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1、导数的应用题型总结类型一利用导数研究函数的单调性1.导数的符号与函数单调性关系(1)若f′(x)>0,则f(x)为增函数;若f′(x)<0,则f(x)为减函数;若f′(x)=0恒成立,则f(x)为常数函数;若f′(x)的符号不确定,则f(x)不是单调函数.(2)若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递增,则f′(x)≥0;若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调递减,则f′(x)≤0.2.利用导数求函数单调区间的步骤:(1)求f′(x);(2)求方程f′(x)=0的根,设根为x1,x2,…xn;(3)x1,x2,…xn将给定区间分成n+1个子区间,再在每一个子区间内判断f′(
2、x)的符号,由此确定每一子区间的单调性.3.已知函数的单调性求参数的取值范围有两种思路:(1)转化为不等式在某区间上恒成立问题,即f′(x)≥0(≤0)恒成立,用分离参数求最值或函数性质求解,注意验证使f′(x)=0的参数是否符合题意.(2)构造关于参数的不等式求解,即令f′(x)>0(<0)求得用参数表示的单调区间,结合所给区间,利用区间端点列不等式求参数.特别提醒:利用导数研究函数单调区间,注意验证区间端点是否符合题意.【例1】已知x∈R,奇函数f(x)=x3-ax2-bx+c在[1,+∞)上单调,则字母a,b,c应满足的条件是什么?【审题指导】f(x)在[1,+∞)上单调
3、,则f′(x)≥0或f′(x)≤0恒成立,或者[1,+∞)是f(x)单调区间的子集.【规范解答】∵f(x)为奇函数,∴f(0)=0⇒c=0;f(x)+f(-x)=0⇒a=0.∴f′(x)=3x2-b.方法一:若f(x)在x∈[1,+∞)上是增函数,则f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,即b≤(3x2)min=3.若f(x)在x∈[1,+∞)上是减函数,则f′(x)≤0在[1,+∞)上恒成立,这样的b不存在.综上可得:a=c=0,b≤3.方法二:若f(x)在x∈[1,+∞)上是增函数,若b≤0,f′(x)=3x2-b≥0恒成立,符合题意;若b>0,则由f′(x)=3x2-b≥0
4、得,即f(x)的单调区间是所以0<b≤3.∴b≤3.若f(x)在x∈[1,+∞)上是减函数,f′(x)≤0恒成立,这样的b不存在.综上可得:a=c=0,b≤3.类型二利用导数求函数的极值和最值1.导数对于函数极值与最值的作用:函数的极值与最值是函数的重要性质,最值与极值有着密切的关系,而极值是函数在某点处的特殊性质,初等方法难以刻画,因而导数就成为研究函数极值的有力工具.2.求函数f(x)的极值的步骤及注意事项:(1)求导数f′(x);(2)求方程f′(x)=0的根(x为可能的极值点);(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格.检查f′(x)
5、在方程根左右的值的符号,求出极大值和极小值.3.利用导数求函数f(x)在区间[a,b]上最值的步骤及注意事项:(1)求f(x)在区间[a,b]内的极值(极大值或极小值);(2)将y=f(x)的各极值与f(a)、f(b)比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.特别提醒:①当f(x)在区间[a,b]上单调时,最值在端点处取得.②若函数f(x)在区间[a,b]内只有一个极大值(或极小值),则该极大值(或极小值)即为函数f(x)在区间[a,b]内的最大值(或最小值).【例2】函数f(x)=x3+ax2+bx+c,过曲线y=f(x)上的点P(1,f(1))的切线方程为y=3x+
6、1.(1)若y=f(x)在x=-2时有极值,求f(x)的表达式;(2)在(1)的条件下,求y=f(x)在[-3,1]上的最大值.【审题指导】(1)由切线方程可得f(1)=4,f′(1)=3,又y=f(x)在x=-2时有极值,所以f′(-2)=0,构造三个方程求三个系数a,b,c.(2)求导,求极值,列表求最值.【规范解答】(1)由f(x)=x3+ax2+bx+c,求导数得f′(x)=3x2+2ax+b,过y=f(x)上的点P(1,f(1))的切线方程为:y-f(1)=f′(1)(x-1),即为:y-(a+b+c+1)=(3+2a+b)·(x-1),而过P(1,f(1))的切线方
7、程是y=3x+1,又y=f(x)在x=-2时有极值,∴f′(-2)=0,∴-4a+b=-12,②联立①②解得:a=2,b=-4,c=5,即f(x)=x3+2x2-4x+5.(2)f′(x)=3x2+4x-4=(3x-2)(x+2),令f′(x)=0,则x=-2或当x在[-3,1]变化时,f(x)、f′(x)的变化如表:f(x)极大值=f(-2)=13,又∵f(1)=4,∴f(x)在区间[-3,1]上的最大值是13.类型三导数在实际问题中的应用1.利用导数求实际问题的最大(小)值的一般方法:(