含参数导数的解题策略导数是研究函数性质的一种重要工具,利用导数可判断函数单调性、极值、最值等,其中渗透并充分利用着构造函数、分类讨论、转化与化归、数形结合等重要思想方法,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。
而含参数的导数问题是近年来高考的难点和热点,本文着重就含参数导数的几种常见的解题策略加以归纳. 一、分离参数,转化为最值策略在给出的不等式中,如果能通过恒等变形分离出参数,即:若()a f x ≥恒成立,只须求出()max f x ,则()max a f x ≥;若()a f x ≤恒成立,只须求出()min f x ,则()min a f x ≤,转化为函数求最值.例1、已知函数x x x f ln )(=.(Ⅰ)求)(x f 的最小值; (Ⅱ)若对所有1≥x 都有,1)(-≥ax x f 求实数a 的取值范围.二、导数为0的点是否在定义域内,分类讨论策略求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式),但不知导函数为零的实根是否落在定义域内,所以必须分类,通过令导函数为零的实根等于定义域端点值,求分点,从而引起讨论.例2.已知a 是实数,函数))(2a x xx f -=(. (Ⅰ)若3)1(='f ,求a 的值及曲线)(x f y =在点))1(,1(f 处的切线方程; (Ⅱ)求)(x f 在区间[0,2]上的最大值.三、导函数为0是否存在,分类讨论策略求导后,考虑导函数为零是否有实根(或导函数的分子能否分解因式),涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定,所以必须分类,通过导函数是二次函数或者与二次函数有关,令△=0,求分点,从而引起讨论.例3、已知函数,,讨论在定义域上的单调性.四、导函数为0的方程的根大小不确定,分类讨论策略求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式), 导函数为零的实根也落在定义域内,但这些实根的大小关系不确定,分不了区间.所以必须分类,通过令几个根相等求分点,从而引起讨论.例4、已知0>m ,讨论函数xe m x m mx xf 63)1(3)(2++++=的单调性.练习求导后,考虑导函数为零是否有实根(或导函数的分子能否分解因式),从而引起讨论。
一、求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式),但不知导函数为零的实根是否落在定义域内,从而引起讨论。
二、求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式), 导函数为零的实根也落在定义域内,但不知这些实根的大小关系,从而引起讨论。
三、1.08广东(理) 设k R ∈,函数1,11(),()(),1x x f x F x f x kx x R x ⎧<⎪-==-∈⎨⎪≥⎩,试讨论函数()F x 的单调性。
2. (08浙江理)已知a 是实数,函数())f x x a =-(Ⅰ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)设()g a 为()f x 在区间[]0,2上的最小值。
(i )写出()g a 的表达式;(ii )求a 的取值范围,使得()62g a -≤≤-。
3(07天津理)已知函数()()22211ax a f x x R x -+=∈+,其中a R ∈。
(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在点()()2,2f 处的切线方程; (Ⅱ)当0a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。
4(07高考山东理改编)设函数()()2ln 1f x x b x =++,其中0b ≠,求函数()f x 的极值点。
含参数导数的解题策略例1、解:(Ⅰ)略. (Ⅱ)∵ 对所有1≥x 都有1)(-≥ax x f , ∴ 对所有1≥x 都有1ln -≥ax x x ,即.1ln xx a +≤ 记),0(,1ln )(>+=x x x x g 只需 .)(min x g a ≤ 令,011)('2=-=x x x g 解得.1=x.100)(',10)('<<⇔<>⇔>x x g x x g∴ 当1=x 时,)(x g 取最小值.1)1(=g ∴ .1≤a 即a 的取值范围是{}.1≤a a 例2. 解:(I )略.(II )令'()0f x =,解得1220,3ax x ==. 当203a≤,即0≤a 时,()f x 在[0,2]上单调递增,从而max (2)84f f a ==-. 当223a ≥时,即3≥a 时,()f x 在[0,2]上单调递减,从而max (0)0f f ==.当2023a <<,即03a <<,()f x 在20,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在2,23a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,从而 max84,0 2.0,2 3.a a f a -<≤⎧⎪=⎨<<⎪⎩ 综上所述,max84, 2.0, 2.a a f a -≤⎧⎪=⎨>⎪⎩ 例3、 解:由已知得22()21,(0)a x x af x x x x x-+'=-+=>, (1)当180a ∆=-≤,18a ≥时,()0f x '≥恒成立,()f x 在(0,)+∞上为增函数. (2)当180a ∆=->,18a <时,1)108a <<时,11022->>,()f x在11[22+上为减函数,()f x 在)+∞上为增函数, 2)当0a <时,,故()f x 在1[0,]2+上为减函数, ()f x 在[,+∞)上为增函数. 综上,当18a ≥时,()f x 在(0,)+∞上为增函数.当108a <<时,()f x 在上为减函数,()f x 在11(0,],[)22-++∞上为增函数, 当0<a 时,()f x 在(0,]上为减函数,()f x 在[, +∞)上为增函数.例4、解:xex m mx x f 3)3()(2-+--=',设3)3()(2-+--=x m mx x g ,令0)(=x g ,得mx 31-=,12-=x . 1)当30<<m 时,21x x <,在区间)3,(m--∞,),1(+∞-上0)(<x g ,即0)(<'x f ,所以)(x f 在区间)3,(m--∞,),1(+∞-上是减函数; 在区间)13(--,m ,0)(>x g ,即0)(>'x f ,所以)(x f 在区间)13(--,m上是增函数;2)当3=m 时,21x x =,在区间)1,(--∞,),1(+∞-上0)(<x g ,即0)(<'x f ,又)(x f 在1=x 处连续,所以)(x f 在区间),(+∞-∞上是减函数;3)当3>m 时,21x x >,在区间)1,(--∞,)3(∞+-,m上0)(<x g ,即0)(<'x f ,所以)(x f 在区间)1,(--∞,)3(∞+-,m上是减函数; 在区间)31(m --,上,0)(>x g ,即0)(>'x f ,所以)(x f 在区间)31(m--,上是增函数.练习1.解:()()2211,11,1,11()(),'(),11k x x kx x x x F x f x kx F x kx x x ⎧--<⎪⎧-<-⎪⎪-=-==⎨⎨⎪⎪≥⎩>⎪⎩。
考虑导函数'()0F x =是否有实根,从而需要对参数k 的取值进行讨论。
(一)若1x <,则()()2211'()1k x F x x --=-。
由于当0k ≤时,'()0F x =无实根,而当0k >时,'()0F x =有实根,因此,对参数k 分0k ≤和0k >两种情况讨论。
(1) 当0k ≤时,'()0F x ≥在(,1)-∞上恒成立,所以函数()F x 在(,1)-∞上为增函数;(2) 当0k >时,()()2211'()11k x F x x x --==--。
由'()0F x =,得121,1x x ⎛⎛== ⎝⎝,因为0k >,所以121x x <<。
由'()0F x >,得11x <<;由'()0F x <,得1x <- 因此,当0k >时,函数()F x在(,1-∞上为减函数,在(1上为增函数。
(二)若1x >,则'()F x =0k ≥时,'()0F x =无实根,而当0k <时,'()0F x =有实根,因此,对参数k 分0k ≥和0k <两种情况讨论。
(1) 当0k ≥时,'()0F x <在[)1,+∞上恒成立,所以函数()F x 在[)1,+∞上为减函数;(2) 当0k <时,1'()k F x ⎫-⎪==。
由'()0F x >,得2114x k >+;由'()0F x <,得21114x k<<+。
因此,当0k <时,函数()F x 在211,14k ⎡⎫+⎪⎢⎣⎭上为减函数,在211,4k ⎡⎫++∞⎪⎢⎣⎭上为增函数。
综上所述:(1) 当0k >时,函数()F x在(,1-∞上为减函数,在(1上为增函数,在[)1,+∞上为减函数。
(2) 当0k =时,函数()F x 在(,1)-∞上为增函数,在[)1,+∞上为减函数。
(3) 当0k <时,函数()F x 在(,1)-∞上为增函数,在211,14k ⎡⎫+⎪⎢⎣⎭上为减函数,在211,4k ⎡⎫++∞⎪⎢⎣⎭上为增函数。
2.解:(Ⅰ)函数的定义域为[)0,+∞,())'30a x f x x ⎛⎫- ⎪===>,由'()0f x =得3a x =。
考虑3a 是否落在导函数'()f x 的定义域()0,+∞内,需对参数a 的取值分0a ≤及0a >两种情况进行讨论。
(1) 当0a ≤时,则'()0f x >在()0,+∞上恒成立,所以()f x 的单调递增区间为[)0,+∞。
(2) 当0a >时,由'()0f x >,得3a x >;由'()0f x <,得03a x <<。
因此,当0a >时,()f x 的单调递减区间为0,3a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,()f x 的单调递增区间为,3a ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭。