摘要:導(dǎo)數(shù)進入了高中數(shù)學(xué)教材之后,給函數(shù)問題的研究注入了生機與活力,提供了新視角,新方法,新途徑,拓寬了我們的解題空間。本文從函數(shù)的單調(diào)性 ,函數(shù)圖像的切線,根據(jù)導(dǎo)數(shù)求參數(shù)的取值或范圍等幾個方面來舉例說明導(dǎo)數(shù)在函數(shù)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:單調(diào)性 導(dǎo)數(shù) 切線問題 函數(shù) 應(yīng)用
【中圖分類號】O13 【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1002-2139(2009)04-0158-01
求函數(shù)的方法很多,比如用初等方法來求值,但有時利用初等的方法會顯得比較難解,這時,我們?nèi)绻脤?dǎo)數(shù)的思想和方法來解決這些問題,就顯得容易多了,下面我們就摘要中所提到的幾個方面來分析導(dǎo)數(shù)在函數(shù)中的應(yīng)用.
一、利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性[1]
單調(diào)函數(shù)是一重要函數(shù)類,現(xiàn)在我們看看怎樣運用導(dǎo)數(shù)這一工具判斷函數(shù)的單調(diào)性。
定理: 若函數(shù)f在(a、b)內(nèi)可導(dǎo),則f在(a、b)內(nèi)嚴(yán)格遞增(或遞減)的充分必要條件是: (i)對一切χ∈(a、b),有在內(nèi)的任何子區(qū)間上.
例1:設(shè)試討論函數(shù)f(χ)的單調(diào)區(qū)間
解:由于,
故當(dāng)時,遞增,
時, 遞減,
本題解答中,巧妙利用導(dǎo)數(shù)求解,避免了傳統(tǒng)單調(diào)性問題中使用定義而進行的復(fù)雜運算與討論,顯得簡便快捷。
二、利用導(dǎo)數(shù)處理函數(shù)圖象的切線問題[2][3]
從解析幾何知道,在曲線y=f(χ)上一點處的切線,是割線PQ,當(dāng)Q(χ、y)沿曲線趨進于P時的極限位置,因為割線PQ的斜率
而過點P的切線斜率k,正是割線斜率在χ→χ0.時的極限,即 由導(dǎo)數(shù)定義,所以曲線y=f(χ)在點P處的切線方程是
例2:求曲線在點P(2,1)處的切線方程與法線方程。
解: 由于:
所以曲線在點P的切線方程為:
由解析幾何知道,若切線斜率為k,則法線斜率為,從而過點P的法線斜率為,法線方程為:
本題如果采用常規(guī)的解方程組的方法是難以求解的,導(dǎo)數(shù)的幾何意義為這類問題的解決提供了新的方法和途徑。
三、根據(jù)導(dǎo)數(shù)求參數(shù)的取值范圍[4]
利用導(dǎo)數(shù)求參數(shù)的取值或范圍是中學(xué)數(shù)學(xué)的一個重要內(nèi)容,它是對導(dǎo)數(shù)求導(dǎo)法則,可導(dǎo)函數(shù)單調(diào)性等的綜合應(yīng)用。
例3:已知a為實數(shù),若f(χ)函數(shù)在和上 都是遞增的,求a的取值范圍。
解: .因函數(shù)在和上都是遞增的.
所以在和上恒成立,則且
即:
再來看一個高考試題:
例4:已知函數(shù),若對任意 ,f(x)