高考导数题的解题技巧绝版TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】导数题的解题技巧导数命题趋势:(1)多项式求导(结合不等式求参数取值范围),和求斜率(切线方程结合函数求最值)问题.(2)求极值,证明不等式, 函数单调性,应用题,与三角函数或向量结合.【考点透视】1.了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念.2.熟记基本导数公式;掌握两个函数和、差、积、商的求导法则.了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数.3.理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值.【例题解析】考点1 导数的概念对概念的要求:了解导数概念的实际背景,掌握导数在一点处的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念.例1.(2007年北京卷)()f x '是31()213f x x x =++的导函数,则(1)f '-的值是.[考查目的] 本题主要考查函数的导数和计算等基础知识和能力. [解答过程] ()22()2,(1)12 3.f x x f ''=+∴-=-+=故填3.例2. ( 2006年湖南卷)设函数()1x a f x x -=-,集合M={|()0}x f x <,P='{|()0}x f x >,若M P,则实数a 的取值范围是 ( )A.(-∞,1)B.(0,1)C.(1,+∞)D. [1,+∞)[考查目的]本题主要考查函数的导数和集合等基础知识的应用能力. [解答过程]由0,,1;, 1.1x a x a a x x -<∴<<<<-当a>1时当a<1时综上可得M P 时,1.a ∴> 考点2 曲线的切线 (1)关于曲线在某一点的切线求曲线y=f(x)在某一点P (x,y )的切线,即求出函数y=f(x)在P 点的导数就是曲线在该点的切线的斜率. (2)关于两曲线的公切线若一直线同时与两曲线相切,则称该直线为两曲线的公切线.典型例题例3.(2007年湖南文)已知函数3211()32f x x ax bx =++在区间[11)-,,(13],内各有一个极值点.(I )求24a b -的最大值;(II )当248a b -=时,设函数()y f x =在点(1(1))A f ,处的切线为l ,若l 在点A 处穿过函数()y f x =的图象(即动点在点A 附近沿曲线()y f x =运动,经过点A 时,从l 的一侧进入另一侧),求函数()f x 的表达式.思路启迪:用求导来求得切线斜率.解答过程:(I )因为函数3211()32f x x ax bx =++在区间[11)-,,(13],内分别有一个极值点,所以2()f x x ax b '=++0=在[11)-,,(13],内分别有一个实根, 设两实根为12x x ,(12x x <),则2214x x a b -=-,且2104x x <-≤.于是2044a b <-,20416a b <-≤,且当11x =-,23x =,即2a =-,3b =-时等号成立.故24a b -的最大值是16.(II )解法一:由(1)1f a b '=++知()f x 在点(1(1))f ,处的切线l 的方程是(1)(1)(1)y f f x '-=-,即21(1)32y a b x a =++--,因为切线l 在点(1())A f x ,处空过()y f x =的图象,所以21()()[(1)]32g x f x a b x a =-++--在1x =两边附近的函数值异号,则1x =不是()g x 的极值点.而()g x 321121(1)3232x ax bx a b x a =++-++++,且22()(1)1(1)(1)g x x ax b a b x ax a x x a '=++-++=+--=-++.若11a ≠--,则1x =和1x a =--都是()g x 的极值点.所以11a =--,即2a =-,又由248a b -=,得1b =-,故321()3f x x x x =--.解法二:同解法一得21()()[(1)]32g x f x a b x a =-++--2133(1)[(1)(2)]322a x x x a =-++-+. 因为切线l 在点(1(1))A f ,处穿过()y f x =的图象,所以()g x 在1x =两边附近的函数值异号,于是存在12m m ,(121m m <<). 当11m x <<时,()0g x <,当21x m <<时,()0g x >; 或当11m x <<时,()0g x >,当21x m <<时,()0g x <.设233()1222a a h x x x ⎛⎫⎛⎫=++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则当11m x <<时,()0h x >,当21x m <<时,()0h x >; 或当11m x <<时,()0h x <,当21x m <<时,()0h x <. 由(1)0h =知1x =是()h x 的一个极值点,则3(1)21102ah =⨯++=, 所以2a =-,又由248a b -=,得1b =-,故321()3f x x x x =--.例4.(2006年安徽卷)若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为( )A .430x y --=B .450x y +-=C .430x y -+=D .430x y ++=[考查目的]本题主要考查函数的导数和直线方程等基础知识的应用能力. [解答过程]与直线480x y +-=垂直的直线l 为40x y m -+=,即4y x =在某一点的导数为4,而34y x '=,所以4y x =在(1,1)处导数为4,此点的切线为430x y --=. 故选A.例5. ( 2006年重庆卷)过坐标原点且与x 2+y 2 -4x +2y +25=0相切的直线的方程为( )A.y =-3x 或y =31x B. y =-3x 或y =-31x C.y =-3x 或y =-31x D. y =3x 或y =31x[考查目的]本题主要考查函数的导数和圆的方程、直线方程等基础知识的应用能力.[解答过程]解法1:设切线的方程为,0.y kx kx y =∴-= 又()()()22521,2,1.2x y -++=∴-圆心为故选A.解法2:由解法1知切点坐标为1331(,),,,2222⎛⎫- ⎪⎝⎭由 故选A.例6.已知两抛物线a x y C x x y C +-=+=2221:,2:, a 取何值时1C ,2C 有且只有一条公切线,求出此时公切线的方程.思路启迪:先对a x y C x x y C +-=+=2221:,2:求导数.解答过程:函数x x y 22+=的导数为22'+=x y ,曲线1C 在点P(12112,x x x +)处的切线方程为))(2(2)2(11121x x x x x y -+=+-,即 211)1(2x x x y -+= ① 曲线1C 在点Q ),(222a x x +-的切线方程是)(2)(222x x x a x y --=+--即a x x x y ++-=2222 ②若直线l 是过点P 点和Q 点的公切线,则①式和②式都是l 的方程,故得1,1222121+=--=+x x x x ,消去2x 得方程,0122121=+++a x x若△=0)1(244=+⨯-a ,即21-=a 时,解得211-=x ,此时点P 、Q 重合.∴当时21-=a ,1C 和2C 有且只有一条公切线,由①式得公切线方程为14y x =- .考点3导数的应用中学阶段所涉及的初等函数在其定义域内都是可导函数,导数是研究函数性质的重要而有力的工具,特别是对于函数的单调性,以“导数”为工具,能对其进行全面的分析,为我们解决求函数的极值、最值提供了一种简明易行的方法,进而与不等式的证明,讨论方程解的情况等问题结合起来,极大地丰富了中学数学思想方法.复习时,应高度重视以下问题:1.. 求函数的解析式;2. 求函数的值域;3.解决单调性问题;4.求函数的极值(最值);5.构造函数证明不等式. 典型例题例7.(2006年天津卷)函数)(x f 的定义域为开区间),(b a ,导函数)(x f '在),(b a 内的图象如图所示,则函数)(x f 在开区间),(b a 内有极小值点( )A .1个B .2个C .3个D . 4个[考查目的]本题主要考查函数的导数和函数图象性质等基础知识的应用能力.[解答过程]由图象可见,在区间(,0)a 内的图象上有一个极小值点. 故选A.例8 . (福建省2008年普通高中毕业班质量检查)已知函数f (x )=ln(x +a )-x 2-x 在x = 0处取得极值.(I)求实数a 的值; (Ⅱ)若关于x 的方程,f (x )=b x +-25在区间[O ,2]上恰有两个不同的实数根,求实数b 的取值范围;(Ⅲ)证明:对任意的正整数n ,不等式ln211nn n n +<+都成立. [考查目的]本小题主要考查函数的导数、单调性、极值和不等式等基础知识;考查化归及数形结合的思想方法;考查分析问题、解决问题的能力。
解答过程:解:(Ⅰ) ()f x ' =121x x a--+ ∵x =0时,f (x )取得极值,∴(0)f '=0,故12010a-⨯-+ =0,解得a =1.经检验a =1符合题意.(Ⅱ)由a =1知f (x )=ln(x +1)-x 2 - x ,由f (x )= 52x -+b ,得ln(x +1)-x 2+ 32x -b =0,令φ(x )= ln(x +1)-x 2+ 32x -b ,则f (x )= 52x -+b 在[0,2]上恰有两个不同的实数根等价于φ(x )=0在[0,2]恰有两个不同实数根.13(45)(1)()2122(1)x x x x x x ϕ-+-'=-+=++, 当x ∈(O ,1)时,()x ϕ' >O ,于是φ(x )在(O ,1)上单调递增; 当x ∈(1,2)时,()x ϕ' <0,于是φ(x )在(1,2)上单调递减.依题意有(0)0,3(1)ln(11)10,2(2)ln(12)430,b b b ϕϕϕ=-≤⎧⎪⎪=+-+->⎨⎪=+-+-≤⎪⎩∴ln3 -1≤b <ln2 +12.(Ⅲ) f (x )=ln(x +1)-x 2 –x 的定义域为{x |x > -1}, 由(Ⅰ)知(23)()(1)x x f x x -+'=+,令()f x '=0得,x =0或x = -32(舍去), ∴当-1<x <0时,()f x '>0,f (x )单调递增; 当x >0时,()f x '<0,f (x )单调递减.∴f (0)为f (x )在(-1,+∞)上的最大值.∴f (x )≤ f (0),故ln(x +1)-x 2-x ≤0(当且仅当x =0时,等号成立). 对任意正整数n ,取x =1n >0得,ln(1n +1)< 1n +21n,故ln(1n n +)<21n n+. 例9.函数y x x =+-+243的值域是_____________.思路启迪:求函数的值域,是中学数学中的难点,一般可以通过图象观察或利用不等式性质求解,也可以利用函数的单调性求出最大、最小值。