常見考點(diǎn)
考點(diǎn)一 求曲線的切線方程
典例1.已知函數(shù),.
(1)若,求曲線在處的切線方程;
(2)設(shè)函數(shù)在上的最大值和最小值分別為和,若,求的取值范圍.
變式1-1.已知函數(shù)
(1)過原點(diǎn)作的切線,求的方程;
(2)令,求在恒成立,求的取值范圍
變式1-2.已知函數(shù),其中.
(1)當(dāng)時(shí),求在處的切線方程;
(2)討論的單調(diào)性.
變式1-3.已知函數(shù).
(1)若,求曲線在處的切線方程;
(2)若關(guān)于的不等式在上能成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
考點(diǎn)二 利用切線方程求參數(shù)
典例2.設(shè)函數(shù).
(1)若曲線在點(diǎn)處的切線方程為,求;
(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.
變式2-1.已知函數(shù),.
(1)若曲線在點(diǎn)處的切線垂直于直線,求的值;
(2)當(dāng)時(shí),求函數(shù)在區(qū)間上的最小值.
變式2-2.已知函數(shù),若函數(shù)處的切線斜率為2.
(1)求實(shí)數(shù)的值;
(2)求函數(shù)在區(qū)間上的最小值.
變式2-3.已知函數(shù)在處的切線與x軸平行.
(1)求在區(qū)間上的最值;
(2)若恰有兩個(gè)零點(diǎn),且在上恒成立,求實(shí)數(shù)c的取值范圍.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 求曲線的切線方程
1.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若為整數(shù),當(dāng)時(shí),,求的最小值.
2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)討論的單調(diào)性與極值點(diǎn).
3.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)試討論函數(shù)的單調(diào)性.
4.已知函數(shù).
(1)若,求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若方程有兩個(gè)根,求a的取值范圍.
練習(xí)二 利用切線方程求參數(shù)
5.已知函數(shù),其中a,b.
(1)若曲線在點(diǎn)P(2,f(2))處的切線方程為,求a,b的值;
(2)若函數(shù)f(x)在(1,2)上為單調(diào)函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
6.已知函數(shù),曲線在點(diǎn)處的切線方程為.
(1)求的解析式;
(2)設(shè),試討論函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
7.設(shè)函數(shù),曲線在點(diǎn)處切線的斜率為1,為的導(dǎo)函數(shù).
(1)求a;
(2)證明:在上存在唯一的極大值點(diǎn).
8.已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,的圖象在點(diǎn)處的切線方程為,且,又函數(shù)與函數(shù)的圖象在原點(diǎn)處有相同的切線.
(1)求函數(shù)的解析式及k的值.
(2)若對(duì)于任意恒成立,求m的取值范圍
第六篇 導(dǎo)數(shù)
專題01 導(dǎo)數(shù)的幾何意義的應(yīng)用
常見考點(diǎn)
考點(diǎn)一 求曲線的 切線方程
典例1.已知函數(shù),.
(1)若,求曲線在處的切線方程;
(2)設(shè)函數(shù)在上的最大值和最小值分別為和,若,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)直接求導(dǎo)后得到,直接寫出切線即可;
(2)直接求導(dǎo)確定單調(diào)性,端點(diǎn)作差確定最大值,得到不等式,結(jié)合單調(diào)性求解即可.
(1)
若,,,
因?yàn)?,?br>所以曲線在處的切線方程為.
(2)
由題意知,則,
因?yàn)?,所以?dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
設(shè),
則當(dāng)時(shí),,
所以當(dāng)時(shí),.
則在上的最小值為,最大值為,
所以,
設(shè),則當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
由,可得,
即的取值范圍是.
變式1-1.已知函數(shù)
(1)過原點(diǎn)作的切線,求的方程;
(2)令,求在恒成立,求的取值范圍
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)設(shè)切線的方程為,設(shè)切點(diǎn)為,求出即得解;
(2)利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)在上的單調(diào)區(qū)間即得解.
(1)
解:設(shè)切線的方程為,設(shè)切點(diǎn)為,
因?yàn)?,則
所以切線方程為即
由題得則
∴切線的方程為.
(2)
解:,
當(dāng)時(shí),;時(shí),,
所以函數(shù)在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
∵,,
因?yàn)?br>所以最小值. .
變式1-2.已知函數(shù),其中.
(1)當(dāng)時(shí),求在處的切線方程;
(2)討論的單調(diào)性.
【答案】(1);
(2)答案見解析.
【解析】
【分析】
(1)求導(dǎo)求出切線的斜率和切點(diǎn)坐標(biāo),即得解;
(2)求導(dǎo),再對(duì)分四種情況討論得解.
(1)
解:由題得,
所以切線的斜率,
所以切線方程為,即.
所以切線方程為.
(2)
解:由題得,
當(dāng)時(shí),,令,
令,
所以此時(shí)函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為.
當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),令或,
令,
所以此時(shí)函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為.
當(dāng)時(shí),令或,
令,
所以此時(shí)函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為.
綜合得當(dāng)時(shí),函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為;
當(dāng)時(shí),函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為;
當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為.
變式1-3.已知函數(shù).
(1)若,求曲線在處的切線方程;
(2)若關(guān)于的不等式在上能成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)依據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義即可求得曲線在處的切線方程;
(2)構(gòu)造新函數(shù),由新函數(shù)最小值小于0即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.
(1)
依題意,,故.
則;而,
故所求切線方程為,即.
(2)
依題意,,
令,,則函數(shù)在上的最小值小于0,.
①當(dāng),即時(shí),,在上單調(diào)遞減,
則函數(shù)在上的最小值,故,舍去.
②當(dāng),即時(shí),, 在上單調(diào)遞增,
所以在上的最小值,
解得,又,故.
③當(dāng)時(shí),即時(shí),
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增
所以在上的最小值為.
因?yàn)?,所以,所以?br>所以,不合題意,舍去.
綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍為.
考點(diǎn)二 利用切線方程求參數(shù)
典例2.設(shè)函數(shù).
(1)若曲線在點(diǎn)處的切線方程為,求;
(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.
【答案】(1)
(2)答案見解析
【解析】
【分析】
(1)求出,建立方程關(guān)系,即可求出結(jié)論;
(2)對(duì)分類討論,求出的單調(diào)區(qū)間.
(1)
由于切點(diǎn)在切線上,所以,函數(shù)通過點(diǎn)
又,根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義,
;
(2)
由可知
當(dāng)時(shí),則;
當(dāng)時(shí),則;
當(dāng)時(shí),的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為
當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
變式2-1.已知函數(shù),.
(1)若曲線在點(diǎn)處的切線垂直于直線,求的值;
(2)當(dāng)時(shí),求函數(shù)在區(qū)間上的最小值.
【答案】(1)
(2)當(dāng)時(shí),最小值為;當(dāng)時(shí),最小值為
【解析】
【分析】
(1)首先求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),再根據(jù),得到方程,解得即可;
(2)依題意可得,再對(duì)分、、三種情況討論,分別求出函數(shù)的單調(diào)性,即可求出函數(shù)的最小值;
(1)
解:因?yàn)?,所以?br>∵曲線在點(diǎn)處的切線垂直于直線,
又直線的斜率為1,
∴,
∴;
(2)
解:∵,,
①當(dāng)時(shí),在區(qū)間上,此時(shí)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,
則函數(shù)在區(qū)間上的最小值為.
②當(dāng),即時(shí),在區(qū)間上,此時(shí)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上,此時(shí)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則函數(shù)在區(qū)間上的最小值為.
③當(dāng),即時(shí),在區(qū)間上,此時(shí)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則函數(shù)在區(qū)間上的最小值.
綜上所述,當(dāng)時(shí),函數(shù)在區(qū)間上的最小值為,當(dāng)時(shí),函數(shù)在區(qū)間上的最小值為.
變式2-2.已知函數(shù),若函數(shù)處的切線斜率為2.
(1)求實(shí)數(shù)的值;
(2)求函數(shù)在區(qū)間上的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)求導(dǎo),然后根據(jù)在切點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)等于切線斜率可得;
(2)討論函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性,然后可得.
(1)
,,
因?yàn)楹瘮?shù)在處的切線斜率為2,所以.
(2)

,
因?yàn)椋?,?br>所以,在上單調(diào)遞減,
所以在上的最小值為.
變式2-3.已知函數(shù)在處的切線與x軸平行.
(1)求在區(qū)間上的最值;
(2)若恰有兩個(gè)零點(diǎn),且在上恒成立,求實(shí)數(shù)c的取值范圍.
【答案】(1)最小值為,最大值為;
(2).
【解析】
【分析】
(1)由題可得,進(jìn)而可得,即求;
(2)由題可得函數(shù)極大值大于零結(jié)合條件可知函數(shù)極小值為零,進(jìn)而可得,即得.
(1)
依題意,,由已知,
即,解得.
所以,
∴當(dāng)x變化時(shí),變化如下:
由上表可知的最小值為,最大值為.
(2)
由(1)知的極大值點(diǎn)為,
因?yàn)?,所以的極大值,
故若恰有兩個(gè)零點(diǎn),則的極小值.
由(1)在上的最小值為0.
即有.
所以.
鞏固練習(xí)
練習(xí)一 求曲線的 切線方程
1.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若為整數(shù),當(dāng)時(shí),,求的最小值.
【答案】(1)
(2)2
【解析】
【分析】
(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可得出答案;
(2)由,可得,求導(dǎo),再令,用導(dǎo)數(shù)法得到時(shí),取得極小值,分和時(shí),即論證,再驗(yàn)證是否成立即可.
(1)
解:當(dāng)時(shí),,
則,
則,,
所以曲線在點(diǎn)處的切線方程為;
(2)
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,
所以,即,
所以,則,
令,則,
因?yàn)椋?br>所以在遞增,又,
當(dāng)時(shí),,遞減,當(dāng)時(shí),,遞增,
所以當(dāng)時(shí),取得極小值,
當(dāng)時(shí),,即,
所以在上遞增,則,
又,
令,在上遞增,
所以,
所以,滿足題意;
當(dāng)時(shí),因?yàn)閍為整數(shù),則,此時(shí),
則,,
因?yàn)楹瘮?shù)在都是增函數(shù),
所以函數(shù)在是增函數(shù),
又,
所以存在,使得,
則當(dāng)時(shí),,故函數(shù)遞減,
當(dāng)時(shí),,故函數(shù)遞增,
又,
所以存在,使得,
則當(dāng)時(shí),,故函數(shù)遞減,
當(dāng)時(shí),,故函數(shù)遞增,
所以,
而,即,所以,
所以,
令,
則,
令,
則,
所以函數(shù)在上遞減,
所以,
所以,
所以函數(shù)在上遞減,
所以,
所以,即,滿足題意;
當(dāng)時(shí),,則,

因?yàn)楹瘮?shù)在都是增函數(shù),
所以函數(shù)在是增函數(shù),
且,
所以在上遞增,又,
所以存在,使得,
當(dāng)時(shí),,故函數(shù)遞減,,不滿足題意,
綜上:整數(shù)的最小值為2.
【點(diǎn)睛】
思路點(diǎn)睛:本題第二問基本思路是由確定,再由,當(dāng)時(shí),取得極小值,確定分類標(biāo)準(zhǔn)而得解,特別注意是驗(yàn)證是否成立是本題的關(guān)鍵.
2.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)討論的單調(diào)性與極值點(diǎn).
【答案】(1)
(2)答案見解析
【解析】
【分析】
(1)由已知,把帶入函數(shù),先計(jì)算出,然后再求導(dǎo),計(jì)算,最后利用點(diǎn)斜式寫出切線方程即可;
(2)對(duì)函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo),然后進(jìn)行因式分解,通過對(duì)進(jìn)行分類討論,比較兩根大小,來判斷的單調(diào)性與極值點(diǎn)..
(1)
當(dāng)時(shí),,則,且,
所以所求切線的斜率為,
故所求的切線方程為,
即.
(2)
的定義域?yàn)椋?br>.
①當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.此時(shí),
的極小值點(diǎn)為1.
②當(dāng)時(shí),令,得或,
(i)當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
此時(shí),的極小值點(diǎn)為1,極大值點(diǎn)為.
(ii)當(dāng)時(shí),對(duì)恒成立,
所以在上單調(diào)遞增,無極值點(diǎn).
(ⅲ)當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
此時(shí),的極小值點(diǎn)為,極大值點(diǎn)為1.
綜上所述:當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,的極小值點(diǎn)為1,無極大值;
當(dāng)時(shí),在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,的極小值點(diǎn)為1,極大值點(diǎn)為;
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,無極值點(diǎn);
當(dāng)時(shí),在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,的極小值點(diǎn)為,極大值點(diǎn)為1.
3.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)試討論函數(shù)的單調(diào)性.
【答案】(1)
(2)詳見解析.
【解析】
【分析】
(1)由,求導(dǎo),得到,寫出切線方程;
(2)求導(dǎo),再分,,討論求解.
(1)
解:因?yàn)椋?br>所以,則,
所以,
所以曲線在點(diǎn)處的切線方程是,
即;
(2)
因?yàn)椋?br>所以,
當(dāng)時(shí),成立,則在上遞減;
當(dāng)時(shí),令,得,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上遞減,在上遞增;
綜上:當(dāng)時(shí),在上遞減;
當(dāng)時(shí), 在上遞減,在上遞增;
4.已知函數(shù).
(1)若,求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若方程有兩個(gè)根,求a的取值范圍.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)當(dāng)時(shí),求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義直接求出切線方程作答.
(2)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),構(gòu)造函數(shù),再探討其性質(zhì),利用直線與曲線有兩個(gè)公共點(diǎn)求解作答.
(1)
當(dāng)時(shí),函數(shù)定義域?yàn)?,求?dǎo)得:,
則,而,則有,即,
所以所求切線方程為:.
(2)
函數(shù)定義域?yàn)椋髮?dǎo)得:,
而方程,則有兩個(gè)根即直線與曲線有兩個(gè)公共點(diǎn),
令,,則,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
即函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,
因?yàn)?,且?dāng)時(shí),,在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出直線及函數(shù)的圖象,如圖,
觀察圖象得,直線與曲線有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),,
所以a的取值范圍是.
練習(xí)二 利用切線方程求參數(shù)
5.已知函數(shù),其中a,b.
(1)若曲線在點(diǎn)P(2,f(2))處的切線方程為,求a,b的值;
(2)若函數(shù)f(x)在(1,2)上為單調(diào)函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)8,b=9;
(2)或.
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義進(jìn)行求解即可;
(2)根據(jù)函數(shù)導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性的關(guān)系分類討論進(jìn)行求解即可.
(1)
,由導(dǎo)數(shù)的幾何意義得,
于是,
由切點(diǎn)P(2,f(2))在直線上可得,解得b=9.
(2)
函數(shù)f(x)在(1,2)上為單調(diào)函數(shù),
①若f(x)在(1,2)上為單調(diào)遞增函數(shù),則當(dāng)x(1,2)恒成立,即當(dāng)x(1,2)恒成立,;
②若f(x)在(1,2)上為單調(diào)遞減函數(shù),則當(dāng)x(1,2)恒成立,即當(dāng)x(1,2)恒成立,
綜上所述:或.
6.已知函數(shù),曲線在點(diǎn)處的切線方程為.
(1)求的解析式;
(2)設(shè),試討論函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
【答案】(1);
(2)詳見解析.
【解析】
【分析】
(1)由題可得,即求;
(2)由題可將函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)的圖象交點(diǎn)個(gè)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),利用數(shù)形結(jié)合即得.
(1)
∵,
∴,,又曲線在點(diǎn)處的切線方程為,
∴,解得,
∴;
(2)
∵,
∴,
由,得,
令,則,
令,則,
∴函數(shù)在上單調(diào)遞減,又,
∴當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,
∴當(dāng)時(shí),函數(shù)有最大值,
畫出函數(shù)的大致圖象,
由圖可知,當(dāng),即時(shí),直線與函數(shù)的圖象沒有交點(diǎn),即函數(shù)沒有零點(diǎn),
當(dāng),即時(shí),直線與函數(shù)的圖象有一個(gè)交點(diǎn),即函數(shù)有一個(gè)零點(diǎn),
當(dāng),即時(shí),直線與函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),即函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn).
綜上,當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為0,當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為1,當(dāng)時(shí),函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為2.
7.設(shè)函數(shù),曲線在點(diǎn)處切線的斜率為1,為的導(dǎo)函數(shù).
(1)求a;
(2)證明:在上存在唯一的極大值點(diǎn).
【答案】(1)1;
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可求a;
(2)令,求,令h(x)=,求,根據(jù)的正負(fù)判斷的單調(diào)性,用的正負(fù)判斷單調(diào)性和極值即可.
(1)
由題可知且,得;
(2)
令,
則,令h(x)=,
則,,
當(dāng)時(shí),csx>sinx,,單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),csx<sinx,,單調(diào)遞減;
又∵,
由零點(diǎn)存在性定理可知,在上存在唯一的使得,
則當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;
∴在上存在唯一的極大值點(diǎn).
【點(diǎn)睛】
本題關(guān)鍵是多次求導(dǎo),用導(dǎo)數(shù)的正負(fù)依次求原函數(shù)的單調(diào)性和正負(fù),逐層倒推即可得結(jié)論.
8.已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,的圖象在點(diǎn)處的切線方程為,且,又函數(shù)與函數(shù)的圖象在原點(diǎn)處有相同的切線.
(1)求函數(shù)的解析式及k的值.
(2)若對(duì)于任意恒成立,求m的取值范圍
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及切線方程,建立方程關(guān)系,即可求出,,的取值,
(2)依題意對(duì)于任意,恒成立,進(jìn)行參變分離,利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)最值,即可求實(shí)數(shù)的取值范圍.
(1)
解: ,
,,
,,即,①
的圖象在點(diǎn)處的切線方程為,
當(dāng)時(shí),,且切線斜率,
則,②,
,③,
聯(lián)立解得,,,即,
函數(shù),
函數(shù)在原點(diǎn)處的切線斜率為1,
,.
(2)
解:若對(duì)于任意恒成立,
則等價(jià)為對(duì)于任意恒成立,
即恒成立,
則只需要求出在上的最小值即可,
設(shè),
則,,則當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
,,
,必有一個(gè)實(shí)根,且,使得即,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
的最小值為,
則,,所以在上的最小值,從而,即.
【點(diǎn)睛】
導(dǎo)函數(shù)中常用的兩種常用的轉(zhuǎn)化方法:一是利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,?;癁椴坏仁胶愠闪栴}.注意分類討論與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;二是函數(shù)的零點(diǎn)、不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問題處理.
x
2
4
+
0
-
0
+
遞增
遞減
遞增

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