11、型,利用二次函數(shù)圖象與單調(diào)性解決.
(3)在解決二次函數(shù)的應(yīng)用問題時(shí),一定要注意定義域.
【跟蹤訓(xùn)練】
如圖,建立平面直角坐標(biāo)系xOy,x軸在地平面上,y軸垂直于地
平面,單位長度為1千米,某炮位于坐標(biāo)原點(diǎn).已知炮彈發(fā)射后的
軌跡在方程y=kx-(1+k2)x2(k>0)表示的曲線上,其中k與發(fā)射
方向有關(guān).炮的射程是指炮彈落地點(diǎn)的橫坐標(biāo).
(1)求炮的最大射程.
(2)設(shè)在第一象限有一飛行物(忽略其大小),其飛行高度為3.2千米,試問它的橫坐標(biāo)a不超過多少時(shí),炮彈可以擊中它?請說明理由.
【解析】
(1)令y=0,得kx-(1+k2)x2=0,
由實(shí)際意義和題設(shè)
12、條件知x>0,k>0,
故x==≤=10,當(dāng)且僅當(dāng)k=1時(shí)取等號.
所以炮的最大射程為10千米.
(2)因?yàn)閍>0,所以炮彈可擊中目標(biāo)?存在k>0,
使3.2=ka-(1+k2)a2成立
?關(guān)于k的方程a2k2-20ak+a2+64=0有正根
?判別式Δ=(-20a)2-4a2(a2+64)≥0?a≤6.
所以當(dāng)a不超過6千米時(shí),可擊中目標(biāo).
專題二 高考中導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用的問題
題型一 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)
【例1】 (20xx·課標(biāo)全國Ⅱ)已知函數(shù)f(x)=ln x+a(1-x).
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)f(x)有最大值,且最大值大于2a-2時(shí),求a的
13、取值范圍.
【思維升華】 利用導(dǎo)數(shù)主要研究函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值.已知f(x)的單調(diào)性,可轉(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;含參函數(shù)的最值問題是高考的熱點(diǎn)題型,解此類題的關(guān)鍵是極值點(diǎn)與給定區(qū)間位置關(guān)系的討論,此時(shí)要注意結(jié)合導(dǎo)函數(shù)圖象的性質(zhì)進(jìn)行分析.
【跟蹤訓(xùn)練】 已知a∈R,函數(shù)f(x)=(-x2+ax)ex (x∈R,e為自然對數(shù)的底數(shù)).
(1)當(dāng)a=2時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)若函數(shù)f(x)在(-1,1)上單調(diào)遞增,求a的取值范圍.
題型二 利用導(dǎo)數(shù)研究不等式問題
【例2】 已知f(x)=xln x,g(x)=-x2+ax
14、-3.
(1)對一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)證明:對一切x∈(0,+∞),都有l(wèi)n x>-成立.
【解析】
(1) ?x∈(0,+∞),有2xln x≥-x2+ax-3,則a≤2ln x+x+,
設(shè)h(x)=2ln x+x+(x>0),
則h′(x)=,
①當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減,
【思維升華】
(1)恒成立問題可以轉(zhuǎn)化為我們較為熟悉的求最值的問題進(jìn)行求解,若不能分離參數(shù),可以將參數(shù)看成常數(shù)直接求解.
(2)證明不等式,可以轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題.
【跟蹤訓(xùn)練】 已知函數(shù)f(x)=+,曲
15、線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1)處的切線方程為x+2y-3=0.
(1)求a,b的值;
(2)證明:當(dāng)x>0,且x≠1時(shí),f(x) >.
【解析】
(1) f′(x)=-.
由于直線x+2y-3=0的斜率為-,且過點(diǎn)(1,1),
故即
解得a=1,b=1.
(2)證明 由(1)知f(x)=+,
所以f(x)-=.
考慮函數(shù)h(x)=2ln x- (x>0),
則h′(x)=-=-.
所以當(dāng)x≠1時(shí),h′(x)<0.而h(1)=0,故當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h(x)>0,可得h(x)>0;
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),h(x)<0,可得h(x)>0.
從而當(dāng)x>0,且x≠1時(shí),
16、f(x)->0.
即f(x)>.
題型三 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)零點(diǎn)或圖象交點(diǎn)問題
【例3】 設(shè)函數(shù)f(x)=ln x+,m∈R.
(1)當(dāng)m=e(e為自然對數(shù)的底數(shù))時(shí),f(x)的極小值;
(2)討論函數(shù)g(x)=f′(x)-零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
【解析】
(2)由題設(shè)g(x)=f′(x)-=--(x>0),
令g(x)=0,得m=-x3+x(x>0).
設(shè)φ(x)=-x3+x(x≥0),
則φ′=-x2+1=-(x-1)(x+1),
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),φ′(x)>0,φ(x)在(0,1)上單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),φ′(x)<0,φ(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞減
17、.
∴x=1是φ(x)的唯一極值點(diǎn),且是極大值點(diǎn),因此x=1也是φ(x)的最大值點(diǎn).
∴φ(x)的最大值為φ(1)=.
又φ(0)=0,結(jié)合y=φ(x)的圖象(如圖),
可知
【思維升華】
用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn),一方面用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,借助零點(diǎn)存在性定理判斷;另一方面,也可將零點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象的交點(diǎn)問題,利用數(shù)形結(jié)合思想畫草圖確定參數(shù)范圍.
【跟蹤訓(xùn)練】 已知函數(shù)f(x)=2ln x-x2+ax(a∈R).
(1)當(dāng)a=2時(shí),求f(x)的圖象在x=1處的切線方程;
(2)若函數(shù)g(x)=f(x)-ax+m在,e]上有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【解析】
(1)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=2ln x-x2+2x,f′(x)=-2x+2,切點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1),切線的斜率k=f′(1)=2,則切線方程為y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.
(2)g(x)=2ln x-x2+m,
則g′(x)=-2x=.
∵x∈,e],
∴當(dāng)g′(x)=0時(shí),x=1.
當(dāng)0;
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