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- 2021-06-11 发布
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【考纲解读】
考 点
考纲内容
5年统计
分析预测
导数在研究函数中的应用
了解函数极值的概念及函数在某点取到极值的条件,会用导数求函数的极大值、极
小值,会求闭区间上函数的最大值、最小值,会用导数解决某些实际问题.
2013•浙江文科21,理科8,22;
2014•浙江文科21,理科22;
2017•浙江卷20..
1.以研究函数的单调性、单调区间、极值(最值)等问题为主,与不等式、函数与方程、函数的图象相结合;
2.单独考查利用导数研究函数的某一性质以小题呈现,综合研究函数的性质以大题呈现;
3.适度关注生活中的优化问题.
3.备考重点:
(1) 熟练掌握导数公式及导数的四则运算法则是基础;
(2) 熟练掌握利用导数研究函数的单调性、极值(最值)的基本方法,灵活运用数形结合思想、分类讨论思想、函数方程思想等,分析问题解决问题.
【知识清单】
1.函数的极值
(1)函数的极小值:
函数y=f(x)在点x=a的函数值f(a)比它在点x=a附近其它点的函数值都小,f′(a)=0,而且在点x=a附近的左侧f′ (x)<0,右侧f′(x)>0,则点a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值.
(2)函数的极大值:
函数y=f(x)在点x=b的函数值f(b)比它在点x=b附近的其他点的函数值都大,f′(b)=0,而且在点x=b附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,则点b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.
极小值点,极大值点统称为极值点,极大值和极小值统称为极值.
对点练习:
【2017课标II,理11】若是函数的极值点,则的极小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】
2.函数的最值
(1)在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值.【来.源:全,品…中&高*考*网】
(2)若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在[a,b]上单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值.
对点练习:
【2017北京,理19】已知函数.
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(Ⅱ)求函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)最大值1;最小值.
【解析】全品教学网
所以函数在区间上单调递减.
因此在区间上的最大值为,最小值为.全品教学网
【考点深度剖析】
导数是研究函数性质的重要工具,它的突出作用是用于研究函数的单调性、极值与最值、函数的零点等.从题型看,往往有一道选择题或填空题,有一道解答题.其中解答题难度较大,常与不等式的证明、方程等结合考查,且有综合化更强的趋势.
【重点难点突破】
考点1 应用导数研究函数的极(最)值问题【来.源:全,品…中&高*考*网】
【1-1】【2017河北武邑三调】已知函数.
(1)当时,求函数的极值;
(2)当时,求函数的单调增区间.
【答案】(1)极小值为,无极大值;(2)当时,增区间,当时,增区间,当时,增区间.
【解析】
试题分析:(1)函数的定义域为,令 ,得(舍去). 然后列表可求得:函数的极小值为,无极大值;(2)令,得,然后利用分类讨论思想对分三种情况进行讨论.
试题解析: (1) 函数的定义域为,令 ,得(舍去). 当变化时,的取值情况如下:
减
极小值
增
所以,函数的极小值为,无极大值.
【1-2】【2016新课标2理数】(Ⅰ)讨论函数的单调性,并证明当时,; (Ⅱ)证明:当时,函数有最小值.设的最小值为,求函数的值域.
【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ).
【解析】
试题解析:(Ⅰ)的定义域为.
且仅当时,,所以在单调递增,
因此当时,【来.源:全,品…中&高*考*网】
所以
(II)
由(I)知, 单调递增,对任意
因此,存在唯一使得即,
当时,单调递减;
当时,单调递增.
因此在处取得最小值,最小值为
于是,由单调递增
【领悟技法】
1.求函数f(x)极值的步骤:
(1)确定函数的定义域;
(2)求导数f′(x);
(3)解方程f′(x)=0,求出函数定义域内的所有根;
(4)列表检验f′(x)在f′(x)=0的根x0左右两侧值的符号,如果左正右负,那么f(x)在x0处取极大值,如果左负右正,那么f(x)在x0处取极小值.
2. 求函数f(x)在[a,b]上的最大值和最小值的步骤
(1)求函数在(a,b)内的极值;
(2)求函数在区间端点的函数值f(a),f(b);
(3)将函数f(x)的各极值与f (a),f(b)比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.
【触类旁通】
【变式一】已知等比数列的前项的和为,则的极大值为( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】D
【解析】
因,即,故题设,所以,由于,因此当时, 单调递增;当时, 单调递减,所以函数在处取极大值,应选D.
【变式二】已知函数,若是的一个极大值点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】
因,即,由题设条件及导函数的图象可以推知方程的两根在的两边,即,也即,所以.
【易错试题常警惕】
易错典例:已知函数f(x)=(x-k)ex.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)求f(x)在区间[0,1]上的最小值.
易错分析:解答本题时,易于忽视对k-1不同取值情况的讨论,而错误得到f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(k-1).
正确解析: (1)f′(x)=(x-k+1)ex.
令f′(x)=0,得x=k-1.
f(x)与f′(x)的情况如下:
x
(-∞,k-1)
k-1
(k-1,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
所以,f(x)的单调递减区间是(-∞,k-1);单调递增区间是(k-1,+∞).
由(1)知f(x)在[0,k-1)上单调递减,在(k-1,1]上单调递增,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(k-1)=;
当k-1≥1时,即k≥2时,函数f(x)在[0,1]上单调递减,所以f(x)在区间[0,1]上的最小值为f(1)=(1-k)e.【来.源:全,品…中&高*考*网】
温馨提醒:1.求函数极值时,易于误把导数为0的点作为极值点;极值点的导数也不一定为0.
2.极值与最值:注意函数最值是个“整体”概念,而极值是个“局部”概念.
【学科素养提升之思想方法篇】
_____化整为零,积零为整——分类讨论思想
1.分类讨论是一种逻辑方法,是一种重要的数学思想,同时也是一种重要的解题策略,它体现了化整为零、积零为整的思想与归类整理的方法,这种思想在简化研究对象,发展思维方面起着重要作用,因此,有关分类讨论的思想的数学命题在高考试题中占有重要地位. 所谓分类讨论,就是在研究和解决数学问题时,当问题所给对象不能进行统一研究,我们就需要根据数学对象的本质属性的相同点和不同点,将对象区分为不同种类,然后逐类进行研究和解决,最后综合各类结果得到整个问题的解决,这一思想方法,我们称之为“分类讨论的思想”.
2.分类讨论思想的常见类型
⑴问题中的变量或含有需讨论的参数的,要进行分类讨论的;
⑵问题中的条件是分类给出的;
⑶解题过程不能统一叙述,必须分类讨论的;
⑷涉及几何问题时,由几何元素的形状、位置的变化需要分类讨论的.
【典例】【2017浙江台州4月调研】已知函数f(x)=13x3+12ax2+bx(a,b∈R).
(1)若函数f(x)在(0,2)上存在两个极值点,求3a+b的取值范围;
(2)当a=0,b≥-1时,求证:对任意的实数x∈[0,2],|f(x)|≤2b+83恒成立.
【答案】(1) 3a+b的取值范围(-8,0);(2)见解析.
【解析】试题分析:(1)f'(x)=x2+ax+b=0在(0,2)上有两个实根,根据二次函数根的分布列不等式组,{f(0)>0f(2)>0Δ>00<-a2<2 ,将问题转化为线性规划求取值范围;(2)当a=0时,f(x)=13x3+bx,利用导数分b≥0和-1≤b<0两类情况讨论函数的单调性和最值,转化为证明2b+83≥|f(x)|max.
试题解析:(1)
f'(x)=x2+ax+b,由已知可得f'(x)=0在(0,2)上存在两个不同的零点,
故有{f'(0)>0f'(2)>0Δ>0-a2∈(0,2),即{b>02a+b+4>0a2-4b>0a∈(-4,0),
令z=3a+b,由图可知-80,f(-b)=23b-b<0,
所以-b(-b+3)≤4成立.
综上所述,对任意的实数x∈[0,2],|f(x)|≤2b+83恒成立.