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高考文科数学导数专题复习(最新整理)
考点一 导数的计算
【例 1】 求下列函数的导数:
( ) 1 1
(1)y=exln x;(2)y=x x2+ + ; x x3
( ) 1
1
1
解 (1)y′=(ex)′ln x+ex(ln x)′=exln x+ex = ln x+ ex.(2)因为 y=x3+1+ ,
x
x
x2
( )1
2
所以 y′=(x3)′+(1)′+ ′=3x2- .
【训练 2】(2017·威海质检)已知函数 f(x)=xln x,若直线 l 过点(0,-1),并且与曲线 y=f(x)相切,则直
线 l 的方程为( )A.x+y-1=0 B.x-y-1=0 C.x+y+1=0 D.x-y+1=0
(2)∵点 (0, - 1)不 在 曲 线 f(x)= xln x 上 , ∴设 切 点 为 (x0, y0).又 ∵f′(x)= 1+ ln x, ∴
3
3
9
( )4 16a 8
1
- = - =0,解得 a= .
3 33
2
( ) ( ) ( ) ( ) 1
3
1
15
1
(2)由(1)得 g(x)= x3+x2 ex 故 g′(x)= x2+2x ex+ x3+x2 ex= x3+ x2+2x ex= x(x+1)(x+4)ex.令
2
2
2
22
2
g′(x)<0,得 x(x+1)(x+4)<0.解之得-1<x<0 或 x<-4.所以 g(x)的单调减区间为(-1,0),(-∞,-4).
xx
( ) ( ) 1
1
1
由 f′(x)=0 有 x= ,当 x∈ 0, 时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当 x∈ ,+∞ 时,f′(x)>0,
2a
2a
2a
f(x)单调递增.(2)证明 令 s(x)=ex-1-x,则 s′(x)=ex-1-1.当 x>1 时,s′(x)>0,所以 ex-1>x,从而 g(x)=
函数 f(x)=ln x+ax 的图象存在与直线 2x-y=0 平行的切线,即 f′(x)=2 在(0,+∞)上有解,而 f′(x)=
1
1
1
1
+a,即 +a 在(0,+∞)上有解,a=2- ,因为 a>0,所以 2- <2,所以 a 的取值范围是(-∞,2).答案
x
x
x
x
(2)(-∞,2)
2.点 P 是曲线 x2-y-ln x=0 上的任意一点,则点 P 到直线 y=x-2 的最小距离为( )
4 x2 x
2
4
5
x5
3
x2-4x-5
-2,解得 a= .(2)由(1)知 f(x)= + -ln x- ,(x>0).则 f′(x)=
.令 f′(x)=0,解得 x=-
4
4 4x
2
4x2
1 或 x=5.但-1∉(0,+∞),舍去.当 x∈(0,5)时,f′(x)<0;当 x∈(5,+∞)时,f′(x)>0.∴f(x)的增区间
切线方程是________.解析 (1)设 x>0,则-x<0,f(-x)=ex-1+x.又 f(x)为偶函数,f(x)=f(-x)=ex-1+x,
所以当 x>0 时,f(x)=ex-1+x.因此,当 x>0 时,f′(x)=ex-1+1,f′(1)=e0+1=2.则曲线 y=f(x)在点(1,
2)处的切线的斜率为 f′(1)=2,所以切线方程为 y-2=2(x-1),即 2x-y=0. 答案 2x-y=0
{ ) y0=x0ln x0,
y0+1=(1+ln x0)x0, 解得 x0=1,y0=0.∴切点为(1,0),∴f′(1)=1+ln 1=1.∴直线 l 的方程为 y=x-
1,即 x-y-1=0.答案 B
命题角度二 求切点坐标
1 【例 3】 (2017·西安调研)设曲线 y=ex 在点(0,1)处的切线与曲线 y= (x>0)上点 P 处的切线垂直,则 P 的坐
命题角度三 求与切线有关的参数值(或范围)
【例 4】 (2015·全国Ⅱ卷)已知曲线 y=x+ln x 在点(1,1)处的切线与曲线 y=ax2+(a+2)x+1 相切,则 a=
________.
1
解析 由 y=x+ln
x,得
y′=1+ ,得曲线在点(1,1)处的切线的斜率为 x
k=y′|x=1=2,所以切线方程为
xa
3
【训练 2】
已知函数 f(x)=4+x-ln
x- ,其中 a∈R,且曲线 y=f(x)在点(1,f(1))处的切线垂直于直线 y= 2
1 x.(1)求 a 的值;(2)求函数 f(x)的单调区间. 2
1a1
1
3
解 (1)对 f(x)求导得 f′(x)= - - ,由 f(x)在点(1,f(1))处的切线垂直于直线 y= x 知 f′(1)=- -a=
为(5,+∞),减区间为(0,5).
考点三 已知函数的单调性求参数 1
【例 3】 (2017·西安模拟)已知函数 f(x)=ln x,g(x)= ax2+2x(a≠0). 2
(1)若函数 h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求 a 的取值范围;
(2)若函数 h(x)=f(x)-g(x)在[1,4]上单调递减,求 a 的取值范围.
f′(1)=3,则 a 的值为________.
( )1
(2)f′(x)= a ln x+x· = a(1+ ln x).由 于 f′(1)= a(1+ ln 1)= a, 又 f′(1)= 3, 所 以 a= 3.答 案 x
(2)3
考点二 导数的几何意义
命题角度一 求切线方程
【例 2】 (2016·全国Ⅲ卷)已知 f(x)为偶函数,当 x≤0 时,f(x)=e-x-1-x,则曲线 y=f(x)在点(1,2)处的
高考文科数学导数专题复习
第 1 讲 变化率与导数、导数的计算
知识梳理
1.导数的概念
f(x0+Δx)-f(x0)
(1)函数 y=f(x)在 x=x0 处的导数 f′(x0)或 y′|x=x0,即 f′(x0)= lim x0
Δx
.
f(x+Δx)-f(x)
(2)函数 f(x)的导函数 f′(x)= lim
1
1
解 (1)h(x)=ln x- ax2-2x,x>0.∴h′(x)= -ax-2.若函数 h(x)在(0,+∞)上存在单调减区间,则当 x>0
2
x
( ) 1
12
12
12
时,x-ax-2<0
有解,即
a> - 有解.设 x2 x
G(x)= - ,所以只要 x2 x
a>G(x)min.(*)又
G(x)=
y-1=2(x-
1),即 y=2x-1.又该切线与 y=ax2+(a+2)x+1 相切,消去 y,得 ax2+ax+2=0,∴a≠0 且 Δ=a2-8a=0,
解得 a=8.答案 8
【训练 4】1.函数 f(x)=ln x+ax 的图象存在与直线 2x-y=0 平行的切线,则实数 a 的取值范围是________.
x2
x3
【训练 1】 (1) 已知函数 f(x)的导函数为 f′(x),且满足 f(x)=2x·f′(1)+ln x,则 f′(1)等于( )
A.-e B.-1 C.1 D.e 1
解析 由 f(x)=2xf′(1)+ln x,得 f′(x)=2f′(1)+x,∴f′(1)=2f′(1)+1,则 f′(1)=-1.答案 B (2)(2015·天津卷)已知函数 f(x)=axln x,x∈(0,+∞),其中 a 为实数,f′(x)为 f(x)的导函数.若
x
2
ln x 上和直线 y=x-2 平行的切线经过的切点坐标为(1,1),点(1,1)到直线 y=x-2 的距离等于 2,∴点
P 到直线 y=x-2 的最小距离为 2.答案 D
第 2 讲 导数在研究函数中的应用
知识梳理
函数的单调性与导数的关系函数 y=f(x)在某个区间内可导,则:(1)若 f′(x)>0,则 f(x)在这个区间内单调递
3
A.1
B.
2
5 C.
2
D. 2
解析 点 P 是曲线 y=x2-ln x 上任意一点,当过点 P 的切线和直线 y=x-2 平行时,点 P 到直线 y=x-2 的距
1
1
离最小,直线 y=x-2 的斜率为 1,令 y=x2-ln x,得 y′=2x- =1,解得 x=1 或 x=- (舍去),故曲线 y=x2-
a
a
1e 【训练 1】(2016·四川卷节选)设函数 f(x)=ax2-a-lnx,g(x)= - ,其中 a∈R,e=2.718…为自然对数的
x ex
底数.(1)讨论 f(x)的单调性;(2)证明:当 x>1 时,g(x)>0.
1 2ax2-1
(1)解 由题意得 f′(x)=2ax- =
(x>0).当 a≤0 时,f′(x)<0,f(x)在(0,+∞)内单调递减.当 a>0 时,
【训练 3】若曲线 y=xln x 上点 P 处的切线平行于直线 2x-y+1=0,则点 P 的坐标是________.解析 (1)由题 1
意得 y′=ln x+x·x=1+ln x,直线 2x-y+1=0 的斜率为 2.设 P(m,n),则 1+ln m=2,解得 m=e,所以 n=eln e=e,即点 P 的坐标为(e,e). 答案 (1)(e,e)
a
a
a
( ) ( ) 1