【导数的应用】在高中数学中,导数是微积分中的基础概念,它用来描述函数在某一点上的瞬时变化率。在高考复习中,掌握导数的应用是至关重要的,因为它与函数的极值、单调性、曲线的切线等相关。
1. **极值条件**:函数`f(x)`在某点`x=c`处有极值的必要条件是`f'(c)=0`,但不是充分条件。也就是说,如果`f'(x)`有一个实根,这并不意味着`f(x)`一定有极值。例如,函数`y=x^3`在`x=0`处导数为0,但没有极值。因此,选项A是正确的。
2. **极大值和极小值的判别**:对于三次函数`f(x)=x^3+ax^2+(a+6)x+1`,如果其有两个不同的实数根,意味着二次导数`f''(x)`有两个不同的零点,即函数`f(x)`有极大值和极小值。因此,`f'(x)=3x^2+2ax+(a+6)`的判别式`Δ>0`,解得`a`的取值范围为`(-∞,-3)∪(6,+∞)`,选项B正确。
3. **利用导数判断极值**:函数`f(x)`的导数`f'(x)`的图形可以帮助我们理解`f(x)`的单调性。如题目中,`y=x·f'(x)`的图像显示`f'(2)=f'(-2)=0`,并且在`(2, +∞)`和`(-∞, -2)`上导数`f'(x)`正,在`(-2, 2)`上导数负,表明`f(x)`在`x=-2`处有极大值,在`x=2`处有极小值,答案为C。
4. **导数与切线斜率**:若`f(x)=e^x+a·e^(-x)`,其导函数`f'(x)`是奇函数且切线斜率为``,则可以通过解方程`f'(x)`=``找到切点横坐标。计算得到`a=1`,再求解`ex-e^(-x)=`,得出切点横坐标`x0=ln2`,答案为A。
5. **极值点与二次函数图像**:函数`f(x)=ax^2+bx+c`的导数`f'(x)`决定了函数的极值情况。若`x=-1`是`f(x)e^x`的极值点,则`a=c`。通过分析每个选项中二次函数的开口方向、对称轴和极值点的位置,可以排除不满足条件的图像,答案为D。
6. **极值点的范围与函数值**:函数`f(x)=x^3+2bx^2+cx+1`有两个极值点`x1`和`x2`,它们是导数`f'(x)`的两个根。根据极值点的范围,可以确定系数`b`和`c`的关系,进而求得`f(-1)`的取值范围。利用不等式求解,得出`f(-1)`的范围为`[3,12]`,答案为C。
7. **求函数的最小值**:函数`f(x)=x^2-2ln x`的最小值可以通过求导找到。令导数`f'(x)=2x-2/x=0`,解得`x=1`。在`x=1`时,函数取得极小值,也是最小值,`f(1)=1`。
8. **极大值和极小值的存在条件**:函数`f(x)=x^3+3ax^2+3(a+2)x+1`有极大值和极小值,意味着它的二次导数`f''(x)`有两个不等实根。通过求解`f''(x)=6x+6a`的判别式,得到`a`的取值范围是`(-∞,-1)∪(2,+∞)`。
9. **切线与单调性**:函数`f(x)=mx^3+nx^2`在点`(−1,2)`处的切线与`3x+y=0`平行,这意味着切线斜率为-3,即`f'(-1)=-3`,同时`f(-1)=2`。由此可以建立关于`m`和`n`的方程组,进一步求出`f(x)`的单调性。由于`f(x)`在区间`t`到`t+1`上单调递减,所以`f'(x)`在这个区间内始终小于0,解出`t`的范围。
导数在高考数学复习中涉及的内容包括极值的判断与应用、导数与函数单调性的关系、利用导数求函数最值以及切线的性质。这些知识点要求学生具备扎实的导数计算基础,并能灵活运用导数的几何意义和代数意义解决问题。