直击课堂
【本讲解读】
导数是研究函数的重要工具,利用导数研究函数的单调性可以描绘出函数图象大致的变化趋势,是进一步解决
问题的依据。而分类讨论思想是整体思想一个重要补充,具有明显的逻辑特征,解决这类问题需要一定的分析能力
和分类技巧。因此高考对这类题主要考查导数的运算、代数式化简与变形,考查运算求解能力,运用数形结合、分
类讨论的思想方法分析与解决问题能力。本讲以“导数的概念与运算”、“函数的切线方程”、“导数与函数的单调性”三
个模块为主进行讲解,具体的知识点、考点及考法会在后续给出。
模块
模块1:七分钟快测
:七分钟快测
直击课堂
直击课堂
本讲解读
本讲解读
演练1
答 案
D
解析
,
.而
,
.
答 案
B
解析
答 案
A
解析
,
.
答 案
C
解析
导函数的函数值的正负决定原函数的单调性,故A,B错误;D中,
时有极大值.
答 案
A
1
1
1
1
1
=
x→0
lim
2x
f 1 −f 1 −x
( )
(
)
=
x→0
lim
2 ⋅−x
(
)
f 1 −x −f 1
(
)
( )
⋅
2
1
=
x→0
lim
−x
f 1 −x −f 1
(
)
( )
−1
∴
=
−x→0
lim
−x
f 1 −x −f 1
(
)
( )
−2
=
−x→0
lim
−x
f 1 −x −f 1
(
)
( )
f
1
′ ( )
∴f
1 =
′ ( )
−2
演练2
演练3
∵f
x =
′ ( )
cos x +
x2
1
∴f
1 =
′ ( )
1 + cos 1
演练4
x = 2
演练5
解析
因为
, 所以
是奇函数,排
除B和D. 又
, 当
时,
,
在
上单调递减,排除C, 故选A.
答 案
C
解析
解:
的定义域是
,
,
令
,解得:
,
故选:C.
答 案
B
解析
,
.
,
.
答 案
A
解析
由
得
,即
,A中
,当
时,
满足题意.B中
1
模块
模块2:导数的概念与运算
:导数的概念与运算
考法:导数的定义表达式及其变形
1 64%
2 84%
f x =
( )
x +
4
1
2
sin(
+
2
π
x) =
x +
4
1
2
cos x
f
x =
′ ( )
x −
2
1
sinx
f
x
=
[
′ ( )]
′
−
2
1
cos x
x ∈0,
[
3
π ]
f
x
=
[
′ ( )]
′
−
2
1
cos x < 0
f
x =
′ ( )
x −
2
1
sinx
0,
[
3
π ]
演练6
f x
( )
0, +∞
(
)
f
x =
′ ( )
4x −
=
x
4
x
4 x −1
x + 1
(
) (
)
f
x <
′ ( )
0
0 < x < 1
例题1
∵x
−
0
2Δx −x
=
0
−2Δx
∴
=
Δx→0
lim
Δx
f x
−2Δx −f x
(
0
)
(
0)
−2 ⋅
=
−2Δx→0
lim
−2Δx
f x
−2Δx −f x
(
0
)
(
0)
−2f
x
′ (
0)
∴2 = −2f
x
′ (
0)
∴f
x
=
′ (
0)
−1
f x
−f x
<
∣(
2)
(
1)∣
x
−x
∣
2
1∣
<
∣∣∣∣
x
−x
2
1
f x
−f x
(
2)
(
1)
∣∣∣∣
1
−1 < f
x <
′ ( )
1
f
x =
′ ( )
−
x2
1
x ∈1, 2
(
)
−1 < f
x <
′ ( )
−
4
1
f x =
( )
{x x ⩾0 ,
(
)
−x x < 0 ,
(
)
不满足题意.C中
,
,当
时,
,不满足题意.D中
,
时,
不满足题意.
答 案
①
;
②
;
③
;
④
;
⑤
;
⑥
;
⑦
;
⑧
;
⑨
.
解析
答 案
B
解析
,
.
答 案
见解析
解析
.
考法:导数的四则运算
1
考法:复合函数求导运算
1 70%
2
f
x =
′ ( )
{1, x ⩾0,
−1, x < 0,
f
x =
′ ( )
2 ln2
x
x ∈1, 2
(
)
x = 2
f
2 =
′ ( )
ln2 >
4
2
f
x =
′ ( )
2x x ∈1, 2
(
)
f
x ∈
′ ( )
2, 4
(
)
例题2
y =
′
−5010x−1003
y =
′
4x −
3
6x −5
y =
′
1 + x e
(
)
x
y =
′
2x lnx + x
y =
′
sinx + x cos x
y =
′
−x sinx
y =
′
1 + x
(
2)2
1 −x2
y =
′
x2
x cos x −sinx
y =
′
cos x
2
1
例题3
∵f x =
( )
3 ln 2x −1
(
)
∴f
x =
′ ( )
2x −1
6
f (x) =
′
1 + x
+ x
=
+ x
1 + x2
1
((
2)
2
1
)
′
1 + x
⋅2x + 1
+ x
1 + x2
1
( 2
1 (
2)
−1
2
1
)
=
+ 1
=
+ x
1 + x2
1
(
1 + x2
x
)
⋅
+ x
1 + x2
1
=
1 + x2
x +
1 + x2
1 + x2
1
答 案
B
解析
解:
,
,
,
,
,
…
,
又
,
.
故选:B.
答 案
A
解析
,
,
,
, 所以
,所以
, 故选A.
答 案
C
解析
解:求导函数,可得
,当
时,
, ∴曲线
在点
处
的切线方程为
, ∴当
时,
, ∴切线与两坐标轴的交点坐标为
,
, ∴所求面积为
, 故选:C.
考法:周期性求高阶导数
1 82%
2 36%
模块
模块3:函数的切线方程
:函数的切线方程
考法:已知切点求切线方程及参数
1 71%
例题4
∵f
x =
1 ( )
sinx + cos x
∴f
x =
2 ( )
f
x =
1
′ ( )
cos x −sinx
f
x =
3 ( )
f
x =
2
′ ( )
−sinx −cos x
f
x =
4 ( )
−cos x + sinx
f
x =
5 ( )
f
x =
4
′ ( )
sinx + cos x = f
x
1 ( )
∴f
x =
n ( )
f
x (n ∈
n+4 ( )
N∗)
∵f
x +
1 ( )
f
x +
2 ( )
f
x +
3 ( )
f
x =
4 ( )
0
∴f
+
1 ( 4
π )
f
+
2 ( 4
π )
f
+
3 ( 4
π )
⋯+ f
=
2013 ( 4
π )
f
=
1 ( 4
π )
sin
+
4
π
cos
=
4
π
2
f
x =
2 ( )
f
x =
1
′ ( )
2 e
−e
( 2x
−2x)
f
x =
3 ( )
f
x =
2
′ ( )
2
e
+ e
2 ( 2x
−2x)
f
x =
4 ( )
f
x =
3
′ ( )
2
e
−e
3 ( 2x
−2x)
f
x =
5 ( )
f
x =
4
′ ( )
2
e
+ e
4 ( 2x
−2x)
f
x =
n ( )
2
e
−−1
e
n−1 [ 2x
(
)n −2x]
f
1 =
2017 ( )
2
e + e
2016 ( 2
−2)
例题5
y =
′
(x + 1)2
2
x = 0
y =
′
2
y =
x + 1
x −1
0, −1
(
)
y = 2x −1
y = 0
x =
2
1
, 0
( 2
1
)
0, −1
(
)
×
2
1
×
2
1
1 =
4
1
答 案
C
解析
依题意得
的导数为
,则
,解得
,
,
,
,故选C.
答 案
B
解析
,设切点为
,则切线方程为
,从而斜率
,解得
,
,所以直线的方程为
,即
,故选B.
答 案
A
解析
设切点坐标为
.由题意知,
,切线的斜率
①,所以切线方程为
②.将点
代入②式得
,解得
或
.分别将
和
代入①式,得
和
,由题意得它们互为相反数,故
.
答 案
B
解析
2 77%
考法:过某点求切线方程
1 61%
2 72%
考法:切线方程综合
1 71%
y = x +
3
ax + b
y =
′
3x +
2
a
⎩
⎪
⎨
⎪
⎧1 + a + b = 3
3
3 × 1 + a = k
2
k + 1 = 3
k = 2
a = −1
b = 3
∴2a + b = 1
例题6
f
x =
′ ( )
lnx + 1
x
, x
lnx
(
0
0
0)
y −x
lnx
=
0
0
lnx
+ 1
x −x
(
0
) (
0)
k = lnx
+
0
1 =
=
x
0
x
lnx
+ 1
0
0
lnx
+
0
x
0
1
x
=
0
1
k = 1
l
y + 1 = x
x −y −1 = 0
(t, t −
3
at + a)
f
x =
′ ( )
3x −
2
a
k = y
= 3t −a
′ ∣∣x=t
2
y −(t −
3
at + a) = (3t −
2
a)(x −t)
A(1, 0)
−(t −
3
at + a) = (3t −
2
a)(1 −t)
t = 0
t =
2
3
t = 0
t =
2
3
k = −a
k =
−
4
27
a
a =
8
27
例题7
1
1
由题图可知曲线
在
处切线的斜率等于
,
.
,
,
,又由题图可
知
,所以
.
答 案
D
解析
由题意知
,则经过
,
两点的切线的斜率分别为
,
,又切线互相垂直,
,即
.两条切线方程分别为
:
,
:
,联立得
,
,代入
,解得
,故选D.
答 案
D
解析
由
,得
,因为
,所以
,由
,得
,又
,所以
,要使过曲线
上任意一点的切线
,总存
在过曲线
上一点处的切线
,使得
,则
,解得
,故选D.
答 案
D
解析
解:设切线方程是:
,
切线与曲线
和
的切点分别为
、
;
由导数的几何意义可得
,得
,
再由切点也在各自的曲线上,
可得
,
2 70%
3
考法:公切线问题
1 70%
y = f x
( )
x = 3
−
3
1
∴f
3 =
′ ( )
−3
1
∵g x =
( )
xf x
( )
∴g
x =
′ ( )
f x +
( )
xf
x
′ ( )
∴g
3 =
′ ( )
f 3 +
( )
3f
3
′ ( )
f 3 =
( )
1
g
3 =
′ ( )
1 + 3 ×
−
=
(
3
1 )
0
A x
,x
,B x
,x
,f (x) =
(
1
1
2)
(
2
2
2)
′
2x
A
B
k
=
1
2x
1
k
=
2
2x
2
∴k
k
=
1
2
−1
x
x
=
1
2
−
4
1
l
1
y = 2x
x −
1
x
1
2
l
2
y = 2x
x −
2
x
2
2
x
−x
2x −x
+ x
=
(
1
2) [
(
1
2)]
0
∵x
=
x
,∴
1/
2
x =
2
x
+ x
1
2
l
1
y = x
x
=
1
2
−
4
1
f x =
( )
−e −
x
x
f
x =
′ ( )
−e −
x
1
e +
x
1 > 1
∈
e + 1
x
1
0, 1
(
)
g x =
( )
3ax + 2cos x
g
x =
′ ( )
3a −2sin x
−2sin x ∈−2, 2
[
]
3a −2sin x ∈−2 + 3a, 2 + 3a
[
]
f x =
( )
−e −
x
x
l
1
g x =
( )
3ax + 2cos x
l
2
l
⊥l
1
2
{−2 + 3a ⩽0
2 + 3a ⩾1
−
⩽
3
1
a ⩽
3
2
例题8
y = kx + b
y = lnx + 2
y = ln x + 1
(
)
x
, kx
+ b
(
1
1
)
x
, kx
+ b
(
2
2
)
k =
=
x
1
1
x
+ 1
2
1
x
=
1
x
+
2
1
{kx
+ b = lnx
+ 2
1
1
kx
+ b = ln x
+ 1
2
(
2
)
联立上述式子解得
,
故选:D.
答 案
或
解析
解:根据题意,设
与
和
的切点分别为
、
.
曲线
,其导数为
,有
,
则过点
且与
相切的直线为
,即
,
曲线
,其导数为
,有
,
则过点
且与
相切的直线为
,
即
.
若直线
是曲线
的切线,也是曲线
的切线,
则有
,
则有
,
解得:
或
,
又
,
,
,
则
或
.
故答案为:或
.
答 案
B
解析
由图可得
,切线的斜率
,且在
上切线的斜率的变化先慢后快又变慢,
结合选项可知选项B符合,故选B.
2
模块
模块4:导数与函数的单调性
:导数与函数的单调性
考法:原函数与导函数的图像关系
1 76%
2 81%
k = 2
1
e
1
y = kx + b
y = ex
y = ln x + 2
(
)
m, e
(
m)
n, ln n + 2
(
(
))
y = ex
y =
′
ex
k = y ∣
=
′
x=m
em
m, e
(
m)
y = ex
y −e
=
m
e
x −m
m (
)
y = e x −
m
me
+
m
em
y = ln x + 2
(
)
y =
′
x + 2
1
k = y ∣
=
′ x=n
n + 2
1
n, ln n + 2
(
(
))
y = ln x + 2
(
)
y −ln n + 2 =
(
)
x −n
n + 2
1
(
)
y =
x −
n + 2
1
+
n + 2
n
ln n + 2
(
)
y = kx + b
y = ex
y = ln x + 2
(
)
{e
=
m
n+2
1
−me
+ e
= −
+ ln n + 2
m
m
n+2
n
(
)
m + 1
n + 1 =
(
) (
)
0
m = −1
n = −1
e
=
m
n + 2
1
n = −1
∴m = 0
k = e
=
m
e =
0
1
k = e
=
m
e
=
−1
e
1
1
e
1
例题9
−1 < f
x <
′ ( )
1
k ∈−1, 1
(
)
R
∴
答 案
B
解析
解:结合图象可知当
时,
,即
,
在
上
单调递增, 故选B.
答 案
见解析
解析
解:函数
,
.
,
当
时,
恒成立,则
在
上单调递增;
当
时,令
,得
;令
,得
.
则
在区间
上单调递增,在区间
上单调递减.
答 案
见解析
解析
解:函数
的定义域为
,
又
,
当
时,在
上,
,
是减函数,
当
时,由
得:
或
(舍),
所以在
上,
,
是减函数,
在
上,
,
是增函数.
考法:利用函数求单调性
1
1
1
x > 1
x −1 f
x >
(
)
′ ( )
0
f
x >
′ ( )
0
∴y = f x
( )
1, +∞
(
)
例题10
∵
f x =
( )
lnx + a 1 −x
(
)
a ∈R
∴f
x =
′ ( )
−
x
1
a =
x > 0
x
1 −ax (
)
a ⩽0
f
x >
′ ( )
0
f x
( )
0, +∞
(
)
a > 0
f
x >
′ ( )
0
0 < x <
a
1
f
x <
′ ( )
0
x > a
1
f x
( )
0,
(
a
1 )
, +∞
( a
1
)
例题11
f x
( )
0, +∞
(
)
f
x =
′ ( )
2ax + a −2 −
(
)
=
x
1
=
x
2ax + a −2 x −1
2
(
)
x
2x + 1
ax −1
(
) (
)
a ⩽0
0, +∞
(
)
f
x <
′ ( )
0
f x
( )
a > 0
f
x =
′ ( )
0
x =
a
1
x = −
2
1
0,
(
a
1 )
f
x <
′ ( )
0
f x
( )
, +∞
( a
1
)
f
x >
′ ( )
0
f x
( )
例题12
答 案
见解析
解析
解:由
,
得
,
.
设
,
.
当
时,即
时,
,
.
在
上单调递减.
当
时,即
时,
令
,得
,
,
.
当
时,
,
在
上,
,在
上,
,
在
,
上单调递减,在
上单调递增.
当
时,
,在
上,
,在
上,
,
在
上单调递增,在
上单调递减.
综上,当
时,
在
上单调递减;
当
时,
在
,
上单调递减,在
上单调递增;
当
时,
在
上单调递增,在
上单调递减.
答 案
见解析
解析
,
当
时,
,
为减函数,
为增函数;
当
时,令
,得
,
令
,
则
,
当
时,
为减函数,
当
时,
为增函数,
,
(当且仅当
时取“
”),
当
或
时,
为增函数,
为减函数,
为增函数,
当
时,
在
上为增函数,
综上所述:当
时,
在
上为减函数,在
上为增函数;
或
时,
在
上为减函数,在
和
上为
1
f x =
( )
−x −
+
x
m
2 lnx
f
x =
′ ( )
−1 +
+
x2
m
=
x
2
=
x2
−x + 2x + m
2
−
x2
x −2x −m
2
x ∈0, +∞
(
)
g x =
( )
x −
2
2x −m
x ∈0, +∞
(
)
m ⩽−1
Δ = 4 + 4m ⩽0
g x ⩾
( )
0
f
x ⩽
′ ( )
0
∴f x
( )
0, +∞
(
)
m > −1
Δ = 4 + 4m > 0
g x =
( )
0
x
=
1
1 −
1 + m
x
=
2
1 +
1 + m
x
<
1
x
2
−1 < m < 0
0 < x
<
1
x
2
0, x
∪
(
1)
x
, +∞
(
2
)
f
x <
′ ( )
0
x
, x
(
1
2)
f
x >
′ ( )
0
∴f x
( )
0, x
(
1)
x
, +∞
(
2
)
x
, x
(
1
2)
m ⩾0
x
⩽
1
0 < x
2
0, x
(
2)
f
x >
′ ( )
0
x
, +∞
(
2
)
f
x <
′ ( )
0
∴f x
( )
0, x
(
2)
x
, +∞
(
2
)
m ⩽−1
f x
( )
0, +∞
(
)
−1 < m < 0
f x
( )
0, 1 −
(
1 + m)
1 +
, +∞
(
1 + m
)
1 −
, 1 +
(
1 + m
1 + m)
m ⩾0
f x
( )
0, 1 +
(
1 + m)
1 +
, +∞
(
1 + m
)
例题13
f
x =
′ ( )
x −a −1
e −a
[
(
)] ( x
)
a ⩽0
e −
x
a > 0
x ∈(−∞, a −1), f
x <
′ ( )
0, f x
( )
x ∈(a −1, +∞), f
x >
′ ( )
0, f x
( )
a > 0
f
x =
′ ( )
0
x
=
1
a −1, x
=
2
lna
g a =
( )
a −1 −lna
g
a =
′ ( )
1 −
=
a
1
a
a −1
a ∈0, 1
(
)
g
a <
′ ( )
0, g a
( )
a ∈(1, +∞)
g
a >
′ ( )
0, g a
( )
∴g a
=
( )min
g 1 =
( )
0
∴a −1 ⩾lna
a = 1
=
∴
0 < a < 1
a > 1
x ∈(−∞, lna), f
x >
′ ( )
0, f x
( )
x ∈lna, a −1 , f
x <
(
)
′ ( )
0, f x
( )
x ∈(a −1, +∞), f
x >
′ ( )
0, f x
( )
a = 1
f
x =
′ ( )
x e −1 ⩾
( x
)
0, f x
( )
R
a ⩽0
f x
( )
(−∞, a −1)
(a −1, +∞)
0 < a < 1
a > 1
f x
( )
lna, a −1
(
)
(−∞, lna)
(a −1, +∞)
增函数;
当
时,
在
上为增函数.
答 案
见解析
解析
解:函数
的定义域是
,
.
设
,则
.
令
,则
.
当
时,
,
在
上为增函数,当
时,
,
在
上为减函数.
所以
在
处取得极大值,而
,所以
,函数
在
上为减函数.
于是当
时,
,当
时,
.
所以,当
时,
,
在
上为增函数;当
时,
,
在
上为减函数.
故函数
的单调递增区间为
,单调递减区间为
.
1
a = 1
f x
( )
R
例题14
f x
( )
−1, +∞
(
)
f
x =
′ ( )
−
1 + x
2 ln 1 + x
(
)
=
1 + x
(
)2
x + 2x
2
1 + x
(
)2
2 1 + x ln 1 + x −x −2x
(
)
(
)
2
g x =
( )
2 1 + x ln 1 + x −
(
)
(
)
x −
2
2x
g
x =
′ ( )
2 ln 1 + x −
(
)
2x
h x =
( )
2 ln 1 + x −
(
)
2x
h
x =
′ ( )
−
1 + x
2
2 =
1 + x
−2x
−1 < x < 0
h
x >
′ ( )
0
h x
( )
−1, 0
(
)
x > 0
h
x <
′ ( )
0
h x
( )
0, +∞
(
)
h x
( )
x = 0
h 0 =
( )
0
g
x <
′ ( )
0 x=
0
( / )
g x
( )
−1, +∞
(
)
−1 < x < 0
g x >
( )
g 0 =
( )
0
x > 0
g x <
( )
g 0 =
( )
0
−1 < x < 0
f
x >
′ ( )
0
f x
( )
−1, 0
(
)
x > 0
f
x <
′ ( )
0
f x
( )
0, +∞
(
)
f x
( )
−1, 0
(
)
0, +∞
(
)