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1、
滿分示范課——函數(shù)與導數(shù)
函數(shù)與導數(shù)問題一般以函數(shù)為載體,以導數(shù)為工具,重點考查函數(shù)的一些性質(zhì),如含參函數(shù)的單調(diào)性、極值或最值的探求與討論,復雜函數(shù)零點的討論,函數(shù)不等式中參數(shù)范圍的討論,恒成立和能成立問題的討論等,是近幾年高考試題的命題熱點.對于這類綜合問題,一般是先求導,再變形、分離或分解出基本函數(shù),再根據(jù)題意處理.
【典例】 (滿分12分)(2019·全國卷Ⅱ)已知函數(shù)f(x)=ln x-.
(1)討論f(x)的單調(diào)性,并證明f(x)有且僅有兩個零點;
(2)設x0是f(x)的一個零點,證明曲線y=ln x在點A(x0,ln x0)處的切線也是曲線y=ex的切線.
[規(guī)
2、范解答] (1)f(x)的定義域為(0,1)∪(1,+∞).
因為f′(x)=+>0,
所以f(x)在(0,1),(1,+∞)單調(diào)遞增.
因為f(e)=1-<0,f(e2)=2-=>0,
所以f(x)在(1,+∞)有唯一零點x1(e
3、點A(x0,ln x0)處切線的斜率也是.
所以曲線y=ln x在點A(x0,ln x0)處的切線也是曲線y=ex的切線.
高考狀元滿分心得
1.得步驟分:抓住得分點的步驟,“步步為贏”,求得滿分.如第(1)問中,求導正確,判斷單調(diào)性.利用零點存在定理,定零點個數(shù).第(2)問中,由f(x0)=0定切點B,求切線的斜率.
2.得關鍵分:解題過程不可忽視關鍵點,有則給分,無則沒分,如第(1)問中,求出f(x)的定義域,f′(x)在(0,+∞)上單調(diào)性的判斷;第(2)問中,找關系ln x0=,判定兩曲線在點B處切線的斜率相等.
3.得計算分:解題過程中計算準確是得滿分的根本保證.
如第(
4、1)問中,求導f′(x)準確,否則全盤皆輸,判定f(x1)=-f=0;第(2)問中,正確計算kAB等,否則不得分.
[解題程序] 第一步:求f(x)的定義域,計算f′(x).
第二步:由f(x)在(1,+∞)上的單調(diào)性與零點存在定理,判斷f(x)在(1,+∞)上有唯一零點x0.
第三步:證明f=0,從而f(x)在定義域內(nèi)有兩個零點.
第四步:由第(1)問,求直線AB的斜率k=.
第五步:求y=ex在點A、B處的切線斜率k=,得證.
第六步:檢驗反思,規(guī)范解題步驟.
[跟蹤訓練]
1.已知函數(shù)f(x)=ex-1,g(x)=+x,其中e是自然對數(shù)的底數(shù),e=2.718 28….
5、(1)證明:函數(shù)h(x)=f(x)-g(x)在區(qū)間(1,2)上有零點;
(2)求方程f(x)=g(x)的根的個數(shù),并說明理由;
(1)證明:由題意可得h(x)=f(x)-g(x)=ex-1--x,
所以h(1)=e-3<0,h(2)=e2-3->0,
所以h(1)·h(2)<0,
所以函數(shù)h(x)在區(qū)間(1,2)上有零點.
(2)解:由(1)可知,h(x)=f(x)-g(x)=ex-1--x.
由g(x)=+x知x∈[0,+∞),
且h(0)=0,則x=0為h(x)的一個零點.
又h(x)在(1,2)內(nèi)有零點,
因此h(x)在[0,+∞)上至少有兩個零點.
h′(x)=e
6、x-x--1,記φ(x)=ex-x--1.
則φ′(x)=ex+x-,
當x∈(0,+∞)時,φ′(x)>0,則φ(x)在(0,+∞)上遞增.易知φ(x)在(0,+∞)內(nèi)只有一個零點,
所以h(x)在[0,+∞)上有且只有兩個零點,
所以方程f(x)=g(x)的根的個數(shù)為2.
2.已知函數(shù)f(x)=ln x+,g(x)=e-x+bx,a,b∈R,e為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)若函數(shù)y=g(x)在R上存在零點,求實數(shù)b的取值范圍;
(2)若函數(shù)y=f(x)在x=處的切線方程為ex+y-2+b=0.求證:對任意的x∈(0,+∞),總有f(x)≥+b.
(1)解:易得g′(x)=-e-
7、x+b=b-.
若b=0,則g(x)=∈(0,+∞),不合題意;
若b<0,則g(0)=1>0,g=e-1<0,滿足題設,
若b>0,令g′(x)=-e-x+b=0,得x=-ln b.
所以g(x)在(-∞,-ln b)上單調(diào)遞減;
在(-ln b,+∞)上單調(diào)遞增,
則g(x)min=g(-ln b)=eln b-bln b=b-bln b≤0,
所以b≥e.
綜上所述,實數(shù)b的取值范圍是(-∞,0)∪[e,+∞).
(2)證明:易得f′(x)=-,
則由題意,得f′=e-ae2=-e,解得a=.
所以f(x)=ln x+,從而f =1,
即切點為.
將切點坐標代入ex+y-2+b=0中,解得b=0.
所以要證f(x)≥+b,
只需證明ln x+≥,即xln x≥-.
令φ(x)=xln x,則φ′(x)=ln x+1.
由φ(x)>0,得x>;令φ′(x)<0,得0