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导数综合练习题

导数综合练习题
导数综合练习题

导数练习题(B )

1.(本题满分12分)

已知函数d x b a c bx ax x f +--++=)23()(23的图象如图所示.

(I )求d c ,的值;

(II )若函数)(x f 在2=x 处的切线方程为0113=-+y x ,求函数)(x f 的解析式;

(III )在(II )的条件下,函数)(x f y =与m

x x f y ++'=5)(3

1的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围. 2.(本小题满分12分)

已知函数)(3ln )(R a ax x a x f ∈--=. (I )求函数)(x f 的单调区间;

(II )函数)(x f 的图象的在4=x 处切线的斜率为

,2

3

若函数]2

)('[31)(23m

x f x x x g ++=

在区间(1,3)上不是单调函数,求m 的取值范围.

3.(本小题满分14分)

已知函数c bx ax x x f +++=23)(的图象经过坐标原点,且在1=x 处取得极大值. (I )求实数a 的取值范围;

(II )若方程9

)32()(2

+-=a x f 恰好有两个不同的根,求)(x f 的解析式;

(III )对于(II )中的函数)(x f ,对任意R ∈βα、,求证:81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f .

4.(本小题满分12分)

已知常数0>a ,e 为自然对数的底数,函数x e x f x -=)(,x a x x g ln )(2-=. (I )写出)(x f 的单调递增区间,并证明a e a >; (II )讨论函数)(x g y =在区间),1(a e 上零点的个数. 5.(本小题满分14分)

已知函数()ln(1)(1)1f x x k x =---+.

(I )当1k =时,求函数()f x 的最大值;

(II )若函数()f x 没有零点,求实数k 的取值范围;

6.(本小题满分12分)

已知2x =是函数2()(23)x f x x ax a e =+--的一个极值点(???=718.2e ). (I )求实数a 的值;

(II )求函数()f x 在]3,2

3[∈x 的最大值和最小值.

7.(本小题满分14分)

已知函数)0,(,ln )2(4)(2≠∈-+-=a R a x a x x x f (I )当a=18时,求函数)(x f 的单调区间; (II )求函数)(x f 在区间],[2e e 上的最小值. 8.(本小题满分12分)

已知函数()(6)ln f x x x a x =-+在(2,)x ∈+∞上不具有...

单调性. (I )求实数a 的取值范围;

(II )若()f x '是()f x 的导函数,设2

2

()()6g x f x x '=+-

,试证明:对任意两个不

相等正数12x x 、,不等式121238|()()|||27

g x g x x x ->-恒成立. 9.(本小题满分12分)

已知函数.1,ln )1(2

1

)(2>-+-=a x a ax x x f

(I )讨论函数)(x f 的单调性;

(II )证明:若.1)

()(,),,0(,,52

1212121->--≠+∞∈

10.(本小题满分14分)

已知函数21

()ln ,()(1),12

f x x a x

g x a x a =+=+≠-.

(I )若函数(),()f x g x 在区间[1,3]上都是单调函数且它们的单调性相同,求

实数a 的取值范围;

(II )若(1,]( 2.71828)a e e ∈=L ,设()()()F x f x g x =-,求证:当12,[1,]x x a ∈时,不等式12|()()|1F x F x -<成立.

11.(本小题满分12分)

设曲线C :()ln f x x ex =-( 2.71828e =???),()f x '表示()f x 导函数. (I )求函数()f x 的极值;

(II )对于曲线C 上的不同两点11(,)A x y ,22(,)B x y ,12x x <,求证:存在唯一的0x 12(,)x x ∈,使直线AB 的斜率等于0()f x '. 12.(本小题满分14分)

定义),0(,,)1(),(+∞∈+=y x x y x F y ,

(I )令函数22()(3,log (24))f x F x x =-+,写出函数()f x 的定义域;

(II )令函数322()(1,log (1))g x F x ax bx =+++的图象为曲线C ,若存在实数b 使得曲线C 在)14(00-<<-x x 处有斜率为-8的切线,求实数a 的取值范围;

(III )当,*x y ∈N 且x y <时,求证(,)(,)F x y F y x >.

导数练习题(B )答案

1.(本题满分12分)

已知函数d x b a c bx ax x f +--++=)23()(23的图象如图所示.

(I )求d c ,的值;

(II )若函数)(x f 在2=x 处的切线方程为0113=-+y x ,求函数)(x f 的解析式;

(III )在(II )的条件下,函数)(x f y =与m

x x f y ++'=5)(3

1的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围.

解:函数)(x f 的导函数为 b a c bx ax x f 2323)(2'--++= …………(2分) (I )由图可知 函数)(x f 的图象过点(0,3),且0)1('=f 得

?

??==???

?=--++=030

23233

c d b a c b a d …………(4分)

(II )依题意

3

)2('-=f 且5)2(=f

?

?

?=+--+-=--+5346483

23412b a b a b a b a

解得 6,1-==b a 所以396)(23++-=x x x x f …………(8分) (III )9123)(2+-='x x x f .可转化为:()m x x x x x x +++-=++-534396223有三个

不等实根,即:()m x x x x g -+-=8723与x 轴有三个交点; ()()()42381432--=+-='x x x x x g ,

()m g m g --=-=??? ??164,27

3. …………(10分) 当且仅当()0164027

68

32<--=>-=

??? ??m g m g 且时,有三个交点, 故而,27

6816<<-m 为所求. …………(12分)

2.(本小题满分12分)

已知函数)(3ln )(R a ax x a x f ∈--=. (I )求函数)(x f 的单调区间;

(II )函数)(x f 的图象的在4=x 处切线的斜率为

,2

3

若函数]2

)('[31)(23m

x f x x x g ++=

在区间(1,3)上不是单调函数,求m 的取值范围.

解:(I ))0()

1()('>-=

x x

x a x f

(2分)

当(][)+∞>,1,1,0)(,0减区间为的单调增区间为时x f a

当[)(];1,0,,1)(,0减区间为的单调增区间为时+∞

(II )32ln 2)(,22

3

43)4('-+-=-==-

=x x x f a a f 得 2)4()(',2)22

(31)(223-++=∴-++=∴x m x x g x x m

x x g (6分)

2)0(',)3,1()(-=g x g 且上不是单调函数在区间Θ

??

?><∴.

0)3(',

0)1('g g (8分)??

??

?>-<∴,319,

3m m (10分))3,319

(--∈m (12分)

3.(本小题满分14分)

已知函数c bx ax x x f +++=23)(的图象经过坐标原点,且在1=x 处取得极大值. (I )求实数a 的取值范围;

(II )若方程9

)32()(2

+-=a x f 恰好有两个不同的根,求)(x f 的解析式;

(III )对于(II )中的函数)(x f ,对任意R ∈βα、,求证:81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f .

解:(I ),23)(,00)0(2b ax x x f c f ++='=?=320)1(--=?='a b f

),323)(1()32(23)(2++-=+-+='∴a x x a ax x x f

由3

3210)(+-==?='a x x x f 或,因为当1=x 时取得极大值,

所以313

32-+-a a ,所以)3,(:--∞的取值范围是a ;

………

…(4分) (

依题意得:9

)32(272

-

=+a ,解得:9-=a

所以函数

)(x f 的解析式是:x x x x f 159)(23+-=

………

…(10分)

(III )对任意的实数βα,都有,2sin 22,2sin 22≤≤-≤≤-βα

在区间[-2,2]有: 230368)2(,7)1(,7430368)2(=+-==-=---=-f f f ,7)1()(=f x f 的最大值是7430368)2()(-=---=-f x f 的最小值是 函数]2,2[)(-在区间x f 上的最大值与最小值的差等于81, 所以81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f .

………

…(14分) 4.(本小题满分12分)

已知常数0>a ,e 为自然对数的底数,函数x e x f x -=)(,x a x x g ln )(2-=. (I )写出)(x f 的单调递增区间,并证明a e a >; (II )讨论函数)(x g y =在区间),1(a e 上零点的个数. 解:(I )01)(≥-='x e x f ,得)(x f 的单调递增区间是),0(+∞, …………(2分) ∵0>a ,∴1)0()(=>f a f ,∴a a e a >+>1,即a e a >. …………(4分)

(II )a x a x a x x g )

22)(22(22)(-+

=-=',由0)(='x g ,得22a

x =,列表

当2

x )2

22(

a

,无极大值. …………(6

分)

由(I )a e a >,∵??

???>

>22a a e e a

a ,∴22a e a

>

,∴2

2a

e a >

01)1(>=g ,0))(()(22>-+=-=a e a e a e e g a a a a …………(8分)

(i )当

12

2≤a

,即20≤

2>a ,即2>a 时

若0)2

ln 1(2>-a a ,即e a 22<<时,函数)(x g y =在区间),1(a e 不存在零点

若0)2

ln 1(2=-a a ,即e a 2=时,函数)(x g y =在区间),1(a e 存在一个零点e x =;

若0)2

ln 1(2<-a a ,即e a 2>时,函数)(x g y =在区间),1(a e 存在两个零点;

综上所述,)(x g y =在(1,)a e 上,我们有结论:

当02a e <<时,函数()f x 无零点; 当2a e = 时,函数()f x 有一个零点; 当2a e >时,函数()f x 有两个零点.

…………(12分) 5.(本小题满分14分)

已知函数()ln(1)(1)1f x x k x =---+.

(I )当1k =时,求函数()f x 的最大值;

(II )若函数()f x 没有零点,求实数k 的取值范围; 解:(I )当1k =时,2()1

x f x x -'=-

)(x f 定义域为(1,+∞)

,令()0,2f x x '==得, ………………(2分)

∵当(1,2),x ∈时()0f x '>,当(2,),x ∈+∞时()0f x '<, ∴()(1,2)f x 在内是增函数,(2,)+∞在上是减函数

∴当2x =时,()f x 取最大值(2)0f = ………………(4分)

(II )①当0k ≤时,函数ln(1)y x =-图象与函数(1)1y k x =--图象有公共点, ∴函数()f x 有零点,不合要求; ………………(8分) ②当0k >时,1()11()111

k

k x k kx k f x k x x x +-

+-'=-==---- ………………(6分)

1

()0,k f x x k +'==得,∵1(1,),()0,k x f x k +'∈>时1(1,),()0x f x k

'∈++∞<时,

∴1()(1,1)f x k

+在内是增函数,1[1,)k

++∞在上是减函数,

∴()f x 的最大值是1(1)ln f k k

+=-,

∵函数()f x 没有零点,∴ln 0k -<,1k >,

因此,若函数()f x 没有零点,则实数k 的取值范围(1,)k ∈+∞.………………(10分) 6.(本小题满分12分)

已知2x =是函数2()(23)x f x x ax a e =+--的一个极值点(???=718.2e ). (I )求实数a 的值;

(II )求函数()f x 在]3,2

3[∈x 的最大值和最小值.

解:(I )由2()(23)x f x x ax a e =+--可得

22()(2)(23)[(2)3]x x x f x x a e x ax a e x a x a e '=+++--=++--……(4分)

∵2x =是函数()f x 的一个极值点,∴(2)0f '=

∴2(5)0a e +=,解得5a =- ……………(6分) (II )由0)1)(2()(>--='x e x x x f ,得)(x f 在)1,(-∞递增,在),2(+∞递增,

由0)(<'x f ,得)(x f 在在)2,1(递减

∴2)2(e f =是()f x 在]3,2

3[∈x 的最小值; ……………(8分)

2

34

7)23(e f =,3

)3(e f = ∵

)2

3()3(,0)74(4147)23()3(23

233

f f e e e e e f f >>-=-=-

∴()f x 在]3,2

3[∈x 的最大值是3)3(e f =. ……………(12分)

7.(本小题满分14分)

已知函数)0,(,ln )2(4)(2≠∈-+-=a R a x a x x x f (I )当a=18时,求函数)(x f 的单调区间; (II )求函数)(x f 在区间],[2e e 上的最小值. 解:(Ⅰ)x x x x f ln 164)(2--=,

x

x x x x x f )

4)(2(21642)('-+=

-

-= 2分

由0)('>x f 得0)4)(2(>-+x x ,解得4>x 或2-x ,所以函数)(x f 的单调递增区间是(4,+∞) 由0)('

注意到0>x ,所以函数)(x f 的单调递减区间是]4,0(. 综上所述,函数)(x f 的单调增区间是(4,+∞),单调减区间是]4,0( 6分 (Ⅱ)在],[2e e x ∈时,x a x x x f ln )2(4)(2-+-= 所以x

a

x x x a x x f -+-=-+-=242242)('2,

设a x x x g -+-=242)(2

当0

此时0)(>x g ,所以0)('>x f ,)(x f 在],[2e e 上单调递增, 所以a e e e f x f -+-==24)()(2min 8分

当0>a 时,△=08)2(2416>=-?-a a , 令0)('>x f ,即02422>-+-a x x ,解得221a x +>或2

21a x -<; 令0)('

21a

x +<<. ①若2

21a

+

≥2e ,即a ≥22)1(2-e 时, )(x f 在区间],[2e e 单调递减,所以a e e e f x f 244)()(242min -+-==.

②若22

21e a

e <+

<,即222)1(2)1(2-<<-e a e 时间, )(x f 在区间]221,[a e +上单调递减,在区间],221[2

e a +上单调递增, 所以min )(x

f )221(a f +=)2

21ln()2(322a a a a +-+--=. ③若2

21a

+≤e ,即a <0≤22)1(-e 时,)(x f 在区间],[2e e 单调递增,

所以a e e e f x f -+-==24)()(2min

综上所述,当a ≥222)1(-e 时,a e a x f 244)(24min -+-=;

当222)1(2)1(2-<<-e a e 时,)2

21ln()2(322

)(min a

a a a x f +

-+--=; 当a ≤2)1(2-e 时,a e e x f -+-=24)(2min

14分 8.(本小题满分12分)

已知函数()(6)ln f x x x a x =-+在(2,)x ∈+∞上不具有...

单调性. (I )求实数a 的取值范围;

(II )若()f x '是()f x 的导函数,设2

2

()()6g x f x x '=+-

,试证明:对任意两个不

相等正数12x x 、,不等式121238|()()|||27

g x g x x x ->-恒成立. 解:(I )2

26()26a x

x a

f x x x

x

-+'=-+=, ………………(2分)

∵()f x 在(2,)x ∈+∞上不具有...单调性,∴在(2,)x ∈+∞上()f x '有正也有负也有0, 即二次函数226y x x a =-+在(2,)x ∈+∞上有零点 ………………(4分) ∵226y x x a =-+是对称轴是32

x =,开口向上的抛物线,∴222620y a =?-?+<

的实数a 的取值范围(,4)-∞ ………………(6

分)

(II )由(I )2

2()2a g x x x x =+-

方法1:2222()()62(0)a g x f x x x x x x

'=-

+=+->, ∵4a <,∴323233

444244

()22a x x g x x x x x x

-+'=-+>-+=,…………(8分) 设2344()2h x x x =-+,344

8124(23)

()x h x x x x -'=-= ()h x 在3(0,)2是减函数,在3

(,)2+∞增函数,当32x =时,()h x 取最小值

3827

∴从而()g x '3827>,∴38(())027g x x '->,函数38()27

y g x x =-是增函数,

12x x 、是两个不相等正数,不妨设12x x <,则22113838

()()2727

g x x g x x ->-

∴212138()()()27

g x g x x x ->-,∵210x x ->,∴1212()()38

27g x g x x x ->

- ∴

1212()()g x g x x x --38

27

>

,即121238|()()|||27g x g x x x ->- ………………(12分)

方法2:

11(,())M x g x 、22(,())N x g x 是曲线()y g x =上任意两相异点,

121222

121212

()()2()2g x g x x x a

x x x x x x -+=+--

,12x x +>Q 4a <

1222

1212122()22x x a a x x x x x x +∴+

->+

-12

4

2x x >- ………(8分)

设0t t =

>,令32()244MN k u t t t ==+-,()4(32)u t t t '=-, 由()0u t '>,得2,3

t >由()0u t '<得20,3

t <<

()u t ∴在)32,0(上是减函数,在),32(+∞上是增函数,

)(t u ∴在3

2=t 处取极小值2738,38

()27u t ∴≥,∴所以1212()()g x g x x x --3827>

即121238|()()|||27

g x g x x x ->- ………………(12分)

9.(本小题满分12分)

已知函数.1,ln )1(2

1

)(2>-+-=a x a ax x x f

(I )讨论函数)(x f 的单调性;

(II )证明:若.1)

()(,),,0(,,52

1212121->--≠+∞∈

(1))(x f 的定义域为),0(+∞,

x

a x x x a ax x x a a x x f )

1)(1(11)('2-+-=

-+-=-+-= 2分

(i )若2,11==-a a 即,则 .)1()('2

x

x x f -=

故)(x f 在),0(+∞单调增加. (ii )若.0)(',)1,1(,21,1,11<-∈<<><-x f a x a a a 时则当故而

)1,1()(,0)(',),1()1,0(->+∞∈-∈a x f x f x a x 在故时及当单调减少,在(0,a-1), ),1(+∞单调增加.

(iii )若),1(),1,0(,)1,1()(,2,11+∞-->>-a a x f a a 在单调减少在同理可得即 单调增加.

(II )考虑函数x x f x g +=)()( .ln )1(2

1

2x x a ax x +-+-= 由 .)11(1)1(1

21)1()('2---=---?≥-+

--=a a x

a x x a a x x g 由于单调增加在即故),0()(,0)(',5+∞>>x x 时有 ,0)()(,0)()(212121>-+->-x x x f x f x g x g 即 故

1)()(2121->--x x x f x f ,当210x x <<时,有1)

()()()(1

2122121->--=--x x x f x f x x x f x f

10.(本小题满分14分)

已知函数21

()ln ,()(1),12

f x x a x

g x a x a =+=+≠-.

(I )若函数(),()f x g x 在区间[1,3]上都是单调函数且它们的单调性相同,求

实数a 的取值范围;

(II )若(1,]( 2.71828)a e e ∈=L ,设()()()F x f x g x =-,求证:当12,[1,]x x a ∈时,不等式12|()()|1F x F x -<成立.

解:(I )(),()1a f x x g x a x

''=+=+, ……………(2分)

∵函数(),()f x g x 在区间[1,3]上都是单调函数且它们的单调性相同,

∴当[1,3]x ∈时,2(1)()

()()0a x a f x g x x

++''?=≥恒成立, ……………(4分) 即2(1)()0a x a ++≥恒成立, ∴21a a x >-??≥-?在[1,3]x ∈时恒成立,或2

1a a x

<-??≤-?在[1,3]x ∈时恒成立, ∵91x -≤≤-,∴1a >-或9a ≤- ………………

(6分)

(II )21()ln ,(1)2

F x x a x a x =+-+,()(1)()(1)a x a x F x x a x

x

--'=+-+=

∵()F x 定义域是(0,)+∞,(1,]a e ∈,即1a >

∴()F x 在(0,1)是增函数,在(1,)a 实际减函数,在(,)a +∞是增函数 ∴当1x =时,()F x 取极大值1(1)2

M F a ==--,

当x a =时,()F x 取极小值21()ln 2

m F a a a a a ==--, ………………(8分)

∵12,[1,]x x a ∈,∴12|()()|||F x F x M m M m -≤-=- ………………(10分)

设21

1()ln 2

2

G a M m a a a =-=--,则()ln 1G a a a '=--,

∴1[()]1G a a

''=-,∵(1,]a e ∈,∴[()]0G a ''>

∴()ln 1G a a a '=--在(1,]a e ∈是增函数,∴()(1)0G a G ''>=

∴211

()ln 22

G a a a a =--在(1,]a e ∈也是增函数 ………………(12

分)

∴()()G a G e ≤,即2

211(1)()1222

e G a e e -≤--=

-, 而22

211(1)(31)1112222e e e ----=

-<-=,∴()1G a M m =-< ∴当12,[1,]x x a ∈时,不等式12|()()|1F x F x -<成立. ………………(14

分) 11.(本小题满分12分)

设曲线C :()ln f x x ex =-( 2.71828e =???),()f x '表示()f x 导函数. (I )求函数()f x 的极值;

(II )对于曲线C 上的不同两点11(,)A x y ,22(,)B x y ,12x x <,求证:存在唯一的0x 12(,)x x ∈,使直线AB 的斜率等于0()f x '. 解:(I )1

1()0ex f x e x

x -'=-=

=,得1

x e

= 当x 变化时,()f x '与()f x 变化情况如下表:

∴当1x e

=时,()f x 取得极大值()2f e

=-,没有极小值; …………(4

分)

(II )(方法1)∵0()AB f x k '=,∴

2121021ln ln ()1x x e x x e x x x ----=-,∴21201

ln 0x x x

x x --= 即20211ln ()0x x x x x --=,设2211

()ln ()x

g x x x x x =--

211211()ln ()x g x x x x x =--,1

/

211

()ln 10x x g x x =->,1()g x 是1x 的增函数,

∵12x x <,∴2

122222

()()ln

()0x g x g x x x x x <=--=; 222211()ln ()x g x x x x x =--,2

/

221

()ln 10x x g x x =->,2()g x 是2x 的增函数, ∵12x x <,∴1211111

()()ln ()0x

g x g x x x x x >=--=,

∴函数2211

()ln ()x

g x x x x x =--在12(,)x x 内有零点0x , …………(10

分)

又∵

22111,ln 0x x x x >∴>,函数2211

()ln ()x

g x x x x x =--在12(,)x x 是增函数, ∴函数2121

()ln x x x

g x x x -=-在12(,)x x 内有唯一零点0x ,命题成立…………(12

分)

(方法2)∵0()AB f x k '=,∴

2121021

ln ln ()1

x x e x x e x x x ----=-, 即020112ln ln 0x x x x x x -+-=,012(,)x x x ∈,且0x 唯一

设2112()ln ln g x x x x x x x =-+-,则1121112()ln ln g x x x x x x x =-+-, 再设22()ln ln h x x x x x x x =-+-,20x x <<,∴2()ln ln 0h x x x '=-> ∴22()ln ln h x x x x x x x =-+-在20x x <<是增函数 ∴112()()()0g x h x h x =<=,同理2()0g x >

∴方程2112ln ln 0x x x x x x -+-=在012(,)x x x ∈有解 …………(10分)

∵一次函数在12(,)x x 2112()(ln ln )g x x x x x x =-+-是增函数 ∴方程2112ln ln 0x x x x x x -+-=在012(,)x x x ∈有唯一解,命题成立………(12分) 注:仅用函数单调性说明,没有去证明曲线C 不存在拐点,不给分. 12.(本小题满分14分)

定义),0(,,)1(),(+∞∈+=y x x y x F y ,

(I )令函数22()(3,log (24))f x F x x =-+,写出函数()f x 的定义域;

(II )令函数322()(1,log (1))g x F x ax bx =+++的图象为曲线C ,若存在实数b 使得曲线C 在)14(00-<<-x x 处有斜率为-8的切线,求实数a 的取值范围;

(III )当,*x y ∈N 且x y <时,求证(,)(,)F x y F y x >. 解:(I )22log (24)0x x -+>,即2241x x -+> ……………………(2分)

得函数()f x 的定义域是

(1,3)-, ……………………(4分) (II )22322()(1,log (1))1,g x F x ax bx x ax bx =+++=+++

设曲线00(41)C x x -<<-在处有斜率为-8的切线, 又由题设,23)(,0)1(log 2232b ax x x g bx ax x ++='>+++

∴存在实数b 使得???

??>+++-<<--=++111482302

0300020bx ax x x b ax x 有解, ……………………

(6分)

由①得,238020ax x b ---=代入③得082020<---ax x ,

2000280

41x ax x ?++>?∴?

-<<-??

由有解, ……………………(8分) 方法1:008

2()()a x x <-+

-,因为041x -<<-,所以0082()[8,10)()

x x -+∈-, 当10a <时,存在实数b ,使得曲线C 在)14(00-<<-x x 处有斜率为-8的切线

………………(10分)

方法2:得08)1()1(208)4()4(222>+-?+-?>+-?+-?a a 或,

1010,10.a a a ∴<<∴<或 ………………(10分) 方法3:是22

2(4)(4)802(1)(1)80

a a ??-+?-+≤???-+?-+≤??的补集,即10a < ………………(10

分)

(III )令2

)

1ln(1)(,1,)1ln()(x

x x x

x h x x x x h +-+='≥+=由 又令,0),1ln(1)(>+-+=x x x

x

x p 0)1(11)1(1)(22<+-=+-+=

'∴x x x x x p , ),0[)(+∞∴在x p 单调递

减. ……………………(12)分

0()(0)0,1()0,x p x p x h x '∴><=∴≥<当时有当时有 ),1[)(+∞∴在x h 单调递减,

x y y x y x x y y

y x x y x )1()1(),1ln()1ln(,)

1ln()1ln(,1+>+∴+>+∴+>+<≤∴有

时, ).,(),(,x y F y x F y x N y x ><∈∴*时且当 ………………(14

分)

①②③

导数压轴题处理专题讲解

导数压轴题处理专题讲解(上) 专题一双变量同构式(含拉格朗日中值定理)..................................................... - 2 -专题二分离参数与分类讨论处理恒成立(含洛必达法则).................................... - 4 -专题三导数与零点问题(如何取点) .................................................................. - 7 -专题四隐零点问题整体代换.............................................................................. - 13 -专题五极值点偏移 ........................................................................................... - 18 -专题六导数处理数列求和不等式....................................................................... - 25 -

专题一 双变量同构式(含拉格朗日中值定理) 例1. 已知(1)讨论的单调性 (2)设,求证:例2. 已知函数,。(1)讨论函数的单调性;w.w.w.k.s.5.u.c.o.m (2)证明:若,则对任意x ,x ,x x ,有 。 例3. 设函数. (1)当(为自然对数的底数)时,求的最小值; (2)讨论函数零点的个数; (3)若对任意恒成立,求的取值范围. ()()21ln 1f x a x ax =+++()f x 2a ≤-()()()121212 ,0,,4x x f x f x x x ?∈+∞-≥-()2 1(1)ln 2 f x x ax a x = -+-1a >()f x 5a <12∈(0,)+∞1≠21212 ()() 1f x f x x x ->--()ln ,m f x x m R x =+ ∈m e =e ()f x ()'()3 x g x f x = -()() 0, 1f b f a b a b a ->><-m

导数练习题 含答案

导数练习题 班 级 姓名 一、选择题 1.当自变量从x 0变到x 1时函数值的增量与相应自变量的增量之比是函数( ) A .在区间[x 0,x 1]上的平均变化率 B .在x 0处的变化率 C .在x 1处的变化量 D .在区间[x 0,x 1]上的导数 2.已知函数y =f (x )=x 2 +1,则在x =2,Δx =0.1时,Δy 的值为( ) A .0.40 B .0.41 C .0.43 D .0.44 3.函数f (x )=2x 2-1在区间(1,1+Δx )上的平均变化率Δy Δx 等于( ) A .4 B .4+2Δx C .4+2(Δx )2 D .4x 4.如果质点M 按照规律s =3t 2 运动,则在t =3时的瞬时速度为( ) A . 6 B .18 C .54 D .81 5.已知f (x )=-x 2+10,则f (x )在x =32处的瞬时变化率是( ) A .3 B .-3 C . 2 D .-2 6.设f ′(x 0)=0,则曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线( ) A .不存在 B .与x 轴平行或重合 C .与x 轴垂直 D .与x 轴相交但不垂直 7.曲线y =-1 x 在点(1,-1)处的切线方程 为( ) A .y =x -2 B .y =x C .y =x + 2 D .y =-x -2 8.已知曲线y =2x 2上一点A (2,8),则A 处的切线斜率为( ) A .4 B .16 C .8 D .2 9.下列点中,在曲线y =x 2上,且在该点 处的切线倾斜角为π 4的是( ) A .(0,0) B .(2,4) C .(14,1 16) D .(12,1 4) 10.若曲线y =x 2+ax +b 在点(0,b )处的切线方程是x -y +1=0,则( ) A .a =1,b = 1 B .a =-1,b =1 C .a =1,b =- 1 D .a =-1,b =-1 11.已知f (x )=x 2,则f ′(3)=( ) A .0 B .2x C . 6 D .9 12.已知函数f (x )=1 x ,则f ′(-3)=( ) A . 4 B.1 9 C .-14 D .-1 9 13.函数y =x 2 x +3 的导数是( )

导数大题第一、二问解题方法

导数大题一、二问专练 一、求单调性解题步骤: (1)求函数()f x 的定义域 (2)求函数的导函数()f x ',并化简; (3)令()0f x '=,求出所有的根,并检查根是否在定义域内。(注意此处是否引出讨论)............ (讨论:1)讨论的对象,即讨论哪个字母参数 2)讨论的引发,即为何讨论 3)讨论的范围,即讨论中要做到“不重不漏”) (4)列表:注意定义域的划分、()f x '正负号的确定 (5)根据列表情况作出答案 二、导数难点: 难点一:如何讨论: (1)判断()0f x '=是否有根(可通过判别式的正负来确定),如果无法确定,引发讨论; (2) 求完根后,比较()0f x '=两根的大小,如果无法确定,引发讨论。 (3在填表时确定()f x '的正负或解不等式()0f x '>过程中,引发讨论。 难点二、()f x '正负的确定 (1) 当()f x '或()f x '式中未确定部分是一次或二次函数时,画函数图象草图来确定正负号; (2)()f x '为其他函数时,由()0f x '>的解集来确定()f x '的正负。 (3)若()0f x '=无根或重根,不必列表,直接判断导函数的正负即可。 题型一:讨论()0f x '=是否有根型

(1)若导数是二次函数,需判断判别式?的正负 (2)若导数是一次函数y kx b =+,需判断k 的正负 1、设函数3 ()3(0)f x x ax b a =-+≠. (Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,(2))f 处与直线8y =相切,求,a b 的值; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点 2.(08文)已知函数32 ()3(0)f x x ax bx c b =+++≠,且()()2g x f x =-是奇函数. (Ⅰ)求a ,c 的值; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间 (18) (本小题共13分)已知函数x a x x f ln )(2 -=(R a ∈).(练习) (Ⅰ)若2=a ,求证:)(x f 在(1,)+∞上是增函数; (2)求()f x 的单调区间; 18.设函数()0)(2>+=a b x ax x f 。 (1)若函数)(x f 在1-=x 处取得极值2-,求b a ,的值; (2)求函数()f x 的单调区间 (3)若函数)(x f 在区间()1,1-内单调递增,求b 的取值范围 3(2010东城一摸试卷)已知函数1()ln f x a x x =-,a ∈R

高考导数解答题中常见的放缩大法

高考导数解答题中常见的 放缩大法 Prepared on 22 November 2020

(高手必备)高考导数大题中最常用的放缩大法 相信不少读者在做高考导数解答题时都有这样的感悟,将复杂的函数求导,再对导函数求导,再求导,然后就没有然后了......如果懂得了最常见的放缩,如:人教版课本中常用的结论 ⑴sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为 sin 1x x <,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. ⑵1x e x >+⑶ln(1)x x >+⑷ln ,0x x x e x <<>. 将这些不等式简单变形如下: ex x ex e x e x x x x x 1ln ,,1,1ln 11-≥≥+≥-≤≤-那么很多问题将迎刃而解。 例析:(2018年广州一模)x e x x f x x ax x f 2)(,0,1ln )(?≤>++=若对任意的设恒成立,求a 的取值范围。 放缩法:由可得:1+≥x e x 高考中最常见的放缩法可总结如下,供大家参考。 第一组:对数放缩 (放缩成一次函数)ln 1x x ≤-,ln x x <,()ln 1x x +≤ (放缩成双撇函数)()11ln 12x x x x ??<-> ???,()11ln 012x x x x ??>-<< ??? , ) ln 1x x <>,)ln 01x x ><<, (放缩成二次函数)2ln x x x ≤-,()()21ln 1102 x x x x +≤--<<,()()21ln 102 x x x x +≥->

(放缩成类反比例函数)1ln 1x x ≥-,()()21ln 11x x x x ->>+,()()21ln 011 x x x x -<<<+, ()ln 11x x x +≥+,()()2ln 101x x x x +>>+,()()2ln 101x x x x +<<+ 第二组:指数放缩 (放缩成一次函数)1x e x ≥+,x e x >,x e ex ≥, (放缩成类反比例函数)()101x e x x ≤ ≤-,()10x e x x <-<, (放缩成二次函数)()21102x e x x x ≥++>,2311126x e x x x ≥+++, 第三组:指对放缩 第四组:三角函数放缩 ()sin tan 0x x x x <<>,21sin 2x x x ≥-,22111cos 1sin 22 x x x -≤≤-. 第五组:以直线1y x =-为切线的函数 ln y x =,11x y e -=-,2y x x =-,11y x =-,ln y x x =.

(完整版)导数的综合大题及其分类.

导数的综合应用是历年高考必考的热点,试题难度较大,多以压轴题形式出现,命题的热点主要有利用导数研究函数的单调性、极值、最值;利用导数研究不等式;利用导数研究方程的根(或函数的零点);利用导数研究恒成立问题等.体现了分类讨论、数形结合、函数与方程、转化与化归等数学思想的运用. 题型一 利用导数研究函数的单调性、极值与最值 题型概览:函数单调性和极值、最值综合问题的突破难点是分类讨论. (1)单调性讨论策略:单调性的讨论是以导数等于零的点为分界点,把函数定义域分段,在各段上讨论导数的符号,在不能确定导数等于零的点的相对位置时,还需要对导数等于零的点的位置关系进行讨论. (2)极值讨论策略:极值的讨论是以单调性的讨论为基础,根据函数的单调性确定函数的极值点. (3)最值讨论策略:图象连续的函数在闭区间上最值的讨论,是以函数在该区间上的极值和区间端点的函数值进行比较为标准进行的,在极值和区间端点函数值中最大的为最大值,最小的为最小值. 已知函数f (x )=x -1 x ,g (x )=a ln x (a ∈R ). (1)当a ≥-2时,求F (x )=f (x )-g (x )的单调区间; (2)设h (x )=f (x )+g (x ),且h (x )有两个极值点为x 1,x 2,其中x 1∈? ?? ?? 0,12,求 h (x 1)-h (x 2)的最小 值. [审题程序] 第一步:在定义域内,依据F ′(x )=0根的情况对F ′(x )的符号讨论; 第二步:整合讨论结果,确定单调区间; 第三步:建立x 1、x 2及a 间的关系及取值范围; 第四步:通过代换转化为关于x 1(或x 2)的函数,求出最小值. [规范解答] (1)由题意得F (x )=x -1 x -a ln x , 其定义域为(0,+∞),则F ′(x )=x 2-ax +1 x 2, 令m (x )=x 2-ax +1,则Δ=a 2-4. ①当-2≤a ≤2时,Δ≤0,从而F ′(x )≥0,∴F (x )的单调递增区间为(0,+∞); ②当a >2时,Δ>0,设F ′(x )=0的两根为x 1=a -a 2-42,x 2=a +a 2-4 2 ,

最全导数解答题方法归纳总结

导数解答题归纳总结 19.(2009浙江文)(本题满分15分)已知函数3 2 ()(1)(2)f x x a x a a x b =+--++ (,)a b ∈R . (I )若函数()f x 的图象过原点,且在原点处的切线斜率是3-,求,a b 的值; (II )若函数()f x 在区间(1,1)-上不单调...,求a 的取值范围. 解析 (Ⅰ)由题意得)2()1(23)(2 +--+='a a x a x x f 又?? ?-=+-='==3 )2()0(0 )0(a a f b f ,解得0=b ,3-=a 或1=a (Ⅱ)函数)(x f 在区间)1,1(-不单调,等价于 导函数)(x f '在)1,1(-既能取到大于0的实数,又能取到小于0的实数 即函数)(x f '在)1,1(-上存在零点,根据零点存在定理,有 0)1()1(<'-'f f , 即:0)]2()1(23)][2()1(23[<+---+--+a a a a a a 整理得:0)1)(1)(5(2 <-++a a a ,解得15-<<-a 20.(2009北京文)(本小题共14分) 设函数3 ()3(0)f x x ax b a =-+≠. (Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,())f x 处与直线8y =相切,求,a b 的值; (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点. 解析 本题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能 力. (Ⅰ)()' 233f x x a =-, ∵曲线()y f x =在点(2,())f x 处与直线8y =相切, ∴()()()'20340 4,24.86828 f a a b a b f ?=-=?=????????=-+==????? (Ⅱ)∵()()()' 230f x x a a =-≠, 当0a <时,()' 0f x >,函数()f x 在(),-∞+∞上单调递增, 此时函数()f x 没有极值点. 当0a >时,由()' 0f x x a =?=± , 当() ,x a ∈-∞-时,()' 0f x >,函数()f x 单调递增, 当(),x a a ∈-时,()'0f x <,函数()f x 单调递减, 当(),x a ∈+∞时,()' 0f x >,函数()f x 单调递增,

高考导数解答题中常见的放缩大法

高考导数解答题中常见 的放缩大法 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

(高手必备)高考导数大题中最常用的放缩大法 相信不少读者在做高考导数解答题时都有这样的感悟,将复杂的函数求导,再对导函数求导,再求导,然后就没有然后了......如果懂得了最常见的放缩,如:人教版课本中常用的结论 ⑴sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为sin 1x x <,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. ⑵1x e x >+⑶ln(1)x x >+⑷ln ,0x x x e x <<>. 将这些不等式简单变形如下: ex x ex e x e x x x x x 1ln ,,1,1ln 11-≥≥+≥-≤≤-那么很多问题将迎刃而解。 例析:(2018年广州一模)x e x x f x x ax x f 2)(,0,1ln )(?≤>++=若对任意的设恒成立,求a 的取值范围。 放缩法:由可得:1+≥x e x 2)1(ln 1ln 2)1(ln )1(ln 1ln ln 22=+-++≥+-=+-=+-+x x x x x x e x x xe x x e x x x x 高考中最常见的放缩法可总结如下,供大家参考。 第一组:对数放缩 (放缩成一次函数)ln 1x x ≤-,ln x x <,()ln 1x x +≤ (放缩成双撇函数)()11ln 12x x x x ??<-> ???,()11ln 012x x x x ??>-<< ??? , ) ln 1x x <>,)ln 01x x ><<, (放缩成二次函数)2ln x x x ≤-,()()21ln 1102 x x x x +≤--<<,()()21ln 102 x x x x +≥->

高三数学导数压轴题

导数压轴 一.解答题(共20小题) 1.已知函数f(x)=e x(1+alnx),设f'(x)为f(x)的导函数. (1)设g(x)=e﹣x f(x)+x2﹣x在区间[1,2]上单调递增,求a的取值范围; (2)若a>2时,函数f(x)的零点为x0,函f′(x)的极小值点为x1,求证:x0>x1. 2.设. (1)求证:当x≥1时,f(x)≥0恒成立; (2)讨论关于x的方程根的个数. 3.已知函数f(x)=﹣x2+ax+a﹣e﹣x+1(a∈R).

(1)当a=1时,判断g(x)=e x f(x)的单调性; (2)若函数f(x)无零点,求a的取值范围. 4.已知函数. (1)求函数f(x)的单调区间; (2)若存在成立,求整数a的最小值.5.已知函数f(x)=e x﹣lnx+ax(a∈R).

(Ⅰ)当a=﹣e+1时,求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)当a≥﹣1时,求证:f(x)>0. 6.已知函数f(x)=e x﹣x2﹣ax﹣1. (Ⅰ)若f(x)在定义域内单调递增,求实数a的范围; (Ⅱ)设函数g(x)=xf(x)﹣e x+x3+x,若g(x)至多有一个极值点,求a的取值集合.7.已知函数f(x)=x﹣1﹣lnx﹣a(x﹣1)2(a∈R).

(2)若对?x∈(0,+∞),f(x)≥0,求实数a的取值范围. 8.设f′(x)是函数f(x)的导函数,我们把使f′(x)=x的实数x叫做函数y=f(x)的好点.已知函数f(x)=. (Ⅰ)若0是函数f(x)的好点,求a; (Ⅱ)若函数f(x)不存在好点,求a的取值范围. 9.已知函数f(x)=lnx+ax2+(a+2)x+2(a为常数).

函数与导数大题部分-高考数学解题方法归纳总结专题训练

专题03 函数与导数大题部分 【训练目标】 1、 理解函数的概念,会求函数的定义域,值域和解析式,特别是定义域的求法; 2、 掌握函数单调性,奇偶性,周期性的判断方法及相互之间的关系,会解决它们之间的综合问题; 3、 掌握指数和对数的运算性质,对数的换底公式; 4、 掌握指数函数和对数函数的图像与性质; 5、 掌握函数的零点存在定理,函数与方程的关系; 6、 熟练数形结合的数学思想在解决函数问题的运用; 7、 熟练掌握导数的计算,导数的几何意义求切线问题; 8、 理解并掌握导数与函数单调性之间的关系,会利用导数分析函数的单调性,会根据单调性确定参数的取 值范围; 9、 会利用导数求函数的极值和最值,掌握构造函数的方法解决问题。 【温馨小提示】 本章内容既是高考的重点,又是难点,再备考过程中应该大量解出各种题型,总结其解题方法,积累一些常用的小结论,会给解题带来极大的方便。 【名校试题荟萃】 1、(2019届新余四中、上高二中高三第一次联考)已知函数 .,R n m ∈ (1)若函数()x f 在()()2,2f 处的切线与直线0=-y x 平行,求实数n 的值; (2)试讨论函数()x f 在区间[)+∞,1上最大值; (3)若1=n 时,函数()x f 恰有两个零点,求证:221>+x x 【答案】(1)6n =(2)1ln m n --(3)见解析 【解析】(1)由, ,由于函数()f x 在(2,(2))f 处的切线与直线0x y -=平行, 故 2 14 n -=,解得6n =。 (2) ,由()0f x '<时,x n >;()0f x '>时,x n <,所以 ①当1n ≤时,()f x 在[)1,+∞上单调递减,故()f x 在[)1,+∞上的最大值为 ;

高考导数题型大全及答案

高考导数题型大全及答案

第三讲 导数的应用 研热点(聚焦突破) 类型一 利用导数研究切线问题 导数的几何意义 (1)函数y =f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)就是曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率,即k =f ′(x 0); (2)曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0). [例1] (2012年高考安徽卷改编)设函数f (x )=a e x + 1 a e x +b (a >0).在点(2,f (2))处的切线方程为y =32x ,求a ,b 的值. [解析] ∵f ′(x )=a e x -1a e x , ∴f ′(2)=a e 2- 1a e 2=32, 解得a e 2=2或a e 2=-12 (舍去), 所以a =2e 2,代入原函数可得2+12+b =3, 即b =1 2, 故a =2e 2,b =12 . 跟踪训练 已知函数f (x )=x 3-x . (1)求曲线y =f (x )的过点(1,0)的切线方程; (2)若过x 轴上的点(a ,0)可以作曲线y =f (x )的三条切线,求a 的取值范围. 解析:(1)由题意得f ′(x )=3x 2-1.曲线y =f (x )在点M (t ,f (t ))处的切线方程为y -f (t )=f ′(t )(x - t ),即y =(3t 2-1)·x -2t 3,将点(1,0)代入切线方程得2t 3-3t 2+1=0,解得t =1或- 1 2,代入y =(3t 2-1)x -2t 3得曲线y =f (x )的过点(1,0)的切线方程为y =2x -2或y =-14x +1 4 . (2)由(1)知若过点(a ,0)可作曲线y =f (x )的三条切线,则方程2t 3-3at 2+a =0有三个相异的实根,记g (t )=2t 3-3at 2+a .

人教A版高中数学选修2-2《导数综合练习题》

导数练习题 1.(本题满分12分) 已知函数d x b a c bx ax x f +--++=)23()(23的图象如图所示. (I )求d c ,的值; (II )若函数)(x f 在2=x 处的切线方程为0113=-+y x ,求函数)(x f 的解析式; (III )在(II )的条件下,函数)(x f y = 与m x x f y ++'= 5)(3 1 的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围. 2.(本小题满分12分) 已知函数)(3ln )(R a ax x a x f ∈--=. (I )求函数)(x f 的单调区间; (II )函数)(x f 的图象的在4=x 处切线的斜率为 ,2 3 若函数]2 )('[31)(23m x f x x x g ++=在区间(1,3)上不是单调函数,求 m 的取值范围. 3.(本小题满分14分) 已知函数c bx ax x x f +++=23)(的图象经过坐标原点,且在1=x 处取得极大值. (I )求实数a 的取值范围; (II )若方程 9 )32()(2 +- =a x f 恰好有两个不同的根,求)(x f 的解析式; (III )对于(II )中的函数)(x f ,对任意R ∈βα、,求证:81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f . 4.(本小题满分12分) 已知常数0>a ,e 为自然对数的底数,函数x e x f x -=)(,x a x x g ln )(2-=. (I )写出)(x f 的单调递增区间,并证明a e a >; (II )讨论函数)(x g y =在区间),1(a e 上零点的个数. 5.(本小题满分14分) 已知函数()ln(1)(1)1f x x k x =---+. (I )当1k =时,求函数()f x 的最大值; (II )若函数()f x 没有零点,求实数k 的取值范围;

导数大题方法总结[1]

导数大题方法总结 一总论 一般来说,导数的大题有两到三问。每一个小问的具体题目虽然并不固定,但有相当的规律可循,所以在此我进行了一个答题方法的总结。 二主流题型及其方法 *(1)求函数中某参数的值或给定参数的值求导数或切线 一般来说,一到比较温和的导数题的会在第一问设置这样的问题:若f(x)在x = k时取得极值,试求所给函数中参数的值;或者是f(x)在(a , f(a))处的切线与某已知直线垂直,试求所给函数中参数的值等等很多条件。虽然会有很多的花样,但只要明白他们的本质是考察大家求导数的能力,就会轻松解决。这一般都是用来送分的,所以遇到这样的题,一定要淡定,方法是: 先求出所给函数的导函数,然后利用题目所给的已知条件,以上述第一种情形为例:令x = k,f(x)的导数为零,求解出函数中所含的参数的值,然后检验此时是否为函数的极值。 注意:①导函数一定不能求错,否则不只第一问会挂,整个题目会一并挂掉。保证自己求导不会求错的最好方法就是求导时不要光图快,一定要小心谨慎,另外就是要将导数公式记牢,不能有马虎之处。②遇到例子中的情况,一道要记得检验,尤其是在求解出来两个解的情况下,更要检验,否则有可能会多解,造成扣分,得不偿失。所以做两个字来概括这一类型题的方法就是:淡定。别人送分,就不要客气。③求切线时,要看清所给的点是否在函数上,若不在,要设出切点,再进行求解。切线要写成一般式。 *(2)求函数的单调性或单调区间以及极值点和最值 一般这一类题都是在函数的第二问,有时也有可能在第一问,依照题目的难易来定。这一类题问法都比较的简单,一般是求f(x)的单调(增减)区间或函数的单调性,以及函数的极大(小)值或是笼统的函数极值。一般来说,由于北京市高考不要求二阶导数的计算,所以这类题目也是送分题,所以做这类题也要淡定。这类问题的方法是: 首先写定义域,求函数的导函数,并且进行通分,变为假分式形式。往下一般有两类思路,一是走一步看一步型,在行进的过程中,一点点发现参数应该讨论的范围,一步步解题。这种方法个人认为比较累,而且容易丢掉一些情况没有进行讨论,所以比较推荐第二种方法,就是所谓的一步到位型,先通过观察看出我们要讨论的参数的几个必要的临介值,然后以这些值为分界点,分别就这些临界点所分割开的区间进行讨论,这样不仅不会漏掉一些对参数必要的讨论,而且还会是自己做题更有条理,更为高效。 极值的求法比较简单,就是在上述步骤的基础上,令导函数为零,求出符合条件的根,然后进行列表,判断其是否为极值点并且判断出该极值点左右的单调性,进而确定该点为极大值还是极小值,最后进行答题。 最值问题是建立在极值的基础之上的,只是有些题要比较极值点与边界点的大小,不能忘记边界点。 注意:①要注意问题,看题干问的是单调区间还是单调性,极大值还是极小值,这决定着你最后如何答题。还有最关键的,要注意定义域,有时题目不会给出定义域,这时就需要你自己写出来。没有注意定义域问题很严重。②分类要准,不要慌张。③求极值一定要列表,不能使用二阶导数,否则只有做对但不得分的下

(完整版)导数有关知识点总结、经典例题及解析、近年高考题带答案

导数及其应用 【考纲说明】 1、了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度,加速度,光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念。 2、熟记八个基本导数公式;掌握两个函数和、差、积、商的求导法则,了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数。 3、理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值。 【知识梳理】 一、导数的概念 函数y=f(x),如果自变量x 在x 0处有增量x ?,那么函数y 相应地有增量y ?=f (x 0+x ?)-f (x 0),比值x y ??叫做函数y=f (x )在x 0到x 0+x ?之间的平均变化率,即x y ??=x x f x x f ?-?+)()(00。如果当0→?x 时,x y ??有极限,我们 就说函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f’(x 0)或y’|0x x =。 即f (x 0)=0lim →?x x y ??=0lim →?x x x f x x f ?-?+)()(00。 说明:

(1)函数f (x )在点x 0处可导,是指0→?x 时,x y ??有极限。如果x y ??不存在极限,就说函数在点x 0处不可导, 或说无导数。 (2)x ?是自变量x 在x 0处的改变量,0≠?x 时,而y ?是函数值的改变量,可以是零。 由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 0处的导数的步骤: (1)求函数的增量y ?=f (x 0+x ?)-f (x 0); (2)求平均变化率x y ??=x x f x x f ?-?+) ()(00; (3)取极限,得导数f’(x 0)=x y x ??→?0lim 。 二、导数的几何意义 函数y=f (x )在点x 0处的导数的几何意义是曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率。也就是说,曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率是f’(x 0)。相应地,切线方程为y -y 0=f/(x 0)(x -x 0)。 三、几种常见函数的导数 ①0;C '= ②() 1;n n x nx -'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-; ⑤();x x e e '=⑥()ln x x a a a '=; ⑦ ()1ln x x '= ; ⑧()1 l g log a a o x e x '=. 四、两个函数的和、差、积的求导法则 法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差), 即: ( .)' ''v u v u ±=± 法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数, 即: .)('''uv v u uv += 若C 为常数,则' ''''0)(Cu Cu Cu u C Cu =+=+=.即常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数: .)(''Cu Cu = 法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方: ? ?? ??v u ‘=2' 'v uv v u -(v ≠0)。 形如y=f [x (?])的函数称为复合函数。复合函数求导步骤:分解——求导——回代。法则:y '|x = y '|u ·u '|x 五、导数应用 1、单调区间: 一般地,设函数)(x f y =在某个区间可导,

构造函数解导数综合题

构造辅助函数求解导数问题 对于证明与函数有关的不等式,或已知不等式在某个范围内恒成立求参数取值范围、讨论一些方程解的个数等类型问题时,常常需要构造辅助函数,并求导研究其单调性或寻求其几何意义来解决;题目本身特点不同,所构造的函数可有多种形式,解题的繁简程度也因此而不同,这里是几种常用的构造技巧. 技法一:“比较法”构造函数 [典例] (2017·广州模拟)已知函数f(x)=e x-ax(e为自然对数的底数,a为常数)的图象在点(0,1)处的切线斜率为-1. (1)求a的值及函数f(x)的极值; (2)证明:当x>0时,x2<e x. [解] (1)由f(x)=e x-ax,得f′(x)=e x-a. 因为f′(0)=1-a=-1,所以a=2, 所以f(x)=e x-2x,f′(x)=e x-2, 令f′(x)=0,得x=ln 2, 当x<ln 2时,f′(x)<0,f(x)单调递减; 当x>ln 2时,f′(x)>0,f(x)单调递增. 所以当x=ln 2时,f(x)取得极小值,且极小值为f(ln 2)=e ln 2-2ln 2=2-ln 4,f(x)无极大值. (2)证明:令g(x)=e x-x2,则g′(x)=e x-2x. 由(1)得g′(x)=f(x)≥f(ln 2)>0, 故g(x)在R上单调递增. 所以当x>0时,g(x)>g(0)=1>0,即x2<e x. [方法点拨] 在本例第(2)问中,发现“x2,e x”具有基本初等函数的基因,故可选择对要证明的“x2<e x”构造函数,得到“g(x)=e x-x2”,并利用(1)的

结论求解. [对点演练] 已知函数f (x )=x e x ,直线y =g (x )为函数f (x )的图象在x =x 0(x 0<1) 处的切线,求证:f (x )≤g (x ). 证明:函数f (x )的图象在x =x 0处的切线方程为y =g (x )=f ′(x 0)(x -x 0)+f (x 0). 令h (x )=f (x )-g (x )=f (x )-f ′(x 0)(x -x 0)-f (x 0), 则h ′(x )=f ′(x )-f ′(x 0)= 1-x e x - 1-x 0 e 0 x = ?1-x ?e 0 x -?1-x 0?e x e 0 +x x . 设φ(x )=(1-x )e 0 x -(1-x 0)e x , 则φ′(x )=-e 0 x -(1-x 0)e x , ∵x 0<1,∴φ′(x )<0, ∴φ(x )在R 上单调递减,又φ(x 0)=0, ∴当x <x 0时,φ(x )>0,当x >x 0时,φ(x )<0, ∴当x <x 0时,h ′(x )>0,当x >x 0时,h ′(x )<0, ∴h (x )在区间(-∞,x 0)上为增函数,在区间(x 0,+∞)上为减函数, ∴h (x )≤h (x 0)=0, ∴f (x )≤g (x ). 技法二:“拆分法”构造函数 [典例] 设函数f (x )=ae x ln x +be x -1 x ,曲线y =f (x )在点(1,f (1)) 处的切线为y =e (x -1)+2. (1)求a ,b ; (2)证明:f (x )>1. [解] (1)f ′(x )=ae x ? ?? ??ln x +1x +be x -1 ?x -1? x 2 (x >0), 由于直线y =e (x -1)+2的斜率为e ,图象过点(1,2),

高中导数大题专题复习

高中导数大题专题复习 一、导数的基本应用 (一)研究含参数的函数的单调性、极值和最值 基本思路:定义域 →→ 疑似极值点 →→ 单调区间 →→ 极值 →→ 最值 基本方法: 一般通法:利用导函数研究法 特殊方法:(1)二次函数分析法;(2)单调性定义法 【例题】(2008北京理18/22)已知函数2 2()(1)x b f x x -=-,求导函数()f x ',并确定()f x 的 单调区间.

本组题旨在强化对导函数零点进行分类讨论的意识、能力和技巧 【例题】(2009北京文18/22)设函数3 ()3(0)f x x ax b a =-+≠. (Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点. 【例题】(2009天津理20/22)已知函数2 2 ()(23)(),x f x x ax a a e x R =+-+∈其中a R ∈. (II )当2 3 a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值. 【例题】(2008福建文21/22)已知函数3 2 ()2f x x mx nx =++-的图象过点(1,6)--,且函数()()6g x f x x '=+的图象关于y 轴对称.(Ⅰ)求m n 、的值及函数()y f x =的单调区间;(Ⅱ)若0a >,求函数()y f x =在区间(1,1)a a -+内的极值.

【例题】(2009安徽文21/21)已知函数2 ()1ln f x x a x x =-+-,a >0, (I)讨论()f x 的单调性; (II)设a=3,求()f x 在区间[1,2 e ]上值域.其中e=2.71828…是自然对数的底数. (二)利用函数的单调性、极值、最值,求参数取值范围 基本思路:定义域 →→ 单调区间、极值、最值 →→ 不等关系式 →→ 参数取值范围 基本工具:导数、含参不等式解法、均值定理等 【例题】(2008湖北文17/21)已知函数3 2 2 ()1f x x mx m x =+-+(m 为常数,且m >0)有极大值....9. . (Ⅰ)求m 的值; (Ⅱ)若斜率为5-的直线是曲线()y f x =的切线,求此直线方程. 【例题】(2009四川文20/22)已知函数3 2()22f x x bx cx =++-的图象在与x 轴交点处的切线方程是510y x =-. (I )求函数()f x 的解析式; (II )设函数1 ()()3 g x f x mx =+ ,若.()g x 的极值存在.....,求实数m 的取值范围以及函数()g x 取得极值时对应的自变量x 的值.

高考导数大题大全理科答案

一、解答题 1. 解:(Ⅰ) 函数()f x 的定义域为(0,)+∞,'11 2()e ln e e e .x x x x a b b f x a x x x x --=+-+ 由题意可得' (1)2,(1) e.f f ==故1,2a b ==. (Ⅱ)由(Ⅰ)知1 2e ()e ln ,x x f x x x -=+ 从而()1f x >等价于2 ln e .e x x x x ->- 设函数()ln g x x x =,则()1ln g x x '=+,所以当1 (0,)e x ∈时,' ()0g x <; 当1 (,)e x ∈+∞时,' ()0g x >,故()g x 在1(0,)e 单调递减,在1(,)e +∞单调递增, 从而()g x 在(0,)+∞的最小值为1 1().e e g =-. 设函数2 ()e e x h x x -=-,则'()e (1)x h x x -=-,所以当(0,1)x ∈时,'()0h x >; 当(1,)x ∈+∞时,' ()0h x <,故()h x 在(0,1)上单调递增,在(1,)+∞上单调递减,从而()h x 在(0,)+∞的最大值为1(1)e h =- . 综上,当0x >时,()()g x h x >,即()1f x >. 2. 解题指南(1)根据导数公式求出函数的导数,利用分类讨论思想求解;(2)根据函数的单调性以及函数极值与导数的关系式确定函数的极值点,代入函数中求解. 解析(1)2/ 22 2(2)24(1) ()1(2)(1)(2)a x x ax a f x ax x ax x +-+-=-=++++ (*) 当1a ≥时,/ ()0f x >,此时,()f x 在区间(0,)+∞上单调递增. 当01a <<时,由/ ()0f x = 得1 x = (2x =-舍去). 当1(0,)x x ∈时,/()0f x <;当1(,)x x ∈+∞时,/ ()0f x >. 故()f x 在区间1(0,)x 上单调递减,在区间1(,)x +∞上单调递增. 综上所述,当1a ≥时,()f x 在区间(0,)+∞上单调递增. 当01a <<时,()f x 在区间(0, 上单调递减,在区间)+∞上单调递增. 由(*)式知,当1a ≥时,/ ()0f x >,此时()f x 不存在极值点,因而要使得()f x 有两个极值点, 必有01a <<.又()f x 的极值点只可能是1 x = 和2x =-,且由定义可知,1 x a >- 且2x ≠- ,所以1a ->- 且2-≠-,解得1 2 a ≠- 此时,由(*)式易知,12,x x 分别是()f x 的极小值和极大值点,而 令21a x -=,则01a <<且12a ≠-知:当102 a <<时,10x -<<;当112a <<时,01x <<. 记2 2 ()ln 2g x x x =+-, (Ⅰ)当10x -< <时,2()2ln()2g x x x =-+-,所以/22 2222 ()0x g x x x x -=-=< 因此,()g x 在区间(1,0)-上单调递减,从而()(1)40g x g <-=-<,故当1 02 a << 时, 12()()0f x f x +<. (Ⅱ)当01x <<时,2()2ln 2g x x x =+ -,所以/222222 ()0x g x x x x -=-=< 因此,()g x 在区间(0,1)上单调递减,从而()(1)0g x g >=,故当时 1 12 a <<,12()()0f x f x +>. 综上所述,满足条件的a 的取值范围为1 (,1)2. 3. (1)证明:因为对任意x ∈R ,都有() ()e e e e ()x x x x f x f x -----=+=+=,所以f (x )是R 上的偶函数. (2)解:由条件知(e e 1)e 1x x x m --+-≤-在(0,+∞)上恒成立. 令t = e x (x >0),则t >1,所以m ≤211 11111 t t t t t -- =--+-++-对于任意t >1成立. 因为11111t t -+ +≥- = 3,所以1113111 t t - ≥--++-, 当且仅当t = 2,即x = ln2时等号成立.

高考理科数学全国卷三导数压轴题解析

2018年高考理科数学全国卷三导数压轴题解析 已知函数2()(2)ln(1)2f x x ax x x =+++- (1) 若0a =,证明:当10x -<<时,()0f x <;当0x >时,()0f x >; (2) 若0x =是()f x 的极大值点,求a . 考点分析 综合历年试题来看,全国卷理科数学题目中,全国卷三的题目相对容易。但在2018年全国卷三的考察中,很多考生反应其中的导数压轴题并不是非常容易上手。第1小问,主要通过函数的单调性证明不等式,第2小问以函数极值点的判断为切入点,综合考察复杂含参变量函数的单调性以及零点问题,对思维能力(化归思想与分类讨论)的要求较高。 具体而言,第1问,给定参数a 的值,证明函数值与0这一特殊值的大小关系,结合函数以及其导函数的单调性,比较容易证明,这也是大多数考生拿到题目的第一思维方式,比较常规。如果能结合给定函数中20x +>这一隐藏特点,把ln(1)x +前面的系数化为1,判断ln(1)x +与2/(2)x x +之间的大小关系,仅通过一次求导即可把超越函数化为求解零点比较容易的代数函数,解法更加容易,思维比较巧妙。总体来讲,题目设置比较灵活,不同能力层次的学生皆可上手。 理解什么是函数的极值点是解决第2问的关键。极值点与导数为0点之间有什么关系:对于任意函数,在极值点,导函数一定等于0么(存在不存在)?导函数等于0的点一定是函数的极值点么?因此,任何不结合函数的单调性而去空谈函数极值点的行为都是莽撞与武断的。在本题目中,0x =是()f x 的极大值点的充要条件是存在10δ<和20δ>使得对于任意1(,0)x δ∈都满足()(0)=0f x f <( 或者()f x 单调递增),对于任意2(0,)x δ∈都满足()(0)=0f x f <( 或者()f x 单调递减),因此解答本题的关键是讨论函数()f x 在0x =附近的单调性或者判断()f x 与(0)f 的大小关系。题目中并没有限定参数a 的取值范围,所以要对实数范围内不同a 取值时的情况都进行分类讨论。在第1小问的基础上,可以很容易判断0a =以及0a >时并不能满足极大值点的要求,难点是在于判断0a <时的情况。官方标准答案中将问题等价转化为讨论函数2 ()ln(1)/(2)h x x x x =+++在0x =点的极值情况,非常巧妙,但是思维跨度比较大,在时间相对紧张的选拔性考试中大多数考生很难想到。需要说明的是,官方答案中的函数命题等价转化思想需要引起大家的重视,这种思想在2018年全国卷2以及2011年新课标卷1的压轴题中均有体现,这可能是今后导数压轴题型的重要命题趋势,对学生概念理解以及思维变通的能力要求更高,符合高考命题的思想。 下面就a 值变化对函数()f x 本身在0x =附近的单调性以及极值点变化情况进行详细讨论。

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