题海拾贝 管中窥豹

2016-05-27 07:38过家福张心刚
新高考·高三数学 2016年2期
关键词:极值切线最值

过家福 张心刚

导数是高中数学限定选修课中的重要内容,是解决研究函数等问题的强有力的工具,运用导数的有关知识研究函数的性质(如单调性、极值、最值),解决与切线有关的问题,证明不等式,构造函数求变量的范围等,深受命题者青睐,成为历年各级考试或高考的热点之一,但很多同学在应用过程中经常会出现一些诸如认识上的偏差,转化能力的缺失,致使每每解题失误或得分艰难.

纵观近年来各地高考,与导数相关的内容考查力度也较大,且每每以综合题或压轴题面孔出现,难度较大本文.本文结合自己对新教材的理解、教学体会和各类型相关考题的分析研究,就几年来导数知识在考题中的常见呈现形式和破解策略进行梳理,主要归结为如下几种类型:

一、应用导数的几何意义研究曲

线的切线问题

例1 在平面直角坐标系xOy中,已知P是函数y=ex(x>O)的图象上的动点,该图象在P处的切线l交y轴于点M,过点P作l的垂线交y轴于点N,设线段MN的中点的纵坐标为t,则t的最大值是

评析 本题综合程度较高,以切线为切入口,变换直线位置关系,表示所需基本量(纵坐标),运用导数作为工具进行处理,牵涉变量较多,对同学们推理运算能力要求较高.这些题目都考查导数的几何意义,在填空题中也是一种典型题型,不容忽视,

二、应用导数的方法研究函数的极值、最值和单调区间等问题

评析 给定函数直接求给定区间上的最值和极值一般考查不多,更多的是含参数求范围问题,往往需要转化,深入理解概念。比如,若f(x)在定义域内可导,则、f'(x0)=0只是x0为f(x)的极值点的必要不充分条件.或者说只有在x=x0的两侧f'(x)符号相反,x=x0才为f(x)的极值点,而学生初学导数时往往会忽略这一点,以为一个函数有极值的条件便是导函数对应的方程有实数解.所以在学习这部分内容时,我们应该清晰概念,理解其内在联系,充分挖掘题目条件,培养严谨分析问题的思维能力.

三、应用导数的方法研究实际应用问题中的最优化问题

例3 如图,某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD的两个项点A,B及CD的中点P处.AB=20km,BC=10km.为了处理这三家工厂的污水,现要在该矩形区域上(含边界)且与A,B等距的一点0处,建造一个污水处理厂,并铺设三条排污管道AO,BO,PO.记铺设管道的总长度为ykm.

(l)按下列要求建立函数关系式:

(i)设/BAO=θ(rad),将y表示成θ的函数;(ii)设OP=x(km),将y表示成x的函数;

(2)请你选用(l)中的一个函数关系确定污水处理厂的位置,使铺设的污水管道的总长度最短.

评析 本小题主要考查函数最值的应用,要求针对不同变量的选取建立相应的函数模型,充分体现构建函数的多样性和灵活性,要求同学们具备较强的分析推理能力,同时对一类问题学会反思和提升.应用导数研究函数及应用问题的最值,在近几年的高考题中频频出现,这些问题都是利用导数解决生活中的优化问题,基本思维流程是:梳理题目条件→构建变量间函数关系(建模)→导数方法处理。

四、应用导数证明不等式问题、求参数范围等综合问题

例4 证明:当x>0时,有1+2x2x

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