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高中数学高考导数题型分析和解题方法
2025-09-26 11:12:09 责编:小OO
文档
导数题型分析及解题方法

一、考试内容

导数的概念.导数的几何意义.几种常见函数的导数;

两个函数的和、差、基本导数公式.利用导数研究函数的单调性和极值.函数的最大值和最小值。

二、热点题型分析

题型一:利用导数研究函数的极值、最值。

1. 在区间上的最大值是  2               

2.已知函数处有极大值.则常数c=    6   ;

3.函数有极小值 -1  ,极大值    3   

          

题型二:利用导数几何意义求切线方程

1.曲线在点处的切线方程是              

2.若曲线在P点处的切线平行于直线.则P点的坐标为   (1.0)              

3.若曲线的一条切线与直线垂直.则的方程为                                   

4.求下列直线的方程:

 (1)曲线在P(-1,1)处的切线;   (2)曲线过点P(3,5)的切线;

解:(1)

        所以切线方程为

 (2)显然点P(3.5)不在曲线上.所以可设切点为.则①又函数的导数为.

所以过点的切线的斜率为.又切线过、P(3,5)点.所以有②.由①②联立方程组得..即切点为(1.1)时.切线斜率为;当切点为(5.25)时.切线斜率为;所以所求的切线有两条.方程分别为

题型三:利用导数研究函数的单调性.极值、最值

 

1.已知函数的切线方程为y=3x+1  

   (Ⅰ)若函数处有极值.求的表达式;

   (Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下.求函数在[-3.1]上的最大值;

   (Ⅲ)若函数在区间[-2.1]上单调递增.求实数b的取值范围  

解:(1)由

过的切线方程为:

 

而过

故      

∵  ③ 

由①②③得  a=2.b=-4.c=5      ∴   

(2)

  又在[-3.1]上最大值是13。 

(3)y=f(x)在[-2.1]上单调递增.又由①知2a+b=0。  

依题意在[-2.1]上恒有≥0.即 

①当;

②当;

③当  

综上所述.参数b的取值范围是

2.已知三次函数在和时取极值.且.

(1) 求函数的表达式;

(2) 求函数的单调区间和极值;

(3) 若函数在区间上的值域为.试求、应满足的条件.

解:(1) .                                        

由题意得.是的两个根.解得..    

再由可得.∴.                        

(2) .

当时.;当时.;

当时.;当时.;

当时..∴函数在区间上是增函数;

在区间上是减函数;在区间上是增函数.

函数的极大值是.极小值是.                    

(3) 函数的图象是由的图象向右平移个单位.向上平移4个单位得到的.

所以.函数在区间上的值域为().

而.∴.即.                        

于是.函数在区间上的值域为.

令得或.由的单调性知..即.

综上所述.、应满足的条件是:.且.            

3.设函数.

(1)若的图象与直线相切.切点横坐标为2.且在处取极值.求实数 的值;

(2)当b=1时.试证明:不论a取何实数.函数总有两个不同的极值点. 

解:(1)      

由题意.代入上式.解之得:a=1.b=1.  

(2)当b=1时.       

因故方程有两个不同实根.  

不妨设.由可判断的符号如下:

当>0;当<0;当>0

因此是极大值点.是极小值点..当b=1时.不论a取何实数.函数总有两个不同的极值点。

题型四:利用导数研究函数的图象

1.如右图:是f(x)的导函数. 的图象如右图所示.则f(x)的图象只可能是( D  )

(A)           (B)           (C)          (D)

2.函数( A  )

3.方程                                ( B   )

 A、0           B、1              C、2              D、3

题型五:利用单调性、极值、最值情况.求参数取值范围

1.设函数

    (1)求函数的单调区间、极值.

(2)若当时.恒有.试确定a的取值范围.

解:(1)=.令得                                    

列表如下:

x(-∞.a)

a(a.3a)

3a(3a.+∞)

-0+0-
极小极大
                                                               

∴在(a.3a)上单调递增.在(-∞.a)和(3a.+∞)上单调递减

时..时.                 

(2)∵.∴对称轴.

∴在[a+1.a+2]上单调递减                                

∴.

依题.    即

解得.又      ∴a的取值范围是

2.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=-与x=1时都取得极值(1)求a、b的值与函数f(x)的单调区间

(2)若对x 〔-1.2〕.不等式f(x) c2恒成立.求c的取值范围。

解:(1)f(x)=x3+ax2+bx+c.f (x)=3x2+2ax+b

由f ()=.f (1)=3+2a+b=0得a=.b=-2

f (x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1).函数f(x)的单调区间如下表:

x(- .-)

(-.1)

1(1.+ )

f (x)

00
f(x)

 极大值 极小值 
所以函数f(x)的递增区间是(- .-)与(1.+ ).递减区间是(-.1)

(2)f(x)=x3-x2-2x+c.x 〔-1.2〕.当x=-时.f(x)=+c

为极大值.而f(2)=2+c.则f(2)=2+c为最大值。

要使f(x) c2(x 〔-1.2〕)恒成立.只需c2 f(2)=2+c.解得c -1或c 2

题型六:利用导数研究方程的根

1.已知平面向量=(,-1).  =(,).

(1)若存在不同时为零的实数k和t.使=+(t2-3).=-k+t.⊥.

试求函数关系式k=f(t) ;

(2) 据(1)的结论.讨论关于t的方程f(t)-k=0的解的情况.

解:(1)∵⊥.∴=0  即[+(t2-3) ]·(-k+t)=0. 

整理后得-k+[t-k(t2-3)] + (t2-3)·=0 

∵=0.=4.=1.∴上式化为-4k+t(t2-3)=0.即k=t(t2-3)

(2)讨论方程t(t2-3)-k=0的解的情况.可以看作曲线f(t)= t(t2-3)与直线y=k的交点个数.  

于是f′(t)= (t2-1)= (t+1)(t-1).     

令f′(t)=0,解得t1=-1,t2=1.当t变化时.f′(t)、f(t)的变化情况如下表:

t(-∞,-1)

-1(-1,1)1(1,+ ∞)

f′(t)

+0-0+
F(t)极大值极小值
当t=-1时.f(t)有极大值.f(t)极大值=.

当t=1时.f(t)有极小值.f(t)极小值=-

函数f(t)=t(t2-3)的图象如图13-2-1所示.

可观察出:

(1)当k>或k<-时,方程f(t)-k=0有且只有一解;

(2)当k=或k=-时,方程f(t)-k=0有两解;

(3) 当-<k<时,方程f(t)-k=0有三解.  

题型七:导数与不等式的综合 

1.设在上是单调函数.

(1)求实数的取值范围;

(2)设≥1.≥1.且.求证:.

解:(1) 若在上是单调递减函数.则须这样的实数a不存在.故在上不可能是单调递减函数.

若在上是单调递增函数.则≤.

由于.从而0(2)方法1、可知在上只能为单调增函数.  若1≤.则 若1≤矛盾.故只有成立.

方法2:设.两式相减得 ≥1,u≥1.

.

2.已知为实数.函数

(1)若函数的图象上有与轴平行的切线.求的取值范围

(2)若.(Ⅰ)求函数的单调区间

(Ⅱ)证明对任意的.不等式恒成立

解:.

    函数的图象有与轴平行的切线.有实数解

   ..所以的取值范围是

...

由或;由

的单调递增区间是;单调减区间为

易知的最大值为.的极小值为.又

在上的最大值.最小值

对任意.恒有

题型八:导数在实际中的应用

1.请您设计一个帐篷。它下部的形状是高为1m的正六棱柱.上部的形状是侧棱长为3m的正六棱锥(如右图所示)。试问当帐篷的顶点O到底面中心的距离为多少时.帐篷的体积最大?

解:设OO1为.则

由题设可得正六棱锥底面边长为:.(单位:)

故底面正六边形的面积为:=.(单位:)

帐篷的体积为:(单位:)

求导得。

令.解得(不合题意.舍去)..

当时..为增函数;

当时..为减函数。

∴当时.最大。

答:当OO1为时.帐篷的体积最大.最大体积为。

2.统计表明.某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量(升)关于行驶速度(千米/小时)的函数解析式可以表示为:

已知甲、乙两地相距100千米。

(I)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时.从甲地到乙地要耗油多少升?

(II)当汽车以多大的速度匀速行驶时.从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升?

解:(I)当时.汽车从甲地到乙地行驶了小时.

    要耗没(升)。

    (II)当速度为千米/小时时.汽车从甲地到乙地行驶了小时.设耗油量为升.

    依题意得

    

    令得

    当时.是减函数;

    当时.是增函数。

    当时.取到极小值

    因为在上只有一个极值.所以它是最小值。

    答:当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时.从甲地到乙地耗油17.5升。当汽车以80千米/小时的速度匀速行驶时.从甲地到乙地耗油最少.最少为11.25升。

题型九:导数与向量的结合

1.设平面向量若存在不同时为零的两个实数s、t及实数k.使

(1)求函数关系式;

(2)若函数在上是单调函数.求k的取值范围。

解:(1)

(2)

则在上有

由;

由。

因为在t∈上是增函数.所以不存在k.使在上恒成立。故k的取值范围是。         下载本文

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