2022年高考数学专题导数题的解题技巧 .pdf
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1、学习必备欢迎下载第十讲导数题的解题技巧【命题趋向】 导数命题趋势:综观 20XX年全国各套高考数学试题,我们发现对导数的考查有以下一些知识类型与特点:(1)多项式求导(结合不等式求参数取值范围),和求斜率(切线方程结合函数求最值)问题.(2)求极值 , 函数单调性 ,应用题 ,与三角函数或向量结合. 分值在 12-17 分之间,一般为1 个选择题或1 个填空题, 1个解答题 .【考点透视】1了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念2熟记基本导数公式;掌握两个函数和、差、积、商的求导法则了解复合函数的求
2、导法则,会求某些简单函数的导数3理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值【例题解析】考点 1 导数的概念对概念的要求: 了解导数概念的实际背景,掌握导数在一点处的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念. 例 1 (20XX 年北京卷)( )fx是31( )213f xxx的导函数,则( 1)f的值是考查目的 本题主要考查函数的导数和计算等基础知识和能力. 解答过程 22( )2,( 1)123.fxxf故填 3. 例 2. ( 20XX 年湖南卷) 设函数( )1xaf xx,
3、集合 M=|( )0 x f x,P=|( )0 xfx,若 MP, 则实数 a 的取值范围是( ) A.(- ,1) B.(0,1) C.(1,+) D. 1,+ ) 考查目的 本题主要考查函数的导数和集合等基础知识的应用能力. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页学习必备欢迎下载解答过程 由0,1;,1.1xaxaaxx当a1时当a1时/2211,0.11111.xxaxaxaayyxxxxa综上可得MP 时,1.a考点 2 曲线的切线(1)关于曲线在某一点的切线求曲线 y=f(x) 在某一点P( x,y)的切线
4、,即求出函数y=f(x) 在 P 点的导数就是曲线在该点的切线的斜率 . (2)关于两曲线的公切线若一直线同时与两曲线相切,则称该直线为两曲线的公切线. 典型例题例 3.( 20XX 年湖南文)已知函数3211( )32f xxaxbx在区间 11),(13,内各有一个极值点(I)求24ab的最大值;(II )当248ab时,设函数( )yf x在点(1(1)Af,处的切线为l,若l在点A处穿过函数( )yf x的图象(即动点在点A附近沿曲线( )yfx运动,经过点A时,从l的一侧进入另一侧) ,求函数( )f x的表达式思路启迪 :用求导来求得切线斜率 . 解答过程: (I) 因为函数321
5、1( )32f xxaxbx在区间 11),(1 3,内分别有一个极值点,所以2( )fxxaxb0在 11),(13,内分别有一个实根,设两实根为12xx,(12xx) ,则2214xxab,且2104xx 于是2044ab ,20416ab,且当11x,23x,即2a,3b时等号成立故24ab的最大值是16(II )解法一:由(1)1fab知( )f x在点(1(1)f,处的切线l的方程是(1)(1)(1)yffx,即21(1)32yab xa,因为切线l在点(1( )Af x,处空过( )yf x的图象,所以21( )( )(1)32g xf xab xa在1x两边附近的函数值异号,则精
6、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页学习必备欢迎下载1x不是( )g x的极值点而( )g x321121(1)3232xaxbxab xa,且22( )(1)1(1)(1)g xxaxbabxaxaxxa若11a,则1x和1xa都是( )g x的极值点所以11a,即2a,又由248ab,得1b,故321( )3f xxxx解法二:同解法一得21( )( )(1)32g xf xab xa2133(1)(1)(2)322axxxa因为切线l在点(1(1)Af,处穿过( )yf x的图象,所以( )g x在1x两边附近的
7、函数值异号,于是存在12mm,(121mm) 当11mx时,( )0g x,当21xm时,( )0g x;或当11mx时,( )0g x,当21xm时,( )0g x设233( )1222aah xxx,则当11mx时,( )0h x,当21xm时,( )0h x;或当11mx时,( )0h x,当21xm时,( )0h x由(1)0h知1x是( )h x的一个极值点,则3(1)2 1 102ah,所以2a,又由248ab,得1b,故321( )3f xxxx例 4. (20XX 年安徽卷)若曲线4yx的一条切线l 与直线480 xy垂直, 则 l 的方程为()A430 xyB450 xyC4
8、30 xyD430 xy考查目的 本题主要考查函数的导数和直线方程等基础知识的应用能力. 解答过程 与直线480 xy垂直的直线l 为40 xym,即4yx在某一点的导数为4,而34yx,所以4yx在 (1, 1)处导数为 4,此点的切线为430 xy. 故选 A. 例 5 ( 20XX 年重庆卷 )过坐标原点且与x2+y2 -4x+2y+25=0 相切的直线的方程为( ) A.y=-3x 或 y=31xB. y=-3x 或 y=-31xC.y=-3x 或 y=-31xD. y=3x 或 y=31x精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3
9、 页,共 18 页学习必备欢迎下载考查目的 本题主要考查函数的导数和圆的方程、直线方程等基础知识的应用能力. 解答过程 解法 1:设切线的方程为,0.ykxkxy又22521,2, 1 .2xy圆心为222151,3830.,3.231kkkkkk1,3 .3yxyx或故选 A. 解法 2:由解法 1知切点坐标为133 1(,),222 2由/22/11323 1(,)(,)222 25(2)1,22(2)210,2.113,.313 ,.3xxxxxxxyxyyxyykykyyx yx故选 A. 例 6.已知两抛物线axyCxxyC2221:,2:, a取何值时1C,2C有且只有一条公切线,
10、求出此时公切线的方程. 思路启迪 :先对axyCxxyC2221:,2:求导数 . 解答过程: 函数xxy22的导数为22xy,曲线1C在点P(12112,xxx)处的切线方程为)(2(2)2(11121xxxxxy,即211)1(2xxxy曲线1C在点 Q),(222axx的切线方程是)(2)(222xxxaxy即axxxy2222若直线l是过点 P 点和 Q 点的公切线,则式和式都是l的方程,故得1,1222121xxxx,消去2x得方程,0122121axx若 =0)1(244a,即21a时,解得211x,此时点 P、Q 重合 . 当时21a,1C和2C有且只有一条公切线,由式得公切线方
11、程为14yx. 考点 3 导数的应用中学阶段所涉及的初等函数在其定义域内都是可导函数,导数是研究函数性质的重要而精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页学习必备欢迎下载有力的工具,特别是对于函数的单调性,以“导数”为工具,能对其进行全面的分析,为我们解决求函数的极值、最值提供了一种简明易行的方法,进而与不等式的证明,讨论方程解的情况等问题结合起来,极大地丰富了中学数学思想方法.复习时,应高度重视以下问题: 1. 求函数的解析式; 2. 求函数的值域 ; 3.解决单调性问题; 4.求函数的极值(最值); 5.构造函数证明不
12、等式. 典型例题例 7 (20XX 年天津卷)函数)(xf的定义域为开区间),(ba,导函数)(xf在),(ba内的图象如图所示,则函数)(xf在开区间),(ba内有极小值点()A1 个B2 个C3 个D 4 个考查目的 本题主要考查函数的导数和函数图象性质等基础知识的应用能力 . 解答过程 由图象可见 ,在区间 ( ,0)a内的图象上有一个极小值点. 故选 A. 例 8 .(20XX年全国一)设函数32( )2338f xxaxbxc在1x及2x时取得极值()求 a、b 的值;()若对于任意的0 3x,都有2( )f xc成立,求 c 的取值范围思路启迪 : 利用函数32( )2338f x
13、xaxbxc在1x及2x时取得极值构造方程组求a、b 的值解答过程:()2( )663fxxaxb,因为函数( )f x在1x及2x取得极值,则有(1)0f,(2)0f即663024 1230abab,解得3a,4b()由()可知,32( )29128f xxxxc,2( )618126(1)(2)fxxxxx当(01)x,时,( )0fx;当(12)x,时,( )0fx;abxy)(xfyO精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页学习必备欢迎下载当(2 3)x,时,( )0fx所以,当1x时,( )f x取得极大值(1
14、)58fc,又(0)8fc,(3)98fc则当0 3x,时,( )f x的最大值为(3)98fc因为对于任意的0 3x,有2( )f xc恒成立,所以298cc,解得1c或9c,因此c的取值范围为(1)(9),例 9.函数yxx243的值域是 _. 思路启迪 :求函数的值域, 是中学数学中的难点,一般可以通过图象观察或利用不等式性质求解, 也可以利用函数的单调性求出最大、最小值。此例的形式结构较为复杂,采用导数法求解较为容易。解答过程: 由24030 xx得, x2,即函数的定义域为,)2. yxxxxxx12412323242243,又2324282324xxxxx,当 x2时, y0,函数
15、yxx243在(,)2上是增函数,而f ()21,yxx243的值域是,)1. 例 10 ( 20XX 年天津卷)已知函数cos163cos3423xxxf,其中,Rx为参数,且20(1)当时0cos,判断函数xf是否有极值;(2)要使函数( )f x 的极小值大于零,求参数的取值范围;(3)若对( 2)中所求的取值范围内的任意参数,函数xf在区间aa, 12内都是增函数,求实数a的取值范围考查目的 本小题主要考查运用导数研究三角函数和函数的单调性及极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力,以及分类讨论的数学思想方法. 解答过程 ()当cos0时,3( )4f xx,则( )f
16、x在(,)内是增函数,故无极值. ()2( )126 cosfxxx,令( )0fx,得12cos0,2xx. 由(),只需分下面两种情况讨论.当cos0时,随 x 的变化( )fx 的符号及( )f x 的变化情况如下表:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页学习必备欢迎下载x (,0)0 cos(0,)2cos2cos(,)2( )fx+ 0 - 0 + ( )f x极大值极小值因此,函数( )f x在cos2x处取得极小值cosf()2,且3cos13()cos2416f.要使cos()02f,必有213cos
17、(cos)044,可得30cos2. 由于30cos2,故3116226或. 当时cos0,随 x 的变化,( )fx的符号及( )f x的变化情况如下表:xcos(,)2cos2cos(,0)20(0,)( )fx+ 0 - 0 + ( )f x极大值极小值因此,函数( )0f xx在处取得极小值(0)f,且3(0)cos .16f若(0)0f,则cos0.矛盾 .所以当cos0时,( )f x 的极小值不会大于零. 综上, 要使函数( )f x在(,)内的极小值大于零,参数的取值范围为311(,)(,)6226. (III )解:由( II)知,函数( )f x 在区间(,)与cos(,)
18、2内都是增函数。由题设,函数( )(21, )f xaa在内是增函数,则a须满足不等式组210aaa或21121cos2aaa由( II) ,参数时311(,)(,)6226时,30cos2.要使不等式121cos2a关于参数恒成立,必有3214a,即438a. 综上,解得0a或4318a. 所以a的取值范围是43(,0),1)8. 例 11(20XX 年山东卷 )设函数 f(x)=ax (a+1)ln(x+1),其中 a-1,求 f(x)的单调区间 . 考查目的 本题考查了函数的导数求法,函数的极值的判定,考查了应用数形结合的数学思想分析问题解决问题的能力解答过程 由已知得函数( )f x的
19、定义域为( 1,),且1( )(1),1axfxax(1)当10a时,( )0,fx函数( )f x在( 1,)上单调递减,(2)当0a时,由( )0,fx解得1.xa精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页学习必备欢迎下载( )fx、( )f x随x的变化情况如下表x1( 1,)a1a1(,)a( )fx0 + ( )f x极小值从上表可知当1( 1,)xa时,( )0,fx函数( )f x在1( 1, )a上单调递减 . 当1(,)xa时,( )0,fx函数( )f x在1(,)a上单调递增 . 综上所述:当10a时
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