《2020年高考數(shù)學一輪總復習 集合 函數(shù) 導數(shù) 專題19 含參數(shù)導數(shù)題型規(guī)律總結(jié)(3)文(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020年高考數(shù)學一輪總復習 集合 函數(shù) 導數(shù) 專題19 含參數(shù)導數(shù)題型規(guī)律總結(jié)(3)文(含解析)(16頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題19含參數(shù)導數(shù)題型規(guī)律總結(jié)(3)
一、本專題要特別小心:
1.圖形考慮不周陷阱;
2.思維定式陷阱(與等式有關(guān)的構(gòu)造函數(shù));
3. 已知條件中含有導函數(shù)值而無從下手;
4.恒成立中的最值陷阱
5. 含有導函數(shù)的式子中的和差構(gòu)造陷阱
6.與三角函數(shù)有關(guān)的構(gòu)造函數(shù)
7.忽視分母造成解集不完備
8.與指數(shù)函數(shù)對數(shù)函數(shù)有關(guān)的構(gòu)造
二.【知識點】
1.函數(shù)的極值
(1)若可導函數(shù)f(x)在x=x0處導數(shù)值為0,且在x=x0處的左邊f(xié)′(x0)>0,在x=x0處的右邊f(xié)′(x0)<0,則f(x)在x=x0處有極大值.
(2)若可導函數(shù)f(x)在x=x0處導數(shù)值為0,且在x=x
2、0處的左邊f(xié)′(x0)<0,在x=x0處的右邊f(xié)′(x0)>0,則f(x)在x=x0處有極小值.
(3)可導函數(shù)的極值點導數(shù)為零,但導數(shù)為零的點不一定是極值點,如y=x3在x=0處導數(shù)值為零,但x=0不是極值點.
2.函數(shù)的最值
(1)連續(xù)函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上必有最大值與最小值.
(2)最值的求法:先求f(x)在(a,b)上的極值,再將各極值與f(a),f(b)比較,其中最大的一個為最大值,最小的一個為最小值.
3.極值與最值的區(qū)別和聯(lián)系
(1)函數(shù)的極值表示函數(shù)在一點附近的情況,是在局部對函數(shù)值的比較;函數(shù)的最值是表示函數(shù)在一個區(qū)間上的整體情況,是函數(shù)在整個區(qū)間上的函
3、數(shù)值的比較.
(2)函數(shù)的極值不一定是最值,須與端點函數(shù)值作比較方可確定是否為最值.
(3)如果連續(xù)函數(shù)在區(qū)間(a,b)內(nèi)只有一個極值(單峰函數(shù)),則極大值即是[a,b]上的最大值,極小值即是[a,b]上的最小值.
三.【題型方法總結(jié)】
(一)導數(shù)與不等式證明
例1.已知函數(shù)的圖象在處的切線過點.
(Ⅰ)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(Ⅱ)若函數(shù)有兩個極值點,.證明:.
【答案】(Ⅰ)見解析(Ⅱ)見解析
【解析】由題意的定義域是,,
故,,故切線方程是:,
又切線過,故,解得:,故;
Ⅰ,當時,,在遞增,
當時,令,解得:或舍,
在遞增,在遞減,
綜上,時,在遞增,
時,
4、在遞增,在遞減;
Ⅱ證明:,故,
有兩個極值點,,即有2個相異實根,,
,,即,
,
令,,,,
在遞減,,.
練習1.已知函數(shù).
(1)當時,判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若關(guān)于的方程有兩個不同實根,求實數(shù)的取值范圍,并證明.
【答案】(1)在上單調(diào)遞增;(2)詳見解析.
【解析】(1)時,,
故,
在上單調(diào)遞增.
(2)由題意可知有兩解,
設直線與相切,切點坐標為,
則,解得,
,即.
∴實數(shù)的取值范圍是.
不妨設,則,
兩式相加得:,
兩式相減得:,
,故,
要證,只需證,
即證,
令,故只需證在恒成立即可.
令,
則,
∴在上單調(diào)
5、遞增,
,
即在恒成立.
.
練習2.已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)設,求證:(參考數(shù)據(jù):).
【答案】(1) 單調(diào)遞減區(qū)間為;函數(shù)單調(diào)遞增區(qū)間為.
;(2)見證明
【解析】(1)解:,
∴時,,函數(shù)單調(diào)遞減;時,,函數(shù)單調(diào)遞增.
所以單調(diào)遞減區(qū)間為;函數(shù)單調(diào)遞增區(qū)間為.
(2)證明:.
∴
由(1)得當時,函數(shù)單調(diào)遞增,
函數(shù)在上單調(diào)遞增,
故在單調(diào)遞增.
∵,,
存在,使得.
當時,,當時,,
∴在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
∴當時,函數(shù)取得極小值即最小值.
∴
因為函數(shù)與在上單調(diào)遞減,
所以在上單調(diào)遞減,且,
∴.
(二)參數(shù)
6、討論
例2. 已知,設函數(shù)若關(guān)于的不等式在上恒成立,則的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】∵,即,
(1)當時,,
當時,,
故當時,在上恒成立;
若在上恒成立,即在上恒成立,
令,則,
當函數(shù)單增,當函數(shù)單減,
故,所以。當時,在上恒成立;
綜上可知,的取值范圍是,
故選C。
練習1. 已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若方程有兩個不相等的實數(shù)根,求證:
【答案】(1)見解析(2)見解析
【解析】(1) .
當時,,函數(shù)在上單調(diào)遞增,
所以函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為.
當時,由得;由得,
所以函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為
7、,單調(diào)減區(qū)間為.
(2)因為是方程的兩個不等實根,所以.不妨設,
則,,
兩式相減得,
即.
又,當時,;當時,.
故只要證明即可,即證,
即證,即證.
設,令,則,
則在為增函數(shù),又,
所以時,總成立,得證.
(三)導數(shù)與數(shù)列
例3. 已知函數(shù).
(Ⅰ)討論的單調(diào)性;
(Ⅱ)證明:(,且).
【答案】(Ⅰ)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(Ⅱ)見證明
【解析】(Ⅰ)函數(shù)的定義域為,.
∵在上,,在上,.
∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
∴,即,當且僅當時取等號.
從而,,,…,,
∴,
∴,
∴.
練習1. 設函數(shù),對
8、于,都有成立.
(Ⅰ)求實數(shù)的取值范圍;
(Ⅱ)證明:(其中是自然對數(shù)的底數(shù)).
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)見證明
【解析】(Ⅰ),
當時,由,得,由,得,
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
,都成立,.
又,
所以由,得.;
的取值范圍是.
(Ⅱ)當時,,即.
.當時,.
令,則.且時,.
,
.
;
即恒成立.
練習2.已知函數(shù),.
(1)若,在上恒成立,求的取值范圍;
(2)設數(shù)列,為數(shù)列的前項和,求證:;
(3)當時,設函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象交于點,,過線段的中點作軸的垂線分別交,于點,問是否存在點,使在處的切線與在處的切線平行?若存在,求
9、出的橫坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)詳見解析;(3)不存在.
【解析】(1)當時,,即,
設,則.
若,顯然不滿足題意;
若,則時,恒成立,
所以在上為減函數(shù),有在上恒成立;
若,則時,,時,
所以在上單調(diào)遞增.
∵,∴時,,不滿足題意.
綜上,時在上恒成立.
(2)由(1)得在上恒成立,
令有,,
則,
∴,
即.
(3),設點的坐標是,,且,
則點的中點坐標為,
在點處的切線斜率為,
在點處的切線斜率為,
假設在點處的切線與在點處的切線平行,則,即.
所以
,
所以.
設,則,. ①
令,,則.
因為,所以,所以在
10、上單調(diào)遞增.
故,則.
這與①矛盾,假設不成立.
故不存在點,使在點處的切線與在點處的切線平行.
(四)三角函數(shù)的導數(shù)
例4. 已知函數(shù),,
(I)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(II)若在恒成立,求的取值范圍;
(III)當,時,證明:
【答案】(I)見解析(II)(III)見解析
【分析】(I)求導后,當時,恒成立,可知單調(diào)遞增;當時,求出的解,從而可判斷出的符號,從而得到的單調(diào)區(qū)間;(II)當時,可知;當時,,利用導數(shù)求解出使,的最大值,從而;當時,,可得,綜合上述結(jié)果,可求得;(III)由(II)可知只需證得在上恒成立即可;構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)可證得結(jié)果,從而原不等式成立.
11、
【解析】(I)由題意知:
(1)當時,恒成立 在定義域上單調(diào)遞增
(2)當時,令,解得:
則,,變化情況如下表:
極小值
的單調(diào)減區(qū)間為:,單調(diào)增區(qū)間為:
(II)(1)當時,原不等式化為:恒成立,可知
(2)當時,則,令
則
令,則
當時,,則
在上單調(diào)遞減
即 在上單調(diào)遞減
當時,
綜上所述:
(III)(1)當時,,則
由(II)可得時,
則只需證明:成立
令
當時,
在上單調(diào)遞增
12、
(五)極值點偏移
例5. 已知函數(shù).
(1)試討論的單調(diào)區(qū)間;
(2)若時,函數(shù)的圖像與軸交于,兩點,且,求證:.
【答案】(1)見解析;(2)見證明
【解析】(1)
①當時,, 在上是增函數(shù).
②當時,由得.
當時,;
當時,,
的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是.
(2)由(1)可知:當時,1是的極值點,
構(gòu)造函數(shù),
在上單調(diào)遞增,所以,
又,,
又
又在是增函數(shù),
練習1.已知函數(shù),其中,,函數(shù),其中為自然對數(shù)的底數(shù).
(I)判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(II)設, 是函數(shù)的兩個零點,求證:;
(III)當,時,試比較與的
13、大小并證明你的結(jié)論.
【答案】(I)在上遞減,在上遞增.(II)見解析(III)答案見解析.
【解析】(I),,
①當時,,,∴,∴在上遞減;
②當時,,,∴,∴在上遞增.
綜上可知,在上遞減,在上遞增.
(II)不妨設,由題意及(I)可知,,,且,
令,,
則
,
即,∴,
,∴ , ,
由(I)知在上遞增,∴,∴.
(III)當,時,,
在上遞減,在上遞增..
,,令,得,
所以函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,在區(qū)間單調(diào)遞減.
.
綜上所述,當且僅當時等號成立.
練習2.已知函數(shù)有兩個極值點,.
(1)求的取值范圍;
(2)求證:.
【答案】(1)(2)見證明
【解析】(1)因為,
所以,
令,則,
當時,不成立;
當時,,令,
所以,當時,,當時,,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
又因為,當時,,當時,,
因此,當時,有2個極值點,
即的取值范圍為.
(2)由(1)不妨設,且,
所以,所以,
要證明,只要證明,
即證明,
設,即要證明在上恒成立,
記,,
所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,
所以,即,即.
16