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1、与导数有关的函数题的统一解题技巧分析 与导数有关的函数题是各省市检测和高考年年必考的题目,形式层出不穷,绝大多数还是区分度颇高的压轴题。许多中上水平的考生往往处理完第一问后,对第二、三问或是匆忙求导眼到手不到形成一堆烂账,或是写了一堆解答过程发现走进死胡同再出来,这样做的结果往往是得分较低,浪费时间,长此以往对科学备考的负面影响较大。究其原因,很多考生表现为不知道自己“起步”错误,具体来说就是对哪个函数求导不明确,或为什么要构造新函数F(x)和如何构造函数F(x)不明确。本文结合近两年的高考题,就解答与导数有关的区分度颇高的函数题,如何走好“动一发而系全身”的第一步,谈如
2、何构造函数F(x),给出程序化的构建模式,以达到“好的开始是成功的一半”的目的。 一、与导数有关的函数题概述 与导数有关的区分度颇高的函数题主要包括:讨论含参(一元参数或二元参数)方程根的个数与范围,含参(一元参数或二元参数)不等式的证明,求含参函数的最值或单调区间,含参(一元参数或二元参数)不等式恒成立时已知含参函数的最值或单调区间求某参数的范围,已知含参(一元参数或二元参数)方程根的个数和范围求某参数的范围等。题目形式虽然千变万化、层出不穷,但本质上就是一道题。本文为使问题说明得更加方便,不妨以f(x)≥g(x)的形式来说明。 二、程序化构造函数F
3、(x)的统一模式 1.直接法:令F(x)=f(x)-g(x)。 2.化积法:若f(x)-g(x)=h(x)k(x),且h(x)≥0,令F(x)=k(x)。 3.伸缩法:若f(x)≥f1(x),则令F(x)=f1(x)-g(x),其中,f1(x)通常可由熟悉的不等式或前一问中的结论得出。 4.控元法:含参问题若已给出参数k的范围,由单调性控元、消元、消参,构建F(x)(F(x)不含参数)。 5.分离变量法:若能分离出变量k≥k(x),则令F(x)=k(x)。 三、程序化构造函数F(x)的统一模式在高考题中的运用
4、 例1(xx年高考新课标全国Ⅱ卷理科卷第21题)已知函数f(x)=ex-ln(x+m)。 (Ⅰ)设x=0是f(x)的极值点,求m,并讨论f(x)的单调性。 (Ⅱ)当m≤2时,证明f(x)>0. (Ⅰ)解:m=1.f(x)在(-1,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增。(解答过程省略) (Ⅱ)证明:当m≤2,x∈(-m,+∞)时,ln(x+2)≥ln(x+m)。记F(x)=ex-ln(x+2),则F′(x)=ex-. ∵F′′(x)=ex+>0,∴F′(x)在(-2,+∞)上单调递增。 ∵F′(0
5、)=1->0,F′(-1)=-1<0,即=,x0=-ln(x0+2),∴F(x0)=-ln(x0+2)=+x0=>0. 当x∈(-2,x0)时,F′(x)<0,此时函数F(x)单调递减;当x∈(x0,+∞)时,F′(x)>0,此时函数F(x)单调递增。 ∴f(x)≥F(x)≥Fmin(x)=F(x0)>0. 小结本题是一道含参不等式的证明题,考生若不假思索地直接采用构造F(x)=左-右,则在求F′(x)=0时会走进死胡同。问题出在含参,因此应该控元,将两个变量变为一个变量,使其常态化。 例2(xx年高考山东理科卷第22题)已知函数f(x)
6、=(k为常数,e=2.71828…是自然对数的底数),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与x轴平行。 (Ⅰ)求k的值。 (Ⅱ)求f(x)的单调区间。 (Ⅲ)设g(x)=(x2+x)f′(x),其中f′(x)为f(x)的导函数。证明:对任意x>0,g(x)<1+e-2. (Ⅰ)解:k=1.(解答过程省略) (Ⅱ)解:函数f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减。(解答过程省略) (Ⅲ)证明:g(x)=(x2+x)·=(1+x)·. 欲证g(x)<1+e-2,即证1-x(ln
7、x+1)<(1+e-2)。① 令F1(x)=1-x(lnx+1),则F(x)=-lnx-2.令F(x)=0,得lnx=-2,∴x=e-2∈(0,+∞)。 当x∈(0,e-2)时,F(x)>0,此时F1(x)单调递增;当x∈(e-2,+∞)时,F(x)<0,此时F1(x)单调递减。∴F1max(x)=F1(e-2)=1+e-2. 令F2(x)=.∵F(x)=