冲刺练习



  

极限与导数


 

一、复习策略

  极限的概念及其渗透的思想在数学中占有重要的地位,它是人们研究许多问题的工具.

1、有限个函数的和(或积)的极限等于这些函数极限的和(或积),在求几个函数的和(或积)的极限时,一般要化简,再求极限.

2、两个(或几个)函数的极限至少有一个不存在时,他们的和、差、积、商的极限不一定不存在.

3、对 型的极限,要分别通过“约去使分母为零的因式、同除以分子、分母的最高次幂、有理化分子”等变形,化归转化后再求极限值.

4、求函数的极限的几种基本的方法:

  ①代入法;②约去分母为零的因式;③分子、分母同除x的最高次幂;④有理化法

5、函数f(x)在点x0处连续必须具备以下三个条件:

  函数f(x)在点x=x0处有定义;

  函数f(x)在点x=x0处有极限;

  函数f(x)在点x=x0处的极限值等于在这一点x0处的函数值,即f(x)=f(x0).

  导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具.在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面:

1、导数的常规问题:

  (1)刻画函数(比初等方法精确细微);

  (2)同几何中切线联系(导数方法可用于研究平面曲线的切线);

  (3)应用问题(初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便)等关于n次多项式的导数问题属于较难类型.

2、关于函数特征,最值问题较多,所以有必要专项讨论,导数法求最值要比初等方法快捷简便.

3、导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合能力的一个方向,应引起注意.

4、求复合函数的导数,一般按以下三个步骤进行:

  (1)适当选定中间变量,正确分解复合关系;

  (2)分步求导(弄清每一步求导是哪个变量对哪个变量求导);

  (3)把中间变量代回原自变量(一般是x)的函数.

  也就是说,首先选定中间变量,分解复合关系,说明函数关系y=f(μ),μ=f(x);然后将已知函数对中间变量求导,中间变量对自变量求导;最后求,并将中间变量代回为自变量的函数.整个过程可简记为分解——求导——回代.熟练以后,可以省略中间过程.若遇多重复合,可以相应地多次用中间变量.

二、典例剖析

例1、处可导,则________,________.

解:

  函数处可导,则必连续,,  ,∴

,∴

2(08福建)已知函数的导函数的图象如下图,那么图象可能是( )

解:

  从导函数的图象可知两个函数在处斜率相同,可以排除B答案,再者导函数的函数值反映的是原函数增加的快慢,可明显看出的导函数是减函数,所以原函数应该增加的越来越慢,排除AC,最后就只有答案D了,可以验证y=g(x)的导函数是增函数,增加越来越快.

答案:D

例3、若数列{an}的首项为a1=1,且对任意n∈N*,an与an+1恰为方程x2-bnx+cn=0的两根,其中0<|c|<1,当(b1+b2+…+bn)≤3时,求c的取值范围.

解:

  首先,由题意对任意n∈N*,an·an+1=cn恒成立.

  ∴===c.又a1·a2=a2=c.

  ∴a1,a3,a5,…,a2n-1,…是首项为1,公比为c的等比数列,a2,a4,a6,…,a2n,…是首项为c,公比为c的等比数列.其次,由于对任意n∈N*,an+an+1=bn恒成立.

  ∴==c.又b1=a1+a2=1+c,b2=a2+a3=2c,

  ∴b1,b3,b5,…,b2n-1,…是首项为1+c,公比为c的等比数列,b2,b4,b6,…,b2n,…是首项为2c,公比为c的等比数列,

  ∴(b1+b2+b3+…+bn)

  = (b1+b3+b5+…)+(b2+b4+…)

  =≤3.

  解得c≤或c>1,∵0<|c|<1,∴0<c≤或-1<c<0.

  故c的取值范围是(-1,0)∪(0,].

例4、(2006浙江)已知函数=x3+x2,数列 {xn}(xn>0)的第一项x1=1,以后各项按如下方式取定:曲线y=f(x)在处的切线与经过(0,0)和(xn,f(xn))两点的直线平行(如图).求证:当n时:

  (I);(II)

  证明:(I)∵

  ∴曲线处的切线斜率

  ∵过两点的直线斜率是

  ∴.

  (II)∵函数时单调递增,

  而

  

  ∴,即

  因此

  又∵

  令

  ∵

  因此

例5、(07山东卷)设函数,其中

  证明:当时,函数没有极值点;当时,函数有且只有一个极值点,并求出极值.

证明:

  因为,所以的定义域为

  

  当时,如果上单调递增;

  如果上单调递减.

  所以当,函数没有极值点.

  当时,

  

  令,得(舍去),

  当时,的变化情况如下表:

0

极小值

  从上表可看出,函数有且只有一个极小值点,极小值为.无极大值.

  当时,的变化情况如下表:

0

极大值

  从上表可看出,函数有且只有一个极大值点,极大值为.无极小值.

  综上所述:当时,函数没有极值点;

  当时,

  若时,函数有且只有一个极小值点,极小值为,无极大值.

  若时,函数有且只有一个极大值点,极大值为,无极小值.

例6、(2006湖北) 设x=3是函数f(x)=(x2+ax+b)e3-x(x∈R)的一个极值点.

  (1)求a与b的关系式(用a表示b),并求f(x)的单调区间;

  (2)设>0,=().若存在使得||<1成立,求的取值范围.

解:

  (1)

  由f′(3)=0得

  所以

  

  令f′(x)=0得

  由于x=3是f(x)的极值点,故x1≠x2,即a≠-4,

  当时,,故f(x)在上为减函数,在上为增函数,在上为减函数.

  当a>-4时,x1>x2,故f (x)在(-∞,-a-1]上为减函数,在[-a-1,3]上为增函数,在[3,+∞)上为减函数.

  (2)当a>0时,-a-1<0,故f(x)在[0,3]上为增函数,在[3,+∞)上为减函数.

  因此f(x)在[0,4]上的值域为

  而在[0,4]上为增函数,所以值域为

  注意到

  故由假设知解得

  故的取值范围是

例7、定义在(0,+∞)上的函数,其中e=2.718 28…是自然对数的底数,a∈R.

  (1)若函数f(x)在点x=1处连续,求a的值;

  (2)若函数f(x)为(0,1)上的单调函数,求实数a的取值范围;并判断此时函数f(x)在(0,+∞)上是否为单调函数;

  (3)当x∈(0,1)时,记g(x)=lnf(x)+x2-ax. 试证明:对,当n≥2时,有

解:

  (1)∵f(1)=1,

  已知f(x)在点x=1处连续,∴有ea-1=1. ∴a=1.

  (2)当x∈(0,1)时,

  此时,

  ∵,∴不可能在(0,1)上恒小于0.

  故f(x)在(0,1)上必为增函数. ∴-2x2+ax+10在(0,1)上恒成立.

  在(0,1)上恒成立.

  设,x∈(0,1). ∵u(x)在(0,1)上是增函数,u(x)<1.

  ∴当a≥1时,f(x)在(0,1)上是增函数.

  当a=1时,f(x)在(0,+∞)上也是增函数;

  当a>1时,∵

  此时,f(x)在(0,+∞)上不是增函数.

  (3)当x∈(0,1)时,g(x)=lnf(x)+x2-ax=lnx. 当n≥2时,

  欲证

  即证

  需证

  即需证

  猜想:,其中t∈(0,1).

  下面证明之. 构造函数,t∈(0,1).

  ∵,∴h(t)在(0,1)上是减函数,而

  ∴h(t)>0,即有同理,设s(t)=lnt-t+1,t∈(0,1).

  ∵,∴s(t)在(0,1)上是增函数,而

  ∴s(t)<0,即有故有,其中t∈(0,1).

  分别取,有

  

  

  

  …

  

  相加,得

  即

  ∴

  即

  ∴

- 返回 -