近几年全国新课标卷导数压轴题规律透视
近几年全国新课标卷对于导数应用的考查,其难点一直围绕函数的单调性、极值(最值)展开,以导数为工具探究函数的性质,借此研究不等式、方程等问题,着重考查分类讨论、数形结合、化归与转化的数学思想方法,意在考查学生的运算求解能力,推理论证能力,充分体现数学理性思维的特点,从思维的层次性、深刻性、创新性等方面进行全面考查,凸显了高考试题的选拔功能,一直在履行压轴的使命.本文通过解析近几年新课标卷导数压轴题,透视归纳导数压轴题的命题规律. 类型1不等式恒成立求参数范围
不等式恒成立求参数范围是导数应用的热点问题,常规方法有分参法、函数最值法,但新课标卷对这类问题的考查却别有洞天,往往利用函数的性质求解参数的范围.2010、2011、2013、2014年份的全国新课标卷均考查了这种类型.下面以2010、2014年份的试题为例说明.
例1(2010年新课标理科)设函数f(x)=ex-1-x-ax2. (1)若a=0,求f(x)的单调区间;
(2)若当x≥0时f(x)≥0,求a的取值范围. 解析一(1)a=0时,f(x)=ex-1-x,f′(x)=ex-1. 当x∈(-∞,0)时,f′(x)0.故f(x)在(-∞,0)单调减少,在(0,+∞)单调增加.
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(2)f′(x)=ex-1-2ax,
由(1)知ex≥1+x,当且仅当x=0时等号成立.故f′(x)≥x-2ax=(1-2a)x,
从而当1-2a≥0,即a≤12时,f′(x)≥0(x≥0),而f(0)=0,
于是当x≥0时,f(x)≥0.
由ex>1+x(x≠0)可得e-x>1-x(x≠0).从而当a>12时, f′(x)1,即a>12时,ln2a>0,易知g(x)在(0,ln2a)上递减,在(ln2a,+∞)上递增,显然,在(0,ln2a)上,g(x)≤g(0)=0,所以f′(x)≤0,即f(x)在(0,ln2a)上递减,f(x)0时,g(x)>0,求b的最大值;
解析一(Ⅰ)f′(x)=ex+e-x-2≥0,等号仅当x=0时成立, 所以f(x)在(-∞,+∞)单调递增.
(Ⅱ)g(x)=f(2x)-4bf(x)=e2x-e-2x-4b(ex-e-x)+(8b-4)x,
g′(x)=2[e2x+e-2x-2b(ex+e-x)+(4b-2)] =2(ex+e-x-2)(ex+e-x-2b+2).
①当b≤2时,g′(x)≥0,等号仅当x=0时成立, 所以g(x)在(-∞,+∞)单调递增. 而g(0)=0,所以对任意x>0,g(x)>0. ②当b>2时,若x满足20,g(x)>0.
②当b>2时,由ex+e-x-2b+2=0,解得ex=b-1±b2-2b>0,
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解得x=ln(b-1±b2-2b),
其中x1=ln(b-1+b2-2b)>0,x2=ln(b-1-b2-2b)0时,m′(x)>0,x 所以b>2不符合题意. 综上,b的最大值为2.
说明对于(2),解法一中,当b>2时,令20,往往需要探究相应函数的零点、单调性等性质,再借助这些性质求解不等式.2015年的新课标文理两卷均考查了该种类型.
例3(2015年新课标2卷理科)设函数f(x)=emx+x2-mx. (Ⅰ)证明:f(x)在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增;
(Ⅱ)若对于任意x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤e-1,求m的取值范围. 该题利用函数性质解不等式
解析(Ⅰ)f′(x)=m(emx-1)+2x,
若m≥0,则当x∈(0,+∞)时,emx-1≥0,f′(x)>0; 当x∈(-∞,0)时,emx-1≤0,f′(x)0;
当x∈(-∞,0)时,emx-1>0,f′(x)1时,由g(m)在(0,+∞)上单调递增,则g(m)>0,不合题意; 当m0,即e-m+m>e-1,不合题意. 综上,m的取值范围是[-1,1].
从例3可以看出这类问题的命题规律:以最值为载体求参数范围,归结于解超越不等式.超越不等式相应的函数零点能够观
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