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高考数学导数题的几种解题方法

2019-02-12宋傲寒

神州·中旬刊 2019年1期
关键词:元法切线导数

宋傲寒

高考数学中考到导数题的可能性极高,而导数部分往往成为同学们的难点。全国一卷自13年至17年文数、理数均涉及导数大题,不难看出导数在高考试卷中所占的地位十分重要。并且在16年的高考大纲中明确提出:在考查基础知识的基础上,注重对数学思想方法的考查,注重对数学能力的考查,展現数学的科学价值和人文价值,努力实现全面考查综合数学素养的要求。本文针对近几年的高考导数题进行了分析与总结,归纳并整理了几种解题方法,希望能对考生起到一定的帮助。

方法一:放缩法

无法用分离法和主变量法解决的问题,可尝试用放缩法,放缩时需注意放缩的尺度,放缩尺度不同,精确度不同。在解答导数问题中,我们常用的是函数切线,割线逼近两种方法,这两个常用的结论为lnx≤x-1(当且仅当x=1时等号成立),ex≥x+1(当且仅当x=0时等号成立)。

例题  (2014 年全国Ⅰ卷,理 21)设函数,曲线在点(1,f (1))处的切线为y= e(x-1)+2

(I)求a, b; (Ⅱ)证明:.

高考中常用的几种放缩类型

一、对数放缩

(放缩成一次函数)

(放缩成双钩函数)

(放缩成二次函数)

(放缩成类反比例函数)

二、指数放缩

(放缩成一次函数)

(放缩成类反比例函数)

(放缩成二次函数)

三、指对放缩

四、三角函数放缩

五、以直线y=x-1为切线的函数

方法二:浮出主元法

浮出主元法即为将题目中的两个未知数a、b中的一个用未知量x进行代换,使得未知量x具有未知数的性质,此类方法使用时需注意可用x代换a、b,但不能用a、b代换x。

例题 (2013陕西,理21)(本小题满分14分)已知函数f(x)=ex,x∈R.

(1)若直线y=kx+1与f(x)的反函数的图像相切,求实数k的值;

(2)设x>0,讨论曲线y=f(x)与曲线y=mx2(m>0)公共点的个数;

(3)设a

解析 2013陕西理数第21题第三问 即可使用浮出主元法的方法进行运算

(1)f(x)的反函数为g(x)=lnx.

设直线y=kx+1与g(x)=lnx的图像在P(x0,y0)处相切,则有y0=kx0+1=lnx0,k=g'(x0)=,解得x0=e2,.

(2)略解得

当x>0时,

若0

若,曲线y=f(x)与y=mx2有一个公共点;

若,曲线y=f(x)与y=mx2有两个公共点.

(3)法一:(浮出主元法)由题可知a

那么比较与的大小

即比较(b-a)[f(a)+ f(b)]与2[f(b)- f(a)]的大小

不妨设x∈(0,b)

设g(x)= (b-x)[f(x)+ f(b)]- 2[f(b)-f(x)]  g(b)= 0

g'(x)= -[f(x)+ f(b)]+ (b-x)f'(x)+2f'(x)

   = -[f(x)+ f(b)]+ (b-x+2)f'(x)

   = -ex-eb+(b-x)ex+ 2ex

   = ex-eb+(b-x)ex

g'(x)= ex-eb+(b-x)ex         g'(b)= 0

g''(x)= ex+ex (b-x-1)=(b-x) ex>0

∴ g'(x)单调递增  又∵g'(b)=0 ∴g(x)单调递增  g(x)>0

令x=a 将a代入g(x)中  即可证出

法二:可以证明

事实上,

则 (仅当x=0时等号成立),

∴ψ(x)在[0,+∞)上单调递增,

∴x>0时,ψ(x)>ψ(0)=0.

令x=b-a,即得(*)式,结论得证.

方法三:高等数学在导数中的应用

导数试题中涉及到了较多的高等数学知识,比如洛必达法则、泰勒展开式、中值定理等。适当的了解并学会应用高等数学的知识,可以使得解题速度大大提高。例题第二问中使用的简便方法便是洛必达法则。

例题  (全国卷)已知函数,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+2y-3=0,

(Ⅰ)求a、b的值;

(Ⅱ)如果当x>0,且x≠1时,,求k的取值范围。

解析  (Ⅰ)略解得a=1  b=1

  (Ⅱ)(洛必达法则)

参考文献:

[1]百度文库用户mhacker618. 高考导数大题中最常用的放缩大法. 百度文库. 2018(8)

[2]韦问敏.高考数学导数试题解题研究——以2013-2016年新课标全国卷为例,云南师范大学 2017

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