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拔云去雾显本质

2020-05-11董善清李德安

中学生数理化·高三版 2020年4期
关键词:零点单调导数

董善清 李德安

经过对近几年高考试题及各地模拟试题的研究与分析,不难发现,函数与导数的压轴题在函数单调性的讨论、函数零点、极值点、不等式证明和恒成立(或有解)等问题上出现的频率越来越高。以上这些考点的呈现,对同学们来说再熟悉不过了,但得分却较低。究其原因,它既考查分类讨论、等价转化、数形结合、方程与不等式等思想,也考查放缩法证明不等式、构造函数法解决问题等。同时,对同学们分析问题、解决问题、融会贯通的能力要求较高。本文选取各地有代表性的高三模拟题或模拟题的改编形式,对导数压轴题的部分类型进行剖析,并分析其本质所在,以飨读者。

一、利用导数求解恒成立问题

总结反思:本题主要考查了导数在恒成立、不等式证明方面的应用,第(l)问采用分离参数的方法,转化为我们熟悉的函数最值问题,若不分离参数,也可以直接带参分类讨论进行解答,读者可自行尝试解答。第(2)问的难点是如何能将参数m特殊化,以及对x的赋值,结合第(l)问与第(2)问要证明的结论,恰当的转化,合理的赋值是关键。

二.利用导数证明不等式

分析:(l)本题要由导函数求出原函数,关键是准确记忆导函数公式,同时还要特别注意常数的导数为零,这样就很容易求出原函数的解析式。再利用函数单调性证明不等式即可。

总结反思:对于第(2)问的证明,我们要有意识地利用第(l)问的结论,还要在平时的学习中,有意识地掌握记忆一些能够用作放缩依据的结论,比如当x>O时,有x>sinx,能看到这一点,我们只需构造函数,利用函数单调性即可证明。

三、利用导数求解存在性问题

分析:(l)我们知道,要求函数的最值,要么根据特殊类型函数值域的求法,要么知道函数的单调性,而对于由基本初等函数构成较为复杂的复合函数的最值问题,通常先确定函数的单渊性,而求单调性的常用方法是求函数的导函数。本题先求得导数f'(x),然后对a进行分类讨论,得到f(x)的单调区间,再求,f(x)的最小值。

总结反思:第(l)问属于常规题,利用导数求函数的单调区间和最值,很容易求解;第(2)问要注意区分恒成立和存在性问题的不同之处,同时也要进一步熟悉求参数范围的方法,一是带着参数讨论,二是分离参数。当然,若在第(l)问的基础上不分离参数,直接求…f(x)+a的最小值亦可。由第(l)问可知,f(x)min=-ea-3,故f(x)+a的最小值为-ea-3+a,从而只需-ea-3+a a-3,因为a>0,所以In a1,In 5<2,可知a≥5。

四、利用导数求解函数零点个数问题

分析:(l)利用导数法判断函数的单渊性,对函数f(x)进行求导,利用分类讨论法求出函数,f(x)的单调性。

(2)本题可以先分离常数,进而转换为两函数图像交点个数问题,问题迎刃而解。总结反思:本题第(l)问利用导数法研究函数的单渊性;第(2)问通过分离参数构造函数,再利用分类讨论思想研究函数零点的问题,意在加强同学们的化归与转化能力。

五、利用导数单调性、放缩法证明不等式

分析:(l)涉及函数唯一零点问题,我们很容易想到函数零点存在性定理,再借助于函数单调性,问题可解。

(2)关键在于如何由f(x1)=f(x2)转换到构造函数g(x)=x-slnx,再利用放缩法去掉“sin x”,这需要我们在平时多注意积累,能意识到正弦函数与对数函数在一起是很难化简运算的。

总结反思:第(l)问考查函数单调性、函数零点存在性定理,同时也要注意多观察端点值的正负,这是一项很重要的基本功;第(2)問关键是利用放缩法去掉“sin、x”,再构造函数证明不等式,考查同学们的转化与化归思想。放缩得到 。下面证明 即可。其中 平均数,该不等式为对数平均不等式,是应用较广的不等式,其证明方法也是证明不等式的常用策略。

利用导数解决函数的综合问题是常见的、有效的途径,如何有效地利用是难点所在,其突破的关键是要有拨云去雾显现…本质的能力。解题的核心是能够构造出“合理”的函数,而这一“合理”的函数如何构造?可以分离参数构造,可以适当放缩后构造,可以选取变量构造,亦可以围绕零点或极值点建立等式构造等,要在解题综合运用过程中加以领会体悟。唯有如此,才能真正地发挥出导数的力量。

(责任编辑 王福华)

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