《高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí):第九章 :第二節(jié)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用一回扣主干知識提升學(xué)科素養(yǎng)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí):第九章 :第二節(jié)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用一回扣主干知識提升學(xué)科素養(yǎng)(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
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第二節(jié) 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用(一)
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1.了解函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系;能利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,會求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間(其中多項(xiàng)式函數(shù)一般不超過三次).
2.了解函數(shù)在某點(diǎn)取得極值的必要條件和充分條件;會用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的極大值、極小值(其中多項(xiàng)式函數(shù)一般不超過三次);會求閉區(qū)間上函數(shù)的最大值、最小值(其中多項(xiàng)式函數(shù)一般不超過三次).
1.函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性的關(guān)系
函數(shù)y=f(x)在某個(gè)區(qū)間內(nèi)可導(dǎo),則
(1)若f′(x)>0,則f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;
(2)若f′(x)<0,則f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減;
2、
(3)若f′(x)=0,則f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)是常數(shù)函數(shù).
2.函數(shù)的極值與導(dǎo)數(shù)
(1)函數(shù)的極小值
若函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x=a處的函數(shù)值f(a)比它在點(diǎn)x=a附近其他點(diǎn)的函數(shù)值都小,且f′(a)=0,而且在點(diǎn)x=a附近的左側(cè)f′(x)<0,右側(cè)f′(x)>0,則a點(diǎn)叫做函數(shù)的極小值點(diǎn),f(a)叫做函數(shù)的極小值.
(2)函數(shù)的極大值
若函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x=b處的函數(shù)值f(b)比它在點(diǎn)x=b附近其他點(diǎn)的函數(shù)值都大,且f′(b)=0,而且在點(diǎn)x=b附近的左側(cè)f′(x)>0,右側(cè)f′(x)<0,則b點(diǎn)叫做函數(shù)的極大值點(diǎn),f(b)叫做函數(shù)的極大值,極大值和極小值統(tǒng)稱為極值.
3.函
3、數(shù)的最值與導(dǎo)數(shù)
(1)函數(shù)f(x)在[a,b]上有最值的條件:
一般地,如果在區(qū)間[a,b]上,函數(shù)y=f(x)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值和最小值.
(2)求函數(shù)y=f(x)在[a,b]上的最大值與最小值的步驟為:
①求函數(shù)y=f(x)在(a,b)內(nèi)的極值;
②將函數(shù)y=f(x)的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值f(a),f(b)比較,其中最大的一個(gè)是最大值,最小的一個(gè)是最小值.
1.若函數(shù)f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增,那么一定有f′(x)>0嗎?f′(x)>0是否是f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增的充要條件?
提示:函數(shù)f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增,則f′(x)≥
4、0,f′(x)>0是f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增的充分不必要條件.
2.導(dǎo)數(shù)值為0的點(diǎn)一定是函數(shù)的極值點(diǎn)嗎?“導(dǎo)數(shù)為0”是函數(shù)在該點(diǎn)取得極值的什么條件?
提示:不一定.可導(dǎo)函數(shù)的極值點(diǎn)導(dǎo)數(shù)為零,但導(dǎo)數(shù)為零的點(diǎn)未必是極值點(diǎn);如函數(shù)f(x)=x3,在x=0處,有f′(0)=0,但x=0不是函數(shù)f(x)=x3的極值點(diǎn);其為函數(shù)在該點(diǎn)取得極值的必要而不充分條件.
3.函數(shù)的極值和函數(shù)的最值有什么聯(lián)系和區(qū)別?
提示:極值是局部概念,指某一點(diǎn)附近函數(shù)值的比較,因此,函數(shù)的極大(小)值,可以比極小(大)值小(大);最值是整體概念,最大、最小值是指閉區(qū)間[a,b]上所有函數(shù)值的比較.因而在一般情況下
5、,兩者是有區(qū)別的,極大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是極大(小)值,但如果連續(xù)函數(shù)在區(qū)間(a,b)內(nèi)只有一個(gè)極值,那么極大值就是最大值,極小值就是最小值.
[來源:數(shù)理化網(wǎng)]
1.如圖所示是函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)f′(x)的圖象,則下列判斷中正確的是( )
A.函數(shù)f(x)在區(qū)間(-3,0)上是減函數(shù)
B.函數(shù)f(x)在區(qū)間(-3,2)上是減函數(shù)[來源:]
C.函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,2)上是減函數(shù)
D.函數(shù)f(x)在區(qū)間(-3,2)上是單調(diào)函數(shù)
解析:選A 當(dāng)x∈(-3,0)時(shí),f′(x)<0,則f(x)在(-3,0)上是減函數(shù).其他判斷均不正確.
6、
2.函數(shù)f(x)=ex-x的單調(diào)遞增區(qū)間是( )[來源:]
A.(-∞,1] B.[1,+∞)
C.(-∞,0] D.(0,+∞)
解析:選D ∵f(x)=ex-x,∴f′(x)=ex-1,由f′(x)>0,得ex-1>0,即x>0.
3.設(shè)函數(shù)f(x)=+ln x,則( )
A.x=為f(x)的極大值點(diǎn)
B.x=為f(x)的極小值點(diǎn)
C.x=2為f(x)的極大值點(diǎn)
D.x=2為f(x)的極小值點(diǎn)
解析:選D f(x)=+ln x,f′(x)=-+=,當(dāng)x>2時(shí),f′(x)>0,此時(shí)f(x)為增函數(shù);當(dāng)x<2時(shí),f′(x)<0
7、,此時(shí)f(x)為減函數(shù),據(jù)此知x=2為f(x)的極小值點(diǎn).
4.已知f(x)=x3-ax在[1,+∞)上是增函數(shù),則a的最大值是________.
解析:f′(x)=3x2-a≥0,即a≤3x2,又∵x∈[1,+∞),∴a≤3,即a的最大值是3.
答案:3
5.函數(shù)f(x)=+x2-3x-4在[0,2]上的最小值是________.
解析:f′(x)=x2+2x-3,令f′(x)=0得x=1(x=-3舍去),又f(0)=-4,f(1)=-,f(2)=-,故f(x)在[0,2]上的最小值是f(1)=-.
答案:-
壓軸大題巧突破(三)[來源:]
利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值、最值問
8、題
[典例] (2013浙江高考)(14分)已知a∈R,函數(shù)f(x)=x3-3x2+3ax-3a+3.
(1)求曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程;
(2)當(dāng)x∈[0,2]時(shí),求|f(x)|的最大值.
[化整為零破難題]
(1)切點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)值即為切線的斜率,求導(dǎo)后計(jì)算出斜率,寫出切線方程即可;
(2)基礎(chǔ)問題1:|f(x)|的最大值與f(x)的最值之間有什么關(guān)系?
如果函數(shù)f(x)的最大值為M,最小值為m,則|f(x)|的最大值必定是|M|和|m|中的一個(gè).因此要求|f(x)|的最大值,應(yīng)求f(x)的最值.
基礎(chǔ)問題2:如何求函數(shù)y=f(x),x∈[0,2]的
9、最值?
由于f(x)是關(guān)于x的三次函數(shù),因此,f(x)在[0,2]上的最值為函數(shù)f(x)在[0,2]上的端點(diǎn)值或極值.從而只要求出f(x)在[0,2]上的端點(diǎn)值f(0),f(2)及其極值,然后比較其絕對值的大小即可.
基礎(chǔ)問題3:如何求f(x)在[0,2]上的極值?
要求f(x)在[0,2]上的極值,應(yīng)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,2]上的單調(diào)性,即研究f′(x)=3(x-1)2+3(a-1)(0≤x≤2)的函數(shù)值符號,由于0≤x≤2,所以0≤3(x-1)2≤3.故應(yīng)分3(a-1)≥0,3(a-1)≤-3,-3<3(a-1)<0,即a≥1,a≤0,0
10、a≤0時(shí),函數(shù)f(x)為單調(diào)函數(shù),故只需比較|f(0)|與|f(2)|的大小即可;當(dāng)00,f(x)極大值-f(x)極小值>0,從而可確定f(x)極大值>|f(x)極小值|.因此|f(x)|max=max,由于0|f(2)|,≤a<1時(shí),|f(2)|=f(2)≥|f(0)|.故當(dāng)0
11、)極大值的大小即可.
[規(guī)范解答不失分]
(1)由題意得f′(x)=3x2-6x+3a,故f′(1)=3a-3. 2分
又f(1)=1,所以所求的切線方程為y=(3a-3)x-3a+4. 4分
(2)由于f′(x)=3(x-1)2+3(a-1),0≤x≤2,故
(ⅰ)①,有f′(x)≤0,此時(shí)f(x)在[0,2]上單調(diào)遞減,故|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3-3a.
12、 5分
(ⅱ)①,有f′(x)≥0,此時(shí)f(x)在[0,2]上單調(diào)遞增,故|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3a-1. 6分
(ⅲ)當(dāng)0
13、(x-x2).列表如下:
x
0
(0,x1)
x1
(x1,x2)
x2
(x2,2)
2
f′(x)
+
0
-
0
+[來源:]
f(x)
3-3a
↗
極大值
f(x1)
↘
極小值
f(x2)
↗
3a-1
由于f(x1)=1+2(1-a),f(x2)=1-2(1-a), 8分
故f(x1)+f(x2)=2>0,f(x1)-f(x2)=4(1-a) >0,從而f(x1)>|f(x2)|.②
所以|f(x)|max=max{f(0),|f(2)|,f(x1)}.
14、 10分
a.③,f(0)>|f(2)|.又f(x1)-f(0)=2(1-a)-(2-3a)=>0,故|f(x)|max=f(x1)=1+2(1-a). 11分
b.③,|f(2)|=f(2),且f(2)≥f(0).又f(x1)-|f(2)|=2(1-a)-(3a-2)=,所以④,f(x1)>|f(2)|.故f(x)max=f(x1)=1+2(1-a).
12分
④,f(x1)≤|f(2)|.故f(x)max=|f(2)|=3a-1.
15、 13分
綜上所述,|f(x)|max= 14分
[易錯(cuò)警示要牢記]
易錯(cuò)
點(diǎn)一
①處易忽視對a≤0和a≥1兩種情況的討論,而直接令f′(x)=0,求出x1=1-,x2=1+而導(dǎo)致解題錯(cuò)誤
易錯(cuò)
點(diǎn)二
②處易發(fā)生不會比較f(x1)與|f(x2)|的大小,造成問題無法求解,或求解繁瑣,進(jìn)而造成解題失誤
易錯(cuò)
點(diǎn)三
③處易發(fā)生不知如何比較f(0),|f(2)|,f(x1)三者大小而造成問題無法后續(xù)求解.事實(shí)上,此處的分類依據(jù)是:先比較出f(0)與|f(2)|的大小,然后利用二者中的較大者再與f(x1)比較大小
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