《高考數(shù)學(xué) 一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版文科: 第2章 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 熱點探究課1 導(dǎo)數(shù)應(yīng)用中的高考熱點問題學(xué)案 文 北師大版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué) 一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版文科: 第2章 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 熱點探究課1 導(dǎo)數(shù)應(yīng)用中的高考熱點問題學(xué)案 文 北師大版(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
熱點探究課(一) 導(dǎo)數(shù)應(yīng)用中的高考熱點問題
(對應(yīng)學(xué)生用書第36頁)
[命題解讀] 函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)的核心內(nèi)容,導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的重要工具,因此,導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用是歷年高考的重點與熱點,常涉及的問題有:討論函數(shù)的單調(diào)性(求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間)、求極值、求最值、求切線方程、求函數(shù)的零點或方程的根、求參數(shù)的范圍、證明不等式等,涉及的數(shù)學(xué)思想有:函數(shù)與方程、分類討論、數(shù)形結(jié)合、轉(zhuǎn)化與化歸思想等,中、高檔難度均有.
熱點1 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值與最值(答題模板)
函數(shù)的單調(diào)性、極值是局部概念,函數(shù)的最值是整體概念,研究函數(shù)的性質(zhì)必須在定義域內(nèi)進(jìn)行,因此,務(wù)必遵循定義域優(yōu)先的原則,本熱點主
2、要有三種考查方式:(1)討論函數(shù)的單調(diào)性或求單調(diào)區(qū)間;(2)求函數(shù)的極值或最值;(3)利用函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值,求參數(shù)的范圍.
(本小題滿分12分)(20xx全國卷Ⅱ)已知函數(shù)f(x)=ln x+a(1-x).
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)f(x)有最大值,且最大值大于2a-2時,求a的取值范圍.
[思路點撥] (1)求出導(dǎo)數(shù)后對a分類討論,然后判斷單調(diào)性;(2)運用(1)的結(jié)論分析函數(shù)的最大值,對得到的不等式進(jìn)行等價轉(zhuǎn)化,通過構(gòu)造函數(shù)并分析該函數(shù)的單調(diào)性求a的范圍.
[規(guī)范解答] (1)f(x)的定義域為(0,+∞),f′(x)=-A. 2分
若a≤0,
3、則f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上是增加的. 3分
若a>0,則當(dāng)x∈時,f′(x)>0;
當(dāng)x∈時,f′(x)<0. 5分
所以f(x)在上是增加的,在上是減少的. 6分
(2)由(1)知,當(dāng)a≤0時,f(x)在(0,+∞)上無最大值; 7分
當(dāng)a>0時,f(x)在x=取得最大值,最大值為
f=ln+a=-ln a+a-1. 9分
因此f>2a-2等價于ln a+a-1<0. 10分
令g(a)=ln a+a-1,則g(a)在(0,+∞)上是增加的,g(1)=0.
于是,當(dāng)01時,g(a)>0.
因此,
4、a的取值范圍是(0,1). 12分
[答題模板] 討論含參函數(shù)f(x)的單調(diào)性的一般步驟
第一步:求函數(shù)f(x)的定義域(根據(jù)已知函數(shù)解析式確定).
第二步:求函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x).
第三步:根據(jù)f′(x)=0的零點是否存在或零點的大小對參數(shù)分類討論.
第四步:求解(令f′(x)>0或令f′(x)<0).
第五步:下結(jié)論.
第六步:反思回顧,查看關(guān)鍵點、易錯點、注意解題規(guī)范.
溫馨提示:1.討論函數(shù)的單調(diào)性,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、極值問題,最終歸結(jié)到判斷f′(x)的符號問題上,而f′(x)>0或f′(x)<0,最終可轉(zhuǎn)化為一個一元一次不等式或一元二次不等式
5、問題.
2.若已知f(x)的單調(diào)性,則轉(zhuǎn)化為不等式f′(x)≥0或f′(x)≤0在單調(diào)區(qū)間上恒成立問題求解.
[對點訓(xùn)練1] 已知函數(shù)f(x)=x3+ax2-x+c,且a=f′.
(1)求a的值;
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(3)設(shè)函數(shù)g(x)=(f(x)-x3)ex,若函數(shù)g(x)在x∈[-3,2]上單調(diào)遞增,求實數(shù)c的取值范圍. 【導(dǎo)學(xué)號:00090072】
[解] (1)由f(x)=x3+ax2-x+c,
得f′(x)=3x2+2ax-1.
當(dāng)x=時,得a=f′=32+2a-1,
解得a=-1.
(2)由(1)可知f
6、(x)=x3-x2-x+c,
則f′(x)=3x2-2x-1=3(x-1),列表如下:
x
-
1
(1,
+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
極大值
極小值
所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是和(1,+∞);
f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是.
(3)函數(shù)g(x)=(f(x)-x3)ex=(-x2-x+c)ex,
有g(shù)′(x)=(-2x-1)ex+(-x2-x+c)ex
=(-x2-3x+c-1)ex,
因為函數(shù)g(x)在x∈[-3,2]上是增加的,
所以h(x)=-x2-3x+c-1≥0在x∈[-3,2]
7、上恒成立,
只要h(2)≥0,解得c≥11,
所以c的取值范圍是[11,+∞).
熱點2 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點或曲線交點問題
研究函數(shù)零點的本質(zhì)就是研究函數(shù)的極值的正負(fù),為此,我們可以通過討論函數(shù)的單調(diào)性來解決,求解時應(yīng)注重等價轉(zhuǎn)化與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,其主要考查方式有:(1)確定函數(shù)的零點、圖像交點的個數(shù);(2)由函數(shù)的零點、圖像交點的情況求參數(shù)的取值范圍.
(20xx北京高考節(jié)選)設(shè)函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+C.
(1)求曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程;
(2)設(shè)a=b=4,若函數(shù)f(x)有三個不同零點,求c的取值范圍.
[解] (1
8、)由f(x)=x3+ax2+bx+c,得f′(x)=3x2+2ax+B.
因為f(0)=c,f′(0)=b,
所以曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程為y=bx+C.
(2)當(dāng)a=b=4時,f(x)=x3+4x2+4x+c,
所以f′(x)=3x2+8x+4.
令f′(x)=0,得3x2+8x+4=0,解得x=-2或x=-.
f(x)與f′(x)在區(qū)間(-∞,+∞)上的情況如下:
x
(-∞,-2)
-2
-
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
c
c-
所以,當(dāng)c>0且c-<0時,存在x1∈(-
9、4,-2),x2∈,x3∈,使得f(x1)=f(x2)=f(x3)=0.
由f(x)的單調(diào)性知,當(dāng)且僅當(dāng)c∈時,函數(shù)f(x)=x3+4x2+4x+c有三個不同零點.
[規(guī)律方法] 用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點,常用兩種方法:一是用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,借助零點存在性定理判斷;二是將零點問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像的交點問題,利用數(shù)形結(jié)合來解決.
[對點訓(xùn)練2] 設(shè)函數(shù)f(x)=ln x+,m∈R.
(1)當(dāng)m=e(e為自然對數(shù)的底數(shù))時,求f(x)的極小值;
(2)討論函數(shù)g(x)=f′(x)-零點的個數(shù).
[解] (1)由題設(shè),當(dāng)m=e時,f(x)=ln x+,
則f′(x)=,由f
10、′(x)=0,得x=e.
∴當(dāng)x∈(0,e),f′(x)<0,f(x)在(0,e)上單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(e,+∞),f′(x)>0,f(x)在(e,+∞)上是增加的,
∴當(dāng)x=e時,f(x)取得極小值f(e)=ln e+=2,
∴f(x)的極小值為2.
(2)由題設(shè)g(x)=f′(x)-=--(x>0),
令g(x)=0,得m=-x3+x(x>0).
設(shè)φ(x)=-x3+x(x≥0),則φ′(x)=-x2+1=-(x-1)(x+1),
當(dāng)x∈(0,1)時,φ′(x)>0,φ(x)在(0,1)上是增加的;
當(dāng)x∈(1,+∞)時,φ′(x)<0,φ(x)在(1,
11、+∞)上單調(diào)遞減,
∴x=1是φ(x)唯一的極值點,且是極大值點,因此x=1也是φ(x)的最大值點,
∴φ(x)的最大值為φ(1)=.
又φ(0)=0,結(jié)合y=φ(x)的圖像(如圖),可知
①當(dāng)m>時,函數(shù)g(x)無零點;
②當(dāng)m=時,函數(shù)g(x)有且只有一個零點;
③當(dāng)0<m<時,函數(shù)g(x)有兩個零點;
④當(dāng)m≤0時,函數(shù)g(x)有且只有一個零點.
綜上所述,當(dāng)m>時,函數(shù)g(x)無零點;
當(dāng)m=或m≤0時,函數(shù)g(x)有且只有一個零點;
當(dāng)0<m<時,函數(shù)g(x)有兩個零點.
熱點3 利用導(dǎo)數(shù)研究不等式問題
導(dǎo)數(shù)在不等式中的應(yīng)用問題是每年高
12、考的必考內(nèi)容,且以解答題的形式考查,難度較大,屬中高檔題.歸納起來常見的命題角度有:(1)證明不等式;(2)不等式恒成立問題;(3)存在型不等式成立問題.
角度1 證明不等式
(20xx全國卷Ⅰ)設(shè)函數(shù)f(x)=e2x-aln x.
(1)討論f(x)的導(dǎo)函數(shù)f′(x)零點的個數(shù);
(2)證明:當(dāng)a>0時,f(x)≥2a+aln.
【導(dǎo)學(xué)號:00090073】
[解] (1)f(x)的定義域為(0,+∞),f′(x)=2e2x-(x>0).
當(dāng)a≤0時,f′(x)>0,f′(x)沒有零點;
當(dāng)a>0時,設(shè)u(x)=e2x,v(x)=-,
因為u(x)=e2x
13、在(0,+∞)上是增加的,v(x)=-在(0,+∞)上是增加的,
所以f′(x)在(0,+∞)上是增加的.
又f′(a)>0,當(dāng)b滿足00時,f′(x)存在唯一零點.
(2)證明:由(1),可設(shè)f′(x)在(0,+∞)上的唯一零點為x0,當(dāng)x∈(0,x0)時,f′(x)<0;
當(dāng)x∈(x0,+∞)時,f′(x)>0.
故f(x)在(0,x0)上是減少的,在(x0,+∞)上是增加的,所以當(dāng)x=x0時,f(x)取得最小值,最小值為f(x0).
由于2e2x0-=0,所以f(x0)=+2ax0+aln≥2a+aln .
故當(dāng)a
14、>0時,f(x)≥2a+aln .
角度2 不等式恒成立問題
(20xx全國卷Ⅱ)已知函數(shù)f(x)=(x+1)ln x-a(x-1).
(1)當(dāng)a=4時,求曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程;
(2)若當(dāng)x∈(1,+∞)時,f(x)>0,求a的取值范圍.
[解] (1)f(x)的定義域為(0,+∞).
當(dāng)a=4時,f(x)=(x+1)ln x-4(x-1),
f(1)=0,f′(x)=ln x+-3,f′(1)=-2.
故曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程為2x+y-2=0.
(2)當(dāng)x∈(1,+∞)時,f(x)>0等價于ln x->
15、0.
設(shè)g(x)=ln x-,
則g′(x)=-=,g(1)=0.
①當(dāng)a≤2,x∈(1,+∞)時,x2+2(1-a)x+1≥x2-2x+1>0,故g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)上是增加的,因此g(x)>0;
②當(dāng)a>2時,令g′(x)=0得x1=a-1-,x2=a-1+.
由x2>1和x1x2=1得x1<1,故當(dāng)x∈(1,x2)時,g′(x)<0,g(x)在(1,x2)上是減少的,因此g(x)<0.
綜上,a的取值范圍是(-∞,2].
角度3 存在型不等式成立問題
設(shè)函數(shù)f(x)=aln x+x2-bx(a≠1),曲線y=f(x)在點(1,f(1))處
16、的切線斜率為0.
(1)求b;
(2)若存在x0≥1,使得f(x0)<,求a的取值范圍.
【導(dǎo)學(xué)號:00090074】
[解] (1)f′(x)=+(1-a)x-B.
由題設(shè)知f′(1)=0,解得b=1. 2分
(2)f(x)的定義域為(0,+∞),
由(1)知,f(x)=aln x+x2-x,
f′(x)=+(1-a)x-1=(x-1).
①若a≤,則≤1,故當(dāng)x∈(1,+∞)時,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上是增加的. 4分
所以,存在x0≥1,使得f(x0)<的充要條件為f(1)<,即-1<,解得--1
17、a<1,則>1,故當(dāng)x∈時,f′(x)<0,當(dāng)x∈時,f′(x)>0,f(x)在上是減少的,在上是增加的. 8分
所以存在x0≥1,使得f(x0)<的充要條件為f<.
而f=aln ++>,所以不合題意. 10分
③若a>1,則f(1)=-1=<恒成立,所以a>1.
綜上,a的取值范圍是(--1,-1)∪(1,+∞). 12分
[規(guī)律方法] 1.運用導(dǎo)數(shù)證明不等式,常轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題.
2.不等式恒成立通常可以利用函數(shù)的單調(diào)性求出最值解決.解答相應(yīng)的參數(shù)不等式,如果易分離參數(shù),可先分離變量,構(gòu)造函數(shù),直接轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題,避免參數(shù)的討論.
3.“恒成立”與“存在性”問題的求解是“互補”關(guān)系,即f(x)≥g(a)對于x∈D恒成立,應(yīng)求f(x)的最小值;若存在x∈D,使得f(x)≥g(a)成立,應(yīng)求f(x)的最大值.應(yīng)特別關(guān)注等號是否成立問題.