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时间:2020-03-17
《江苏专用2018版高考数学复习第三章导数及其应用3.2导数的应用第3课时导数与函数的综合问题课件文苏教版.pptx》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、§3.2导数的应用第3课时 导数与函数的综合问题课时作业题型分类 深度剖析内容索引题型分类 深度剖析题型一 导数与不等式有关的问题命题点1解不等式例1设f(x)是定义在R上的奇函数,f(2)=0,当x>0时,有<0恒成立,则不等式x2f(x)>0的解集是____________________.答案解析(-∞,-2)∪(0,2)又φ(2)=0,∴当且仅当00,此时x2f(x)>0.又f(x)为奇函数,∴h(x)=x2f(x)也为奇函数.故x2f(x)>0的解集为(-∞,-2)∪(0,2).命题点2证明不等式例2(2
2、016·全国丙卷)设函数f(x)=lnx-x+1.(1)讨论f(x)的单调性;解答由题设,f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-1,令f′(x)=0,解得x=1.当00,f(x)单调递增;当x>1时,f′(x)<0,f(x)单调递减.(2)证明:当x∈(1,+∞)时,1<3、得x=1;当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.(2)如果当x≥1时,不等式f(x)≥恒成立,求实数k的取值范围.解答所以h(x)≥h(1)=1,所以g′(x)>0,所以g(x)为单调增函数,所以g(x)≥g(1)=2,故k≤2.所以实数k的取值范围是(-∞,2].引申探究本题(2)中,若改为存在x0∈[1,e],使不等式f(x)≥成立,求实数k的取值范围.解答(1)利用导数解不等式的思路已知一个含f′(x)的不等式,可得到和f(x)有关的函数的单调性,然后可利用函4、数单调性解不等式.(2)利用导数证明不等式的方法证明f(x)5、x2-1),a∈R.(1)当a=-1时,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;解答当a=-1时,f(x)=x2lnx+x2-1,f′(x)=2xlnx+3x.则曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=3.又f(1)=0,所以切线方程为3x-y-3=0.(2)若当x≥1时,f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.解答f′(x)=2xlnx+(1-2a)x=x(2lnx+1-2a),其中x≥1.所以函数f(x)在[1,+∞)上单调递增.故f(x)≥f(1)=0.若x∈[1,],则f′(x)<0,所以函数f(x)在[6、1,)上单调递减,所以当x∈[1,)时,f(x)≤f(1)=0,不符合题意.题型二 利用导数研究函数零点问题例4(2016·扬州模拟)设函数f(x)=xex-asinxcosx(a∈R,其中e是自然对数的底数).(1)当a=0时,求f(x)的极值;解答几何画板展示当a=0时,f(x)=xex,f′(x)=ex(x+1),令f′(x)=0,得x=-1.列表如下:x(-∞,-1)-1(-1,+∞)f′(x)-0+f(x)↘极小值↗(2)若对于任意的x∈[0,],f(x)≥0恒成立,求a的取值范围;解答①当a≤0时,由于对于任意x∈[0,7、],有sinxcosx≥0,所以f(x)≥0恒成立,即当a≤0时,符合题意;②当01时,f′(0)=1-a<0,设f′(α)=0,其中α是f′(x)=0中最接近x=0的零点.所以f(x)在(0,α)上为减函数,此时f(x)1时,不符合题意.综上所述,a的取值范围是(-∞,1].(3)是否存在实数a,使得函数f(x)在8、区间(0,)上有两个零点?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.解答当a>1时,f′(x)=ex(x+1)-acos2x.令g(x)=ex(x+1)-acos2x,则g′(x)=ex(x+2)+2
3、得x=1;当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.(2)如果当x≥1时,不等式f(x)≥恒成立,求实数k的取值范围.解答所以h(x)≥h(1)=1,所以g′(x)>0,所以g(x)为单调增函数,所以g(x)≥g(1)=2,故k≤2.所以实数k的取值范围是(-∞,2].引申探究本题(2)中,若改为存在x0∈[1,e],使不等式f(x)≥成立,求实数k的取值范围.解答(1)利用导数解不等式的思路已知一个含f′(x)的不等式,可得到和f(x)有关的函数的单调性,然后可利用函
4、数单调性解不等式.(2)利用导数证明不等式的方法证明f(x)5、x2-1),a∈R.(1)当a=-1时,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;解答当a=-1时,f(x)=x2lnx+x2-1,f′(x)=2xlnx+3x.则曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=3.又f(1)=0,所以切线方程为3x-y-3=0.(2)若当x≥1时,f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.解答f′(x)=2xlnx+(1-2a)x=x(2lnx+1-2a),其中x≥1.所以函数f(x)在[1,+∞)上单调递增.故f(x)≥f(1)=0.若x∈[1,],则f′(x)<0,所以函数f(x)在[6、1,)上单调递减,所以当x∈[1,)时,f(x)≤f(1)=0,不符合题意.题型二 利用导数研究函数零点问题例4(2016·扬州模拟)设函数f(x)=xex-asinxcosx(a∈R,其中e是自然对数的底数).(1)当a=0时,求f(x)的极值;解答几何画板展示当a=0时,f(x)=xex,f′(x)=ex(x+1),令f′(x)=0,得x=-1.列表如下:x(-∞,-1)-1(-1,+∞)f′(x)-0+f(x)↘极小值↗(2)若对于任意的x∈[0,],f(x)≥0恒成立,求a的取值范围;解答①当a≤0时,由于对于任意x∈[0,7、],有sinxcosx≥0,所以f(x)≥0恒成立,即当a≤0时,符合题意;②当01时,f′(0)=1-a<0,设f′(α)=0,其中α是f′(x)=0中最接近x=0的零点.所以f(x)在(0,α)上为减函数,此时f(x)1时,不符合题意.综上所述,a的取值范围是(-∞,1].(3)是否存在实数a,使得函数f(x)在8、区间(0,)上有两个零点?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.解答当a>1时,f′(x)=ex(x+1)-acos2x.令g(x)=ex(x+1)-acos2x,则g′(x)=ex(x+2)+2
5、x2-1),a∈R.(1)当a=-1时,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;解答当a=-1时,f(x)=x2lnx+x2-1,f′(x)=2xlnx+3x.则曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=3.又f(1)=0,所以切线方程为3x-y-3=0.(2)若当x≥1时,f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.解答f′(x)=2xlnx+(1-2a)x=x(2lnx+1-2a),其中x≥1.所以函数f(x)在[1,+∞)上单调递增.故f(x)≥f(1)=0.若x∈[1,],则f′(x)<0,所以函数f(x)在[
6、1,)上单调递减,所以当x∈[1,)时,f(x)≤f(1)=0,不符合题意.题型二 利用导数研究函数零点问题例4(2016·扬州模拟)设函数f(x)=xex-asinxcosx(a∈R,其中e是自然对数的底数).(1)当a=0时,求f(x)的极值;解答几何画板展示当a=0时,f(x)=xex,f′(x)=ex(x+1),令f′(x)=0,得x=-1.列表如下:x(-∞,-1)-1(-1,+∞)f′(x)-0+f(x)↘极小值↗(2)若对于任意的x∈[0,],f(x)≥0恒成立,求a的取值范围;解答①当a≤0时,由于对于任意x∈[0,
7、],有sinxcosx≥0,所以f(x)≥0恒成立,即当a≤0时,符合题意;②当01时,f′(0)=1-a<0,设f′(α)=0,其中α是f′(x)=0中最接近x=0的零点.所以f(x)在(0,α)上为减函数,此时f(x)1时,不符合题意.综上所述,a的取值范围是(-∞,1].(3)是否存在实数a,使得函数f(x)在
8、区间(0,)上有两个零点?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.解答当a>1时,f′(x)=ex(x+1)-acos2x.令g(x)=ex(x+1)-acos2x,则g′(x)=ex(x+2)+2
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