2022年我的网刊高考导数常见问题及解答.pdf
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1、高考导数常见问题及解答一点小感想 :导数自 03 年开始在高考中出现后,便成为一个新的高考必考知识,并且很多省市都保持着一个小题一个大题的分值,与数列解析几何等并重,这也说明导数这一教材新知识的重要性。 导数在高考中考察主要是以运用导数为主,体现了导数在解决函数相关问题甚至一些其他问题时的工具作用。主要考察点有切线、单调性、极值最值这几个基本内容,另外在这几个基本内容的基础上,也考察了导数在一些不等式、图象问题上的灵活运用。本文中作者举例介绍一些导数常考的题型及代表性的解法.解法及评注大部分为个人观点,望交流指正 . 作者:重庆南开中学:吴剑q:一三六一五三五七题型一、切线导数的几何意义:/0
2、()fx即为曲线)(xfy在点P()(,00 xfx)处的切线的斜率。如图,切线问题一般要注意到三个等量关系(1)切线斜率0()kfx。 (2)切点 P 满足曲线方程。 (3)切点 P 满足切线方程。例一、32( )2f xxbxcx在点( 1,( 1)Pf处的切线方程为670 xy,求 b,c的值。解 :2( )32fxxbxc,由P 点坐标要满足切线方程可得( 1)1f, 带入 到32( )2f xxbxcx有bc(1) ,又6( 1)f,即326bc(2) ,由( 1) (2)解得3bc评注 :这是一个比较基础的运用导数几何意义的问题,求当中的变量, 那么就要抓住已有的三个等量关系。例二
3、、 已知1ln()yxyxa与相切,则a=_。解:设切点为00(,1)xx,(ln()xa=1xa则由题意有00011(1)1ln()(2)xaxxa由( 1)有01xa代入( 2)有010 x,则解得2a,01x评注 :此题只说了直线与曲线相切,并没有提到切点。但是要用相切的条件必须要有切点横坐标才行,所以一开始就设出切点直接套用三个等量关系是此题的关键精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 16 页 - - - - - - - - - - 例三、 求过原点且与曲线32( )32fx
4、xxx相切的切线方程。错解:2( )362fxxx,(0)2,(0)0ff,故切线方程为2yx。评注 :这是一个很容易出错的概念,很多老师以及一些教参上都直接利用错解的方法。 过 P 点做曲线的切线与曲线在P 点处的切线是两个完全不同的概念。如图,过P 点做切线, P 点不见得一定是切点,有可能切点是 Q 点,也就是说满足条件的切线有图中的12,l l。但是 P 点处的切线就是以P 为切点那条切线,就只能是图中的1l解:设切点为320000(,32)xxxx,则该点处的切线方程为322000000:(32)(362)()lyxxxxxxx,因为其要过原点,则将原点带入有322200000000
5、0(32)(362)(0)(23)0 xxxxxxxx则00302xx或,带入到l的方程中得到切线方程为124yxyx或例 4、1*()nyxnN在点(1,1)处的切线与x 轴交点横坐标为(,0)nx, 求12.nx xx的值。解:(1)nynx,则(1,1)处的切线方程为1(1)(1)ynx令 y=0 有1nnxn,则12.nx xx=1 21.2 311nnn题型二、单调性与极值例一、 已知定义在(0,)上的函数 f(x)满足( )( )0 xfxf x,则当0ab时()A、( )( )af af bB、( )( )bf bf aC、( )( )af bbf aD、( )( )af bbf
6、 a解:由( )( )0 xfxf x可得2( )( )0 xfxf xx,即( )0f xx,则函数( )f xx在(0,)上是减函数。又0ab,则( )( )f af bab即( )( )af bbf a。故答案为C 评注 :此题是一个常见的抽象函数单调性问题,题目中所给式子的结构与某一函数求导后的结构非常相似,所以构造出函数( )f xx后即可得到其单调性,与之类似的还有以下几题(1)( )( ),( )fxf xfx则当 x0时_(0)xe f精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页
7、,共 16 页 - - - - - - - - - - (2)设函数fx在R上的导函数为fx,且22fxxfxx,下面的不等式在R上恒成立的是( ) A.0fxB.0fxC. fxxD.fxx例二、 已知321( )32bf xxxx在 R 上有极值点,则b 的取值范围是 _。此题在学生中易产生一种错解。2( )1fxxbx, 则 要 存 在 极 值 点 , 即 是2( )10fxxbx要 有 根 , 故204b。错因分析:对于 可导函数 ,0 x是极值点0()0fx,但0()0fx却不能得到0 x一定是极值点。就此题而言,若2b,则22( )21(1)fxxxx,虽然此时(1)0f,但是在1
8、,1xx时,导数值均是正数,函数增,故这不是极值点。当2b时,同理可知不满足。正解:22bb或评注 :高考中的导函数一般以二次函数居多,所以这题可以为我们可以得到这样一个判断方法:( )0fx有解,且不能是重根。故此题可直接列式204b。例三、 已知2( )(2ln )(0)f xxax ax,讨论 f(x)单调性和极值的情况。解:注意到该函数定义域为(0,)22222( )1axaxfxxxx,(1) 当280a时,222( )0 xaxfxx, 且( )0fx的解为重根, 故函数在(0,)增,此时函数在(0,)无极值。(2)当280a时,令( )0fx可解得228822aaaaxx或,(
9、)0fx可解得228822aaaax,精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 16 页 - - - - - - - - - - 故减区间为2288(,)22aaaa,增区间为2288(0,(,)22aaaa)当282aax时,函数取得极大值,当282aax函数取得极小值。评注 :该题是非常常见的单调性问题,考察中大都不给出具体函数求单调区间,而是带一个参数在中间需要分类讨论。并且在导函数多为二次函数的情况下,将含参数的二次不等式讨论综合到函数单调性里面,也体现了旧知识在新知识中的运用。
10、其次,解这类题还要注意到函数自身的定义域,不要只故解不等式而忘记了0 x这个条件。变式一、若( )fx在(1,2)单调递减,求实数a 的取值范围解法 1:由上题可知,只有280a时,函数才具有减区间,又( )fx要在( 1,2)递减,则2288(1,2)(,)22aaaa,故228123822aaaaa解 法2:( )f x要 在 ( 1 , 2 ) 递 减 , 即222( )0(1,2)xaxfxx在恒 成 立 , 即2220 xaxxax,则max2()xax,故3a评注 :法 1 是先求出单调区间再利用集合的关系解不等式组得到参数范围。法2 是利用了导数在区间中的符号建立起一个二次不等式
11、恒成立问题,大大的简化了计算过程,这里注意到用的是( )0fx,是因为只要( )0fx的解是孤立的, 那么( )0fx都能得到函数严格单减。而导数是二次函数时,( )0fx的解肯定不会连续出现。变式二、若( )fx在(1,2)不单调,求实数a 的取值范围解:( )f x在( 1,2)不单调,即是( )f x在( 1,2)内有极值点。即220(1,2)xax在内有解,且不是重根。即2(1,2)xax在内有解。通过2yxx在(1,2)的图象可得,(22,3)a评注 :该题设问灵活, 需要学生去分析不单调的本质含义,得到最后方程根的分布问题。另外,在解决二次方程根的分布问题时,如果能够多注意分离参数
12、的方法,那比起传统的根的分布的讨论来得更加简洁和迅速。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 16 页 - - - - - - - - - - 例四、 若函数)1,0()(log)(3aaaxxxfa在区间)0 ,21(内单调递增, 则 a 的取值范围是()A)1 ,41B)1 ,43C),49(D)49, 1(解:231( )(3)log e afxxaxax,题有32301(3)log e0 axaxxaxax在)0,21(恒成立。由3104xaxa当1a时,231(3)log e
13、0axaxax34a当1a时,231(3)log e0axaxax0a,矛盾综上:3,1)4a,故答案为B 评注 :此题运用了例三中法2 的方法,使得这个问题得到简化。并且此题要注意真数为正30 xax这一隐含条件。另外此题利用符合函数单调性的方法也可以解决,在这里不做解答。题型三、函数图像交点个数问题:例一、216ln 1,( )10,fxxxg xxb有三个不同的交点,求b 的取值范围。解:( ),( )f xg x图像要有 3 个公共点,即216ln 110,xxxb有 3 个不同的解即216ln 110 xxxb有 3 个不同的解。设2( )16ln 110h xxxx,则224316
14、( )21011xxh xxxx当1,13,xU时,0hx当1,3x时,0hx所以h x的单调增区间是1,1 , 3,h x的单调减区间是1,3所以h x的极大值为116ln 29h,极小值为332ln 221h又当1x,( )h x,当, ( )xh x故可得到( )h x的草图,如下,精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 16 页 - - - - - - - - - - 由题意可得,方程要有3 个不同的解,也就是要求( )h x的图像与yb要有 3 个不同交点,图中可得 b 的的
15、取值范围应该介于两极值之间,故(32ln 221,16ln 29)b评注:此题可能会有同学按照题目意思直接先求导得到( )f x的草图,再利用直线( )10g xxb平行移动去看与( )f x图像的极限位置,由于我们得到的只是( )f x的草图,所以并不能够精确的反映出什么时候可以交3 个点。而解法中也是利用的图像,但是先利用方程思想变成一个方程解的个数问题,然后再将方程进行同解变形,最后再转变为两个图像交点个数的问题。只是直线变成一条于x 轴平行的动直线yb,这样再看交点情况只要有( )h x的单调性极值的情况,而不需要精确的图像。然而要实现这一步,需要先将参数分离到方程的一边,另一边构成一
16、个不含参数的函数。另外,注意到那两个极限的说明很有必要,这样才能够体现出函数在一些没意义的点处的走势(以下几例同) 。比如该例题,1x就是函数( )h x的一条渐近线。变式一、216ln 1,( )10,fxxxg xxb图像只有一个交点,求实数b 的范围。解:由图可知,(,32ln 221)(16ln 29,)bU变式二、216ln 110,xxxb有 3 个不同实数根,求实数b 的取值范围。解:将原方程整理成为216ln 110,xxxb同例题解法。例二、32( )3xf xxaxa的图象与 x 轴只有一个公共点,求a 的取值范围。解:即是方程3203xxaxa只有一个解,即32(1)3x
17、xa x显然, x=1 不是方程的根,故方程可同解变形为3231xxax。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 16 页 - - - - - - - - - - 令323( )1xxg xx,该问题等价于( )g x的图像于ya的图像只有一个公共点。222 (33)( )9(1)x xxg xx,当(,0),( )0,(0,1)(1,),( )0 xg xxg xU可知,( )g x在(,0)单减,在(0,1),(1,)单增,且由,( ),1 ,( ),1 ,( )xg xxg xx
18、g x可得到草图如下:由图可知,(0)00aga评注:本题采用例一的方法,分离参数。例三、 已知20,( )21ln(1)af xaxxx,l是曲线( )yf x在(0,(0)Pf处的切线。(1)求l的方程;(2)若切线l与曲线( )yfx有且只有一个公共点,求a 的值。解: (1)1( )221fxaxx,则(0)1,(0)0ff,故:1lyx(2)由题意,即方程2221ln(1)1ln(1)0axxxxaxxx只有一个根。令21( )ln(1),( )211g xaxxxg xaxx12(1)21ax xax注意到(0)0g,精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -
19、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页,共 16 页 - - - - - - - - - - (1)若1102a,则( )g x在( 1,0),1(1,)2a增,在1(0,1)2a减。又由于(0)0g,则在1(0,1)2a内,( )0g x,而在1(1,)2a内,当x时,( )0g x,故由零点存在定理可得在1(1,)2a肯定还有一根,与题目矛盾。(2) 若1102a, 则( )g x在1( 1,1)2a,(0,)增 , 在1(1,0)2a减 。 同 样 注 意 到(0)0g,则在1(1,0)2a内,( )0g x,由当1x时,( )0g x,则在1(
20、 1,1)2a肯定还有一根。(3)若111022aa时,( )g x在( 1,0)减,在(0,)增,又(0)0g故此时只有一个根0 x综上,12a评注:此例没有利用前两例的分离参数的方法主要时因为分离后得到的新函数不容易得到其草图,并且此例函数的导数能够直接求得并且能够因式分解得到极值点,进而对函数的单调性取值正负等进行讨论。题型四、函数最值及一些不等式的证明例一、求函数( )234f xxx的最值解:定义域为 3,4,11( )324fxxx,令111305324xxx则13( 3)7,(4)2 7,()355fff,故最大值为35,最小值为7。评注:求函数最值是导数的一大运用,此例也可以采
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- 2022 高考 导数 常见问题 解答
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