《2019高考數學二輪復習 專題六 函數與導數、不等式 第5講 導數的綜合應用與熱點問題課件.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2019高考數學二輪復習 專題六 函數與導數、不等式 第5講 導數的綜合應用與熱點問題課件.ppt(39頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、第5講導數的綜合應用與熱點問題,高考定位在高考壓軸題中,函數與方程、不等式的交匯是考查的熱點,常以含指數函數、對數函數為載體考查函數的零點(方程的根)、比較大小、不等式證明、不等式恒成立與能成立問題.,1.(2018全國卷)已知函數f(x)exax2.,(1)若a1,證明:當x0時,f(x)1; (2)若f(x)在(0,)只有一個零點,求a. (1)證明當a1時,f(x)exx2,則f(x)ex2x. 令g(x)f(x),則g(x)ex2.令g(x)0,解得xln 2. 當x(0,ln 2)時,g(x)0. 當x0時,g(x)g(ln 2)22ln 20, f(x)在0,)上單調遞增,f(x)
2、f(0)1.,真 題 感 悟,(2)解若f(x)在(0,)上只有一個零點,即方程exax20在(0,)上只有一個解,,當x(0,2)時,(x)0.,2.(2017全國卷)已知函數f(x)ax2axxln x,且f(x)0.,(1)求a; (2)證明:f(x)存在唯一的極大值點x0,且e2
3、知f(x)x2xxln x,f(x)2x2ln x,,當x(x0,1)時,h(x)0. 因為f(x)h(x), 所以xx0是f(x)的唯一極大值點. 由f(x0)0得ln x02(x01), 故f(x0)x0(1x0).,因為xx0是f(x)在(0,1)的最大值點, 由e1(0,1),f(e1)0得f(x0)f(e1)e2. 所以e2
4、由于當x時,函數值也趨向,只要按照極值與零的大小關系確定其零點的個數即可.存在兩個極值點x1,x2且x1
5、提醒解決方程、不等式相關問題,要認真分析題目的結構特點和已知條件,恰當構造函數并借助導數研究性質,這是解題的關鍵.,熱點一利用導數研究函數的零點(方程的根) 【例1】 (2018西安調研)函數f(x)axxln x在x1處取得極值.,(1)求f(x)的單調區(qū)間; (2)若yf(x)m1在定義域內有兩個不同的零點,求實數m的取值范圍. 解(1)f(x)aln x1,x0, 由f(1)a10,解得a1.則f(x)xxln x, f(x)ln x,令f(x)0,解得x1; 令f(x)<0,解得0
6、)yf(x)m1在(0,)內有兩個不同的零點,可轉化為f(x)m1在(0,)內有兩個不同的根,則函數yf(x)與ym1的圖象有兩個不同的交點. 由(1)知,f(x)在(0,1)上單調遞減,在(1,)上單調遞增,f(x)minf(1)1, 由題意得,m11, 即m2, 當00且x0時,f(x)0; 當x時,顯然f(x).,如圖,由圖象可知,m1<0,即m<1, 由可得2
7、區(qū)間上單調性、極值(最值)、端點值等性質,進而畫出其圖象; 第三步:結合圖象求解. 2.根據函數零點情況求參數范圍:(1)要注意端點的取舍;(2)選擇恰當的分類標準進行討論.,【訓練1】 設函數f(x)x3ax2bxc.,(1)求曲線yf(x)在點(0,f(0))處的切線方程; (2)設ab4,若函數f(x)有三個不同零點,求c的取值范圍. 解(1)由f(x)x3ax2bxc, 得f(x)3x22axb. f(0)c,f(0)b, 曲線yf(x)在點(0,f(0))處的切線方程為ybxc. (2)當ab4時,f(x)x34x24xc, f(x)3x28x4.,當x變化時,f(x)與f(x)在區(qū)
8、間(,)上的情況如下:,熱點二利用導數證明不等式 【例2】 (2018鄭州質檢)已知函數f(x)x1aex.,(1)解由f(x)x1aex,得f(x)1aex. 當a0時,f(x)0,則f(x)在R上單調遞增.,(2)證明法一設g(x)f(x)2xex3x1,則g(x)ex3. 由g(x)ln 3;由g(x)0,得x4ex1.,法二f(x1)f(x2)5,x1ex1ex2x23, x12x2ex1ex23x23. 設g(x)ex3x,則g(x)ex3. 由g(x)0,得xln 3. 故g(x)ming(ln 3)33ln 3. 10,,探究提高1.證明不等式的基本方法: (1)利用單調性:若f
9、(x)在a,b上是增函數,則xa,b,有f(a)f(x)f(b),x1,x2a,b,且x1
10、得最大值f(1)0.,(3)證明由題設c1,設g(x)1(c1)xcx,,又g(0)g(1)0,故當00. 當x(0,1)時,1(c1)xcx.,當x0,g(x)單調遞增;當xx0時,g(x)<0,g(x)單調遞減.,熱點三不等式恒成立、存在性問題 考法1不等式恒成立問題 【例31】 (2016全國卷)已知函數f(x)(x1)ln xa(x1).,(1)當a4時,求曲線yf(x)在(1,f(1))處的切線方程; (2)若當x(1,)時,f(x)0,求a的取值范圍.,解(1)f(x)的定義域為(0,), 當a4時,f(x)(x1)ln x4(x1),,故曲線yf(x)在(1,f(1))處的切線方
11、程為2xy20.,當a2,x(1,)時,x22(1a)x1x22x10, 故g(x)0,g(x)在(1,)單調遞增,因此g(x)g(1)0. 當a2時,令g(x)0,,由x21和x1x21得x1<1. 故當x(1,x2)時,g(x)<0,g(x)在(1,x2)上單調遞減,因此g(x)
12、存在性”問題的求解是“互補”關系,即f(x)g(a)對于xD恒成立,應求f(x)的最小值;若存在xD,使得f(x)g(a)成立,應求f(x)的最大值.應特別關注等號是否取到,注意端點的取舍.,又f(1)1,即切點為(1,1),,(2)“對任意的n0,2,存在m0,2,使得f(m)g(n)成立”,等價于“在0,2上,f(x)的最大值大于或等于g(x)的最大值”.,所以g(x)在0,2上單調遞增,所以g(x)maxg(2)2. 令f(x)0,得x2或xa. 當a0時,f(x)0在0,2上恒成立,f(x)單調遞增, f(x)maxf(2)(4a)e12,解得a42e;,當0
13、,a上恒成立,f(x)單調遞減, f(x)0在a,2上恒成立,f(x)單調遞增, f(x)的最大值為f(2)(4a)e1或f(0)ae, 所以(4a)e12或ae2.,當a2時,f(x)0在0,2上恒成立,f(x)單調遞減,,210(x3)(x6)2,3
14、決生活中的優(yōu)化問題的一般步驟 (1)建模:分析實際問題中各量之間的關系,列出實際問題的數學模型,寫出實際問題中變量之間的函數關系式y(tǒng)f(x). (2)求導:求函數的導數f(x),解方程f(x)0. (3)求最值:比較函數在區(qū)間端點和使f(x)0的點的函數值的大小,最大(小)者為最大(小)值. (4)結論:回歸實際問題作答.,【訓練4】 (2017全國卷)如圖,圓形紙片的圓心為O,半徑為5 cm,該紙片上的等邊三角形ABC的中心為O.D,E,F為圓O上的點,DBC,ECA,FAB分別是以BC,CA,AB為底邊的等腰三角形.沿虛線剪開后,分別以BC,CA,AB為折痕折起DBC,ECA,FAB,使得
15、D,E,F重合,得到三棱錐.當ABC的邊長變化時,所得三棱錐體積(單位:cm3)的最大值為________.,解析由題意,連接OD,交BC與點G,,令f(x)0得x2,當x(0,2)時,f(x)0,f(x)單調遞增;,故當x2時,f(x)取得最大值80,,1.重視轉化思想在研究函數零點中的應用,如方程的解、兩函數圖象的交點均可轉化為函數零點,充分利用函數的圖象與性質,借助導數求解. 2.對于存在一個極大值和一個極小值的函數,其圖象與x軸交點的個數,除了受兩個極值大小的制約外,還受函數在兩個極值點外部函數值的變化的制約,在解題時要注意通過數形結合找到正確的條件. 3.利用導數方法證明不等式f(x)g(x)在區(qū)間D上恒成立的基本方法是構造函數h(x)f(x)g(x),然后根據函數的單調性或者函數的最值證明函數h(x)0.其中找到函數h(x)f(x)g(x)的零點是解題的突破口.,4.不等式恒成立、能成立問題常用解法,(1)分離參數后轉化為最值,不等式恒成立問題在變量與參數易于分離的情況下,采用分離參數轉化為函數的最值問題,形如af(x)max或af(x)min. (2)直接轉化為函數的最值問題,在參數難于分離的情況下,直接轉化為含參函數的最值問題,伴有對參數的分類討論. (3)數形結合,構造函數,借助函數圖象的幾何直觀性求解,一定要重視函數性質的靈活應用.,