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秘籍03 导数及其应用
1.已知曲线y=lnx的切线过原点,则此切线的斜率为( )
A.e B.﹣e C. D.﹣
【答案】C
【解答】解:设切点坐标为(a,lna),
∵y=lnx,∴y′=,
切线的斜率是,
切线的方程为y﹣lna=(x﹣a),
将(0,0)代入可得lna=1,∴a=e,
∴切线的斜率是=;
故选:C.
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.y=x2﹣lnx的单调递减区间为( )
A.[﹣1,1] B.(0,1)
C.[1,+∞) D.(0,+∞)
【答案】B
【解答】解:函数的定义域为x>0,y′=x﹣,
令x﹣<0,由于x>0,从而得0<x<1,
∴函数y=x2﹣㏑x的单调递减区间是(0,1).
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.函数在,上单调递增,则实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:对求导:;
函数在,上单调递增,即导函数在,上恒有;
为一元二次函数,其对称轴为:,由选项可知,开口朝上,
故在,上为单调递增函数;
故只需满足:,解得:;或无解,
故选:.
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.函数对于x∈[﹣1,1]总有f(x)≥0成立,则a 的取值范围为( )
A.[2,+∞) B.[4,+∞)
C.{4} D.[2,4]
【答案】C
【解答】解:①当x=0时,f(x)=1≥0,对于a∈R皆成立.
②当0<x≤1时,若总有f(x)≥0,则≥0,∴,
令g(x)=,g′(x)==,令g′(x)=0,解得x=.
当0时,g′(x)>0;当时,g′(x)<0.
∴g(x)在x=时取得最大值,g()=4,∴a≥4.
③当﹣1≤x<0时,若总有f(x)=0,则≥0,∴a≤.
令h(x)=,则h′(x)=≥0,
∴h(x)在