导数大题专题【点评】导数常作为高考的压轴题,对考生的能力要求非常高,它不仅要求考生牢固掌握基础知识、基本技能,还要求考生具有较强的分析能力和计算能力.估计以后对导数的考查力度不会减弱。
作为压轴题,主要是涉及利用导数求最值解决恒成立问题,利用导数证明不等式等,常伴随对参数的讨论,这也是难点之所在.一、常用结论1. sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为sin 1x x <,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. 2.1x e x >+ 3.ln(1)x x >+ 4. ln ,0x x x e x <<>.二、导数题型1.导数单调性、极值、最值的直接应用 2.交点与根的分布 3. 不等式证明(1)作差证明不等式(2)变形构造函数证明不等式(3)替换构造不等式证明不等式4. 不等式恒成立求字母范围(1)恒成立之最值的直接应用(2)恒成立之分离常数(3)恒成立之讨论字母范围5.函数与导数性质的综合运用 6. 导数应用题7. 导数结合三角函数【考点例题解析】一、导数单调性、极值、最值的直接应用例题1.(切线)设函数a x x f -=2)(.(1)当1=a 时,求函数)()(x xf x g =在区间]1,0[上的最小值;(2)当0>a 时,曲线)(x f y =在点)))((,(111a x x f x P >处的切线为l ,l 与x 轴交于点)0,(2x A 求证:a x x >>21.例题2(天津理20,极值比较讨论)已知函数22()(23)(),x f x x ax a a e x =+-+∈R 其中a ∈R⑴当0a =时,求曲线()(1,(1))y f x f =在点处的切线的斜率; ⑵当23a≠时,求函数()f x 的单调区间与极值.变式 1.(最值,按区间端点讨论)已知函数f(x)=lnx -a x.(1)当a>0时,判断f(x)在定义域上的单调性;(2)若f(x)在[1,e]上的最小值为32,求a 的值.2.已知函数)1ln(21)(2x ax x x f +--=,其中a ∈R . (Ⅰ)若2x =是)(x f 的极值点,求a 的值;(Ⅱ)求)(x f 的单调区间;(Ⅲ)若)(x f 在[0,)+∞上的最大值是0,求a 的取值范围.3.已知函数()ln ,().x f x x g x e ==⑴若函数φ (x) = f (x)-11x x +-,求函数φ (x)的单调区间; ⑵设直线l 为函数f (x)的图象上一点A(x0,f (x 0))处的切线,证明:在区间(1,+∞)上存在唯一的x 0,使得直线l 与曲线y=g(x)相切.二、交点与根的分布1、(2008四川22,交点个数与根的分布)已知3x =是函数2()ln(1)10f x a x x x =++-的一个极值点. ⑴求a ;⑵求函数()f x 的单调区间; ⑶若直线y b =与函数()y f x =的图像有3个交点,求b 的取值范围.2.(2011省模,利用⑴的结论,转化成根的分布分题)已知a ∈R ,函数()ln 1,()(ln 1),x a f x x g x x e x x =+-=-+(其中 2.718e ≈) (I )求函数()f x 在区间(]0,e 上的最小值;(II )是否存在实数(]00,x e ∈,使曲线()yg x =在点0x x =处的切线与y 轴垂直?若存在,求出0x 的值;若不存在,请说明理由。
变式1.已知函数x x f =)(,函数x x f x g sin )()(+=λ是区间[-1,1]上的减函数.(I )求λ的最大值;(II )若]1,1[1)(2-∈++<x t t x g 在λ上恒成立,求t 的取值范围;(Ⅲ)讨论关于x 的方程m ex x x f x +-=2)(ln 2的根的个数.2.已知函数()()323,f x ax bx x a b R =+-∈在点()()1,1f 处的切线方程为20y +=. ⑴求函数()f x 的解析式;⑵若对于区间[]2,2-上任意两个自变量的值12,x x 都有()()12f x f x c -≤,求实数c 的最小值; ⑶若过点()()2,2Mm m ≠可作曲线()y f x =的三条切线,求实数m 的取值范围.三、不等式证明1、作差证明不等式1.(2010湖南,最值、作差构造函数)已知函数x x x f -+=)1ln()(.(1)求函数)(x f 的单调递减区间;(2)若1->x ,求证:111+-x ≤)1ln(+x ≤x .2.(2007湖北20,转换变量,作差构造函数,较容易) 已知定义在正实数集上的函数21()22f x x ax =+,2()3lng x a x b =+,其中0a >.设两曲线()y f x =,()y g x =有公共点,且在该点处的切线相同.⑴用a 表示b ,并求b 的最大值;⑵求证:当0x >时,()()f x g x ≥.3.(2009全国II 理21,字母替换,构造函数)设函数()()2ln 1f x x a x =++有两个极值点12x x 、,且12x x <⑴求a 的取值范围,并讨论()f x 的单调性; ⑵证明:()212ln 24f x ->.2、变形构造函数证明不等式1.(变形构造新函数,一次)已知函数()(1)ln f x a x ax =+-.⑴试讨论()f x 在定义域内的单调性;⑵当a <-1时,证明:12,(0,1)x x ∀∈,1212|()()|1||f x f x x x ->-.求实数m 的取值范围.2.(2011辽宁理21,变形构造函数,二次)已知函数1ln )1()(2+++=ax x a x f .⑴讨论函数)(x f 的单调性; ⑵设1-<a ,如果对任意),0(,21+∞∈x x ,|)()(|21x f x f -≥||421x x -,求a 的取值范围.3、替换构造不等式证明不等式1、(第3问用第2问)已知217()ln ,()(0)22f x x g x x mx m ==++<,直线l 与函数(),()f x g x 的图像都相切,且与函数()f x 的图像的切点的横坐标为1。
(I )求直线l 的方程及m 的值;(II )若()(1)'()()h x f x g x =+-其中g'(x)是g(x)的导函数,求函数()h x 的最大值。
(III )当0b a <<时,求证:()(2).2b a f a b f a a -+-<2、(替换构造不等式)已知函数1)(2++=x b ax x f 在点))1(,1(--f 的切线方程为03=++y x . ⑴求函数()f x 的解析式; ⑵设x x g ln )(=,求证:)(x g ≥)(x f 在),1[+∞∈x 上恒成立;(反比例,变形构造) ⑶已知b a <<0,求证:222ln ln ba a ab a b +>--.(替换构造)3、已知()22(0)b f x ax a a x=++->的图像在点(1,(1))f 处的切线与直线21y x =+平行. (1)求a ,b 满足的关系式;(2)若()2ln )f x x ≥∞在[1,+上恒成立,求a 的取值范围;(3)证明:11111(21)()3521221n n n n n +++++>++∈-+12)12ln(21+++n n n (n ∈N*)四、不等式恒成立求字母范围1、恒成立之最值的直接应用1、(2011北京理18倒数第3大题,最值的直接应用) 已知函数2()()x k f x x k e =-。
⑴求()f x 的单调区间;⑵若对于任意的(0,)x ∈+∞,都有()f x ≤1e,求k 的取值范围.2、恒成立之分离常数2、(分离常数) 已知函数()ln 1,.a f x x a R x =+-∈ (1) 若()y f x =在0(1,)P y 处的切线平行于直线1y x =-+,求函数()y f x =的单调区间;(2) 若0a >,且对(0,2]x e ∈时,()0f x >恒成立,求实数a 的取值范围.2、(恒成立,分离常数,涉及整数、较难的处理)已知函数).0()1ln(1)(>++=x xx x f (Ⅰ)试判断函数),0()(+∞在x f 上单调性并证明你的结论; (Ⅱ)若1)(+>x k x f 恒成立,求整数k 的最大值;(较难的处理) (Ⅲ)求证:(1+1×2)(1+2×3)…[1+n(n+1)]>e 2n -3.3、恒成立之讨论字母范围1、(2007全国I ,利用均值,不常见)设函数()e e x x f x -=-.⑴证明:()f x 的导数()2f x '≥;⑵若对所有0x ≥都有()f x ax ≥,求a 的取值范围.2.已知函数1ln )1()(+-+=x x x b x f ,斜率为1的直线与)(x f 相切于(1,0)点. (Ⅰ)求()()ln h x f x x x =-的单调区间;(Ⅱ)当实数01a <<时,讨论21()()()ln 2g x f x a x x ax =-++的极值点。
(Ⅲ)证明:(1)()0x f x -≥.五、导数结合三角函数1、已知函数x x f =)(,函数x x f x g sin )()(+=λ是区间[-1,1]上的减函数.(I )求λ的最大值;(II )若]1,1[1)(2-∈++<x t t x g 在λ上恒成立,求t 的取值范围;(Ⅲ)讨论关于x 的方程m ex x x f x +-=2)(ln 2的根的个数.2、设函数2()()f x x x a =--(x ∈R ),其中a ∈R .(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点(2(2))f ,处的切线方程;(Ⅱ)当0a ≠时,求函数()f x 的极大值和极小值; (Ⅲ)当3a >,[]10k ∈-,时,若不等式22(cos )(cos )f k x f k x --≥对任意的x ∈R 恒成立,求k 的值。
六、函数与导数性质的综合运用1、(综合运用)已知函数()()x f x xe x -=∈R ⑴求函数()f x 的单调区间和极值;⑵已知函数()y g x =的图象与函数()y f x =的图象关于直线1x =对称,证明当1x >时,()()f x g x > ⑶如果12x x ≠,且12()()f x f x =,证明122x x +>2、已知函数()ln(1),()1x f x x g x e =+=-,(Ⅰ)若()()F x f x px =+,求()F x 的单调区间;(Ⅱ)对于任意的210x x >>,比较21()()f x f x -与21()g x x -的大小,并说明理由.七、导数应用题如图,ABCD 是正方形空地,正方形的边长为30m ,电源在点P 处,点P 到边AD 、AB 的距离分别为9m 、3m ,某广告公司计划在此空地上竖一块长方形液晶广告屏幕MNEF ,MN :NE=16:9,线段MN 必须过点P ,满足M 、N 分别在边AD 、AB 上,设()AN x m =,液晶广告屏幕MNEF 的面积为2().S m(I )求S 关于x 的函数关系式,并写出该函数的定义域;(II )当x 取何值时,液晶广告屏幕MNEF 的面积S 最小?。