第64讲 极限和导数教案(3)

2019-04-02 22:44

22x2x?x(xln2?2)x?y?的单调性,求导得y??,易得为函数的极小值也是最小值24ln2xx2823222]?3而b3?2?b4,故t?b3? 点,又,所以[??ln293lneln2lne 注意:导数的引进为不等式的证明,甚至为研究数列的性质提供了新途径,充分地体现了数列作为一类特殊函数其本质所在。 特别提示:上几例充分体现了导数作为工具分析和解决一些如函数性质、方程、不等式、数列等问题的方法,这类问题用传统教材无法解决;此外,例10还说明了一点:欲用导数,得先构造函数。

例11 已知双曲线C:y?m(m?0)与点M(1,1),如图所示. x(1)求证:过点M可作两条直线,分别与双曲线C两支相切; (2)设(1)中的两切点分别为A、B,其△MAB是正三角形,

求m的值及切点坐标。 (1)证明:设Q(t,m)?C,要证命题成立只需要证明关于t的方t程

y?|x?t?kMQ有两个符号相反的实根。

m?1mt??2??t2?2mt?m?0,且t≠0,t≠1。

tt?1 y?|x?t?kMQ2设方程t?2mt?m?0的两根分别为t1与t2,则由t1t2=m<0,知t1,t2是符号相反的实数,且t1,t2均不等于0与1,命题获证。

(2)设A(t1,mm),B(t2,),由(1)知,t1+t2=2m,t1t2=m,从而 t1t2t1?t21mmm(t1?t2)2m2?m,(?)???m,即线段AB的中点在直线y?x上。 22t1t22t1t22mmm?m(t1?t2)t2t1????1,?AB与直线y?x垂直。 t2?t1t2t1(t2?t1)又?kAB故A与B关于y?x对称, 设A(t,2

mm)(t?0),则B(,t) tt有t-2mt+m=0 ①

用心 爱心 专心 - 11 -

由kMAmm2??2,kMB??,?AMB?60?及夹角公式知

tk?t2m?2mt2mttan60??,即2??23 ②

t2mtm1??2mtt2由①得m? ③

2t?1mt214t(1?t)?(2t?1)??0 从而2??tm2t?12t?1mt2m3?1由②知2??23,2?3?2,代入③知t??

tmt2因此,m??,A(?

链接 求切线方程的常见方法有:1、数刑结合。2、将直线方程代入曲线方程利用判别式。3、利用导数的几何意义。 小结:深刻理解导数作为一类特殊函数,其几何意义所在,熟练掌握利用导数求函数的极值、单调区间、函数在闭区间上的最值等基本方法;导数的应用为研究函数性质、函数图象开辟了新的途径,成为勾通函数与数列、圆锥曲线等问题的一座桥梁;此外,导数还具有方法程序化,易掌握的显著特点。

情景再现

327.设t?0,点P(t,0)是函数f(x)?x?ax与g(x)?bx?c的图象的一个公共点,两

123?13?13?13?1,),B(,?)。 2222函数的图象在点P处有相同的切线.

(Ⅰ)用t表示a,b,c;

(Ⅱ)若函数y?f(x)?g(x)在(-1,3)上单调递减,求t的取值范围. 8. 已知函数f(x)??x?3x?9x?a. (Ⅰ)求f(x)的单调减区间;

(Ⅱ)若f(x)在区间[-2,2].上的最大值为20,求它在该区间上的最小值.

用心 爱心 专心

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329.(2005山东)已知x?1是函数f(x)?mx3?3(m?1)x2?nx?1的一个极值点,其中

m,n?R,m?0,

(I)求m与n的关系式; (II)求f(x)的单调区间;

(III)当x???1,1?时,函数y?f(x)的图象上任意一点的切线斜率恒大于3m,求m的取值范围.

情景再现答案 ?x21.解 y?f(x)???ax?bx?1?x?1f(x)?1 在x?1处可导,必连续lim?x?1x?1limf(x)?a?b f(1)?1 ∴ a?b?1

?y?y?2 lim??a ∴ a?2 b??1

?x?0?x?x?0?xf(a?3h)?f(a?h)f(a?3h)?f(a)?f(a)?f(a?h)?lim2 解:(1)lim

h?0h?02h2hlim?f(a?3h)?f(a)f(a)?f(a?h)?limh?0h?02h2h3f(a?3h)?f(a)1f(a?h)?f(a) ?lim ?limh?0h?023h2?h31?f'(a)?f'(a)?2b22?lim?f(a?h2)?f(a)?f(a?h2)?f(a) (2)lim?lim?h? 2h?0h?0hh??f(a?h2)?f(a)?limh?f'(a)?0?0 ?lim2h?0h?0h

3.解: ∴ 令x=1得

用心 爱心 专心 - 13 -

4.答案C

f(x0?a?x)?f(x0?a?x)?x?0?xf(x0?a?x)?f(x0)?f(x0)?f(x0?a?x)?lim?x?0 ?xf(x0?a?x)?f(x0)f(x0?a?x)?f(x0)?alim?alima?x?0?a?x?0a?x?a?x?2af/(x0)limx21x2?1) f(0)?0 f?(x)??1?x??0 5 证:(1)f(x)?ln(1?x)?(x?21?xx?1∴ y?f(x)为(0,??)上? ∴ x?(0,??) f(x)?0 恒成立

x2x2∴ ln(1?x)?x? g(x)?x??ln(1?x) g(0)?0

22(1?x)4x2?4x?2x212x2g?(x)?1????0 221?x4(1?x)4(1?x)x2∴ g(x)在(0,??)上? ∴ x?(0,??) x??ln(1?x)?0恒成立

2(1?x)(2)原式?sinx2? 令 f(x)?sinx/x x?) cosx?0 x?tanx?0

2cosx(x?tanx)???x?(0,)(0,)? f(x)?0∴ f?(x)? ∴

22x2?22x f()? ∴ sinx?

2??(3)令f(x)?tanx?2x?sinx f(0)?0

x?(0,?(1?cosx)(cosx?sin2x)f?(x)?secx?2?cosx? 2cosx22∴ tanx?x?x?sinx

x?(0,?) f?(x)?0 ∴ (0,?2)?

6 解:(1)f(x)的导数f?(x)??1,由此得切线l的方程 x2y?1?ax11??2(x?x1), x1x1用心 爱心 专心

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(2)依题得,切线方程中令y?0,得

x2?x1(1?ax1)?x1?x1(2?ax1),其中0?x1?(ⅰ)由0?x1?2, a2121,x2?x1(2?ax1),有x2?0,及x2??a(x1?)?, aaa111∴0?x2?,当且仅当x1?时,x2?。

aaa11(ⅱ)当x1?时,ax1?1,因此,x2?x1(2?ax1)?x1,且由(ⅰ),x2?,

aa1所以x1?x2?。

a

7. 解:(I)因为函数f(x),g(x)的图象都过点(t,0),所以f(t)?0,

32 即t?at?0.因为t?0,所以a??t.

g(t)?0,即bt2?c?0,所以c?ab.

又因为f(x),g(x)在点(t,0)处有相同的切线,所以f?(t)?g?(t). 而f?(x)?3x2?a,g?(x)?2bx,所以3t2?a?2bt.

2323将a??t代入上式得b?t. 因此c?ab??t.故a??t,b?t,c??t.

(II)解法一y?f(x)?g(x)?x?tx?tx?t,y??3x?2tx?t?(3x?t)(x?t).

当y??(3x?t)(x?t)?0时,函数y?f(x)?g(x)单调递减. 由y??0,若t?0,则?322322tt?x?t;若t?0,则t?x??. 33由题意,函数y?f(x)?g(x)在(-1,3)上单调递减,则

tt(?1,3)?(?,t)或(?1,3)?(t,?).

33t所以t?3或??3.即t??9或t?3.

3又当?9?t?3时,函数y?f(x)?g(x)在(-1,3)上单调递减. 所以t的取值范围为(??,?9]?[3,??). 8. 解:(I)f'(x)??3x?6x?9.

令f'(x)?0,解得x??1或x?3,

用心 爱心 专心

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