導數自從下放高中后,使中學數學和高考備考發生深刻的變革,為學生以導數為工具研究函數的變化率,解決函數單調性及極值問題提供了更有效、更簡便的捷徑,體現了中學數學需要不斷知識內容更新、與時俱進。下面筆者從考點內容及近年考率分析,以提高學生的解題能力。
一、幾種類型的解法
1. 求函數的單調性與最值(極值)
求函數的單調性增減區間的方法是:
例1已知函數f(x)=-x +6x +9x+a;(1)求f(x)的單調減區間;(2)若在區間[-2,2]上最大值為20,求它在該區間上的最小值。(05年北京高考)
解:∵f(-2)=2+a,f(2)=22+a, ∴f(2)>f(-2)。
因為在(-1,3)上f′(x)>0,所以f(x)在[-1,2]單調遞增,又f(x)在[-2,1]上單調遞減,因此f(2)和f(-1)分別是在區間[-2,2]上單調遞減,因此f(2)和f(-1)分別是在區間[-2,2]上的最大值和最小值。
于是22+a=20,解得a=-2
故f(x)=-x +6x +9x-2,f(-1)=-7,f(x)在區間[-2,2]上的最小值為-7。
點評:本題由淺顯走向深奧,涉及求導,分出單調區間,在區間找最值。
變形題:設x=3是函數f(x)=(x +ax+b)e -x(x∈R)的一個極值點,求a與b的關系式(用a表示b),并求f(x)的單調區間。(06年湖北高考)
(本題涉及可導函數在某一點取極值的條件,答案:b=-2a-3;當a<-4時,f(x)在(-∞,3]上為減函數,在[3,-a-1]上為增函數,在[-a-1,+∞)上減函數;當a>-4時,f(x)在(-∞,-a-1]上為減函數,在[-a-1,3]上為增函數,在[3,+∞)上減函數。
2. 導數的幾何意義
在某一點切線的斜率或在某一時刻的瞬時速度,就是該點或該時對應的導數,高考常結合函數f(x)在x 處的導數f′(x )是曲線y=f(x)在點(x ,f(x ))處切線的斜率來考查,涉及求切線方程、面積等。
例2設t≠0,點P(t,0)是函數f(x)=x +ax與g(x)=bx +c的圖像的一個公共點,兩函數的圖像在P點處有相同的切線,用t表示a、b、c。(05年湖南高考)
解:因為函數f(x)、g(x)的圖象都過點(t,0),所以f(t)=0,即t +at=0,因為t≠0,所以a=-t 。
又g(t)=0,即bt +c=0,所以c=ab。
所以3t +a=2bt,將a=-t 代入得b=t,因此c=ab=-t ,故a=-t ,b=t,c=-t 。
點評:以曲線為載體,與其它數學分支融合為一體,運用廣泛。
二、2008年高考命題在導數部分趨勢及備考建議
導數這一章仍將是2008年高考重點內容之一,重點將在求導和導數應用,若與不等式、數列有關,以及關于離散型變量的計論,作為解答題多為綜合題,為中檔題或以上的難度。若是選擇題、填空題多為中檔題或以下難度,涉及求導和導數幾何意義、物理意義,以及導數的定義等知識點的應用。
復習中要深入理解和掌握導數的定義、法則及求導公式,復合函數的求導法則等方法求導,掌握利用可導函數判斷函數單調性的基本方法,掌握利用可導函數求函數極值的基本方法,掌握求和在閉區間連續的函數的最值的基本方法,要準確理解利用導數定義求導,區分極值和最值兩個概念,從圖象上認識f(x)與f′(x)之間的關系,會利用導數的幾何意義和物理意義,關鍵要提高知識熟練程度,從而加強理解。
導數作為數學運算工具,它的功能性強,高考命題空間大,小到基本概念題及基本公式運用題,大到與方程和不等式等知識相結合。利用分類討論的思想方法論證或證明函數的單調性,函數的極值和最值,是近幾年高考的熱點。
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”