高中数学导数公式 浅谈新课标下高中数学导数问题的几大热门
邓解强
摘 要:有关导数在函数中的使用,首要类型有:求曲线的切线、判别函数的单调性、求函数的极值和最值、使用函数的单调性证明不等式等,这些类型是高中数学学习本章的要点,也是“新课标”下高考的要点和热门。导数在函数中的使用,是剖析和处理函数问题的有用东西。
关键词:导数 曲线的切线 单调性 极值和最值
导数使用的重要性和广泛性,咱们从每年高考的《考试阐明》傍边能够充沛体会到。有关导数在函数中的使用,首要类型有:求曲线的切线、判别函数的单调性、求函数的极值和最值、使用函数的单调性证明不等式等,这些类型是高中数学学习的要点之一,也是“新课标”下高考的要点和热门。由于导数其使用的广泛性,为处理函数问题供给了一般性的办法,因而在高考中占有较为重要的位置,其考察要点是使用导数求曲线的切线方程、函数的单调性、函数的极值和最值、不等式的证明等问题方面。本文扼要谈一下导数在这几个方面的使用。
一、使用导数求曲线的切线方程
例1:(2016年全国III高考)已知为偶函数,其时,,则曲线在点处的切线方程是_______________。
解:f(x)为偶函数,可得f(-x)=f(x),当x<0时,f(x)=ln(-x)+3x,即有x>0时,时f(x)=lnx-3x,f′(x)=1x-3,可得f(1)=ln1-3=-3,f′(1)=1-3=-2,则曲线y=f(x)在点(1,-3)处的切线方程为y-(-3)=-2(x-1),即为2x+y+1=0。
例2:求在点处的切线方程。
解:设过点的切线的切点为,则切线的斜率为,
又,故,。
即切线的斜率为4或12,从而过点的切线为:
点评:要注意所给的点是否是切点,若是,能够直接使用导数的几许含义求解;不是则需设出切点坐标,再结合导数的几许含义、直线的斜率求解。
二、使用导数研讨函数的单调性问题
例3:(2016年全国II高考节选)评论函数的单调性,并证明其时,。
解:由得
∵ 其时,
∴在上单调递加
∴时,
∴ 。
例4:已知函数在上是减函数,求的取值规模。
解:由题意得, 在上是减函数,在上恒建立,且,即且,。
点评:函数的单调性是函数的重要性质,是高考的热门问题。若使用界说求解,一般较为杂乱,但新教材引进导数今后,则有用地处理了这一问题。使用导数判别函数单调性的法则为:在区间D上,若,则在D上是增函数;若,则在D上是减函数。反之,若在D内可导,且若在D上是增(减)函数,则一定有。
三、使用导数求函数的极值与最值
例5:函数在处有极值10,求的值。
解:
∵
∴f′(x)=3x2+2ax+b
∵函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值10
∴ f′(1)=3+2a+b=0, f(1)=1+a+b+a2=10
解得或,其时
f′(x)=3x2+8x-11=(3x+11)(x-1),其时
f′(x)<0, 当x>1时, f′(x)>0,满意x=1处为极值点
其时,f′(x)=3x2-6x+3=3(x-1)2
易知在x=1的两边f′(x)>0,
故x=1不是极值点,应舍去。故只要a=4 ,b=-11满意题意。
点评:可导连续函数在处的导数是在处获得极值的必要但不充沛条件,故需验证满意在x=1的两边单调性相反,即导数异号才为极值点。
例6:
求函数在区间上的最大值和最小值。
解:令化简为
解得或。其间舍去
又由且,得知函数的单调递加区间是,同理, 得知函数的单调递加区间是。
所认为函数的极大值。
又由于。
所以,为函数在上的最小值,为函数在上的最大值。
点评:求函数在某闭区间上的最值,首要需求函数在开区间内的极值,然后,将的各个极值与闭区间上的端点的值、比较,才干得出函数在上的
最值。
四、导数的归纳运用
近几年高考数学导数出题根本方向没变,首要用导数研讨函数的性质(单调性、极值、最值等),然后用所得到性质归纳处理函数图画、方程根的散布、不等式等有关问题,这也是教育中的难点,值得注意。
例7:(2015年新课标2理12)设函数是奇函数的导函数,,其时,,则使得建立的的取值规模是( )
A. B.
C. D.
解:设g(x)= ,则g(x)的导数为
∵当x>0时,总有xf′(x) 例8:其时,证明不等式 。 证明:设 可求得其界说域为(-1,+ ∞)。由 (时,)可知,f(x)在(-1,+ ∞)上是增函数。又,∴ 即。故对一切都建立。 点评:咱们知道函数在某个区间上的导数值大于(或小于)0时,则该函数在该区间上单调递加(或递减)。因而在证明不等式时,依据不等式的特色,有时能够结构函数,用导数证明该函数的单调性,然后再用函数单调性到达证明不等式的意图。即把证明不等式转化为证明函數的单调性。 导数的广泛使用,为咱们处理函数问题供给了有力的东西。因而,在日常教育中, 遇到函数问题,要有认识引导学生用导数来处理问题,要杰出导数的东西性。这样,学生在参与高考时,才干做到知己知彼、百战不殆!