1、一.专题综述利用导数处理函数、方程和不等式问题是高考必考的内容，常以一道大题的形式出现，并且有一定的难度，往往放在解答题的后面两道题中的一个。试题考查丰富的数学思想，如函数与方程思想常应用解决函数与方程的相关问题，等价转化思想常应用于不等式恒成立问题和不等式证明问题，分类讨论思想常用于判断含有参数的函数的单调性、最值等问题，同时要求考生有较强的计算能力和综合问题的分析能力。纵观2011年各地的高考题，对于本专题常见的考点可分为八个方面，一是导数的几何意义的应用，二是导数运算和解不等式相联系，三是利用导数研究函数的单调性，四是利用导数研究函数的极值，五是利用导数研究函数的最值，六是利用导数研究不
2、等式的综合问题，七是利用导数研究实际应用问题的最优化问题，八是微积分的应用。二考纲解读1.了解导数概念的实际背景，理解导数的几何意义。2能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数能求简单的复合函数(仅限于形如f(axb)的复合函数)的导数3.了解函数单调性和导数的关系，能利用导数研究函数的单调性，会求函数的单调区间(其中多项式函数一般不超过三次)4了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件；会用导数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数一般不超过三次)；5.会求闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数一般不超过三次)6会利用导数解决某些实际问题掌握利用导数解决实
3、际生活中的优化问题的方法和步骤，如用料最少、费用最低、消耗最省、利润最大、效率最高等。7.掌握导数与不等式、几何等综合问题的解题方法。8.了解定积分的实际背景，了解定积分的基本思想，了解定积分的概念了解微积分基本定理的含义三 .2012年高考命题趋向1.求导公式和法则，以及导数的几何意义是高考的热点，题型既有选择题、填空题，又有解答题，难度中档左右，在考查导数的概念及其运算的基础上，又注重考查解析几何的相关知识. 预测2012年高考仍将以导数的几何意义为背景设置成的导数与解析几何的综合题为主要考点重点考查运算及数形结合能力。2.利用导数来研究函数的单调性和极值问题已成为炙手可热的考点，既有小题
4、，也有解答题，小题主要考查利用导数研究函数的单调性和极值，解答题主要考查导数与函数单调性，或方程、不等式的综合应用(各套都从不同角度进行考查) 预测2012年高考仍将以利用导数研究函数的单调性与极值为主要考向3利用导数来研究函数的最值及生活中优化问题成为高考的热点，试题大多有难度，考查时多与函数的单调性、极值结合命题，考生学会做综合题的能力预测2012年高考仍将以利用导数研究函数的单调性、极值与最值结合题目为主要考向，同时也应注意利用导数研究生活中的优化问题4.微积分基本定理是高中数学的新增内容通过分析近三年的高考试题，可以看到对它考查的频率较低，且均是以客观题的形式出现的，难度较小，着重于基
5、础知识、基本方法的考查四高频考点解读考点一 导数的几何意义例1 2011湖南卷 曲线y 在点M处的切线的斜率为()A B . C D.【答案】B【解析】 对y 求导得到:y，来源:学科网ZXXK当x，得到y.例2 2011山东卷 曲线yx311在点P(1,12)处的切线与y轴交点的纵坐标是()A9 B3 C9 D15【答案】C【解析】 因为y3x2，所以ky|x13，所以过点P(1,12)的切线方程为y123(x1)，即y3x9，所以与y轴交点的纵坐标为9.考点二 导数的运算例3 2011江西卷 若f(x)x22x4lnx，则f(x)0的解集为()A(0，) B(1,0)(2，)C(2，) D
6、(1,0)【答案】C【解析】 方法一：令f(x)2x20，又f(x)的定义域为x|x0，(x2)(x1)0(x0)，解得x2.故选C.方法二：令f(x)2x20，由函数的定义域可排除B、D，取x1代入验证，可排除A，故选C.例4 2011辽宁卷 函数f(x)的定义域为R，f(1)2，对任意xR，f(x)2，则f(x)2x4的解集为()A(1,1) B(1，) C(，1) D(，)【答案】B【解析】 设G(x)f(x)2x4，所以G(x)f(x)2，由于对任意xR，f(x)2，所以G(x)f(x)20恒成立，所以G(x)f(x)2x4是R上的增函，又由于G(1)f(1)2(1)40，所以G(x)
7、f(x)2x40，即f(x)2x4的解集为(1，)，故选B.考点三 利用导数研究函数的单调性例52011广东卷 设a0，讨论函数f(x)lnxa(1a)x22(1a)x的单调性【解答】 函数f(x)的定义域为(0，)f(x)，x20，所以f(x)在定义域内有唯一零点x1，且当0x0，f(x)在(0，x1)内为增函数；当xx1时，f(x)0，f(x)在(x1，)内为减函数f(x)的单调区间如下表：0a1(0，x1)(x1，x2)(x2，)(0，)(0，x1)(x1，)(其中x1，x2)例6 2011福建卷 已知a，b为常，且a0，函数f(x)axbaxlnx，f(e)2(e2.71828是自然对
8、数的底数)(1)求实b的值；(2)求函数f(x)的单调区间；(3)当a1时，是否同时存在实数m和M(m0时，由f(x)0得x1，由f(x)0得0x1；当a0得0x1，由f(x)1.综上，当a0时，函数f(x)的单调递增区间为(1，)，单调递减区间为(0,1)；当a0时，函数f(x)的单调递增区间为(0,1)，单调递减区间为(1，)(3)当a1时，f(x)x2xlnx，f(x)lnx.由(2)可得，当x在区间内变化时，f(x)，f(x)的变化情况如下表：x1(1，e)e来源:学。科。网f(x)0f(x)2单调递减极小值1单调递增2又20，知ax22ax10在R上恒成立，因此4a24a4a(a1)
9、0，由此并结合a0，知01，注意到函数x2ln3x在1，)内单调递增，故1x0e.再由(3)以及函数2xlnxx在(1，)内单调递增，可得1a3e.由(2)解得，3ea3e，所以3ea3e.综上，a的取值范围3ea3e.【解题技巧点睛】函数的单调性是使用导数研究函数问题的根本，函数的单调递增区间和单调递减区间的分界点就是函数的极值点，在含有字母参数的函数中讨论函数的单调性就是根据函数的极值点把函数的定义域区间进行分段，在各个段上研究函数的导数的符号，确定函数的单调性，也确定了函数的极值点，这是讨论函数的单调性和极值点情况进行分类的基本原则来源:学科网考点四 利用导数研究函数的最值问题 例102
10、011北京卷 已知函数f(x)(xk)2e.(1)求f(x)的单调区间；(2)若对于任意的x(0，)，都有f(x)，求k的取值范围【解答】 (1)f(x)(x2k2)e.令f(x)0，得xk.当k0时，f(x)与f(x)的情况如下：x(，k)k(k，k)k(k，)f(x)00f(x)4k2e10所以，f(x)的单调递增区间是(，k)和(k，)；单调递减区间是(k，k)当k0时，f(x)与f(x)的情况如下：x(，k)k(k，k)k(k，)f(x)00f(x)04k2e1所以，f(x)的单调递减区间是(，k)和(k，)；单调递增区间是(k，k)(2)当k0时，因为f(k1)e，所以不会有x(0，
11、)，f(x).当k0时，由(1)知f(x)在(0，)上的最大值是f(k).所以x(0，)，f(x)，等价于f(k).解得k0.故当x(0，)，f(x)时，k的取值范围是.例11 2011江西卷 设f(x)x3x22ax.(1)若f(x)在上存在单调递增区间，求a的取值范围；(2)当0a0)，则h(x).设k0，由h(x)知，当x1时，h(x)0，而h(1)0，故当x(0,1)时，h(x)0，可得h(x)0；当x(1，)时，h(x)0，可得h(x)0.从而当x0，且x1时，f(x)0，来源:Zxxk.Com即f(x).设0k1，由于当x时，(k1)(x21)2x0，故h(x)0，而h(1)0，故
12、当x时，h(x)0，可得h(x)0，从而f(x)的最大值为f，且f0.不妨设A(x1,0)，B(x2,0)，0x1x2，则0x1f(x1)0.从而x2x1，于是x0.由(1)知，f(x0)0. 【解题技巧点睛】在函数的解答题中有一类是研究不等式或是研究方程根的情况，基本的题目类型是研究在一个区间上恒成立的不等式(实际上就是证明这个不等式)，研究不等式在一个区间上成立时不等式的某个参数的取值范围，研究含有指数式、对数式、三角函数式等超越式的方程在某个区间上的根的个数等，这些问题依据基础初等函数的知识已经无能为力，就需要根据导数的方法进行解决使用导数的方法研究不等式和方程的基本思路是构造函数，通过
13、导数的方法研究这个函数的单调性、极值和特殊点的函数值，根据函数的性质推断不等式成立的情况以及方程实根的个数在高考题的大题中，每年都要设计一道函数大题.因为导数的引入，为函数问题的解决提供了操作工具.因此入手大家比较清楚，但是深入解决函数与不等式相结合的题目时，往往一筹莫展.原因是找不到两者的结合点，不清楚解决技巧.解题技巧总结如下：（1）树立服务意识：所谓“服务意识”是指利用给定函数的某些性质（一般第一问先让解决出来），如函数的单调性、最值等，服务于第二问要证明的不等式.（2）强化变形技巧：所谓“强化变形技巧”是指对于给出的不等式直接证明无法下手，可考虑对不等式进行必要的等价变形后，再去证明.
14、例如采用两边取对数（指数），移项通分等等.要注意变形的方向：因为要利用函数的性质，力求变形后不等式一边需要出现函数关系式.（3）巧妙构造函数：所谓“巧妙构造函数”是指根据不等式的结构特征，构造函数，利用函数的最值进行解决.在构造函数的时候灵活多样，注意积累经验，体现一个“巧妙”.考点七 利用导数研究实际问题例14 2011山东卷某企业拟建造如图所示的容器（不计厚度，长度单位：米），其中容器的中间为圆柱形，左右两端均为半球形，按照设计要求容器的容积为立方米，且假设该容器的建造费用仅与其表面积有关已知圆柱形部分每平方米建造费用为3千元，半球形部分每平方米建造费用为（）千元设该容器的建造费用为千元(
15、) 写出关于的函数表达式，并求该函数的定义域；() 求该容器的建造费用最小时的【解答】 (1)设容器的容积为V，由题意知Vr2lr3，又V，故lr.由于l2r，因此0r2.所以建造费用y2rl34r2c2r34r2c，因此y4(c2)r2，0r2.(2)由(1)得y8(c2)r，03，所以c20，当r30时，r.令m，则m0，所以y(rm)(r2rmm2)当0m时，当rm时，y0；当r(0，m)时，y0.所以rm是函y的极小值点，也是最小值点当m2即3c时，当r(0,2时，y0，函数单调递减，所以r2是函数y的最小值点综上所述，当3时，建造费用最小时r.【解题技巧点睛】利用导数解决生活中优化问
16、题的一般步骤：1分析实际问题中各量之间的关系，列出实际问题的数学模型，写出实际问题中变量之间的函数关系yf(x)，根据实际意义确定定义域；2求函数yf(x)的导数f(x)，解方程f(x)0得出定义域内的实根，确定极值点；3比较函数在区间端点和极值点处的函数值大小，获得所求的最大(小)值；4还原到原实际问题中作答考点八 微积分的应用例15 2011福建卷 (ex2x)dx等于()A1 Be1 Ce De1【答案】C【解析】 因为F(x)exx2，且F(x)ex2x，则(ex2x)dx(exx2)|(e1)(e00)e，故选C.例162011新课标全国由曲线，直线及轴所围成的图形的面积为( ) A
17、 B4 C D6 【答案】C【解析】如图，由 解得x4或x1.经检验x1为增根，x4，B(4,2)，又可求A(0，2)，所以阴影部分的面积S (x 2)dx .【解题技巧点睛】利用定积分求平面图形面积的关键是画出几何图形，结合图形位置，确定积分区间以及被积函数，从而得到面积的积分表达式，再利用微积分基本定理求出积分值求平面图形面积的步骤：(1)根据条件作出所求面积的区域草图；(2)通过图形直接判定(或联立方程组求出交点的横坐标)，确定积分上、下限；(3)根据图形的形状用积分面积公式计算所求区域的面积.针对训练一选择题1.（2012广西柳铁一中第一次月考）已知为实数，函数的导函数是偶函数，则曲线
18、在原点处的切线方程是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】2.（2012届浏阳一中高三第一次月考）函数在下面那个区间为增函数A B. C. D. 【答案】C【解析】因为,当时, 0,此时函数为增函数,故选C.3.（2012届四川自贡高三一诊）下列图像中，有且只有一个是函数的导数的图象，则的值为（ ）【答案】B【解析】由知，由的图象可得，所以.4.（银川一中2012届高三年级第四次月考）过点（0，1）且与曲线在点（3，2）处的切线垂直的直线的方程为( ) A B C D【答案】A【解析】所求直线的斜率为又过点（0,1），故直线方程为.5.（银川一中2012届高三年级第四次月考）若函数的
19、导函数，则使得函数单调递减的一个充分不必要条件是x( )A0，1 B3，5 C2，3 D2，4【答案】C【解析】则函数的单调递减为，2，3 ,故答案为C.6.（河北省唐山市2012届高三上学期摸底考试数学）.曲线与直线及所围成的封闭图形的面积为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】如图所示，所求封闭图形的面积。7.（2012届江西省重点中学协作体高三第一次联考）如图，设D是图中所示的矩形区域，E是D内函数图象上方的点构成的区域，向D中随机投一点，则该点落入E（阴影部分）中的概率为（ ）A B C D【答案】D【解析】 ，所以该点落入E（阴影部分）中的概率为。8.（浙江省名校新高考研究
20、联盟2012届第一次联考）已知函数，方程有四个实数根，则的取值范围为( ) -1A B C D 【答案】 【解析】的图像如图所示，极大值；记，要使得方程有四个零点，则必有两个零点且，又常数项为1，所以，故9.（2012北京海淀区高三年级第一学期期末试题）已知函数，那么下列命题中假命题是 （ ）（A）既不是奇函数也不是偶函数 （B）在上恰有一个零点 （C）是周期函数 （D）在上是增函数【答案】B【解析】 不是偶函数，不是奇函数，故A为真命题；解得由正弦函数图像可知在上又两个零点，故B错;故函数为周期函数，C为真命题；故D为真命题。故答案为B.二填空题10.(2011杭西高8月高三数学试题)垂直于
21、直线，且与曲线相切的直线的方程是_.【答案】3x+y+6=0【解析】垂直于直线的切线的斜率是-3,11（2012届浏阳一中高三第一次月考）若函数，其中为实数. 在区间上为减函数，且，则的取值范围 【答案】【解析】因为0对恒成立,所以0对恒成立, ,因为,所以对恒成立,容易求得.12.（2012湖北省孝感市度高中三年级第一次统一考试）对于三次函数，定义：设是函数的导数的导数，若方程有实数解，则称点为函数的“拐点”.有同学发现“任何一个三次函数都有拐点；任何一个三次函数都有对称中心；且拐点就是对称中心.”请你将这一发现作为条件,求(1) 函数对称中心为_.(2分）(2) 若函数，则=_.(3 分）
22、【答案】（1,1）；2012.【解析】(1)f(x)3x26x3，f(x)6x6，令6x60得x1，f(1)1，f(x)的对称中心为(1,1)(2)令h(x)x3x23x，k(x)，h(x)x2x3，h(x)2x1，由2x10得x，h(x)的对称中心为，h(x)h(1x)2，又k(x)的对称中心为，k(x)k(1x)0，三解答题13.【河北唐山市20112012学年度高三年级第一学期期末考试（文）】已知函数（1）若曲线在点处的切线斜率为-2，求a的值以及切线方程；（2）若是单调函数，求a的取值范围。解：（）f(x)12ax由题设，f(1)2a2，a1，此时f(1)0，切线方程为y2(x1)，即
23、2xy205分（）f(x)，令18a当a时，0，f(x)0，f(x)在(0，)单调递减10分当0a时，0，方程2ax2x10有两个不相等的正根x1，x2，不妨设x1x2，则当x(0，x1)(x2，)时，f(x)0，当x(x1，x2)时，f(x)0，这时f(x)不是单调函数综上，a的取值范围是，)12分【唐山市20112012学年度高三年级第一学期期末考试（理）】已知函数 （1）若是单调函数，求的取值范围；（）由（）知，当且仅当a(0，)时，f(x)有极小值点x1和极大值点x2，且x1x2，x1x2f(x1)f(x2)lnx1axx1lnx2axx2(lnx1lnx2)(x11)(x21)(x1
24、x2)ln(x1x2)(x1x2)1ln(2a)19分令g(a)ln(2a)1，a(0，则当a(0，)时，g(a)0，g(a)在(0，)单调递减，所以g(a)g()32ln2，即f(x1)f(x2)32ln212分14（2012年长春市高中毕业班第一次调研测试（文）已知定义在正实数集上的函数，其中设两曲线，有公共点，且在该点处的切线相同用表示，并求的最大值；求的极值解：（1）设与的公共点为.，由题意，.即，. （2分）得得：或（舍去）.即有. （4分）令，则.当，即时，；当，即时，.故在为增函数，在为减函数. （6分）于是在上的最大值为，即的最大值为. （8分）（2），则 （9分）所以在上为减
25、函数，在上为增函数，于是函数在时有极小值，无极大值. (12分)（2012年长春市高中毕业班第一次调研测试理）已知函数.求函数的最小值；若0对任意的恒成立，求实数a的值；在的条件下，证明：.解：（1）由题意，由得.当时, ；当时，.在单调递减，在单调递增.即在处取得极小值，且为最小值，其最小值为（4分）（2）对任意的恒成立，即在上，.由（1），设，所以.由得.在区间上单调递增，在区间上单调递减，在处取得极大值.因此的解为，.（8分）来源:学科网ZXXK（3）由（2）知，因为，所以对任意实数均有，即.令 ，则.（12分）15（2012届惠州市高三第二次调研考试数学试题(文科） 已知函数为奇函数，
26、且在处取得极大值2. （1）求函数的解析式； （2）记，求函数的单调区间。解：（1）由（0）为奇函数，代入得， 1分，且在取得极大值2.解得，4分（2），定义域为 5分1当，即时，函数在上单调递减；7分2当，函数在上单调递减； 9分3当，令，解得，结合，得11分令，解得12分时，函数的单调递增区间为，递减区间为，13分综上，当时，函数的单调递减区间为，无单调递增区间，当时，函数的单调递增区间为，递减区间为14分（2012届惠州市高三第二次调研考试数学试题(理科） 已知二次函数的图象经过点、与点，设函数在和处取到极值，其中，。（1）求的二次项系数的值；（2）比较的大小（要求按从小到大排列）；（3
27、）若，且过原点存在两条互相垂直的直线与曲线均相切，求。解：（1）由题意可设，又函数图象经过点，则，得. 2分（2）由（1）可得。所以， 4分函数在和处取到极值， 故， 5分， 7分又，故。 8分（3）设切点，则切线的斜率又，所以切线的方程是 9分又切线过原点，故所以，解得，或。 10分两条切线的斜率为，由，得， 12分所以，又两条切线垂直，故，所以上式等号成立，有，且。所以。 14 分16.（2012北京海淀区高三年级第一学期期末试题）已知函数，其中是常数.（） 令，解得或. 6分当，即时，在区间上，所以是上的增函数.所以 方程在上不可能有两个不相等的实数根. 8分当，即时，随的变化情况如下表
28、 由上表可知函数在上的最小值为. 10分因为 函数是上的减函数，是上的增函数，且当时，有. 11分所以 要使方程在上有两个不相等的实数根，的取值范围必须是. 13分17.（荆州市2012届高中毕业班质量检查（）文）设二次函数的图像过原点，的导函数为，且，（1）求函数，的解析式；（2）求的极小值；（3）是否存在实常数和，使得和若存在，求出和 的值；若不存在，说明理由。解：（1）由已知得，则，从而，。由 得，解得。4分（2），求导数得。7分在（0,1）单调递减，在（1,+）单调递增，从而的极小值为 9分（3）因与有一个公共点（1，1），而函数在点（1，1）处的切线方程为。下面验证都成立即可。由得，知恒成立。设，即，对求导得，在（0，1）上单调递增，在上单调递减，所以的最大值为，所以恒成立。故存在这样的实常数和，且。14分（荆州市2012届高中毕业班质量检查（）理）已知函数（）讨论函数的单调性；（）若对于任意的，若函数在区间上有最值，求实数的取值范围; （）求证：（）令a=1此时,由（）知在（0，1）上单调递增，在（1，+）上单调递减，当时，对一切成立，对一切成立，则有 12分 .14分
