《2022年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 導(dǎo)數(shù)題型歸納》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 導(dǎo)數(shù)題型歸納(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 導(dǎo)數(shù)題型歸納
請同學(xué)們高度重視:
首先,關(guān)于二次函數(shù)的不等式恒成立的主要解法:
1、分離變量;2變更主元;3根分布;4判別式法
5、二次函數(shù)區(qū)間最值求法:(1)對稱軸(重視單調(diào)區(qū)間)
與定義域的關(guān)系 (2)端點處和頂點是最值所在
其次,分析每種題型的本質(zhì),你會發(fā)現(xiàn)大部分都在解決“不等式恒成立問題”以及“充分應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想”,創(chuàng)建不等關(guān)系求出取值范圍。
最后,同學(xué)們在看例題時,請注意尋找關(guān)鍵的等價變形和回歸的基礎(chǔ)
一、基礎(chǔ)題型:函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、極值、最值;不等式恒成立;
1、此類問題提倡按以下三個步驟進行解決:
2、
第一步:令得到兩個根;
第二步:畫兩圖或列表;
第三步:由圖表可知;
其中不等式恒成立問題的實質(zhì)是函數(shù)的最值問題,
2、常見處理方法有三種:
第一種:分離變量求最值-----用分離變量時要特別注意是否需分類討論(>0,=0,<0)
第二種:變更主元(即關(guān)于某字母的一次函數(shù))-----(已知誰的范圍就把誰作為主元);
例1:設(shè)函數(shù)在區(qū)間D上的導(dǎo)數(shù)為,在區(qū)間D上的導(dǎo)數(shù)為,若在區(qū)間D上,恒成立,則稱函數(shù)在區(qū)間D上為“凸函數(shù)”,已知實數(shù)m是常數(shù),
(1)若在區(qū)間上為“凸函數(shù)”,求m的取值范圍;
(2)若對滿足的任何一個實數(shù),函數(shù)在區(qū)間上都為“凸函數(shù)”,求的最大值.
解:由函數(shù)
3、得
(1) 在區(qū)間上為“凸函數(shù)”,
則 在區(qū)間[0,3]上恒成立
解法一:從二次函數(shù)的區(qū)間最值入手:等價于
解法二:分離變量法:
∵ 當(dāng)時, 恒成立,
當(dāng)時, 恒成立
等價于的最大值()恒成立,
而()是增函數(shù),則
(2)∵當(dāng)時在區(qū)間上都為“凸函數(shù)”
則等價于當(dāng)時 恒成立
解法三:變更主元法
再等價于在恒成立(視為關(guān)于m的一次函數(shù)最值問題)
-2
2
4、
例2:設(shè)函數(shù)
(Ⅰ)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間和極值;
(Ⅱ)若對任意的不等式恒成立,求a的取值范圍.
(二次函數(shù)區(qū)間最值的例子)
解:(Ⅰ)
3a
a
a
3a
令得的單調(diào)遞增區(qū)間為(a,3a)
令得的單調(diào)遞減區(qū)間為(-,a)和(3a,+)
∴當(dāng)x=a時,極小值= 當(dāng)x=3a時,極大值=b.
(Ⅱ)由||≤a,得:對任意的恒成立①
則等價于這個二次函數(shù) 的對稱軸 (放縮法)
即定義域在對稱軸的右邊,這個二次函數(shù)的最值問題:單調(diào)增函數(shù)的
5、最值問題。
上是增函數(shù). (9分)
∴
于是,對任意,不等式①恒成立,等價于
又∴
點評:重視二次函數(shù)區(qū)間最值求法:對稱軸(重視單調(diào)區(qū)間)與定義域的關(guān)系
第三種:構(gòu)造函數(shù)求最值
題型特征:恒成立恒成立;從而轉(zhuǎn)化為第一、二種題型
例3;已知函數(shù)圖象上一點處的切線斜率為,
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)當(dāng)時,求的值域;
(Ⅲ)當(dāng)時,不等式恒成立,求實數(shù)t的取值范圍。
解:(Ⅰ)∴, 解得
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增
又
∴的值域是
(Ⅲ)令
思路1:要使恒成立,只需,即分離變量
思
6、路2:二次函數(shù)區(qū)間最值
二、題型一:已知函數(shù)在某個區(qū)間上的單調(diào)性求參數(shù)的范圍
解法1:轉(zhuǎn)化為在給定區(qū)間上恒成立, 回歸基礎(chǔ)題型
解法2:利用子區(qū)間(即子集思想);首先求出函數(shù)的單調(diào)增或減區(qū)間,然后讓所給區(qū)間是求的增或減區(qū)間的子集;
做題時一定要看清楚“在(m,n)上是減函數(shù)”與“函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間是(a,b)”,要弄清楚兩句話的區(qū)別:前者是后者的子集
例4:已知,函數(shù).
(Ⅰ)如果函數(shù)是偶函數(shù),求的極大值和極小值;
(Ⅱ)如果函數(shù)是上的單調(diào)函數(shù),求的取值范圍.
解:.
(Ⅰ)∵ 是偶函數(shù),∴ .
7、此時,,
令,解得:.
列表如下:
(-∞,-2)
-2
(-2,2)
2
(2,+∞)
+
0
-
0
+
遞增
極大值
遞減
極小值
遞增
可知:的極大值為, 的極小值為.
(Ⅱ)∵函數(shù)是上的單調(diào)函數(shù),
∴,在給定區(qū)間R上恒成立判別式法
則 解得:.
8、
綜上,的取值范圍是.
例5、已知函數(shù)
(I)求的單調(diào)區(qū)間;
(II)若在[0,1]上單調(diào)遞增,求a的取值范圍。子集思想
(I)
1、
當(dāng)且僅當(dāng)時取“=”號,單調(diào)遞增。
2、
a-1
-1
單調(diào)增區(qū)間:
單調(diào)減區(qū)間:
(II)當(dāng) 則是上述增區(qū)間的子集:
1、時,單調(diào)遞增 符合題意
2、,
綜上,a的取值范圍是[0,1]。
三、題型二:根的個數(shù)問題
題1函數(shù)f(x)與g(x)(或與x軸)的交點=
9、=====即方程根的個數(shù)問題
解題步驟
第一步:畫出兩個圖像即“穿線圖”(即解導(dǎo)數(shù)不等式)和“趨勢圖”即三次函數(shù)的大致趨勢“是先增后減再增”還是“先減后增再減”;
第二步:由趨勢圖結(jié)合交點個數(shù)或根的個數(shù)寫不等式(組);主要看極大值和極小值與0的關(guān)系;
第三步:解不等式(組)即可;
例6、已知函數(shù),,且在區(qū)間上為增函數(shù).
求實數(shù)的取值范圍;
若函數(shù)與的圖象有三個不同的交點,求實數(shù)的取值范圍.
解:(1)由題意 ∵在區(qū)間上為增函數(shù),
∴在區(qū)間上恒成立(分離變量法)
即恒成立,又,∴,故∴的取值范圍為
(2)設(shè),
令得或由(1)知,
①當(dāng)時,,在R上遞增
10、,顯然不合題意…
②當(dāng)時,,隨的變化情況如下表:
—
↗
極大值
↘
極小值
↗
由于,欲使與的圖象有三個不同的交點,即方程有三個不同的實根,故需,即 ∴,解得
綜上,所求的取值范圍為
根的個數(shù)知道,部分根可求或已知。
例7、已知函數(shù)
(1)若是的極值點且的圖像過原點,求的極值;
(2)若,在(1)的條件下,是否存在實數(shù),使得函數(shù)的圖像與函數(shù)的圖像恒有含的三個不同交點?若存在,求出實數(shù)的取值范圍;否則說明理由。高1考1資1源2網(wǎng)
解:(1)∵的圖像過原點,則 ,
又∵是的極值點,則
-1
11、
(2)設(shè)函數(shù)的圖像與函數(shù)的圖像恒存在含的三個不同交點,
等價于有含的三個根,即:
整理得:
即:恒有含的三個不等實根
(計算難點來了:)有含的根,
則必可分解為,故用添項配湊法因式分解,
十字相乘法分解:
恒有含的三個不等實根
等價于有兩個不等于-1的不等實根。
題2:切線的條數(shù)問題====以切點為未知數(shù)的方程的根的個數(shù)
例7、已知函數(shù)在點處取得極小值-4,使其導(dǎo)數(shù)的的取值范圍為,求:(1)的解析式;(2)若過點可作曲線的三條切線,求實數(shù)的取值范圍.
(1)由題意得:
∴在上;在上;在上
因此在處
12、取得極小值
∴①,②,③
由①②③聯(lián)立得:,∴
(2)設(shè)切點Q,
過
令,
求得:,方程有三個根。
需:
故:;因此所求實數(shù)的范圍為:
題3:已知在給定區(qū)間上的極值點個數(shù)則有導(dǎo)函數(shù)=0的根的個數(shù)
解法:根分布或判別式法
例8、
解:函數(shù)的定義域為(Ⅰ)當(dāng)m=4時,f (x)= x3-x2+10x,
=x2-7x+10,令 , 解得或.
令 , 解得
可知函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為和(5,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為.
(Ⅱ)=x2-(m+3)x+m+6,
1
要使函數(shù)y=f (x)在(1,+∞)有兩個極值點,=x2-(m+
13、3)x+m+6=0的根在(1,+∞)
根分布問題:
則, 解得m>3
例9、已知函數(shù),(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)令=x4+f(x)(x∈R)有且僅有3個極值點,求a的取值范圍.
解:(1)
當(dāng)時,令解得,令解得,
所以的遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為.
當(dāng)時,同理可得的遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為.
(2)有且僅有3個極值點
=0有3個根,則或,
方程有兩個非零實根,所以
或
而當(dāng)或時可證函數(shù)有且僅有3個極值點
其它例題:
1、(最值問題與主元變更法的例子).已知定義在上的函數(shù)在區(qū)間上的最大值是5,最小值是-11.
(Ⅰ)求函數(shù)
14、的解析式;
(Ⅱ)若時,恒成立,求實數(shù)的取值范圍.
解:(Ⅰ)
令=0,得
因為,所以可得下表:
0
+
0
-
↗
極大
↘
因此必為最大值,∴因此, ,
即,∴,∴
(Ⅱ)∵,∴等價于,
令,則問題就是在上恒成立時,求實數(shù)的取值范圍,
為此只需,即,
解得,所以所求實數(shù)的取值范圍是[0,1].
2、(根分布與線性規(guī)劃例子)
15、
(1)已知函數(shù)
(Ⅰ) 若函數(shù)在時有極值且在函數(shù)圖象上的點處的切線與直線平行, 求的解析式;
(Ⅱ) 當(dāng)在取得極大值且在取得極小值時, 設(shè)點所在平面區(qū)域為S, 經(jīng)過原點的直線L將S分為面積比為1:3的兩部分, 求直線L的方程.
解: (Ⅰ). 由, 函數(shù)在時有極值 ,
∴
∵ ∴
又∵ 在處的切線與直線平行,
∴ 故
∴ …
16、…………………. 7分
(Ⅱ) 解法一: 由 及在取得極大值且在取得極小值,
∴ 即 令, 則
∴ ∴ 故點所在平面區(qū)域S為如圖△ABC,
易得, , , , ,
同時DE為△ABC的中位線,
∴ 所求一條直線L的方程為:
另一種情況設(shè)不垂直于x軸的直線L也將S分為面積比為1:3的兩部分, 設(shè)直線L方程為,它與AC,BC分別交于F、G, 則 ,
由 得點F的橫坐標(biāo)為:
由 得點G的橫坐標(biāo)為:
17、
∴ 即
解得: 或 (舍去) 故這時直線方程為:
綜上,所求直線方程為: 或 .…………….………….12分
(Ⅱ) 解法二: 由 及在取得極大值且在取得極小值,
∴ 即 令, 則
∴ ∴ 故點所在平面區(qū)域S為如圖△ABC,
易得, , , , ,
同時DE為△ABC的中位線, ∴所求一條直線L的方程為:
另一種情況由于直線BO方程為: , 設(shè)直線BO與AC交于H
18、 ,
由 得直線L與AC交點為:
∵ , ,
∴ 所求直線方程為: 或
3、(根的個數(shù)問題)已知函數(shù)的圖象如圖所示。
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)若函數(shù)的圖象在點處的切線方程為,求函數(shù)f ( x )的解析式;
(Ⅲ)若方程有三個不同的根,求實數(shù)a的取值范圍。
解:由題知:
(Ⅰ)由圖可知 函數(shù)f ( x )的圖像過點( 0 , 3 ),且= 0
得
(Ⅱ)依題意 = – 3 且f ( 2 ) = 5
解得a = 1 , b = – 6
所以f ( x ) = x3 – 6x2
19、 + 9x + 3
(Ⅲ)依題意 f ( x ) = ax3 + bx2 – ( 3a + 2b )x + 3 ( a>0 )
= 3ax2 + 2bx – 3a – 2b 由= 0b = – 9a ①
若方程f ( x ) = 8a有三個不同的根,當(dāng)且僅當(dāng) 滿足f ( 5 )<8a<f ( 1 ) ②
由① ② 得 – 25a + 3<8a<7a + 3<a<3
所以 當(dāng)<a<3時,方程f ( x ) = 8a有三個不同的根?!?12分
4、(根的個數(shù)問題)已知函數(shù)
(1)若函數(shù)在處取得極值,且,求的值及的單調(diào)區(qū)間;
(2
20、)若,討論曲線與的交點個數(shù).
解:(1)
………………………………………………………………………2分
令得
令得
∴的單調(diào)遞增區(qū)間為,,單調(diào)遞減區(qū)間為…………5分
(2)由題得
即
令……………………6分
令得或……………………………………………7分
當(dāng)即時
-
此時,,,有一個交點;…………………………9分
當(dāng)即時,
+
—
,
∴當(dāng)即時,有一個交點;
當(dāng)即時,有兩個交點;
當(dāng)時,,有一個交點.………………………13分
綜上可知,當(dāng)或時,有一個交點;
當(dāng)時,有兩個交點.…………………………………14分