导数的应用、复数
1.用导数研究函数的单调性。在区间内可导,若>0,则在上递增;若<0,则在上递减. 注意:为正(负)是函数递增(减)充分不必要条件。如果函数f(x)在区间(a,b)内可导且不是常函数,上述结论可以改进为:f(x)在区间(a,b)上单调递增≥0在(a,b)上恒成立;f(x)在区间(a,b)上单调递减≤0在(a,b)上恒成立
[举例1]已知函数若在是增函数,求实数的范围。
解析:≥0在上恒成立在上恒成立
而在上的最小值为16,故。
[举例2]已知定义在R上的函数y=f(x)的导函数f/(x)在R上也可导,且其导函数[f/(x)]/<0,
则y=f(x)的图象可能是下图中的 ( C )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
解析:由[f/(x)]/<0知f/(x)在R上递减,即函数y=f(x)的图象上从左到右各点处的切线斜率递减,不难看出图象②③满足这一要求。
[举例3] f(x)是定义在(0,+∞)上的非负可导函数,且满足xf/(x)+f(x)≤0,对任意正数a、b,若a<b,则必有 ( ) (07陕西理11)
A.af(b) ≤bf(a) B.bf(a) ≤af(b)
C.af(a) ≤f(b) D.bf(b) ≤f(a)
解析:xf/(x)+f(x)≤0[xf(x)]/ ≤0函数F(x)= xf(x) 在(0,+∞)上为常函数或递减,
又0<a<b且f(x)非负,于是有:af(a)≥bf(b)≥0 ① ②
①②两式相乘得: af(b) ≤bf(a),故选A。
注:本题的难点在对不等式②的设计,需要经验更需要灵感。
[巩固1]函数在)上递增,的取值范围是 。
[巩固2设是函数的导函数,将和的图象画在同一个直角坐标系中,不可能正确的是( ) (07浙江理8)
[巩固3]函数f(x)、g(x)在R上可导,且f/(x)>g/(x),若a>b,则 ( )
A.f(a)>g(b) B.g(a)<f(b)
C.f(a) -f(b) <g(a)- g(b) D.f(a) -f(b) >g(a)- g(b)
2.“极值点”不是“点”,而是方程的根。是函数极值点则;但是,未必是极值点(还要求函数在左右两侧的单调性相反);若
(或)恒成立,则函数无极值。
[举例1] 已知函数在处取得极大值,在处取得极小值,且.(1)证明;(2)若z=a+2b,求z的取值范围。
解析:函数的导数.
(Ⅰ)由函数在处取得极大值,在处取得极小值,知是的两个根.所以;当时,为增函数,,由,得.
(Ⅱ)在题设下,等价于 即.
化简得.此不等式组表示的区域为平面上三条直线:
所围成的的内部,由“线性规划”的知识容易求得:的取值范围为.
[举例2] 已知函数在处有极值10,则
解析: ,∴= ①
② 由①②得:或
当时,,此时函数无极值,舍去;
当时,函数在处左减右增,有极小值;
此时∴18 。注:在解决“已知函数的极值点求参变量”的问题时,为避免“增根”,需将求出的参变量的值代入检验其是否为完全平方式,若是则函数无极值(单调),否则有极值;也可以对再次求导,看的值,为0则无极值,为正则有极小值,为负则有极大值。
[巩固1]已知在区间[0,1]上是增函数,在区间上是减函数,又(Ⅰ)求的解析式; (Ⅱ)若在区间(m>0)上恒有≤x成立,求m的取值范围.
[举例2]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.(07高考山东文21)
3.求在闭区间内的最值的步骤:(1)求导数(2)求导数方程=0的根(3)检查在根的左右值的符号,列表求得极值;也可通过解不等式≥0及≤0确定函数在给定区间内的单调情况,再确定函数的极值;最后将极值与区间端点的函数值比较以确定最值。
[举例1] 设函数在及时取得极值.
(Ⅰ)求a、b的值;(Ⅱ)若对于任意的,都有成立,求c的取值范围.
解析:(Ⅰ),由,.解得,.
(Ⅱ)在[0,3]上恒成立即,
由(Ⅰ)可知,,.
当时,;当时,;当时,.
即在0,1]上递增,[1,2]上递减,[2,3]上递增;∴当时,取得极大值,又.故当时,的最大值为.
于是有:,解得 或,因此的取值范围为。
[举例2] 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;
解析:设与在公共点处的切线相同.
,,由题意,.
即由得:,或(舍去).
即有.
令,则.于是当,即时,;当,即时,.故在为增函数,
在为减函数,∴在的最大值为.
[巩固1] 设函数,求在区间的最大值和最小值.
[巩固2] 已知函数,其图象为曲线C
(1) 直线l:y=x+1与曲线C相切于x轴上一点,求的a、b的值
(2)是否存在实数a、b,使f(x)在[-1、2]上取得最大值为3,最小值为-29。若存在,求出a、b的值,并指出函数y=f(x)的单调递增区间;若不存在,请说明理由。
4.复数包括实数和虚数,实数是虚部为0的复数;-1的“平方根”为,= -1,,=1,;复数运算遵循有理式的运算法则;复数的商一般将分母“实数化”(分子分母同乘分母的共扼复数);两个虚数不能比较大小;两个复数相等当且仅当它们的实部相等,虚部也相等;复数(∈R,∈R)在复平面内唯一对应点(,)。
[举例1] 设是实数,且是实数,则( )
A. B. C. D.
解析:==∈R,则1
[举例2] 已知,且(是虚数单位)是实系数一元二次方程
的两个根,那么的值分别是( )A
A. B.
C. D.
解析:分别将代入方程得: ①
② 对①②整理得:
;解得:。本题也可以用“韦达定理”求解:
③, ④ 对③④整理得:
。
[巩固1]在复平面内,复数z=对应的点位于
(A)第一象限 (B)第二象限 (C)第在象限 (D)第四象限
[巩固2] 设复数满足,则( )
A. B. C. D.
答案
1、[巩固1],[巩固2]D,[巩固3]D,2、[巩固1] ..
[巩固2];3、[巩固1] [巩固2] (1)a=,b= (2)a=2,b=3 f(x)在(-1,0)上单调递增;a=-2,b=-29 f(x)在(0、2)上单调递增。4、[巩固1] D,[巩固2] C
数学选修2-2导数及其应用知识点必记
1.函数的平均变化率为
注1:其中是自变量的改变量,可正,可负,可零。
注2:函数的平均变化率可以看作是物体运动的平均速度。
2、导函数的概念:函数在处的瞬时变化率是,则称函数在点处可导,并把这个极限叫做在处的导数,记作或,即=.
3.函数的平均变化率的几何意义是割线的斜率;函数的导数的几何意义是切线的斜率。
4导数的背景(1)切线的斜率;(2)瞬时速度;(3)边际成本。
5、常见的函数导数和积分公式
6、常见的导数和定积分运算公式:若,均可导(可积),则有:
6.用导数求函数单调区间的步骤:①求函数f(x)的导数②令>0,解不等式,得x的范围就是递增区间.③令<0,解不等式,得x的范围,就是递减区间;[注]:求单调区间之前一定要先看原函数的定义域。
7.求可导函数f(x)的极值的步骤:(1)确定函数的定义域。(2) 求函数f(x)的导数 (3)求方程=0的根(4) 用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,检查在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么f(x)在这个根处无极值
8.利用导数求函数的最值的步骤:求在上的最大值与最小值的步骤如下: ⑴求在上的极值;⑵将的各极值与比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值。[注]:实际问题的开区间唯一极值点就是所求的最值点;
9.求曲边梯形的思想和步骤:分割近似代替求和取极限 (“以直代曲”的思想)
10.定积分的性质
根据定积分的定义,不难得出定积分的如下性质:
性质1
性质5 若,则
①推广:
②推广:
11定积分的取值情况:定积分的值可能取正值,也可能取负值,还可能是0.
( l )当对应的曲边梯形位于 x 轴上方时,定积分的值取正值,且等于x轴上方的图形面积;
(2)当对应的曲边梯形位于 x 轴下方时,定积分的值取负值,且等于x轴上方图形面积的相反数;
(3)当位于 x 轴上方的曲边梯形面积等于位于 x 轴下方的曲边梯形面积时,定积分的值为0,且等于x轴上方图形的面积减去下方的图形的面积.
12.物理中常用的微积分知识(1)位移的导数为速度,速度的导数为加速度。(2)力的积分为功。
推理与证明知识点
13.归纳推理的定义:从个别事实中推演出一般性的结论,像这样的推理通常称为归纳推理。
归纳推理是由部分到整体,由个别到一般的推理。
14.归纳推理的思维过程
大致如图:
15.归纳推理的特点: ①归纳推理的前提是几个已知的特殊现象,归纳所得的结论是尚属未知的一般现象。②由归纳推理得到的结论具有猜测的性质,结论是否真实,还需经过逻辑证明和实验检验,因此,它不能作为数学证明的工具。③归纳推理是一种具有创造性的推理,通过归纳推理的猜想,可以作为进一步研究的起点,帮助人们发现问题和提出问题。
16.类比推理的定义:根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相似或相同,推演出它们在其他方面也相似或相同,这样的推理称为类比推理。类比推理是由特殊到特殊的推理。
17.类比推理的思维过程
18.演绎推理的定义:演绎推理是根据已有的事实和正确的结论(包括定义、公理、定理等)按照严格的逻辑法则得到新结论的推理过程。演绎推理是由一般到特殊的推理。
19.演绎推理的主要形式:三段论
20.“三段论”可以表示为:①大前题:M是P②小前提:S是M ③结论:S是P。
其中①是大前提,它提供了一个一般性的原理;②是小前提,它指出了一个特殊对象;③是结论,它是根据一般性原理,对特殊情况做出的判断。
21.直接证明是从命题的条件或结论出发,根据已知的定义、公理、定理,直接推证结论的真实性。直接证明包括综合法和分析法。
22.综合法就是“由因导果”,从已知条件出发,不断用必要条件代替前面的条件,直至推出要证的结论。
23.分析法就是从所要证明的结论出发,不断地用充分条件替换前面的条件或者一定成立的式子,可称为“由果索因”。要注意叙述的形式:要证A,只要证B,B应是A成立的充分条件. 分析法和综合法常结合使用,不要将它们割裂开。
24反证法:是指从否定的结论出发,经过逻辑推理,导出矛盾,证实结论的否定是错误的,从而肯定原结论是正确的证明方法。
25.反证法的一般步骤(1)假设命题结论不成立,即假设结论的反面成立; (2)从假设出发,经过推理论证,得出矛盾;(3)从矛盾判定假设不正确,即所求证命题正确。
26常见的“结论词”与“反义词”
27.反证法的思维方法:正难则反
28.归缪矛盾(1)与已知条件矛盾:(2)与已有公理、定理、定义矛盾; (3)自相矛盾.
29.数学归纳法(只能证明与正整数有关的数学命题)的步骤(1)证明:当n取第一个值时命题成立;(2)假设当n=k (k∈N*,且k≥n0)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立.由(1),(2)可知,命题对于从n0开始的所有正整数n都正确 [注]:常用于证明不完全归纳法推测所得命题的正确性的证明。
数系的扩充和复数的概念知识点
30.复数的概念:形如a+bi的数叫做复数,其中i叫虚数单位,叫实部, 叫虚部,数集叫做复数集。
规定:a=c且b=d,强调:两复数不能比较大小,只有相等或不相等。
31.数集的关系:
32.复数的几何意义:复数与平面内的点或有序实数对一一对应。
33.复平面:根据复数相等的定义,任何一个复数,都可以由一个有序实数对唯一确定。由于有序实数对与平面直角坐标系中的点一一对应,因此复数集与平面直角坐标系中的点集之间可以建立一一对应。这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面,轴叫做实轴,轴叫做虚轴。实轴上的点都表示实数,除了原点外,虚轴上的点都表示纯虚数。
34.求复数的模(绝对值)与复数对应的向量的模叫做复数的模(也叫绝对值)记作。由模的定义可知:
35.复数的加、减法运算及几何意义①复数的加、减法法则:,则。注:复数的加、减法运算也可以按向量的加、减法来进行。
②复数的乘法法则:。
③复数的除法法则:其中叫做实数化因子
36.共轭复数:两复数互为共轭复数,当时,它们叫做共轭虚数。
常见的运算规律
设是1的立方虚根,则,
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