内容正文:
第二章 函数、导数及其应用
第十节 导数的应用
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必备知识·自主梳理
关键能力·重点探究
课时作业·巩固提升
一轮 · 数学(文)
命题分析预测 学科核心素养
从近五年的考查情况来看,本节一直是高考的重点和难点.一般以基本初等函数为载体,利用导数研究函数的单调性、极值、最值、零点问题,同时与解不等式关系最为密切,还可能与三角函数、数列等知识综合考查,一般出现在选择题和填空题的后两题以及解答题中,难度较大,复习备考的过程中应引起重视. 本节通过导数研究函数的单调性、极值、最值问题,考查考生的分类讨论思想、等价转化思想以及数学运算、逻辑推理核心素养.
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知识点一 利用导数研究函数的单调性
1.函数f(x)在某个区间(a,b)内的单调性与其导数的正负关系
(1)若_______________,则f(x)在这个区间上是增函数;
(2)若_______________,则f(x)在这个区间上是减函数;
(3)若________________,则f(x)在这个区间内是常数.
f ′(x)>0
f ′(x)<0
f ′(x)=0
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f′(x)>0与f(x)为增函数的关系
f′(x)>0能推出f(x)为增函数,但反之不一定.如函数f(x)=x3在(-∞,+∞)上是增函数,但f′(x)≥0,所以f′(x)>0是f(x)为增函数的充分不必要条件.
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2. 利用导数判断函数单调性的一般步骤
(1)求_____________;
(2)在定义域内解不等式_______________________;
(3)根据结果确定f(x)的单调区间.
若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递增,则f ′(x)≥0,且在(a,b)的任意子区间上,等号不恒成立;若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递减,则f ′(x)≤0,且在(a,b)的任意子区间上,等号不恒成立.
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f ′(x)
f ′(x)>0或f ′(x)<0
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B
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2.(易错题)若函数f(x)=kx-ln x在区间(1,+∞)上单调递增,则k的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.(-∞,-1]
C.[2,+∞) D.[1,+∞)
D
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知识点二 利用导数研究函数的极值与最值
1.函数的极大值
在包含x0的一个区间(a,b)内,函数y=f(x)在任何一点的函数值都______x0点的函数值,称点x0为函数y=f(x)的极大值点,其函数值f(x0)为函数的极大值.
2.函数的极小值
在包含x0的一个区间(a,b)内,函数y=f(x)在任何一点的函数值都______x0点的函数值,称点x0为函数y=f(x)的极小值点,其函数值f(x0)为函数的极小值.极大值与极小值统称为______,极大值点与极小值点统称为极值点.
大于
极值
小于
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3.函数的最值与导数
(1)函数y=f(x)在[a,b]上的最大值点x0指的是:函数在这个区间上所有点的函数值都_________f(x0).
(2)函数y=f(x)在[a,b]上的最小值点x0指的是:函数在这个区间上所有点的函数值都_________f(x0).
不超过
不小于
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1.极值点不是点,若函数f(x)在x1处取得极大值,则x1为极大值点,极大值为f(x1).
2.极大值与极小值没有必然关系,极小值可能比极大值还大.
3.极值一定在区间内部取得,有极值的函数一定不是单调函数.
4.f′(x0)=0是x0为f(x)的极值点的必要不充分条件.例如,f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是极值点.
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D
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2.如图是函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图像,则下列判断正确的是( )
A.在区间(-2,1)上f(x)是增函