内容正文:
专题1.6 导数
题组一、利用导数研究切线问题
1-1、(江苏如皋中学2022~2023学年度高三年级第一学期教学质量调研)已知函数
求曲线在点处的切线方程;
求经过点的曲线的切线方程。
解:,
,
又,
曲线在点处的切线方程为,即
设切点坐标为,
,
切线方程为
又切线过点,
整理得,解得或
当时,,此时所求切线方程为;
当时,,此时所求切线方程为
故经过点的曲线的切线方程为或
1-2、(2022~2023学年常州市八校第一学期10月阶段考试高三数学)
已知函数.
(1)求曲线在点处的切线与两坐标轴围成的三角形面积;
(2)过点作曲线的切线,若切线有且仅有1条,求实数的值.
【解析】
【分析】(1)对求导,代入分别得到纵坐标及斜率,最后求出直线,得到围成的三角形面积;
(2)设出切点坐标,得到切线斜率,写出切线方程,
代入点坐标,化简得到,利用得到答案.
【小问1详解】
,令,,,
故曲线在点处的切线方程为,分别令,
则,,则与两坐标轴交点为,,三角形面积为.
【小问2详解】
设切点为,由已知得,则切线斜率,
切线方程为
直线过点,则,化简得
切线有且仅有1条,即,化简得,
即,解得或1.
题组二、利用导数解证不等式
2-1、(江苏淮安市2022-2023学年度第一学期期中调研测试试题)
已知函数().
(1)求函数的单调区间和最值;
(2)若,且,证明:.
【解析】
【分析】(1)对函数求导,然后利用导数的正负求出函数的单调区间,从而可求出函数的最值,
(2)令,利用导数可求得,即,设,则,再利用函数的单调性可求得结论
【小问1详解】
,令,解得,
当x变化时,,的变化情况如下表所示:
x
1
+
0
单调递增
极大值
单调递减
所以函数的单调递增区间是,单调递减区间是.
函数在处取得最大值,无最小值.
小问2详解】
令,则,
当时,,所以在上单调递增,又,
所以,即.
因为,不妨设,
所以.
因为,所以.
又由(1)可知函数在区间内增函数,
所以,即
2-2、(南京师大附中2022—2023学年度高三第一学期10月检测)(本小题满分12分)
已知函数f(x)=aex-ln(x+1)-lna.
(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性:
(2)证明:f(x)有唯一极值点t,且f(x)≥1.
.【解析】)当时,,所以.
显然在上单调递增,又,
所以时,;时,,
因此在上单调递减;在上单调递增.
(2)依题意,的定义域为.
,令,
显然在上单调递增,又,
所以存在,使得,且时,;时,,
因为,所以时,;时,,
即在上单调递减;在上单调递增,
因此有唯一极小值点t.
由得,所以.
因为,
当且仅当时等号成立,故有唯一极值点t,且
2-3、(盐城一中2022-2023学年第一学期高三年级学情调研(二))已知函数f(x)=ex(lnx+a).
(1)若f(x)是增函数,求实数a的取值范围;
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:x1+x2>2.
【解析】
【分析】(1)求导,由f(x)是增函数,转化为f′(x)≥0对任意x>0恒成立,即恒成立,构造新函数,求导得单调性,求出最小值,得到a的取值范围.
(2)设出两个极值点,即两个极值点是的两个零点,要证明x1+x2>2,只需证x2>2﹣x1,只需证g(x2)﹣g(2﹣x1)=g(x1)﹣g(2﹣x1)>0,设,求导,证h(x)在(0,1)上单调递减,从而得到g(x)在(1,+∞)上单调递增,所以x2>2﹣x1成立,即x1+x2>2成立.
【小问1详解】
函数的定义域为,
若f(x)是增函数,即f′(x)≥0对任意x>0恒成立,故恒成立,
设,则,
所以当0<x<1时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
当x>1时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
所以当x=1时,g(x)min=g(1)=a+1,由a+1≥0得a≥﹣1,
所以a的取值范围是[﹣1,+∞).
【小问2详解】
不妨设0<x1<x2,因为x1,x2是f(x)的两个极值点,
所以,即,同理,
故x1,x2是函数的两个零点,即g(x1)=g(x2)=0,
由(1)知,g(x)min=g(1)=a+1<0,故应有a∈(﹣∞,﹣1),且0<x1<1<x2,
要证明x1+x2>2,只需证x2>2﹣x1,
只需证g(x2)﹣g(2﹣x1)=g(x1)﹣g(2﹣x1)
,
设,
则,
所以h(x)在(0,1)上单调递减,因为x1∈(0,1),所以h(x1)>h(1)=0,
即g(x2)﹣g(2﹣x1)>0,g(x2)>g(2﹣x1),
又x2>1,2﹣x1>1,及g(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以x2>2﹣x1成立,即x1+x2>2成立
2-4、(江苏如皋中学2022~2023