胡彩云
(廣西馬山縣馬山中學 530600)
我們都知道在高中階段,導數已成為研究函數性質的一種重要工具,尤其是利用導數探討函數的單調性來解決相關的函數極值、最值、含參數以及不等式等問題,一直是高考命題的一大熱點.現將常考的題型做一個小歸納.
函數y=f(x)在點x0處的導數f′(x0)的幾何意義是在曲線y=f(x)上點(x0,f(x0))處的切線的斜率.相應地,切線方程為y-y0=f′(x0)(x-x0).
導數的幾何意義是每年高考的必考內容,考查題型既有選擇題、填空題,也常出現在解答題的第(1)問中,難度偏小,屬中、低檔題.常見的命題角度有:(1)求切線方程;(2)求切點坐標;(3)根據參數切線的性質求參數.
(2)已知直線l為曲線f(x)=x3+x-16的切線,且經過原點,則它們的切點坐標為____.
(3)若曲線y=f(x)=lnx+ax2(a為常數)不存在斜率為負數的切線,則實數a的取值范圍是( ).
C.(0,+∞) D.[0,+∞)
這類問題要求考生會正確掌握求導公式和求導法則,理解并掌握用導數判斷函數單調性的方法以及求極值、最值的方法步驟.函數的極值(最值)是每年高考的必考內容,題型既有選擇題、填空題,也有解答題,難度適中,為中、高檔題.常見的命題角度有:(1)知圖判斷函數極值(最值);(2)已知函數求極值(最值);(3)已知函數極值(最值)情況求參數值(范圍).而所有這些問題的解決,都依賴于用導數研究函數的單調性.其相關結論是:若f(x)函數在區(qū)間(a,b)上可導,則在區(qū)間(a,b)上f(x)遞增?f′(x)≥0;f(x)遞減?f′(x)≤0.
例2 (1)函數f(x)=x+lnx的單調遞增區(qū)間為____.
(2)(2017課標2,理11)若x=-2是函數f(x)=(x2+ax-1)ex-1的極值點,則f(x)的極小值為( ).
A.-1 B.-2e-3C.5e-3D.1
(3)(2017課標3,理11)已知函數f(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1)有唯一零點,則a=____.
利用導數研究函數單調性來證明不等式 ,在高考的壓軸題中是最常見的也是難度較大的問題.在證明的過程中,需綜合考慮不等式相關的特點,然后通過恒等變形不等式或構造出函數,接著利用導數證明構造出的函數的單調性達到證明不等式的目的.常見的有:一是直接構造函數,然后用導數證明該函數的增減性;二是先把不等式變形后再構造函數,然后利用導數證明該函數的單調性,達到證明不等式的目的.三是轉化為用導數求函數的最值來證明不等式.
例3 證明:當x>0時,x-ln(1+x)>0.
故有f(x)>f(0)=0即x-ln(1+x)>0.
例4 證明:當x>0時,x>sinx.
分析先把不等式變形為x-sinx>0,就轉化為例3類的問題,用同樣的方法即可證明.
例5 證明:當x≠0時,ex-x>1.
證明設f(x)=ex-x-1(x≠0),則f′(x)=ex-1.
令f′(x)=0得到x=0,且當x<0時,f′(x)<0;當x>0時,f′(x)>0;
所以f(x)在(-∞,0)上單調遞減,在(0,+∞)上單調遞增.x=0為極小值點,也是最小值點.即f(x)>f(0)=0,ex-x>1.
當然,在利用導數證明不等式問題中,還有一類難度較大的題型,那就是構造函數,證明數列不等式問題,在這里就不做闡述和舉例.
所謂不等式恒成立,其實就是指函數無論取最大值或最小值時不等式都能成立.通過證明不等式的恒成立問題,將其轉化成解決函數最值的問題,就可以利用其證明不等式是否成立.而要證明不等式的恒成立就會涉及參數的證明問題,通過變量分離,證明某個值大于或小于函數值,就可以證明不等式恒成立.也就是往往把變量分離后可以轉化為m>f(x) (或m 而解決這類問題的策略常有: ①首先要構造函數,利用導數研究函數的單調性,求出最值,進而得出相應的含參不等式,從而求出參數的取值范圍. ②分離變量,構造函數,直接把問題轉化為函數的最值問題. 當然,在高中階段,導數相關的題型還有很多,比如存在性問題,實際應用問題等等,高考考查的題目靈活多變,??汲P?雖然在2018年理科高考壓軸題中,考查不等式問題的難度稍有下降,但是還是會常考不衰.這類題目的解答過程中,教師應引導學生選擇正確的切入點,構建出不等式,只有這樣,才能準確地利用導數知識證明不等式是否成立.因此,在實際的教學中,教師必須組織、引導學生學好導數的知識,不僅為高考考一個好分數,更要為日后的學習微積分知識奠定堅實的基礎.