内容正文:
一、系统认知·形成数学思维
(一)贯通知识体系和联系
(二)把握数学思想和方法
1.数形结合思想在利用导数研究函数零点(方程根)中的应用:涉及函数的零点(方程根)问题,关键是将函数零点(方程根)转化为两函数的图象交点问题,利用导数工具确定函数的单调性、极值与最值的情况,确定函数的大致图象,从而确定参数的取值范围.
2.本章在研究函数单调性、极值、最值及不等式恒成立等问题中,函数解析式中含有参数时,往往需要对参数进行分类讨论.在分类讨论时,首先要确定好分类的对象以及分类的标准和依据;其次在讨论时还要遵循不重复不遗漏的原则,逐级逐类进行讨论;最后要把讨论的结果进行整合.
3.转化与化归思想在不等式恒成立问题中的应用:转化与化归思想在利用导数研究函数中的应用广泛,在本章中解决一些恒成立问题或存在性问题,我们可以将问题转化为与之等价的最值问题,解题过程中体现了转化的数学思想.
二、把握重点·常考题型集训
题型一 导数的几何意义及应用
1.曲线y=x3+1在点(-1,a)处的切线方程为( )
A.y=3x+3 B.y=3x+1
C.y=-3x-1 D.y=-3x-3
解析:选A 易得a=(-1)3+1=0,故切点为(-1,0),又y′=3x2,所以y′|x=-1=3,所以切线方程为y=3(x+1)=3x+3,故选A.
2.若曲线y=ex-1+ln x在点(1,1)处的切线与直线ax+y=0平行,则a=( )
A.-1 B.1
C.-2 D.2
解析:选C 由y=ex-1+ln x,得y′=ex-1+,所以曲线y=ex-1+ln x在点(1,1)处的切线的斜率为e1-1+=2,因此切线方程为y-1=2(x-1),即y=2x-1.因为曲线y=ex-1+ln x在点(1,1)处的切线与直线ax+y=0平行,直线ax+y=0的斜率为-a,所以-a=2,即a=-2.故选C.
3.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
解析:选D 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,故选D.
4.若函数f(x)=ln x-+m在(1,f(1))处的切线过点(0,2),则实数m=______.
解析:由题意可得f′(x)=+,则f′(1)=2,且f(1)=m-2,所以=2,解得m=6.
答案:6
[题型技法]
利用导数求切线方程时关键是找到切点,若切点未知需设出.常见的类型有两种,一类是求“在某点处的切线方程”,则此点一定为切点,易求斜率进而写出直线方程即可得;另一类是求“过某点的切线方程”,这种类型中的点不一定是切点,可先设切点为Q(x1,y1),由=f′(x1)和y1=f(x1)求出x1,y1的值,转化为第一种类型.
题型二 函数的单调性与导数
5.函数f(x)=2x2-ln x的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.∪
解析:选C 因为函数f(x)=2x2-ln x,x>0,所以f′(x)=4x-==,由f′(x)<0,解得0<x<,所以函数f(x)的单调递减区间是.故选C.
6.已知函数f(x)=ln x+x2+ax的单调递减区间为,则( )
A.a∈(-∞,-3] B.a=-3
C.a=3 D.a∈(-∞,3]
解析:选B 由题意得f′(x)=+2x+a<0的解集为,所以不等式2x2+ax+1<0的解集为,所以+1=-,解得a=-3.
7.若函数f(x)=-x3+ax2+4x在区间(0,2)上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.(-∞,2)
解析:选A 由f(x)=-x3+ax2+4x,得f′(x)=-3x2+2ax+4,若f(x)在区间(0,2)上单调递增,则-3x2+2ax+4≥0在(0,2)上恒成立,即a≥-在(0,2)上恒成立.令g(x)=-,x∈(0,2),则g′(x)=+>0,所以g(x)在(0,2)上单调递增,故g(x)<-=2,故a≥2,故实数a的取值范围为[2,+∞).
8.设函数f(x)=xea-x+bx,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y=(e-1)x+4.
(1)求a,b的值;
(2)求f(x)的单调区间.
解:(1)因为f(x)=xea-x+bx,
所以f′(x)=(1-x)ea-x+b.
依题设,即
解得
(2)由(1)知f(x)=xe2-x+ex.
由f′(x)=e2-x(1-x+ex-1)及e2-x>0知,
f′(x)与1-x+ex-1同号.
令g(x)=1-x+ex-