2、不等式恒成立常见处理方法有三种:
第一种:分离变量求最值-----用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(>0,=0,<0) 第二种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-----(已知谁的范围就把谁作为主元); (请同学们参看2010省统测2)
例1:设函数y?f(x)在区间D上的导数为f?(x),f?(x)在区间D上的导数为g(x),若在区间D上,g(x)?0恒成立,则称函数y?f(x)在区间D上为“凸函数”,已知实数m是常数,
x4mx33x2
f(x)??? 1262
(1)若y?f(x)在区间?0,3?上为“凸函数”,求m的取值范围;
(2)若对满足m?2的任何一个实数m,函数f(x)在区间?a,b?上都为“凸函数”,求b?a的最大值.
例2:设函数f(x)??13x?2ax2?3a2x?b(0?a?1,b?R) 3
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;
(Ⅱ)若对任意的x?[a?1,a?2],不等式f?(x)?a恒成立,求a的取值范围.
(二次函数区间最值的例子)
第三种:构造函数求最值
题型特征:f(x)?g(x)恒成立?h(x)?f(x)?g(x)?0恒成立;从而转化为第一、二种题型
例3;已知函数f(x)?x3?ax2图象上一点P(1,b)处的切线斜率为?3,
t?62x?(t?1)x?3(t?0) 2
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)当x?[?1,4]时,求f(x)的值域;
(Ⅲ)当x?[1,4]时,不等式f(x)?g(x)恒成立,求实数t的取值范围。 g(x)?x3?
二、题型一:已知函数在某个区间上的单调性求参数的范围
解法1:转化为f'(x)?0或f'(x)?0在给定区间上恒成立, 回归基础题型
解法2:利用子区间(即子集思想);首先求出函数的单调增或减区间,然后让所给区间是求的增或减区间的子集;
做题时一定要看清楚“在(m,n)上是减函数”与“函数的单调减区间是(a,b)”,要弄清楚两句话的区别:前者是后者的子集
例4:已知a?R,函数f(x)?13a?12x?x?(4a?1)x. 122
(Ⅰ)如果函数g(x)?f?(x)是偶函数,求f(x)的极大值和极小值;
(Ⅱ)如果函数f(x)是(??,??)上的单调函数,求a的取值范围.
例5、已知函数f(x)?131x?(2?a)x2?(1?a)x(a?0). 32
(I)求f(x)的单调区间;
(II)若f(x)在[0,1]上单调递增,求a的取值范围。子集思想
三、题型二:根的个数问题
题1函数f(x)与g(x)(或与x轴)的交点======即方程根的个数问题 解题步骤
第一步:画出两个图像即“穿线图”(即解导数不等式)和“趋势图”即三次函数的大致趋势“是先增后减再增”还是“先减后增再减”;
第二步:由趋势图结合交点个数或根的个数写不等式(组);主要看极大值和极小值与0的关系;
第三步:解不等式(组)即可;
例6、已知函数f(x)?13(k?1)21x?x,g(x)??kx,且f(x)在区间(2,??)上为增函数. 323
(1) 求实数k的取值范围;
(2) 若函数f(x)与g(x)的图象有三个不同的交点,求实数k的取值范围.
根的个数知道,部分根可求或已知。
例7、已知函数f(x)?ax?312x?2x?c 2
(1)若x??1是f(x)的极值点且f(x)的图像过原点,求f(x)的极值;
12bx?x?d,在(1)的条件下,是否存在实数b,使得函数g(x)的图像与函数f(x)的2
图像恒有含x??1的三个不同交点?若存在,求出实数b的取值范围;否则说明理由。 (2)若g(x)?题2:切线的条数问题====以切点x0为未知数的方程的根的个数
32例7、已知函数f(x)?ax?bx?cx在点x0处取得极小值-4,使其导数f'(x)?0的x的取值范围
为(1,3),求:(1)f(x)的解析式;(2)若过点P(?1,m)可作曲线y?f(x)的三条切线,求实数m的取值范围.
题3:已知f(x)在给定区间上的极值点个数则有导函数=0的根的个数 解法:根分布或判别式法
例8、
例9、已知函数f(x)?a3121x?x,(a?R,a?0)(1)求f(x)的单调区间;(2)令g(x)=x4+f324 (x)(x∈R)有且仅有3个极值点,求a的取值范围.
其它例题:
(a?0)1、(最值问题与主元变更法的例子).已知定义在R上的函数f(x)?ax3?2ax2?b在
区间??2,1?上的最大值是5,最小值是-11.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若t?[?1,1]时,f?(x)?tx?0恒成立,求实数x的取值范围.
2、(根分布与线性规划例子)
(1)已知函数f(x)?x3?ax2?bx?c
(Ⅰ) 若函数f(x)在x?1时有极值且在函数图象上的点(0,1)处的切线与直线3x?y?0平行, 求23f(x)的解析式;
(Ⅱ) 当f(x)在x?(0,1)取得极大值且在x?(1,2)取得极小值时, 设点M(b?2,a?1)所在平面区域为S, 经过原点的直线L将S分为面积比为1:3的两部分, 求直线L的方程.
解: (Ⅰ). 由f?(x)?2x2?2ax?b, 函数f(x)在x?1时有极值 ,
∴ 2a?b?2?0
∵ f(0)?1 ∴ c?1
又∵ f(x)在(0,1)处的切线与直线3x?y?0平行,
∴ f?(0)?b??3 故 a?
∴ f(x)?1 22312x?x?3x?1 ……………………. 7分 32
2 (Ⅱ) 解法一: 由f?(x)?2x?2ax?b 及f(x)在x?(0,1)取得极大值且在x?(1,2)取得极小值,
?f?(0)?0?∴ ?f?(1)?0 即
?f?(2)?0??b?0??2a?b?2?0 令M(x,?4a?b?8?0??x?b?2y), 则 ? y?a?1?
?x?2?0?a?y?1?∴ ? ∴ ?2y?x?2?0 故点M所在平面区域S为如图△ABC, ?b?x?2?4y?x?6?0?
易得A(?2,30), B(?2,?1), C(2,?2), D(0,?1), E(0,?), S?ABC?2 2
同时DE为△ABC的中位线, S?DEC?1S 3四边形ABED
∴ 所求一条直线L的方程为: x?0
另一种情况设不垂直于x轴的直线L也将S分为面积比为1:3的两部分, 设直线L方程为y?kx,它与AC,BC分别交于F、G, 则 k?0, S四边形DEGF?1
由 ??y?kx2 得点F的横坐标为: xF?? 2k?1?2y?x?2?0
?y?kx6 得点G的横坐标为: xG?? 4k?14y?x?6?0?由 ?
∴S四边形DEGF解得: k??S?OGE?S?OFD ???13612??1??1即 16k2?2k?5?0 224k?122k?1151 或 k?? (舍去) 故这时直线方程为: y?x 282
1综上,所求直线方程为: x?0或y?x .…………….………….12分 2
(Ⅱ) 解法二: 由f?(x)?2x2?2ax?b 及f(x)在x?(0,1)取得极大值且在x?(1,2)取得极小值,
?f?(0)?0?∴ ?f?(1)?0 即
?f?(2)?0??b?0??2a?b?2?0 令M(x,?4a?b?8?0??x?b?2y), 则 ? ?y?a?1
?a?y?1∴ ? ∴ b?x?2?
易得A(?2,?x?2?0??2y?x?2?0 故点M所在平面区域S为如图△ABC, ?4y?x?6?0?30), B(?2,?1), C(2,?2), D(0,?1), E(0,?), S?ABC?2 2
同时DE为△ABC的中位线, S?DEC?1S ∴所求一条直线L的方程为: x?0 3四边形ABED
1x, 设直线BO与AC交于H , 2另一种情况由于直线BO方程为: y?
1?1?y?x由 ? 得直线L与AC交点为: H(?1,?) 22?2y?x?2?0?
∵ S?ABC?2, S?DEC1111111S?S?S??2?1??2??
???2?, ?ABH?ABO?AOH2222222
∴ 所求直线方程为: x?0 或y?1x 2
3、(根的个数问题)已知函数f(x)?ax3?bx2?(c?3a?2b)x?d (a?0)的图象如图所示。
(Ⅰ)求c、d的值;
(Ⅱ)若函数f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线方程为3x?y?11?0,
求函数f ( x )的解析式;
(Ⅲ)若x0?5,方程f(x)?8a有三个不同的根,求实数a的取值范围。
解:由题知:f?(x)?3ax2?2bx+c-3a-2b
(Ⅰ)由图可知 函数f ( x )的图像过点( 0 , 3 ),且f??1?= 0
?d?3?d?3得? ??c?03a?2b?c?3a?2b?0??
f??2?= – 3 且f ( 2 ) = 5 (Ⅱ)依题意
?12a?4b?3a?2b??3 解得a = 1 , b = – 6 ?8a?4b?6a?4b?3?5?
所以f ( x ) = x3 – 6x2 + 9x + 3
(Ⅲ)依题意 f ( x ) = ax3 + bx2 – ( 3a + 2b )x + 3 ( a>0 )
f??x?= 3ax2 + 2bx – 3a – 2b 由f??5?= 0?b = – 9a ① 若方程f ( x ) = 8a有三个不同的根,当且仅当 满足f ( 5 )<8a<f ( 1 ) ② 由① ② 得 – 25a + 3<8a<7a + 3?所以 当1<a<3 111<a<3时,方程f ( x ) = 8a有三个不同的根。???? 12分 11
14、(根的个数问题)已知函数f(x)?x3?ax2?x?1(a?R) 3
(1)若函数f(x)在x?x1,x?x2处取得极值,且x1?x2?2,求a的值及f(x)的单调区间;
(2)若a?1125,讨论曲线f(x)与g(x)?x?(2a?1)x?(?2?x?1)的交点个数. 226
2 解:(1)f'(x)?x?2ax?1
?x1?x2?2a,x1?x2??
1
?x1?x2???2
?a?0???????????????????????????2分
f?(x)?x2?2ax?1?x2?
1
令f?(x)?0得x??1,或x?1 令f?(x)?0得?1?x?1
∴f(x)的单调递增区间为(??,?1),(1,??),单调递减区间为(?1,1)????5分 (2)由题f(x)?g(x)得
1315x?ax2?x?1?x2?(2a?1)x? 326
13121
即x?(a?)x?2ax??0 326
13121
令?(x)?x?(a?)x?2ax?(?2?x?1)????????6分
326
???(x)?x2?(2a?1)x?2a?(x?2a)(x?1)
令??(x)?0得x?2a或x?1?????????????????7分
1 2
当2a??
2a??1?a?
9
?0,a?0,有一个交点;??????????9分 2
1
当2a??2即?1?a?时,
此时,?8a?
?a2(3?2a)??0, 36
99
∴当?8a??0即?1?a??时,有一个交点;
21699
?a?0时,有两个交点; 当?8a??0,且a?0即?
21619
当0?a?时,?8a??0,有一个交点.?????????13分
2291
综上可知,当a??或0?a?时,有一个交点;
162
9?a?0时,有两个交点.?????????????14分 16
x325、(简单切线问题)已知函数f(x)?2图象上斜率为3的两条切线间的距离为,函数5a
3bxg(x)?f(x)?2?3. a
(Ⅰ) 若函数g(x)在x?1处有极值,求g(x)的解析式; 当?
(Ⅱ) 若函数g(x)在区间[?1,1]上为增函数,且b2?mb?4?g(x)在区间[?1,1]上都成立,求实数m的取值范围.
第二篇:高考数学题型全归纳:等比数列与等差数列概念及性质对比典型例题(含答案)
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等比数列与等差数列概念及性质对比
1.数列的定义
顾名思义,数列就是数的序列,严格地说,按一定次序排列的一列数叫做数列.
数列的基本特征是:构成数列的这些数是有序的.
数列和数集虽然是两个不同的概念,但它们既有区别,又有联系.数列又是一类特殊的函数.
2.等差数列的定义
顾名思义,等差数列就是“差相等”的数列.严格地说,从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数的数列,叫做等差数列.
这个定义的要点有两个:一是“从第2项起”,二是“每一项与它的前一项的差等于同一个常数”.这两个要点,刻画了等差数列的本质.
3.等差数列的通项公式
等差数列的通项公式是:an= a1+(n-1)d . ①
这个通项公式既可看成是含有某些未知数的方程,又可将an看作关于变量n的函数,这为我们利用函数和方程的思想求解问题提供了工具.
从发展的角度看,将通项公式①进行推广,可获得更加广义的通项公式及等差数列的一个简单性质,并由此揭示等差数列公差的几何意义,同时也可揭示在等差数列中,当某两项的项数和等于另两项的项数和时,这四项之间的关系.
4.等差中项
A称作a与b的等差中项是指三数a,A,b成等差数列.其数学表示是:
,或2 A=a+b.
显然A是a和b的算术平均值. 2 A=a+b(或)是判断三数a,A,b成等差数列的一个依据,并且,2 A=a+b(或)是a,A,b成等差数列的充要条件.由此得,等差数列中从第2项起,每一项(有穷等差数列末项除外)都是它的前一项与后一项的等差中项.
值得指出的是,虽然用2A=a+b(或)可同时判定A是a与b的等差中项及A是b与a的等差中项,但两者的意义是不一样的,因为等差数列a,A,b与等差数列b,A,a不是同一个数列.
5.等差数列前n项的和
等差数列前n项和的公式是:, ①
或 ②
公式①和②均可看作方程.事实上,公式①和②中均含有四个量,若知其中任意三个量的值,便可通过解方程的办法求一个量的值.若将前n项和的公式与通项公式结合起来看,共有五个量,通常知道其中的任意三个量的值,通过解方程组就可求出其余的两个量的值.
公式①的结构形式与梯形的面积公式是一致的,这可由教材中码放钢管的示意图得到印证.
公式②中的也可看作关于变量n的二次式(d≠0时),其图像是在二次函数:的图像上当x取1,2,3,…时所对应的那群孤立点.这为我们利用函数的观点求解等差数列前n项和的最大值或最小值问题提供了直观的背景.
6.等比数列的定义
顾名思义,等比数列就是“比值相等”的数列.严格地说,从第2项起,每一项与它前一项的比等于同一个常数的数列,叫做等比数列.
和等差数列类似,这个定义也有两个要点:一是“从第2项起”,二是“每一项与它前一项的比等于同一个常数”.它们刻画了等比数列的本质.
7.等比数列的通项公式
等比数列的通项公式是:an= a1qn-1. ①
这里,一方面,可将an看作是n的函数,另一方面公式本身也可视为一个方程.从发展的角度看,将公式①进行适当推广,便可得更加广义的通项公式及等比数列的一个简单性质.
8.等比中项
G称作a与b的等比中项是指三数a,G,b,成等比数列.其数学表示是
,或 G2=ab.
显然,只有同两数才有等比中项;若两数有等比中项,若两数有等比中项,则必有两个,它们是一对互为相反数;一个等比数列从第2项起,每一项(有穷等比数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等比中项.
9.等比数列前n项的和
等比数列前n项和的公式是:
公式可视为一个方程,它含有四个量.若已知其中任意三个量的值,便可通过解方程求出另一个量的值.
公式
即.
从函数的观点看,Sn是关于qn的一次式,
因此点(qn,Sn)在直线上.