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时间:2020-04-13
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1、高三数学理导数与积分(二)人教实验版(A)【本讲教育信息】一.教学内容:导数与积分(二)二.重点、难点1.导数应用题2.函数()定义域且奇偶性奇函数值域R单调区间(-∞,0)(0,+∞)↑图象3.()定义域R,值域为R,有两根用心爱心专心(-∞,)↑()↓(,+∞)↑(-∞,)↓()↑(,+∞)↓R上↑无极值R上↓无极值【典型例题】[例1]研究函数的性质。解:∴(-∞,-1)↓(-1,1)↑(1,+∞)↑定义域R,值域奇函数[例2]已知函数在x=0处取得极值,曲线过原点和点P(-1,2),若曲线在点P处的切线与直线的夹角为45°,且该切线的倾斜角为钝角。(1)求的表达式;(2)求的单调区
2、间。解:(1)∵曲线过原点∴用心爱心专心∴,又是的极值点∴∴(2分)又∵过点P(-1,2)的切线斜率为,又由题意解得:(不合题意,舍去)由即解得∴(2),令得或所以在区间(-∞,-2)和(0,+∞)在内为增函数令得,所以在区间(-2,0)内为减函数综上知的单调区间为(-∞,-2),(0,+∞),(-2,0)[例3]已知函数,当时,取得极大值7;当x=3时,取得极小值。(1)求的值及函数的极小值;(2)若对任意,不等式恒成立,试确定实数的最小值。(1)解:,∵及x=3时取得极值∴-1,3是方程的根,即为的两根用心爱心专心由一元二次方程根与系数的关系,有∴∴∵时极大值是7,∴,极小值∴极小值
3、为-25(2)解:由(1)知在(-1,0)上是减函数且在[-1,0]上最大值,在[-1,0]上最小值对任意(-1,0)恒有成立∴,即的最小值为5[例4]已知,且(1)设,求的解析式;(2)设,试问:是否存在实数,使在(-∞,-1)内为减函数,且在(-1,0)内是增函数。解:(1)由题意得∵∴,∴,∴(2)若满足条件的存在,则∵函数在(-∞,-1)上是减函数,∴当时,用心爱心专心即对于(-∞,-1)恒成立∴∵,∴,∴,解得又函数在(-1,0)上是增函数,∴当-14、在。[例5]某隧道长a米,最高限速为米/秒。一匀速行进的车队有10辆车,每车长米,相邻两车之间的距离m米与车速v的平方成正比,比例系数为k,从第一辆车车头进隧道至10辆车车尾离开隧道所用的时间是t秒。(1)求出的解析式并求出定义域;(2)求出的最小值,并求出取最小值时的的值。分析:本例不是很难,关键是明确车队所走的总路程应是隧道长加上10个车身和9个间距。解析:(1)∵相邻两车之间的距离m米与车速v的平方成正比,比例系数为k,∴整个车队走完隧道的总路程为:,∴所用的时间为:故的解析式为,其定义域为(2)解法一:∵(当且仅当,即时取等号),∴当时,当时,用心爱心专心∵,∴∴,∴当时,解法二5、:∵,∴令,∵,∴(1)当时,可列下表:-0+t↓极小值↑∴当时,(2)当时,函数在上为减函数,即当[例6]设(1)求函数的单调递增、递减区间;(2)当时,恒成立,求实数m的取值范围。解析:(1)令得或,则的解为用心爱心专心∴函数的单调增区间为,,单调减区间为(2)原命题等价于在上的最大值小于m,由得或1又,,∴[例7]设和分别是函数的极小值点和极大值点,已知,求的值及函数的极值。解析:令,解得或当,即时在1两侧左负、右正,在两侧左正、右负,所以是极小值点,是极大值点由题意得,无解当,即时,故可知不合题意当,即时在两侧左正、右负,而在两侧左负、右正∴,由,解得或(舍去)综上可知,此时;用6、心爱心专心[例8]已知为实数(1)求导数;(2)若,求在上的最大值和最小值;(3)若在和上都是递增的,求的取值范围。解析:(1)由原式得∴(2)由得此时有,由得或又,,,所以在上的最大值为,最小值为(3)解法一:的图象为开口向上且过点的抛物线,由条件得,即∴所以的取值范围为解法二:令,即由求根公式得所以在和上非负由题意可知:当或时,从而,用心爱心专心即,解不等式组得∴的取值范围是[例9]设函数。若对所有的,都有成立,求实数的取值范围。解析:解法一:令对函数求导数:令,解得(1)当,对所有,则,所以在上是增函数,又,所以对,有,即当时,对于所有,都有(2)当时,对于,,所以在上是减函数,又7、,所以对有,即所以,当时,不是对所有的都有成立综上,的取值范围是解法二:令于是不等式成立,即为成立对求导数得令,解得当时,,为增函数;当时,,为减函数要对所有都有成立的充要条件为由此得,即的取值范围是用心爱心专心[例10]已知函数(1)若函数在区间上递增,在区间上递减,求的值;(2)当时,设函数图象上任意一点处的切线的倾斜角为,若给定常数,求的取值范围;(3)在(1)的条件下,是否存在实数m,使得函数的图象与函数的图象恰有三个交点,
4、在。[例5]某隧道长a米,最高限速为米/秒。一匀速行进的车队有10辆车,每车长米,相邻两车之间的距离m米与车速v的平方成正比,比例系数为k,从第一辆车车头进隧道至10辆车车尾离开隧道所用的时间是t秒。(1)求出的解析式并求出定义域;(2)求出的最小值,并求出取最小值时的的值。分析:本例不是很难,关键是明确车队所走的总路程应是隧道长加上10个车身和9个间距。解析:(1)∵相邻两车之间的距离m米与车速v的平方成正比,比例系数为k,∴整个车队走完隧道的总路程为:,∴所用的时间为:故的解析式为,其定义域为(2)解法一:∵(当且仅当,即时取等号),∴当时,当时,用心爱心专心∵,∴∴,∴当时,解法二
5、:∵,∴令,∵,∴(1)当时,可列下表:-0+t↓极小值↑∴当时,(2)当时,函数在上为减函数,即当[例6]设(1)求函数的单调递增、递减区间;(2)当时,恒成立,求实数m的取值范围。解析:(1)令得或,则的解为用心爱心专心∴函数的单调增区间为,,单调减区间为(2)原命题等价于在上的最大值小于m,由得或1又,,∴[例7]设和分别是函数的极小值点和极大值点,已知,求的值及函数的极值。解析:令,解得或当,即时在1两侧左负、右正,在两侧左正、右负,所以是极小值点,是极大值点由题意得,无解当,即时,故可知不合题意当,即时在两侧左正、右负,而在两侧左负、右正∴,由,解得或(舍去)综上可知,此时;用
6、心爱心专心[例8]已知为实数(1)求导数;(2)若,求在上的最大值和最小值;(3)若在和上都是递增的,求的取值范围。解析:(1)由原式得∴(2)由得此时有,由得或又,,,所以在上的最大值为,最小值为(3)解法一:的图象为开口向上且过点的抛物线,由条件得,即∴所以的取值范围为解法二:令,即由求根公式得所以在和上非负由题意可知:当或时,从而,用心爱心专心即,解不等式组得∴的取值范围是[例9]设函数。若对所有的,都有成立,求实数的取值范围。解析:解法一:令对函数求导数:令,解得(1)当,对所有,则,所以在上是增函数,又,所以对,有,即当时,对于所有,都有(2)当时,对于,,所以在上是减函数,又
7、,所以对有,即所以,当时,不是对所有的都有成立综上,的取值范围是解法二:令于是不等式成立,即为成立对求导数得令,解得当时,,为增函数;当时,,为减函数要对所有都有成立的充要条件为由此得,即的取值范围是用心爱心专心[例10]已知函数(1)若函数在区间上递增,在区间上递减,求的值;(2)当时,设函数图象上任意一点处的切线的倾斜角为,若给定常数,求的取值范围;(3)在(1)的条件下,是否存在实数m,使得函数的图象与函数的图象恰有三个交点,
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