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时间:2019-10-31
《2017_18版高中数学第1章导数及其应用学案苏教版选修》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第1章导数及其应用1 变化率与导数1.变化率函数的平均变化率为=,它是用来刻画函数值在区间[x1,x2]上变化快慢的量.式中Δx,Δy的值可正、可负,当函数f(x)为常数函数时,Δy的值为0,但Δx不能为0.当Δx趋于0时,平均变化率就趋于函数在x0点的瞬时变化率.例1 甲、乙两人走过的路程s1(t),s2(t)与时间t的关系如图所示,试比较两人在时间段[0,t0]内的平均速度哪个大?解 比较在相同的时间段[0,t0]内,两人速度的平均变化率的大小便知结果.在t0处,s1(t0)=s2(t0),s1(0)>s2(0),所以<.所以在时间段[0,t0]内乙的平均速度比甲的大.点评 比较两人的平
2、均速度的大小,其实就是比较两人走过的路程相对于时间的变化率的大小.2.导数的概念及其几何意义函数y=f(x)在x=x0处的导数即为函数y=f(x)在x0处的瞬时变化率,即当Δx趋于0时,函数值y关于x的平均变化率=的极限值;Δx无限趋近于0,是指函数自变量之间的间隔能有多小就有多小,但始终不能为零.函数y=f(x)在x=x0处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,即f′(x0)=k=tanα,因此在切线的斜率、切点的横坐标两个量中,只要已知其中一个量,就可以求出另一个量.例2 如图所示,函数f(x)的图象是折线段ABC,其中A,B,C的坐标分别为(0,4)
3、,(2,0),(6,4),则f[f(0)]=________;14=________.(用数字作答)解析 由A(0,4),B(2,0)可得线段AB的方程为f(x)=-2x+4(0≤x≤2).同理线段BC的方程为f(x)=x-2(24、(3)解析 根据导数的几何意义,考查函数在点B(2,f(2))及A(3,f(3))处的切线的斜率.由图可见,过点B的切线的斜率大于过点A的切线的斜率,则有05、2+cx在区间(0,1)上是增函数,在区间(-∞,0)和(1,+∞)上是减函数,且f′=,求a,b,c的值.解 f′(x)=3ax2+2bx+c.由于f(x)在区间(0,1)上是增函数,在区间(-∞,0)和(1,+∞)上是减函数,所以f′(0)=f′(1)=0.又f′=,所以解得点评 由于此题给出了函数定义域范围内的所有单调区间,在这种条件下一般都可以分析出函数的极值点,通常情况下单调区间的端点就是极值点,再根据已知函数极值求解参数问题的方法进行解答.例2 已知函数f(x)=x2+(x≠0,常数a∈R).若函数f(x)在[2,+∞)上是单调递增的,求a的取值范围.解 f′(x)=2x-=.要6、使f(x)在[2,+∞)上是单调递增的,则f′(x)≥0在x∈[2,+∞)时恒成立,且在[2,+∞)上任何子区间上不恒为零,即≥0在x∈[2,+∞)时恒成立.∵x2>0,∴2x3-a≥0,∴a≤2x3在x∈[2,+∞)上恒成立.∴a≤(2x3)min.∵x∈[2,+∞),y=2x3是单调递增的,∴(2x3)min=16,∴a≤16.当a≤16时,f′(x)=≥0(x∈[2,+∞))有且只有f′(2)=0,∴a的取值范围是a≤16.点评 已知函数单调性求参数的取值范围,可转化为不等式恒成立问题.一般地,函数f(x)在区间I上单调递增(递减)等价于不等式f′(x)≥0(f′(x)≤0)在区间I上7、恒成立,且在I的任何子区间上不恒为零,然后可借助分离参数等方法求出参数的取值范围,并验证f′(x)=0是否有有限个解.142.利用函数的单调性证明不等式欲证明不等式f(x)>g(x)(或f(x)≥g(x))成立,可以构造函数φ(x)=f(x)-g(x),利用导数进行证明.例3 已知x>0,求证:ex>1+x.证明 设函数f(x)=ex-(1+x),则f′(x)=ex-1.当x>0时,ex>e0=1,所以f′(
4、(3)解析 根据导数的几何意义,考查函数在点B(2,f(2))及A(3,f(3))处的切线的斜率.由图可见,过点B的切线的斜率大于过点A的切线的斜率,则有05、2+cx在区间(0,1)上是增函数,在区间(-∞,0)和(1,+∞)上是减函数,且f′=,求a,b,c的值.解 f′(x)=3ax2+2bx+c.由于f(x)在区间(0,1)上是增函数,在区间(-∞,0)和(1,+∞)上是减函数,所以f′(0)=f′(1)=0.又f′=,所以解得点评 由于此题给出了函数定义域范围内的所有单调区间,在这种条件下一般都可以分析出函数的极值点,通常情况下单调区间的端点就是极值点,再根据已知函数极值求解参数问题的方法进行解答.例2 已知函数f(x)=x2+(x≠0,常数a∈R).若函数f(x)在[2,+∞)上是单调递增的,求a的取值范围.解 f′(x)=2x-=.要6、使f(x)在[2,+∞)上是单调递增的,则f′(x)≥0在x∈[2,+∞)时恒成立,且在[2,+∞)上任何子区间上不恒为零,即≥0在x∈[2,+∞)时恒成立.∵x2>0,∴2x3-a≥0,∴a≤2x3在x∈[2,+∞)上恒成立.∴a≤(2x3)min.∵x∈[2,+∞),y=2x3是单调递增的,∴(2x3)min=16,∴a≤16.当a≤16时,f′(x)=≥0(x∈[2,+∞))有且只有f′(2)=0,∴a的取值范围是a≤16.点评 已知函数单调性求参数的取值范围,可转化为不等式恒成立问题.一般地,函数f(x)在区间I上单调递增(递减)等价于不等式f′(x)≥0(f′(x)≤0)在区间I上7、恒成立,且在I的任何子区间上不恒为零,然后可借助分离参数等方法求出参数的取值范围,并验证f′(x)=0是否有有限个解.142.利用函数的单调性证明不等式欲证明不等式f(x)>g(x)(或f(x)≥g(x))成立,可以构造函数φ(x)=f(x)-g(x),利用导数进行证明.例3 已知x>0,求证:ex>1+x.证明 设函数f(x)=ex-(1+x),则f′(x)=ex-1.当x>0时,ex>e0=1,所以f′(
5、2+cx在区间(0,1)上是增函数,在区间(-∞,0)和(1,+∞)上是减函数,且f′=,求a,b,c的值.解 f′(x)=3ax2+2bx+c.由于f(x)在区间(0,1)上是增函数,在区间(-∞,0)和(1,+∞)上是减函数,所以f′(0)=f′(1)=0.又f′=,所以解得点评 由于此题给出了函数定义域范围内的所有单调区间,在这种条件下一般都可以分析出函数的极值点,通常情况下单调区间的端点就是极值点,再根据已知函数极值求解参数问题的方法进行解答.例2 已知函数f(x)=x2+(x≠0,常数a∈R).若函数f(x)在[2,+∞)上是单调递增的,求a的取值范围.解 f′(x)=2x-=.要
6、使f(x)在[2,+∞)上是单调递增的,则f′(x)≥0在x∈[2,+∞)时恒成立,且在[2,+∞)上任何子区间上不恒为零,即≥0在x∈[2,+∞)时恒成立.∵x2>0,∴2x3-a≥0,∴a≤2x3在x∈[2,+∞)上恒成立.∴a≤(2x3)min.∵x∈[2,+∞),y=2x3是单调递增的,∴(2x3)min=16,∴a≤16.当a≤16时,f′(x)=≥0(x∈[2,+∞))有且只有f′(2)=0,∴a的取值范围是a≤16.点评 已知函数单调性求参数的取值范围,可转化为不等式恒成立问题.一般地,函数f(x)在区间I上单调递增(递减)等价于不等式f′(x)≥0(f′(x)≤0)在区间I上
7、恒成立,且在I的任何子区间上不恒为零,然后可借助分离参数等方法求出参数的取值范围,并验证f′(x)=0是否有有限个解.142.利用函数的单调性证明不等式欲证明不等式f(x)>g(x)(或f(x)≥g(x))成立,可以构造函数φ(x)=f(x)-g(x),利用导数进行证明.例3 已知x>0,求证:ex>1+x.证明 设函数f(x)=ex-(1+x),则f′(x)=ex-1.当x>0时,ex>e0=1,所以f′(
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