内容正文:
导数的简单应用
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二轮 · 数学(理)
1.闭区间上连续的函数一定有最值,开区间内的函数不一定有最值,若有唯一的极值,则此极值一定是函数的最值.
2.若f(x)=ax3+bx2+cx+d有两个极值点,且x1<x2,当a>0时,f(x)的图象如图,x1为极大值点,x2为极小值点.
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当a<0时,f(x)图象如图,x1为极小值点,x2为极大值点.
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3.若函数y=f(x)为偶函数,则f′(x)为奇函数,若函数y=f(x)为奇函数,则f′(x)为偶函数.
4.y=ln x在(1,0)处的切线方程为y=x-1.即y=ln x图象在直线y=x-1的下方(x≠1).
y=ex在(0,1)处的切线方程为y=x+1.即y=ex的图象在直线y=x+1的上方(x≠0).
5.函数y=f(x)在[a,b]上单调递增,则f′(x)≥0在[a,b]上恒成立;
同理y=f(x)在[a,b]上单调递减,则f′(x)≤0在[a,b]上恒成立.
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6.常见求定积分的公式
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1.导数几何意义的应用
(1)曲线y=2sin x+cos x在点(π,-1)处的切线方程为( )
A.x-y-π-1=0 B.2x-y-2π-1=0
C.2x+y-2π+1=0 D.x+y-π+1=0
C
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解析:设y=f(x)=2sin x+cos x,则f′(x)=2cos x-sin x,
∴f′(π)=-2,∴曲线在点(π,-1)处的切线方程为y-(-1)=-2(x-π),即2x+y-2π+1=0.
故选C.
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(2)(2021·新高考全国Ⅰ卷)若过点(a,b)可以作曲线y=ex的两条切线,则( )
A.eb<a B.ea<b
C.0<a<eb D.0<b<ea
D
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解析:法一:当x→-∞时,曲线y=ex的切线的斜率k>0且k趋向于0,当x→+∞时,曲线y=ex的切线的斜率k>0且k趋向于+∞,结合图象可知,两切线的交点应该在x轴上方,且在曲线y=ex的下方,∴0<b<ea.
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法二:易知曲线y=ex在点P(t,et)处的切线方程为y-et=et(x-t).
∵切线过点(a,b),∴b-et=et(a-t),
整理得et(t-a-1)+b=0.
令f(t)=et(t-a-1)+b,
则f′(t)=et(t-a),
当t<a时,f′(t)<0,当t>a时,f′(t)>0,
∴f(t)在(-∞,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,
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∴当t=a时,f(t)取得最小值f(a)=-ea+b.
由已知得,f(t)的零点的个数即为过点(a,b)的切线条数,
∴f(t)有且仅有2个零点.
∴f(a)=-ea+b<0,
即b<ea.
①若b≤0,则当t<a时,t-a-1<0,et(t-a-1)<0,则f(t)<0,
∴f(t)在(-∞,a)上无零点,而f(t)在[a,+∞)上至多有一个零点,不合题意.
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②若0<b<ea,
由以上讨论可知,
f(t)在(-∞,a)上为减函数,在(a,+∞)上为增函数,
∴f(t)min=f(a)=-ea+b<0,
且f(t)=b>0,f(a+1)=b>0.
由零点存在性定理可知f(t)在(-∞,a)和[a,+∞)上各有一个零点,结合f(t)的单调性知f(t)有且只有两个零点.
综上,0<b<ea.
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(3)(2020·全国Ⅰ卷)函数f(x)=x4-2x3的图象在点(1,f(1))处的切线方程为( )
A.y=-2x-1 B.y=-2x+1
C.y=2x-3 D.y=2x+1
B
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解析:f(1)=1-2=-1,切点坐标为(1,-1),f′(x)=4x3-6x2,
所以切线的斜率k=f′(1)=4×13-6×12=-2,
切线方程为y+1=-2(x-1),
即y=-2x+1.
故选B.
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5x-y+2=0
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(5)(2022·新高考全国Ⅱ卷)曲线y=ln|x|过坐标原点的两条切线的方程为
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1.在点P处的切线方程的求法
设切点为P(x0,y0),然后根据以下三个方面列方程:
①y0=f(x0);
②切线斜率k=f