内容正文:
小题考法(三) 利用导数研究函数的性质
导数的几何意义
1.(2022·张家口模拟)已知函数f(x)=-2x+ln x,则函数f(x)在点(1, f(1))处的切线方程为( )
A.2x+y-2=0 B.2x-y-1=0
C.2x+y-1=0 D.2x-y+1=0
解析:选C 因为f′(x)=--2+,所以f′(1)=-2,又f(1)=-1,故函数f(x)在点(1, f(1))处的切线方程为y-(-1)=-2(x-1),化简得2x+y-1=0. 故选C.
2.函数f(x)=x3-x2+2x-1的图象在点(1,f(1))处的切线为l,则l在y轴上的截距为( )
A.-1 B.1
C.2 D.-2
解析:选D f′(x)=3x2-2x+2,故f′(1)=3,又f(1)=1,所以曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=3(x-1)+1=3x-2.令x=0,则y=-2,故切线的纵截距为-2.故选D.
3.已知函数f(x)为偶函数,当x>0时,f(x)=ln x-e1-x,则曲线y=f(x)在x=-1处的切线方程为( )
A.y-e2+1=0
B.y+1=0
C.(e2-1)x-y+e2-2=0
D.2x+y+3=0
解析:选D 因为f(x)为偶函数,设x<0,则-x>0,所以f(x)=f(-x)=ln(-x)-e1+x,所以f(-1)=-1.因为当x<0时,f′(x)=-e1+x,所以f′(-1)=-2,所以曲线y=f(x)在x=-1处的切线方程为y+1=-2(x+1),即2x+y+3=0. 故选D.
4.(2022·新高考Ⅰ卷)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是________________________________________________________________________.
解析:因为y=(x+a)ex,所以y′=(x+a+1)ex.设切点为A(x0,(x0+a)ex0),O为坐标原点,依题意得,切线斜率kOA=y′|x=x0=(x0+a+1)ex0=,化简,得x+ax0-a=0.因为曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,所以关于x0的方程x+ax0-a=0有两个不同的根,所以Δ=a2+4a>0,解得a<-4或a>0,所以a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞).
答案:(-∞,-4)∪(0,+∞)
[提分技巧]
(1)利用导数的几何意义解题,主要是利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系来进行转化,其中关键是确定切点的坐标.
(2)求曲线的切线要注意“过点P的切线”与“在点P处的切线”的不同.
利用导数研究函数的单调性
[讲评提能]
角度1 利用函数的单调性求参数
[典例1] (2022·连云港模拟)已知t>0,函数f(x)=(x+t)ln x-tx2,当x>1时,f(x)+t<0恒成立,则实数t的最小值为( )
A. B.
C. D.1
[解析] 因为x>1时,f(x)+t<0恒成立,所以(x+t)ln x-tx2+t<0在x>1时恒成立,即xln x<(x2-ln x-1)t,在x>1时恒成立,令g(x)=(x2-ln x-1)t-xln x,则g′(x)=t-1-ln x,又g′(1)=t-1,当g′(1)<0,即0<t<1时,因为g(1)=0,∃x0→1,g(x0)<g(1)=0,不成立;当g′(1)≥0,即t≥1时,则 g″(x)=t-≥2+-=2+>0,所以g′(x)在(1, +∞)上单调递增,则g′(x)>g′(1)≥0,所以g(x)在(1,+∞)上单调递增,所以g(x)>g(1)=0,即当t≥1时g(x)>0在(1,+∞)上恒成立,所以实数t的最小值为1.故选D.
[答案] D
[提分技巧]
利用函数的单调性求参数的取值范围的思路
(1)由函数在区间[a,b]上单调递增(或递减)可知f′(x)≥0(或f′(x)≤0)在区间[a,b]上恒成立;
(2)利用分离参数法或函数的性质求解恒成立问题;
(3)对等号单独检验,检验参数的取值能否使f′(x)在整个区间恒等于0,若f′(x)恒等于0,则参数的这个值应舍去;若只有在个别处有f′(x)=0,则参数可取这个值.
角度2 利用函数单调性比较大小或解不等式
[典例2] 定义在R上的奇函数f(x)的图象连续不断,其导函数为f′(x),对任意正实数x恒有xf′(x)>2f(-x),若g(x)=x2f(x),则不等式g(log3(x2-1))+g(-1)<0的解集是( )
A.(0,2) B.(-2,2)
C.(-,2) D.(-2,-1)∪(1,2)
[解题微“点”]
切入点
由f(x)是定义在R上的奇函数,得g(x)为奇函数,又当x>0