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1、导数与函数板块之基础知识典型例题通性通法考纲指要:导数是高中数学中重要的内容,是解决实际问题的强有力的数学工具,运用导数的有关知识,研究函数的性质:单调性、极值和最值是高考的热点问题。考点扫描:导数在研究函数中的应用①结合实例,借助几何直观探索并了解函数的单调性与导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间;②结合函数的图像,了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导数求不超过三次的多项式函数的极大值、极小值,以及闭区间上不超过三次的多项式函数最大值、最小值;体会导数方法在研究函数性质中的
2、一般性和有效性。【考情分析】1.函数是高考数学的重点内容之一,函数的观点和思想方法是高中数学的一条重要的主线,选择、填空、解答三种题型每年都有,函数题的身影频现,而且常考常新.以基本函数为背景的综合题和应用题是近几年的高考命题的新趋势.函数的图象也是高考命题的热点之一.近几年来考查导数的综合题基本已经定位到压轴题的位置了.2.对于函数部分考查的重点为:函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、周期性对称性和函数的图象;指数函数、对数函数的概念、图象和性质;应用函数知识解决一些实际问题;导数的基本公式,复合函数的求导法则;可导函数的单调
3、性与其导数的关系,求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值.基础知识回顾:1.导数的几何意义:函数在点处的导数的几何意义就是曲线在点处的切线的斜率,也就是说,曲线在点P处的切线的斜率是,切线方程为2.求导数的四则运算法则:(为常数)。注:必须是可导函数.3.函数单调性:(1)函数单调性的判定方法:设函数在某个区间内可导,如果>0,则为增函数;如果<0,则为减函数.(2)常数的判定方法;如果函数在区间内恒有=0,则为常数.注:①是f(x)递增的充分条件,但不是必要条件,如在上并不是都有,有一个点例外即x=0时f(x)=0,
4、同样是f(x)递减的充分非必要条件.②一般地,如果f(x)在某区间内有限个点处为零,在其余各点均为正(或负),那么f(x)在该区间上仍旧是单调增加(或单调减少)的.4.极值的判别方法:(极值是在附近所有的点,都有<,则是函数的极大值,极小值同理)当函数在点处连续时,①如果在附近的左侧>0,右侧<0,那么是极大值;②如果在附近的左侧<0,右侧>0,那么是极小值.也就是说是极值点的充分条件是点两侧导数异号,而不是=0①.此外,函数不可导的点也可能是函数的极值点②.当然,极值是一个局部概念,极值点的大小关系是不确定的,即有可能极大值比
5、极小值小(函数在某一点附近的点不同).注①:若点是可导函数的极值点,则=0.但反过来不一定成立.对于可导函数,其一点是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零.例如:函数,使=0,但不是极值点.②例如:函数,在点处不可导,但点是函数的极小值点.5.极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较.注:函数的极值点一定有意义.6.几种常见的函数导数:(为常数)()类型一:单调区间、极值与最值(定义域优先原则、然后求导数分析导数的正负取值情况)类型二:函数图象在某区间上有无极值与有无零点(根
6、)问题(零点存在性定理、数形结合思想)类型三:参数取值范围问题恒成立问题、存在性问题(解决问题有两种方法:①分离参数构造函数求导分析单调性更有甚者二次求导分析,如果分离参数到最后知道原函数的单调性,但函数值无法确定时(大胆使用罗比达法则)来求函数的极限值。②直接求导分析法(分类讨论思想)类型四:利用导数研究函数图象的切线问题(构造函数,考察函数与方程思想)类型五:利用导数证明不等式(构造函数思想)类型六:导数与线性规划问题综合题(建立合理的线性约束条件)【例1】设函数.(1)求的单调区间;(2)若当时,(其中)不等式恒成立,求实
7、数的取值范围;(3)试讨论关于的方程:在区间上的根的个数.【解析】(1)函数的定义域为.由得;由得,则增区间为,减区间为.(2)令得,由(1)知在上递减,在上递增,由,且,时,的最大值为,故时,不等式恒成立.(3)方程即.记,则.由得;由得.所以在上递减;在上递增.而,所以,当时,方程无解;当时,方程有一个解;当时,方程有两个解;当时,方程有一个解;当时,方程无解.综上所述,时,方程无解;或时,方程有唯一解;时,方程有两个不等的解.【例2】已知函数(I)当时,若函数在区间上是增函数,求实数的取值范围;(II)当时,(1)求证:对
8、任意的,的充要条件是;(2)若关于的实系数方程有两个实根,求证:且的充要条件是【解析】(1)当时,,在(—1,1)上为单调递增函数,在(—1,1)上恒成立在(—1,1)上恒成立(2)设,则【例3】已知函数与函数。(Ⅰ)若的图象在点(1,0)处有公共的切线,求实数