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导数的交汇题赏析

2022-05-23祁祺

中学生数理化·高三版 2022年5期
关键词:交汇命制抛物线

祁祺

导数是高中数学解题中一种重要的工具,可以解决很多数学问题,所以命题者常常将导数与其他知识交汇命制题目,下面列举几例,供大家赏析。

一、集合与导数的交汇

例1设函数f(x)=/=/1,,集合M={x|f(x)<0},P={x|f'(x)>0},若M P,则实数a的取值范围为()。

A.(-oo,0)

B.(0,1)

C.(1,+0)

D.[1,+o) x-a

解析:

评注:本题将集合的运算与导数的计算融合在一起进行命题,既考查了解不等式,也考查了分数函数的求导。解答此题的常规步骤是:①确定集合M,P;②由集合的关系求实数a的取值范围。

二、解三角形与导数的交汇

例2在ΔABC中,a,b,c分别为角A,B,C所对的边长,已知C=/3,a+b=xc (其中入>1)。

(1)当λ=2时,证明:a=b=c;

(2)若AC·BC=x3,求边长c的最小值。

解析:

评注:本题考查了正弦定理、余弦定理及导数知识的运用。首先确定函数关系式,再利用导数求出最值是解题的关键。

三、数列与导数的交汇

例3 已知函数f(x)=ax-lnx+b。

(1)若a+b=0,且f(x)≥0,求a的值;

(2)证明:ln2+1n3+···+ln(n+1)> 2n 2(n+1) (nEN")。

解析:

评注:此类问题一般先由已知条件及导数得出一个不等式,再把该不等式中的自变量依次用1,2,3,··.,n代换,然后用叠加法证明。

四、立体几何与导数的交汇

例4

(1)求球O的表面积;

(2)证明:平面POC上平面ABC,且平面POC上平面PAB;

(3)与侧面PAB平行的平面α与棱AC,BC,PC分别交于D,E,F,求四面体 ODEF的体积的最大值。

解析:

评注:本题第(3)问,先求C到平面PAB的距离H。设CD=λCA(0<λ<1),C到平面DEF的距离为h。由平面PAB//平面DEF,得到ΔDEFのΔABP,則可得ΔDEF的面积,求出h=3λ,得到O到平面DEF的距离为3—3λ,则四面体ODEF的体积V=3x2(1—λ)。转化为函数,再利用导函数求得最大值。

五、解析几何与导数的交汇

例5 已知抛物线E:y2=2px(p>0),圆F:(x-2)2+y2=r2(r>0),当r=3 时,抛物线E与圆F仅有两个交点。

(1)求抛物线E的方程;

(2)

解析:

评注:解答本题的关键是列出S的表达式,进一步变形为S2的表达式,运用换元法,构造函数y=-x3-x2+x+1,xE(0,1),再利用导数求出函数的最值。本题是一道将解析几何与导数巧妙交汇命制的综合性题目,难度较大。

(责任编辑王福华)C403D9D1-67BC-4F41-B331-570E18E3DC79

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