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- 2021-06-30 发布
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解密高考⑥ 函数与导数综合问题巧在“转”、难在“分”
————[思维导图]————
————[技法指津]————
函数与导数问题的求解策略
(1)含参数的函数的单调性问题,求解时常采用分类讨论的思想,分类标准要明确,要做到不重不漏,常见的讨论顺序如下:①最高次项的系数是否为零;②对应方程是否有根;③在有根的前提下,根是否在定义域内;④根的大小关系是否确定等等.
(2)证明不等式,常构造函数,并利用导数法判断新构造函数的单调性,从而可证明原不等式成立;
(3)不等式恒成立问题除了用分离参数法,还可以从分类讨论和判断函数的单调性入手,去求参数的取值范围.
母题示例:2019年全国卷Ⅰ,本小题满分12分
已知函数f(x)=sin x-ln(1+x),f′(x)为f(x)的导数.证明:
(1)f′(x)在区间存在唯一极大值点;
(2)f(x)有且仅有2个零点.
本题考查:导数的求导法则、函数与导数的关系、利用导数研究函数的性质等知识,分类讨论的意识及转化化归的能力,数学运算、逻辑推理等核心素养.
[审题指导·发掘条件]
(1)看到证明函数在区间上有唯一的极大值点,想到极大值点的定义及判断方法;(2)看到证明函数有且仅有2个零点,想到函数的零点存在性定理,注意到f(0)=0,想到只需证明(0,+∞)上有唯一零点,缺函数f(x)在(0,+∞)上的单调性,借助导数补找该条件.
[构建模板·五步解法] 函数与导数类问题的求解策略
第一步 求导数
第二步 看性质
第三步 用性质
第四步 得结论
第五步 再反思
应用公式
根据导数讨论函数的单调性、极值、最值等性质
将题中条件或要证结论转化,如果成立或有解,问题可转化为函数的最值,证明不等式可利用函数单调性和放缩法
审视转化过程的合理性
回顾反思,检查易错点和步骤规范性
母题突破:2019年长沙模拟,本小题满分12分
已知函数f(x)=ln -ax2+x(a≥0).
(1)讨论函数f(x)的极值点的个数;
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:f(x1)+f(x2)>3-4ln 2.
[解](1)由题意,函数f(x)=ln -ax2+x=-ln 2x-ax2+x,
得f′(x)=--2ax+1=,x∈(0,+∞), 1分
①若a=0时;f′(x)=,
当x∈(0,1)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,
所以当x=1,函数f(x)取得极小值,x=1是f(x)的一个极小值点; 3分
②若a>0时,则Δ=1-8a≤0,即a≥时,此时f′(x)≤0,f(x)在(0,+∞)是减函数,f′(x)无极值点,
当0<a<时,则Δ=1-8a>0,令f′(x)=0,解得x1=,x2=,
当x∈(0,x1)和x∈(x2,+∞)时,f′(x)<0,当x∈(x1,x2)时,f′(x)>0,
∴f(x)在x1取得极小值,在x2取得极大值,所以f(x)有两个极值点. 5分
综上可知:①a=0时,f(x)仅有一个极值点;
②当a≥时,f(x)无极值点;
③当0<a<,f(x)有两个极值点. 6分
(2)证明:由(1)知,当且仅当a∈时,f(x)有极小值点x1和极大值点x2,
且x1,x2是方程2ax2-x+1=0的两根,∴x1+x2=,x1x2=, 8分
则f(x1)+f(x2)=ln -ax+x1+ln -ax+x2
=-(ln 2x1+ln 2x2)-a(x+x)+(x1+x2)
=-ln -a+
=ln -+1+=ln a++1-ln 2, 10分
设g(a)=ln a++1-ln 2,a∈,则g′(a)=-=<0,
∴a∈时,g(a)是减函数,g(a)>g,
∴g(a)>ln +3-ln 2=3-4ln 2,
∴f(x1)+f(x2)>3-4ln 2. 12分