高考數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用必考知識點整理
導(dǎo)數(shù),也叫導(dǎo)函數(shù)值。又名微商,是微積分中的重要基礎(chǔ)概念。以下是小編整理的高考數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用必考知識點整理,希望對大家有所幫助。
一、函數(shù)的單調(diào)性
在(a,b)內(nèi)可導(dǎo)函數(shù)f(x),f′(x)在(a,b)任意子區(qū)間內(nèi)都不恒等于0。
f′(x)≥0?f(x)在(a,b)上為增函數(shù)。
f′(x)≤0?f(x)在(a,b)上為減函數(shù)。
1、f′(x)>0與f(x)為增函數(shù)的關(guān)系:f′(x)>0能推出f(x)為增函數(shù),但反之不一定.如函數(shù)f(x)=x3在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,但f′(x)≥0,所以f′(x)>0是f(x)為增函數(shù)的充分不必要條件。
2、可導(dǎo)函數(shù)的極值點必須是導(dǎo)數(shù)為0的點,但導(dǎo)數(shù)為0的點不一定是極值點,即f′(x0)=0是可導(dǎo)函數(shù)f(x)在x=x0處取得極值的必要不充分條件.例如函數(shù)y=x3在x=0處有y′|x=0=0,但x=0不是極值點.此外,函數(shù)不可導(dǎo)的點也可能是函數(shù)的極值點。
3、可導(dǎo)函數(shù)的極值表示函數(shù)在一點附近的情況,是在局部對函數(shù)值的比較;函數(shù)的最值是表示函數(shù)在一個區(qū)間上的情況,是對函數(shù)在整個區(qū)間上的函數(shù)值的比較。
二、函數(shù)的極值
1、函數(shù)的極小值:
函數(shù)y=f(x)在點x=a的函數(shù)值f(a)比它在點x=a附近其它點的函數(shù)值都小,f′(a)=0,而且在點x=a附近的左側(cè)f′(x)<0 f="" x="">0,則點a叫做函數(shù)y=f(x)的極小值點,f(a)叫做函數(shù)y=f(x)的極小值。
2、函數(shù)的極大值:
函數(shù)y=f(x)在點x=b的函數(shù)值f(b)比它在點x=b附近的其他點的函數(shù)值都大,f′(b)=0,而且在點x=b附近的左側(cè)f′(x)>0,右側(cè)f′(x)<0,則點b叫做函數(shù)y=f(x)的極大值點,f(b)叫做函數(shù)y=f(x)的極大值。
極小值點,極大值點統(tǒng)稱為極值點,極大值和極小值統(tǒng)稱為極值。
三、函數(shù)的最值
1、在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)的函數(shù)f(x)在[a,b]上必有最大值與最小值。
2、若函數(shù)f(x)在[a,b]上單調(diào)遞增,則f(a)為函數(shù)的最小值,f(b)為函數(shù)的最大值;若函數(shù)f(x)在[a,b]上單調(diào)遞減,則f(a)為函數(shù)的最大值,f(b)為函數(shù)的最小值。
四、求可導(dǎo)函數(shù)單調(diào)區(qū)間的一般步驟和方法
1、確定函數(shù)f(x)的定義域;
2、求f′(x),令f′(x)=0,求出它在定義域內(nèi)的一切實數(shù)根;
3、把函數(shù)f(x)的間斷點(即f(x)的無定義點)的橫坐標(biāo)和上面的各實數(shù)根按由小到大的順序排列起來,然后用這些點把函數(shù)f(x)的定義區(qū)間分成若干個小區(qū)間;
4、確定f′(x)在各個開區(qū)間內(nèi)的'符號,根據(jù)f′(x)的符號判定函數(shù)f(x)在每個相應(yīng)小開區(qū)間內(nèi)的增減性.
五、求函數(shù)極值的步驟
1、確定函數(shù)的定義域;
2、求方程f′(x)=0的根;
3、用方程f′(x)=0的根順次將函數(shù)的定義域分成若干個小開區(qū)間,并形成表格;
4、由f′(x)=0根的兩側(cè)導(dǎo)數(shù)的符號來判斷f′(x)在這個根處取極值的情況.
六、求函數(shù)f(x)在[a,b]上的最大值和最小值的步驟
1、求函數(shù)在(a,b)內(nèi)的極值;
2、求函數(shù)在區(qū)間端點的函數(shù)值f(a),f(b);
3、將函數(shù)f(x)的各極值與f(a),f(b)比較,其中最大的一個為最大值,最小的一個為最小值。
性質(zhì)
單調(diào)性
(1)若導(dǎo)數(shù)大于零,則單調(diào)遞增;若導(dǎo)數(shù)小于零,則單調(diào)遞減;導(dǎo)數(shù)等于零為函數(shù)駐點,不一定為極值點。需代入駐點左右兩邊的數(shù)值求導(dǎo)數(shù)正負(fù)判斷單調(diào)性。
(2)若已知函數(shù)為遞增函數(shù),則導(dǎo)數(shù)大于等于零;若已知函數(shù)為遞減函數(shù),則導(dǎo)數(shù)小于等于零。
根據(jù)微積分基本定理,對于可導(dǎo)的函數(shù),有:
如果函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)在某一區(qū)間內(nèi)恒大于零(或恒小于零),那么函數(shù)在這一區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增(或單調(diào)遞減),這種區(qū)間也稱為函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。導(dǎo)函數(shù)等于零的點稱為函數(shù)的駐點,在這類點上函數(shù)可能會取得極大值或極小值(即極值可疑點)。進(jìn)一步判斷則需要知道導(dǎo)函數(shù)在附近的符號。對于滿足的一點,如果存在使得在之前區(qū)間上都大于等于零,而在之后區(qū)間上都小于等于零,那么是一個極大值點,反之則為極小值點。
x變化時函數(shù)(藍(lán)色曲線)的切線變化。函數(shù)的導(dǎo)數(shù)值就是切線的斜率,綠色代表其值為正,紅色代表其值為負(fù),黑色代表值為零。
凹凸性
可導(dǎo)函數(shù)的凹凸性與其導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性有關(guān)。如果函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)在某個區(qū)間上單調(diào)遞增,那么這個區(qū)間上函數(shù)是向下凹的,反之則是向上凸的。如果二階導(dǎo)函數(shù)存在,也可以用它的正負(fù)性判斷,如果在某個區(qū)間上恒大于零,則這個區(qū)間上函數(shù)是向下凹的,反之這個區(qū)間上函數(shù)是向上凸的。曲線的凹凸分界點稱為曲線的拐點。
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