新課標(biāo)高考數(shù)學(xué) 考點專練6導(dǎo)數(shù)、定積分
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1、 考點6 導(dǎo)數(shù)、定積分 1.(20xx ·海南高考理科·T3)曲線在點處的切線方程為( ) (A) (B) (C) (D) 【命題立意】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及熟練運用導(dǎo)數(shù)的運算法則進行求解. 【思路點撥】先求出導(dǎo)函數(shù),解出斜率,然后根據(jù)點斜式求出切線方程. 【規(guī)范解答】選A.因為 ,所以,在點處的切線斜率,所以,切線方程為,即,故選A. 2.(20xx·山東高考文科·T8)已知某生產(chǎn)廠家的年利潤(單位:萬元)與年產(chǎn)量(單位:萬件)的函數(shù)關(guān)系式為,則使該生產(chǎn)廠家獲得最大年利潤的年產(chǎn)量為( )
2、(A) 13萬件 (B) 11萬件 (C) 9萬件 (D) 7萬件 【命題立意】本題考查利用導(dǎo)數(shù)解決生活中的優(yōu)化問題,考查了考生的分析問題解決問題的能力和運算求解能力. 【思路點撥】利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值. 【規(guī)范解答】選C.,令得或(舍去),當(dāng)時;當(dāng)時, 故當(dāng)時函數(shù)有極大值,也是最大值,故選C. 3.(20xx·山東高考理科·T7)由曲線y=,y=圍成的封閉圖形面積為( ) (A) (B) (C) (D)
3、 【命題立意】本題考查定積分的基礎(chǔ)知識,由定積分求曲線圍成封閉圖形的面積,考查了考生的想象能力、推理論證能力和運算求解能力. 【思路點撥】先求出曲線y=,y=的交點坐標(biāo),再利用定積分求面積. 【規(guī)范解答】選A.由題意得: 曲線y=,y=的交點坐標(biāo)為(0,0),(1,1),故所求封閉圖形的面積為,故選A. 4.(20xx·遼寧高考理科·T10)已知點P在曲線y=上,為曲線在點P處的切線的傾斜角,則的取值范圍是( ) (A)[0,) (B) (C) (D) 【命題立意】本題考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查了基本等式,函數(shù)的值域,直線的傾斜角與
4、斜率. 【思路點撥】先求導(dǎo)數(shù)的值域,即tan的范圍,再根據(jù)正切函數(shù)的性質(zhì)求的范圍. 【規(guī)范解答】選D. ,,,,,,,,,,,,,,, 5.(20xx·湖南高考理科·T4)等于( ) (A) (B) (C) (D) 【命題立意】考查積分的概念和基本運算. 【思路點撥】記住的原函數(shù). 【規(guī)范解答】選D .=(lnx+c) =(ln4+c)-(ln2+c)=ln2. 【方法技巧】關(guān)鍵是記住被積函數(shù)的原函數(shù). 6.(20xx·江蘇高考·T8)函數(shù)y=x2(x&g
5、t;0)的圖像在點(ak,ak2)處的切線與x軸的交點的橫坐標(biāo) 為ak+1,,若a1=16,則a1+a3+a5的值是___________. 【命題立意】本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義、函數(shù)的切線方程以及數(shù)列的通項等內(nèi)容. 【思路點撥】先由導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得函數(shù)y=x2(x>0)的圖像在點(ak,ak2)處的切線的斜率,然后求得切線方程,再由,即可求得切線與x軸交點的橫坐標(biāo). 【規(guī)范解答】由y=x2(x>0)得,, 所以函數(shù)y=x2(x>0)在點(ak,ak2)處的切線方程為: 當(dāng)時,解得, 所以. 【答案】21 7.(20xx·江蘇高考·T1
6、4)將邊長為1m正三角形薄片沿一條平行于某邊的直線剪成兩塊,其中一塊是梯形,記,則S的最小值是____ ____. 【命題立意】 本題考查函數(shù)中的建模在實際問題中的應(yīng)用,以及等價轉(zhuǎn)化思想. 【思路點撥】可設(shè)剪成的小正三角形的邊長為,然后用分別表示梯形的周長和面積,從而將S用x表示出來,利用函數(shù)的觀點解決. 【規(guī)范解答】設(shè)剪成的小正三角形的邊長為, 則: 方法一:利用導(dǎo)數(shù)的方法求最小值. , , 當(dāng)時,遞減;當(dāng)時,遞增; 故當(dāng)時,S取最小值是. 方法二:利用函數(shù)的方法求最小值 令,則: 故當(dāng)時,S取最小值是. 【答案】 【方法技巧】函數(shù)的最值是函數(shù)最重要的性質(zhì)之一
7、,高考不但在填空題中考查,還會在應(yīng)用題、函數(shù)導(dǎo)數(shù)的綜合解答題中考查.高中階段,常見的求函數(shù)的最值的常用方法有:換元法、有界性法、數(shù)形結(jié)合法、導(dǎo)數(shù)法和基本不等式法. 8.(20xx·陜西高考理科·T13)從如圖所示的長方形區(qū)域內(nèi)任取一個點M(x,y),則點M取自陰影部分的概率為 . 【命題立意】本題考查積分、幾何概型概率的簡單運算,屬送分題. 【思路點撥】由積分求出陰影部分的面積即可求解. 【規(guī)范解答】陰影部分的面積為所以點M取自陰影部分的概率為. 【答案】 9.(20xx ·海南高考理科·T13)設(shè)y=f(x)為
8、區(qū)間[0,1]上的連續(xù)函數(shù),且恒有0≤f(x) ≤1,可以用隨機模擬方法近似計算積分,先產(chǎn)生兩組(每組N個)區(qū)間[0,1]上的均勻隨機數(shù),…,和,…,,由此得到N個點(i=1,2,…,N),再數(shù)出其中滿足(i=1,2,…,N)的點數(shù),那么由隨機模擬方法可得積分的近似值為 . 【命題立意】本題主要考查了定積分的幾何意義以及幾何概型的計算公式. 【思路點撥】由隨機模擬想到幾何概型,然后結(jié)合定積分的幾何意義進行求解. 【規(guī)范解答】由題意可知,所有取值構(gòu)成的區(qū)域是一個邊長為1的正方形,而滿足≤的點落在y=f(x)、以及、圍成的區(qū)域內(nèi),由幾何概型的計算公式可知的
9、近似值為. 【答案】 10.(20xx·北京高考理科·T18)已知函數(shù)()=ln(1+)-+, (≥0). (1)當(dāng)=2時,求曲線=()在點(1,(1))處的切線方程; (2)求()的單調(diào)區(qū)間. 【命題立意】本題考查了導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,考查利用導(dǎo)數(shù)求切線方程及單調(diào)區(qū)間.解決本題時一個易錯點是忽視定義域. 【思路點撥】(1)求出,再代入點斜式方程即可得到切線方程;(2)由討論的正負(fù),從而確定單調(diào)區(qū)間. 【規(guī)范解答】(1)當(dāng)時,, 由于,, 所以曲線在點處的切線方程為 , 即 . (2),.
10、當(dāng)時,. 所以,在區(qū)間上,;在區(qū)間上,. 故的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是. 當(dāng)時,由,得,, 所以,在區(qū)間和上,;在區(qū)間上,, 故的單調(diào)遞增區(qū)間是和,單調(diào)遞減區(qū)間是. 當(dāng)時, 故的單調(diào)遞增區(qū)間是. 當(dāng)時,,得,. 所以在區(qū)間和上,;在區(qū)間上, 故的單調(diào)遞增區(qū)間是和,單調(diào)遞減區(qū)間是 【方法技巧】 (1)過的切線方程為. (2)求單調(diào)區(qū)間時要在定義域內(nèi)討論的正負(fù). 11.(20xx·安徽高考文科·T20)設(shè)函數(shù),,求函數(shù) 的單調(diào)區(qū)間與極值. 【命題立意】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的運算,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值的方法,考查考生運算 能力、綜合分
11、析問題能力和問題的化歸轉(zhuǎn)化能力. 【思路點撥】對函數(shù)求導(dǎo),分析導(dǎo)數(shù)的符號情況,從而確定的單調(diào)區(qū)間和極值. 【規(guī)范解答】, + - 0 + 極大值 極小值 , . 【方法技巧】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性和極值是解決函數(shù)單調(diào)性、極值問題的常用方法, 簡單易行,具體操作流程如下: (1)求導(dǎo)數(shù); (2)求方程的全部實根; (3)列表,檢查在方程的根左、右的值的符號; (4)判斷單調(diào)區(qū)間和極值. 12.(20xx·北京高考文科·T18) 設(shè)函數(shù),,且方程的兩個根分別為1,4. (1)當(dāng)a=3且曲
12、線過原點時,求的解析式; (2)若在無極值點,求a的取值范圍. 【命題立意】本題考查了導(dǎo)數(shù)的求法,函數(shù)的極值,二次函數(shù)等知識. 【思路點撥】(1)由的兩個根及過原點,可解出; (2)是開口向上的二次函數(shù),無極值點,則恒成立. 【規(guī)范解答】由 得 , 因為的兩個根分別為1,4,所以(*) (1)當(dāng)時,(*)式為 解得, 又因為曲線過原點,所以, 故. (2)由于a>0,所以在(-∞,+∞)內(nèi)無極值點等價于在(-∞,+∞)內(nèi)恒成立. 由(*)式得. 又, 解 得 即的取值范圍為 【方法技巧】(1)當(dāng)在的左側(cè)為正,右側(cè)為負(fù)時,為極大值點;當(dāng)在的左側(cè)為負(fù)
13、,右側(cè)為正時,為極小值點. (2)二次函數(shù)恒成立問題可利用開口方向與判別式來解決. (ɑ≠0)恒大于0,則;(ɑ≠0)恒小于0,則; 13.(20xx·安徽高考理科·T17)設(shè)為實數(shù),函數(shù). (1)求的單調(diào)區(qū)間與極值; (2)求證:當(dāng)且時,. 【命題立意】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的運算,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、求函數(shù)的極值、證明不等式, 考查考生運算能力、綜合分析問題能力和問題的化歸轉(zhuǎn)化能力. 【思路點撥】(1)先分析的導(dǎo)數(shù)的符號情況,從而確定的單調(diào)區(qū)間和極值; (2) 設(shè),把問題轉(zhuǎn)化為:求證:當(dāng)且時,. 【規(guī)范解答】(1),, 令,得,
14、 極小值 在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增; 當(dāng)時,取得極小值為. (2)設(shè),, 由(1)問可知,恒成立, 當(dāng)時,則0恒成立,所以在上單調(diào)遞增, 所以當(dāng)時,, 即當(dāng)且時,. 【方法技巧】1、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性是解決函數(shù)單調(diào)性問題的常用方法,簡單易行; 2、證明不等式問題,如證,通常令,轉(zhuǎn)化為證明:. 14.(20xx·天津高考文科·T20)已知函數(shù)f(x)=,其中a>0. (1)若a=1,求曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程; (2)若在區(qū)間上,f(x)>0恒成立,求a的取值范圍. 【命題立意
15、】本小題主要考查曲線的切線方程、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值、解不等式等基礎(chǔ)知識,考查運算能力及分類討論的思想方法. 【思路點撥】應(yīng)用導(dǎo)數(shù)知識求解曲線的切線方程及函數(shù)最值. 【規(guī)范解答】(1)當(dāng)a=1時,f(x)=,f(2)=3;f′(x)=, f′(2)=6. 所以曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程為y-3=6(x-2),即y=6x-9. (2)f′(x)=.令f′(x)=0,解得x=0或x=. 以下分兩種情況討論: 若,當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表: x 0 f′(x) + 0 - f(x) 極大值
16、 當(dāng)?shù)葍r于 解不等式組得-5<a<5.因此. 若a>2,則.當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表: x 0 f′(x) + 0 - 0 + f(x) 極大值 極小值 當(dāng)時,f(x)>0等價于即 解不等式組得或.因此2<a<5. 綜合(1)和(2),可知a的取值范圍為0<a<5. 15.(20xx·山東高考文科·T21)已知函數(shù). (1)當(dāng)時,求曲線在點處的切線方程; (2)當(dāng)時,討論的單調(diào)性. 【命題立意】本題主要考查導(dǎo)
17、數(shù)的概念、導(dǎo)數(shù)的幾何意義和利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的能力.考查分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想和等價變換思想. 【思路點撥】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出曲線在點處的切線的斜率;(2)直接利用函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系討論函數(shù)的單調(diào)性,同時應(yīng)注意分類標(biāo)準(zhǔn)的選擇. 【規(guī)范解答】(1) 當(dāng) 所以 , 因此, ,即曲線 又 所以曲線 (2)因為,所以 , ,令 當(dāng)時,所以 當(dāng)時,>0,此時,函數(shù)單調(diào)遞減; 當(dāng)時,<0,此時,函數(shù)單調(diào)遞增. 當(dāng)時,由, 即 ,解得. ① 當(dāng)時, , 恒成立,此時,函數(shù)在(0,+∞)上單調(diào)遞減; ② 當(dāng)時, , 時,,此時,函數(shù)單
18、調(diào)遞減, 時,<0,此時,函數(shù)單調(diào)遞增, 時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞減, ③ 當(dāng)時,由于, 時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞減, 時,<0,此時,函數(shù)單調(diào)遞增. 綜上所述: 當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減;函數(shù)在上單調(diào)遞增, 當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減, 當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減;函數(shù) 在上單調(diào)遞增; 函數(shù)在上單調(diào)遞減. 【方法技巧】1、分類討論的原因 (1)某些概念、性質(zhì)、法則、公式分類定義或分類給出; (2)數(shù)的運算:如除法運算中除式不為零,在實數(shù)集內(nèi)偶次方根的被開方數(shù)為非負(fù)數(shù),對數(shù)中真數(shù)與底數(shù)的要求,不等式兩邊同乘以一個正數(shù)還是負(fù)數(shù)等; (3)含參數(shù)的函數(shù)、方程、不等式等問
19、題,由參數(shù)值的不同而導(dǎo)致結(jié)果發(fā)生改變; (4)在研究幾何問題時,由于圖形的變化(圖形位置不確定或形狀不確定),引起問題的結(jié)果有多種可能. 2、分類討論的原則 (1)要有明確的分類標(biāo)準(zhǔn); (2)對討論對象分類時要不重復(fù)、不遺漏; (3)當(dāng)討論的對象不止一種時,應(yīng)分層次進行. 3、分類討論的一般步驟 (1)明確討論對象,確定對象的范圍; (2)確定統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),進行合理分類,做到不重不漏; (3)逐段逐類討論,獲得階段性結(jié)果; (4)歸納總結(jié),得出結(jié)論. 16. (20xx·陜西高考文科·T21)已知函數(shù) (1)若曲線與曲線相交,且在交點處有相同的切線
20、,求的值及該切線的方程; (2)設(shè)函數(shù),當(dāng)存在最小值時,求其最小值的解析式; (3)對(2)中的,證明:當(dāng)時, 【命題立意】本題將導(dǎo)數(shù)、不等式知識有機地結(jié)合在一起,考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值問題,考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想以及解不等式的能力;考查了學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力. 【思路點撥】曲線與在交點處有相同的切線交點坐標(biāo)的值及該切線的方程;利用導(dǎo)數(shù)法求的最小值的解析式利用單調(diào)性證明(3). 【規(guī)范解答】(1) 兩條曲線交點的坐標(biāo)為(e2,e),切線的斜率為 所以切線的方程為 (2)由已知條件知 ①當(dāng)>0時,令,解得
21、=, 所以當(dāng)0 < < 時,,h(x)在(0,)上遞減; 當(dāng)x>時,,在上遞增. 所以x=是在(0, +∞ )上的唯一極值點,且是極小值點,從而也是的最小值點. ②當(dāng)a ≤ 0時,在(0,+∞)遞增,無最小值. 故 (3)由(2)知 由 由 所以 所以 又 所以當(dāng)時, 17.(20xx·陜西高考理科·T21)已知函數(shù) (1)若曲線與曲線相交,且在交點處有相同的切線,求的值及該切線的方程; (2)設(shè)函數(shù),當(dāng)存在最小值時,求其最小值的解析式; (3)對(2)中的和任意的,證明: 【命題立意】本題將
22、導(dǎo)數(shù)、不等式知識有機地結(jié)合在一起,考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值問題,考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想以及解不等式的能力;考查了學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力. 【思路點撥】曲線與在交點處有相同的切線交點坐標(biāo)的值及該切線的方程;由利用導(dǎo)數(shù)法求的最小值的解析式利用基本不等式證明(3). 【規(guī)范解答】(1) 兩條曲線交點的坐標(biāo)為(e2,e),切線的斜率為 所以切線的方程為 (2)由已知條件知 ①當(dāng)>0時,令,解得=, 所以當(dāng)0 < < 時,,h(x)在(0,)上遞減; 當(dāng)x>時,,在上遞增. 所以x=是在(0, +∞
23、 )上的唯一極值點,且是極小值點,從而也是的最小值點. ②當(dāng)a≤0時,在(0,+∞)遞增,無最小值. 故 (3)由(2)知 綜上可得: 【方法技巧】不等式的證明方法 1.證明不等式的方法靈活多樣,但比較法、綜合法、分析法仍是證明不等式的最基本方法.要依據(jù)題設(shè)、結(jié)論的結(jié)構(gòu)特點、內(nèi)在聯(lián)系,選擇適當(dāng)?shù)淖C明方法,要熟悉各種證法中的推理思維,并掌握相應(yīng)的步驟,技巧和語言特點. 2.在證明不等式前,要依據(jù)題設(shè)和待證不等式的結(jié)構(gòu)特點、內(nèi)在聯(lián)系,選擇適當(dāng)?shù)淖C明方法.通過等式或不等式的運算,將待證的不等式化為明顯的、熟知的不等式,從而使原不等式得到證明;反之亦可從明顯的、熟知的不等式入
24、手,經(jīng)過一系列的運算而導(dǎo)出待證的不等式,前者是“執(zhí)果索因”,后者是“由因?qū)Ч?,為溝通?lián)系的途徑,證明時往往聯(lián)合使用分析法綜合法,兩面夾擊,相輔相成,達到欲證的目的. 18.(20xx·湖南高考理科·T4)已知函數(shù)對任意的,恒有. (1)證明:當(dāng)時,; (2)若對滿足題設(shè)條件的任意b,c,不等式恒成立,求M的最小值. 【命題立意】以二次函數(shù)為載體,考查導(dǎo)數(shù),不等式的證明,消元等知識.考查了等價轉(zhuǎn)化的思想. 【思路點撥】(1)在對任意的,恒有下可以得到b,c的關(guān)系,目標(biāo)是證明當(dāng)時,,其實是尋找條件和目標(biāo)的關(guān)系,連接的紐帶是b和c的關(guān)系.(2)恒成立,轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最
25、值,而且是二元函數(shù)的最值的求法,沒有等式的條件下常常用整體消元. 【規(guī)范解答】(1)易知f′(x)=2x+b.由題設(shè),對任意的x恒成立,所以(b-2)2-4(c-b)≤0,從而c≥ 于是c≥1,且c≥|b|,因此2c-b=c+(c-b)>0. 故當(dāng)x≥0時,有(x+c)2-f(x)=(2c-b)x+c(c-1)≥0. 即當(dāng)x≥0時,. (2)由(1)知,c>|b|時,有M≥ 當(dāng)c=|b|時,由(1)知,b=±2,c=2.此時f(c)-f(b)=-8或0,c2-b2=0, 從而f(c)-f(b)≤0,M無最小值.綜上所述,M的最小值為. 【方法技巧】求最值是高
26、考中重點也是難點.解題的思路是,首先看變量的個數(shù),如果是三個變量常有三條路,一是利用柯西不等式、均值不等式和排序不等式,二是消元轉(zhuǎn)化為二元再轉(zhuǎn)化為一元,三是有時利用幾何背景解題.如果是兩個變量常常有三條路可走,一是利用柯西不等式、均值不等式,二是消元轉(zhuǎn)化為一元函數(shù),三是如果條件是不等式,常常也可以用數(shù)學(xué)規(guī)劃.如果是一個變量,常用方法:基本函數(shù)模型,單調(diào)性法和導(dǎo)數(shù)法. 19.(20xx·遼寧高考文科·T21) 已知函數(shù)f(x)=(a+1)lnx+ax2+1. (1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性; (2)設(shè)a≤-2,證明:對任意x1,x2(0,+∞),|f(x1)-f(x2
27、)|≥4|x1-x2|. 【命題立意】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù),求參數(shù)的取值范圍,考查了分類討論、轉(zhuǎn)化等思想方法以及運算推理能力. 【思路點撥】(1)求導(dǎo)數(shù),對參數(shù)分類,討論導(dǎo)數(shù)的符號,判斷單調(diào)性, (2)轉(zhuǎn)化為等價命題,構(gòu)造新函數(shù)g(x)=f(x)+4x,通過g(x)的單調(diào)性證明. 【規(guī)范解答】 【方法技巧】1.討論函數(shù)的單調(diào)性要明確函數(shù)的定義域,一般用導(dǎo)數(shù)的方法,對參數(shù)分類做到不重不漏. 2、直接證明一個命題,不好證時可考慮證明它的等價命題. 20.(20xx·遼寧高考理科·T21)已知函數(shù). (1)討論函數(shù)的單調(diào)性; (
28、2)設(shè).如果對任意,,求的取值范圍. 【命題立意】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù),求參數(shù)的取值范圍,考查了分類討論、轉(zhuǎn)化等思想方法以及運算能力. 【思路點撥】(1)求導(dǎo)數(shù),對參數(shù)分類,討論導(dǎo)數(shù)的符號,判斷單調(diào)性, (2)轉(zhuǎn)化為等價命題,構(gòu)造新函數(shù)g(x)=f(x)+4x,分離參數(shù),求a的范圍. 【規(guī)范解答】 【方法技巧】 討論函數(shù)的單調(diào)性首先要明確函數(shù)的定義域,一般用導(dǎo)數(shù)的方法,對參數(shù)分類做到不重不漏. 求參數(shù)的取值范圍往往要分離變量,分離時一定要使分離后的式子有意義,如分母不為0等. 直接證明一個命題,不好證時可考慮證明它的等價命題. 21.(20x
29、x·天津高考理科·T21)已知函數(shù). (1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值; (2)已知函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,證明當(dāng)時,. (3)如果,且,證明. 【命題立意】本小題主要考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值等基礎(chǔ)知識,考查運算能力及用函數(shù)思想分析解決問題的能力. 【思路點撥】利用導(dǎo)數(shù)及函數(shù)的性質(zhì)解題. 【規(guī)范解答】(1)f′,令f′(x)=0,解得x=1, 當(dāng)x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表 x () 1 () f′(x) + 0 - f(x) 極大值 所以f(x)在()內(nèi)是增函數(shù),在()內(nèi)是減函數(shù).
30、 函數(shù)f(x)在x=1處取得極大值f(1)且f(1)=. (2)由題意可知g(x)=f(2-x),得g(x)=(2-x), 令F(x)=f(x)-g(x),即, 于是, 當(dāng)x>1時,2x-2>0,從而′(x)>0,從而函數(shù)F(x)在[1,+∞)是增函數(shù). 又F(1)=F(x)>F(1)=0,即f(x)>g(x). (3)① 若 ②若 根據(jù)①②得 由(2)可知,>,又=,所以>,從而>.因為,所以,又由(1)可知函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,1)內(nèi)是增函數(shù),所以>,即>2. 22.(20xx·江蘇高考
31、83;T20)設(shè)是定義在區(qū)間上的函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)為.如果存在實數(shù)和函數(shù),其中對任意的都有>0,使得,則稱函數(shù)具有性質(zhì). (1)設(shè)函數(shù),其中為實數(shù). (i)求證:函數(shù)具有性質(zhì); (ii)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間. (2)已知函數(shù)具有性質(zhì),給定設(shè)為實數(shù), ,,且, 若||<||,求的取值范圍. 【命題立意】本題主要考查函數(shù)的概念、性質(zhì)、圖象及導(dǎo)數(shù)等基礎(chǔ)知識,考查靈活運用數(shù)形結(jié)合、分類討論的思想方法進行探索、分析與解決問題的綜合能力. 【思路點撥】(1)求出,并將其表示為的形式,注意. (2)利用(1)的結(jié)論求解. 【規(guī)范解答】 (1)(i), ∵時,恒成立, ∴函數(shù)具有性
32、質(zhì). (ii)(方法一)設(shè),與的符號相同. 當(dāng)時,,,故此時在區(qū)間上遞增; 當(dāng)時,對于,有,所以此時在區(qū)間上遞增; 當(dāng)時,圖像開口向上,對稱軸,而,所以當(dāng)x>1時,所以此時在區(qū)間上遞增; 當(dāng)時,圖像開口向上,對稱軸,方程的兩根為:,而 當(dāng)時,,,故此時在區(qū)間上遞減;同理得:在區(qū)間上遞增. 綜上所述,當(dāng)時,在區(qū)間上遞增; 當(dāng)時,在上遞減;在上遞增. (方法二)當(dāng)時,對于, 所以,故此時在區(qū)間上遞增; 當(dāng)時,圖像開口向上,對稱軸,方程的兩根為:,而, 當(dāng)時,,,故此時在區(qū)間上遞減;同理得:在區(qū)間上遞增. 綜上所述,當(dāng)時,在區(qū)間上遞增;
33、 當(dāng)時,在上遞減;在上遞增. (2)(方法一)由題意,得: 又對任意的都有>0, 所以對任意的都有,在上遞增. 又. 當(dāng)時,,且, 若,∴,(不合題意). 綜合以上討論,得所求的取值范圍是(0,1). (方法二)由題設(shè)知,的導(dǎo)函數(shù),其中函數(shù)對于任意的都成立.所以,當(dāng)時,,從而在區(qū)間上單調(diào)遞增. ①當(dāng)時,有, ,得,同理可得,所以由的單調(diào)性知、, 從而有||<||,符合題設(shè). ②當(dāng)時,, ,于是由及的單調(diào)性知,所以||≥||,與題設(shè)不符. ③當(dāng)時,同理可得,進而得||≥||,與題設(shè)不符. 因此綜合①、②、③得所
34、求的的取值范圍是(0,1) 23.(20xx·浙江高考文科·T21)已知函數(shù)(-b)<b). (1)當(dāng)a=1,b=2時,求曲線在點(2,)處的切線方程. (2)設(shè)是的兩個極值點,是的一個零點,且,, 證明:存在實數(shù),使得 按某種順序排列后得等差數(shù)列,并求 【命題立意】本題主要考查函數(shù)的極值概念、導(dǎo)數(shù)運算法則、切線方程、導(dǎo)數(shù)應(yīng)用、等差數(shù)列等基礎(chǔ)知識,同時考查抽象概括、推理論證能力和創(chuàng)新意識. 【思路點撥】(1)先求出再代入點斜式方程;(2)先找到,觀察它們之間的關(guān)系,從而確定在等差數(shù)列中的位置. 【規(guī)范解答】(1)當(dāng)a=1,b=2時,, 因為(x)=(x
35、-1)(3x-5),故 (2)=1,f(2)=0, 所以f(x)在點(2,0)處的切線方程為y=x-2. (2)因為(x)=3(x-a)(x-),由于a<b.故a<. 所以f(x)的兩個極值點為x=a,x=. 不妨設(shè)x1=a,x2=, 因為x3≠x1,x3≠x2,且x3是f(x)的零點, 故x3=b. 又因為-a=2(b-),所以成等差數(shù)列. 所以4=(a+)=, 所以存在實數(shù)x4滿足題意,且x4=. 【方法技巧】(1)函數(shù)在處的切線方程為; (2)在函數(shù)的極值點處. 24.(20xx·廣東高考文科·T21)已知曲線,點是曲線上
36、的點. (1)試寫出曲線在點處的切線的方程,并求出與軸的交點的坐標(biāo); (2)若原點到的距離與線段的長度之比取得最大值,試求點的坐標(biāo); (3)設(shè)與為兩個給定的不同的正整數(shù),與是滿足(2)中條件的點的坐標(biāo), 證明:. 【命題立意】本題為一道綜合題,主要考查解析幾何、導(dǎo)數(shù)、不等式等的綜合應(yīng)用. 【思路點撥】(1)利用導(dǎo)數(shù)求解;(2)利用不等式的性質(zhì)求解;(3)用數(shù)學(xué)歸納法證明. 【規(guī)范解答】(1) , , 切線的方程為:, 即:, 令,得 , . (2)設(shè)原點到的距離為,則 , , 所以 ,,當(dāng)且僅當(dāng)即時,等號成立,此時,
37、所以, . (3) 要證成立, 下面用數(shù)學(xué)歸納法證明成立. 當(dāng)時,左邊=1,右邊,不等式成立. 假設(shè)時,不等式成立,即成立, 當(dāng)時, , , 當(dāng)時,有成立, 綜上,成立, 又 、,且 < , 所以,原不等式成立. 25.(20xx·浙江高考理科·T22)已知是給定的實常數(shù),設(shè)函數(shù),,是的一個極大值點. (1)求的取值范圍; (2)設(shè)是的3個極值點,問是否存在實數(shù),可找到,使得的某種排列(其中=)依次成等差數(shù)列?若存在,求所有的及相應(yīng)的;若不存在,說明理由. 【命題立意】本題主要考查函數(shù)極值的概念、導(dǎo)數(shù)運
38、算法則、導(dǎo)數(shù)應(yīng)用及等差數(shù)列等基礎(chǔ)知識,同時考查推理論證能力、分類討論等綜合解題能力和創(chuàng)新意識. 【思路點撥】(1)利用函數(shù)取得極大值的條件,求的范圍;(2)可先求出,利用等差 數(shù)列的相關(guān)知識來求.由于的排列有多種情況,因此要注意討論. 【規(guī)范解答】(1)f′(x)=ex(x-a) 令 于是,假設(shè) ①當(dāng)x1=a 或x2=a時,則x=a不是f(x)的極值點,此時不合題意. ②當(dāng)x1a且x2a時,由于x=a是f(x)的極大值點,故x1<a<x2. 即,即 所以,所以的取值范圍是. (2)由(1)可知,假設(shè)存在及滿足題意,解方程得 ,. ①當(dāng)時,則或,于是,
39、 即.此時 或-. ②當(dāng)或時, (i)若,則, 于是,即,于是或(舍). 此時. ②若,則, 于是(舍)或. 此時, 綜上所述,存在b滿足題意, 當(dāng)b=-a-3時, ; 當(dāng)時,; 當(dāng)時,. 【方法技巧】1、函數(shù)在處取得極大值的條件是,在的左側(cè),在的右側(cè); 2、由于本題的的3個極值點間存在關(guān)系x1<a<x2,,所以可能有四種情況:或或或.討論時要做到不重不漏. 26.(20xx·福建高考文科·T22)已知函數(shù)f(x)=的圖像在點P(0,f(0))處的切線方程為y=3x-2. (1)求實數(shù)a,b的值; (2)設(shè)g(x)=f(
40、x)+是[]上的增函數(shù). ①求實數(shù)m的最大值; ②當(dāng)m取最大值時,是否存在點Q,使得過點Q的直線若能與曲線y=g(x)圍成兩個封閉圖形,則這兩個封閉圖形的面積總相等?若存在,求出點Q的坐標(biāo);若不存在,說明理由. 【命題立意】本小題主要考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)等基礎(chǔ)知識,考查抽象概括、推理論證、運算求解能力,考查函數(shù)與方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、化歸轉(zhuǎn)化思想、分類與整合的思想. 【思路點撥】第一步利用切線方程列出兩個方程求解a,b的值;第二步(1)利用導(dǎo)數(shù)的符號與單調(diào)性的關(guān)系,把單調(diào)性問題轉(zhuǎn)化為恒成立問題進而轉(zhuǎn)化為求最值的問題進行解決;(2)利用函數(shù)圖像的中心對稱,得兩個封閉圖形的面積總是相等的.
41、【規(guī)范解答】(1)由,及題設(shè)得 (2)①由得,是上的增函數(shù),在上恒成立,設(shè),,,即不等式在上恒成立. 當(dāng)時,不等式在上恒成立; 當(dāng)時,不等式,,因為,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增;因此,,又,故, 綜上所述,m的最大值為3; ②由①得,其圖像關(guān)于點成中心對稱. 證明如下:, 因此,上式表明,若點為函數(shù)的圖像上的任意一點,則點也一定在函數(shù)的圖像上,而線段的中點恒為,由此即知函數(shù)的圖像關(guān)于點成中心對稱. 這也表明,存在點,使得過點的直線若能與函數(shù)的圖像圍成兩個封閉的圖形,則這兩個封閉的圖形的面積總相等. 【方法技巧】函數(shù)導(dǎo)數(shù)的內(nèi)容在歷年高考中主要集中在切線方程、導(dǎo)數(shù)的計算,利用函數(shù)
42、判斷函數(shù)單調(diào)性、極值、最值等問題,以及與不等式、三角函數(shù)、數(shù)列、立體幾何、解析幾何等知識相聯(lián)系的綜合題目,類型有交點個數(shù)、恒成立問題等,其中滲透并充分利用構(gòu)造函數(shù)、分類討論、轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合等重要的思想方法,主要考查導(dǎo)數(shù)的工具性作用. 27.(20xx·山東高考理科·T22)已知函數(shù). (1)當(dāng)時,討論的單調(diào)性; (2)設(shè)當(dāng)時,若對任意,存在, 使,求實數(shù)的取值范圍. 【命題立意】本題將導(dǎo)數(shù)、二次函數(shù)、不等式知識有機地結(jié)合在一起,考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值以及二次函數(shù)的最值問題,考查了同學(xué)們分類討論的數(shù)學(xué)思想以及解不等式的能力;考查了
43、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力. 【思路點撥】(1)直接利用函數(shù)單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系討論函數(shù)的單調(diào)性,同時應(yīng)注意分類標(biāo)準(zhǔn)的選擇; (2)利用導(dǎo)數(shù)求出的最小值、利用二次函數(shù)知識或分離常數(shù)法求出在閉區(qū)間[1,2]上的最大值,然后解不等式求參數(shù). 【規(guī)范解答】(1)因為, 所以,, 令,. ①當(dāng)時,,, 所以當(dāng),函數(shù)單調(diào)遞減; 當(dāng)時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞增. ②當(dāng)時,由, 即 ,解得 , 時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞減; 時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞
44、增; 時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞減. (iii)當(dāng)時,由于, 時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞減; 時,,此時,函數(shù)單調(diào)遞增 綜上所述: 當(dāng)時,函數(shù)在(0,1)上單調(diào)遞減; 函數(shù)在上單調(diào)遞增; 當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞減; 當(dāng)時,函數(shù)在(0,1)上單調(diào)遞減; 函數(shù)在上單調(diào)遞增; 函數(shù)在上單調(diào)遞減. (2)因為,由(1)知,,當(dāng)時,,
45、 函數(shù)單調(diào)遞減;當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞增,所以在 (0 , 2)上的最小值為, 由于“對任意,存在,使”等價于 “在上的最小值不大于在(0 ,2)上的最小值” 【方法技巧】1、分類討論的原因 (1)某些概念、性質(zhì)、法則、公式分類定義或分類給出; (2)數(shù)的運算:如除法運算中除式不為零,在實數(shù)集內(nèi)偶次方根的被開方數(shù)為非負(fù)數(shù),對數(shù)中真數(shù)與底數(shù)的要求,不等式兩邊同乘以一個正數(shù)還是負(fù)數(shù)等; (3)含參數(shù)的函數(shù)、方程、不等式等問題,由參數(shù)值的不同而導(dǎo)致結(jié)果發(fā)生改變; (4)在研究幾何問題時,由于圖形的變化(圖形位置不確定或形狀
46、不確定),引起問題的結(jié)果有多種可能. 2、分類討論的原則 (1)要有明確的分類標(biāo)準(zhǔn); (2)對討論對象分類時要不重復(fù)、不遺漏; (3)當(dāng)討論的對象不止一種時,應(yīng)分層次進行. 3、分類討論的一般步驟 (1)明確討論對象,確定對象的范圍; (2)確定統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),進行合理分類,做到不重不漏; (3)逐段逐類討論,獲得階段性結(jié)果; (4)歸納總結(jié),得出結(jié)論. 28.(20xx ·海南高考理科·T21)設(shè)函數(shù)=. (1)若,求的單調(diào)區(qū)間; (2)若當(dāng)時,求的取值范圍. 【命題立意】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,最值問題, 【思路點撥】利用導(dǎo)數(shù)求出函
47、數(shù)的單調(diào)區(qū)間,然后再利用單調(diào)性求參數(shù)的取值. 【規(guī)范解答】(1) 時,. 當(dāng)時,;當(dāng)時,, 故的單增區(qū)間為,單減區(qū)間為. (2). 由(1)知,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立, 故, 從而當(dāng),即時,,而, 于是,當(dāng)時. 由可得,從而,當(dāng)時, 故當(dāng)時,,而,所以當(dāng)時,, 綜上可知,實數(shù)的取值范圍為. 【方法技巧】利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,再利用函數(shù)的單調(diào)性,列出參數(shù)需滿足的不等式(組)進行相關(guān)的計算. 29.(20xx·福建高考理科·T20)(1)已知函數(shù)f(x)=x3-x,其圖像記為曲線C. ①求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; ②證明:若對于
48、任意非零實數(shù)x1,曲線C與其在點P1(x1,f(x1))處的切線交于另一點P2(x2,f(x2)).曲線C與其在點P2處的切線交于另一點P3 (x3,f(x3)),線段P1P2,P2P3與曲線C所圍成封閉圖形的面積分別記為S1,S2,則為定值. (2)對于一般的三次函數(shù)g(x)=ax3+bx2+cx+d(a0),請給出類似于(1) ②的正確命題,并予以證明. 【命題立意】本小題主要考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、定積分等基礎(chǔ)知識,考查抽象概括、推理論證、運算求解能力,考查函數(shù)與方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、化歸轉(zhuǎn)化思想、特殊與一般的思想. 【思路點撥】第一步(1)利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,(2)利用導(dǎo)數(shù)求解
49、切線的斜率,寫出切線方程,并利用定積分求解及其比值;第二步利用合情推理的方法對問題進行推廣得到相關(guān)命題,并利用平移的方法進行證明. 【規(guī)范解答】(1) ①,令得到,令得,因此原函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為)和(;單調(diào)遞減區(qū)間為; ②,,,因此 過點的切線方程為:,即,由得,所以或,故,進而有,用代替,重復(fù)上面的計算,可得和,又,,因此有. (2)命題:若對于任意函數(shù)的圖像為曲線,其類似于(1) ②的命題為:若對任意不等于的實數(shù),曲線與其在點處的切線交于另一點,曲線與其在點處的切線交于另外一點,線段、與曲線所圍成圖形的面積為,則. 證明:對于曲線,無論如何平移,其要求面積值是恒定的,所以這里僅考慮的情形,,,,因此過點的切線方程為: 化簡:得到 所以同樣運用(1)中的方法便可以得到, 所以. 【方法技巧】函數(shù)、導(dǎo)數(shù)的內(nèi)容在歷屆高考中主要考查切線方程、導(dǎo)數(shù)的計算,利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性、極值、最值等問題,試題還與不等式、三角函數(shù)、數(shù)列、立體幾何、解不等式等知識聯(lián)系,類型有交點個數(shù)、恒成立問題等,其中滲透并充分利用構(gòu)造函數(shù)、分類討論、轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合等重要的思想方法,主要考查導(dǎo)數(shù)的工具性作用.
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