文档文本内容
专题01 一元函数的导数及其应用
目录
01 理·思维导图:呈现教材知识结构,构建学科知识体系。
02 盘·基础知识:甄选核心知识逐项分解,基础不丢分。
【知能解读01】导数的概念
【知能解读02】导数的运算
【知能解读03】导数与函数的单调性
【知能解读04】导数与函数的极值、最值
03 破·重点难点:突破重难点,冲刺高分。
【重难点突破01】过定点的多切线问题
【重难点突破02】含参函数的单调性讨论
【重难点突破03】单变量不等式恒成立问题
【重难点突破04】双变量不等式恒成立问题
【重难点突破05】导数与函数的零点问题
【重难点突破06】函数的隐零点问题
【重难点突破07】极值点偏移问题
04 辨·易混易错:辨析易混易错知识点,夯实基础。
【易混易错01】复合函数求导“漏层”或“错层”致错
【易混易错02】误解“导数为0”与“有极值”的关系致错
【易混易错03】误解“导数符号”与“函数单调性”关系致错
【易混易错04】对导数正负与函数图象升降关系理解不准确致错
05 点·方法技巧:点拨解题方法,练一题通一类
【方法技巧01】导数定义在极限中的计算
【方法技巧02】曲线“在”某点处的切线问题
【方法技巧03】曲线“过”某点的切线问题
【方法技巧04】两曲线的公切线问题
【方法技巧05】已知函数单调性求参数
【方法技巧06】导数构造法解函数不等式
【方法技巧07】利用导数求函数的极值或极值点
【方法技巧08】已知函数的极值求参数
【方法技巧09】利用导数研究函数的最值
01 导数的概念
1、函数y=f(x)在x=x0处的导数定义
一般地,称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率=lim为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或y′|x
=x0,即f′(x0)=lim=lim.
2、导数的几何意义
函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点P(x0,y0)处的切线的斜率(瞬时速度就是
位移函数s(t)对时间t 的导数).相应地,切线方程为y-y0=f′(x0)(x-x0).
3、函数f(x)的导函数:称函数f′(x)=lim为f(x)的导函数.
【真题实战】(2025·甘肃白银·三模)如果质点按规律
(距离单位:m,时间单位:s)运动,
则质点在2s 末的瞬时速度为( )
A.8 m/s
B.7m/s
C.6 m/s
D.5 m/s
【答案】B
【解析】
,
则质点在2s 末的瞬时速度为7m/s.故选:B
02 导数的运算
1、基本初等函数的导数公式表
原函数
导函数
f(x)=c(c 为常数)
f′(x)=0
f(x)=xn(n∈Q*)
f′(x)=nxn-1
f(x)=sin x
f′(x)=cos_x
f(x)=cos x
f′(x)=-sin_x
f(x)=ax(a>0 且a≠1)
f′(x)=axln_a
f(x)=ex
f′(x)=ex
f(x)=logax(x>0,a>0 且a≠1)
f′(x)=
f(x)=ln x (x>0)
f′(x)=
2、导数的运算法则
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x).
(2)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x).
(3)′=(g(x)≠0).
3、复合函数的导数
(1)复合函数的概念:一般地,对于两个函数
和
,如果通过中间变量
,
可以表示
成
的函数,那么称这个函数为
和
的复合函数,记作
.
(2)复合函数的求导法则:一般地,复合函数
的导数和函数
,
的导数间
的关系为
,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积.
规律:从内到外层层求导,乘法连接.
【真题实战】(2025·湖北·一模)下列求导运算正确的是( )
A.
(a 为常数)
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A:因为a 为常数,所以
,故A 错误;
B:
,故B 正确;
C:
,故C 错误;
D:
,故D 错误.故选:B
03 导数与函数的单调性
1、导数与函数的单调性的关系
在某个区间
内,如果
,那么函数
在这个区间内单调递增;
如果
,那么函数
在这个区间内单调递减.
【注意】
(1)在某区间内
(
)是函数
在此区间上为增(减)函数的充分不必要条件;
(2)可导函数
在
上是增(减)函数的充要条件是对∀x∈(a,b),都有
(
)
且
在
上的任何子区间内都不恒为零.
2、导数法求函数单调区间的步骤
(1)确定函数
f x 的定义域;
(2)求
f
x
(通分合并、因式分解);
(3)解不等式
0
f
x
,解集在定义域内的部分为单调递增区间;
(4)解不等式
0
f
x
,解集在定义域内的部分为单调递减区间.
【真题实战】(2024·全国甲卷·高考真题)已知函数
.
(1)求
的单调区间;
(2)当
时,证明:当
时,
恒成立.
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】(1)
定义域为
,
当
时,
,故
在
上单调递减;
当
时,
时,
,
单调递增,
当
时,
,
单调递减.
综上所述,当
时,
的单调递减区间为
;
时,
的单调递增区间为
,单调递减区间为
.
(2)
,且
时,
,
令
,下证
即可.
,再令
,则
,
显然
在
上递增,则
,
即
在
上递增,
故
,即
在
上单调递增,
故
,问题得证
04 导数与函数的极值、最值
1、函数的极值
(1)函数的极小值:函数y=f(x)在点x=a 的函数值f(a)比它在点x=a 附近其他点的函数值都小,f′(a)=
0;而且在点x=a 附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,则点a 叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y
=f(x)的极小值.
(2)函数的极大值:函数y=f(x)在点x=b 的函数值f(b)比它在点x=b 附近其他点的函数值都大,f′(b)=
0;而且在点x=b 附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,则点b 叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y
=f(x)的极大值.
2、函数的最值
(1)在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值.
(2)若函数f(x)在[a,b]上单调递增,则f(a)为函数的最小值,f(b)为函数的最大值;若函数f(x)在[a,b]上
单调递减,则f(a)为函数的最大值,f(b)为函数的最小值.
3、函数极值与最值的关系
(1)函数的最大值和最小值是比较整个定义域区间上的函数值得到的,是一个整体的概念,与函数的极
大(小)值不同,函数的最大(小)值若有,则只有一个.
(2)开区间内的可导函数,若有唯一的极值,则这个极值是函数的最值.
【真题实战】(2025·全国二卷·高考真题)若
是函数
的极值点,则
【答案】
【解析】由题意有
,
所以
,
因为
是函数
极值点,所以
,得
,
当
时,
,
当
单调递增,当
单调递减,
当
单调递增,
所以
是函数
的极小值点,符合题意;
所以
.
【真题实战】(2025·湖北黄冈·三模)已知函数
,则
的最小值是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由题
的一个周期为
,故只需考虑
在
上的值域,
,
当
或
时,
,当
时,
,
所以函数
在
,
上单调递增,在
上单调递减,
因此
的极小值为
,极大值为
,
又易知
,所以函数
在
上的值域为
,
结合函数的最小正周期为
,所以函数
的值域为
所以
的最小值为
,故选:B
01 过定点的多切线问题
已知f ( x),过点
,可作曲线的
(
)条切线问题
第一步:设切点
第二步:计算切线斜率
;
第三步:计算切线方程.根据直线的点斜式方程得到切线方程:
.
第四步:将
代入切线方程,得:
,整理成关于
得分方程;
第五步:题意已知能作几条切线,关于
的方程就有几个实数解.
【典例1】(24-25 高三下·云南普洱·三模)过点
可以作曲线
的三条切线,则实数a 的取值
范围是 .
【答案】
【解析】设点
为曲线
上的一点,则
,
又由
,所以
,即切线的斜率为
,
所以曲线
在点
处的切线方程为
,
因为切线过点
,可得
,即
,
令
,可得
,
当
时,
,
单调递减;
当
时,
,
单调递增;
当
时,
,
单调递减,
则当
时,
取得极小值
,当
时,
取得极大值
,
又因为
,
当
时,
恒成立,且
时,
,
作出函数
的图象,如图所示,
当
时,函数
的图象与直线
在
上有3 个交点,
即过点
的切线有3 条,所以实数
的取值范围为
.
【典例2】(24-25 高三下·河南焦作·月考)过点
可作两条直线与
的图象相切,则
b 的值不可能是( )
A.
B.0
C.e
D.2e
【答案】D
【解析】因为
,所以
,
设切点为
,则切线斜率
,
整理得
,设
,
问题转化为直线
与
的图象有2 个交点,因为
,
令
,解得
或
,
当
时,
,当
时,
,
所以
在
上单调递减,在
上单调递增,在
上单调递减,
,
,且
时
,
时,
,
所以
或
,故选:D.
02 含参函数的单调性讨论
(1)导函数有无零点讨论(或零点有无意义);
(2)导函数的零点在不在定义域或区间内;
(3)导函数多个零点时大小的讨论.
【典例1】(25-26 高三上·河北衡水·月考)设函数
,
.
(1)若
,求曲线
在
处的切线方程;
(2)求函数
的单调区间.
【答案】(1)
;(2)答案见解析
【解析】(1)因为
,则
,解得
,故
,
所以
,所以
,
此时,曲线
在
处的切线方程为
,即
.
(2)因为
,则
,
当
时,则
,
即函数
的单调递减区间为
,没有单调递增区间;
当
时,由
可得
,由
可得
.
此时,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
综上所述,当
时,函数
的单调递减区间为
,无单调递增区间;
当
时,函数
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
【典例2】(24-25 高三下·陕西西安·月考)设
,函数
.
(1)当
时,求曲线
在点
处的切线方程;
(2)求
的单调区间.
【答案】(1)
;(2)答案见解析
【解析】(1)当
时,
,
则
,
则
,又
,
所以曲线
在点
处的切线方程为
,
即
.
(2)由
,
,
则
,
令
,得
或
,
当
时,
,令
,得
;
令
,得
或
,
所以函数
的单调递增区间为
,
单调递减区间为
;
当
时,
,
则函数
的单调递减区间为
,无单调递增区间;
当
时,
,令
,得
;
令
,
或
,
所以函数
的单调递增区间为
,
单调递减区间为
;
当
时,
,令
,得
或
;
令
,得
,
所以函数
的单调递增区间为
,单调递减区间为
;
当
时,
,
则函数
的单调递增区间为
,无单调递减区间;
当
时,
,令
,得
或
;
令
,得
,
所以函数
的单调递增区间为
,单调递减区间为
.
综上所述,当
时,函数
的单调递增区间为
,单调递减区间为
;
当
时,函数
的单调递减区间为
,无单调递增区间;
当
时,所以函数
的单调递增区间为
,
单调递减区间为
;
当
时,所以函数
的单调递增区间为
,单调递减区间为
;
当
时,函数
的单调递增区间为
,无单调递减区间;
当
时,所以函数
的单调递增区间为
单调递减区间为
.
03 单变量不等式恒成立问题
一般利用参变分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
1、
x
D ,
min
m
f x
m
f x
2、
x
D ,
max
m
f x
m
f x
3、
x
D ,
max
m
f x
m
f x
4、
x
D ,
min
m
f x
m
f x
【典例1】(2025·山东烟台·三模)若不等式
恒成立,则实数a 的取值范围为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】因为
,即
,
令
,则
恒成立,
则
恒成立,
令
,则
,
当
时,
;
当
时,
,
所以
在
上单调递减,在
上单调递增,
所以
,所以
,故a 的取值范围为
.故选:C.
【典例2】(24-25 高三上·天津·月考)已知函数
,若
恒成立,则
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
可变形为
,
,注意
,
令
,则
,所以
在
上单调递增,
不等式可化为
,所以
,
所以
,
因为
,
,
当
时,
;当
时,
,
所以
在
上单调递减,在
上单调递增,则
,
所以
,故选:A .
04 双变量不等式恒成立问题
一般地,已知函数
,
,
y
f x
x
a b
,
,
,
y
g x
x
c d
(1)若
1
,
x
a b
,
2
,
x
c d
,总有
1
2
f x
g x
成立,故
max
min
f x
g x
;
(2)若
1
,
x
a b
,
2
,
x
c d
,有
1
2
f x
g x
成立,故
max
max
f x
g x
;
(3)若
1
,
x
a b
,
2
,
x
c d
,有
1
2
f x
g x
成立,故
min
min
f x
g x
;
(4)若
1
,
x
a b
,
2
,
x
c d
,有
1
2
f x
g x
成立,故
min
max
f x
g x
.
【典例1】(24-25 高三上·河北唐山·月考)函数
,
,若对任意的
,
总存在
,使得
成立,则实数a 的范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】函数
,因为
,
,所以
,
故
在
上单调递增,所以
.
又
,所以
在
上也是单调递增,所以
.
因为对任意的
,总存在
,使
成立,等价于
,
所以
,解得
,故实数a 的范围是
.故选:D.
【典例2】(2025·江西萍乡·一模)设函数
,
,若
,
,使得
,则实数
的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意,
,当
时,
,
,所以
;
当
时,
,
,所以
,
等号仅当
时成立,所以
.
所以对
,即
,即
.
令
,则
,
当
时,
;当
时,
,
所以
在
上单调递增,在
上单调递减,
,因此
.
05 导数与函数零点问题
利用导数确定函数零点的常用方法
1、图象法:根据题目要求画出函数的图象,标明函数极(最)值的位置,借助数形结合的思想分析问题
(画草图时注意有时候需要使用极限);
2、利用函数零点存在定理:先用该定理判定函数在某区间上有零点,然后利用导数研究函数的单调性、
极值(最值)及区间端点值的符号,进而判断函数在该区间上零点的个数.
【典例1】(2025·安徽·模拟预测)函数
的零点个数为( )
A.0
B.1
C.2
D.3
【答案】B
【解析】
,
当
时,
,当
时,
,
所以
在
上单调递减,在
上单调递增,
所以当
时,
,
当
时,
,所以当
时,
,
无零点;
而
,
,且函数在
上单调递增,
故
有一个零点.故选:B
【典例2】(2025·湖南益阳·三模)若函数
有两个零点,则a 的取值范围为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】函数
的定义域为
.
当
时,令
,在
只有一个零点,不合题意;
当
时,
,
当
时,
,则
在
单调递增,
,
所以
在
只有一个零点,不合题意;
当
时,令
,
当
时,
,
在
单调递减,
当
时,
,
在
单调递增,
又
时,
,
若
有两个零点,则
,
设
,令
,解得
,
当
时,
,则
在
上单调递增,
当
时,
,则
在
上单调递减,
所以
,
所以
,故选:C.
06 函数的隐零点问题
导函数的零点不可求时的应对策略:
1、“特值试探”法:当导函数的零点不可求时,可尝试利用特殊值试探,此时特殊值的选取应遵循以下
原则:①在含有
的函数中,通常选取
,特别地,选当
时,
来试探;②在含有
的函
数中,通常选取
,特别地,选取当
时,
来试探,在探得导函数的一个零点后,结合导
函数的单调性,确定导函数在零点左右的符号,进而确定原函数的单调性和极值,使问题得到解决.
2、“虚设和代换”法:当导函数
的零点无法求出显性的表达式时,我们可以先证明零点存在,再虚
设为
,接下来通常有两个方向:①由
得到一个关于
的方程,再将这个关于
的方程的整
体或局部代入
,从而求得
,然后解决相关的问题;②根据导函数
的单调性,得出
两
侧导函数的正负,进而得出原函数的单调性和极值,使问题得解.
【典例1】(24-25 高三下·安徽安庆·模拟预测)已知函数
,若
恒成立,则
正数a 的取值范围是 .
【答案】
【解析】函数
的定义域为
,
由
可得
,即
在
上恒成立.
设
,则
,
设
,显然
在
上单调递增,
因
,
故存在
,使得
,则
,即
.
当
时,
,则
在
上递增;
当
时,
,则
在
上递减.
故当
时,
,故有
,
即得
,故正数a 的取值范围是
.
【典例2】(2025·湖南长沙·三模)已知函数
.
(1)若曲线
在点
处的切线经过原点,求
;
(2)若
,求
的最大值.
【答案】(1)
;(2)4.
【解析】(1)
的定义域为
,则
.
,则
.
所以曲线
在点
处的切线方程为
.
依题意,将点
代入切线方程,解得
.
(2)当
时,
,且
,
所以
,
设
,易知
在
上单调递减,
且
,
故存在
,使得
,即
,所以
,即
,
当
时
,故
在
上单调递增,
当
时
,故
在
上单调递减,
所以
,
故
的最大值为4.
07 极值点偏移问题
极值点偏移的本质是函数在极值点两侧的不对称(如二次函数对称、三次函数可能偏移);如何将上边了
不等式转化为单变量问题是解题的难点。
证明极值点偏移问题常用思路:利用分析法,将所证不等式中的变量分到不等式的两边,构造对称函数,
注意将
和
化到同一区间,再利用导数据研究函数的单调性,求极值值等手段证得不等式.
【典例1】(24-25 高三下·青海海东·月考)已知函数
.
(1)讨论
的单调性;
(2)若
有两个零点
,求
的取值范围,并证明
.
【答案】(1)答案见解析;(2)
,证明见解析
【解析】(1)因为
,所以
.
当
时,
,所以
在
上单调递增;
当
时,由
,得
,
因为在
上,
,在
上,
,
所以
的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
综上,当
时,
在
上单调递增;
当
时,
在
上单调递减,在
上单调递增.
(2)
有两个零点
,不妨设
,
由(1)得,
且
,解得
,即a 的取值范围是
.
由
,
,可得
,即
,
所以
.
要证
,需证
,令
,即证
.
设
,则
,即
在
上单调递减,
所以
,即得
.
【典例2】(24-25 高三上·四川成都·月考)已知函数
,其中为自然对数的底数.
(1)当
时,求
的单调区间;
(2)若方程
有两个不同的根
.
(i)求
的取值范围;
(ii)证明:
.
【答案】(1)
在区间
内单调递增,在区间
内单调递减;
(2)(i)
;(ii)证明见解析.
【解析】(1)由题意得
,
,则
,
由
,解得
.
当
时,
单调递增,
当
时,
单调递减;
综上,
在区间
内单调递增,在区间
内单调递减;
(2)(i)由
,得
,
设
,
由(1)得
在区间
内单调递增,在区间
内单调递减,
又
,当
时,
,且当
时,
,
所以当
时,方程
有两个不同的根,即方程
有两个不同的根,
故
的取值范围是
.
(ii)不妨设
,则
,且
.
法一:
当
时,结合(i)知
,即
;
当
时,
.
设
则
所以
在区间
内单调递增,
则
,即
,
所以
又
在区间
内单调递减,
所以
,即
,
又
,所以
,
故
,所以
,得证.
法二:
设
,
,
则
,
所以
在区间
内单调递增,又
,
所以
,即
.
又
,所以
,
又
在区间
内单调递减.
所以
,即
,
又
,所以
,得证.
01 复合函数求导“漏层”或“错层”致错
辨析:多层复合函数求导时容易遗漏中间变量的导数、抽象复合函数求导符号错误,求导前先拆分复合层
次按“由外及内,逐层求导,乘积相连”的链式法则分步书写.
【典例1】(24-25 高三下·山东泰安·月考)已知函数
,其导函数记为
,则
( )
A.
B.0
C.1
D.2
【答案】D
【解析】因为
,
令
,则
,
又因为
,所以函数
为奇函数,
所以
,所以
;
因为
,所以
,即
,
又
,所以
,所以
,
所以
.故选:D
【典例2】(24-25 高三上·山西·模拟测试)已知函数
,
的定义域为
,
,且
满足
,
,则
( )
A.
B.1
C.2025
D.2026
【答案】D
【解析】由
可得:
,又因为.
.,
所以
,即
的对称中心为
;
由
可得:
,
即
(常数),
令
,则
,所以
,即
的对称轴为
;
所以
,
,故
,
,
所以
,
的周期
.
因为
,所以
;
因为
,令
代入,所以
;
根据对称性可知:
,
,
,
,
所以
.故选:D
02 误解“导数为0”与“有极值”的关系致错
辨析:在使用导数求函数极值时,很容易出现的错误是求出使导函数等于0 的点,而没有对这些点左右两
侧导函数的符号进行判断,误以为使导函数等于0 的点就是函数的极值点。出现这种错误的原因就是对导
数与极值关系不清。可导函数在一点处的导函数值为0 只是这个函数在此点取到极值的必要条件,充要条
件是
两侧异号.
【典例1】(24-25 高三下·四川达州·模拟预测)已知函数
的导函数
的部分图象如图,则下列
说法正确的是( )
A.
B.
C.
有三个零点
D.
有三个极值点
【答案】A
【解析】根据导函数图像知道:
正
0
非正
0
正
增
极大值
减
极小值
增
对于A,
,单调递减,则
,则A 正确;
对于B,自变量
在不同区间,都比
小,但不能比较它们大小,则B 错误;
对于C,不能确定零点个数,则C 错误;
对于D,函数有两个极值点,则D 错误.故选:A.
【典例2】(24-25 高三上·陕西咸阳·月考)已知函数
的导函数
在区间
上的图象如图所示,
则下列说法正确的是( )
A.
在
处取得最大值,在
处取得最小值
B.
的极大值点为
,极小值点为
C.
在区间
上单调递增,在区间
上单调递减
D.
的增区间为
和
,减区间为
【答案】C
【解析】由图可知,当
或
时,
,当
时,
,
所以
在
和
上单调递增,在
上单调递减,D 错误;
所以
的极大值点为
,极小值点为
,B 错误;
又
,
所以
在区间
上单调递增,在区间
上单调递减,C 正确;
所以
,所以
在
处取不到最小值,A 错误.故选:C
03 误解“导数符号”与“函数单调性”关系致错
辨析:一个函数在某个区间上单调增(减)的充要条件是这个函数的导函数在此区间上恒大(小)于等于
0,且导函数在此区间的任意子区间上都不恒为0。切记导函数在某区间上恒大(小)于0 仅为该函数在此
区间上单调增(减)的充分条件.
【典例1】(24-25 高三上·云南保山·期中)已知函数
在区间
上单调递减,则实数
的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】法一:
令
,则
在
上单调递减,
且
在
上恒成立,
所以
解得
.
法二:
,则
,
则
在区间
上恒成立,
则
或
,解之得
.故选:A.
【典例2】(25-26 高三上·广东深圳·开学考试)若函数
在区间
上单调递
增,则
的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意有
在
上恒成立,
又
,所以
,即
,
所以只需
在
上恒成立即可,
即
在
上恒成立,即
,
又
在
上单调递减,所以
.
04 对导数正负与函数图象升降关系理解不准确致错
辨析:解答此类题的关键是抓住①导函数的零点与原函数的极值点关系——极值点的导数值为0;②导函
数值的符号与原函数单调性的关系——原函数看增减,导函数看正负.
【典例1】(24-25 高三上·湖南长沙·期末)已知函数
的图象如下图所示,则其导函数
的图象可
能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由题可得函数
的图象为单调递增,则其导函数
恒成立,
排除A、D 两个选项,
对于B,当
,
,对应的原函数此时斜率为零,该选项满足题意;
选项C 不符合题意;故选:B.
【典例2】(24-25 高三上·安徽黄山·期中)已知函数
与其导函数
的图象的一部分如图所示,则
关于函数
的单调性说法正确的是( )
A.在
单调递减
B.在
单调递减
C.在
单调递减
D.在
单调递减
【答案】B
【解析】从图象可以看出过点
的为
的图象,过点
的为导函数
的图象,
,
当
时,
,故
,
在
上单调递减,
当
时,
,故
,
在
上单调递增,
ACD 错误,B 正确,故选:B
01 导数定义在极限中的计算
瞬时变化率的变形形式
lim
∆x→0
f (x0+ ∆x)- f ( x0)
∆x
= lim
∆x→0
f (x0- ∆x)- f (x0)
- ∆x
= lim
∆x→0
f (x0+n∆x)- f ( x0)
n∆x
= lim
∆x→0
f (x0+ ∆x)- f ( x0-∆x)
2∆x
= f '( x0
【典例1】(2025·江苏盐城·三模)若
,则
( )
A.0
B.2
C.-2
D.-4
【答案】C
【解析】因为
,所以
,
所以
,
则
.故选:C.
【典例2】(24-25 高三上·上海·期中)若函数
在
处的导数等于
,则
的值为( )
A.0
B.
C.a
D.
【答案】D
【解析】
.故选:D.
02 曲线“在”某点处的切线问题
求曲线“在”某点处的切线方程步骤
第一步(求斜率):求出曲线在点
0
0
,
x
f x
处切线的斜率
0
(
)
f
x
第二步(写方程):用点斜式
0
0
0
(
)
(
)(
)
y
f x
f
x
x
x
第三步(变形式):将点斜式变成一般式。
【典例1】(25-26 高三上·广东江门·月考)已知函数
,则曲线
在
处的切线
方程为 .
【答案】
【解析】由
可得
,∴
.
∵
.
所以曲线
在
处的切线方程为
,即
.
【典例2】(24-25 高三下·海南·月考)曲线
在点
处的切线与直线
垂直,则实数
的
值为
【答案】
【解析】根据导数的几何意义,
,
当
时,
,所以切线的斜率是2,
切线与直线
垂直,
所以直线的斜率,
解得:
03 曲线“过”某点的切线问题
求曲线“过”某点处的切线方程步骤
第一步:设切点为
0
0
,
Q x
f x
;
第二步:求出函数
( )
y
f x
在点
0x 处的导数
0
(
)
f
x
;
第三步:利用Q 在曲线上和
0
(
)
PQ
f
x
k
,解出
0x 及
0
(
)
f
x
;
第四步:根据直线的点斜式方程,得切线方程为
0
0
0
(
)
(
)(
)
y
f x
f
x
x
x
.
【典例1】(25-26 高三上·辽宁·月考)函数
过原点的切线方程为 .
【答案】
或
【解析】设切点为
,对函数
求导得
,切线斜率为
,
由于切线过原点,则
,整理得
,即
,
解得
,
当
时,切线斜率为
,此时切线方程为
;
当
时,切线斜率为
,此时切线方程为
.
【典例2】(2025·内蒙古呼和浩特·模拟预测)已知函数
,过点
作曲线
的切
线,则此切线的方程为 .
【答案】
或
【解析】因为
,
当点P 为切点时,则切线的斜率为
,
所以所求切线方程为
,即
;
当P 点不为切点时,设切点坐标为
,
切线的斜率为
,
则切线方程为
,
因为切线过点
,且
,
所以
,
整理,得
,解得
或1(舍去),
则
,
所以切点坐标为
,切线的斜率为
,
所以切线方程为
,即
,
所以所求切线的方程为或
或
.
04 两曲线的公切线问题
公切线问题应根据两曲线在切点处切线的斜率相等,且切点既在切线上又在曲线上,列出有关切点横坐标
的方程组,通过解方程组求解.或者分别求出两曲线的切线,利用两切线重合列方程组求解.
【典例1】(24-25 高三上·四川绵阳·月考)若直线是曲线
与
的公切线,则直线的
方程为 .
【答案】
【解析】求导:
导数
;
导数
.
设切点写切线方程:
设与
切点
,切线方程
.
设与
切点
,切线方程
.
列方程组求解:由公切线性质得
.
由
得
,代入另一式解得
,
.
求直线方程:把
代入
,得
.
【典例2】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)设
,若曲线
在点
处的切线也是曲
线
的切线,则
.
【答案】
【解析】因为
,所以
.
所以曲线
在点
的切线方程为:
.
因为
,设曲线
与该切线的切点为
.
所以
,所以
,即
.
又
,所以
.
05 已知函数单调性求参数
(1)函数
f x 在区间D 上单调增(单减)
)
(
0
0
)
(
x
f
在区间D 上恒成立;
(2)函数
f x 在区间D 上存在单调增(单减)区间
)
(
0
0
)
(
x
f
在区间D 上能成立;
(3)已知函数
f x 在区间D 内单调
)
(x
f
不存在变号零点
(4)已知函数
f x 在区间D 内不单调
)
(x
f
存在变号零点
【典例1】(2025·福建泉州·二模)函数
在区间
上单调递增,则实数
的取值范围为
.
【答案】
【解析】对于
,则
,
因为
在区间
上单调递增,
所以
在
恒成立,
显然
,所以
在
恒成立,
令
,
,
则
,所以
在
上单调递增,
所以
,则
或
(舍去),
所以实数
的取值范围为
.
【典例2】(2025·江苏苏州·三模)若
在
上不单调,则实数
的取值范围是 .
【答案】
【解析】由
,可得
,
所以
在
上不单调,所以
在
上有解,
即
在
有解,即存在
,使得
,
又因为
在
上单调递减,所以
,
所以实数
的取值范围是
.
06 导数构造法解函数不等式
关系式为“加”型构造:
(1)
)
(
)
(
)
(
)
(
x
g
x
f
x
g
x
f
构造
)
(
)
(
)
(
)
(
])
(
)
(
[
x
g
x
f
x
g
x
f
x
g
x
f
(2)
'( )
( )
0
xf
x
f x
构造
'
'
[
( )]
( )
( )
xf x
xf
x
f x
(3)
'( )
( )
0
f
x
f x
构造
'
'
[
( )]
[
( )
( )]
x
x
e f x
e
f
x
f x
(4)
'( )
( )
0
xf
x
nf x
构造
'
'
1
1
'
[
( )]
( )
( )
[
( )
( )]
n
n
n
n
x f x
x f
x
nx
f x
x
xf
x
nf x
(注意x 的符号)
(5)
)
(
)
(
x
f
x
f
构造
)]
(
)
(
[
)
(
)
(
]
)
(
[
x
f
x
f
e
e
x
f
e
x
f
e
x
f
x
x
x
x
关系式为“减”型构造:
(6)
)
(
)
(
)
(
)
(
x
g
x
f
x
g
x
f
构造
2
)]
(
[
)
(
)
(
)
(
)
(
])
(
)
(
[
x
g
x
g
x
f
x
g
x
f
x
g
x
f
(7)
'( )
( )
0
xf
x
f x
构造
'
'
2
( )
( )
( )
[
]
f x
xf
x
f x
x
x
(8)
'( )
( )
0
f
x
f x
构造
'
'
'
2
( )
( )
( )
( )
( )
[
]
(
)
x
x
x
x
x
f x
f
x e
f x e
f
x
f x
e
e
e
(9)
'( )
( )
0
xf
x
nf x
构造
'
1
'
'
2
1
( )
( )
( )
( )
( )
[
]
(
)
n
n
n
n
n
f x
x f
x
nx
f x
xf
x
nf x
x
x
x
(注意x 的符号)
(10)
)
(
)
(
x
f
x
f
构造
x
x
x
x
x
e
x
f
x
f
e
e
x
f
e
x
f
e
x
f
)
(
)
(
]
[
)
(
)
(
])
(
[
2
【典例1】(2025·湖南·三模)已知
是定义在
上连续可导函数,其导函数为
,若
,且
,则不等式
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】令
,则
,
因为
,则
,所以
,
则
在区间
上单调递减,
又
,由
,得到
,
所以
,解得
,故选:D.
【典例2】(24-25 高三下·广东梅州·月考)设函数
在R 上存在导数
,对任意的
,有
,且在
上
.若
,则实数t 的取值范围为
.
【答案】
【解析】令
,由
,
得
,函数
是偶函数,
当
时,
,则
,函数
在
上单调递增,
由
,得
,
整理得
,即
,因此
,即
,解得
,
所以实数t 的取值范围为
.
07 利用导数求函数的极值或极值点
1、利用导数求函数极值的方法步骤
(1)求导数
;
(2)求方程
的所有实数根;
(3)观察在每个根x0附近,从左到右导函数
的符号如何变化.
①如果
的符号由正变负,则
是极大值;
②如果由负变正,则
是极小值.
③如果在
的根x=x0的左右侧
的符号不变,则不是极值点.
【典例1】(24-25 高三下·河南·模拟预测)函数
的极值点为( )
A.0
B.1
C.
D.
【答案】A
【解析】
,
由
,即
,解得:
.
由
,得
,
由
,得
,
函数
在
处取得极大值,故选:A.
【典例2】(2025·广西柳州·模拟预测)已知函数
的图象在点
处的切线方程为
.
(1)求a,b 的值;
(2)求
的单调区间与极值.
【答案】(1)
,
;(2)递减区间为
,递增区间为
,有极小值
,无极大值.
【解析】(1)由
可得:
,
,
则
.
由直线方程
可得:直线斜率为:
.
因为函数
的图象在点
处的切线方程为
,
所以
,解得:
.
故
,
.
(2)由(1)可得
,
.
令
,得
;
令
,得
;
则函数
在区间
上单调递减,在区间
上单调递增,
所以当
时,函数
有极小值
.
故函数
的递减区间为
,递增区间为
,有极小值
,无极大值.
08 已知函数的极值求参数
根据函数
的极值点个数求解参数范围问题的一般思路:
根据函数
的极值点个数求解参数范围问题的一般思路先求解出
,然后分析的根的个数:①分类
讨论法分析
的根的个数并求解参数范围;②参变分离法分析
的根的个数并求解参数范
围;③转化为两个函数的交点个数问题并求解参数范围.
【典例1】(2025·吉林长春·一模)已知函数
的极大值为
,则
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意,
,
则
,
令
,解得
或
,
当
时,
在
,
上满足
,
单调递增,
在
上满足
,
单调递减,
所以
在
处取得极大值,
,解得
,
当
时,
在
,
上满足
,
单调递增,
在
上满足
,
单调递减,
所以
在
处取得极大值,
,不符合题意,
当
时,
,
在R 上单调递增,无极值,不符合题意,
综上所述,
.故选:D.
【典例2】(2025·浙江嘉兴·二模)已知函数
的极小值是
,则实数
( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】C
【解析】
,令
得
或
,
当
时,
,
在R 上单调递增,无极值;
当
即
时,
时,
,
单调递增,
时,
,
单调递增,
时,
,
单调递减,
得
在
处取得极小值,即
,解得
;
当
即
时,
时,
,
单调递增,
时,
,
单调递增,
时,
,
单调递减,
得
在
处取得极小值,即
,不满足题意;
综上,实数
.故选:C.
09 利用导数研究函数的最值
函数
在区间
上连续,在
内可导,则求函数
最值的步骤为:
(1)求函数
在区间
上的极值;
(2)将函数
的各极值与端点处的函数值
,
比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个
是最小值;
(3)实际问题中,“驻点”如果只有一个,这便是“最值”点.
【典例1】(2025·江苏南京·三模)已知函数
,则当
时,
的最大值为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由
,可得
,
当
时,
;当
时,
;
故
在
上单调递增,在
上单调递减,
故当
时,
在
时取得极大值,也即最大值
.故选:B
【典例2】(2025·河南信阳·模拟预测)已知函数
.
(1)求曲线
在
处的切线方程;
(2)若
,求
的值域.
【答案】(1)
;(2)
【解析】(1)由函数
,可得
,
可得
,且
,
所以切线的斜率为
,切点为
,
则所求切线方程为
.
(2)由(1)得,当
时,可得
.
当
时,
,函数
在
上单调递减,
当
时,
,函数
在
上单调递增.
而
,
所以函数
的值域为
.