲线上.
2.若函数在上单调递减,则称为函数.下列函数中为函数的序号为
① ② ③ ④
A.①②④ B.①③
C.①③④ D.②③
【答案】B
【解析】①,若,则在上单调递减,满足题意,即①为函数,排除D;
②,若,则,构造函数,求导可得在上单调递减,在上单调递增,即②非函数,排除A;
③,若,则在上单调递减,即③为函数;
④,若,则,构造函数,求导可得在上单调递减,在上单调递增,即④非函数,排除C.
故选B.
函数的单调性与导数的关系
一般地,在某个区间(a,b)内:
①如果,函数f (x)在这个区间内单调递增;
②如果,函数f (x)在这个区间内单调递减;
③如果,函数f (x)在这个区间内是常数函数.
3.若在上是减函数,则的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,,
因为在上单调递减,所以在上恒成立,即,
因为,所以,的取值范围是.
故选C.
由函数f (x)的单调性求参数的取值范围的方法
(1)可导函数在某一区间上单调,实际上就是在该区间上f ′(x)≥0(或f ′(x)≤0)(f ′(x)在该区间的任意子区间内都不恒等于0)恒成立,然后分离参数,转化为求函数的最值问题,从而获得参数的取值范围;
(2)可导函数在某一区间上存在单调区间,实际上就是f ′(x)>0(或f ′(x)<0)在该区间上存在解集,这样就把函数的单调性问题转化成了不等式问题;
(3)若已知f (x)在区间I上的单调性,区间I中含有参数时,可先求出f (x)的单调区间,令I是其单调区间的子集,从而可求出参数的取值范围.
4.设函数,.
(1)当(为自然对数的底数)时,求的极小值;
(2)若在上为单调增函数,求的取值范围.
【解析】(1)当时,,则(),
当,,在上单调递减;
当,,在上单调递增,
故当时,取得极小值,为,
∴的极小值为2.
(2)因为在上为单调增函数,所以在上恒成立,
即对于恒成立,则,
故的取值范围是.
函数极值问题的常见类型及解题策略
(1)函数极值的判断:先确定导数为0的点,再判断导数为0的点的左、右两侧的导数符号.
(2)求函数f (x)极值的方法
①确定函数f (x)的定义域.
②求导函数f ′(x).
③求方程f ′(x)=0的根.
④检查f ′(x)在方程的根的左右两侧的符号,确定极值点.如果左正右负,那么f (x)在这个根处取得极大值,如果左负右正,那么f (x)在这个根处取得极小值,如果f ′(x)在这个根的左右两侧符号不变,则f (x)在这个根处没有极值.
(3)利用极值求参数的取值范围:确定函数的定义域,求导数f ′(x),求方程f ′(x)=0的根的情况,得关于参数的方程(或不等式),进而确定参数的值或取值范围.
5.对于任意,,当时,恒有成立,则实数的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于任意,,当时,恒有成立,
即成立,
令,则,
∴在上单调递减,则在上恒成立,
∴在上恒成立,
∵当时,,
∴实数的取值范围为.
故选C.
利用导数解决不等式恒成立问题的“两种”常用方法
(1)分离参数法:将原不等式分离参数,转化为不含参数的函数的最值问题,利用导数求该函数的最值,根据要求得所求范围.一般地,恒成立,只需即可;恒成立,只需即可.
(2)函数思想法:将不等式转化为某含待求参数的函数的最值问题,利用导数求该函数的极值(最值),然后构建不等式求解.
6.曲线,直线及y轴所围成的封闭图形的面积为___________.
【答案】
【解答】由解得,
故所求的面