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高考導(dǎo)數(shù)題型總結(jié)
高考導(dǎo)數(shù)題型總結(jié)【1】
1.導(dǎo)數(shù)的常規(guī)問(wèn)題:
(1)刻畫(huà)函數(shù)(比初等方法精確細(xì)微);
(2)同幾何中切線聯(lián)系(導(dǎo)數(shù)方法可用于研究平面曲線的切線);
(3)應(yīng)用問(wèn)題(初等方法往往技巧性要求較高,而導(dǎo)數(shù)方法顯得簡(jiǎn)便)等關(guān)于次多項(xiàng)式的導(dǎo)數(shù)問(wèn)題屬于較難類(lèi)型。
2.關(guān)于函數(shù)特征,最值問(wèn)題較多,所以有必要專(zhuān)項(xiàng)討論,導(dǎo)數(shù)法求最值要比初等方法快捷簡(jiǎn)便。
3.導(dǎo)數(shù)與解析幾何或函數(shù)圖象的混合問(wèn)題是一種重要類(lèi)型,也是高考中考察綜合能力的一個(gè)方向,應(yīng)引起注意。
知識(shí)整合
1.導(dǎo)數(shù)概念的理解。
2.利用導(dǎo)數(shù)判別可導(dǎo)函數(shù)的極值的方法及求一些實(shí)際問(wèn)題的最大值與最小值。
復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則是微積分中的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容。課本中先通過(guò)實(shí)例,引出復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則,接下來(lái)對(duì)法則進(jìn)行了證明。
3.要能正確求導(dǎo),必須做到以下兩點(diǎn):
(1)熟練掌握各基本初等函數(shù)的求導(dǎo)公式以及和、差、積、商的求導(dǎo)法則,復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則。
(2)對(duì)于一個(gè)復(fù)合函數(shù),一定要理清中間的復(fù)合關(guān)系,弄清各分解函數(shù)中應(yīng)對(duì)哪個(gè)變量求導(dǎo)
高考導(dǎo)數(shù)題型總結(jié)【2】
首先,關(guān)于二次函數(shù)的不等式恒成立的主要解法:
1、分離變量;2變更主元;3根分布;4判別式法
5、二次函數(shù)區(qū)間最值求法:(1)對(duì)稱(chēng)軸(重視單調(diào)區(qū)間)
與定義域的關(guān)系(2)端點(diǎn)處和頂點(diǎn)是最值所在
其次,分析每種題型的本質(zhì),你會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分都在解決“不等式恒成立問(wèn)題”以及“充分應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想”,創(chuàng)建不等關(guān)系求出取值范圍。
最后,同學(xué)們?cè)诳蠢}時(shí),請(qǐng)注意尋找關(guān)鍵的等價(jià)變形和回歸的基礎(chǔ)
一、基礎(chǔ)題型:函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、極值、最值;不等式恒成立;
1、此類(lèi)問(wèn)題提倡按以下三個(gè)步驟進(jìn)行解決:
第一步:令得到兩個(gè)根;
第二步:畫(huà)兩圖或列表;
第三步:由圖表可知;
其中不等式恒成立問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是函數(shù)的最值問(wèn)題,
2、常見(jiàn)處理方法有三種:
第一種:分離變量求最值-----用分離變量時(shí)要特別注意是否需分類(lèi)討論(>0,=0,<0)
第二種:變更主元(即關(guān)于某字母的一次函數(shù))-----(已知誰(shuí)的范圍就把誰(shuí)作為主元);
例1:設(shè)函數(shù)在區(qū)間D上的導(dǎo)數(shù)為,在區(qū)間D上的導(dǎo)數(shù)為,若在區(qū)間D上,恒成立,則稱(chēng)函數(shù)在區(qū)間D上為“凸函數(shù)”,已知實(shí)數(shù)m是常數(shù),
(1)若在區(qū)間上為“凸函數(shù)”,求m的取值范圍;
(2)若對(duì)滿足的任何一個(gè)實(shí)數(shù),函數(shù)在區(qū)間上都為“凸函數(shù)”,求的最大值.
解:由函數(shù)得
(1)在區(qū)間上為“凸函數(shù)”,
則在區(qū)間[0,3]上恒成立
解法一:從二次函數(shù)的區(qū)間最值入手:等價(jià)于
解法二:分離變量法:
∵當(dāng)時(shí),恒成立,
當(dāng)時(shí),恒成立
等價(jià)于的最大值()恒成立,
而()是增函數(shù),則
(2)∵當(dāng)時(shí)在區(qū)間上都為“凸函數(shù)”
則等價(jià)于當(dāng)時(shí)恒成立
變更主元法
再等價(jià)于在恒成立(視為關(guān)于m的一次函數(shù)最值問(wèn)題)
請(qǐng)同學(xué)們參看2010第三次周考:
例2:設(shè)函數(shù)
(Ⅰ)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間和極值;
(Ⅱ)若對(duì)任意的不等式恒成立,求a的取值范圍.
(二次函數(shù)區(qū)間最值的例子)
解:(Ⅰ)
令得的單調(diào)遞增區(qū)間為(a,3a)
令得的單調(diào)遞減區(qū)間為(-,a)和(3a,+)
∴當(dāng)x=a時(shí),極小值=當(dāng)x=3a時(shí),極大值=b.
(Ⅱ)由||≤a,得:對(duì)任意的恒成立①
則等價(jià)于這個(gè)二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸(放縮法)
即定義域在對(duì)稱(chēng)軸的右邊,這個(gè)二次函數(shù)的最值問(wèn)題:?jiǎn)握{(diào)增函數(shù)的最值問(wèn)題。
上是增函數(shù).(9分)
∴
于是,對(duì)任意,不等式①恒成立,等價(jià)于
又∴
點(diǎn)評(píng):重視二次函數(shù)區(qū)間最值求法:對(duì)稱(chēng)軸(重視單調(diào)區(qū)間)與定義域的關(guān)系
第三種:構(gòu)造函數(shù)求最值
題型特征:恒成立恒成立;從而轉(zhuǎn)化為第一、二種題型
例3;已知函數(shù)圖象上一點(diǎn)處的切線斜率為,
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)當(dāng)時(shí),求的值域;
(Ⅲ)當(dāng)時(shí),不等式恒成立,求實(shí)數(shù)t的取值范圍。
解:(Ⅰ)∴,解得
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞減
又
∴的值域是
(Ⅲ)令
思路1:要使恒成立,只需,即分離變量
思路2:二次函數(shù)區(qū)間最值
二、題型一:已知函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上的單調(diào)性求參數(shù)的范圍
解法1:轉(zhuǎn)化為在給定區(qū)間上恒成立,回歸基礎(chǔ)題型
解法2:利用子區(qū)間(即子集思想);首先求出函數(shù)的單調(diào)增或減區(qū)間,然后讓所給區(qū)間是求的增或減區(qū)間的子集;
做題時(shí)一定要看清楚“在(m,n)上是減函數(shù)”與“函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間是(a,b)”,要弄清楚兩句話的區(qū)別:前者是后者的子集
例4:已知,函數(shù).
(Ⅰ)如果函數(shù)是偶函數(shù),求的極大值和極小值;
(Ⅱ)如果函數(shù)是上的單調(diào)函數(shù),求的取值范圍.
解:.
(Ⅰ)∵是偶函數(shù),∴.此時(shí),,
令,解得:.
列表如下:
(-∞,-2)
-2
(-2,2)
2
(2,+∞)
+
0
-
0
+
遞增
極大值
遞減
極小值
遞增
可知:的極大值為,的極小值為.
(Ⅱ)∵函數(shù)是上的單調(diào)函數(shù),
∴,在給定區(qū)間R上恒成立判別式法
則解得:.
綜上,的取值范圍是.
例5、已知函數(shù)
(I)求的單調(diào)區(qū)間;
(II)若在[0,1]上單調(diào)遞增,求a的取值范圍。子集思想
(I)
1、
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”號(hào),單調(diào)遞增。
2、
單調(diào)增區(qū)間:
單調(diào)增區(qū)間:
(II)當(dāng)則是上述增區(qū)間的子集:
1、時(shí),單調(diào)遞增符合題意
2、,
綜上,a的取值范圍是[0,1]。
三、題型二:根的個(gè)數(shù)問(wèn)題
題1函數(shù)f(x)與g(x)(或與x軸)的交點(diǎn)======即方程根的個(gè)數(shù)問(wèn)題
解題步驟
第一步:畫(huà)出兩個(gè)圖像即“穿線圖”(即解導(dǎo)數(shù)不等式)和“趨勢(shì)圖”即三次函數(shù)的大致趨勢(shì)“是先增后減再增”還是“先減后增再減”;
第二步:由趨勢(shì)圖結(jié)合交點(diǎn)個(gè)數(shù)或根的個(gè)數(shù)寫(xiě)不等式(組);主要看極大值和極小值與0的關(guān)系;
第三步:解不等式(組)即可;
例6、已知函數(shù),,且在區(qū)間上為增函數(shù).
求實(shí)數(shù)的取值范圍;
若函數(shù)與的圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.
解:(1)由題意∵在區(qū)間上為增函數(shù),
∴在區(qū)間上恒成立(分離變量法)
即恒成立,又,∴,故∴的取值范圍為
(2)設(shè),
令得或由(1)知,
①當(dāng)時(shí),,在R上遞增,顯然不合題意…
②當(dāng)時(shí),,隨的變化情況如下表:
—
↗
極大值
↘
極小值
↗
由于,欲使與的圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn),即方程有三個(gè)不同的實(shí)根,故需,即∴,解得
綜上,所求的取值范圍為
根的個(gè)數(shù)知道,部分根可求或已知。
例7、已知函數(shù)
(1)若是的極值點(diǎn)且的圖像過(guò)原點(diǎn),求的極值;
(2)若,在(1)的條件下,是否存在實(shí)數(shù),使得函數(shù)的圖像與函數(shù)的圖像恒有含的三個(gè)不同交點(diǎn)?若存在,求出實(shí)數(shù)的取值范圍;否則說(shuō)明理由。高1考1資1源2網(wǎng)
解:(1)∵的圖像過(guò)原點(diǎn),則,
又∵是的極值點(diǎn),則
(2)設(shè)函數(shù)的圖像與函數(shù)的圖像恒存在含的三個(gè)不同交點(diǎn),
等價(jià)于有含的三個(gè)根,即:
整理得:
即:恒有含的三個(gè)不等實(shí)根
(計(jì)算難點(diǎn)來(lái)了:)有含的根,
則必可分解為,故用添項(xiàng)配湊法因式分解,
十字相乘法分解:
恒有含的三個(gè)不等實(shí)根
等價(jià)于有兩個(gè)不等于-1的不等實(shí)根。
題2:切線的條數(shù)問(wèn)題====以切點(diǎn)為未知數(shù)的方程的根的個(gè)數(shù)
例7、已知函數(shù)在點(diǎn)處取得極小值-4,使其導(dǎo)數(shù)的的取值范圍為,求:(1)的解析式;(2)若過(guò)點(diǎn)可作曲線的三條切線,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
(1)由題意得:
∴在上;在上;在上
因此在處取得極小值
∴①,②,③
由①②③聯(lián)立得:,∴
(2)設(shè)切點(diǎn)Q,
過(guò)
令,
求得:,方程有三個(gè)根。
需:
故:;因此所求實(shí)數(shù)的范圍為:
題3:已知在給定區(qū)間上的極值點(diǎn)個(gè)數(shù)則有導(dǎo)函數(shù)=0的根的個(gè)數(shù)
解法:根分布或判別式法
例8、
解:函數(shù)的定義域?yàn)?Ⅰ)當(dāng)m=4時(shí),f(x)=x3-x2+10x,
=x2-7x+10,令,解得或.
令,解得
可知函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為和(5,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為.
(Ⅱ)=x2-(m+3)x+m+6,
要使函數(shù)y=f(x)在(1,+∞)有兩個(gè)極值點(diǎn),=x2-(m+3)x+m+6=0的根在(1,+∞)
根分布問(wèn)題:
則,解得m>3
例9、已知函數(shù),(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)令=x4+f(x)(x∈R)有且僅有3個(gè)極值點(diǎn),求a的取值范圍.
解:(1)
當(dāng)時(shí),令解得,令解得,
所以的遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為.
當(dāng)時(shí),同理可得的遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為.
(2)有且僅有3個(gè)極值點(diǎn)
=0有3個(gè)根,則或,
方程有兩個(gè)非零實(shí)根,所以
或
而當(dāng)或時(shí)可證函數(shù)有且僅有3個(gè)極值點(diǎn)
其它例題:
1、(最值問(wèn)題與主元變更法的例子).已知定義在上的函數(shù)在區(qū)間上的最大值是5,最小值是-11.
(Ⅰ)求函數(shù)的解析式;
(Ⅱ)若時(shí),恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
解:(Ⅰ)
令=0,得
因?yàn)椋钥傻孟卤恚?/p>
0
+
0
-
↗
極大
↘
因此必為最大值,∴因此,,
即,∴,∴
(Ⅱ)∵,∴等價(jià)于,
令,則問(wèn)題就是在上恒成立時(shí),求實(shí)數(shù)的取值范圍,
為此只需,即,
解得,所以所求實(shí)數(shù)的取值范圍是[0,1].
2、(根分布與線性規(guī)劃例子)
(1)已知函數(shù)
(Ⅰ)若函數(shù)在時(shí)有極值且在函數(shù)圖象上的點(diǎn)處的切線與直線平行,求的解析式;
(Ⅱ)當(dāng)在取得極大值且在取得極小值時(shí),設(shè)點(diǎn)所在平面區(qū)域?yàn)镾,經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線L將S分為面積比為1:3的兩部分,求直線L的方程.
解:(Ⅰ).由,函數(shù)在時(shí)有極值,
∴
∵∴
又∵在處的切線與直線平行,
∴故
∴…………………….7分
(Ⅱ)解法一:由及在取得極大值且在取得極小值,
∴即令,則
∴∴故點(diǎn)所在平面區(qū)域S為如圖△ABC,
易得,,,,,
同時(shí)DE為△ABC的中位線,
∴所求一條直線L的方程為:
另一種情況設(shè)不垂直于x軸的直線L也將S分為面積比為1:3的兩部分,設(shè)直線L方程為,它與AC,BC分別交于F、G,則,
由得點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為:
由得點(diǎn)G的橫坐標(biāo)為:
∴即
解得:或(舍去)故這時(shí)直線方程為:
綜上,所求直線方程為:或.…………….………….12分
(Ⅱ)解法二:由及在取得極大值且在取得極小值,
∴即令,則
∴∴故點(diǎn)所在平面區(qū)域S為如圖△ABC,
易得,,,,,
同時(shí)DE為△ABC的中位線,∴所求一條直線L的方程為:
另一種情況由于直線BO方程為:,設(shè)直線BO與AC交于H,
由得直線L與AC交點(diǎn)為:
∵,,
∴所求直線方程為:或
3、(根的個(gè)數(shù)問(wèn)題)已知函數(shù)的圖象如圖所示。
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線方程為,求函數(shù)f(x)的解析式;
(Ⅲ)若方程有三個(gè)不同的根,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
解:由題知:
(Ⅰ)由圖可知函數(shù)f(x)的圖像過(guò)點(diǎn)(0,3),且=0
得
(Ⅱ)依題意=–3且f(2)=5
解得a=1,b=–6
所以f(x)=x3–6x2+9x+3
(Ⅲ)依題意f(x)=ax3+bx2–(3a+2b)x+3(a>0)
=3ax2+2bx–3a–2b由=0b=–9a①
若方程f(x)=8a有三個(gè)不同的根,當(dāng)且僅當(dāng)滿足f(5)<8a
由①②得–25a+3<8a<7a+3
所以當(dāng)
4、(根的個(gè)數(shù)問(wèn)題)已知函數(shù)
(1)若函數(shù)在處取得極值,且,求的值及的單調(diào)區(qū)間;
(2)若,討論曲線與的交點(diǎn)個(gè)數(shù).
解:(1)
………………………………………………………………………2分
令得
令得
∴的單調(diào)遞增區(qū)間為,,單調(diào)遞減區(qū)間為…………5分
(2)由題得
即
令……………………6分
令得或……………………………………………7分
當(dāng)即時(shí)
-
此時(shí),,,有一個(gè)交點(diǎn);…………………………9分
當(dāng)即時(shí),
+
—
,
∴當(dāng)即時(shí),有一個(gè)交點(diǎn);
當(dāng)即時(shí),有兩個(gè)交點(diǎn);
當(dāng)時(shí),,有一個(gè)交點(diǎn).………………………13分
綜上可知,當(dāng)或時(shí),有一個(gè)交點(diǎn);
當(dāng)時(shí),有兩個(gè)交點(diǎn).…………………………………14分
5、(簡(jiǎn)單切線問(wèn)題)已知函數(shù)圖象上斜率為3的兩條切線間的距離為,函數(shù).
(Ⅰ)若函數(shù)在處有極值,求的解析式;
(Ⅱ)若函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù),且在區(qū)間上都成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
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