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专题一 第五讲 导数及其应用
一、利用导数研究曲线的切线
例1.已知函数在R上满足,则曲线在点处的切线方程是 .
解析:由得:
即,∴∴,
∴切线方程,即.
例2. 已知曲线,过原点的直线与曲线相切,求直线的方程.
答案:或
注意:“在点A处的切线”与“过点A的切线”的区别
二、利用导数研究函数的单调性
例3.(2010·山东)已知函数
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,讨论的单调性.
解:(1) 当
因此,,又
所以曲线
(2)因为,所以
,令
①当时,所以
当时,>0,此时,函数单调递减;
当时,<0,此时,函数单调递增.
②当时,由,即,解得.
当时, , 恒成立,此时,函数在(0,+∞)上单调递减;
当时, ,
时,,此时,函数单调递减
时,<0,此时,函数单调递增
时,,此时,函数单调递减
当时,由于,
时,,此时,函数单调递减;
时,<0,此时,函数单调递增.
综上所述
当时,在上单调递减;函数在上单调递增
当时,在上单调递减
当时,在上单调递减;在上单调递增;在上单调递减.
三、利用导数研究函数的极值与最值
例4.函数在处有极值,则点为 .
答案:(-4,11)
四、利用导数研究函数的图象
例5.设函数若关于的方程在上恰有两个相异实根,求实数的取值范围.
解:依题意,得在区间[O,2]上恰有两个相异实根.
令,
则
当时,当
在上是减函数,在上是增函数.
又只要
如图,即,可以使方程在区间上恰有两个相异实根,
故的取值范围是
五、利用导数证明不等式
例6.已知直线与函数的图像都相切,且与函数的图像的切点的横坐标为.
(1)求直线的方程及的值;
(2)若(其中是的导函数),求函数的最大值;
(3)当时,求证:.
解:(1)依题意知,直线是函数在点处的切线,故其斜率
所以直线的方程为又因为直线与的图像相切,所以由
得
不合题意,舍去)
(2)因为,
所以
当时当时
因此在上单调递增,在上单调递减.
因此,当时取得最大值
(3)当时.由(2)知:当O时即
因此,有.
例7.(1)已知,试求函数的最小值;
(2)若,求证:.
解:(1)对于函数,
求导得,由得,
当时,,函数是递减函数;
当时,,函数是递增函数;
所以当时,函数.
(2)由第(1)题得:
从而,,,
三式相加得:
变题:
由(1)知:,从而,,
,三式相加,结合得:
.
联想:
在三角函数中,有公式,因此,若,且,则.
类比:
若,则
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