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1、高考數(shù)學精品復習資料 2019.5 函數(shù)與導數(shù)函數(shù)與導數(shù) 熱點一 利用導數(shù)研究函數(shù)的性質 利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性、極值、最值是高考的熱點問題之一,每年必考,一般考查兩類題型:(1)討論函數(shù)的單調性、極值、最值,(2)利用單調性、極值、最值求參數(shù)的取值范圍. 【例 1】已知函數(shù) f(x)ln xa(1x). (1)討論 f(x)的單調性; (2)當 f(x)有最大值,且最大值大于 2a2 時,求實數(shù) a 的取值范圍. 解 (1)f(x)的定義域為(0,),f(x)1xa. 若 a0,則 f(x)0,所以 f(x)在(0,)上單調遞增. 若 a0,則當 x0,1a時,f(x)0; 當 x1a,
2、時,f(x)0, 所以 f(x)在0,1a上單調遞增,在1a, 上單調遞減. 綜上,知當 a0 時,f(x)在(0,)上單調遞增; 當 a0 時,f(x)在0,1a上單調遞增,在1a, 上單調遞減. (2)由(1)知,當 a0 時,f(x)在(0,)上無最大值; 當 a0 時,f(x)在 x1a處取得最大值,最大值為 f1aln 1aa11aln aa1. 因此 f1a2a2 等價于 ln aa10. 令 g(a)ln aa1,則 g(a)在(0,)上單調遞增, g(1)0. 于是,當 0a1 時,g(a)0; 當 a1 時,g(a)0. 因此,實數(shù) a 的取值范圍是(0,1). 【類題通法】
3、(1)研究函數(shù)的性質通常轉化為對函數(shù)單調性的討論,討論單調性要先求函數(shù)定義域,再討論導數(shù)在定義域內的符號來判斷函數(shù)的單調性. (2)由函數(shù)的性質求參數(shù)的取值范圍,通常根據(jù)函數(shù)的性質得到參數(shù)的不等式,再解出參數(shù)的范圍.若不等式是初等的一次、二次、指數(shù)或對數(shù)不等式,則可以直接解不等式得參數(shù)的取值范圍;若不等式是一個不能直接解出的超越型不等式時,如求解ln aa10,即(x22)ex0,因為 ex0, 所以x220,解得 2x0,所以x2(a2)xa0 對 x(1,1)都成立, 即 ax22xx1(x1)21x1 (x1)1x1對 x(1,1)都成立. 令 y(x1)1x1,則 y11(x1)20.
4、 所以 y(x1)1x1在(1,1)上單調遞增, 所以 y0 時,解不等式 f(x)0; (2)當 a0 時,求整數(shù) t 的所有值,使方程 f(x)x2 在t,t1上有解. 解 (1)因為 ex0,(ax2x)ex0. ax2x0.又因為 a0, 所以不等式化為 xx1a0. 所以不等式 f(x)0 的解集為1a,0 . (2)當 a0 時,方程即為 xexx2, 由于 ex0,所以 x0 不是方程的解, 所以原方程等價于 ex2x10. 令 h(x)ex2x1, 因為 h(x)ex2x20 對于 x(,0)(0,)恒成立, 所以 h(x)在(,0)和(0,)內是單調遞增函數(shù), 又 h(1)e
5、30,h(3)e3130, 所以方程 f(x)x2 有且只有兩個實數(shù)根且分別在區(qū)間1,2和3,2上,所以整數(shù) t 的所有值為3,1. 熱點三 利用導數(shù)研究不等式問題 導數(shù)在不等式中的應用是高考的熱點,常以解答題的形式考查,以中高檔題為主,突出轉化思想、函數(shù)思想的考查,常見的命題角度:(1)證明簡單的不等式;(2)由不等式恒成立求參數(shù)范圍問題;(3)不等式恒成立、能成立問題. 【例 3】設函數(shù) f(x)e2xaln x. (1)討論 f(x)的導函數(shù) f(x)零點的個數(shù); (2)證明:當 a0 時,f(x)2aaln2a. (1)解 f(x)的定義域為(0,),f(x)2e2xax(x0). 當
6、 a0 時,f(x)0,f(x)沒有零點. 當 a0 時,設 u(x)e2x,v(x)ax, 因為 u(x)e2x在(0,)上單調遞增,v(x)ax在(0,)上單調遞增,所以 f(x)在(0,)上單調遞增. 又 f(a)0,當 b 滿足 0ba4且 b14時,f(b)0(討論 a1 或 a1 來檢驗), 故當 a0 時,f(x)存在唯一零點. (2)證明 由(1),可設 f(x)在(0,)上的唯一零點為 x0,當 x(0,x0)時,f(x)0; 當 x(x0,)時,f(x)0. 故 f(x)在(0,x0)上單調遞減,在(x0,)上單調遞增, 所以當 xx0時,f(x)取得最小值,最小值為 f(
7、x0) 由于 2e2x0ax00, 所以 f(x0)a2x02ax0aln2a2aaln2a. 故當 a0 時,f(x)2aaln2a. 【類題通法】1.討論零點個數(shù)的答題模板 第一步:求函數(shù)的定義域; 第二步:分類討論函數(shù)的單調性、極值; 第三步:根據(jù)零點存在性定理,結合函數(shù)圖象確定各分類情況的零點個數(shù). 2.證明不等式的答題模板 第一步:根據(jù)不等式合理構造函數(shù); 第二步:求函數(shù)的最值; 第三步:根據(jù)最值證明不等式. 【對點訓練】 已知函數(shù) f(x)axln x(aR). (1)若 a2,求曲線 yf(x)在 x1 處的切線方程; (2)求 f(x)的單調區(qū)間; (3)設 g(x)x22x2
8、,若對任意 x1(0,),均存在 x20,1使得 f(x1)0),所以 f(1)213,所以斜率 k3.又切點為(1,2),所以切線方程為 y23(x1),即 3xy10, 故曲線 yf(x)在 x1 處的切線方程為 3xy10. (2)f(x)a1xax1x(x0), 當 a0 時,由于 x0,故 ax10,f(x)0,所以 f(x)的單調增區(qū)間為(0,). 當 a0,在區(qū)間1a, 上,f(x)0,所以函數(shù) f(x)的單調遞增區(qū)間為0,1a,單調遞減區(qū)間為1a, . (3)由已知得所求可轉化為 f(x)maxg(x)max, g(x)(x1)21,x0,1, 所以 g(x)max2, 由(2)知,當 a0 時,f(x)在(0,)上單調遞增, 值域為 R,故不符合題意. 當 a1ln(a),解得 a1e3.