数学高考导数难题导数零点问题导数最新整理2017

含参导函数零点问题的几种处理方法 方法一:直接求出,代入应用

对于导函数为二次函数问题,可以用二次函数零点的基本方法来求。 (1)因式分解求零点 例1 讨论函数f (x ) =

131

ax -(a +) x 2+2x +1(a ∈R ) 的单调区间 32

解析:即求f ' (x ) 的符号问题。由f ' (x ) =ax 2-(2a +1) x +2=(ax -1)(x -2) 可以因式分

方法二:猜出特值,证明唯一

对于有些复杂的函数,有些零点可能是很难用方程求解的方法求出的,这时我们可以考虑用特殊值去猜出零点,再证明该函数的单调性而验证其唯一性。 例4 讨论函数f (x ) =(x -a -1) e +

x

131

x -(a +1) x 2+ax ,a ∈R ,的极值情况 32

解析:f ' (x ) =(x -a ) e x +x 2-(a +1) x +a =(x -a )(e x +x -1) ,只能解出f ' (x ) 的一个零点为a , 其它的零点就是e +x -1=0的根,不能解。

例5(2011高考浙江理科)设函数f (x ) =(x -a ) 2ln x , a ∈R (Ⅰ)若x =e 为y =f (x ) 的极值点,求实数a

(Ⅱ)求实数a 的取值范围,使得对任意的x ∈(0, 3e ],恒有f (x ) ≤4e 2成立(注:e 为自然对数),

方法三:锁定区间,设而不求

对于例5,也可以直接设函数来求,

2

①当0

x

2

f (3e ) =(3e -a )ln(3e ) ≤4e 2, 解得3e -

2e ln(3e )

≤a ≤3e +

2e ln(3e )

由f '(x ) =(x -a )(2lnx +1-) ,但这时

a

x

会发现f ' (x ) =0 的解除了x =a 外还有2ln x +1-令h (x ) =2ln x +1-

a

=0的解,显然无法用特殊值猜出。 x

a

,注意到h (1) =1-a 0,

x

且h (3e ) =2ln(3e ) +1-

a

≥2ln(3e ) +1

3e

0。 2(ln3e -

故f ' (x ) =0在(1, a ) 及(1,3e )至少还有一个零点,又h (x ) 在(0,+∞)内单调递增,所以函数h (x ) 在(1, 3e ]内有唯一零点,但此时无法求出此零点怎么办。我们可以采取设而不求的方法,记此零点为x 0,则12

]恒成立,只要

22

⎧⎪f (x 0) =(x 0-a ) ln x 0≤4e ,(1)

成立。 ⎨22

⎪⎩f (3e ) =(3e -a ) ln(3e ) ≤4e ,(2)

h (x 0) =2ln x 0+1-

a

=0,知a =2ln x 0+x 0(3)将(3)代入(1)得4x 02ln 3x 0≤4e 2,又x 0 1,注意到函x 0

23

数x ln x 在[1,+∞) 内单调递增,故1 x 0≤e 。再由(3)以及函数2x ln x +x 在(1.+ +∞) 内单调递增,可得

1 a ≤3e 。由(2

)解得,3e 3e ≤a ≤3e +

≤a ≤3e 综上,a

的取值范围为

3e -

≤a ≤3e 。

例6 已知函数f (x ) =ax +x ln |x +b |是奇函数,且图像在(e , f (e )) (e 为自然对数的底数)处的切线斜率为3 (1) 求a , b 的值 (2) 若k ∈Z ,且k

f (x )

对任意x >1恒成立,求k 的最大值。 x -1

例7 (2009高考全国Ⅱ理科)设函数f (x )=x 2+aIn (1+x )有两个极值点x 1、x 2, 且x 1

1-2In 2

4

方法四:避开求值,等价替换。

对于有些函数的零点问题,可能用方法一、二、三都无法解决,这是我们可以考虑回避求其零点。 避开方法:放缩不等式

例8 设函数f (x ) =e -1-x -ax (Ⅰ)若a =0,求f (x ) 的单调区间

(Ⅱ)若当x ≥0时, f (x ) ≥0, 求a 的取值范围。

与例8类似,下面的2010高考全国Ⅱ理科的最后一题,也是这样的处理方法。 设函数f (x )=1-e .

-x x

2

(Ⅰ)证明:当x >-1时,f (x )≥(Ⅱ)设当x ≥0时,f (x )≤

x

; x +1

x

,求a 的取值范围. ax +1

含参导函数零点问题的几种处理方法 方法一:直接求出,代入应用

对于导函数为二次函数问题,可以用二次函数零点的基本方法来求。 (1)因式分解求零点 例1 讨论函数f (x ) =

131

ax -(a +) x 2+2x +1(a ∈R ) 的单调区间 32

解析:即求f ' (x ) 的符号问题。由f ' (x ) =ax 2-(2a +1) x +2=(ax -1)(x -2) 可以因式分

方法二:猜出特值,证明唯一

对于有些复杂的函数,有些零点可能是很难用方程求解的方法求出的,这时我们可以考虑用特殊值去猜出零点,再证明该函数的单调性而验证其唯一性。 例4 讨论函数f (x ) =(x -a -1) e +

x

131

x -(a +1) x 2+ax ,a ∈R ,的极值情况 32

解析:f ' (x ) =(x -a ) e x +x 2-(a +1) x +a =(x -a )(e x +x -1) ,只能解出f ' (x ) 的一个零点为a , 其它的零点就是e +x -1=0的根,不能解。

例5(2011高考浙江理科)设函数f (x ) =(x -a ) 2ln x , a ∈R (Ⅰ)若x =e 为y =f (x ) 的极值点,求实数a

(Ⅱ)求实数a 的取值范围,使得对任意的x ∈(0, 3e ],恒有f (x ) ≤4e 2成立(注:e 为自然对数),

方法三:锁定区间,设而不求

对于例5,也可以直接设函数来求,

2

①当0

x

2

f (3e ) =(3e -a )ln(3e ) ≤4e 2, 解得3e -

2e ln(3e )

≤a ≤3e +

2e ln(3e )

由f '(x ) =(x -a )(2lnx +1-) ,但这时

a

x

会发现f ' (x ) =0 的解除了x =a 外还有2ln x +1-令h (x ) =2ln x +1-

a

=0的解,显然无法用特殊值猜出。 x

a

,注意到h (1) =1-a 0,

x

且h (3e ) =2ln(3e ) +1-

a

≥2ln(3e ) +1

3e

0。 2(ln3e -

故f ' (x ) =0在(1, a ) 及(1,3e )至少还有一个零点,又h (x ) 在(0,+∞)内单调递增,所以函数h (x ) 在(1, 3e ]内有唯一零点,但此时无法求出此零点怎么办。我们可以采取设而不求的方法,记此零点为x 0,则12

]恒成立,只要

22

⎧⎪f (x 0) =(x 0-a ) ln x 0≤4e ,(1)

成立。 ⎨22

⎪⎩f (3e ) =(3e -a ) ln(3e ) ≤4e ,(2)

h (x 0) =2ln x 0+1-

a

=0,知a =2ln x 0+x 0(3)将(3)代入(1)得4x 02ln 3x 0≤4e 2,又x 0 1,注意到函x 0

23

数x ln x 在[1,+∞) 内单调递增,故1 x 0≤e 。再由(3)以及函数2x ln x +x 在(1.+ +∞) 内单调递增,可得

1 a ≤3e 。由(2

)解得,3e 3e ≤a ≤3e +

≤a ≤3e 综上,a

的取值范围为

3e -

≤a ≤3e 。

例6 已知函数f (x ) =ax +x ln |x +b |是奇函数,且图像在(e , f (e )) (e 为自然对数的底数)处的切线斜率为3 (1) 求a , b 的值 (2) 若k ∈Z ,且k

f (x )

对任意x >1恒成立,求k 的最大值。 x -1

例7 (2009高考全国Ⅱ理科)设函数f (x )=x 2+aIn (1+x )有两个极值点x 1、x 2, 且x 1

1-2In 2

4

方法四:避开求值,等价替换。

对于有些函数的零点问题,可能用方法一、二、三都无法解决,这是我们可以考虑回避求其零点。 避开方法:放缩不等式

例8 设函数f (x ) =e -1-x -ax (Ⅰ)若a =0,求f (x ) 的单调区间

(Ⅱ)若当x ≥0时, f (x ) ≥0, 求a 的取值范围。

与例8类似,下面的2010高考全国Ⅱ理科的最后一题,也是这样的处理方法。 设函数f (x )=1-e .

-x x

2

(Ⅰ)证明:当x >-1时,f (x )≥(Ⅱ)设当x ≥0时,f (x )≤

x

; x +1

x

,求a 的取值范围. ax +1


相关内容

  • [书城]2017年高考数学基础突破--导数与积分:第3讲 导数的几何意义--求切线的斜率.doc
  • 2017年高考数学基础突破--导数与积分 第3讲 导数的几何意义--切线的斜率(学生版) [知识梳理] 1.导数的几何意义 函数y =f(x)在点x 0处的导数的几何意义,就是曲线y =f(x)在点P(x0,f(x0)) 处的切线的斜率k ,即k =f '(x 0) ,相应地,切线方程为y -y 0 ...

  • 例谈高考数学题的函数零点问题
  • 例谈高考数学题的函数零点问题 梁关化,2015,11,12 高考数学题的函数零点问题,早前都是以小题出现为多,但近几年却变为大题,甚至是难题.例如,今年全国卷(1).广东和江苏等省的高考数学题都把函数零点问题作为大题.难题来出.函数零点问题,归纳起来,常有如下几种类型:一.求零点的值或判断零点所在区 ...

  • 知识点讲解:函数与导数的重要性
  • [摘要]:目前高三同学已经进入第一轮备考阶段,查字典数学网为大家整理了各科目知识点,以下是小编为大家推荐的高考数学函数与导数的重要性一文,希望对大家的复习有所帮助. 一.高考数学的六大知识点模块高考数学主要有六大模块,分别是函数导数.三角函数.数列不等式.立体几何.圆锥曲线和概率统计.三角函数本身就 ...

  • 2017年天津高考知识点及题型预测(二)
  • 2017年天津高考知识点及题型及预测 天津外大附校 高成龙 一.填空与选择(70分)(难度由易到难) 1. 集合:必考题型,属于送分题目,仍然考察集合的交集并集补集的运算,另外需要注意函数的定义域和值域的区别. 2. 概率:由于天津高考将概率简答题换做线性规划,所以,必考一道概率小题.文科主要考察古 ...

  • 2017年高考数学选填真题(压轴题)
  • 2017年高考数学选填真题(压轴题) 一.选择题(共21小题) 1.已知F 为抛物线C :y 2=4x的焦点,过F 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,直线l 1与C 交于A .B 两点,直线l 2与C 交于D .E 两点,则|AB |+|DE |的最小值为( ) A .16 B .14 C .12 ...

  • 2017年吉林省长春市高考数学二模试卷(理科)(解析版)1
  • 2017年吉林省长春市高考数学二模试卷(理科) 一.选择题(本大题包括12小题,每小题5分,共60分,每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项涂在答题卡上) 1.已知集合A={0,1,2},B={y |y=2x ,x ∈A }则A ∩B=( ) A .{0,1,2} B .{1 ...

  • 基于导数应用的一元三次方程实根个数的研究性学习
  • ' 第21卷第5期高等函授学报(自然科学版) V01.2lNo.52008年lO月 JournalofHigherCorrespondenceEducation(NaturalSciences) October2008 ・中小学教学・, 基于导数应用的一元三次方程实根 个数的研究性学习 林道荣1,季 ...

  • 好的语句摘录150228
  • 常德市2015高三数学复习备考研讨会资料 1.填空题最后一题一定具有新的背景的试题,主要是新概念.新情景.新形式.新方法等,主要考查学生阅读理解,分析创新,数学素养,学习潜能,每年的这道题都是整套试卷中的亮点之一:在解答这种题时,命题者鼓励考生创造性的解答问题,尽量避免陷入严谨的逻辑推理之中.一般是 ...

  • 求分段函数的值域,最值,单调区间,零点的常用方法
  • 求分段函数的值域,最值,单调区间,零点的常用方法 梁关化,2015,11,17 分段函数在高考中常常是以小题出现,但有时却是小题中的难题.如今年北京,天津就是把它作为小题中的难题出.分段函数是一个函数,只是自变量取值不同时对应法则不同而已,但它又可以看成若干个函数组成的一个整体.故它的值域是若干个函 ...