高二下学期期中复习一、导数1.导数的概念:f ′(x )= 0lim→∆x xx f x x f ∆-∆+)()(,导函数也简称导数.2.导数的几何意义和物理意义几何意义:曲线f (x )在某一点(x 0,y 0)处的导数是过点(x 0,y 0)的切线斜率. ⑴函数f(x)在点x 0处有导数,则函数f(x)的曲线在该点处必有切线,且导数值是该切线的斜率;但函数f(x)的曲线在点x 0处有切线,函数f(x)在该点处不一定可导。
如f(x)=x 在x=0有切线,但不可导。
⑵函数y=f(x)在点x 0处的导数的几何意义是指:曲线y=f(x)在点P(x 0,f(x 0))处切线的斜率,即曲线y=f(x)在点P(x 0,f(x 0))处的切线的斜率是f ′(x 0),切线方程为y -f(x 0)=f ′(x 0)(x -x 0)如:①(2004年湖南,13)过点P (-1,2)且与曲线y =3x 2-4x +2在点M (1,1)处的切线平行的直线方程是______.(2x -y +4=0).②点P 在曲线y =x 3-x +32上移动,设点P 处切线的倾斜角为α,求α的范围. 解:∵tan α=3x 2-1, ∴tan α∈[-1,+∞). 当tan α∈[0,+∞)时,α∈[0,2π); 当tan α∈[-1,0)时,α∈[43π,π).∴α∈[0,2π)∪[43π,π).3.求导公式:C ′=0(C 为常数);(x n )′=nx n -1;(sin x )′=cos x ;(cos x )′=-sin x ;(e x)′=e x; (a x)′=a xln a ;(ln x )′=x 1;(log a x )′=x1log a e.. 4.运算法则如果f (x )、g (x )有导数,那么[f (x )±g (x )]'=f '(x )±g ′(x ),[c ·f (x )]'=c f '(x ). ;(uv )′=u ′v +uv ′;(v u )′=2vv u v u '-' (v ≠0). 5.导数的应用:(一).用导数求函数单调区间的一般步骤. ⑴确定函数f(x)的定义区间; ⑵求函数f(x)的导数f ′(x);⑶令f ′(x)>0,或者“0≥”所得x 的范围(区间)为函数f(x)的单调增区间; 令f ′(x)<0,或者“0≤”得单调减区间.特别注意:已知函数式求其单调性与已知单调区间求参数的范围的区别。
如:1.已知a >0,函数f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,则a 的最大值是A.0B.1C.2D.3 解析:f '(x )=3x 2-a 在[1,+∞ )上,f '(x )≥0恒成立,即a ≤3x 2在[1,+∞)上恒成立,∴a ≤3. 答案:D ,评述:f (x )在该区间上为增(减)函数⇒f '(x )≥0(≤0)在该区间上恒成立,. 2..若函数y =-34x 3+bx 有三个单调区间,则b 的取值范围是________.解析:y ′=-4x 2+b ,若y ′值有正、有负,则b >0. 答案:b >03.设f (x )=x 3-22x -2x +5.(1)求f (x )的单调区间;(2)当x ∈[1,2]时,f (x )<m 恒成立,求实数m 的取值范围.解:(1)f '(x )=3x 2-x -2=0,得x =1,-32.在(-∞,-32)和[1,+∞)上'()f x >0,f (x )为增函数;在[-32,1]上f '(x )<0,f (x )为减函数.所以所求f (x )的单调增区间为(-∞,-32]和[1,+∞),单调减区间为[-32,1].(2)当x ∈[1,2]时,显然f '(x )>0,f (x )为增函数,f (x )≤f (2)=7.∴m >7.(二).用导数求函数极值与最值的一般步骤.1.若函数f (x )有导数,它的极值可在方程f '(x )=0的根处来考查,求函数y =f (x )的极值方法如下: ①求函数的定义域②求导数f '(x );③求方程f '(x )=0的根;④检查f '(x )在方程f '(x )=0的根的左右的值的符号,如果左负右正,那么函数y =f (x )在这个根处取得极小值;如果左正右负,那么函数y =f (x )在这个根处取得极大值.2.比较函数在闭区间[a ,b ]内所有的极值,以及f (a )和f (b ),最大者为最大值,最小者为最小值.如:.直线y =a 与函数f (x )=x 3-3x 的图象有三个互不相同的公共点,求a 的取值范围. 解:先求函数f (x )的单调区间,由f '(x )=3x 2-3=0,得x =±1.当x <-1或x >1时,f '(x )>0;当-1<x <1时,f '(x )<0. ∴在(-∞,-1)和(1,+∞)上,f (x )=x 3-3x 是增函数;在(-1,1)上,f (x )=x 3-3x 是减函数,由此可以作出f (x )=x 3-3x 的草图(如图).由图可知,当且仅当-2<a <2时,直线y =a 与函数f (x )=x 3-3x 的图象有三个互不相同的公共点.(06.山东卷)设函数f (x )=a x -(a +1)ln(x +1),其中a ≥-1,求f (x )的单调区间。
解:由已知得函数()f x 的定义域为(1,)-+∞,且'1()(1),1ax f x a x -=≥-+ (1)当10a -≤≤时,'()0,f x <函数()f x 在(1,)-+∞上单调递减,(2)当0a >时,由'()0,f x =解得1.x a ='()f x 、()f x 随x 的变化情况如下表从上表可知当1(1,)x a ∈-时,'()0,f x <函数()f x 在1(1,)a-上单调递减. 当1(,)x a ∈+∞时,'()0,f x >函数()f x 在1(,)a+∞上单调递增. 综上所述:当10a -≤≤时,函数()f x 在(1,)-+∞上单调递减.当0a >时,函数()f x 在1(1,)a -上单调递减,函数()f x 在1(,)a+∞上单调递增. 点评:分类讨论是高考的热点之一,要揣摩其分类的原因和标准。
四、定积分: 1.定积分定义:⎰∑=-=bai ni f nab dx x f )(lim )(1ξ,(一般了解即可) 2.定积分的几何意义: 当f(x)在[]b a ,上大于0时,⎰badx x f )(表示由直线0),(,=≠==y b a b x a x ,和曲线f(x)y =所围成曲边梯形的面积; 当f(x)在[]b a ,上小于0时,⎰badx x f )(表示由直线0),(,=≠==yb a b x a x ,和曲线f(x)y =所围成曲边梯形的面积的相反数.注意:有些定积分可通过几何意义求出,如求0-⎰,因为0-⎰表示41圆的面积,故-⎰=π.3.定积分的性质:①=⎰ba dx x kf )(k ⎰badx x f )(;②⎰±b a dx x f x f ])(21)([=⎰badx x f )(1±⎰badx x f )(2③⎰badx x f )(=⎰c adx x f )(+⎰bcdx x f )( (其中b c a <<)4.微积分基本定理:⎰badx x f )(=)()()(a F b F x F b a -=(其中)()(x f x F =').如:计算由直线4y x =-与曲线22y x =所围成的平面图形的面积(先求出交点坐标A (2,-2)B (8,4),法一对x 积分需要分段积分,法二对y 积分不需要分段积分,答案为:18)二、圆锥曲线1.圆锥曲线的两个定义:椭圆中,与两个定点F 1,F 2的距离的和等于常数2a2a 一定要大于21F F ,当常数等于21F F 时,轨迹是线段F 1F 2,当常数小于21F F 时,无轨迹;双曲线中,与两定点F 1,F 2的距离的差的绝对值等于常数2a ,且此常数2a 一定要小于|F 1F 2|,定义中的“绝对值”与2a <|F 1F 2|不可忽视。
若2a =|F 1F 2|,则轨迹是以F 1,F 2为端点的两条射线,若2a ﹥|F 1F 2|,则轨迹不存在。
若去掉定义中的绝对值则轨迹仅表示双曲线的一支。
如(1)已知定点)0,3(),0,3(21F F -,在满足下列条件的平面上动点P 的轨迹中是椭圆的是 A .421=+PF PF B .621=+PF PF C .1021=+PF PF D .122221=+PF PF (答:C );(2)8=表示的曲线是_____(答:双曲线的左支) 抛物线的定义:平面上到定点的距离等于到定直线的距离的动点的轨迹。
特别要注意:解题时要尽量多的考虑使用定义。
如已知点)0,22(Q 及抛物线42x y =上一动点P (x ,y ),则y+|PQ|的最小值是_(答:2)2.圆锥曲线的标准方程(标准方程是指中心(顶点)在原点,坐标轴为对称轴时的标准位置的方程):(1)椭圆:焦点在x 轴上时12222=+b y a x (0a b >>);焦点在y 轴上时2222b x a y +=1(0a b >>)。
如:已知方程12322=-++ky k x 表示椭圆,则k 的取值范围为(答:11(3,)(,2)22---);(2)双曲线:焦点在x 轴上:2222b y a x - =1,焦点在y 轴上:2222b x a y -=1(0,0a b >>)。
如(1)双曲线的离心率等于25,且与椭圆14922=+y x 有公共焦点,则该双曲线的方程_______(答:2214x y -=); (2)设中心在坐标原点O ,焦点1F 、2F 在坐标轴上,离心率2=e 的双曲线C 过点)10,4(-P ,则C 的方程为_______(答:226x y -=)(3)抛物线:开口向右时22(0)y px p =>,开口向左时22(0)y px p =->,开口向上时22(0)x py p =>,开口向下时22(0)x py p =->。
3.圆锥曲线焦点位置的判断(首先化成标准方程,然后再判断): (1)椭圆:由x 2,y 2分母的大小决定,焦点在分母大的坐标轴上。