导数及其应用归纳及解题技巧
导数的题型及解题技巧?
导数的题型及解题技巧?
(一)利用导数研究函数的单调性和极值
函数的单调性即该函数在一定范围的图象曲线的走向,若函数图象曲线向上,则为单调递增,反之则为单调递减。一个函数的单调性与其导数联系紧密,定理如下:在区间(a,b)内,若f(x)0,那么函数yf(x)在该区间内单调递增;若若f(x)0,那么函数yf(x)在该区间内单调递减。
例1:已知三次函数f(x)x3 ax2 bx c在x1和x-l时取极值,且f(-2)-4
(1)求函数yf(x)的表达式
(2)求函数yf(x)的单调区间和极值
(1)解:由f(x)x3 ax2 bx c得f(x)3x2 2ax b由题意得x1和x-1是f(x)的根,得a0,b-3
由f(-2)-4得c-2所以f(x)x3-3x- 2
(2)f(x)3x2- 33(x 1)(x-1)当x-1时,f(x)0当x-1时,f(x)0当-1x1时,f(x)0当x1时,f(x)0当x1时,f(x)0
所以,f(x)在区间[-∞,-1]上为增函数;在[-1,1]上是减函数;在[1, ∞]上是增函数。函数f(x)的极大值是f(-1)0,极小值是f(1)- 4。
在例1中,第二个问题即求函数的单调区间以及极值,我们可以很容易从例子中看出,当函数的导数在某-区间内大于零时,函数在这个区间内单调递增;相应的,当函数的导数在某已区间内小于零时,函数在这个区间单调递减。因此,在解题过程中,当学生遇到求函数的单调性以及极值的时候,可以利用求导的方式求出该函数的导数,通过导数判断其单调性和极值。
(二)利用导数求函数的最值
函数的极小值和极大值与函数的最大值和最小值是两个不同的概念。极小或极大值都是反映函数在某-.-点附近的局部性质,而不是函数在整个定义域内的性质。也就是说,极小值和极大值不能代表函数的最大值和最小值。但是在求函数的最大值和最小值的过程中,却需要借助极小值和极大值。
例2:求f(x)yx4- -8x2 2在[-1,3]上的最值
解:由yx4 -8x2 2得y4x3-16x4x(x -2)(x 2)令y0,得x0,x2,x-2
代人得F(0)2,f(2)-14,f(-1)-5,f(3)11由于x-2不在区间[-1,3]中,因此不予考虑。所以f(x)在区间[-1,3]中的最小值为f(2)-14,最大值为f(3)11。一般情况下,求某一个函数在某区间内的最值,可先求出该函数在区间内的极值,再将求出的各极值与该函数在端点处的函数值比较,最大的则为函数的最大值,最小的则为函数的最小值。
(三)构造函数证明不等式
构造函数简单来说就是一一种解题方法,是基于具体数学题目,构造符合题目的函数模型,并通过该函数模型解决数学题目的方法。在解题过程中通过构造函数方法可以有效得出答案,如应用于证明不等式中。
例3:已知函数f(x)xsub2/sub/2-ax (a-1)lnx,a1.
证明:若a5,则对任意x1,x2∈(0, ∞),xsub1/sub≠xsub2/sub,有f(xsub1/sub)-f(xsub2/sub)/xsub1/sub-xsub2/sub-1。
解:f(x)x-a (a-1)/x(xsub2/sub-ax a-1)/x(x-1)(x 1-a)/xg(x)f(x) xx2/2-ax (a-1)lnx x
g(x)x-(a-1) (a-1)/x≥2-(a-1)1-(-1)*2;1a5
g(x)0,即g(x)在(0, ∞)單调递增..当xsub1/subxsub2/sub0时,g(xsub1/sub)-g(xsub2/sub)0故f(xsub1/sub)-f(xsub2/sub)/xsub1/sub-xsub2/sub-1
当0x1x2时,[f(xsub1/sub)-f(xsub2/sub)]/(xsub1/sub -xsub2/sub)[f(x2)-f(xsub1/sub)]/(xsub2/sub-xsub1/sub) -1
例3中,如果只是按照常规思路进行解题,难度较大,但是通过构造函数g(x)解题,很大程度上降低了解题难度。
(四)导数与函数零点问题
函数零点个数的判断问题是导数与函数的热点问题,其实质仍是利用导数刻画函数图象与性质,这类问题的难点是含参问题中零点会随着参数而移动,确定零点所在的关于参数的区间需要认真分析。
(五)类型四:隐零点整体代换问题
设而不求是解析几何常用的方法,而在函数导数中,有时候因为关于极值点的方程是超越方程,求不出极值点,这时候需要设而不求,对参数进行整体代换。
(六)双变量同构式问题
在考题中常见到有两个变量的函数或不等式问题,如果原式子能够通过化简、变形成为两个变量不同、结构相同的式子,问题就可以通过构造函数来解决.
三、巧借导数分析,别样化解难题
(1)分析函数性质,简证不等式
导数可以有效解决不等式问题,尤其是证明不等式成立问题,可通过求导的方式来分析不等式,确切来讲是采用构造思想构造新的函数,利用导数来判断函数的单调性,求最值或判断函数符号,最后结合不等式恒成立原理来证明。
(2)妙求切线方程速解圆锥曲线
圆锥曲线因其计算过程复杂、技巧性强而成为高中数学的重难点知识,对于其中涉及曲线切线方程的问题可以采用导数知识来求解,通过求导的方式来求切线的斜率,从而建立切线方程,需要注意的是曲线方程在转化过程中因定义域所造成的差异。
(3)求导分析模型巧解实际问题
导数在解决与生活实际相关的数学问题中同样有着良好的解题效果,尤其是对于物料问题、距离最值问题等,可以利用导数来分析问题的数学模型,利用求导的方式来求解.一般思路为:从实际问题中抽象数学模型,利用导数求函数最值,结合实际取最优值。
x的x次方求导怎么求?
(x^x)(x^x)(lnx 1)求法:令x^xy两边取对数:lnyxlnx两边求导,应用复合函数求导法则:(1/y)ylnx 1yy(lnx 1)即:y(x^x)(lnx 1)扩展资料求导法则:对于一个已经确定存在且可导的情况下,我们可以用复合函数求导的链式法则来进行求导。
在方程左右两边都对x进行求导,由于y其实是x的一个函数,所以可以直接得到带有 y 的一个方程,然后化简得到 y 的表达式。隐函数理论的基本问题就是:在适合原方程的一个点的邻近范围内,在函数F(x,y)连续可微的前提下,什么样的附加条件能使得原方程确定一个惟一的函数y(x),不仅单值连续,而且连续可微,其导数由完全确定。隐函数存在定理就用于断定就是这样的一个条件,不仅必要,而且充分。