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2019高考数学:导数压轴题——单调性解题程序,3 2讨论模板!

导数压轴题的三种热点题型之一是分类讨论,对于多变量题目一般先采用减少变量的方法,当题目化简成一式两参时,便可时进行分类计论。分类讨论的一般模式是3+2类型,即在三种分类讨论之下,其中一种情况下还要再分两层讨论。

由导数研究含参函数的单调性问题模板

根据导数与函数单调性的关系,由导函数f′(x)的符号得到函数的单调区间,研究函数的单调性问题其适用于所有的可导函数.破解此类题的关键点如下

①求导数,确定函数y=f(x)的定义域,根据基本初等函数的导数及求导法则求出函数f(x)的导函数f′(x).

②讨论导函数的符号,不等式f′(x)>0的解集就是函数f(x)的单调递增区间,不等式f′(x)<0的解集就是函数f(x)的单调递减区间.

③得结论,根据上述解题过程,判定函数在每个相应区间上的单调性.

经典例题

注意:利用导数解决函数的单调性问题时需要注意:

(1)求可导函数f(x)的单调区间,可以直接转化为求f′(x)>0与f′(x)<0这两个不等式的解集问题来处理;

(2)若可导函数f(x)在指定区间D上单调递增(减),则将其转化为f′(x)≥0 (f′(x)≤0)来处理;

(3)如果一个函数具有相同的单调性且单调区间不止一个,这些单调区间不能用“∪”连接,只能用“,”或“和”连接;

(4)涉及合参数的函数的单调性或单调区间问题的求解时,一定要弄清楚参数对导函数f′(x)在某一区间内的符号是否有影响,若有影响,则必须分类讨论.

​经典例题

已知函数f(x)=x2+2cosx,g(x)=ex(cosx﹣sinx+2x﹣2),其中e≈2.17828…是自然对数的底数.

(Ⅰ)求曲线y=f(x)在点(π,f(π))处的切线方程;

(Ⅱ)令h(x)=g (x)﹣a f(x)(a∈R),讨论h(x)的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.

解析:(Ⅰ)f(π)=π^2﹣2.f′(x)=2x﹣2sinx,∴f′(π)=2π.

∴曲线y=f(x)在点(π,f(π))处的切线方程为:y﹣(π^2﹣2)=2π(x﹣π).

化为:2πx﹣y﹣π^2﹣2=0.

(Ⅱ)h(x)=g (x)﹣a f(x)=e^x(cosx﹣sinx+2x﹣2)﹣a(x^2+2cosx)

h′(x)=e^x(cosx﹣sinx+2x﹣2)+e^x(﹣sinx﹣cosx+2)﹣a(2x﹣2sinx)

=2(x﹣sinx)(e^x﹣a)=2(x﹣sinx)(e^x﹣e^(lna)).

令u(x)=x﹣sinx,则u′(x)=1﹣cosx≥0,∴函数u(x)在R上单调递增.

∵u(0)=0,∴x>0时,u(x)>0;x<0时,u(x)<0.

(i)a≤0时,e^x﹣a>0,∴x>0时,h′(x)>0,函数h(x)在(0,+∞)单调递增;

x<0时,h′(x)<0,函数h(x)在(﹣∞,0)单调递减.

∴x=0时,函数h(x)取得极小值,h(0)=﹣1﹣2a.

当a=1时,lna=0,函数h(x)在R上单调递增.

a>1时,函数h(x)在(﹣∞,0),(lna,+∞)上单调递增;函数h(x)在(0,lna)上单调递减.当x=0时,函数h(x)取得极大值,h(0)=﹣2a﹣1.当x=lna时,函数h(x)取得极小值,h(lna)=﹣a[ln2a﹣2lna+sin(lna)+cos(lna)+2].

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