2018版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 重點(diǎn)強(qiáng)化專題 專題6 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第16講 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用教學(xué)案 理
《2018版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 重點(diǎn)強(qiáng)化專題 專題6 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第16講 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用教學(xué)案 理》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 重點(diǎn)強(qiáng)化專題 專題6 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 第16講 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用教學(xué)案 理(13頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第16講 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用 題型1 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性 (對應(yīng)學(xué)生用書第53頁) ■核心知識儲備………………………………………………………………………· 1.f′(x)>0是f(x)為增函數(shù)的充分不必要條件,如函數(shù)f(x)=x3在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,但f′(x)≥0. 2.f′(x)≥0是f(x)為增函數(shù)的必要不充分條件,當(dāng)函數(shù)在某個區(qū)間內(nèi)恒有f′(x)=0時,則f(x)為常函數(shù),函數(shù)不具有單調(diào)性. 3.利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的一般步驟: (1)確定函數(shù)的定義域; (2)求導(dǎo)函數(shù)f′(x); (3)①若求單調(diào)區(qū)間(或證明單調(diào)性),只要在函數(shù)定義域內(nèi)解(或證明)不
2、等式f′(x)>0或f′(x)<0. ②若已知函數(shù)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)間上恒成立問題來求解. ■典題試解尋法………………………………………………………………………· 【典題】 已知函數(shù)f(x)=ax2-x+ln x(a∈R). (1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)?m>n>0,>1恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍. 【導(dǎo)學(xué)號:07804112】 [思路分析] (1)求f′(x)―→結(jié)合a的取值討論f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)>1f(m)-m>f(n)-n由g′(x)≥0求a的取值范圍. [解] (1)函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞)
3、,f′(x)=2ax-1+=. ①當(dāng)a=0時,f′(x)=. 顯然,當(dāng)x∈(0,1)時,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增; 當(dāng)x∈(1,+∞)時,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減. ②當(dāng)a≠0時,對于2ax2-x+1=0,Δ=(-1)2-4×2a×1=1-8a. 當(dāng)Δ≤0,即a≥,因為a>0,所以2ax2-x+1≥0恒成立,即f′(x)≥0恒成立,所以函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增. 若Δ>0,即00,x2<0. 當(dāng)x∈時,2ax2-x+1>0,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增
4、;
當(dāng)x∈時,2ax2-x+1<0,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減.
當(dāng)0x1>0.
當(dāng)x∈時,2ax2-x+1>0,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈時,2ax2-x+1<0,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈時,2ax2-x+1>0,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增.
綜上,當(dāng)a=0時,f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1),單調(diào)遞增區(qū)間為(1,+∞);
當(dāng)a≥時,函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),無單調(diào)遞減區(qū)間;
當(dāng)0
5、間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2)因為>1,且m>n,故f(m)-m>f(n)-n.
記g(x)=f(x)-x,則函數(shù)g(x)=f(x)-x在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
由g(x)=f(x)-x=ax2-2x+ln x,可得g′(x)=2ax-2+≥0.
因為x>0,
所以a≥=-.
記h(x)=-(x>0),則h′(x)=--×(-2)×=.
顯然,當(dāng)x∈(0,1)時,h′(x)>0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(1,+∞)時,h′(x)<0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞減.
所以h(x)的最大值為h(1)=-=,
所以a≥.
故實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
[類題通法] 求單調(diào)區(qū)間或判斷 6、單調(diào)性的方法
(1)不含參數(shù):解不等式f′(x)>0或f′(x)<0,把不等式解集與定義域取交集,就是對應(yīng)的增區(qū)間或減區(qū)間.
(2)含有參數(shù):針對參數(shù)進(jìn)行分類討論,引起討論的因素包含:參數(shù)的正負(fù)性,導(dǎo)數(shù)有無極值點(diǎn),極值點(diǎn)的大小關(guān)系,極值點(diǎn)與定義域的關(guān)系.
■對點(diǎn)即時訓(xùn)練………………………………………………………………………·
已知函數(shù)f(x)=(ax2+x-1)ex+f′(0).
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)若g(x)=e-xf(x)+ln x,h(x)=ex,過點(diǎn)O(0,0)分別作曲線y=g(x)與y=h(x)的切線l1,l2,且l1與l2關(guān)于x軸對稱,求證:
7、.
[解] 由已知得f′(x)=[ax2+(2a+1)x]ex,f′(0)=0,所以f(x)=(ax2+x-1)ex.
(1)f′(x)=[ax2+(2a+1)x]ex=[x(ax+2a+1)]ex.
①若a>0,當(dāng)x<-2-或x>0時,f′(x)>0;當(dāng)-2- 8、0;當(dāng)0 9、區(qū)間為(-∞,+∞);當(dāng)a<-時,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為;單調(diào)遞減區(qū)間為和(0,+∞).
(2)證明:g(x)=e-xf(x)+ln x=ax2+x-1+ln x,設(shè)切線l2的方程為y=k2x,切點(diǎn)為(x2,y2),則y2=ex2,k2=ex2=,所以x2=1,y2=e,k2=e.由題意,知k1=-k2=-e,所以切線l1的方程為y=-ex.設(shè)l1與y=g(x)的切點(diǎn)為(x1,y1),則k1=g′(x1)=2ax1+1+==-e,a=--.又因為y1=ax+x1-1+ln x1=-ex1,即x1+ln x1-=0,令u(x)=x+ln x-,u′(x)=
+,在定義域上,u′(x)>0, 10、所以在(0,+∞)上,u(x)是單調(diào)遞增函數(shù).又因為u(1)=>0,u=+ln-<0,所以u(1)·u<0,即 11、′(x)<0,右側(cè)f′(x)>0,則f(x0)為函數(shù)f(x)的極小值.
2.設(shè)函數(shù)y=f(x)在[a,b]上連續(xù),在(a,b)內(nèi)可導(dǎo),則f(x)在[a,b]上必有最大值和最小值且在極值點(diǎn)或端點(diǎn)處取得.
■典題試解尋法………………………………………………………………………·
【典題】 已知函數(shù)f(x)=x2-(a+1)x+2+aln x(a∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的極值點(diǎn);
(2)若a=2,求函數(shù)f(x)在[1,t](t>1)上的最小值.
【導(dǎo)學(xué)號:07804113】
[解] (1)函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),f′(x)=x-(a+1)+==.
由f′(x)=0, 12、可得x1=a,x2=1.
①若a≤0,當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(0,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
↘
極小值
↗
故f(x)的極小值點(diǎn)為1,無極大值點(diǎn).
②若0
13、1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
+
f(x)
↗
↗
故函數(shù)f(x)在定義域內(nèi)單調(diào)性沒有變化,所以沒有極值,既沒有極大值點(diǎn),也沒有極小值點(diǎn).
④若a>1,當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表:
x
(0,1)
1
(1,a)
a
(a,+∞)
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
↗
極大值
↘
極小值
↗
故f(x)的極小值點(diǎn)為a,極大值點(diǎn)為1.
綜上,若a≤0,f(x)的極小值點(diǎn)為1,無極大值點(diǎn);
若0
14、若a>1,f(x)極小值點(diǎn)為a,極大值點(diǎn)為1.
(2)當(dāng)a=2時,f(x)=x2-3x+2+2ln x.
由(1)可知,函數(shù)f(x)在[1,2]上單調(diào)遞減,在[2,+∞)上單調(diào)遞增.
若1 15、題通法]
1.求函數(shù)f(x)的極值,則先求方程f′(x)=0的根,再檢查f′(x)在方程根的左右函數(shù)值的符號.
2.若已知極值大小或存在情況,則轉(zhuǎn)化為已知方程f′(x)=0根的大小或存在情況來求解.
3.求函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]的最值時,在得到極值的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)間端點(diǎn)的函數(shù)值f(a),f(b)與f(x)的各極值進(jìn)行比較得到函數(shù)的最值.
■對點(diǎn)即時訓(xùn)練………………………………………………………………………·
已知函數(shù)f(x)=+a(x-ln x),e為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)當(dāng)a>0時,試求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間上有三個不同的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取
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