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- 2021-05-13 发布
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高考导数文科考点总结
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。
导数概念与运算知识清单
1.导数的概念
函数y=f(x),如果自变量x在x处有增量,那么函数y相应地有增量=f(x+)-f(x),比值叫做函数y=f(x)在x到x+之间的平均变化率,即=。如果当时,有极限,我们就说函数y=f(x)在点x处可导,并把这个极限叫做f(x)在点x处的导数,记作f’(x)或y’|。
即f(x)==。
说明:
(1)函数f(x)在点x处可导,是指时,有极限。如果不存在极限,就说函数在点x处不可导,或说无导数。
(2)是自变量x在x处的改变量,时,而是函数值的改变量,可以是零。
由导数的定义可知,求函数y=f(x)在点x处的导数的步骤(可由学生来归纳):
(1)求函数的增量=f(x+)-f(x);
(2)求平均变化率=;
(3)取极限,得导数f’(x)=。
2.导数的几何意义
函数y=f(x)在点x处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点p(x,f(x))处的切线的斜率。也就是说,曲线y=f(x)在点p(x,f(x))处的切线的斜率是f’(x)。相应地,切线方程为y-y=f/(x)(x-x)。
3.几种常见函数的导数:
① ② ③; ④;
⑤⑥; ⑦; ⑧.
4.两个函数的和、差、积的求导法则
法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),
即: (
法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个
函数乘以第二个函数的导数,即:
若C为常数,则.即常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数:
法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:‘=(v0)。
形如y=f的函数称为复合函数。复合函数求导步骤:分解——求导——回代。法则:y'|= y'| ·u'|
导数应用知识清单
单调区间:一般地,设函数在某个区间可导,
如果,则为增函数;
如果,则为减函数;
如果在某区间内恒有,则为常数;
2.极点与极值:
曲线在极值点处切线的斜率为0,极值点处的导数为0;曲线在极大值点左侧切线的斜率为正,右侧为负;曲线在极小值点左侧切线的斜率为负,右侧为正;
3.最值:
一般地,在区间[a,b]上连续的函数f在[a,b]上必有最大值与最小值。
①求函数ƒ在(a,b)内的极值;
②求函数ƒ在区间端点的值ƒ(a)、ƒ(b);
③将函数ƒ 的各极值与ƒ(a)、ƒ(b)比较,其中最大的是最大值,其中最小的是最小值。
二、热点题型分析
题型一:利用导数研究函数的极值、最值。
1. 在区间上的最大值是 2
2.已知函数处有极大值,则常数c= 6 ;
3.函数有极小值 -1 ,极大值 3
题型二:利用导数几何意义求切线方程
1.曲线在点处的切线方程是
2.若曲线在P点处的切线平行于直线,则P点的坐标为 (1,0)
3.若曲线的一条切线与直线垂直,则的方程为
4.求下列直线的方程:
(1)曲线在P(-1,1)处的切线; (2)曲线过点P(3,5)的切线;
解:(1)
所以切线方程为
(2)显然点P(3,5)不在曲线上,所以可设切点为,则①又函数的导数为,
所以过点的切线的斜率为,又切线过、P(3,5)点,所以有②,由①②联立方程组得,,即切点为(1,1)时,切线斜率为;当切点为(5,25)时,切线斜率为;所以所求的切线有两条,方程分别为
题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值
1.已知函数的切线方程为y=3x+1
(Ⅰ)若函数处有极值,求的表达式;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数在[-3,1]上的最大值;
(Ⅲ)若函数在区间[-2,1]上单调递增,求实数b的取值范围
解:(1)由
过的切线方程为:
①
②
而过
故
∵ ③
由①②③得 a=2,b=-4,c=5 ∴
(2)
当
又在[-3,1]上最大值是13。
(3)y=f(x)在[-2,1]上单调递增,又由①知2a+b=0。
依题意在[-2,1]上恒有≥0,即
①当;
②当;
③当
综上所述,参数b的取值范围是
2.已知三次函数在和时取极值,且.
(1) 求函数的表达式;
(2) 求函数的单调区间和极值;
解:(1) ,
由题意得,是的两个根,解得,.
再由可得.∴.
(2) ,
当时,;当时,;
当时,;当时,;
当时,.∴函数在区间上是增函数;
在区间上是减函数;在区间上是增函数.
函数的极大值是,极小值是.
3.设函数.
(1)若的图象与直线相切,切点横坐标为2,且在处取极值,求实数 的值;
(2)当b=1时,试证明:不论a取何实数,函数总有两个不同的极值点.
解:(1)
由题意,代入上式,解之得:a=1,b=1.
(2)当b=1时,
因故方程有两个不同实根.
不妨设,由可判断的符号如下:
当>0;当<0;当>0
因此是极大值点,是极小值点.,当b=1时,不论a取何实数,函数总有两个不同的极值点。
题型四:利用导数研究函数的图象
1.如右图:是f(x)的导函数, 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( A )
x
y
o
4
-4
2
4
-4
2
-2
-2
x
y
o
4
-4
2
4
-4
2
-2
-2
x
y
y
4
o
-4
2
4
-4
2
-2
-2
6
6
6
6
y
x
-4
-2
o
4
2
2
4
3.方程 ( B )
A、0 B、1 C、2 D、3
题型五:利用单调性、极值、最值情况,求参数取值范围
1.设函数
(1)求函数的单调区间、极值.
(2)若当时,恒有,试确定a的取值范围.
解:(1)=,令得
列表如下:
x
(-∞,a)
a
(a,3a)
3a
(3a,+∞)
-
0
+
0
-
极小
极大
∴在(a,3a)上单调递增,在(-∞,a)和(3a,+∞)上单调递减
时,,时,
(2)∵,∴对称轴,
∴在[a+1,a+2]上单调递减
∴,
依题, 即
解得,又 ∴a的取值范围是
题型六:利用导数研究方程的根
1.已知平面向量=(,-1). =(,).
(1)若存在不同时为零的实数k和t,使=+(t2-3),=-k+t,⊥,
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.
解:(1)∵⊥,∴=0 即[+(t2-3) ]·(-k+t)=0.
整理后得-k+[t-k(t2-3)] + (t2-3)·=0
∵=0,=4,=1,∴上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k=t(t2-3)
(2)讨论方程t(t2-3)-k=0的解的情况,可以看作曲线f(t)= t(t2-3)与直线y=k的交点个数.
于是f′(t)= (t2-1)= (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:
t
(-∞,-1)
-1
(-1,1)
1
(1,+ ∞)
f′(t)
+
0
-
0
+
F(t)
↗
极大值
↘
极小值
↗
当t=-1时,f(t)有极大值,f(t)极大值=.
当t=1时,f(t)有极小值,f(t)极小值=-
函数f(t)=t(t2-3)的图象如图13-2-1所示,
可观察出:
(1)当k>或k<-时,方程f(t)-k=0有且只有一解;
(2)当k=或k=-时,方程f(t)-k=0有两解;
(3) 当-<k<时,方程f(t)-k=0有三解.
题型七:导数与不等式的综合
1.设在上是单调函数.求实数的取值范围;
解:(1) 若在上是单调递减函数,则须这样的实数a不存在.故在上不可能是单调递减函数.
若在上是单调递增函数,则≤,
由于.从而0