导数在函数中的应用(导数好题解析版)

第十讲导数的应用教学目标掌握导数应用的题型，总结归纳解题方法教学重点及相应策略导数应用求解函数的单调区间，极值最值和恒成立问题.分析相关题型进行分类总结.教学难点及相应策略导数应用求解函数的单调区间，极值最值和恒成立问题.熟悉掌握导数应用各类题型的出题方式，举一反三.掌握典型例题的典型方法.教学方法建议在掌握导数求导的前提下，熟悉并掌握导数应用的题型，典型例题与课本知识相结合，精讲精练.复习与总结同时进行，逐步掌握导数应用的方法.选材程度及数量课堂精讲例题搭配课堂训练题课后作业A类（3）道（3）道（10）道B类（5）道（3）道（10）道C类（3）道（3）道（10）道知识梳理1.函数的单调性：在某个区间（a,b）内，如果()0fx，那么函数()yfx在这个区间内单调递增；如果()0fx，那么函数()yfx在这个区间内单调递减.如果()0fx，那么函数()yfx在这个区间上是常数函数.注：函数()yfx在（a,b）内单调递增，则()0fx，()0fx是()yfx在（a,b）内单调递增的充分不必要条件.2.函数的极值：曲线在极值点处切线的斜率为0，并且，曲线在极大值点左侧切线的斜率为正，右侧为负；曲线在极小值点左侧切线的斜率为负，右侧为正．一般地，当函数()yfx在点0x处连续时，判断0()fx是极大（小）值的方法是：（1）如果在0x附近的左侧'()0fx，右侧'()0fx，那么0()fx是极大值．（2）如果在0x附近的左侧'()0fx，右侧'()0fx，那么0()fx是极小值．注：导数为0的点不一定是极值点知识点一：导数与函数的单调性方法归纳：在某个区间（a,b）内，如果()0fx，那么函数()yfx在这个区间内单调递增；如果()0fx，那么函数()yfx在这个区间内单调递减.如果()0fx，那么函数()yfx在这个区间上是常数函数.注：函数()yfx在（a,b）内单调递增，则()0fx，()0fx是()yfx在（a,b）内单调递增的充分不必要条件.【例1】（B类）（2011·朝阳期末）已知函数32()fxxbxcxd的图象过点(0,2)P，且在点(1,(1))Mf处的切线方程为076yx.（Ⅰ）求函数)(xfy的解析式；（Ⅱ）求函数)(xfy的单调区间.【解题思路】注意切点既在切线上，又原曲线上.函数()fx在区间[,]ab上递增可得：'()0fx；函数()fx在区间[,]ab上递减可得：'()0fx.【解析】（Ⅰ）由)(xf的图象经过(0,2)P，知2d，所以32()2fxxbxcx.所以2()32fxxbxc.由在(1,(1))Mf处的切线方程是670xy，知6(1)70f，即(1)1f，(1)6f′.所以326,121.bcbc即23,0.bcbc解得3bc.故所求的解析式是32()332fxxxx.（Ⅱ）因为2()363fxxx，令23630xx，即2210xx，解得112x，212x.当12x或12x时，'()0fx，当1212x时，'()0fx，故32()332fxxxx在(,12]内是增函数，在[12,12]内是减函数，在[12,)内是增函数.【例2】（A类）若3()fxaxx在区间[－1,1]上单调递增，求a的取值范围.【解题思路】利用函数()fx在区间[,]ab上递增可得：'()0fx；函数()fx在区间[,]ab上递减可得：'()0fx.得出恒成立的条件,再利用处理不等式恒成立的方法获解.【解析】2()31fxax又()fx在区间[－1,1]上单调递增2()310fxax在[－1,1]上恒成立即213ax在x[－1,1]时恒成立.13a故a的取值范围为1[,]3【例3】（B类）已知函数()lnfxx,()(0)agxax,设()()()Fxfxgx．（Ⅰ）求函数()Fx的单调区间；（Ⅱ）若以函数()((0,3])yFxx图像上任意一点00(,)Pxy为切点的切线的斜率12k恒成立，求实数a的最小值；【解题思路】注意函数的求导法则.注意对数函数定义域.在某点处的切线的斜率为该点的导数值.【解析】（I）ln0aFxfxgxxxx，221'0axaFxxxxx∵0a，由'0,Fxxa，∴Fx在,a上单调递增.由'00,Fxxa，∴Fx在0,a上单调递减.∴Fx的单调递减区间为0,a，单调递增区间为,a.（II）2'03xaFxxx，0020'03xakFxxx恒成立200max12axx当01x时，20012xx取得最大值12.∴12a，∴amin=12.【课堂练习】1.（B类）（山东省烟台市2011届高三上学期期末考试试题（数学文））已知函数32()fxaxbx的图像经过点(1,4)M，曲线在点M处的切线恰好与直线90xy垂直.（Ⅰ）求实数,ab的值；（Ⅱ）若函数()fx在区间[,1]mm上单调递增，求m的取值范围.【解题思路】两条直线垂直斜率互为负倒数.在区间[,1]mm上单调递增，即[,1]mm为函数的递增区间的子集.【解析】（Ⅰ）32()fxaxbx的图象经过点(1,4)M∴4ab∵2()32fxaxbx，∴(1)32fab由已知条件知1(1)()19f即329ab∴解4329abab得：13ab（Ⅱ）由（Ⅰ）知32()3fxxx，2()36fxxx令2()360fxxx则2x或0x∵函数()fx在区间[,1]mm上单调递增∴[,1](,2][0,)mm∴0m或12m即0m或3m2．（B类）设函数),(2131)(22Rbabxaxxxg，在其图象上一点P（x，y）处的切线的斜率记为).(xf（1）若方程)(,420)(xfxf求和有两个实根分别为的表达式；（2）若22,]3,1[)(baxg求上是单调递减函数在区间的最小值.【解题思路】注意一元二次方程韦达定理的应用条件.在区间[-1,3]上单调递减，即导函数在相应区间上恒小于等于0.再者注意目标函数的转化.【解析】（1）根据导数的几何意义知baxxxgxf2)()(由已知-2、4是方程02baxx的两个实根由韦达定理，82)(,8242422xxxfbaba（2）)(xg在区间[—1，3]上是单调递减函数，所以在[—1，3]区间上恒有,931931,0)3(0)1(]3,1[0)(,0)()(2222方内的点到原点距离的平可视为平面区域而也即即可这只需满足恒成立在即abbabaabbaffbaxxxfbaxxxgxf其中点（—2，3）距离原点最近，所以当22,32baba时有最小值133.（A类）已知函数21()ln(1)2fxxmxmx，mR．当0m时，讨论函数()fx的单调性.【解题思路】注意函数的定义域.在确定函数的定义域之后再对函数进行单调性的讨论【解析】∵2(1)(1)()()(1)mxmxmxxmfxxmxxx，∴（1）当10m时，若0,,()0,()xmfxfx时为增函数；,1,()0,()xmfxfx时为减函数；1,,()0,()xfxfx时为增函数．（2）当1m时，0,1,()0,()xfxfx时为增函数；1,,()0,()xmfxfx时为减函数；,,()0,()xmfxfx时为增函数．知识点二:导数与函数的极值最值方法归纳：1.求函数的极值的步骤:(1)确定函数的定义域，求导数'()fx.(2)求方程'()0fx的根.(3)用函数的导数为0的点，顺次将函数的定义域分成若干小开区间，并列成表格.检查'()fx在方程根左右的值的符号，如果左正右负，那么)(xf在这个根处取得极大值；如果左负右正，那么)(xf在这个根处取得极小值；如果左右不改变符号，那么)(xf在这个根处无极值.2.求函数在[,]ab上最值的步骤：（1）求出()fx在(,)ab上的极值.（2）求出端点函数值(),()fafb.（3）比较极值和端点值，确定最大值或最小值.注:可导函数()yfx在0xx处取得极值是0'()0fx的充分不必要条件.【例4】（A类）若函数1()cossin22fxmxx在4x处取得极值,则m.【解题思路】若在0x附近的左侧'()0fx，右侧()0fx，且'0()0fx,那么0()fx是()fx的极大值；若在0x附近的左侧'()0fx，右侧'()0fx，且'0()0fx,那么0()fx是()fx的极小值.【解析】因为()fx可导,且'()sincos2fxmxx,所以'()sincos0442fm,解得0m.经验证当0m时,函数1()sin22fxx在4x处取得极大值.【注】若()fx是可导函数，注意0()0fx是0x为函数()fx极值点的必要条件.要确定极值点还需在0x左右判断单调性.【例5】（B类）（2011北京文18）已知函数xfxxke，（I）求fx的单调区间；（II）求fx在区间0,1上的最小值.【解题思路】注意求导的四则运算；注意分类讨论.【解析】（I）/()(1)xfxxke，令/()01fxxk；所以fx在(,1)k上递减，在(1,)k上递增；（II）当10,1kk即时，函数fx在区间0,1上递增，所以min()(0)fxfk；当011k即12k时，由（I）知，函数fx在区间0,1k上递减，(1,1]k上递增，所以1min()(1)kfxfke；当11,2kk即时，函数fx在区间0,1上递减，所以min()(1)(1)fxfke.【例6】（B类）设1,2xx是lnfxaxbxx函数的两个极值点.（1）试确定常数a和b的值；（2）试判断1,2xx是函数fx的极大值点还是极小值点，并求相应极值.【解析】（1）'21,afxbxx由已知得：''210101204102abffab2316ab（2）x变化时.(),()fxfx的变化情况如表：x（0，1）1（1，2）2fx，—0+0—fx极小值极大值故在1x处，函数fx取极小值56；在2x处，函数fx取得极大值42ln233.【课堂练习】4.（A类）（2011江西理19）设axxxxf22131)(23.若)(xf在),32(上存在单调递增区间，求a的取值范围.【解题思路】在某区间上存在单调区间等价于在该区间上有极值.【解析】)(xf在),32(上存在单调递增区间，即存在某个子区间),32(),(nm使得0)('xf.由axaxxxf241)21(2)(22'，)('xf在区间),32[上单调递减，则只需0)32('f即可.由0292)32('af解得91a，所以，当91a时，)(xf在),32(上存在单调递增区间.5.（B类）（2011陕西文21）设()lnfxx，()()()gxfxfx．（1）求()gx的