含参数导数的解题策略
导数是研究函数性质的一种重要工具,利用导数可判断函数单调性、极值、最值等,其中渗透并充分利用着构造函数、分类讨论、转化与化归、数形结合等重要思想方法,导数常作为高考的压轴题,对考生的能力要求非常高,它不仅要求考生牢固掌握基础知识、基本技能,还要求考生具有较强的分析能力和计算能力。而含参数的导数问题是近年来高考的难点和热点,本文着重就含参数导数的几种常见的解题策略加以归纳. 一、分离参数,转化为最值策略
在给出的不等式中,如果能通过恒等变形分离出参数,即:若a?f?x?恒成立,只须求出
f?x?max,则a?f?x?max;若a?f?x?恒成立,只须求出f?x?min,则a?f?x?min,转
化为函数求最值.
例1、已知函数f(x)?xlnx.(Ⅰ)求f(x)的最小值; (Ⅱ)若对所有x?1都有f(x)?ax?1,求实数a的取值范围.
二、导数为0的点是否在定义域内,分类讨论策略
求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式),但不知导函数为零的实根是否落在定义域内,所以必须分类,通过令导函数为零的实根等于定义域端点值,求分点,从而引起讨论.
(x?a). 例2.已知a是实数,函数f(x)?x(Ⅰ)若f?(1)?3,求a的值及曲线y?f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (Ⅱ)求f(x)在区间[0,2]上的最大值.
三、导函数为0是否存在,分类讨论策略
求导后,考虑导函数为零是否有实根(或导函数的分子能否分解因式),涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定,所以必须分类,通过导函数是二次函数或者与二次函数有关,令△=0,求分点,从而引起讨论.
2例3、已知函数f(x)?x?x?alnx,(a?R),讨论f(x)在定义域上的单调性.
2
四、导函数为0的方程的根大小不确定,分类讨论策略
求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式), 导函数为零的实根也落在定义域内,但这些实根的大小关系不确定,分不了区间.所以必须分类,通过令几个根相等求分点,从而引起讨论.
mx2?3(m?1)x?3m?6例4、已知m?0,讨论函数f(x)?的单调性.
ex
练习
求导后,考虑导函数为零是否有实根(或导函数的分子能否分解因式),从而引起讨论。 一、求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式),但不知导函数为零的
实根是否落在定义域内,从而引起讨论。
二、求导后,导函数为零有实根(或导函数的分子能分解因式), 导函数为零的实根
也落在定义域内,但不知这些实根的大小关系,从而引起讨论。 三、
?1,x?1?1.08广东(理) 设k?R,函数f(x)??1?x,F(x)?f(x)?kx,x?R,
??x?1,x?1?试讨论函数F(x)的单调性。
2. (08浙江理)已知a是实数,函数f?x??(Ⅰ)求函数f?x?的单调区间;
(Ⅱ)设g?a?为f?x?在区间?0,2?上的最小值。
(i)写出g?a?的表达式;(ii)求a的取值范围,使得?6?g?a???2。
x?x?a?
2ax?a2?13(07天津理)已知函数f?x???x?R?,其中a?R。 2x?1(Ⅰ)当a?1时,求曲线y?f?x?在点2,f?2?处的切线方程; (Ⅱ)当a?0时,求函数f?x?的单调区间与极值。
4(07高考山东理改编)设函数f?x??x?bln?x?1?,其中b?0,求函数f?x?的极值
2??
点。
含参数导数的解题策略
例1、解:(Ⅰ)略. (Ⅱ)∵ 对所有x?1都有f(x)?ax?1, ∴ 对所有x?1都有xlnx?ax?1,即a?lnx?记g(x)?lnx?1. x1,(x?0),只需 a?g(x)min. x11令g'(x)??2?0,解得x?1.
xxg'(x)?0?x?1,g'(x)?0?0?x?1.
∴ 当x?1时,g(x)取最小值g(1)?1. ∴ a?1.即a的取值范围是aa?1. 例2. 解:(I)略.
(II)令f'(x)?0,解得x1?0,x2?当
??2a. 32a?0,即a?0时,f(x)在[0,2]上单调递增,从而fmax?f(2)?8?4a. 32a当?2时,即a?3时,f(x)在[0,2]上单调递减,从而fmax?f(0)?0.
3当0?2a?2a??2a??2,即0?a?3,f(x)在?0,?上单调递减,在?,2?上单调递增,3?3??3???8?4a,0?a?2.?? ??0, 2?a?3.从而 fmax综上所述,fmax??8?4a, a?2.?? ??0, a?2.a2x2?x?a,(x?0), 例3、 解:由已知得f?(x)?2x?1??xx1时,f?(x)?0恒成立,f(x)在(0,??)上为增函数. 81 (2)当??1?8a?0,a?时,
8 (1)当??1?8a?0,a? 1)0?a?1?1?8a1?1?8a1?1?8a1?1?8a1,] ??0,f(x)在[时,22228