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
答案:A
解析: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
答案: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
答案:D
解析: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.
答案:6
题型技法
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( )
答案:C
A.a∈(-∞,-3] B.a=-3
C.a=3 D.a∈(-∞,3]
答案:B
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( )
答案:A
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.
(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-1,则g′(x)=-1+ex-1.
所以当x∈(-∞,1)时,g′(x)<0,g(x)在区间(-∞, 1)上单调递减;
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,g(x)在区间(1,+∞)上单调递增.
故g(1)=1是g(x)在区间(-∞,+∞)上的最小值,
从而g(x)>0,x∈(-∞,+∞).
综上可知,f′(x)>0,x∈(-∞,+∞),故f(x)的单调递增区间为(-∞,+∞).
函数的单调性与导数的关注点
(1)关注函数的定义域,单调区间应为定义域的子区间.
(2)已知函数在某个区间上的单调性时,转化要等价.
(3)分类讨论求函数的单调区间实质是讨论不等式的解集.
(4)求参数的范围时常用到分离参数法.
题型技法
题型三 利用导数研究函数的极值、最值
9.已知函数f(x)=x3-ax2+bx+c(a,b,c∈R).
(1)若函数f(x)在x=-1和x=3处取得极值,试求a,b的值;
(2)在(1)的条件下,当x∈[-2,6]时,f(x)<2|c|恒成立,求c的取值范围.
解:(1)f′(x)=3x2-2ax+b,
∵函数f(x)在x=-1和x=3处取得极值,
∴-1,3是方程3x2-2ax+b=0的两根.
(2)由(1)知f(x)=x3-3x2-9x+c,
f′(x)=3x2-6x-9,当x变化时,有下表:
x -2 (-2,-1) -1 (-1,3) 3 (3,6) 6
f′(x) + 0 - 0 +
f(x) c-2 递增 极大值c+5 递减 极小值c-27 递增 c+54
∴x∈[-2,6]时,f(x)的最大值为c+54.
要使f(x)<2|c|恒成立,只要c+54<2|c|即可,
当c≥0时,c+54<2c,∴c>54;
当c<0时,c+54<-2c,∴c<-18.
∴c∈(-∞,-18)∪(54,+∞).
(1)求函数y=f(x)在x=