2009屆高三數(shù)學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)系列(2)――函數(shù)與導(dǎo)數(shù)

一 大綱解讀

該部分內(nèi)容在課程標(biāo)準(zhǔn)中約占整個高中數(shù)學(xué)教學(xué)總課時的,它的范圍是必修一除集合外的全部內(nèi)容和選修的第一章導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用,其主要考試要求是基本初等函數(shù)的概念、圖象和性質(zhì),函數(shù)與方程、函數(shù)模型及其應(yīng)用,導(dǎo)數(shù)的概念、運(yùn)算,以導(dǎo)數(shù)為工具的對函數(shù)性質(zhì)和應(yīng)用的進(jìn)一步深入探討,對理科還有對定積分概念以及與此相關(guān)的問題,在高考試卷中分值約是,與實際教學(xué)中的課時比例基本相當(dāng).w.w.w.k.s.5.u.c.o.m    

二 高考預(yù)測

可以預(yù)計作為高中數(shù)學(xué)主干知識的函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的內(nèi)容,在2009年的高考中仍將占有重要位置,將是全方位、多層次(估計會有2-3個以對基本初等函數(shù)的概念性質(zhì)和對導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用的基本內(nèi)容為主的選擇和填空題)、巧綜合、變角度(一個以函數(shù)為載體導(dǎo)數(shù)為工具綜合考查數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想的綜合解答題)的考查方式,對理科來說定積分及其應(yīng)用也是一個值得關(guān)注的地方

三、 重點剖析

1.函數(shù)及其表示、初等函數(shù)的基本性質(zhì),包括定義域,值域(最值),圖象,單調(diào)性,奇偶性,周期性等.

試題詳情

例1(08年山東卷理4)設(shè)函數(shù)f(x)=|x+1|+|x-a|的圖象關(guān)于直線x=1對稱,則a的值為(A   )w.w.w.k.s.5.u.c.o.m    

(A) 3                (B)2                 (C)1               (D)-1

試題詳情

解析:A  該函數(shù)的圖象是一個在兩側(cè)斜率為的射線,在之間為平行于軸的線段,若要該函數(shù)圖象關(guān)于對稱,只需關(guān)于對稱,,即。

點評:本題考查對帶有絕對值的函數(shù)的理解和分析問題的能力。實際是帶有絕對值的函數(shù)是一個分段函數(shù),題目給出的是一個三段的函數(shù),解題的關(guān)鍵是用“零點分區(qū)“去掉絕對值后,對各段上函數(shù)解析式的認(rèn)識。

易錯指導(dǎo):對“零點分區(qū)”去絕對值的方法認(rèn)識模糊,不能正確地將函數(shù)化為分段函數(shù);缺乏理性思維,不能“想象”出函數(shù)圖象的大致形狀,是一個類似水渠橫斷面的圖形。

試題詳情

例1(08年山東卷文12)已知函數(shù)的圖象如圖所示,則滿足的關(guān)系是(    )

試題詳情

A.             B.

試題詳情

C.          D.

試題詳情

解析:A 首先由于函數(shù)單調(diào)遞增,;又,即,所以,故。

試題詳情

點評:本題考查指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)等基礎(chǔ)知識,考查分析問題解決問題的能力。解題的關(guān)鍵是根據(jù)指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)和所給的圖象特征找出所滿足的不等關(guān)系。

易錯指導(dǎo):不能自覺地利用函數(shù)性質(zhì),理解錯函數(shù)圖象給出的關(guān)系等,是本題出錯的主要原因。

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2.函數(shù)模型及其應(yīng)用、函數(shù)的零點定理

試題詳情

例2.關(guān)于的方程,給出下列四個命題:

試題詳情

①.存在實數(shù),使得方程恰有2個不同的實數(shù)根;

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②.存在實數(shù),使得方程恰有4個不同的實數(shù)根;

試題詳情

③.存在實數(shù),使得方程恰有5個不同的實數(shù)根;

試題詳情

④.存在實數(shù),使得方程恰有8個不同的實數(shù)根;

其中假命題的個數(shù)是(    )

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.0    .1    .2    .3

分析:若展開直接求解,問題將復(fù)雜化;可根據(jù)方程的結(jié)構(gòu)特征,利用換元法化高次為低次,轉(zhuǎn)化為我們熟悉的二次函數(shù)模型進(jìn)行解答.

試題詳情

解:令,則方程可化為,分別作出(如圖1)和(如圖2)的圖象,結(jié)合圖象可知:當(dāng)軸只有一個交點時,即(此時)時,結(jié)合圖象可知原方程有4個根;當(dāng)圖象下移,此時圖象與軸有兩個交點且在0和1之間(此時),原方程有8個根;當(dāng)(即)時,原方程有5個根;當(dāng)圖象繼續(xù)下移,此時且只能取一個正值,原方程有5個根。故選

試題詳情

               

                      圖2

點評:在復(fù)習(xí)時,我們要熟練掌握二次函數(shù)、一次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、耐克函數(shù)的模型;這些模型可以用來解決最值問題、方程問題、抽象函數(shù)問題.

易錯指導(dǎo):要特別注意轉(zhuǎn)化的合理性,如上例中要注意換元后新元素的取值范圍.

試題詳情

3. 函數(shù)性質(zhì)的刻畫與導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及以此為主要手段的不等式的證明,參數(shù)范圍的討論,實際應(yīng)用等問題.

試題詳情

例3(08年江蘇卷8)直線是曲線的一條切線,則實數(shù)b=        

試題詳情

解析:  ,令,故切點(2,ln2),代入直線方程,得,所以b=ln2-1.

試題詳情

點評:本小題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義、切線的求法.導(dǎo)數(shù)的幾何意義是:函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù)值是函數(shù)圖象過點()的切線的斜率;曲線上的一點處的切線方程為:

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例4(08年山東卷理21)已知函數(shù),其中,為常數(shù).

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(Ⅰ)當(dāng)時,求函數(shù)的極值;

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(Ⅱ)當(dāng)時,證明:對任意的正整數(shù),當(dāng)時,有

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解析:(Ⅰ)解:由已知得函數(shù)的定義域為,當(dāng)時,,

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所以

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(1)      當(dāng)時,由,,此時

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當(dāng)時,,單調(diào)遞減;當(dāng)時,,單調(diào)遞增.

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(2)當(dāng)時,恒成立,所以無極值.

試題詳情

綜上所述,時,

試題詳情

當(dāng)時,處取得極小值,極小值為

試題詳情

當(dāng)時,無極值.

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(Ⅱ)證法一:因為,所以

試題詳情

當(dāng)為偶數(shù)時,令,

試題詳情

).所以當(dāng)時,單調(diào)遞增,又,因此恒成立,所以成立.

試題詳情

當(dāng)為奇數(shù)時,

試題詳情

要證,由于,所以只需證,令,則),所以當(dāng)時,單調(diào)遞增,又,所以當(dāng)時,恒有,即命題成立.

綜上所述,結(jié)論成立.

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證法二:當(dāng)時,

試題詳情

當(dāng)時,對任意的正整數(shù),恒有

試題詳情

故只需證明

試題詳情

,,則,

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當(dāng)時,,故上單調(diào)遞增,因此當(dāng)時,,即成立.故當(dāng)時,有.即

點評:本題考查冪函數(shù)的導(dǎo)數(shù)、對數(shù)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)、函數(shù)的單調(diào)性與極值的關(guān)系等基礎(chǔ)知識,考查分類討論、化歸轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想,考查邏輯推理能力、運(yùn)算求解能力,考查考生分析問題解決問題的能力。本題第一問,是一個中規(guī)中矩的常規(guī)試題,只要考生基本功扎實,解決起來困難不大;第二問就需要考生有較高的分析問題解決問題的能力了,利用導(dǎo)數(shù)證明不等式的基本思路是通過構(gòu)造函數(shù)轉(zhuǎn)化為研究這個函數(shù)的單調(diào)性和區(qū)間端點值或最值問題,在證明過程中,還要進(jìn)行不等式的放縮(這也體現(xiàn)了山東對考查《不等式選講》的力度),如果考生缺乏這樣的思想意識,不能自覺地朝這個方向思考,要順利地完成這一問的解答是不可能的。本題能有效地區(qū)分不同思維層次的考生,是一道設(shè)計十分優(yōu)秀的試題。

試題詳情

易錯指導(dǎo):第一問中把導(dǎo)數(shù)求錯,或是不對參數(shù)進(jìn)行討論是出錯的主要原因;第二問中不知道構(gòu)造函數(shù),或是構(gòu)造函數(shù)后解決問題的思維混亂,不知道用函數(shù)的單調(diào)性和端點值確立不等關(guān)系等是考生失分的主要原因。

試題詳情

例4(08年山東卷文21)設(shè)函數(shù),已知的極值點.

試題詳情

(Ⅰ)求的值;

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(Ⅱ)討論的單調(diào)性;

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(Ⅲ)設(shè),試比較的大。

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解析:(Ⅰ)因為

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的極值點,所以,

試題詳情

因此解方程組得

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(Ⅱ)因為,所以,令,解得.因為當(dāng)時,;當(dāng)時,

試題詳情

所以上是單調(diào)遞增的;在上是單調(diào)遞減的.

試題詳情

(Ⅲ)由(Ⅰ)可知,故,

試題詳情

,則.令,得,因為時,,

試題詳情

所以上單調(diào)遞減,故時,;

試題詳情

因為時,,所以上單調(diào)遞增,故時,

試題詳情

所以對任意,恒有,又,因此

試題詳情

故對任意,恒有

試題詳情

點評:本題考查導(dǎo)數(shù)的有關(guān)基礎(chǔ)知識,考查方程的思想、等價轉(zhuǎn)化的思想,考查分析問題解決問題能力、運(yùn)算求解能力。本題的關(guān)鍵突破口是用方程的思想求出系數(shù)的值,其中第三問的證明用到構(gòu)造輔助函數(shù)的方法。

試題詳情

易錯指導(dǎo):第一問是本題的入口,也是本題的關(guān)鍵,這一問解錯了這個題就算報廢了,但由于文科的考試大綱對復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)不作要求,考生可能在求的導(dǎo)數(shù)時無所適從,事實上,并不涉及復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo),另外函數(shù)式較為復(fù)雜,運(yùn)算不準(zhǔn)確,也是考生不能正確解答第一問的重要原因;第二問中對式子符號的判斷是解題的關(guān)鍵點,對解不等式考試大綱只要求到會解一元二次不等式,而這個不等式與一元二次不等式懸殊較大,考生就不知道利用不等式的基本性質(zhì)去分析解決,這是容易出錯的地方;第三問的關(guān)鍵是會構(gòu)造輔助函數(shù),并能正確地利用不等式的性質(zhì)作出分析判斷。

試題詳情

4.定積分的概念、性質(zhì)和運(yùn)算等問題.

試題詳情

例5(08年山東卷理14)設(shè)函數(shù),若,,則的值為       

試題詳情

解析:  ,故,即,又,所以,又,所以。

試題詳情

點評:本題所考查的知識點是很多的.首先考查定積分的性質(zhì)2,其次考查函數(shù)求導(dǎo)運(yùn)算的逆向運(yùn)算,即找到兩個函數(shù)使它們的導(dǎo)數(shù)分別等于,這實際上是從更高的層次上考查導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算,第三考查微積分基本定理和具體的數(shù)值計算能力.這類題目應(yīng)該說高考考查定積分的一個重要方向.

易錯指導(dǎo):不能正確求出函數(shù)被積函數(shù)的原函數(shù),對微積分基本定理認(rèn)識模糊,運(yùn)算能力薄弱等都是本題出錯的原因。

四 掃雷先鋒

易錯點一:對函數(shù)的性質(zhì)理解不到位(下例是講解函數(shù)的性質(zhì)的易錯點,故需去掉“定義域”)

試題詳情

例1        在R上定義的函數(shù)是偶函數(shù),且,若在區(qū)間[1,2]上是減函數(shù),則( 。

A.在區(qū)間[-2,-1]上是增函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是增函數(shù);

B.在區(qū)間[-2,-1]上是增函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是減函數(shù);

C.在區(qū)間[-2,-1]上是減函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是增函數(shù);

D.在區(qū)間[-2,-1]上是減函數(shù),在區(qū)間[3,4]上是減函數(shù).

試題詳情

錯解與剖析:本題容易出錯的地方就是在由偶函數(shù)的性質(zhì)得到在區(qū)間[-2,-1]上是增函數(shù)之后對函數(shù)的周期性、對稱性、奇偶性吃不準(zhǔn)而錯選A.事實上本題有常規(guī)方法和做圖法兩種解法,下面只介紹常規(guī)方法.

試題詳情

正解:知函數(shù)圖象關(guān)于直線對稱,故在[0,1]上是增函數(shù).

試題詳情

又由是偶函數(shù)得,故其周期

試題詳情

上是增函數(shù),在[3,4]上是減函數(shù).選B.

點評:函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性、周期性、對稱性的概念及其應(yīng)用是高考的?键c.求解時一要把握住其定義性質(zhì);二可構(gòu)造直觀模型,借助其圖象求解.

易錯點二:把判斷函數(shù)單調(diào)性的充分條件當(dāng)作充要條件

試題詳情

例2 在區(qū)間(-∞,4)上是減函數(shù),求a的取值范圍.

試題詳情

錯解:由在區(qū)間(-∞,4)上是減函數(shù)得在(-∞,4)上恒成立.解得的取值范圍為.

試題詳情

剖析:事實上當(dāng)在(-∞,4)上也是減函數(shù).

試題詳情

正解:由在區(qū)間(-∞,4)上是減函數(shù)得在(-∞,4)上恒成立.解得的取值范圍為.

試題詳情

點評:(或)只是函數(shù)在區(qū)間(a,b)上單調(diào)遞增(或遞減)的充分條件;可導(dǎo)函數(shù)在區(qū)間(a,b)上單調(diào)遞增(或遞減)的充分條件是:對任意x(a,b)都有(或)且在(a,b)上都不恒為零.利用此充要條件可方面地解決“已知函數(shù)的單調(diào)性,反過來確定函數(shù)解析式中參數(shù)的值或范圍”問題.

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易錯點三:在求極值點時把=0的點x=等同于極值點(建議改為“將函數(shù)取極值的必要條件,當(dāng)作充要條件”)

試題詳情

例3 求函數(shù)的極值點.

試題詳情

錯解:的極值點即是滿足=0的點x=.由=0得.所以求函數(shù)的極值點為.

試題詳情

剖析:滿足=0的點x=只是它為極值點的必要而不充分條件,如果理解為充要條件,從正面看往往產(chǎn)生增解致錯.

試題詳情

正解:,令,但當(dāng),即函數(shù)的導(dǎo)數(shù)左右兩側(cè)不變號,所以不是函數(shù)的極值點,故函數(shù)沒有極值點.

試題詳情

點評:可導(dǎo)函數(shù)在某點的導(dǎo)數(shù)值等于零只是該函數(shù)在該點取得極值的必要條件,要真正在該點取得極值還得其導(dǎo)數(shù)在該點左右變號!本題如不注意這一點,很可能就求出來為該函數(shù)的極值的錯誤結(jié)果.

五 規(guī)律總結(jié)

1.研究函數(shù)問題要樹立定義域優(yōu)先的意識,否則解題中極易出錯.

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2.具備奇偶性的函數(shù)的定義域區(qū)間一定關(guān)于原點對稱.奇函數(shù)若在處有定義則一定有,偶函數(shù)一定有

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3.比較大小是對指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)性質(zhì)考查的常見題型,熟記它們的圖像特點并結(jié)合0、1比較是解這類題的通法.

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4.函數(shù)圖象的對稱性的一些常見結(jié)論:

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①若,對恒成立,則關(guān)于對稱;

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②若,對恒成立,則關(guān)于點對稱;

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③函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱.

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5.函數(shù)圖像的平移:把的圖像向左平移a(a>0)個單位,再向上平移b(b>0)個單位得到的圖象,簡記為“上加下減,左加右減”.

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6.函數(shù)在某點可導(dǎo)必在該點連續(xù);反過來連續(xù)函數(shù)不一定可導(dǎo).

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7.函數(shù)取得極值的充要條件:定義域上的可導(dǎo)函數(shù)處取得極值的充要條件是,并且兩側(cè)異號.只是可導(dǎo)函數(shù)處取得極值的必要條件,即必須有這個條件,但只有這個條件還不夠,還得兩側(cè)異號,這一點我們要充分重視.

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8.單調(diào)性:(1)在某個區(qū)間()上,若,則在這個區(qū)間上單調(diào)遞增;若,則在這個區(qū)間上單調(diào)遞減;若恒成立,則在這個區(qū)間上為常數(shù)函數(shù);若的符號不確定,則不是單調(diào)函數(shù);(2)若函數(shù)在區(qū)間()上單調(diào)遞增,則,反之等號不成立,因為,當(dāng)時函數(shù)在區(qū)間()上單調(diào)遞增,當(dāng)在這個區(qū)間內(nèi)為常數(shù)函數(shù);同理.若函數(shù)在區(qū)間()上單調(diào)遞減,則,反之等號不成立;(3)使的離散的點不影響函數(shù)的單調(diào)性.

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9.求曲線的切線方程時,要明確是曲線上某點處的切線(僅有一條),還是過某點的切線(可能不止一條).

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10.用導(dǎo)數(shù)解決與正整數(shù)有關(guān)的問題時,不能直接對求導(dǎo),要把正整數(shù)放到連續(xù)的正實數(shù)區(qū)間里面去,然后再用導(dǎo)數(shù)去解決.

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11.奇函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是偶函數(shù),偶函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是奇函數(shù);奇函數(shù)在區(qū)間上的定積分等于,偶函數(shù)在區(qū)間上的定積分等于它在區(qū)間上定積分的兩倍.

六 能力突破

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例1若函數(shù)滿足, 且,函數(shù),則函數(shù)在區(qū)間內(nèi)零點的個數(shù)為 (    )

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A.          B.          C.       D.

本題簡介:考查函數(shù)零點的概念以及綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力和數(shù)形結(jié)合的意識.

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解析:當(dāng)時,結(jié)合圖象知共有個交點,故在區(qū)間上共有個交點;當(dāng)時結(jié)合圖象知共有個交點.故函數(shù)在區(qū)間共有零點個.如圖

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反思:我們要求的實際上就是函數(shù)在區(qū)間上交點的個數(shù).由于函數(shù)和函數(shù)都是偶函數(shù),我們只要考查它們在區(qū)間和在區(qū)間上交點的個數(shù)即可.由函數(shù)的周期性,結(jié)合圖象就可解決.

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例2 如右圖,陰影部分的面積是(    )

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       A.                  B.             

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       C.                    D.

本題簡介:本題考查定積分的簡單應(yīng)用.

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解析:陰影部分的面積為:

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反思:所求的陰影部分的面積實際上就是在區(qū)間上的定積分.微積分基本定理是課標(biāo)高考理科應(yīng)注意的內(nèi)容.

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例3 設(shè)函數(shù),若函數(shù)的最大值是M,最小值是m,則________.

本題簡介:本題是一道自編題,主要考查學(xué)生對函數(shù)性質(zhì)的理解與掌握以及分析問題解決問題的能力.

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解析:令,易求得,所以是奇函數(shù),所以的最大值與最小值之和是0,從而的最大值與最小值之和是6.

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反思:面對此題若不假思索就對求導(dǎo).理科學(xué)生,求導(dǎo)得,無法找到極值點,而文科學(xué)生不會對這個函數(shù)求導(dǎo).因此,須從考查函數(shù)的性質(zhì)下手.

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例4已知函數(shù)

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(1)若函數(shù)上為增函數(shù),求正實數(shù)的取值范圍;

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(2)當(dāng)時,求上的最大值和最小值;

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(3)當(dāng)時,求證對大于的任意正整數(shù),

本題簡介:本題考查函數(shù)導(dǎo)數(shù)不等式以及分析問題解決問題的能力.

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析:(1)由已知:,依題意得:恒成立,

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     ∴恒成立,即恒成立,,即..

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(2)當(dāng)時,,在,若,則,若,故是函數(shù)在區(qū)間上的唯一的極小值點,也就是最小值點,故

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, 因為,所以,即,即函數(shù)在區(qū)間上最大值是.綜上知函數(shù)在區(qū)間上最大值是,最小值是

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(3)當(dāng)時,由(1)知,函數(shù)上為增函數(shù).

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當(dāng)時令,則,故,     

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,即. 

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,,…………,,

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相加得,

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反思:函數(shù)在指定的區(qū)間上單調(diào)遞增,則其導(dǎo)函數(shù)在這個區(qū)間上大于或等于零,但要注意的是只能在一些離散的點上等于零,而不能恒等于零,單調(diào)遞減的情況同樣處理;閉區(qū)間上的函數(shù)最值是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的重要方面,其基本思想是求出函數(shù)在這個閉區(qū)間上的極值和端點值,再比較大小,最大的是最大值,最小的是最小值;將函數(shù)導(dǎo)數(shù)不等式綜合起來進(jìn)行考查是近年來高考命題的一大趨勢,這類題目蘊(yùn)涵著豐富的數(shù)學(xué)思想方法,我們在復(fù)習(xí)備考中要充分重視.

七 高考風(fēng)向標(biāo)

考查方向一:以函數(shù)為依托的小綜合題,考查函數(shù)、導(dǎo)數(shù)的基礎(chǔ)知識和基本方法.近年的高考命題中的選擇填空題,在內(nèi)容上日趨綜合化,在解題方法上日趨多樣化.

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例1 (08年高考廣東卷理7)設(shè),若函數(shù),有大于零的極值點,則(   )

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A.           B.           C.          D.

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解析:B ,函數(shù)有大于零的極值點等價于方程有大于零的實數(shù)根,方程顯然不成立,當(dāng)時,解得,首先,若要,必須,即,即。

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點評:本題考查導(dǎo)數(shù)、函數(shù)、方程的有關(guān)知識,考查等價轉(zhuǎn)化分類討論的數(shù)學(xué)思想以及分析問題解決問題的能力,是試卷中一個以能力考查為主的試題。解決本題的關(guān)鍵是用表示出,通過建立關(guān)于參數(shù)的不等式,這也是解決參數(shù)范圍問題的一個通用方法,值得仔細(xì)體會。

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易錯指導(dǎo):對簡單的復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則不熟悉,不能正確地求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(考試大綱明確規(guī)定要掌握形如的復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)),或是缺乏等價轉(zhuǎn)化的思想意識,不能將其歸結(jié)為一個方程有正根,或是對指數(shù)對數(shù)等知識上的細(xì)微漏洞都可能解錯本題,這也說明我們在高考復(fù)習(xí)中要高度重視基礎(chǔ)知識,重視數(shù)學(xué)思想方法。

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例1 (08年高考廣東卷文9)設(shè),若函數(shù),有大于零的極值點,則(    )

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A.           B.           C.          D.

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解析:A ,函數(shù),有大于零的極值點等價于方程有大于零的實數(shù)根,從方程解得,即,即,即;蛘,當(dāng)時,,從而。

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點評:本題考查導(dǎo)數(shù)的簡單應(yīng)用,解題的有關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化意識,將函數(shù)有大于零的極值點轉(zhuǎn)化為方程有大于零的實數(shù)根。

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易錯指導(dǎo):對指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)認(rèn)識模糊,不能正確判斷時函數(shù)的值域。

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例2(08年高考全國卷Ⅱ理3文4)函數(shù)的圖像關(guān)于(    )

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A.軸對稱              B. 直線對稱 

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C. 坐標(biāo)原點對稱     D. 直線對稱

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解析:C 是奇函數(shù),所以圖象關(guān)于原點對稱.

點評:本題考查函數(shù)奇偶性的性質(zhì).

考查方向二:求參數(shù)范圍以及與方程、不等式、數(shù)列等的結(jié)合――高考中函數(shù)導(dǎo)數(shù)解答題的主流題型.

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例3(08年高考海南、寧夏卷理21)設(shè)函數(shù),曲線在點處的切線方程為。

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(1)求的解析式;

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(2)證明:曲線的圖像是一個中心對稱圖形,并求其對稱中心;

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(3)證明:曲線上任一點處的切線與直線和直線所圍三角形的面積為定值,并求出此定值。

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解析:(Ⅰ),于是解得

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,故

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(Ⅱ)已知函數(shù)都是奇函數(shù).

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所以函數(shù)也是奇函數(shù),其圖像是以原點為中心的中心對稱圖形.

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可知,函數(shù)的圖像按向量平移,即得到函數(shù)的圖像,故函數(shù)的圖像是以點為中心的中心對稱圖形.

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(Ⅲ)證明:在曲線上任取一點

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知,過此點的切線方程為

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,切線與直線交點為

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,切線與直線交點為

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直線與直線的交點為

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從而所圍三角形的面積為

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所以,所圍三角形的面積為定值

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點評:本題導(dǎo)數(shù)的幾何意義、待定系數(shù)法,等價轉(zhuǎn)化、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,推理論證、運(yùn)算求解能力和分析問題解決問題的能力。本題的難點是第三問,解決的突破口是用曲線上切點的橫坐標(biāo)表示出曲線的切線方程,通過方程組找用切點的橫坐標(biāo)所表示的三角形三個頂點的坐標(biāo),由于這個三角形的一條邊和軸垂直,從而用切點的橫坐標(biāo)表示出三角形的面積,通過運(yùn)算得到所證明的結(jié)論。在解決一般曲線的切線問題時,切點的橫坐標(biāo)往往是問題的關(guān)鍵所在。

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易錯指導(dǎo):第一問易忽視的限制條件;第二問表達(dá)混亂,或是不能通過轉(zhuǎn)化找到證明的思路;第三問計算出錯。

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例3(08年高考海南、寧夏卷文21)設(shè)函數(shù),曲線在點處的切線方程為

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(Ⅰ)求的解析式;

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(Ⅱ)證明:曲線上任一點處的切線與直線和直線所圍成的三角形面積為定值,并求此定值.

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解析:(Ⅰ)方程可化為.當(dāng)時,.又,

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于是解得,故

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(Ⅱ)設(shè)為曲線上任一點,由知曲線在點處的切線方程為

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,即

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,從而得切線與直線的交點坐標(biāo)為

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,從而得切線與直線的交點坐標(biāo)為

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所以點處的切線與直線,所圍成的三角形面積為

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故曲線上任一點處的切線與直線,所圍成的三角形的面積為定值,此定值為

點評:本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,曲線的切線,待定系數(shù)法,推理論證與運(yùn)算求解能力.本題的難點是第二問,解決的關(guān)鍵是用曲線上任意一點的橫坐標(biāo)表示出曲線的切線方程,進(jìn)而用這個橫坐標(biāo)表示出三角形的面積,然后通過運(yùn)算得到所證結(jié)論.

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易錯指導(dǎo):第一問易將的導(dǎo)數(shù)求錯;第二問不知道用切點坐標(biāo)表示切線方程,或是忽視了絕對值等。

考查方向三:考查分析問題和解決問題的能力.利用導(dǎo)數(shù)求最大值和最小值的方法解決科技、經(jīng)濟(jì)、社會中的某些簡單的優(yōu)化問題,正確列出函數(shù)關(guān)系式是解決這類問題的首要問題.

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例4(08年高考江蘇卷17)如圖,某地有三家工廠,分別位于矩形的頂點的中點處,已知,為了處理三家工廠的污水,現(xiàn)要在該矩形的區(qū)域上(含邊界),且與等距離的一點處,建造一個污水處理廠,并鋪設(shè)三條排污管道,設(shè)排污管道的總長為

(1)按下列要求建立函數(shù)關(guān)系式:

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①設(shè),將表示為的函數(shù);

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②設(shè),將表示為的函數(shù)關(guān)。

(2)請你選用(1)中的一個函數(shù)關(guān)系,確定污水處理廠的位置,使鋪設(shè)的排污管道的總長度最短。

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解析:(1)①延長于點,由條件知PQ垂直平分AB,若∠BAO=θ(rad),則,故.

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,所以.

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所求函數(shù)關(guān)系式為.

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②若OP=x(km),則OQ=10-x,所以

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所求函數(shù)關(guān)系式為。

(2)選擇函數(shù)模型①

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.,令.

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當(dāng),y是θ的減函數(shù);當(dāng),y是θ的增函數(shù)。所以函數(shù)在處取得極小值,這個極小值就是函數(shù)的最小值,。

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當(dāng)時,。因此,當(dāng)污水處理廠建在矩形區(qū)域內(nèi)且到兩點的距離均為時,鋪設(shè)的排污管道的總長度最短。

選用函數(shù)模型②

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,令,平方得,解得,由于,故,并且可以判斷這個是函數(shù)的最小值點,此時,下面對實際問題的解釋類似上面的解法。

點評:本題考查函數(shù)的概念、解三角形、導(dǎo)數(shù)等基本知識,考查數(shù)學(xué)建模能力、抽象概括能力和解決實際問題的能力。命題者匠心獨具地把對同一個問題讓考生用不同的變量建立數(shù)學(xué)模型,而在接下來的第二問中又要求考生選用所建立的兩個函數(shù)模型中的一個來解決優(yōu)化問題,這就要求考生有對數(shù)學(xué)模型較高的鑒賞能力,選用的模型不同,其簡繁程度就不同,使考生在比較鑒別中體會數(shù)學(xué)的美學(xué)價值,是一道值得稱道的優(yōu)秀試題。

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易錯指導(dǎo):本題第一問,考生往往忽略函數(shù)的定義域,導(dǎo)致失分;第二問考生往往不能選擇合適的函數(shù)解析式,特別是第一個函數(shù)解析式帶有三角函數(shù),產(chǎn)生畏懼心理,從而選擇第二個解析式,對第二個函數(shù)解析式,由于考試大綱中對復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)只要求到型的,對這個函數(shù)求導(dǎo)數(shù)又有可能出現(xiàn)錯誤,即使是求導(dǎo)正確,在接下來的具體求解過程中,運(yùn)算也有可能出現(xiàn)問題。因此考生在備考時要學(xué)會比較鑒別。

 

 

 

八、實戰(zhàn)演習(xí)

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一、 選擇題:本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題意要求的.

1.已知是偶函數(shù),則的最大值是  。      )

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A.   B.     C.     D.

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2(理)點P在曲線上移動,在點P處的切線的傾斜角為,則的取值范圍是(    ).

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A.;         B.;    C. ;       D.

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2.(文)已知直線的切線,則的值是(     ).

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A.;                   B.;              C.;                  D.

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3.定義在上的函數(shù),滿足,且在區(qū)間上遞增,則(   )

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  A.             B.   

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C.             D.

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4.已知,若實數(shù),當(dāng),則下列正確的是        (    )

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  A.     B.

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    C.     D.

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5.已知,,則    (     )

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A.   B.   C.   D.

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6.(理)做直線運(yùn)動的質(zhì)點在任意位置處,所受的力,則質(zhì)點沿著相同的方向,從點處運(yùn)動到點處,力所做的功是  。ā  。

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A.。拢 。茫  。模

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6.(文)做直線運(yùn)動的質(zhì)點的運(yùn)動方程是,則該質(zhì)點在時的瞬時速度是 。ā 。

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A. B. 。茫 D.

 

7.下列大小關(guān)系正確的是(    )

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A.          B.

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C.          D.

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8已知在區(qū)間[1,2]上是增函數(shù),則的取值范圍是(  A ).A

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A.(-∞,7);       B.;          C.(7,20);       D.

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9.點是曲線上任意一點,則點到直線的最小距離為。   ).   

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   A.               B.              C.            D.

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10.(理)已知函數(shù)

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    A.              B.       C.             D.

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10.(文)曲線在點處的切線方程是 。ā   。

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A. 。拢。茫  D.

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11.下列函數(shù)既是奇函數(shù),又在區(qū)間上單調(diào)遞減的是

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A.                       B.

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C.     D.

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12.設(shè)函數(shù),則的值為(     ).

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A.-3;              B.0;                C.1;                D.3.

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二.填空題:本大題共4小題,每小題4分,共16分,請把答案直接填在題中橫線上.

13定義在(-1,1)上的函數(shù)為,則不等式的解集是              

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14已知定義在R上的函數(shù)滿足,,且.若,則的值為___________________.

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15.(理)直線平分由,,所圍成的圖形的面積,則     

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15.(文)曲線在點處的切線和兩坐標(biāo)軸所圍成的圖形的面積是       

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16.已知函數(shù)的圖象與函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱,令,則關(guān)于函數(shù)有下列命題:①的圖象關(guān)于原點對稱;②的圖象關(guān)于軸對稱;③的最小值為;④在區(qū)間上是單調(diào)遞增.其中正確命題的序號是       

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三.解答題:本大題共6小題,共74分,解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟.

17.(本小題滿分12分)設(shè)函數(shù)定義在上,對于任意實數(shù)恒有,且當(dāng)時,. 

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(1)求證:上是減函數(shù);

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(2)解不等式

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18.(本小題滿分12分)求函數(shù)的切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積的最大值.

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19.本小題滿分12分)已知函數(shù),其中.

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(1)設(shè)處取得極值,其中,求證: ;

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 (2)若,求證:過原點且與曲線相切的兩條直線不可能垂直.

 

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20.(本小題滿分12分)設(shè)函數(shù)

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   (1)若存在使不等式能成立,求實數(shù)的最小值;

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   (2)關(guān)于的方程上恰有兩個相異實根,求實數(shù)的取值范圍.

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21.(改編題)已知函數(shù)處取得極值2.

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⑴ 求函數(shù)的解析式;

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⑵ 若函數(shù)在區(qū)間上是單調(diào)函數(shù),求實數(shù)m的取值范圍;

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⑶ 若圖像上的任意一點,直線l與圖像切于點P,求直線l的斜率的取值范圍.

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22.(本小題滿分14分)已知函數(shù)

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(1)若函數(shù)上單調(diào)遞增,求實數(shù)的取值范圍;

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(2)當(dāng)時,求函數(shù)上的最大,最小值;

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(3)當(dāng)時,對任意的正整數(shù),比較的大小.

答案

一 選擇題

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1.B 提示:∵是偶函數(shù),

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,即,

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,最大值.故選B.

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2B.提示:切線的斜率,故其傾斜角的取值范圍是.選B.

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2(文)C     提示:由知切線過點,故.∴.選C.

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3.A提示:由.故函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,又,故.故選A.

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4.D提示:函數(shù)上的減函數(shù),由,故,同理.相加得.故選D.

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5.D提示:.故.故選D.

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6.B提示:由.故選B.

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6.(文)C提示:速度方程為,.故選C.

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7.D提示:由冪函數(shù)的性質(zhì),由指數(shù)函數(shù),故選D.

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8B.提示:由題設(shè)知在[1,2]上不小于零,而在[1,2]上是增函數(shù),故.選B.

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9.B提示:,解得,設(shè)去了.故切點坐標(biāo)為,由點到直線的距離公式得.故選B.

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10.D提示:,

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,.故選D.

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10(文)A提示:,曲線在點處的切線的斜率為.故切線方程為

故選A.

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11.A提示:A中,又的定義域為,,其中遞減,故遞減.故選A.

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12A.提示:,選A.

第Ⅱ卷(非選擇題  共90分)

二 、填空題(本大題共4小題,每小題4分,共16分)

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13

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提示:在(-1,1)上是增函數(shù),且為奇函數(shù).

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于是原不等式為.等價于  解得

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144.

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提示:;由

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,∴

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此題亦可構(gòu)造滿足條件的函數(shù),則

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15.提示:由于,即,解得

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15.(文)提示:,故曲線在點處的切線的斜率是,切線方程是,解得與坐標(biāo)軸的交點是,故所圍圖形的面積為

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16.②④提示:函數(shù).故知只有②④.

三 、解答題(本大題共6小題,共74分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)

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17.解(1)令.∵,∴

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,若,則.由

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故對任意的,都有

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設(shè),則,

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,故上是減函數(shù).

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(2)原不等式等價于

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是減函數(shù),∴.解得.故原不等式的解集為

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18.解:∵過函數(shù)圖象上任意一點的切線方程是,…………3分

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切線在軸和軸上的截距分別為,.

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∴切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積.……………………5分

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,由.………………………………8分

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*當(dāng)時,,為增函數(shù);當(dāng)時,,為減函數(shù).

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* ,

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所以函數(shù)的切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積的最大值為.…12分

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19.解:(1),

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的兩根為,   …………3分

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,∵,∴,

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故有.………………6分

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 (2)過曲線上的點的切線的斜率是,

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當(dāng)時,切線的斜率;…………7分

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當(dāng)時, ,解得,∴切線斜率.…………9分

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,∴,∴

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,故過原點且與曲線相切的兩條直線不可能垂直.……12分

 

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20.解:(1)依題意得,…………2分

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    ,…………3分

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當(dāng),故在區(qū)間上單調(diào)遞增,

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所以.故,即實數(shù)的最小值是.…………6分

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   (2)依題意得,上恰有兩個相異實根,

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    令,則,……8分

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當(dāng),當(dāng),故上是減函數(shù),在上是增函數(shù),故 ,,因為,所以只要,即可以使方程上恰有兩個相異實根.即 …………………………12分

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21.解:⑴ 求導(dǎo),又處取得極值2,所以,即,解得,所以;

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⑵ 因為,又的定義域是R,所以由,得,又上連續(xù),所以上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,當(dāng)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則有,得,當(dāng)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則有,得.綜上所述,當(dāng)時,上單調(diào)遞增,當(dāng)時,上單調(diào)遞減;

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⑶ 直線l在點處的切線的斜率,令,則,所以,因為,所以.

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22.解:(1)當(dāng)時,,若函數(shù)上單調(diào)遞增,則上恒成立,即上恒成立,即.  (4分)

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(2)當(dāng)時,,令,當(dāng),當(dāng),故是函數(shù)上唯一的極小值點,故.        。6分)

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,,故.(8分)

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(3)令,則,(10分)

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當(dāng)時,,,故在恒成立,即函數(shù)單調(diào)遞增,故,    。ǎ3分)

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,則,故有.     。ǎ4分)

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w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

 

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