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高考數學復習:第九章 :第二節(jié)導數的應用一回扣主干知識提升學科素養(yǎng)

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1、△+△2019年數學高考教學資料△+△ 第二節(jié) 導數的應用(一) 【考綱下載】 1.了解函數的單調性與導數的關系;能利用導數研究函數的單調性,會求函數的單調區(qū)間(其中多項式函數一般不超過三次). 2.了解函數在某點取得極值的必要條件和充分條件;會用導數求函數的極大值、極小值(其中多項式函數一般不超過三次);會求閉區(qū)間上函數的最大值、最小值(其中多項式函數一般不超過三次). 1.函數的導數與單調性的關系 函數y=f(x)在某個區(qū)間內可導,則 (1)若f′(x)>0,則f(x)在這個區(qū)間內單調遞增; (2)若f′(x)<0,則f(x)在這個區(qū)間內單調遞減;

2、 (3)若f′(x)=0,則f(x)在這個區(qū)間內是常數函數. 2.函數的極值與導數 (1)函數的極小值 若函數y=f(x)在點x=a處的函數值f(a)比它在點x=a附近其他點的函數值都小,且f′(a)=0,而且在點x=a附近的左側f′(x)<0,右側f′(x)>0,則a點叫做函數的極小值點,f(a)叫做函數的極小值. (2)函數的極大值 若函數y=f(x)在點x=b處的函數值f(b)比它在點x=b附近其他點的函數值都大,且f′(b)=0,而且在點x=b附近的左側f′(x)>0,右側f′(x)<0,則b點叫做函數的極大值點,f(b)叫做函數的極大值,極大值和極小值統(tǒng)稱為極值. 3.函

3、數的最值與導數 (1)函數f(x)在[a,b]上有最值的條件: 一般地,如果在區(qū)間[a,b]上,函數y=f(x)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值和最小值. (2)求函數y=f(x)在[a,b]上的最大值與最小值的步驟為: ①求函數y=f(x)在(a,b)內的極值; ②將函數y=f(x)的各極值與端點處的函數值f(a),f(b)比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值. 1.若函數f(x)在(a,b)內單調遞增,那么一定有f′(x)>0嗎?f′(x)>0是否是f(x)在(a,b)內單調遞增的充要條件? 提示:函數f(x)在(a,b)內單調遞增,則f′(x)≥

4、0,f′(x)>0是f(x)在(a,b)內單調遞增的充分不必要條件. 2.導數值為0的點一定是函數的極值點嗎?“導數為0”是函數在該點取得極值的什么條件? 提示:不一定.可導函數的極值點導數為零,但導數為零的點未必是極值點;如函數f(x)=x3,在x=0處,有f′(0)=0,但x=0不是函數f(x)=x3的極值點;其為函數在該點取得極值的必要而不充分條件. 3.函數的極值和函數的最值有什么聯系和區(qū)別? 提示:極值是局部概念,指某一點附近函數值的比較,因此,函數的極大(小)值,可以比極小(大)值小(大);最值是整體概念,最大、最小值是指閉區(qū)間[a,b]上所有函數值的比較.因而在一般情況下

5、,兩者是有區(qū)別的,極大(小)值不一定是最大(小)值,最大(小)值也不一定是極大(小)值,但如果連續(xù)函數在區(qū)間(a,b)內只有一個極值,那么極大值就是最大值,極小值就是最小值. [來源:數理化網] 1.如圖所示是函數f(x)的導函數f′(x)的圖象,則下列判斷中正確的是(  ) A.函數f(x)在區(qū)間(-3,0)上是減函數 B.函數f(x)在區(qū)間(-3,2)上是減函數[來源:] C.函數f(x)在區(qū)間(0,2)上是減函數 D.函數f(x)在區(qū)間(-3,2)上是單調函數 解析:選A 當x∈(-3,0)時,f′(x)<0,則f(x)在(-3,0)上是減函數.其他判斷均不正確.

6、 2.函數f(x)=ex-x的單調遞增區(qū)間是(  )[來源:] A.(-∞,1]        B.[1,+∞) C.(-∞,0] D.(0,+∞) 解析:選D ∵f(x)=ex-x,∴f′(x)=ex-1,由f′(x)>0,得ex-1>0,即x>0. 3.設函數f(x)=+ln x,則(  ) A.x=為f(x)的極大值點 B.x=為f(x)的極小值點 C.x=2為f(x)的極大值點 D.x=2為f(x)的極小值點 解析:選D f(x)=+ln x,f′(x)=-+=,當x>2時,f′(x)>0,此時f(x)為增函數;當x<2時,f′(x)<0

7、,此時f(x)為減函數,據此知x=2為f(x)的極小值點. 4.已知f(x)=x3-ax在[1,+∞)上是增函數,則a的最大值是________. 解析:f′(x)=3x2-a≥0,即a≤3x2,又∵x∈[1,+∞),∴a≤3,即a的最大值是3. 答案:3 5.函數f(x)=+x2-3x-4在[0,2]上的最小值是________. 解析:f′(x)=x2+2x-3,令f′(x)=0得x=1(x=-3舍去),又f(0)=-4,f(1)=-,f(2)=-,故f(x)在[0,2]上的最小值是f(1)=-. 答案:- 壓軸大題巧突破(三)[來源:] 利用導數研究函數的極值、最值問

8、題 [典例] (2013浙江高考)(14分)已知a∈R,函數f(x)=x3-3x2+3ax-3a+3. (1)求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程; (2)當x∈[0,2]時,求|f(x)|的最大值. [化整為零破難題] (1)切點處的導數值即為切線的斜率,求導后計算出斜率,寫出切線方程即可; (2)基礎問題1:|f(x)|的最大值與f(x)的最值之間有什么關系? 如果函數f(x)的最大值為M,最小值為m,則|f(x)|的最大值必定是|M|和|m|中的一個.因此要求|f(x)|的最大值,應求f(x)的最值. 基礎問題2:如何求函數y=f(x),x∈[0,2]的

9、最值? 由于f(x)是關于x的三次函數,因此,f(x)在[0,2]上的最值為函數f(x)在[0,2]上的端點值或極值.從而只要求出f(x)在[0,2]上的端點值f(0),f(2)及其極值,然后比較其絕對值的大小即可. 基礎問題3:如何求f(x)在[0,2]上的極值? 要求f(x)在[0,2]上的極值,應利用導數研究函數f(x)在區(qū)間[0,2]上的單調性,即研究f′(x)=3(x-1)2+3(a-1)(0≤x≤2)的函數值符號,由于0≤x≤2,所以0≤3(x-1)2≤3.故應分3(a-1)≥0,3(a-1)≤-3,-3<3(a-1)<0,即a≥1,a≤0,0

10、a≤0時,函數f(x)為單調函數,故只需比較|f(0)|與|f(2)|的大小即可;當00,f(x)極大值-f(x)極小值>0,從而可確定f(x)極大值>|f(x)極小值|.因此|f(x)|max=max,由于0|f(2)|,≤a<1時,|f(2)|=f(2)≥|f(0)|.故當0

11、)極大值的大小即可. [規(guī)范解答不失分] (1)由題意得f′(x)=3x2-6x+3a,故f′(1)=3a-3. 2分 又f(1)=1,所以所求的切線方程為y=(3a-3)x-3a+4. 4分 (2)由于f′(x)=3(x-1)2+3(a-1),0≤x≤2,故 (ⅰ)①,有f′(x)≤0,此時f(x)在[0,2]上單調遞減,故|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3-3a.

12、 5分 (ⅱ)①,有f′(x)≥0,此時f(x)在[0,2]上單調遞增,故|f(x)|max=max{|f(0)|,|f(2)|}=3a-1. 6分 (ⅲ)當0

13、(x-x2).列表如下: x 0 (0,x1) x1 (x1,x2) x2 (x2,2) 2 f′(x) + 0 - 0 +[來源:] f(x) 3-3a ↗ 極大值 f(x1) ↘ 極小值 f(x2) ↗ 3a-1   由于f(x1)=1+2(1-a),f(x2)=1-2(1-a), 8分 故f(x1)+f(x2)=2>0,f(x1)-f(x2)=4(1-a) >0,從而f(x1)>|f(x2)|.② 所以|f(x)|max=max{f(0),|f(2)|,f(x1)}.

14、 10分 a.③,f(0)>|f(2)|.又f(x1)-f(0)=2(1-a)-(2-3a)=>0,故|f(x)|max=f(x1)=1+2(1-a). 11分 b.③,|f(2)|=f(2),且f(2)≥f(0).又f(x1)-|f(2)|=2(1-a)-(3a-2)=,所以④,f(x1)>|f(2)|.故f(x)max=f(x1)=1+2(1-a). 12分 ④,f(x1)≤|f(2)|.故f(x)max=|f(2)|=3a-1.

15、 13分 綜上所述,|f(x)|max= 14分 [易錯警示要牢記] 易錯 點一 ①處易忽視對a≤0和a≥1兩種情況的討論,而直接令f′(x)=0,求出x1=1-,x2=1+而導致解題錯誤 易錯 點二 ②處易發(fā)生不會比較f(x1)與|f(x2)|的大小,造成問題無法求解,或求解繁瑣,進而造成解題失誤 易錯 點三 ③處易發(fā)生不知如何比較f(0),|f(2)|,f(x1)三者大小而造成問題無法后續(xù)求解.事實上,此處的分類依據是:先比較出f(0)與|f(2)|的大小,然后利用二者中的較大者再與f(x1)比較大小 高考數學復習精品 高考數學復習精品

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