数学一 函数与导数、不等式 第4讲 导数与函数的切线及函数零点问题.ppt

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1、第4讲导数与函数的切线及函数零点问题高考定位在高考试题的导数压轴题中，以含指数、对数的函数为截体，考查函数零点问题、与方程的根相关的问题及函数图象的交点问题是高考命题的一个热点.真真 题题 感感 悟悟(2016全国卷)已知函数f(x)(x2)exa(x1)2有两个零点.(1)求a的取值范围；(2)设x1，x2是f(x)的两个零点，证明：x1x20，则当x(，1)时，f(x)0，所以f(x)在(，1)上单调递减，在(1，)上单调递增.考考 点点 整整 合合1.求曲线yf(x)的切线方程的三种类型及方法(1)已知切点P(x0，y0)，求yf(x)过点P的切线方程：求出切线的斜率f(x0)，由点斜式

2、写出方程.(2)已知切线的斜率为k，求yf(x)的切线方程：设切点P(x0，y0)，通过方程kf(x0)解得x0，再由点斜式写出方程.(3)已知切线上一点(非切点)，求yf(x)的切线方程：设切点P(x0，y0)，利用导数求得切线斜率f(x0)，再由斜率公式求得切线斜率，列方程(组)解得x0，再由点斜式或两点式写出方程.2.三次函数的零点分布三次函数在存在两个极值点的情况下，由于当x时，函数值也趋向，只要按照极值与零的大小关系确定其零点的个数即可.存在两个极值点x1，x2且x1x2的函数f(x)ax3bx2cxd(a0)的零点分布情况如下：a的符号零点个数充要条件a0(f(x1)为极大值，f(

3、x2)为极小值)一个f(x1)0两个f(x1)0或者f(x2)0三个f(x1)0且f(x2)0a0(f(x1)为极小值，f(x2)为极大值)一个f(x2)0两个f(x1)0或者f(x2)0三个f(x1)0且f(x2)03.(1)研究函数零点问题或方程根问题的思路和方法研究函数图象的交点、方程的根、函数的零点，归根到底还是研究函数的图象，如单调性、值域、与x轴的交点等，其常用解法如下：转化为形如f(x1)f(x2)0的不等式：若yf(x)满足f(a)f(b)0，则f(x)在(a，b)内至少有一个零点；转化为求函数的值域：零点及两函数的交点问题即是方程g(x)0有解问题，将方程分离参数后(af(x

4、)转化为求yf(x)的值域问题；数形结合：将问题转化为yf(x)与yg(x)的交点问题，利用函数图象位置关系解决问题.(2)研究两条曲线的交点个数的基本方法数形结合法，通过画出两个函数图象，研究图象交点个数得出答案.函数与方程法，通过构造函数，研究函数零点的个数得出两曲线交点的个数.热点一函数图象的切线问题 微微题题型型1单单一考一考查查曲曲线线的切的切线线方程方程【例11】(1)(2016全国卷)若直线ykxb是曲线yln x2的切线，也是曲线yln(x1)的切线，则b_.(2)设函数f(x)ax33x，其图象在点(1，f(1)处的切线l与直线x6y70垂直，则直线l与坐标轴围成的三角形的面

5、积为()A.1 B.3 C.9 D.12答案(1)1ln 2(2)B探究提高利用导数的几何意义解题，主要是利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系来进行转化.以平行、垂直直线斜率间的关系为载体求参数的值，则要求掌握平行、垂直与斜率之间的关系，进而和导数联系起来求解.微微题题型型2综综合考合考查查曲曲线线的切的切线问题线问题【例12】已知函数f(x)2x33x.(1)求f(x)在区间2，1上的最大值；(2)若过点P(1，t)存在3条直线与曲线yf(x)相切，求t的取值范围.当x变化时，g(x)与g(x)的变化情况如下：所以，g(0)t3是g(x)的极大值，g(1)t1是g(x)的极小值.当g(0)

6、t30，即t3时，此时g(x)在区间(，1和1，)上分别至多有1个零点，所以g(x)至多有2个零点.当g(1)t10，即t1时，此时g(x)在区间(，0)和0，)上分别至多有1个零点，所以g(x)至多有2个零点.当g(0)0且g(1)0，即3t1时，因为g(1)t70，g(2)t110，所以g(x)分别在区间1，0)，0，1)和1，2)上恰有1个零点，由于g(x)在区间(，0)和(1，)上单调，所以g(x)分别在区间(，0)和1，)上恰有1个零点.综上可知，当过点P(1，t)存在3条直线与曲线yf(x)相切时，t的取值范围是(3，1).探究提高解决曲线的切线问题的关键是求切点的横坐标，解题时先

7、不要管其他条件，先使用曲线上点的横坐标表达切线方程，再考虑该切线与其他条件的关系，如本题第(2)问中的切线过点(1，t).【训练1】已知函数f(x)x3x.(1)设M(0，f(0)是函数f(x)图象上的一点，求图象在点M处的切线方程；(2)证明：过点N(2，1)可以作曲线f(x)x3x的三条切线.因为g()在R上只有一个极大值3和一个极小值5，所以过点N可以作曲线f(x)x3x的三条切线.热点二利用导数解决与函数零点(或方程的根)有关的问题微微题题型型1讨论讨论函数零点的个数函数零点的个数探究提高对于函数零点的个数的相关问题，利用导数和数形结合的数学思想来求解.这类问题求解的通法是：(1)构造

8、函数，这是解决此类题的关键点和难点，并求其定义域；(2)求导数，得单调区间和极值点；(3)画出函数草图；(4)数形结合，挖掘隐含条件，确定函数图象与x轴的交点情况进而求解.微微题题型型2根据函数零点求参数范根据函数零点求参数范围围【例22】(2016丽水模拟)已知函数f(x)xln x，g(x)x2ax2(e为自然对数的底数，aR).探究提高研究方程的根(或函数零点)的情况，可以通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等，并借助函数的大致图象判断方程根(函数零点)的情况，这是导数这一工具在研究方程中的重要应用.(1)求函数f(x)的解析式；(2)判断函数f(x)在(0，)内的零点个数

9、，并加以证明.1.求曲线的切线方程的方法是利用切线方程的公式yy0f(x0)(xx0)，它的难点在于分清“过点P的切线”与“在点P处的切线”的差异.突破这个难点的关键是理解这两种切线的不同之处在哪里，在过点P(x0，y0)的切线中，点P不一定是切点，点P也不一定在已知曲线上，而在点P(x0，y0)处的切线，必以点P为切点，则此时切线的方程是yy0f(x0)(xx0).2.我们借助于导数探究函数的零点，不同的问题，比如方程的解、直线与函数图象的交点、两函数图象交点问题都可以转化为函数零点问题.3.对于存在一个极大值和一个极小值的函数，其图象与x轴交点的个数，除了受两个极值大小的制约外，还受函数在两个极值点外部函数值的变化的制约，在解题时要注意通过数形结合找到正确的条件.4.求函数零点或两函数的交点问题，综合了函数、方程、不等式等多方面知识，可以全面地考察学生对函数性质、函数图象等知识的综合应用能力，同时考察学生的变形、转化能力.因此在高考压轴题中占有比较重要的地位.