内容正文:
章末整合提升
类型1 曲线的切线问题
1.近几年的高考中,导数的几何意义和切线问题是常考内容,各种题型均有可能出现,一般难度较小.
2.利用导数的几何意义求切线方程时关键是搞清所给的点是不是切点.
(1)曲线y=-5ex+3在点(0,-2)处的切线方程为________.
(2)已知曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(a+2)x+1相切,则a=________.
【尝试解答】 (1)y′=-5ex,
则k=y′|x=0=-5×e0=-5,
所以所求切线方程为y-(-2)=-5(x-0),即5x+y+2=0.
(2)∵y′=1+,∴k=y′|x=1=2,
∴切线方程为y=2x-1.
由y=2x-1与y=ax2+(a+2)x+1联立,得ax2+ax+2=0,再由相切知Δ=a2-8a=0,解得a=0或a=8.
∵当a=0时,y=ax2+(a+2)x+1并非曲线而是直线,∴a=0舍去,故a=8.
答案:(1)5x+y+2=0 (2)8
利用导数的几何意义的解题策略
1.利用导数的几何意义可以求出曲线上任意一点处的切线方程y-y0=f′(x0)(x-x0),明确“过点P(x0,y0)的曲线y=f(x)的切线方程”与“在点P(x0,y0)处的曲线y=f(x)的切线方程”的异同点.
2.围绕切点有三个等量关系:一是切点在曲线上;二是切点在切线上;三是在切点处的导数等于切线的斜率.这三个等量关系在求解参数问题中经常用到.
1.已知函数y=x3-x,则过点(1,0)的切线方程为________.
解析:①函数y=x3-x的图像在点(1,0)处的切线斜率为k=y′|x=1=(3x2-1)|x=1=2,
所以函数的图像在点(1,0)处的切线方程为y=2x-2.
②设函数y=x3-x图像上切点的坐标为P(x0,x-x0),
则切线斜率为k=y′|x=x0=3x-1,
切线方程为y-(x-x0)=(3x-1)(x-x0),
由于切线经过点(1,0),
所以0-(x-x0)=(3x-1)(1-x0),
整理,得2x-3x+1=0,即2(x-1)-3(x-1)=0,
所以2(x0-1)(x+x0+1)-3(x0+1)(x0-1)=0,
所以(x0-1)2(2x0+1)=0,
解得x0=1或x0=-.
所以P(1,0)或P,
所以切线方程为y=2x-2或y=-x+.
答案:y=2x-2或y=-x+
类型2 利用导数研究函数的性质
1.导数与函数单调性、极值的关系
(1)f′(x)>0在(a,b)上成立,是f(x)在(a,b)上单调递增的充分不必要条件.
(2)对于可导函数f(x),f′(x0)=0是函数f(x)在x=x0处有极值的必要不充分条件.
2.利用导数求函数极值应注意三点
(1)求单调区间时应先求函数的定义域,遵循定义域优先的原则;
(2)f′(x0)=0时,x0不一定是极值点;
(3)求最值时,应注意极值点和所给区间的关系,关系不确定时应分类讨论.
角度1 利用导数研究函数的单调性
已知函数f(x)=ln x+ax2+(2a+1)x,讨论f(x)的单调性.
【尝试解答】 f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=+2ax+2a+1=.
若a≥0,则当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增.
若a<0,则当x∈时,f′(x)>0;
当x∈时,f′(x)<0.
故f(x)在上单调递增,在上单调递减.
借助导数研究函数的单调性,尤其是研究含有ln x,ex等线性函数(或复合函数)的单调性是近几年高考的一个重点.其特点是导函数f′(x)的符号一般由二次函数来确定,经常同一元二次方程、一元二次不等式结合,集分类讨论、数形结合于一体.
角度2 利用导数研究函数的极值和最值
已知函数f(x)=x-aln x(a∈R).
(1)当a=2时,求曲线y=f(x)在点A(1,f(1))处的切线方程;
(2)求函数f(x)的极值.
【尝试解答】 函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1-.
(1)当a=2时,f(x)=x-2ln x,f′(x)=1-(x>0),
因而f(1)=1,f′(1)=-1,
所以曲线y=f(x)在点A(1,f(1))处的切线方程为
y-1=-(x-1),即x+y-2=0.
(2)由f′(x)=1-=,x>0知:
①当a≤0时,f′(x)>0,函数f(x)为(0,+∞)上的增函数,函数f(x)无极值;
②当a>0时,由f′(x)=0,解得x=a.
又当x∈(0,a)时,f′(x)<0;
当x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,
从而函数f(x)在x=a处取得极小值,且极小值为f(a)=a-aln a,无极大值.
综上,当a≤0时,函数f(x)无极值;
当a>0时,函数f(x