安徽省來安縣來安中學(xué) 李遠凱
利用導(dǎo)數(shù)研究復(fù)雜函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值、參數(shù)范圍、恒成立(證明)等問題。是解決函數(shù)問題的一種重要手段,是銜接初等數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)的紐帶,是高考題中的重點、難點。下面介紹常見的幾種導(dǎo)數(shù)的解題方法。
分離變量法是通過將兩個變量構(gòu)成的不等式(方程)變形到不等號(等號)兩端,使兩端變量各自相同,解決有關(guān)不等式恒成立、不等式存在解和方程有解中參數(shù)取值范圍的一種方法.兩個變量,其中一個范圍已知,另一個范圍未知。
例1:已知函數(shù)
存在單調(diào)增區(qū)間,求a的范圍?
即存在正數(shù)解。
記當.
“特殊值”在解題中可以縮小參數(shù)的范圍,有利于參數(shù)討論更加簡捷?!疤厥庵怠边€可以很快找到函數(shù)的關(guān)鍵點,有利于找到更有效的解題方向,達到事半功倍的效果。
k為常數(shù)。曲線y=f(x)在點(1 , f (1))處的切線與x軸平行。
(1)求k的值;
(2)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(3)設(shè)證明:對任意x>0都有.。
解(1)由題意得:
∵f′(1)=0,∴k =1.
∴f (x)在(0,1)上單調(diào)遞增;在(1,+∞)上單調(diào)遞減。
令,令,得。
即對于任意x > 0都有.
注:在第(2)問中,利用特殊值求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間就很簡捷了。
導(dǎo)數(shù)中有很多創(chuàng)新題、復(fù)雜題、不等式證明等題型,可以通過構(gòu)造合適的函數(shù)就可以迎刃而解。
(1)討論函數(shù) f (x)的單調(diào)性;
(2)若在(1,+∞)上恒成立,
令
在(0,+∞)上單調(diào)遞增。
當,即時,
令
所以 f (x )在(0,x1),(x2,+∞)上單調(diào)遞增;
在( x1,x2)上單調(diào)遞減。
(2)轉(zhuǎn)化為:在(1,+∞)上恒成立.
令,
F′(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,則
則F(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,則.得a≤1,又a>0,所以a∈(0,1].
例4:已知函數(shù),
(1)若不等式在x∈[0,+∞)時恒成立,求實數(shù)a的取值范圍。
(2)當a=1時,證明:
∴當a ≥ 1時,φ(x)在x≥0上單調(diào)遞增的,成立;
當a ∈ ( 0,1)時,φ(x)在上單調(diào)遞減的,使得,不符合題意。
∴a≥1.
分析:本題(1)中利用到特殊值減少了解題步驟;(2)中利用函數(shù)單調(diào)性加以證明不等式,簡明方便。
導(dǎo)數(shù)作為解決數(shù)學(xué)問題的一種工具,它為高中數(shù)學(xué)注入了新的活力。對于一些常見方法的掌握能更加準確快捷的解決導(dǎo)數(shù)中的復(fù)雜問題。關(guān)于難繁的導(dǎo)數(shù)大題,解題的方法可以用這樣的順口溜去記憶:關(guān)注函數(shù)定義域,求導(dǎo)公式要牢記。求參范圍用分離,若遇繁難找親戚(特殊值)。構(gòu)造函數(shù)再分析,如若困難返回去。分類討論頂上去,細心認真放第一。無能為力把家分(分拆多個簡單函數(shù)),化繁為簡解難題。