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文档介绍
2018届二轮复习导数及其应用学案(全国通用)
高考考点 命题分析 三年高考探 考查频率 导数的概念及计算 从近三年高考情况 看,导数的概念及计算一直是高考中的热点,对本知识的考查主要是导数的概念及其运算法则、导数的几何意义等内容,常以选择题或填空题的形式呈现,有时也会作为解答题中的一问.解题时要掌握函数在某一点处的导数定义、几何意义以及基本初等函数的求导法则. 导数的应用也一直是高考的热点,尤其是导数与函数的单调性、极值、最值问题是高考考查的重点内容,一般以基本初等函数为载体,考查导数的相关知识及应用,题型有选择题、填空题,也有解答题中的一问,难度一般较大,常以把关题的位置出现.解题时要熟练运用导数与函数单调性、极值与最值之间的关系,理解导数工具性的作用,注重数 思想和方法的应用. 2017课标全国I 14[ : ] 2015课标全国I 14 2016课标全国III 16[ : ][ :Z|xx|k.Com] 2015课标全国II 16 2016课标全国II 20(I) ★★★★★ 导数的应用 2017课标全国I、II、III 21 2016课标全国I 12、21 2016课标全国II 20、III 21 2015课标全国I、II 21 ★★★★★ 考点1 导数的概念及计算 题组一 导数的计算 调研1 已知函数f(x)的导函数为f ′(x),且满足f(x)=2xf ′(1)+ln x,则f ′(1)= A.−e B.−1 C.1 D.e 【答案】B 【解析】∵f(x)=2xf ′(1)+ln x,∴f ′(x)=[2xf ′(1)]′+(ln x)′=2f ′(1)+,∴f ′(1)=2f ′(1)+1,即f ′(1)=−1.故本题选B. ☆技巧点拨☆ 1.导数计算的原则和方法 (1)原则:先化简解析式,使之变成能用八个求导公式求导的函数的和、差、积、商,再求导. (2)方法: ①连乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导; ②分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导; ③对数形式:先化为和、差的形式,再求导; ④根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导; ⑤三角形式:先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导. 2.运用基本初等函数求导公式和运算法则求函数在开区间(a,b)内的导数的基本步骤: (1)分析函数的结构和特征; (2)选择恰当的求导公式和运算法则求导; (3)整理得结果. 3.求较复杂函数的导数的方法 对较复杂的函数求导数时,先化简再求导.如对数函数的真数是根式或分式时,可用对数的性质将真数转化为有理式或整式求解更为方便;对于三角函数,往往需要利用三角恒等变换公式,将函数式进行化简,使函数的种类减少,次数降低,结构尽量简单,从而便于求导. 题组二 导数的几何意义 调研2 曲线y=在点(1,0)处的切线方程为________. 【答案】y=x−1 【解析】设f(x)=,则f ′(x)=,所以f ′(1)=1.所以曲线y=在点(1,0)处的切线方程为y=x−1. 调研3 若在曲线y=e−x上的点P处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P的坐标是________. 【答案】(−ln 2,2) 【解析】设P(x0,y0),∵,∴y′=−e−x,∴点P处的切线斜率为k=−e−x0=−2, ∴−x0=ln 2,∴x0=−ln 2,∴y0=eln 2=2,∴点P的坐标为(−ln 2,2). 调研4 已知点P在曲线上,α为曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围是________. 【答案】 【解析】∵,∴. ∵ex>0,∴,当且仅当,即x=0时等号成立. ∴y′∈[−1,0),∴tanα∈[−1,0).又α∈[0,π),∴α∈. 调研5 已知a为常数,若曲线y=ax2+3x−ln x存在与直线x+y−1=0垂直的切线,则实数a的取值范围是 A. B. C.[−1,+∞) D.(−∞,−1] 【答案】A 【解析】由题意知曲线上存在某点的导数为1,所以y′=2ax+3−=1有正根,即2ax2+2x−1=0有正根.当a≥0时,显然满足题意;当a<0时,需满足Δ≥0,解得−≤a<0.综上,a≥−. ☆技巧点拨☆ 导数的几何意义是每年高考的重点内容,考查题型多为选择题或填空题,有时也会作为解答题中的第一问,难度一般不大,属中低档题型,求解时应把握导数的几何意义是切点处切线的斜率,常见的类型及解法如下: (1)已知切点P(x0,y0),求y=f (x)过点P的切线方程:求出切线的斜率f ′(x0),由点斜式写出方程; (2)已知切线的斜率为k,求y=f (x)的切线方程:设切点P(x0,y0),通过方程k=f ′(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y=f (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,最后由点斜式或两点式写出方程. (4)若曲线的切线与已知直线平行或垂直,求曲线的切线方程时,先由平行或垂直关系确定切线的斜率,再由k=f ′(x0)求出切点坐标(x0,y0),最后写出切线方程. (5)①在点P处的切线即是以P为切点的切线,P一定在曲线上. ②过点P的切线即切线过点P,P不一定是切点.因此在求过点P的切线方程时,应首先检验点P是否在已知曲线上. 考点2 导数的应用 题组一 利用导数研究函数的单调性 调研1 已知函数f(x)=x2+2ax−lnx,若f(x)在区间上是增函数,则实数a的取值范围为_________. 【答案】 【解析】由题意知f ′(x)=x+2a−≥0在上恒成立,即2a≥−x+在上恒成立, ∵=,∴2a≥,即a≥. 调研2 已知函数f(x)=x·ln x,g(x)=ax3−x−. (1)求f(x)的单调递增区间; (2)若函数y=f(x)与函数y=g(x)的图象在交点处存在公共切线,求实数a的值. 【答案】(1)f(x)的单调递增区间为;(2). 【解析】(1)∵f ′(x)=ln x+1,由f ′(x)>0,得x>, ∴f(x)的单调递增区间为. (2)f ′(x)=ln x+1,g′(x)=3ax2−, 设公切点的横坐标为x0,则与f(x)的图象相切的直线方程为:y=(ln x0+1)x−x0, 与g(x)的图象相切的直线方程为:y=x−2ax−, ∴,解之得x0ln x0=−, 易求得x0=, ∴a=. ☆技巧点拨☆ 函数的单调性及应用是高考中的一个重点内容,题型多以解答题的形式呈现.常见的题型及其解法如下: 1.利用导数判断或证明一个函数在给定区间上的单调性,实质上就是判断或证明不等式()在给定区间上恒成立.一般步骤为: (1)求f ′(x); (2)确认f ′(x)在(a,b)内的符号; (3)作出结论,时为增函数,时为减函数. 注意:研究含参数函数的单调性时,需注意依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论. 2.在利用导数求函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域,解题过程中,只能在定义域内讨论,定义域为实数集可以省略不写.在对函数划分单调区间时,除必须确定使导数等于零的点外,还要注意在定义域内的不连续点和不可导点. 3.由函数的单调性求参数的取值范围的方法 (1)可导函数在某一区间上单调,实际上就是在该区间上(或 )(在该区间的任意子区间内都不恒等于0)恒成立,然后分离参数,转化为求函数的最值问题,从而获得参数的取值范围; (2)可导函数在某一区间上存在单调区间,实际上就是(或)在该区间上存在解集,这样就把函数的单调性问题转化成了不等式问题; (3)若已知在区间I上的单调性,区间I中含有参数时,可先求出的单调区间,令I是其单调区间的子集,从而可求出参数的取值范围. 4.利用导数解决函数的零点问题时,一般先由零点的存在性定理说明在所求区间内至少有一个零点,再利用导数判断在所给区间内的单调性,由此求解. 题组二 利用导数研究函数的极值与最值 调研3 已知函数f(x)=−x3+ax2−4在x=2处取得极值,若m,n∈[−1,1],则f(m)+f ′(n)的最小值是________. 【答案】−13 【解析】f ′(x)=−3x2+2ax,根据已知得,即a=3,所以f(x)=−x3+3x2−4. 根据函数f(x)的单调性,可得函数f(m)在[−1,1]上的最小值为f(0)=−4, 又f ′(n)=−3n2+6n在[−1,1]上单调递增,所以f ′(n)的最小值为f ′(−1)=−9. 所以[f(m)+f ′(n)]min=f(m)min+f ′(n)min=−4−9=−13. 调研4 已知f(x)=ex(x3+mx2−2x+2). (1)假设m=−2,求f(x)的极大值与极小值; (2)是否存在实数m,使f(x)在[−2,−1]上单调递增?如果存在,求m的取值范围;如果不存在,请说明理由. 【答案】(1)f(x)的极大值为2,极小值为−37e−3和−2e2;(2)存在,m∈(−∞,4]. 【解析】(1)当m=−2时,f(x)=ex(x3−2x2−2x+2),其定义域为(−∞,+∞). 则f ′(x)=ex(x3−2x2−2x+2)+ex(3x2−4x−2)=xex(x2+x−6)=(x+3)x(x−2)ex, ∴当x∈(−∞,−3)或x∈(0,2)时,f ′(x)<0;当x∈(−3,0)或x∈(2,+∞)时,f ′(x)>0, 又f ′(−3)=f ′(0)=f ′(2)=0, ∴f(x )在(−∞,−3)上单调递减,在(−3,0)上单调递增;在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增, ∴当x=−3或x=2时,f(x)取得极小值;当x=0时,f(x)取得极大值, ∴f(x)极小值=f(−3)=−37e−3,f(x)极小值=f(2)=−2e2,f(x)极大值=f(0)=2. (2)f ′(x)=ex(x3+mx2−2x+2)+ex(3x2+2mx−2)=xex[x2+(m+3)x+2m−2]. ∵f(x)在[−2,−1]上单调递增, ∴当x∈[−2,−1]时,f ′(x)≥0. 又∵当x∈[−2,−1]时,xex<0, ∴当x∈[−2,−1]时,x2+(m+3)x+2m−2≤0, ∴,解得m≤4, ∴当m∈(−∞,4]时,f(x)在[−2,−1]上单调递增. ☆技巧点拨☆ 1.函数极值问题的常见类型及解题策略 (1)函数极值的判断:先确定导数为0的点,再判断导数为0的点的左、右两侧的导数符号. (2)求函数极值的方法: ①确定函数的定义域. ②求导函数. ③求方程的根. ④检查在方程的根的左、右两侧的符号,确定极值点.如果左正右负,那么在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么在这个根处取得极小值;如果在这个根的左、右两侧符号不变,则在这个根处没有极值. (3)利用极值求参数的取值范围:确定函数的定义域,求导数,求方程的根的情况,得关于参数的方程(或不等式),进而确定参数的取值或范围. 2.求函数f (x)在[a,b]上最值的方法 (1)若函数f (x)在[a,b]上单调递增或递减,则f (a)与f (b )一个为最大值,一个为最小值. (2)若函数f (x)在区间(a,b)内有极值,先求出函数f (x)在区间(a,b)上的极值,与f (a)、f (b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. (3)函数f (x)在区间(a,b)上有唯一一个极值点时,这个极值点就是最大(或最小)值点. 注意:(1)若函数中含有参数时,要注意分类讨论思想的应用. (2)极值是函数的“局部概念”,最值是函数的“整体概念”,函数的极值不一定是最值,函数的最值也不一定是极值.要注意利用函数的单调性及函数图象直观研究确定. 题组三 (导)函数图象与单调性、极值、最值的关系 调研5 已知定义在R上的函数f(x)满足f(−3)=f(5)=1,f ′(x)为f(x)的导函数,且导函数y=f ′(x)的图象如图所示,则不等式f(x)<1的解集是 A.(−3,0) B.(−3,5) C.(0,5) D.(−∞,−3)∪(5,+∞) 【答案】B 【解析】依题意得,当x>0时,f ′(x)>0,f(x)是增函数;当x<0时,f ′(x)<0,f(x)是减函数.又f(−3)=f(5)=1,因此不等式f(x)<1的解集是(−3,5),选B. ☆技巧点拨☆ 1.导数与函数变化快慢的关系:如果一个函数在某一范围内导数的绝对值较大,那么函数在这个范围内变化得快,这时函数的图象就比较“陡峭”(向上或向下);反之,函数的图象就“平缓”一些. 2.导函数为正的区间是函数的增区间,导函数为负的区间是函数的减区间,导函数图象与x轴的交点的横坐标为函数的极值点. 题组四 生活中的优化问题和导数与方程、不等式等的综合问题 调研6 已知f(x)=lnx−x+a+1. (1)若存在x∈(0,+∞),使得f(x)≥0成立,求a的取值范围; (2)求证:在(1)的条件下,当x>1时,x2+ax−a>xlnx+成立. 【答案】(1)[0,+∞);(2)见解析. 【解析】(1)原题即为存在x>0,使得lnx−x+a+1≥0成立, ∴a≥−lnx+x−1, 令g(x)=−lnx+x−1,则g′(x)=−+1=. 令g′(x)=0,解得x=1. ∵当0查看更多