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压轴题14 八个视角处理双变量导数压轴题
在高中数学中,导数算是难度天梯里排No.1的存在,在高考出题人的心中,导数算是一个超赞的存在,天生的守门员。但其实,现在同学们接触的只是导数世界的“皮毛”,真正的精髓还是要到大学中才会学习。导数大题是近年来高考的重点和热点问题,也是高考必考的板块之一,不管是简答题还是选择、填空都有涉及,也是拉分项。
我们不可否认导数解答题的难度,但也不能过分地夸大。像导数、函数这样的大板块,同学们必须会解题。遇到一个问题应该认真分析题型与问题条件,反复思考结论,每步做到“言必有据,步步合理”不用题海战术,每个板块都能攻克了!今天给大家整理总结了高考导数大题的常见类型及求解策略方法,大家通做一遍,复习提分效果更佳!
1 构造偏导数
2 整体规划统一变量
3 比(差)值换元
4 同构性双变量
5 切线估计与剪刀差模型
6 不等式放缩
7 主元法
8 多项式拟合
经典例题
1.构造偏函数
注:1.构造偏差函数的基本应用
①.函数的极值点为;
②.函数,然后证明:或.
2.构造偏差证明极值点偏移的基本方法:
①.构造一元差函数或是;
②.对差函数求导,判断单调性;
③.结合或,判断的符号,从而确定与的大小关系;
④.由的大小关系,得到,(横线上为不等号);
⑤.结合单调性得到,进而得到.
例1.(23届福建七市联考)已知函数.
(1)讨论的极值点个数;
(2)若有两个极值点,且,当时,证明:.
2.整体划归,统一变量法
例2(23届泉州一诊).已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)若在有两个极值点,求证:.
例3.(23届温州二模)已知函数.
(1)若,求方程的解;
(2)若有两个零点且有两个极值点,记两个极值点为,求的取值范围并证明.
3.比(差)值代换消元
例4.(23届武汉二月调考)已知关于的方程有两个不相等的正实根,且.
(1)求实数的取值范围;
(2)设为常数,当变化时,若有最小值,求常数的值.
例5.(23届南通二模)已知函数.
(1)若,,求实数a的取值范围;
(2)设是函数的两个极值点,证明:.
4.同构型双变量
例6.已知函数和有相同的最大值.
(1)求a;
(2)证明:存在直线y=b,其与两条曲线和共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等比数列.
性质:
(1);
(2)同构特性:
(3)若方程存在三个实数根,分别记为,则有
(4)若方程存在四个实根,记为,且有,则有:
2.,图象如下:,左端为,右端为.
性质:
(1);
(2)同构特性:
(3)若方程存在三个实数根,分别记为,则有
(4)若方程存在四个实根,记为,且有,则有:
5.切线估计与“剪刀差模型”
注4.“剪刀模型”基本原理
1. 函数凸凹性:
若函数在区间上有定义,若,则称为区间上的凸函数. 反之,称为区间上的凹函数.
2.
切线不等式: 在上为凸函数,,有. 反之,若为区间上的凹函数,则,有.
注:切线不等式是剪刀模型的理论依据.
3.剪刀模型
已知函数为定义域上的凸函数,且图象与交于两点,其横坐标为,这样如下图所示,我们可以利用凸函数的切线与的交点将的范围予以估计,这便是切线放缩的基本原理.
如图,在函数图象先减后增的情形下,两条切线和两条割线即可估计出零点的一个上下界,而切割线的方程均为一次函数,这样我们就可以得到一个显式解(精确解)的估计.
例7.(2023届皖南八校联考)已知函数,其中是自然对数的底数.
(1)设曲线与轴正半轴相交于点,曲线在点处的切线为,求证:曲线上的点都不在直线的上方;
(2)若关于的方程(为正实数)有两个不等实根,求证:.
6.不等式放缩
例8(2023届湖北七市州联考T22).已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若有3个零点,,,其中.
(ⅰ)求实数a的取值范围;
(ⅱ)求证:.
7.主元法
例9.(2022北京卷)已知函数.
(1)求曲线在点,处的切线方程;
(2)设,讨论函数在,上的单调性;
(3)证明:对任意的,,有.
8.多项式拟合
例10(2021新高考1卷)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)设,为两个不相等的正数,且,证明:.
针对性训练
1.已知函数有两个零点.
(1)求实数a的取值范围.
(2)函数,证明:函数有唯一的极小值点.
2.已知.
(1)若在x=0处取得极小值,求实数a的取值范围;
(2)若有两个不同的极值点(),求证:(为的二阶导数).
3.已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若恒成立,求实数的取值范围.
4.已知函数.
(1)当时,讨论函数的单调性;
(2)当时,求曲线与的公切线方程.
5.已知.
(1)讨论的单调性;
(2)确定方程的实根个数.
6.已知函数,.
(1)当时,试讨