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- 2021-06-22 发布
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第5讲 导数的简单应用
题型一| 导数的几何意义
(1)若函数f(x)=x3+ax2+bx为奇函数,其图象的一条切线方程为y=3x-4,则b的值为________.
(2)经过原点(0,0)作函数f(x)=x3+3x2图象的切线,则切线方程为________.
(1)-3 (2)y=0或9x+4y=0 [(1)由奇函数的定义f(-x)=-f(x),易得a=0,对函数求导可得:f′(x)=3x2+b,可设切点(x0,y0),则有可解得即b的值为-3.
(2)f′(x)=3x2+6x.当(0,0)为切点时,f′(0)=0,故切线方程为y=0.
当(0,0)不为切点时,设切点为P(x0,x+3x),则切线方程为y-(x+3x)=(3x+6x0)(x-x0),又点(0,0)在切线上,所以-x-3x=-3x-6x,解得x0=0(舍去)或x0=-,故切线方程为9x+4y=0.]
【名师点评】 解决函数切线的相关问题,需抓住三个关键点:
(1)切点是曲线与切线的公共点;
(2)在切点处的导数是切线的斜率.因此,解决此类问题,一般要设出切点,建立关系——方程(组);
(3)求曲线的切线要注意“过点P的切线”与“在点P处的切线”的差异.“过点P的切线”中,点P不一定是切点,点P也不一定在已知曲线上;在“点P处的切线”,点P是切点.
1.已知直线ax-by-2=0与曲线y=x3在点P(1,1)处的切线互相垂直,则
=________.
- [设曲线y=x3在点P(1,1)处的切线斜率为k,则k=y′|x=1=3.因为直线ax-by-2=0与曲线y=x3在点P(1,1)处的切线互相垂直,所以=-.]
2.在平面直角坐标系xOy中,直线l与曲线y=x2(x>0)和y=x3(x>0)均相切,切点分别为A(x1,y1)和B(x2,y2),则的值是________.
[由题设函数y=x2在A(x1,y1)处的切线方程为:y=2x1x-x,
函数y=x3在B(x2,y2)处的切线方程为y=3xx-2x.
所以解得x1=,x2=.
所以=.]
3.曲线f(x)=·ex-f(0)x+x2在点(1,f(1))处的切线方程为________.
y=ex- [令x=0,f(0)=e0-f(0)×0+0,所以f(0)=,
从而f(x)=ex-x+x2,
f′(x)=ex-+x.
令x=1时,f′(1)=·e-+1,f′(1)=e,
f(x)=ex-x+.
f(1)=e-,则切线为y-=e(x-1),即y=ex-.]
题型二| 利用导数研究函数的单调性
(1)若函数f(x)=在x∈(2,+∞)上单调递减,则实数a
的取值范围是________.
(2)函数y=x2-ln x的单调递减区间为________.
(1)a< (2)(0,1] [(1)对函数求导得:
f′(x)= ==,令f′(x)<0,即2a-1<0,解得a<.
(2)y=x2-ln x,y′=x-==(x>0).令y′≤0,得00或f′(x)<0即可.
2.若已知f(x)的单调性,则转化为不等式f′(x)≥0或f′(x)≤0在单调区间上恒成立问题求解.
1.若函数f(x)=kx-ln x在区间(1,+∞)上单调递增,则k的取值范围是___.
[1,+∞) [依题意得f′(x)=k-≥0在(1,+∞)上恒成立,即k≥在(1,+∞)上恒成立.
∵x>1,∴0<<1,
∴k≥1.]
2.已知函数y=f(x)对任意的x∈满足f′(x)cos x+f(x)sin x>0(其中f′(x)是函数f(x)的导函数),则f________f.(填“>”“<”或“=”)
【导学号:19592014】
< [依题意,记g(x)=,则当x∈时,g′(x)=
>0,函数g(x)是增函数.又-<-<-<,因此g0;当0,当x∈(-1,a)时,f′(x)<0,
当x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,
所以函数f(x)在x=a处取得极小值;
若-10,
当x∈(a,+∞)时,f′(x)<0,
所以函数f(x)在x=a处取得极大值;
若a<-1,当x∈(-∞,a)时,f′(x)<0,
当x∈(a,-1)时,f′(x)>0,
所以函数f(x)在x=a处取得极小值.
所以a∈(-1,0).]
【名师点评】 利用导数研究函数的极值、最值的注意点:
(1)极值:导函数的零点并不一定就是函数的极值点,因此在求得f′(x0)=0后务必验证x>x0及x0;当02时,f′(x)>0,所以当x=0时,f(x)取得极大值,即f(x)极大值=f(0)=-a;当x=2时,f(x)取得极小值,即f(x)极小值=f(2)=-4-a,所以解得-4