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[导数的应用复习谋略]

发布时间:2019-01-25 07:19:55 浏览数:

   每年的高考试卷中都有导数应用的题目出现,对导数的考查非常全面,既有选择题、填空题等客观题,又有解答题,且所占分值较高。常见的考查方式有两种:一是直接将导数应用于函数性质的研究,考查多项式函数的单调性、极值、最值等;二是将导数与函数、方程、不等式、数列等相关联,主要考查函数的最值或求参数的值(或范围)。
   一、利用导数判断函数的单调性
   利用导数判断函数单调性的步骤为:(1)求导数f ′(x);(2)在函数f (x)的定义域内解不等式f ′(x)>0或f ′(x)<0;(3)根据(2)的结果确定函数f (x)的单调区间。
   例1 已知函数f (x) =alnx-ax-3(a∈R)。
   (1)求f (x)的单调区间;
   (2)若f ′(2)=1,且对于任意的t∈[1,2],函数g (x) =x3+x2[f ′(x)+]在区间(t,3)上总不为单调函数,求m的取值范围。
   解析:(1)f ′(x)=(x>0)。
   当a>0时,f (x)在(0,1]上单调递增,在[1,+∞)上单调递减;
   当a<0时,f (x)在(0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增;
   当a=0时,f (x)不是单调函数。
   (2)由f ′(2)=1得a=-2,所以f (x)=-2lnx+2x-3,f ′(x)=-+2,则g(x)=x3+(+2)x2-2x,故g ′(x)=3x2+(m+4)x-2。
   因为g(x)在(t,3)上总不为单调函数,且g ′(0)=-2,则g ′(t)<0,g ′(3)>0。
   由题意知:对于t∈[1,2],g ′(t)<0恒成立。
   综上,g ′(1)<0,g ′(2)<0,g ′(3)>0。?圯-<m<-9。
   二、利用导数研究函数的极值
   求可导函数极值的步骤是:(1)确定函数的定义域;(2)求导数f ′(x);(3)解方程f ′(x)=0,求出定义域内的所有根;(4)列表检验f ′(x)在f ′(x)=0的根x0左右两侧值的符号,如果左正右负,那么f (x)在x0处取极大值,如果左负右正,那么f (x)在x0处取极小值。
   闭区间上函数f (x)的最大值、最小值只能在极值点或端点处取得,具体解决办法是先由导数确定闭区间内的极值点,然后求出各极值点、端点处的函数值,这些值中的最大值就是f (x)的最大值,最小值就是f (x)的最小值。但是要特别注意,所求极值点在所考查的闭区间内才有效。
   例2 已知a是实数,f (x)=(x-a)。
   (1)求函数f (x)的单调区间;
   (2)设g (a)为f (x)在区间[0,2]上的最小值,求g (a)的表达式。
   解析:(1)函数的定义域为[0,+∞), f ′(x)=+=(x>0)。
   若a≤0,则f ′(x)>0,f (x)的单调递增区间为[0,+∞)。
   若a>0,令f ′(x)=0,得x=。
   当0<x<时,f ′(x)<0,f (x)的单调递减区间为[0,];当x>时,f ′(x)>0,单调递增区间为(,+∞)。
   (2)若a≤0,f (x)在[0,2]上单调递增,所以g (a)= f (0)=0。
   若0<a<6,f (x)在[0,]上单调递减,在(,2]上单调递增,所以g (a)=f ()=-。
   若a≥6,f (x)在[0,2]上单调递减,所以g (a)=
  f (2)=(2-a)。
   综上所述,g (a)=0,(a≤0)-,(0<a<6)(2-a)。(a≥6)
   三、利用导数求参数的范围
   根据不等式在某区间上恒成立,求参数的范围时,可先分离参数,然后转化为求函数在区间上的最值问题来解决。
   例3 设函数f(x)=2x3+3ax2+3bx+8c在x=1及x=2时取得极值。
   (1)求a,b的值;
   (2)若对任意的x∈[0,3],都有f (x)<c2成立,求c的取值范围。
   解析:(1)f ′(x)=6x2+6ax+3b,因为函数f (x)在x=1及x=2时取得极值,则有f ′(1)=0,f ′(2)=0,
   即6+6a+3b=0,24+12a+3b=0。解得a=-3,b=4。
   (2)由(1)可知,f(x)=2x3-9x2+12x+8c,f ′(x)=6x2
  -18x+12=6(x-1)(x-2)。
   当x∈(0,1)时, f ′(x)>0;
   当x∈(1,2)时, f ′(x)<0;
   当x∈(2,3)时, f ′(x)>0。
   所以,当x=1时, f (x)取得极大值f (1)=5+8c。
   又f (0)=8c, f (3)=9+8c,则当x∈[0,3]时, f (x)的最大值为f (3)=9+8c。因为对于任意的x∈[0,3],有f (x)<c2恒成立,所以9+8c<c2,解得c<-1或c>9。
   因此c的取值范围为(-∞,-1)∪(9,+∞)。
   从上面的分析可知,导数的应用中函数求导是一个最基本的知识点,它与方程、不等式等联系非常紧密。教学中,教师要关注知识的内在联系,让学生通过适当分类练习,逐步形成思维能力,从而培养学生运用导数解决问题的意识和能力。
  (作者单位:岳阳县职业中专)
  

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