教学策略的选择设计立足学生实际选题,关注高考的动向,既重视基础,又注重对学生数学能力与综合素质的提高。
五、教学重点
1、利用导数研究函数的单调性、极值、最值可列表观察函数的变化情况,直观而且条理,
减少失分.
2、求极值、最值时,要求步骤规范、表格齐全;含参数时,要讨论参数的大小.
教学难点1.注意定义域优先的原则,求函数的单调区间和极值点必须在函数的定义域内进行.
2.求函数最值时,不可想当然地认为极值点就是最值点,要通过认真比较才能下结论.
3.解题时要注意区分求单调性和已知单调性的问题,处理好f′(x)=0时的情况;区分极值
六、教学过程
教师活动学生活动设计意图
题型一利用导数研究函数的单调性
教师启迪函数的单调性和函数中的参数有关,要注意对参数的讨论.
例1已知函数f(x)=e x-ax-1.
(1)求f(x)的单调增区间;
(2)是否存在a,使f(x)在(-2,3)上为减函数,若存在,求出a的取值
范围,若不存在,请说明理由.
解f′(x)=e x-a,
(1)若a≤0,则f′(x)=e x-a≥0,
即f(x)在R上单调递增,
若a>0,e x-a≥0,∴e x≥a,x≥ln a. 学生自主完
成解答过程,
然后利用投
影展示,纠正
错误,规范书
写。
让学生进一步
明确(1)利用
导数的符号来
判断函数的单
调性;
(2)已知函数
的单调性求函
数范围可以转
化为不等式恒
成立问题;
因此当a ≤0时,f (x )的单调增区间为R , 当a >0时,f (x )的单调增区间是[ln a ,+∞). (2)∵f ′(x )=e x -a ≤0在(-2,3)上恒成立. ∴a ≥e x 在x ∈(-2,3)上恒成立. 又∵-2<x <3,∴e -2<e x <e 3,只需a ≥e 3. 当a =e 3时,f ′(x )=e x -e 3在x ∈(-2,3)上, f ′(x )<0,即f (x )在(-2,3)上为减函数,∴a ≥e 3. 故存在实数a ≥e 3,使f (x )在(-2,3)上为减函数.
直击高考1 江西卷12.设在
内单调递
增,
,则
是的( B )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
学生小组合作学习,展示成果,其他组
点评
(3)f (x )为增函数充要条件是对任意的x ∈(a ,b )都有f ′(x )≥0且在(a ,b )内的任一非空子区间上f ′(x )≠0.应注意此时式子中的等号不能省略,否则漏解.
题型二 利用导数求函数的极值
教师启迪 (1)通过f ′(2)的值确定a ;(2)解f ′(x )=0,然后要讨论两个零点的大小确定函数的极值.
例2 设a >0,函数f (x )=1
2
x 2-(a +1)x +a (1+ln x ).
(1)求曲线y =f (x )在(2,f (2))处与直线y =-x +1垂直的切线方程; (2)求函数f (x )的极值.
设f (x )=e x
1+ax 2
,其中a 为正实数.
学生自主完成解答过程,然后利用投影展示纠正错误,规范书写
让学生明确 (1)导函数的零点并不一定就是函数的极值点.所以在求出导函数的零点后一定要注意分析这个
(1)当a =4
3
时,求f (x )的极值点;
(2)若f (x )为R 上的单调函数,求a 的取值范围. 解 对f (x )求导得f ′(x )=e x
·1+ax 2-2ax
(1+ax 2)2
.①
(1)当a =4
3时,若f ′(x )=0,则4x 2-8x +3=0,
解得x 1=32,x 2=1
2.结合①,可知
x ⎝
⎛⎭⎫-∞,12
1
2 ⎝⎛⎭
⎫12,32 32 ⎝⎛⎭
⎫32,+∞ f ′(x ) + 0 - 0 + f (x )
↗
极大值
↘
极小值
↗
所以x 1=32是极小值点,x 2=1
2
是极大值点.
(2)若f (x )为R 上的单调函数,则f ′(x )在R 上不变号,结合①与条件
a >0,知ax 2-2ax +1≥0在R 上恒成立,即Δ=4a 2-4a =4a (a -1)≤0,
由此并结合a >0,知0<a ≤1. 所以a 的取值范围为{a |0<a ≤1}.
直击高考2
(2009津20)(本小题满分12分)
已知函数22()(23)(),x
f x x ax a a e x R =+-+∈其中a R ∈
(1) 当0a =时,求曲线()(1,(1))y f x f =在点处的切线的斜
率;
(2) 当2
3
a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。
学生小组合作学习,展示成果,其他组点评
零点是不是函数的极值点. (2)若函数y =f (x )在区间(a ,b )内有极值,那么y =f (x )在(a ,b )内绝不是单调函数,即在某区间上单调函数没有极值.
题型三 利用导数求函数的最值
教师启迪 (1)题目条件的转化:f (1)=g (1)且f ′(1)=g ′(1);
(2)可以列表观察h (x )在(-∞,2]上的变化情况,然后确定k 的取值学生自主完成解答过程,
然后利用投使学生明确 (1)求解函数
的最值时,要
范围.
例3 已知函数f (x )=ax 2+1(a >0),g (x )=x 3+bx .
(1)若曲线y =f (x )与曲线y =g (x )在它们的交点(1,c )处具有公共切线,
求a ,b 的值;
(2)当a =3,b =-9时,若函数f (x )+g (x )在区间[k,2]上的最大值为
28,求k 的取值范围.
解 (1)f ′(x )=2ax ,g ′(x )=3x 2
+b .
因为曲线y =f (x )与曲线y =g (x )在它们的交点(1,c )处具有公共切线, 所以f (1)=g (1)且f ′(1)=g ′(1),即a +1=1+b 且2a =3+b , 解得a =3,b =3.
(2)记h (x )=f (x )+g (x ),当a =3,b =-9时, h (x )=x 3+3x 2-9x +1,所以h ′(x )=3x 2+6x -9. 令h ′(x )=0,得x 1=-3,x 2=1.
h ′(x ),h (x )在(-∞,2]上的变化情况如下表所示: x (-∞,-3)
-3 (-3,1) 1 (1,2) 2 h ′(x ) + 0 - 0 + + h (x )
↗
28
↘
-4
↗
3
由表可知当k ≤-3时,函数h (x )在区间[k,2]上的最大值为28; 当-3<k <2时,函数h (x )在区间[k,2]上的最大值小于28. 因此k 的取值范围是(-∞,-3].
冲一冲:(12分)已知函数f (x )=(x -k )e x .
(1)求f (x )的单调区间;
(2)求f (x )在区间[0,1]上的最小值.
思维启迪 (1)解方程f ′(x )=0列表求单调区间;(2)根据(1)中表格,讨论k -1和区间[0,1]的关系求最值. 规范解答
影展示,纠正错误,规范书写。
学生小组合作学习,展示
成果,其他组点评,然后利
用投影展示,纠正错误,规
范书写。
先求函数y =f (x )在[a ,b ]内
所有使f ′(x )=0的点,再计算函数y =f (x )在区间内所有使f ′(x )=0的点和区间端点处的函数值,最后比较即得.
(2)可以利用列表法研究函数在一个区间上的变化情况.
使学生明确
(1)本题考查
求函数的单调区间,求函数
在给定区间[0,1]上的最值,属常规题。