2021版新高考数学一轮复习课时规范练17导数的简单应用新人教A版
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导数在数学中是微积分的基本工具之一,它用来描述函数在某一点的瞬时变化率。在高中数学中,导数的应用广泛,特别是在解决函数的单调性、极值、最值等问题上。以下是根据提供的内容,提炼出的导数相关知识点: 1. **单调区间**:函数 $f(x) = (x-3)e^x$ 的单调性可以通过求导来确定。如果导数 $f'(x)$ 大于0,则函数在该区间上单调递增。对于给定的函数,导数为 $f'(x) = e^x + (x-3)e^x = (x-2)e^x$。当 $x > 2$ 时,$f'(x) > 0$,所以函数在 $(2, +\infty)$ 区间内单调递增。 2. **比较函数值**:给定函数 $f(x) = 3x + 2\cos x$,通过比较不同自变量下的函数值,可以使用导数来判断函数的增减性。若 $a = f(\sqrt{2})$, $b = f(2)$, $c = f(\log_2 7)$,可以先比较 $\sqrt{2}$, $2$, 和 $\log_2 7$ 这三个数值,再结合导数判断函数的增减性来决定 $a$、$b$、$c$ 的大小关系。 3. **函数单调性的判定**:若 $f(x) = -\frac{1}{2}(x-2)^2 + blnx$ 在 $(1, +\infty)$ 上是减函数,意味着导数 $f'(x) \leq 0$ 在这个区间上恒成立。计算导数 $f'(x) = -(x-2) + \frac{b}{x}$,为了使函数递减,需 $b \leq (x-2)x$ 对所有 $x \in (1, +\infty)$ 成立,这将限定 $b$ 的取值范围为 $(-\infty, -1]$。 4. **不等式解法**:不等式 $f(x) < 2e^x - 1$,其中 $f(x)$ 是定义在 $\mathbb{R}$ 上且可导的函数,$f'(x) < f(x)$,并且 $f(1) = 2$。由于 $f'(x) < f(x)$ 暗示 $f(x)$ 在整个定义域上递增,而 $f(x) < 2e^x - 1$ 对应 $f(1) = 2 < 2e - 1$,故不等式的解集为 $(1, +\infty)$。 5. **函数极值**:对于函数 $f(x) = \frac{1}{2}x^2 + (a-1)x - alnx$,其唯一极值点的性质可以通过导数分析。函数的导数 $f'(x) = x + (a-1) - \frac{a}{x}$,极值点满足 $f'(x) = 0$,且 $x > 0$。极值点的存在性和性质将限制 $a$ 的取值范围。 6. **函数比较**:偶函数 $f(x)$ 在 $(0, \pi)$ 上的导数满足 $f'(x)\sin x - f(x)\cos x > 0$,可以使用导数的符号来比较 $a = -2f(-\frac{\pi}{6})$, $b = 2f(\frac{\pi}{6})$, $c = \sqrt{2}f(\frac{\pi}{4})$ 的大小。根据导数的正负,可以推断出函数在不同点的值。 7. **存在性与不等式**:对于 $f(x) = e^x - (a-1)x - 1$,如果存在 $x_0 > 0$ 使得 $f(\lg x_0) > f(x_0)$ 成立,需要分析 $f(x)$ 在对数函数输入值附近的行为。导数 $f'(x) = e^x - (a-1)$ 可以帮助确定 $a$ 的取值范围。 8. **极大值的导数特征**:如果 $f(x)$ 在 $x=1$ 处取得极大值,那么 $f'(1) = 0$ 且 $f''(1) < 0$。利用这个信息,可以推断 $y = -xf'(x)$ 的图像。 9. **零点问题**:函数 $f(x) = ae^x - 2\sin x$ 在 $x \in [0, \pi]$ 上有且仅有一个零点,意味着导数 $f'(x) = ae^x - 2\cos x$ 至少改变一次符号。根据中间值定理,可以确定 $a$ 的值。 10. **极值点的导数条件**:$f(x) = 4\ln x + ax^2 - 6x$,$x=2$ 是一个极值点,意味着 $f'(2) = 0$ 并且 $f''(2)$ 的符号改变,可以求得 $a$ 的值。 11. **最值条件**:如果 $f(x) = \frac{3}{2}x^2 + (a+4)x - 2\ln x$ 在区间 $(1, 2)$ 上存在最值,那么 $f'(x)$ 必须在这区间内的某个点变号,由此可以确定 $a$ 的取值范围。 12. **单调性与参数**:$f(x) = x - \frac{1}{3}\sin 2x + asin x$ 在 $(-\infty, +\infty)$ 单调递增,意味着 $f'(x) \geq 0$ 对所有 $x$ 都成立,从而确定 $a$ 的范围。 13. **不等式恒成立**:对于 $(x+1)f'(x) - f(x) < x^2 + 2x$ 恒成立的条件,可以构造新的函数来比较,以确定 $f(x)$ 的性质。 14. **无实根的条件**:方程 $e^x + ax - a = 0$ 无实数根,意味着 $a$ 必须满足特定的条件,这可以通过分析 $e^x$ 和线性项的关系来确定。 15. **极值点个数**:$f(x) = \frac{x^2}{2} + (m+1)e^x + 2m(x-1)$ 有两个极值点,这意味着导数 $f'(x)$ 有两个零点,这可以通过二次方程的判别式来分析。 16. **恒成立不等式**:$f(x_1) \geq f(x_2)$ 恒成立,其中 $x_1 + x_2 = 1$,考虑 $f(x)$ 的导数和极值,以及 $m > 0$ 的条件,来确定 $x_1$ 的取值范围。 17. **解集中的整数**:$f(x) = (kx-2)e^x - x$,解集 $(s, t)$ 中恰好有两个整数,要求 $f(x) < 0$ 的解集特性,这涉及到 $f(x)$ 的零点分布以及导数的正负变化。 18. **三次函数的极值**:三次函数 $f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d$ 的导数 $f'(x) = 3ax^2 + 2bx + c$,要确定极值点,需要考虑 $f'(x) = 0$ 的根,进而分析极值点的数量和位置。 以上知识点涵盖了导数的单调性、极值、最值、零点、不等式解法等多个方面,展示了导数在解决实际问题中的重要应用。通过深入理解这些概念,可以更好地应对高考数学中的导数问题。
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