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高中数学 选修2-2 导数及其应用
测试内容:章末复习
考试时间:100分钟; 总分:100分 命题人:田思思
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1.导数的概念,要注意结合实例理解概念的实质,利用导数的几何意义求曲线的切线方程,要注意当切线平行于y轴时,这时导数不存在,此时的切线方程为x=x0.
2.利用基本初等函数的求导公式和四则运算法则求导数,熟记基本求导公式,熟练运用法则是关键,有时先化简再求导,会给解题带来方便.因此观察式子的特点,对式子进行适当的变形是优化解题过程的关键.
3.对复合函数的求导,关键在于选取合适的中间变量,弄清每一步求导是哪个变量对哪个变量求导,不要混淆,最后要把中间变量换成自变量的函数.复合函数的导数(高考要求f(ax+b)的形式的),在学习的过程中不要无限制地拔高.
4.利用导数判断函数的单调性应注意的几点
(1)确定函数的定义域,解决问题的过程中,只能在函数的定义域内,通过讨论导数的符号,来判断函数的单调区间.
(2)在对函数划分单调区间时,除了必须确定使导数等于0的点外,还要注意定义区间内的不连续点或不可导点.
(3)命题“如果f′(x)>0,则函数为增函数”的逆命题不成立,当f(x)在(a,b)内为增函数时,f′(x)≥0,如f(x)=x3.由于f′(x)≥0时,f′(x)可能恒为0,f(x)也就恒为常数,所以由f′(x)≥0不能得到f(x)是单调增函数.因此,课本上关于单调性的结论在解题时要注意,它并非充要条件.
5.利用导数研究函数的极值应注意的几点
(1)可导函数f(x)在点x0取得极值的充分必要条件是f′(x)=0,且在x0左侧与右侧,f′(x)的符号不同,f′(x0)=0是x0为极值点的必要非充分条件.
(2)极值点也可以是不可导的,如函数f(x)=|x|在极小值点x0=0处不可导.
(3)求一个可导函数的极值时,常常把使f′(x0)=0的点x0附近的函数值的变化情况列成表格,这样可使函数在各单调区间的增减情况一目了然.
6.极值与最值的区别
(1)函数的极值是在局部范围内讨论问题,是一个局部概念,而函数的最值是对整个定义区间而言,是在整体范围内讨论问题,是一个整体性概念.
(2)闭区间上的连续函数一定有最值,开区间内的可导函数不一定有最值,若有唯一的极值,则此极值必是函数的最值.
(3)函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个,而函数的极值则可能不止一个,也可能没有极值.
7.导数的实际应用
利用导数研究实际问题的最值的关键在于建立数学模型,因此要认真审题,分析各个量的关系,列出函数式y=f(x),然后利用导数求出函数f(x)的最值,求函数f(x)的最值时,若f(x)在区间(a,b)上只有一个极值点,要根据实际意义判定是最大值还是最小值,不必再与端点的函数值比较.
8.求定积分
求导运算与求原函数运算互为逆运算,求定积分的关键是要找到被积函数的原函数.为避免出错,在求出原函数后可利用求导与积分互为逆运算的关系进行验证.
9.定积分的应用中的两个主要问题
一是能利用定积分求曲边梯形的面积;二是能利用定积分求变速直线运动的路程及变力做功问题.其中,应特别注意求定积分的运算与利用定积分计算曲边梯形面积的区别.
一、导数几何意义的应用
例1 设曲线C:y=x3-3x和直线x=a(a>0)的交点为P,过P点的曲线C的切线与x轴交于点Q(-a,0),求a的值.
二、求函数的单调区间
例2 设a∈R,讨论定义在(-∞,0)的函数f(x)=ax3+x2+(a+1)x的单调性.
三、求函数的极值与最值
例3 设a为实数,函数f(x)=x3-x2-x+a.
(1)求f(x)的极值;
(2)当a在什么范围内取值时,曲线y=f(x)与x轴仅有一个交点.
四、恒成立问题
例4 已知f(x)=x3-x2-2x+5,当x∈[-1,2]时,f(x)<m恒成立,求实数m的取值范围.
五、利用导数证明不等式
例5 已知a,b为实数,且b>a>e,求证:ab>ba.
六、利用导数解决实际问题
例6 烟囱向其周围地区散落烟尘造成环境污染.已知A,B两座烟囱相距20 km,其中B烟囱喷出的烟尘量是A烟囱的8倍,经环境检测表明:落在地面某处的烟尘浓度与该处到烟囱距离的平方成反比,而与烟囱喷出的烟尘量成正比.(比例系数为k).若C是AB连线上的点,设AC=x km,C点的烟尘浓度记为y.
(1)写出y关于x的函数表达式;
(2)是否存在这样的点C,使该点的烟尘浓度最低?若存在,求出AC的距离;若不存在,说明理由.
七、定积分的应用
例7 已知A(-1,2)为抛物线C:y=2x2上的点,直线l1过点A,且与抛物线C相切于A点,直线l2:x=a(a≠-1)交