导数在函数中的常见应用
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导数在函数中的常见应用
贵州省道真县道真中学(563500)熊胜
函数和导数都是高中数学的重要内容,导数是研究函数的主要工具,同时导数及其性质的应用也离不开函数的支撑,因此,以函数为载体,导数为工具来命题,始终是高考的热点。如:1、切线:可导函数 在 处切线的斜率是 ,进而可求出切线方程。2、单调区间:体现在两个方面 (1)求可导函数 的单调区间 由 解不等式。(2)已知可导函数 在M上单调,求参数范围 在M上恒成立。3、极值:对于可导函数 ,在 的两侧函数值异号时, 在该点处有极值。4、最值:闭区间上的连续函数一定有最值,若 在 上连续,在 内可导,求出 在 内的极值并与 、 比较,可得函数 在 的最值。以上是近年高考的主要考点。除此之外函数借助导数的极值、最值解决其他相应的问题。本文借助近年的高考试题,分析依托导数研究函数性质的知识点。
一、 利用导数求函数的零点
借助函数的极值、最值,可以判断方程 的根的个数。即:若 在相邻的两个极值之间,若极大值大于0,极小值小于0,则在这两个极值间有且只有一个 使得 。
例1、(2008四川)已知x=3是函数f(x)=aln(1+x)+x2-10x的一个极值点.
(Ⅰ)求a;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)若直线y=b与函数y=f(x)的图象有3个交点,求b的取值范围.
解:(Ⅰ)因为f′(x)= 所以f′(3)= 因为a=16.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f′(x)=16ln(1+x)+x2-10x,x∈(-1,+∞),f′(x)=
当x∈(-1,1)∪(3,+∞)时,f′(x)>0.当x∈(1,3)时,f′(x)<0.
所以f (x)的单调增区间是(-1,1),(3,+∞),f(x).的单调减区间是(1,3),
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)在(-1,1)内单调增加,在(1,3)内单调减少,在(3,+∞)上单调增加,且当x=1或x=3时,f′(x)=0,
所以f (x)的极大值为f (1)=16ln2-9,极小值为f(3)=32ln2-21.
因为f(16)>162-10×16>16ln2-9=f(1).f(e-2-1)<-32+11=-21<f(3),
所以在f(x)的三个单调区间(-1,1),(1,3),(3,+∞)直线y=B与y=f(x)的图像各有一个交点,当且仅当f(3)<b<f(1).
因为,b的取值范围为(32ln2-21,16ln2-9).
二、利用导数证明不等式或不等式恒成立
(1)要证明 ,只要证明 ,即证明 即可。
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