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文檔簡介
1、2009年高考數(shù)學沖刺復習資料(共分五大專題)專題一:三角與向量的交匯題型分析及解題策略【命題趨向】三角函數(shù)與平面的向量的綜合主要體現(xiàn)為交匯型,在高考中,主要出現(xiàn)在解答題的第一個試題位置上,其難度中等偏下,分值一般為12分,交匯性主要體現(xiàn)在:三角函數(shù)恒等變換公式、性質與圖象與平面的向量的數(shù)量積及平面向量的平行、垂直、夾角及模之間都有著不同程度的交匯,在高考中是一個熱點.如08年安徽理科第5題(5分),考查三角函數(shù)的對稱性與向量平移、08年山東文第8題理第15題(5分)考查兩角和與差與向量垂直、08福建文理第17題(12分)考查三角函數(shù)的求值與向量積、07的天津文理第15題(4分)考查正余弦定理
2、與向量數(shù)量積等.根據(jù)2009年考綱預計在09年高考中解答題仍會涉及三角函數(shù)的基本恒等變換公式、誘導公式的運用、三角函數(shù)的圖像和性質、向量的數(shù)量積、共線(平行)與垂直的充要條件條件主要考查題型:(1)考查純三角函數(shù)函數(shù)知識,即一般先通過三角恒等變換公式化簡三角函數(shù)式,再求三角函數(shù)的值或研究三角函數(shù)的圖象及性質;(2)考查三角函數(shù)與向量的交匯,一般是先利用向量知識建立三角函數(shù)關系式,再利用三角函數(shù)知識求解;(3)考查三角函數(shù)知識與解三角形的交匯,也就是將三角變換公式與正余弦定理交織在一起.【考試要求】1理解任意角的正弦、余弦、正切的定義了解余切、正割、余割的定義掌握同角三角函數(shù)的基本關系式掌握正弦
3、、余弦的誘導公式了解周期函數(shù)與最小正周期的意義2掌握兩角和與兩角差的正弦、余弦、正切公式掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式3能正確運用三角公式進行簡單三角函數(shù)式的化簡、求值和恒等式證明4理解正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù)的圖像和性質,會用“五點法”畫正弦函數(shù)、余弦函數(shù)和函數(shù)y=Asin(x+)的簡圖,理解A,的物理意義5掌握正弦定理、余弦定理,并能初步運用它們解斜三角形6掌握向量的加法和減法掌握實數(shù)與向量的積,理解兩個向量共線的充要條件7了解平面向量的基本定理.理解平面向量的坐標的概念,掌握平面向量的坐標運算8掌握平面向量的數(shù)量積及其幾何意義,了解用平面向量的數(shù)量積可以處理有關長度、角度和垂直的問
4、題,掌握向量垂直的條件9掌握平面兩點間的距離公式以及線段的定比分點和中點坐標公式,并且能熟練運用掌握平移公式【考點透視】向量具有代數(shù)運算性與幾何直觀性的“雙重身份”,即可以象數(shù)一樣滿足“運算性質”進行代數(shù)形式的運算,又可以利用它的幾何意義進行幾何形式的變換.而三角函數(shù)是以“角”為自變量的函數(shù),函數(shù)值體現(xiàn)為實數(shù),因此平面向量與三角函數(shù)在“角”之間存在著密切的聯(lián)系.同時在平面向量與三角函數(shù)的交匯處設計考題,其形式多樣,解法靈活,極富思維性和挑戰(zhàn)性.主要考點如下:1考查三角式化簡、求值、證明及求角問題.2考查三角函數(shù)的性質與圖像,特別是y=Asin(wx+j)的性質和圖像及其圖像變換.3考查平面向量
5、的基本概念,向量的加減運算及幾何意義,此類題一般難度不大,主要用以解決有關長度、夾角、垂直、平行問題等.4考查向量的坐標表示,向量的線性運算,并能正確地進行運算.5考查平面向量的數(shù)量積及運算律(包括坐標形式及非坐標形式),兩向量平行與垂直的充要條件等問題.6考查利用正弦定理、余弦定理解三角形問題.【典例分析】題型一三角函數(shù)平移與向量平移的綜合三角函數(shù)與平面向量中都涉及到平移問題,雖然平移在兩個知識系統(tǒng)中講法不盡相同,但它們實質是一樣的,它們都統(tǒng)一于同一坐標系的變化前后的兩個圖象中.解答平移問題主要注意兩個方面的確定:(1)平移的方向;(2)平移的單位.這兩個方面就是體現(xiàn)為在平移過程中對應的向量
6、坐標.【例1】把函數(shù)ysin2x的圖象按向量(,3)平移后,得到函數(shù)yAsin(xj)(A0,0,|j|)的圖象,則j和B的值依次為( )A,3B,3C,3D,3【分析】根據(jù)向量的坐標確定平行公式為,再代入已知解析式可得.還可以由向量的坐標得圖象的兩個平移過程,由此確定平移后的函數(shù)解析式,經(jīng)對照即可作出選擇.【解析1】由平移向量知向量平移公式,即,代入ysin2x得y¢3sin2(x¢),即到y(tǒng)sin(2x)3,由此知j,B3,故選C.【解析2】由向量(,3),知圖象平移的兩個過程,即將原函數(shù)的圖象整體向左平移個單位,再向下平移3個單位,由此可得函數(shù)的圖象為ysin2(x)
7、3,即ysin(2x)3,由此知j,B3,故選C.【點評】此類題型將三角函數(shù)平移與向量平移有機地結合在一起,主要考查分析問題、解決問題的綜合應用能力,同時考查方程的思想及轉化的思想.本題解答的關鍵,也是易出錯的地方是確定平移的方向及平移的大小.題型二三角函數(shù)與平面向量平行(共線)的綜合此題型的解答一般是從向量平行(共線)條件入手,將向量問題轉化為三角問題,然后再利用三角函數(shù)的相關知識再對三角式進行化簡,或結合三角函數(shù)的圖象與民性質進行求解.此類試題綜合性相對較強,有利于考查學生的基礎掌握情況,因此在高考中常有考查.【例2】已知A、B、C為三個銳角,且ABC.若向量(22sinA,cosAsin
8、A)與向量(cosAsinA,1sinA)是共線向量.()求角A;()求函數(shù)y2sin2Bcos的最大值.【分析】首先利用向量共線的充要條件建立三角函數(shù)等式,由于可求得A角的正弦值,再根據(jù)角的范圍即可解決第()小題;而第()小題根據(jù)第()小題的結果及A、B、C三個角的關系,結合三角民恒等變換公式將函數(shù)轉化為關于角B的表達式,再根據(jù)B的范圍求最值.【解】()、共線,(22sinA)(1sinA)(cosAsinA)(cosAsinA),則sin2A,又A為銳角,所以sinA,則A.()y2sin2Bcos2sin2Bcos2sin2Bcos(2B)1cos2Bcos2Bsin2Bsin2Bcos
9、2B1sin(2B)1.B(0,),2B(,),2B,解得B,ymax2.【點評】本題主要考查向量共線(平行)的充要條件、三角恒等變換公式及三角函數(shù)的有界性.本題解答有兩個關鍵:(1)利用向量共線的充要條件將向量問題轉化為三角函數(shù)問題;(2)根據(jù)條件確定B角的范圍.一般地,由于在三角函數(shù)中角是自變量,因此解決三角函數(shù)問題確定角的范圍就顯得至關重要了.題型三三角函數(shù)與平面向量垂直的綜合此題型在高考中是一個熱點問題,解答時與題型二的解法差不多,也是首先利用向量垂直的充要條件將向量問題轉化為三角問題,再利用三角函數(shù)的相關知識進行求解.此類題型解答主要體現(xiàn)函數(shù)與方程的思想、轉化的思想等.【例3】已知向
10、量(3sin,cos),(2sin,5sin4cos),(,2),且()求tan的值;()求cos()的值【分析】第()小題從向量垂直條件入手,建立關于的三角方程,再利用同角三角函數(shù)的基本關系可求得tan的值;第()小題根據(jù)所求得的tan的結果,利用二倍角公式求得tan的值,再利用兩角和與差的三角公式求得最后的結果【解】(),·0而(3sin,cos),(2sin, 5sin4cos),故·6sin25sincos4cos20 由于cos0,6tan25tan40解之,得tan,或tan(,2),tan0,故tan(舍去)tan()(,2),(,)由tan,求得tan,ta
11、n2(舍去)sin,cos,cos()coscossinsin××【點評】本題主要考查向量垂直的充要條件、同角三角函數(shù)的基本關系、二倍角公式及兩角和與差的三角函數(shù).同時本題兩個小題的解答都涉及到角的范圍的確定,再一次說明了在解答三角函數(shù)問題中確定角的范圍的重要性.同時還可以看到第()小題的解答中用到“弦化切”的思想方法,這是解決在一道試題中同時出現(xiàn)“切函數(shù)與弦函數(shù)”關系問題常用方法.題型四三角函數(shù)與平面向量的模的綜合此類題型主要是利用向量模的性質|22,如果涉及到向量的坐標解答時可利用兩種方法:(1)先進行向量運算,再代入向量的坐標進行求解;(2)先將向量的坐標代入向量的坐
12、標,再利用向量的坐標運算進行求解.【例3】已知向量(cos,sin),(cos,sin),|.()求cos()的值;()若0,且sin,求sin的值.【分析】利用向量的模的計算與數(shù)量積的坐標運算可解決第()小題;而第()小題則可變角(),然后就須求sin()與cos即可.【解】()|,22·2,將向量(cos,sin),(cos,sin)代入上式得122(coscossinsin)12,cos().()0,0,由cos(),得sin(),又sin,cos,sinsin()sin()coscos()sin.點評:本題主要考查向量的模、數(shù)量積的坐標運算、和角公式、同角三角函數(shù)的基本關系.
13、本題解答中要注意兩點:(1)化|為向量運算|2()2;(2)注意解的范圍.整個解答過程體現(xiàn)方程的思想及轉化的思想.題型五三角函數(shù)與平面向量數(shù)量積的綜合此類題型主要表現(xiàn)為兩種綜合方式:(1)三角函數(shù)與向量的積直接聯(lián)系;(2)利用三角函數(shù)與向量的夾角交匯,達到與數(shù)量積的綜合.解答時也主要是利用向量首先進行轉化,再利用三角函數(shù)知識求解.20090318【例5】設函數(shù)f(x)·.其中向量(m,cosx),(1sinx,1),xR,且f()2.()求實數(shù)m的值;()求函數(shù)f(x)的最小值.分析:利用向量內積公式的坐標形式,將題設條件中所涉及的向量內積轉化為三角函數(shù)中的“數(shù)量關系”,從而,建立函
14、數(shù)f(x)關系式,第()小題直接利用條件f()2可以求得,而第()小題利用三角函數(shù)函數(shù)的有界性就可以求解.解:()f(x)·m(1sinx)cosx,由f()2,得m(1sin)cos2,解得m1.()由()得f(x)sinxcosx1sin(x)1,當sin(x)1時,f(x)的最小值為1.點評:平面向量與三角函數(shù)交匯點較多,向量的平行、垂直、夾角、數(shù)量積等知識都可以與三角函數(shù)進行交匯.不論是哪類向量知識與三角函數(shù)的交匯試題,其解法都差不多,首先都是利用向量的知識將條件轉化為三角函數(shù)中的“數(shù)量關系”,再利用三角函數(shù)的相關知識進行求解六、解斜三角形與向量的綜合在三角形的正弦定理與余弦
15、定理在教材中是利用向量知識來推導的,說明正弦定理、余弦定理與向量有著密切的聯(lián)系.解斜三角形與向量的綜合主要體現(xiàn)為以三角形的角對應的三角函數(shù)值為向量的坐標,要求根據(jù)向量的關系解答相關的問題.【例6】已知角A、B、C為ABC的三個內角,其對邊分別為a、b、c,若(cos,sin),(cos,sin),a2,且·()若ABC的面積S,求bc的值()求bc的取值范圍【分析】第()小題利用數(shù)量積公式建立關于角A的三角函數(shù)方程,再利用二倍角公式求得A角,然后通過三角形的面積公式及余弦定理建立關于b、c的方程組求取bc的值;第()小題正弦定理及三角形內角和定理建立關于B的三角函數(shù)式,進而求得bc的
16、范圍.【解】()(cos,sin),(cos,sin),且·,cos2sin2,即cosA,又A(0,),A.又由SABCbcsinA,所以bc4,由余弦定理得:a2b2c22bc·cosb2c2bc,16(bc)2,故bc4.()由正弦定理得:4,又BCpA,bc4sinB4sinC4sinB4sin(B)4sin(B),0B,則B,則sin(B)1,即bc的取值范圍是(2,4.點評本題解答主要考查平面向量的數(shù)量積、三角恒等變換及三角形中的正弦定理、余弦定理、面積公式、三角形內角和定理等.解答本題主要有兩處要注意:第()小題中求bc沒有利用分別求出b、c的值為解,而是利用
17、整體的思想,使問題得到簡捷的解答;(2)第()小題的求解中特別要注意確定角B的范圍.【專題訓練】一、選擇題1已知(cos40°,sin40°),(cos20°,sin20°),則·( )A1BCD2將函數(shù)y2sin2x的圖象按向量(,)平移后得到圖象對應的解析式是( )A2cos2xB2cos2xC2sin2xD2sin2x3已知ABC中,若·0,則ABC是( )A鈍角三角形B直角三角形C銳角三角形D任意三角形4設(,sina),(cosa,),且,則銳角a為( )A30°B45°C60°D75°
18、;5已知(sin,),(1,),其中(,),則一定有( )ABC與夾角為45°D|6已知向量(6,4),(0,2),l,若C點在函數(shù)ysinx的圖象上,實數(shù)l( )ABCD7由向量把函數(shù)ysin(x)的圖象按向量(m,0)(m0)平移所得的圖象關于y軸對稱,則m的最小值為( )ABCD8設02時,已知兩個向量(cos,sin),(2sin,2cos),則向量長度的最大值是( )ABC3D29若向量(cosa,sina),(cosb,sinb),則與一定滿足( )A與的夾角等于abBCD()()10已知向量(cos25°,sin25°),(sin20°,c
19、os20°),若t是實數(shù),且t,則|的最小值為( )AB1CD11O是平面上一定點,A、B、C是該平面上不共線的3個點,一動點P滿足:l(),l(0,),則直線AP一定通過ABC的( )A外心B內心C重心D垂心2009031812對于非零向量我們可以用它與直角坐標軸的夾角a,b(0ap,0bp)來表示它的方向,稱a,b為非零向量的方向角,稱cosa,cosb為向量的方向余弦,則cos2acos2b( )A1BCD0二、填空題13已知向量(sinq,2cosq),(,).若,則sin2q的值為_14已知在OAB(O為原點)中,(2cosa,2sina),(5cosb,5sinb),若&
20、#183;5,則SAOB的值為_.15將函數(shù)f(x)tan(2x)1按向量a平移得到奇函數(shù)g(x),要使|a|最小,則a_.16已知向量(1,1)向量與向量夾角為,且·1.則向量_三、解答題17在ABC中,角A、B、C的對邊分別為a、b、c,若··k(kR).()判斷ABC的形狀;()若c,求k的值18已知向量(sinA,cosA),(,1),·1,且為銳角.()求角A的大??;()求函數(shù)f(x)cos2x4cosAsinx(xR)的值域19在ABC中,A、B、C所對邊的長分別為a、b、c,已知向量(1,2sinA),(sinA,1cosA),滿足,bca
21、.()求A的大??;()求sin(B)的值20已知A、B、C的坐標分別為A(4,0),B(0,4),C(3cos,3sin).()若(,0),且|,求角的大小;()若,求的值21ABC的角A、B、C的對邊分別為a、b、c,(2bc,a),(cosA,cosC),且()求角A的大??;()當y2sin2Bsin(2B)取最大值時,求角的大小.22已知(cosxsinx,sinx),(cosxsinx,2cosx),()求證:向量與向量不可能平行;()若f(x)·,且x,時,求函數(shù)f(x)的最大值及最小值【專題訓練】參考答案一、選擇題1B解析:由數(shù)量積的坐標表示知·cos40
22、76;sin20°sin40°cos20°sin60°.2D 【解析】y2sin2xy2sin2(x),即y2sin2x.3A 【解析】因為cosBAC0,BAC為鈍角.4B 【解析】由平行的充要條件得×sinacosa0,sin2a1,2a90°,a45°.5B 【解析】·sin|sin|,(,),|sin|sin,·0,6A 【解析】l(6,42l),代入ysinx得,42lsin1,解得l.7B 【解析】考慮把函數(shù)ysin(x)的圖象變換為ycosx的圖象,而ysin(x)cos(x),即把ycos
23、(x)的圖象變換為ycosx的圖象,只須向右平行個單位,所以m,故選B.8C 【解析】|3.9D 【解析】(cosacosb,sinasinb),(cosacosb,sinasinb),()·()cos2acos2bsin2asin2b0,()()10C 【解析】|2|2t2|22t·1t22t(sin20°cos25°cos20°sin25°)t2t1(t)2,|,|min.11C 【解析】設BC的中點為D,則2,又由l(),2l,所以與共線,即有直線AP與直線AD重合,即直線AP一定通過ABC的重心12A 【解析】設(x,y),x
24、軸、y軸、z軸方向的單位向量分別為(1,0),(0,1),由向量知識得cosa,cosb,則cos2acos2b1.二、填空題13 【解析】由,得sinq2cosq,tanq4,sin2q14 【解析】·5Þ10cosacobs10sinasinb5Þ10cos(ab)5Þcos(ab),sinAOB,又|2,|5,SAOB×2×5×15(,1) 【解析】要經(jīng)過平移得到奇函數(shù)g(x),應將函數(shù)f(x)tan(2x)1的圖象向下平移1個單位,再向右平移(kZ)個單位即應按照向量(,1) (kZ)進行平移要使|a|最小,16(1
25、,0)或(0,1) 【解析】設(x,y),由·1,有xy1 ,由與夾角為,有·|·|cos,|1,則x2y21 ,由解得或 即(1,0)或(0,1) 三、解答題17【解】()·bccosA,·cacosB,又··,bccosAcacosB,由正弦定理,得sinBcosAsinAcosB,即sinAcosBsinBcosA0,sin(AB)0AB,AB0,即AB,ABC為等腰三角形.()由()知,·bccosAbc·,c,k1.18【解】()由題意得·sinAcosA1,2sin(A)1,sin(
26、A),由A為銳角得A,A.()由()知cosA,所以f(x)cos2x2sinx12sin2x2sinx2(sinx)2,因為xR,所以sinx1,1,因此,當sinx時,f(x)有最大值當sinx1時,f(x)有最小值3,所以所求函數(shù)f(x)的值域是3,19【解】()由,得2sin2A1cosA0,即2cos2AcosA10,cosA或cosA1.A是ABC內角,cosA1舍去,A.()bca,由正弦定理,sinBsinCsinA,BC,sinBsin(B),cosBsinB,即sin(B)20【解】()由已知得:,則sincos,因為(,0),.()由(3cos4)·3cos3s
27、in·(3sin4)0,得sincos,平方,得sin2.而2sincossin221【解】()由,得·0,從而(2bc)cosAacosC0,由正弦定理得2sinBcosAsinCcosAsinAcosC02sinBcosAsin(AC)0,2sinBcosAsinB0,A、B(0,),sinB0,cosA,故A.()y2sin2B2sin(2B)(1cos2B)sin2Bcoscos2Bsin1sin2B cos2B1sin(2B).由()得,0B,2B,當2B,即B時,y取最大值2.22【解】()假設,則2cosx(cosxsinx)sinx(cosxsinx)0,2
28、cos2xsinxcosxsin2x0,2·sin2x0,即sin2xcos2x3,(sin2x)3,與|(sin2x)|矛盾,故向量與向量不可能平行()f(x)·(cosxsinx)·(cosxsinx)sinx·2cosxcos2xsin2x2sinxcosxcos2xsin2x(cos2xsin2x)(sin2x),x,2x,當2x,即x時,f(x)有最大值;當2x,即x時,f(x)有最小值1專題二:函數(shù)與導數(shù)的交匯題型分析及解題策略【命題趨向】函數(shù)的觀點和方法既貫穿了高中代數(shù)的全過程,又是學習高等數(shù)學的基礎,是高考數(shù)學中極為重要的內容,縱觀全國及
29、各自主命題省市近三年的高考試題,函數(shù)與導數(shù)在選擇、填空、解答三種題型中每年都有試題,分值26分左右,如08年福建文11題理12題(5分)為容易題,考查函數(shù)與導函數(shù)圖象之間的關系、08年江蘇14題(5分)為容易題,考查函數(shù)值恒成立與導數(shù)研究單調性、08年北京文17題(12分)為中檔題考查函數(shù)單調性、奇偶性與導數(shù)的交匯、08年湖北理20題(12分)為中檔題,考查利用導數(shù)解決函數(shù)應用題、08年遼寧理22題(12分)為中檔題,考查函數(shù)利用導數(shù)確定函數(shù)極值與單調性問題等.預測2009年關于函數(shù)與導數(shù)的命題趨勢,仍然是難易結合,既有基本題也有綜合題,函數(shù)與導數(shù)的交匯的考查既有基本題也有綜合題,基本題以考查
30、基本概念與運算為主,考查函數(shù)的基礎知識及函數(shù)性質及圖象為主,同時考查導數(shù)的相關知識,知識載體主要是三次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)綜合題.主要題型:(1)利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性、極值與最值問題;(2)考查以函數(shù)為載體的實際應用題,主要是首先建立所求量的目標函數(shù),再利用導數(shù)進行求解.【考試要求】1了解函數(shù)的單調性、奇偶性的概念,掌握判斷一些簡單函數(shù)的單調性、奇偶性的方法2了解反函數(shù)的概念及互為反函數(shù)的函數(shù)圖像間的關系,會求一些簡單函數(shù)的反函數(shù)3掌握有理指數(shù)冪的運算性質掌握指數(shù)函數(shù)的概念、圖象和性質4掌握對數(shù)的運算性質;掌握對數(shù)函數(shù)的概念、圖像和性質5能夠運用函數(shù)的性質、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的性質解決
31、某些簡單的實際問題6了解導數(shù)概念的某些實際背景(如瞬時速度、加速度、光滑曲線切線的斜率等);掌握函數(shù)在一點處的導數(shù)的定義和導數(shù)的幾何意義;理解導函數(shù)的概念7熟記基本導數(shù)公式(c,xm(m為有理數(shù)),sinx,cosx,ex,ax,lnx,logax的導數(shù));掌握兩個函數(shù)和、差、積、商的求導法則了解復合函數(shù)的求導法則,會求某些簡單函數(shù)的導數(shù)8理解可導函數(shù)的單調性與其導數(shù)的關系;了解可導函數(shù)在某點取得極值的必要條件和充分條件(導數(shù)在極值點兩側異號);會求一些實際問題(一般指單峰函數(shù))的最大值和最小值【考點透視】高考對導數(shù)的考查主要以工具的方式進行命題,充分與函數(shù)相結合.其主要考點:(1)考查利用導
32、數(shù)研究函數(shù)的性質(單調性、極值與最值);(2)考查原函數(shù)與導函數(shù)之間的關系;(3)考查利用導數(shù)與函數(shù)相結合的實際應用題.從題型及考查難度上來看主要有以下幾個特點:以填空題、選擇題考查導數(shù)的概念、求函數(shù)的導數(shù)、求單調區(qū)間、求函數(shù)的極值與最值;與導數(shù)的幾何意義相結合的函數(shù)綜合題,利用導數(shù)求解函數(shù)的單調性或求單調區(qū)間、最值或極值,屬于中檔題;利用導數(shù)求實際應用問題中最值,為中檔偏難題.【典例分析】題型一導函數(shù)與原函數(shù)圖象之間的關系如果原函數(shù)定義域內可導,則原函數(shù)的圖象f(x)與其導函數(shù)f¢(x)的圖象有密切的關系:1導函數(shù)f¢(x)在x軸上、下方圖象與原函數(shù)圖象上升、下降的對應關
33、系: (1)若導函數(shù)f¢(x)在區(qū)間D上恒有f¢(x)0,則f(x)在區(qū)間D上為增函數(shù),由此進一步得到導函數(shù)f¢(x)圖象在x軸上方的圖象對應的區(qū)間D為原函數(shù)圖象中的上升區(qū)間D; (2)若導函數(shù)f¢(x)在區(qū)間D上恒有f¢(x)0,則f(x)在區(qū)間D上為減函數(shù),由此進一步得到導函數(shù)f¢(x)圖象在x軸下方的圖象對應的區(qū)間為原函數(shù)圖象中的下降區(qū)間.2導函數(shù)f¢(x)圖象的零點與原函數(shù)圖象的極值點對應關系:導函數(shù)f¢(x)圖象的零點是原函 數(shù)的極值點.如果在零點的左側為正,右側為負,則導函數(shù)的零點為原函數(shù)的極大值點;
34、如果在零點的左側為負,右側為正,則導函數(shù)的零點為原函數(shù)的極小值點.【例1】如果函數(shù)yf(x)的圖象如右圖,那么導函數(shù)yf¢(x)的圖象可能是( )【分析】根據(jù)原函數(shù)yf(x)的圖象可知,f(x)有在兩個上升區(qū)間,有兩個下降區(qū)間,且第一個期間的上升區(qū)間,然后相間出現(xiàn),則反映在導函數(shù)圖象上就是有兩部分圖象在x軸的上方,有兩部分圖象在x軸的下方,且第一部分在x軸上方,然后相間出現(xiàn).【解】由原函數(shù)的單調性可以得到導函數(shù)的正負情況依次是正負正負,只有答案A滿足.【點評】本題觀察圖象時主要從兩個方面:(1)觀察原函數(shù)f(x)的圖象哪些的上升區(qū)間?哪些下降區(qū)間?;(2)觀察導函數(shù)f¢(x
35、)的圖象哪些區(qū)間在大于零的區(qū)間?哪些部分昌小于零的區(qū)間?【例2】設f¢(x)是函數(shù)f(x)的導函數(shù),yf¢(x)的圖象如圖所示,則yf(x)的圖象最有可能是( )【分析】先觀察所給出的導函數(shù)yf¢(x)的圖象的正負區(qū)間,再觀察所給的選項的增減區(qū)間,二者結合起來即可作出正確的選擇.本題還可以通過確定導函數(shù)yf¢(x)的圖象零點0、2對應原函數(shù)的極大或極小值點來判斷圖象.【解法1】由yf¢(x)的圖象可以清晰地看出,當x(0,2)時,yf¢(x)0,則f(x)為減函數(shù),只有C項符合,故選C.【解法2】在導函數(shù)f¢(x)的圖象中,
36、零點0的左側函數(shù)值為正,右側為負,由可知原函數(shù)f(x)在x0時取得極大值.又零點2的左側為負,右側為正,由此可知原函數(shù)f(x)在x0時取得極小值,只有C適合,故選C.【點評】(1)導函數(shù)值的符號決定函數(shù)的單調性為“正增、負減”,導函數(shù)的零點確定原函數(shù)的極值點;(2)導函數(shù)的增減性與函數(shù)增減性之間沒有直接的關系,但它刻畫函數(shù)圖象上的點的切線斜率的變化趨勢.題型二利用導數(shù)求解函數(shù)的單調性問題20090318若f(x)在某區(qū)間上可導,則由f¢(x)0(f¢(x)0)可推出f(x)為增(減)函數(shù),但反之則不一定,如:函數(shù)f(x)x3在R上遞增,而f¢(x)0.f(x)在區(qū)
37、間D內單調遞增(減)的充要條件是f¢(x0)0(0),且f¢(x)在(a,b)的任意子區(qū)間上都不恒為零.利用導數(shù)求解函數(shù)單調性的主要題型:(1)根據(jù)函數(shù)解析式,求函數(shù)的單調區(qū)間;(2)根據(jù)函數(shù)的單調性函數(shù)求解參數(shù)問題;(3)求解與函數(shù)單調性相關的其它問題,如函數(shù)圖象的零點、不等式恒成立等問題.【例3】(08全國高考)已知函數(shù)f(x)x3ax2x1,aR()討論函數(shù)f(x)的單調區(qū)間;()設函數(shù)f(x)在區(qū)間(,)內是減函數(shù),求a的取值范圍【分析】第()小題先求導函數(shù)f¢(x),由于含有參數(shù)a,根據(jù)判別式確定對a的分類標準,進而確定單調區(qū)間;第()小題根據(jù)第()小題
38、的結果,建立關于a的不等式組,由此可確定a的范圍.【解】()由f(x)x3ax2x1,求導得f¢(x)3x22ax1,當a23時,4(a23)0,f¢(x)0,f(x)在R上遞增,當a23,f¢(x)求得兩根為x,則函數(shù)f(x)在區(qū)間(,)上遞增,在區(qū)間(,)上遞減,在區(qū)間(,)上遞增.()由()得,且a23,解得a2.【點評】本題是利用導數(shù)求解函數(shù)單調性問題的兩類最典型的題型.由于函數(shù)解析式中含有字母參數(shù)a,因此解答第()小題時注意分類討論.第()小題的解答是根據(jù)第()小題的結果,利用集合集合間的關系建立不等式來求解的.第()小題還是利用函數(shù)在已知區(qū)間上減函數(shù)建
39、立不等式來求解.題型三求函數(shù)的極值問題極值點的導數(shù)一定為0,但導數(shù)為0的點不一定是極值點,同時不可導的點可能是極值點.因此函數(shù)的極值點只能在導數(shù)為0的點或不可導的點產(chǎn)生.利用導數(shù)求函數(shù)的極值主要題型:(1)根據(jù)函數(shù)解析式求極值;(2)根據(jù)函數(shù)的極值求解參數(shù)問題.解答時要注意準確應用利用導數(shù)求極值的原理求解.【例4】(08·四川)設x1和x2是函數(shù)f(x)x5ax3bx1的兩個極值點.()求a和b的值;()略.【分析】先求導函數(shù)f¢(x),然后由x1和x2是f¢(x)0的兩個根建立關于a、b的方程組求解.【解】因為f¢(x)5x43ax2b,由x1和x2是
40、函數(shù)f(x)x5ax3bx1的兩個極值點,所以f¢(1)0,且f¢(2)0,即,解得a,b20.【點評】解答本題要明確極值點與導函數(shù)方程之間的關系:對于三次函數(shù)極值點的導數(shù)一定為0,但導數(shù)為0的點不一定是極值點.本題解得充分利用上述關系,通過建立方程組求得了a和b的值.【例5】(08陜西高考)已知函數(shù)f(x)(c0,且c1,kR)恰有一個極大值點和一個極小值點,其中一個是xc()求函數(shù)f(x)的另一個極值點;()求函數(shù)f(x)的極大值M和極小值m,并求Mm1時k的取值范圍【分析】先求導函數(shù)f¢(x),然后令f¢(c)0及一元二次方程根與系數(shù)的關系可解決第
41、()小題;而解答第()小題須對k與c進行分類討論進行解答.【解】()f¢(x),由題意知f¢(c)0,即得c2k2cck0,即c1(*)c0,k0由f¢(0)0,得kx22xck0,由韋達定理知另一個極值點為x1()由(*)式得c1,當c1時,k0;當0c1時,k2()當k0時,f(x)在(,c)和(1,)內是減函數(shù),在(c,1)內是增函數(shù)f(1)0,mf(c)0,由Mm1及k0,解得k.()當k2時,f(x)在(,c)和(1,)內是增函數(shù),在(c,1)內是減函數(shù)Mf(1)0,m0,而Mm11恒成立綜上可知,所求的取值范圍為(,2),)【點撥】第()小題解答的關鍵
42、是利用一元二次方程的韋達定理.第()小題的是與極值相關的解決恒成立問題,因此求函數(shù)在定義域上的極值是解答的關鍵.題型四求解函數(shù)的最值問題函數(shù)在閉區(qū)間上的最值是比較所有極值點與端點的函數(shù)值所得結果,因此函數(shù)在閉區(qū)間a,b上的端點函數(shù)值一定不是極值,但它可能是函數(shù)的最值.同時,函數(shù)的極值不一定是函數(shù)的最值,最值也不一定是極值.另外求解函數(shù)的最值問題,還可以直接結合函數(shù)的單調性來求解.利用導數(shù)求解函數(shù)最值問題的主要題型:(1)根據(jù)函數(shù)的解析式求函數(shù)的最大值;(2)根據(jù)函數(shù)在一個區(qū)間上的最值情況求解參數(shù)問題.【例6】(08浙江高考)已知a是實數(shù),函數(shù)f(x)x2(xa).()略;()求f(x)在區(qū)間0
43、,2上的最大值.【分析】首先求函數(shù)f¢(x),再解方程f¢(x)0,得兩個根,而兩根含有參數(shù),但不知兩根的大小,因此須分類討論討論函數(shù)f(x)的單調區(qū)間,進而確定f(x)在給定區(qū)間上的最大值.【解】()f¢(x)3x22ax令f¢(x)0,解得x10,x2當0,即a0時,f(x)在0,2上單調遞增,從而f(x)maxf(2)84a當2,時,即a3時,f(x)在0,2上單調遞減,從而f(x)maxf(0)0當02,即0a3,f(x)在0,上單調遞減,在,2上單調遞增,從而f(x)max,綜上所述,f(x)max.【點評】本題由于函數(shù)解析式中含有參數(shù),因此方
44、程f¢(x)0的根含有參數(shù),在確定函數(shù)單調區(qū)間時要注意對參數(shù)a的討論.本題的解答不是通過先確定函數(shù)在區(qū)間上的極值,再比較其與區(qū)間端點值的大小來求解的,而是利用函數(shù)單調性來求函數(shù)在各單調區(qū)間上的最值,再比較這些最值大小來求解的.題型五導數(shù)與數(shù)學建模的問題此類試題主要是利用函數(shù)、不等式與導數(shù)相結合設計實際應用問題,旨在考查考生在數(shù)學應用方面閱讀、理解陳述的材料,能綜合應用所學數(shù)學知識、思想和方法解決實際問題的能力,這是高考中的一個熱點.【例7】(08·湖北)水庫的蓄水量隨時間而變化,現(xiàn)用表示時間,以月為單位,年初為起點,根據(jù)歷年數(shù)據(jù),某水庫的蓄水量(單位:億立方米)關于t的近似
45、函數(shù)關系式為V(t),()該水庫的蓄求量小于50的時期稱為枯水期.以i1ti表示第1月份(i1,2,12),同一年內哪幾個月份是枯水期?()求一年內該水庫的最大蓄水量(取e2.7計算).20090318【分析】根據(jù)解答分段函數(shù)“對號入座”的解題原則,分別利用兩段函數(shù)表達式建立不等式可求得第()小題;而第()小題則須先求函數(shù)V¢(t),然后利用導數(shù)與函數(shù)最值關系求解.【解】()當0t10時,V(t)(t214t40)e5050,化簡得t214t400,解得t4或t10,又0t10,故0t4.當10t12時,V(t)4(t10)(3t41)5050,化簡得(t10)(3t41)0,解得1
46、0t,又10t12,故10t12.綜合得0t4,或10t12;故知枯水期為1月,2月,3月,11月,12月共5個月.()由()知:V(t)的最大值只能在(4,10)內達到.由V¢(t)e(tt4)e(t2)(t8)令V¢(t)0,解得t8(t2舍去).當t變化時,V¢(t)與V(t)的變化情況如下表:t(4,8)8(8,10)V¢(t)0V(t) 極大值由上表,V(t)在t8時取得最大值V(8)8e250108.32(億立方米).故知一年內該水庫的最大蓄水量是108.32億立方米.【點評】本題第()主要是根據(jù)題設條件給出的函數(shù)建立不等式,再解不等式,但要
47、注意分段求解.第()主要是通過求導取得極值,最后再求得最值的,但要注意要根據(jù)第()確定函數(shù)定義域.【例8】(2006年福建卷)統(tǒng)計表明,某種型號的汽車在勻速行駛中每小時耗油量y(升)關于行駛速度x(千米/小時)的函數(shù)解析式可以表示為:y=x2x+8 (0x120).已知甲、乙兩地相距100千米.()當汽車以40千米/小時的速度勻速行駛時,從甲地到乙地要耗油多少升?()當汽車以多大的速度勻速行駛時,從甲地到乙地耗油最少?最少為多少升?【分析】第()小題直接根據(jù)所給函數(shù)的解析式進行計算;第()小題須根據(jù)條件建立耗油量為h(x)關于行駛速度x的函數(shù)關系式,再利用導數(shù)的知識進行解答.【解】(I)當x=
48、40時,汽車從甲地到乙地行駛了=2.5小時,要耗沒(×403×40+8)×2.5=17.5(升).答:當汽車以40千米/小時的速度勻速行駛時,從甲地到乙地耗油17.5升. (II)當速度為x千米/小時時,汽車從甲地到乙地行駛了小時,設耗油量為h(x)升,依題意得h(x)=(x3x+8)·=x2+(0x120),h¢(x)=(0x120),令h¢(x)=0得x=80,當x(0,80)時,h¢(x)0,h(x)是減函數(shù);當x(80,120)時,h¢(x)0,h(x)是增函數(shù),當x=80時,h(x)取到極小值h(80)=
49、11.25,因為h(x)在(0,120上只有一個極值,所以它是最小值.答:當汽車以80千米/小時的速度勻速行駛時,從甲地到乙地耗油最少,最少為11.25升.【點評】解答類似于本題的問題時,可從給定的數(shù)量關系中選取一個恰當?shù)淖兞?,建立函?shù)模型,然后根據(jù)目標函數(shù)的結構特征(非常規(guī)函數(shù)),確定運用導數(shù)最值理論去解決問題.【專題訓練】一、選擇題1函數(shù)f(x)x3ax23x9,已知f(x)有兩個極值點x1,x2,則x1·x2( )A9B9C1D12函數(shù)f(x)x3ax1在(,1)上為增函數(shù),在(1,1)上為減函數(shù),則f(1)為( )AB1CD13函數(shù)f(x)x33axa在(0,1)內有最小值,
50、則a的取值范圍為( )A0a1B0a1C1a1D0a4已知函數(shù)f(x)x2(axb)(a,bR)在x2時有極值,其圖象在點(1,(1)處的切線與直線3xy0平行,則函數(shù)f(x)的單調減區(qū)間為( )A(,0)B(0,2)C(2,) D(,)5函數(shù)yf(x)在定義域(,3)內可導,其圖像如圖所示.記yf(x)的導函數(shù)為yf¢(x),則不等式f¢(x)0的解集為( )A,12,3)B1,C,1,2)D(,3)6設函數(shù)f(x)sin(x)1(0)的導數(shù)f¢(x)的最大值為3,則f(x)的圖象的一條對稱軸的方程是( )AxBxCxDx7函數(shù)f(x)的定義域為開區(qū)間(a,b)
51、,導函數(shù)f¢(x)在(a,b)內的圖象如下圖所示.則函數(shù)f(x)在開區(qū)間(a,b)內有極小值點( )A1個B2個C3個D4個8函數(shù)f(x)(xR)的圖象如圖所示,則函數(shù)g(x)f(logax)(0a1)的單調減區(qū)間是( )A0,B(,0),)C,1D,8函數(shù)yxcosxsinx在下面哪個區(qū)間內是增函數(shù)( )A(,)B(,2)C(,)D(2,3)9下列圖象中,有一個是函數(shù)f(x)x3ax2(a21)x1(aR,a0)的導函數(shù)f¢(x)的圖象,則f(1)等于( ) ABCD或11已知對任意實數(shù),有f(x)f(x),g(x)g(x),且x0時,f¢(x)0,g¢(x)0,則x0時( )Af¢(x)0,g¢(x)0Bf¢(x)0,g¢(x)0Cf¢(x)0,g¢(x)0Df¢(x)0,g¢(x)012若函數(shù)yf(x)在R上可導,且滿足不等式xf¢(x)f(x)恒成立,且常數(shù)a,b滿足ab,則下列不等式一定成立的是( )Aaf(b)bf(a)Baf(a)bf(b)Caf(a)bf(b)Daf(b)bf(a)二、填空題13右圖是一個三次多項式函數(shù)f(x)的導函數(shù)f¢(x)的圖象,則當x_時,函數(shù)取
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