导数题型总结
导数及其应用题型总结题型一:切线问题
①求曲线在点(xo,yo)处的切线方程②求过曲线外一点的切线方程
③求已知斜率的切线方程④切线条数问题例题1:已知函数f(x)=x+x-16,求:(1)曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线方程
(2)过原点的直线L是曲线y=f(x)的切线,求它的方程及切点坐标
(3)如果曲线y=f(x)的某一切线与直线y=-(1/4)x+3垂直,求切线方程及切点坐标例题2:已知函数f(x)=ax+2bx+cx在xo处去的极小值-4.使其导数f"(x)>0的x的取值范围为(1,3),求:(1)f(x)的解析式;(2)若过点P(-1,m)的曲线y=f(x)有三条切线,求实数m的取值范围。
题型二:复合函数与导数的运算法则的综合问题例题3:求函数y=xcos(x+x-1)sin(x+x-1)的导数题型三:利用导数研究函数的单调区间①求函数的单调区间(定义域优先法则)②求已知单调性的含参函数的参数的取值范围③证明或判断函数的单调性
例题4:设函数f(x)=x+bx+cx,已知g(x)=f(x)-f"(x)是奇函数,求y=g(x)的单调区间例题5:已知函数f(x)=x3-ax-1,
(1)若f(x)在实数集R上单调递增,求实数a的取值范围
(2)是否存在实数a,使f(x)在(-1,1)上单调递减?若存在,求出a的范围;若不存在,说明理由。
例题6:证明函数f(x)=lnx/x2在区间(0,2)上是减函数。题型四:导数与函数图像问题
例1:若函数y=f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数y=f(x)在[a,b]上的图象可能是y
题型五:利用导数研究函数的极值和最值
例题7:已知函数f(x)=-x3+ax2+bx在区间(-2,1)上x=-1时取得极小值,x=2/3时取得极
yy3
2323oaoobxoabxbxabxaA.B.C.D.大值。求(1)函数y=f(x)在x=-2时的对应点的切线方程(2)函数y=f(x)在[-2,1]上的最大值和最小值。
△判断函数极值点的注意事项:
(1)函数的极值点只出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点
(2)若f(x)在(a,b)上有极值,那么y=f(x)在(a,b)上绝不是单调函数,即在区间(a,b)上的单调函数没有极值
(3)导数不存在的点也有可能是极值点,如y=|x|在x=0处取得极小值(4)若可能极值点有多个时,以实用表格形式进行作答。
题型六:不等式的恒成立问题
例题8:设函数f(x)=(a/3)x3-(3/2)x2+(a+1)x+1,其中a为实数。
(1)已知函数f(x)在x=1处取得极值,求a的值。(2)已知不等式f"(x)>x2-x-a+1对于任意a>0都成立,求实数x的取值范围。题型七:导数的实际应用(优化问题)题型八:定积分的应用
例题9:在区间[0,1]上给定曲线y=x2,试在此区间内确定t的值,使图中阴影部分面积之和最小。
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高考有关导数问题解题方法总结
一、考试内容
导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数;两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。二、热点题型分析
题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
32f(x)x3x2在区间1,1上的最大值是21.
22.已知函数yf(x)x(xc)在x2处有极大值,则常数c=6;
33.函数y13xx有极小值-1,极大值3
题型二:利用导数几何意义求切线方程
31,3处的切线方程是yx2y4xx1.曲线在点
42.若曲线f(x)xx在P点处的切线平行于直线3xy0,则P点的坐标为(1,0)
4yx3.若曲线的一条切线l与直线x4y80垂直,则l的方程为4xy30
4.求下列直线的方程:
322(1)曲线yxx1在P(-1,1)处的切线;(2)曲线yx过点P(3,5)的切线;
32y/3x22xky/|x-13-21解:(1)点P(1,1)在曲线yxx1上,
即xy20所以切线方程为y1x1,
2/(2)显然点P(3,5)不在曲线上,所以可设切点为A(x0,y0),则y0x0①又函数的导数为y2x,
所以过
2x0A(x0,y0)点的切线的斜率为
ky/|xx02x0,又切线过A(x0,y0)、P(3,5)点,所以有
y05x03x01x05y1或y250②,由①②联立方程组得,0,即切点为(1,1)时,切线斜率为
k12x02;;当切点为(5,25)时,切线斜率为k22x010;所以所求的切线有两条,方程分
即y2x1或y10x25别为y12(x1)或y2510(x5),
题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值
32f(x)xaxbxc,过曲线yf(x)上的点P(1,f(1))的切线方程为y=3x+11.已知函数
第1页共10页(Ⅰ)若函数f(x)在x2处有极值,求f(x)的表达式;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数yf(x)在[-3,1]上的最大值;(Ⅲ)若函数yf(x)在区间[-2,1]上单调递增,求实数b的取值范围
322f(x)xaxbxc,求导数得f(x)3x2axb.解:(1)由
过yf(x)上点P(1,f(1))的切线方程为:
yf(1)f(1)(x1),即y(abc1)(32ab)(x1).
的切线方程为y3x1.而过yf(x)上P[1,f(1)]32ab3故ac32ab0即ac3
①②
∵yf(x)在x2时有极值,故f(2)0,4ab12③
32f(x)x2x4x5.由①②③得a=2,b=-4,c=5∴
2(2)f(x)3x4x4(3x2)(x2).
23x2时,f(x)0;当2x时,f(x)0;3当
2当x1时,f(x)0.f(x)极大f(2)133又f(1)4,f(x)在[-3,1]上最大值是13。
2f(x)3x2axb,由①知2a+b=0。(3)y=f(x)在[-2,1]上单调递增,又
2依题意f(x)在[-2,1]上恒有f(x)≥0,即3xbxb0.
x①当
b1时,f(x)minf(1)3bb0,b66;b2时,f(x)minf(2)122bb0,b6;
x②当
612bb221时,f(x)min0,则0b6.b12③当
综上所述,参数b的取值范围是[0,)
322.已知三次函数f(x)xaxbxc在x1和x1时取极值,且f(2)4.
第2页共10页(1)求函数yf(x)的表达式;(2)求函数yf(x)的单调区间和极值;
(3)若函数g(x)f(xm)4m(m0)在区间[m3,n]上的值域为[4,16],试求m、n应满足的条件.
(x)3x22axbf解:(1),
2由题意得,1,1是3x2axb0的两个根,解得,a0,b3.
3f(2)4f(x)x3x2.c2再由可得.∴
(x)3x233(x1)(x1)f(2),
当x1时,f(x)0;当x1时,f(x)0;当1x1时,f(x)0;当x1时,f(x)0;
当x1时,f(x)0.∴函数f(x)在区间(,1]上是增函数;]上是减函数;在区间[1,)上是增函数.在区间[1,1函数f(x)的极大值是f(1)0,极小值是f(1)4.
(3)函数g(x)的图象是由f(x)的图象向右平移m个单位,向上平移4m个单位得到的,所以,函数f(x)在区间[3,nm]上的值域为[44m,164m](m0).而f(3)20,∴44m20,即m4.
于是,函数f(x)在区间[3,n4]上的值域为[20,0].令f(x)0得x1或x2.由f(x)的单调性知,1n4综上所述,m、n应满足的条件是:m4,且3n
3.设函数f(x)x(xa)(xb).
(1)若f(x)的图象与直线5xy80相切,切点横坐标为2,且f(x)在x1处取极值,求实数a,b的值;
6.
2,即3n6.
第3页共10页(2)当b=1时,试证明:不论a取何实数,函数f(x)总有两个不同的极值点.
解:(1)f(x)3x2(ab)xab.
由题意f(2)5,f(1)0,代入上式,解之得:a=1,b=1.
2令f(x)0得方程3x2(a1)xa0.(2)当b=1时,
224(aa1)0,故方程有两个不同实根x1,x2.因
""xxf(x)3(xx)(xx)f(x)的符号如下:2,由12可判断不妨设1"""xx时,xxx时,xx时,f(x)f(x)f(x)>01122当>0;当<0;当
因此x1是极大值点,x2是极小值点.,当b=1时,不论a取何实数,函数f(x)总有两个不同的极值点。
题型四:利用导数研究函数的图象
/f1.如右图:是f(x)的导函数,(x)的图象如右图所示,则f(x)的图象只可能是(D)
(A)(B)(C)(D)2.函数
642-4-2y642-4-2y642x-4-2y642y24-2-4xo24-2-4xyy13x4x1的图像为3(A)
o24-2-4xo24-2-4
323.方程2x6x70在(0,2)内根的个数为(B)
A、0B、1C、2D、3
题型五:利用单调性、极值、最值情况,求参数取值范围
第4页共10页1f(x)x32ax23a2xb,0a1.31.设函数
(1)求函数f(x)的单调区间、极值.
(2)若当x[a1,a2]时,恒有|f(x)|a,试确定a的取值范围.
22xa,x23af(x)x4ax3a解:(1)=(x3a)(xa),令f(x)0得1列表如下:
x(-∞,a)a
(a,3a)3a+
0极大
(3a,+∞)-
f(x)f(x)
-0极小
∴f(x)在(a,3a)上单调递增,在(-∞,a)和(3a,+∞)上单调递减
4f极小(x)ba33,x3a时,f极小(x)bxa时,
22f(x)x4ax3a(2)∵0a1,∴对称轴x2aa1,
∴f(x)在[a+1,a+2]上单调递减
(a1)24a(a1)3a22a1fmin(a2)24a(a2)3a24a4fMax∴,
|a|f|a,|fmin依题|f(x)|aMax即|2a1|a,|4a4|a
44a1[,1)解得5,又0a1∴a的取值范围是5
22.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-3与x=1时都取得极值(1)求a、b的值与函
数f(x)的单调区间(2)若对x〔-1,2〕,不等式f(x)c2恒成立,求c的取值范围。解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c,f(x)=3x2+2ax+b
-由f(
21241-a+b=0-3)=93,f(1)=3+2a+b=0得a=2,b=-2
f(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),函数f(x)的单调区间如下表:
第5页共10页x22(-,-3)-302(-3,1)-1(1,+)f(x)+f(x)0+极大值极小值22所以函数f(x)的递增区间是(-,-3)与(1,+),递减区间是(-3,1)1222(2)f(x)=x3-2x2-2x+c,x〔-1,2〕,当x=-3时,f(x)=27+c
为极大值,而f(2)=2+c,则f(2)=2+c为最大值。要使f(x)c2(x〔-1,2〕)恒成立,只需c2f(2)=2+c,解得c-1或c2
题型六:利用导数研究方程的根
131.已知平面向量a=(3,-1).b=(2,2).
(1)若存在不同时为零的实数k和t,使x=a+(t2-3)b,y=-ka+tb,x⊥y,
试求函数关系式k=f(t);
(2)据(1)的结论,讨论关于t的方程f(t)-k=0的解的情况.
yxy解:(1)∵x⊥,∴=0即[a+(t2-3)b](-ka+tb)=0.
22整理后得-ka+[t-k(t2-3)]ab+(t2-3)b=0
122∵ab=0,a=4,b=1,∴上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k=4t(t2-3)
11(2)讨论方程4t(t2-3)-k=0的解的情况,可以看作曲线f(t)=4t(t2-3)与直线y=k的交点个
数.
33于是f′(t)=4(t2-1)=4(t+1)(t-1).
令f′(t)=0,解得t1=-1,t2=1.当t变化时,f′(t)、f(t)的变化情况如下表:tf′(t)F(t)(-∞,-1)+-10极大值(-1,1)-10极小值(1,+∞)+1当t=-1时,f(t)有极大值,f(t)极大值=2.
第6页共10页1当t=1时,f(t)有极小值,f(t)极小值=-21函数f(t)=4t(t2-3)的图象如图13-2-1所示,
可观察出:
11(1)当k>2或k<-2时,方程f(t)-k=0有且只有一解;11(2)当k=2或k=-2时,方程f(t)-k=0有两解;11(3)当-2<k<2时,方程f(t)-k=0有三解.
题型七:导数与不等式的综合
3a0,函数f(x)xax在[1,)上是单调函数.1.设
(1)求实数a的取值范围;(2)设
x0≥1,f(x)≥1,且f(f(x0))x0,求证:f(x0)x0.
22f(x)1,yf(x)3xa,y0,即a3x,这解:(1)若在上是单调递减函数,则须
样的实数a不存在.故f(x)在1,上不可能是单调递减函数.
2若f(x)在1,上是单调递增函数,则a≤3x,
2x1,,故3x3.从而0
3f(x)(x2)(xa)22.已知a为实数,函数
(1)若函数f(x)的图象上有与x轴平行的切线,求a的取值范围(2)若f"(1)0,(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间
(Ⅱ)证明对任意的
x1、x2(1,0),不等式
|f(x1)f(x2)|516恒成立
f(x)x3ax2解:
333xaf"(x)3x22ax22,2
函数f(x)的图象有与x轴平行的切线,f"(x)0有实数解
4a243
39330a2(,2][2,)22,所以a的取值范围是22,
399310af"(x)3x2x3(x)(x1)24,222,11f"(x)0,1x2;由2
f"(1)0,
32a由f"(x)0,x1或
x11(,1),(,)(1,)f(x)的单调递增区间是22;单调减区间为
f(1)2514927f()f(0)8,f(x)的极小值为216,又82749m8,最小值16
2749581616
易知f(x)的最大值为
f(x)在[1,0]上的最大值
M对任意x1,x2(1,0),恒有
|f(x1)f(x2)|Mm
题型八:导数在实际中的应用
1.请您设计一个帐篷。它下部的形状是高为1m的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为3m的正六棱锥(如右图所示)。试问当帐篷的顶点O到底面中心o1的距离为多少时,帐篷的体积最大?解:设OO1为xm,则1x4
第8页共10页由题设可得正六棱锥底面边长为:
32(x1)282xx2,(单位:m)
6故底面正六边形的面积为:
333((82xx2)22282xx)=24,(单位:m)
帐篷的体积为:
V(x)1333(1612xx3)(82xx2)[(x1)1]3322(单位:m)
V"(x)求导得
3(123x2)2。
(x)0,解得x2(不合题意,舍去)令V",x2,(x)0,V(x)当1x2时,V"为增函数;(x)0,V(x)当2x4时,V"为减函数。
∴当x2时,V(x)最大。
3答:当OO1为2m时,帐篷的体积最大,最大体积为163m。
2.统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量
y(升)关于行驶速度x(千米/
y小时)的函数解析式可以表示为:
13x3x8(0x120).12800080
已知甲、乙两地相距100千米。
(I)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升?(II)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升?
1002.5x40解:(I)当时,汽车从甲地到乙地行驶了40小时,
13(403408)2.517.580要耗没128000(升)。
100(II)当速度为x千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了x小时,设耗油量为h(x)升,131001280015h(x)(x3x8).x(0x120),12800080x1280x4依题意得
x800x3803h"(x)2(0x120).2640x640x
第9页共10页
令h"(x)0,得x80.
当x(0,80)时,h"(x)0,h(x)是减函数;当x(80,120)时,h"(x)0,h(x)是增函数。
当x80时,h(x)取到极小值h(80)11.25.
因为h(x)在(0,120]上只有一个极值,所以它是最小值。
答:当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油17.5升。当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少,最少为11.25升。
题型九:导数与向量的结合
3113a(,),b(,).2222若存在不同时为零的两个实数s、t及实数k,使1.设平面向量
xa(t2k)b,ysatb,且xy,
(1)求函数关系式Sf(t);
,上是单调函数,求k的取值范围。(2)若函数Sf(t)在1a(解:(1)
3113,),b(,).ab1,ab02222
又xy,xy0,得2ab0,(tk)(satb)2222即sa(ttk)b-(tstsk)ab0。s(t2k)t0,故s(ft)t3kt。
(2)
f(t)3t2k且f(t)在1,上是单调函数,
0则在1,上有f(t)0或f(t)222f(t)03tk0k3tk(3t)mink3;由
22f(t)03tk0k3t由。
因为在t∈1,上3t是增函数,所以不存在k,使k3t在1,上恒成立。故k的取值范
22围是k3。
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