1、
导数问题的常见题型
导数问题的常见题型有:一、求曲线的切线方程;二、讨论函数的单调性;三、求函数的极值、最值;四、恒成立问题与存在性问题;五、与方程有关的问题;六、与函数图象的有关问题;七、证明不等式。
例1.设函数。
(1)当=1时,求的单调区间;
(2)若在上的最大值为,求的值.
解:对函数求导得:,定义域为(0,2).
(1)当=1时,令,
当为增区间;当为减函数。
故的单调增区间是,减区间是.
(2)当时,>0,为增函数,。
例2.已知函数.
求的单调区间;
若在处取得极值,直线与的图象有三个不同的交点,求的取值范围。
解:(1)
2、当时,对,有当时,的单调增区间为;
当时,由解得或;由解得,
故当时,的单调增区间为;单调减区间为.
(2)因为在处取得极大值,所以
所以由解得.
由(1)中的单调性可知,在处取得极大值,
在处取得极小值.
因为直线与函数的图象有三个不同的交点,又,,结合的单调性可知,的取值范围是.
例3.已知函数.
(Ⅰ)讨论的单调性;
(Ⅱ)设当时,若对任意,存在,使
,求实数取值范围.
(Ⅱ)当时,在(0,1)上是减函数,在(1,2)上是增函数,所以对任意,
有,又已知存在,使,所以,,即存在,使,即,即,所以,解得,即实数取值范围是。
例4.设函数.
3、
(1)对于任意实数,恒成立,求的最大值;
(2)若方程有且仅有一个实根,求的取值范围.
解:(1) ,
因为,, 即 恒成立,
所以 , 得,即的最大值为.
(2) 因为 当时, ;当时, ;当时, ;
所以 当时,取极大值 ; 当时,取极小值 ;
故当 或时, 方程仅有一个实根. 解得 或.
例5.设函数.
(Ⅰ)证明:当时,;
(Ⅱ)设当时,,求的取值范围.
【思路点拨】(Ⅰ)可以构造函数,利用导数单调性,求当时的最值证明不等式成立,
(Ⅱ)可结合(Ⅰ)的结论和方法证明,要注意对分类讨论.
解:(Ⅰ)当时,当且仅当.
令 ,
4、则
当时, 是增函数; 当时,是减函数;
于是g(x)在x=0处达到最小值,因而当时,即
所以当x>-1时,
(Ⅱ)由题设 ,此时
当<0时,若,则 不成立;
当0时, 令,则.当且仅当.
⑴当时,由(Ⅰ)知
=(2a-1)f(x)
h(x)在是减函数,即
⑵当时,由⑴知x
当时,,所以h(x)>h(0)=0,即
综上,的取值范围是[0,.
例6.设函数,其中.
(I)当时,判断函数在定义域上的单调性;
(II)求函数的极值点.
解:(I) 函数的定义域为.
,
令,则在上递增,在上递减,
. 当时,,
在上恒成立.
即当时,函数在定义域上单调递增。
(II)分以下几种情形讨论:
(1)由(I)知当时函数无极值点.
(2)当时,,
时, 时,
时,函数在上无极值点。
(3)当时,解得两个不同解
,.
当时,,,
此时在上有唯一的极小值点.
当时,
在都大于0 ,在上小于0 ,
此时有一个极大值点和一个极小值点.
综上可知,时,在上有唯一的极小值点;
时,有一个极大值点和一个极小值点;时,函数在上无极值点.
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