一. 導數與函式的單調性
1.一般步驟:①確定f(x)的定義域(這一步必不可少,單調區間是定義域的子集);
②計算導數f′(x);
③求出方程f′(x)=0的根;
④列表考察f′(x)的符號,進而確定f(x)的單調區間(必要時要進行分類討論).
2.單調性分類討論的方法:
當導數f′(x)的二次項係數為常數時,先計算判別式:(1)若為完全平方式,則用求根公式求出兩根,再對兩根大小分類討論;(2)若不是完全平方式,則對分類討論,一般分為與兩類。
當導數f′(x)的二次項係數含引數時,則先討論引數,再討論的情況。
二. 極值與最值得求法
1.求函式f(x)的極值的步驟是:
①計算導數f′(x);
②求出方程f′(x)=0的根;
③列表考察f′(x)=0的根左右值的符號:如果左正右負,那麼f(x)在這個根處取得極大值;如果左負右正,那麼f(x)在這個根處取得極小值.
2.求函式f(x)在閉區間[a,b]上最值的方法:
①計算導數f′(x);
②求出方程f′(x)=0的根x1,x2,…;
③比較函式值f(x1),f(x2),…及f(a)、f(b)的大小,其中的最大(小)者就是f(x)在閉區間[a,b]上最大(小)值.
3.含引數的最值求法:先分類討論函式的單調性(同上),再畫出草圖,結合影象求出最值。
三.不等式恆成立問題
1.轉化為求最值問題(通常要對引數分類討論)。要掌握幾種常見型別:
(1),恆成立
(2)(即函式的影象在的影象上方)
(3),
(4)使得
2.先分離引數,再轉化為最值問題。(可避開分類討論,但要注意引數分離的條件,當正的區間時,適合分離引數)
實戰演練:
1.(大興一模) 已知函式,.
(ⅰ)求函式的單調區間;
(ⅱ)函式在區間上是否存在最小值,若存在,求出最小值,若不存在,請說明理由.
2. (東城3月)已知函式
(ⅰ)若,求函式在(1,)處的切線方程;
(ⅱ)討論函式的單調區間
3,(東城月考)設
(1)若在上存在單調遞增區間,求的取值範圍;
(2)當時,在上的最小值為,求在該區
間上的最大值.
4. (豐台)已知函式,.
(ⅰ)若曲線在點(1,0)處的切線斜率為0,求a,b的值;
(ⅱ)當,且ab=8時,求函式的單調區間,並求函式在區間[-2,-1]上的最小值。
5.(房山)已知函式,.
(ⅰ)當時,求曲線在點處的切線方程;
(ⅱ)當時,求函式的單調區間;
(ⅲ)當時,函式在上的最大值為,若存在,使得
成立,求實數b的取值範圍.
6.(石景山)已知函式f(x)=ax-1-1n x,ar.
(i)討論函式f(x)的單調區間:
(ii)若函式f(x)在x=l處取得極值,對x∈(0,+),f(x)≥bx-2恆成立,求實數b的取值範圍.
7.(延慶)已知函式.
(ⅰ) 討論函式的單調性;
(ⅱ)當時,求函式在區間的最小值.
8.(門頭溝)已知函式.
(ⅰ)函式在點處的切線與直線平行,求的值;
(ⅱ)當時,恆成立,求的取值範圍.
9.(東城一模)已知函式,(為常數,為自然對數的底).
(ⅰ)當時,求;
(ⅱ)若在時取得極小值,試確定的取值範圍;
(ⅲ)在(ⅱ)的條件下,設由的極大值構成的函式為,將換元為,試判斷曲線是否能與直線(為確定的常數)相切,並說明理由.
答案:1(大興)解:(i),.
由,得,或.
①當,即時,在上,,單調遞減;
②當,即時,在上,,單調遞增,在上,,單調遞減。
綜上所述:時,的減區間為; 時,的增區間為,的減區間為。
(ii)(1)當時,由(i)在上單調遞減,不存在最小值;
(2)當時,
若,即時,在上單調遞減,不存在最小值;
若,即時,在上單調遞增,在上單調遞減,
因為,且當時,,所以時,。
又因為,所以當,即時,有最小值;,即時, 沒有最小值。
綜上所述:當時,有最小值;當時,沒有最小值。
2. 解:(1)當時,
,切線方程為4分
(2) 定義域
令,解得,
①當,恆成立,則是函式的單調遞增區間
②當時,,
在區間(0,1)和()上,;在()區間上,
故的單調遞增區間是(0,1)和(),單調遞減區間是()
③當時,在區間(0,)和()上,;在()區間上,故的單調遞增區間是(0,)和(),單調遞減區間是()
④當時,,在區間(0,1)上,在區間()上,,故的單調遞增區間是(),單調遞減區間是(0,1)。
3. 解答 (12分
在上存在單調遞增區間
存在的子區間,使得時
在上單調遞減
,即解得
當時,在上存在單調遞增區間6分
(2)令
;在上單調遞減,在上單調遞增
在上單調遞增,在上單調遞減8分
所以的最大值為
10分解得13分
4.解:(ⅰ)函式h(x)定義域為{x|x≠-a1分
則3分h(x)在點(1,0)處的切線斜率為0,
即,解得或……………………6分
(ⅱ)記(x)=,則(x)=(x+a)(bx2+3x)(x≠-a),
ab=8,所以, (x≠-a),
,令,得,或8分
因為,所以,
故當,或時,,當時,,
函式(x)的單調遞增區間為,
單調遞減區間為10分
,,,1 當,即時, (x)在[-2,-1]單調遞增,
(x)在該區間的最小值為11分
2 當時,即,
(x)在[-2, 單調遞減, 在單調遞增,
(x)在該區間的最小值為12分
③當時,即時,
(x)在[-2,-1]單調遞減, (x)在該區間的最小值為,………13分
綜上所述,當時,最小值為;當時,最小值為;當時,最小值為. (不綜述者不扣分)
5. (ⅰ)當時1分
2分所以曲線在點處的切線方程3分
(ⅱ)………4分
1 當時,解,得,解,得
所以函式的遞增區間為,遞減區間為在5分
2 時,令得或
)當時,
………………………6分
函式的遞增區間為,,遞減區間為……………………7分
)當時,
在上,在上8分
函式的遞增區間為,遞減區間為9分
(ⅲ)由(ⅱ)知,當時,在上是增函式,在上是減函式,
所以11分
存在,使
即存在,使,
方法一:只需函式在[1,2]上的最大值大於等於
所以有即解得13分
方法二:將
整理得從而有所以的取值範圍13分
6. 7. 解:函式的定義域為1分
4分(1)當時,,所以在定義域為上單調遞增; …5分
(2)當時,令,得(捨去),,
當變化時,,的變化情況如下:
此時,在區間單調遞減,
在區間上單調遞增7分
(3)當時,令,得,(捨去),
當變化時,,的變化情況如下:
此時,在區間單調遞減,
在區間上單調遞增9分
(ⅱ)由(ⅰ)知當時,在區間單調遞減,在區間上單調遞增10分
(1)當,即時,在區間單調遞減,
所以11分
(2)當,即時,在區間單調遞減,
在區間單調遞增,所以,………12分
(3)當,即時,在區間單調遞增,
所以13分
8.解2分
3分因為函式在點的切線與直線平行
所以5分
(ⅱ)令
當時,,在上,有,函式增;在上,有,函式減, 函式的最小值為0,結論不成立6分
當時7分
若,,結論不成立9分
若,則,在上,有,函式增;
在上,有,函式減,
只需,得到,
所以11分
若,,函式在有極小值,只需
得到,因為,所以 ………………13分
9. 解:(ⅰ)當時,.
.所以.
(ⅱ).
令,得或.
當,即時,
恆成立,
此時在區間上單調遞減,沒有極小值;
當,即時,
若,則.
若,則.
所以是函式的極小值點.
當,即時,
若,則.
若,則.
此時是函式的極大值點.
綜上所述,使函式在時取得極小值的的取值範圍是.
(ⅲ)由(ⅱ)知當,且時,,
因此是的極大值點,極大值為.
所以. .令.
則恆成立,即在區間上是增函式.
所以當時,,即恒有.
又直線的斜率為,
所以曲線不能與直線相切.
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