高考数学二轮复习难点2-1利用导数探求参数的范围问题教学案理.doc

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1、1 / 13【2019【2019 最新最新】精选高考数学二轮复习难点精选高考数学二轮复习难点 2-12-1 利用导数探求参数的范利用导数探求参数的范围问题教学案理围问题教学案理利用导数探求参数的取值范围是高考考查的重点和热点，由于导数是高等数学的基础，对于中学生来说运算量大、思维密度强、解题方法灵活、综合性高等特点，成为每年高考的压轴题，因此也是学生感到头疼和茫然的一类型题，究其原因，其一，基础知识掌握不够到位（导数的几何意义、导数的应用） ，其二，没有形成具体的解题格式和套路，从而导致学生产生恐惧心理，成为考试一大障碍，本文就高中阶段该类题型和相应的对策加以总结.1.1. 与函数零点有关的参

2、数范围问题与函数零点有关的参数范围问题函数的零点，即的根，亦即函数的图象与轴交点横坐标，与函数零点有关的参数范围问题，往往利用导数研究函数的单调区间和极值点，并结合特殊点，从而判断函数的大致图像，讨论其图象与轴的位置关系（或者转化为两个熟悉函数交点问题） ，进而确定参数的取值范围( )f x( )0f x ( )f xx x例例 1【20181【2018 安徽阜阳一中二模安徽阜阳一中二模】已知函数已知函数 为常数，为常数， . .（1）当 在 处取得极值时，若关于的方程 在 上恰有两个不相等的实数根，求实数的取值范围.（2）若对任意的 ，总存在 ，使不等式 成立，求实数 的取值范围.思路分析：

3、（思路分析：（1 1）对函数，令，可得的值，利用导数研究的单调性，然后求得的）对函数，令，可得的值，利用导数研究的单调性，然后求得的2 / 13最值，即可得到的取值范围；（最值，即可得到的取值范围；（2 2）利用导数求出在上的最大值，则问题等价于）利用导数求出在上的最大值，则问题等价于对对任意，不等式成立，然后构造新函数，再对求导，然后讨论，得出的单调对对任意，不等式成立，然后构造新函数，再对求导，然后讨论，得出的单调性，即可求出的取值范围性，即可求出的取值范围. .点评：本题主要考查函数的单调性及恒成立问题，涉及函数不等式的证明，综合性强，难度较大，属于难题.在处理导数大题时，注意分层得分的

4、原则，一般涉及求函数单调性时，比较容易入手，求导后含参数的问题注意分类讨论，对于恒成立的问题，一般要构造新函数，再利用导数求出函数单调性及最值，涉及到的技巧较多，需多加体会. 2.2. 与曲线的切线有关的参数取值范围问题与曲线的切线有关的参数取值范围问题3 / 13函数在点处的导数就是相应曲线在点处切线的斜率，即，此类试题能与切斜角的范围，切线斜率范围，以及与其他知识综合，往往先求导数，然后转化为关于自变量的函数，通过求值域，从而得到切线斜率的取值范围，或者切斜角范围问题( )yf x0xx 0()fx00(,()xf x 0()kfx0xk例例 2.2.已知函数已知函数. . 2xf xea

5、xbx（1）当时，求的单调区间；0 1ab ， f x（2）设函数在点处的切线为，直线与轴相交于点，若点的纵坐标恒小于 1，求实数的取值范围. f x 01P tf tt ，l lyQ Qa思路分析：（思路分析：（）先明确函数定义域，再求函数导数，根据导函数零点进行分）先明确函数定义域，再求函数导数，根据导函数零点进行分类讨论：当时，类讨论：当时， ，因此减区间为，当时，递增区间为，递减区间为（，因此减区间为，当时，递增区间为，递减区间为（）根据导）根据导数几何意义得切线的斜率，再根据点斜式写出切线方程，得点的纵坐标，即不数几何意义得切线的斜率，再根据点斜式写出切线方程，得点的纵坐标，即不等式

6、恒成立，而不等式恒成立问题，一般转化为对应函数最值问题：的最大等式恒成立，而不等式恒成立问题，一般转化为对应函数最值问题：的最大值，利用导数研究函数单调性，为单调递减，再利用洛必达法则得，因此，也值，利用导数研究函数单调性，为单调递减，再利用洛必达法则得，因此，也可直接构造差函数，分类讨论最值进行求解可直接构造差函数，分类讨论最值进行求解 1xfxe 0x ， 0fx 0 ，0 x ， 0fx 0 ， 2tkfteatb 22ttyeatbteatbxtQ2101tyt eatt 211tt eat2(1)1, 01tt eatt 2(1)1, 01tt eytt 2(1)110,22ttt

7、eexyt 1 2a4 / 13即时， ，所以，当时， ，即在上单调递减，所以，所以不满足题意.若，即时，2ea 20tea0 1t， 0gt g t0 1， 00g tg2ea 21ea 1 22ea 0ln21a则、 、的关系如下表：t gt g tt0 ln2a，ln2aln2 1a， gt0 g t递减极小值递增所以，所以不满足题意，结合，可得，当时，时，此时点的纵坐标恒小于 1. ln200gag1 22ea 1 2a 0 01g tt Q点评：该题考查导数的几何意义、斜率的定义等基础知识，考察学生基本运算能力、灵活运用导数知识处理问题的能力，需要注意的是解决问题的途径是将存在问题转

8、化为方程有解问题.利用导数研究不等式恒成立或存在型问题，首先要构造函数，利用导数研究函数的单调性，求出最值，进而得出相应的含参不等式，从而求出参数的取值范围；也可分离变量，构造函数，直接把问题转化为函数的最值问题5 / 133.3.与不等式恒成立问题有关的参数范围问题与不等式恒成立问题有关的参数范围问题含参数的不等式恒成立的处理方法：含参数的不等式恒成立的处理方法：的图象永远落在图象的上方；的图象永远落在图象的上方；构造构造函数法，一般构造，函数法，一般构造， ；参变分离法，将不等式等价变形为，或，进而转化为求参变分离法，将不等式等价变形为，或，进而转化为求函数的最值函数的最值. .( )(

9、)f xg x( )yf x( )yg x( )( )( )F xf xg xmin( )0F x( )ah x( )ah x( )h x3.13.1 参变分离法参变分离法将已知恒成立的不等式由等价原理把参数和变量分离开，转化为一个已知函将已知恒成立的不等式由等价原理把参数和变量分离开，转化为一个已知函数的最值问题处理，关键是搞清楚哪个是变量哪个是参数，一般遵循数的最值问题处理，关键是搞清楚哪个是变量哪个是参数，一般遵循“知道谁知道谁的范围，谁是变量；求谁的范围，谁是参数的范围，谁是变量；求谁的范围，谁是参数”的原则的原则例例 3 3 【安徽省安徽省市市 20182018 届第四次联考届第四次

10、联考】已知函数（为自然对数的底数）已知函数（为自然对数的底数） 336xf xeaxxaRe（）若函数的图像在处的切线与直线垂直，求的值； f x1x 0xya（）对总有0 成立，求实数的取值范围0,4x f xa思路分析：（思路分析：（I I）求出函数的导数，由函数的图像在处的切线与直线垂直可得，）求出函数的导数，由函数的图像在处的切线与直线垂直可得，从而求出的值；（从而求出的值；（IIII）对总有）对总有00 成立，等价于对上恒成立，设，只需即可，利成立，等价于对上恒成立，设，只需即可，利用导数研究函数的单调性可得时，用导数研究函数的单调性可得时， 为增函数，为增函数， 时，时， 为减函数

11、，从而，进而可为减函数，从而，进而可求出的范围求出的范围. . f x1x 0xy 11fa0,4x f x3360,4 xxax 336xg xx minag x0,3x g x3,4x g x 3g xga6 / 13综合性较高，需要具备良好的数学素质，第二问中参变分离时，要考虑符号利用导数解决不等式恒成立问题的“两种”常用方法(1)分离参数法：将原不等式分离参数，转化为不含参数的函数的最值问题，利用导数求该函数的最值，根据要求得所求范围.一般地，f(x)a 恒成立，只需 f(x)mina 即可；f(x)a 恒成立，只需 f(x)maxa 即可.(2)函数思想法：将不等式转化为某含待求参数

12、的函数的最值问题，利用导数求该函数的极值(最值)，然后构建不等式求解. 3.23.2 构造函数法构造函数法参变分离后虽然转化为一个已知函数的最值问题，但是有些函数解析式复杂，参变分离后虽然转化为一个已知函数的最值问题，但是有些函数解析式复杂，利用导数知识无法完成，或者是不易参变分离，故可利用构造函数法利用导数知识无法完成，或者是不易参变分离，故可利用构造函数法例例 4 4已知函数，已知函数，. .21( )2ln ()2f xxaxx aR(1,)x（1）若函数有且只有一个极值点，求实数的取值范围；( )f xa（2）对于函数， ， ，若对于区间上的任意一个，都有，则称函数是函数，在区间上的一

13、个“分界函数”.已知， ，问是否存在实数，使得函数是函数，在区间上7 / 13的一个“分界函数”？若存在，求实数的取值范围；若不存在，说明理由.( )f x1( )f x2( )fxDx12( )( )( )f xf xfx( )f x1( )f x2( )fxD2 1( )(1)lnf xax2 2( )(1)fxa xa( )f x1( )f x2( )fx(1,)a思路分析：（思路分析：（）先求函数导数：，再根据函数有且只有一个极值点，得在区）先求函数导数：，再根据函数有且只有一个极值点，得在区间上有且只有一个零点，最后结合二次函数实根分布得，解得实数的取值范围间上有且只有一个零点，最后

14、结合二次函数实根分布得，解得实数的取值范围是；（是；（）由题意得当时，恒成立，）由题意得当时，恒成立，( )f x且恒成立，即问题为恒成立问题，解决方法为转化为对应函数最值问题：记，利用导数研究其单调变化规律，确定其最大值：当时， 单调递减，最大值为，由，解得；当时，最大值为正无穷大，即在区间上不恒成立，同理记，利用导数研究其单调变化规律，确定其最小值：由于，所以在区间上单调递增，其最小值为，得.8 / 13点评：本题主要考查导数的几何意义，函数单调性，极值和最值与导数之间的关系，综合考查导数的应用属难题.解题时要熟练应用利用导数研究函数的性质的一般方法，包括构造新函数，分离变量，以及求极值、

15、最值等.4.4.与函数单调区间有关的参数范围问题与函数单调区间有关的参数范围问题若函数在某一个区间可导，函数在区间单调递增；函数在区间单调递减.若函数在某一个区间可导，且函数在区间单调递增恒成立；函数在区间单调递减恒成立.( )f xD( )0fx ( )f xD( )0fx ( )f xD( )f xD( )f xD( )0fx ( )f xD( )0fx 4.14.1 参数在函数解析式中参数在函数解析式中转化为恒成立和恒成立问题后，利用恒成立问题的解题方法处理( )0fx ( )0fx 9 / 13例例 5.5. 【2018【2018 辽宁庄河两校联考辽宁庄河两校联考】已知函数（且）已知函

16、数（且） （）若为定义域上的增函数，求实数的取值范围；（）令，设函数，且，求证：思路分析：思路分析：()()利用导函数研究函数的单调性，将原问题转化为恒成立的问题，利用导函数研究函数的单调性，将原问题转化为恒成立的问题，讨论可得实数的取值范围是；讨论可得实数的取值范围是；()()由题意结合函数的单调性讨论函数由题意结合函数的单调性讨论函数 g(x)g(x)的性的性质，结合函数的零点性质即可证得题中的结论质，结合函数的零点性质即可证得题中的结论. .点评：导数与函数的单调性(1)函数单调性的判定方法：设函数 yf(x)在某个区间内可导，如果 f(x)0，则 yf(x)在该区间为增函数；如果 f(

17、x)10 / 130，则 yf(x)在该区间为减函数.(2)函数单调性问题包括：求函数的单调区间，常常通过求导，转化为解方程或不等式，常用到分类讨论思想；利用单调性证明不等式或比较大小，常用构造函数法.4.24.2 参数在定义域中参数在定义域中函数解析式确定，故可先确定其单调区间，然后让所给定义域区间包含在单调区间中.例例 6.6.已知函数，曲线在点处的切线与直线垂直已知函数，曲线在点处的切线与直线垂直. .注：为自然对数的底数注：为自然对数的底数. .ln( )axf xxln( )axf xx( ,( )e f e20e xyee（1）若函数在区间上存在极值，求实数的取值范围；( )f x

18、( ,1)m mm（2）求证：当时，.1x 1( )2 1(1)(1)xxf xe exxe 思路分析：思路分析：(1)(1)求函数的导数，由曲线在点处的切线与直线垂直可得，可求出的求函数的导数，由曲线在点处的切线与直线垂直可得，可求出的值，这时，讨论导数的符号知函数仅当时，取得极值，由即可求实数的取值范值，这时，讨论导数的符号知函数仅当时，取得极值，由即可求实数的取值范围；（围；（2 2）当时，令，令，由证之即可）当时，令，令，由证之即可. .ln( )axf xx( )fxln( )axf xx( ,( )e f e20e xye21( )fee a2ln( )(0)xfxxx ( )f

19、x1x 1( ,1)m mm1x 1( )2 1(1)(1)xxf xe exxe 11(1)(ln1)2 11xxxxe exxeA(1)(ln1)( )xxg xx12( )1xxeh xxe max min( )( )1g xh xe11 / 13所以当时， ，所以，即. 1x 2( )1h xe( )( )1g xh xe1( )2 1(1)(1)xxf xe exxe 点评：本题考查了利用导数判断函数单调性等基础知识，理解单调性的概念是解题关键.5.5.与逻辑有关的参数范围问题与逻辑有关的参数范围问题新课程增加了全称量词和特称量词应用这一知识点，并且在考试卷中屡屡出现，使得恒成立问题

20、花样推陈出新，别有一番风味，解决的关键是弄懂量词的特定含义.例例 7.7.已知函数在处的切线斜率为已知函数在处的切线斜率为. . 22 010xxax ex f x xxb ，2x 27 2e（1）求实数的值；a12 / 13（2）若时，有两个零点，求实数的取值范围.0x yf xmm（3）设，若对于，总有，使得，求实数的取值范围. ln xg xbfx130 2x，212.71828xeee， 12f xg xb思路分析：（思路分析：（1 1）根据导数几何意义得，所以求导数列出等量关系，求解得）根据导数几何意义得，所以求导数列出等量关系，求解得（2 2）利用导数研究函数单调变化趋势：在单调递

21、减，在单调递增，再考虑端点）利用导数研究函数单调变化趋势：在单调递减，在单调递增，再考虑端点值：，所以要有两个零点，需（值：，所以要有两个零点，需（3 3）不等式恒成立问题，一般方法为转化为对应）不等式恒成立问题，一般方法为转化为对应函数最值：，由前面讨论可知，所以在有解，即的最大值，先求，最大值，而函数最值：，由前面讨论可知，所以在有解，即的最大值，先求，最大值，而= =利用导数易得时取最大值，即利用导数易得时取最大值，即 27 22ef 2222xfxexa xa3 4a 22xf xxax e0 1，1 ， 300,()2fff 02em ， minf xg x min12ef xf l

22、nln12xxeg xbbfxx 1xee，1 ln21ebx x ln1xyx 1xee，1xeln1xyx 1e2 1ebe 13 / 13综合上述五种类型，利用导数求解含参问题时，首先具备必要的基础知识（导数的几何意义、导数在单调性上的应用、函数的极值求法、最值求法等） ，其次要灵活掌握各种解题方法和运算技巧，比如参变分离法，分类讨论思想和数形结合思想等，涉及极值和最值问题时，一般情况下先求导函数，然后观察能否分解因式，若能则比较根的大小，并与定义域比较位置关系、分段考虑导函数符号，划分单调区间，判断函数大致图像；若不能分解因式，则考虑二次求导，研究函数是否具有单调性.利用导数处理参数范围问题并不可怕，关键在于通过解题不断摸索解题思路，形成一种解题格式和套路.