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“目标函数” “导函数” “原函数”——玩转函数导数题和单调性

引子:

导数题近年来基本上一直是高考数学的最后压轴题!甚至比圆锥曲线题更有难度,因为圆锥曲线的重点更偏向于代数式化简方面,在于圆锥曲线内“目标函数”转化成与“韦达定理”的关系,从而再次深入化简求职。而导数题求解函数单调性,然后通过函数单调性求解一些更深入的函数关系,比如最值问题等等,不过在这些解答过程都包含一个规律——通过原函数求解导函数,直接分析导函数性质,比如符号性(大于零,小于零),单调性(函数性质转化成符号性),或者通过导函数抽象出新的函数,对于此新的函数,因为是分析导函数性质的函数,是求取原函数性质的真正“目标”,故定义其为“目标函数”。从而从“目标函数”到“导函数”,再从“导函数”到“原函数”,实现函数性质的分析和解答,构成一个完美闭环。故此本文将通过“目标函数”+“导函数”+“原函数”三个层级以及求解,完美解答函数单调性题。原来函数单调性题也可以如此轻松。

游戏规则介绍:

小儿垂钓自学始,自得其乐方法来。

原函数:

题目给出的初等函数,或者初等函数复合成的复合函数。

初等函数:

初等函数包括幂函数,一次函数、二次函数,反比例函数,指数函数,对数函数和三角函数(包括正弦函数,余弦函数,正切函数等)

初等函数

复合函数:

通过初等函数运用四则运算复合的函数或者通过“子函数”和“母函数”复合的复合函数。

复合函数类型:

设“F(x)”为复合函数,f(x)和g(x)是初等函数

1、F(x)=f(x)+g(x)

2、F(x)=f(x)-g(x)

3、F(x)=f(x)·g(x)

4、F(x)=f(x)/g(x)

5、F(x)=f[g(x)]

“5”式中:F(x)是复合函数,f(x)是母函数,g(x)是子函数,因为g(x)的值域相当于f(x)的定义域,或者说g(x)相当于f(x)肚子里的孩子,是g(x)变化影响f(x)的变化。

导函数:

原函数求导后的函数,用f’(x)表示。

复合导函数求法则:

1、F(x)=f(x)+g(x) F’(x)=f’(x)+g’(x)

2、F(x)=f(x)-g(x) F’(x)=f’(x)+g’(x)

3、F(x)=f(x)·g(x) F’(x)=f’(x)·g(x)+f(x)·g’(x)

4、F(x)=f(x)/g(x) F’(x)=[f’(x)·g(x)- f(x)·g’(x)]/g2(x)

5、F(x)=f[g(x)] F’(x)=f’[g(x)]· g’(x)

初等函数导函数:

初等函数和其导数

导函数与切线方程:

导函数与切线

游戏开始:

第一步:理论分享与证明

导函数与单调性

第二步:高考真题分享

2019年高考全国一卷导数题

解:

2019全国一卷导数题第一问

m(x)-如图1

n(x)-如图1

v'(x)-如图3

g(x)=v‘’(x)-如图4

f'(x)=g(x)-如图5

2019年高考数学全国一卷导数题第二问

f(x)-如图6-1(定义域-1<x<π/2)

f(x)-如图6-2(定义域π/2<x<π)

f(x)-如图6-3(定义域x>-1)

2017年高考全国一卷导数题

解:

2017高考数学全国一卷导数题第一问

m(x)-如图7(a<)0

g(x)-如图8(a<0)

f'(x)-如图9(a<0)

f(x)-如图10(a<0)

m(x)-如图11

g(x)-如图12(a>0)

f'(x)-如图13(a>0)

f(x)-如图14(a>0)

下面请欣赏:m(x)的动态示意图

m(x)的动态示意图

下面请欣赏:g(x)的动态示意图

g(x)的动态示意图

下面请欣赏:f'(x)的动态示意图

f'(x)的动态示意图

下面请欣赏:f(x)的动态示意图

f(x)的动态示意图

2017年高考数学全国一卷导数题第二问

f(x)-如图15(a<0)

f(x)-如图16(a>1)

f(x)-如图17(0<a<1)

h'(x)-如图18

h(x)-如图19

第三步:小结

从以上的导数理论推导和高考真题【2019全国一卷】和【2017全国一卷】的运用可知,函数导数题是高考的重点与难点,计算量大,理解难度高,是压轴题和区分度题。从我们的分析过程可以看出,其实导数题也不是我们想象的那么复杂和高难度,它是有规律可循的。比如针对函数单调性,我们可以运用:“定义域”+“目标函数”+“导函数”+“原函数”+“函数图像”的模式,依次逐步剥丝抽茧,像庖丁解牛一样,摸着经络走,最后做到游刃有余。很明显,“定义域”+“目标函数”+“导函数”+“原函数”+“函数图像”的模式能很好的解答函数导数试题,方法“模块化”,能像拼图游戏一样往里填图,同时计算简捷方便,值得推广。

第四步:游戏结束!

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