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 与函数的单调区间有关的问题
[典例1] (1)已知m是实数,函数f(x)=x2(x-m),若f′(-1)=-1,则函数f(x)的单调递增区间是( )
A.
B.
C.,(0,+∞)
D.∪(0,+∞)
(2)已知函数f(x)=2x2-ln x,若f(x)在区间(2m,m+1)上单调递增,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.[0,1)
[解析] (1)因为f′(x)=3x2-2mx,
所以f′(-1)=3+2m=-1,解得m=-2,
所以f′(x)=3x2+4x.
由f′(x)=3x2+4x>0,解得x<-或x>0,即f(x)的单调递增区间是,(0,+∞),故选C.
(2)因为f(x)=2x2-ln x的定义域为(0,+∞),f′(x)=4x-,
由f′(x)>0,得4x->0,解得x>,
所以f(x)的递增区间为.
由于f(x)在区间(2m,m+1)上单调递增,
则(2m,m+1)⊆,
所以解得≤m<1.
因此,实数m的取值范围是.
[答案] (1)C (2)A
[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 构造函数比较大小或解不等式
[典例2] 已知f′(x)是函数f(x)的导函数,且f(-x)=f(x),当x≥0时,f′(x)>3x,则不等式f(x)-f(x-1)<3x-的解集是( )
A. B.
C. D.
[解题微“点”]
切入点
由f′(x)>3x,可构造函数g(x)=f(x)-x2
隐藏点
由f(x)是偶函数得g(x)也是偶函数
[解析] 设g(x)=f(x)-x2,则g′(x)=f′