导数
型
及解题
一、考试
导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数;
两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。
二、热点题型分析
题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1.
在区间上的最大值是 2
2.已知函数
处有极大值,则常数c= 6 ;
3.函数
有极小值 -1 ,极大值 3
题型二:利用导数几何意义求切线方程
1.曲线
在点
处的切线方程是
2.若曲线
在P点处的切线平行于直线
,则P点的坐标为 (1,0)
3.若曲线
的一条切线
与直线
垂直,则
的方程为
4.求下列直线的方程:
(1)曲线
在P(-1,1)处的切线; (2)曲线
过点P(3,5)的切线;
解:(1)
所以切线方程为
(2)显然点P(3,5)不在曲线上,所以可设切点为
,则
①又函数的导数为
,
所以过
点的切线的斜率为
,又切线过
、P(3,5)点,所以有
②,由①②联立方程组得,
,即切点为(1,1)时,切线斜率为
;当切点为(5,25)时,切线斜率为
;所以所求的切线有两条,方程分别为
题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值
1.已知函数
的切线方程为y=3x+1
(Ⅰ)若函数
处有极值,求
的表达式;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数
在[-3,1]上的最大值;
(Ⅲ)若函数
在区间[-2,1]上单调递增,求实数b的取值范围
解:(1)由
过
的切线方程为:
而过
故
∵
③
由①②③得 a=2,b=-4,c=5 ∴
(2)
当
又
在[-3,1]上最大值是13。
(3)y=f(x)在[-2,1]上单调递增,又
由①知2a+b=0。
依题意
在[-2,1]上恒有
≥0,即
①当
;
②当
;
③当
综上所述,参数b的取值范围是
2.已知三次函数
在
和
时取极值,且
.
(1) 求函数
的表达式;
(2) 求函数
的单调区间和极值;
(3) 若函数
在区间
上的值域为
,试求
、
应满足的条件.
解:(1)
,
由题意得,
是
的两个根,解得,
.
再由
可得
.∴
.
(2)
,
当
时,
;当
时,
;
当
时,
;当
时,
;
当
时,
.∴函数
在区间
上是增函数;
在区间
上是减函数;在区间
上是增函数.
函数
的极大值是
,极小值是
.
(3) 函数
的图象是由
的图象向右平移
个单位,向上平移4
个单位得到的,
所以,函数
在区间
上的值域为
(
).
而
,∴
,即
.
于是,函数
在区间
上的值域为
.
令
得
或
.由
的单调性知,
,即
.
综上所述,
、
应满足的条件是:
,且
.
3.设函数
.
(1)若
的图象与直线
相切,切点横坐标为2,且
在
处取极值,求实数
的值;
(2)当b=1时,试证明:不论a取何实数,函数
总有两个不同的极值点.
解:(1)
由题意
,代入上式,解之得:a=1,b=1.
(2)当b=1时,
EMBED Equation.3
因
故方程有两个不同实根
.
不妨设
,由
可判断
的符号如下:
当
EMBED Equation.3 >0;当
EMBED Equation.3 <0;当
EMBED Equation.3 >0
因此
是极大值点,
是极小值点.,当b=1时,不论a取何实数,函数
总有两个不同的极值点。
题型四:利用导数研究函数的图象
1.如右图:是f(x)的导函数,
的图象如右图所示,则f(x)的图象只可能是( D )
(A) (B) (C) (D)
2.函数
( A )
3.方程
( B )
A、0 B、1 C、2 D、3
题型五:利用单调性、极值、最值情况,求参数取值范围
1.设函数
(1)求函数
的单调区间、极值.
(2)若当
时,恒有
,试确定a的取值范围.
解:(1)
=
,令
得
列表如下:
x
(-∞,a)
a
(a,3a)
3a
(3a,+∞)
-
0
+
0
-
极小
极大
∴
在(a,3a)上单调递增,在(-∞,a)和(3a,+∞)上单调递减
时,
,
时,
(2)
∵
,∴对称轴
,
∴
在[a+1,a+2]上单调递减
∴
,
依题
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4 ,
即
解得
,又
∴a的取值范围是
2.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-
与x=1时都取得极值(1)求a、b的值与函数f(x)的单调区间
(2)若对x(〔-1,2〕,不等式f(x)(c2恒成立,求c的取值范围。
解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f((x)=3x2+2ax+b
由f((
)=
,f((1)=3+2a+b=0得a=
,b=-2
f((x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函数f(x)的单调区间如下表:
x
(-(,-
)
-
(-
,1)
1
(1,+()
f((x)
+
0
-
0
+
f(x)
(
极大值
(
极小值
(
所以函数f(x)的递增区间是(-(,-
)与(1,+(),递减区间是(-
,1)
(2)f(x)=x3-
x2-2x+c,x(〔-1,2〕,当x=-
时,f(x)=
+c
为极大值,而f(2)=2+c,则f(2)=2+c为最大值。
要使f(x)(c2(x(〔-1,2〕)恒成立,只需c2(f(2)=2+c,解得c(-1或c(2
题型六:利用导数研究方程的根
1.已知平面向量
=(
,-1).
=(
,
).
(1)若存在不同时为零的实数k和t,使
=
+(t2-3)
,
=-k
+t
,
⊥
,
试求函数关系式k=f(t) ;
(2) 据(1)的结论,讨论关于t的方程f(t)-k=0的解的情况.
解:(1)∵
⊥
,∴
=0 即[
+(t2-3)
]·(-k
+t
)=0.
整理后得-k
+[t-k(t2-3)]
+ (t2-3)·
=0
∵
=0,
=4,
=1,∴上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k=
t(t2-3)
(2)讨论方程
t(t2-3)-k=0的解的情况,可以看作曲线f(t)=
t(t2-3)与直线y=k的交点个数.
于是f′(t)=
(t2-1)=
(t+1)(t-1).
令f′(t)=0,解得t1=-1,t2=1.当t变化时,f′(t)、f(t)的变化情况如下表:
t
(-∞,-1)
-1
(-1,1)
1
(1,+ ∞)
f′(t)
+
0
-
0
+
F(t)
↗
极大值
↘
极小值
↗
当t=-1时,f(t)有极大值,f(t)极大值=
.
当t=1时,f(t)有极小值,f(t)极小值=-
函数f(t)=
t(t2-3)的图象如图13-2-1所示,
可观察出:
(1)当k>
或k<-
时,方程f(t)-k=0有且只有一解;
(2)当k=
或k=-
时,方程f(t)-k=0有两解;
(3) 当-
<k<
时,方程f(t)-k=0有三解.
题型七:导数与不等式的综合
1.设
在
上是单调函数.
(1)求实数
的取值范围;
(2)设
≥1,
≥1,且
,求证:
.
解:(1)
若
在
上是单调递减函数,则须
这样的实数a不存在.故
在
上不可能是单调递减函数.
若
在
上是单调递增函数,则
≤
,
由于
.从而0