函数与导数
[回归教材]
1.基本导数公式
C′=0(C为常数);
(xα)′=αxα-1(α∈Q
);
(sin
x)′=cos
x;
(cos
x)′=-sin
x;
(ax)′=axln
a(a>0且a≠1);(ex)′=ex;
(logax)′=(a>0且a≠1);(ln
x)′=.
2.函数单调性和奇偶性的重要结论
(1)当f
(x),g(x)同为增(减)函数时,f
(x)+g(x)则为增(减)函数;
(2)奇函数在对称的两个区间上有相同的单调性,偶函数在对称的两个区间上有相反的单调性;
(3)f
(x)为奇函数?f
(x)的图象关于原点对称;
f
(x)为偶函数?f
(x)的图象关于y轴对称.
(4)偶函数的和、差、积、商是偶函数,奇函数的和、差是奇函数,积、商是偶函数,奇函数与偶函数的积、商是奇函数;
(5)定义在(-∞,+∞)上的奇函数的图象必过原点,即有f
(0)=0.存在既是奇函数,又是偶函数的函数:f
(x)=0.
3.抽象函数的周期性与对称性的结论
(1)函数的周期性
①若函数f
(x)满足f
(x+a)=f
(x-a),则f
(x)为周期函数,T=2|a|;
②若满足f
(x+a)=-f
(x),则f
(x)是周期函数,T=2|a|;
③若满足f
(x+a)=,则f
(x)是周期函数,T=2|a|.
(2)函数图象的对称性
①若函数y=f
(x)满足f
(a+x)=f
(a-x),即f
(x)=f
(2a-x),则f
(x)的图象关于直线x=a对称;
②若函数y=f
(x)满足f
(a+x)=-f
(a-x),即f
(x)=-f
(2a-x),则f
(x)的图象关于点(a,0)对称;
③若函数y=f
(x)满足f
(a+x)=f
(b-x),则函数f
(x)的图象关于直线x=对称.
4.函数图象平移变换的相关结论
(1)把y=f
(x)的图象沿x轴左右平移|c|个单位(c>0时向左移,c<0时向右移)得到函数y=f
(x+c)的图象(c为常数);
(2)把y=f
(x)的图象沿y轴上下平移|b|个单位(b>0时向上移,b<0时向下移)得到函数y=f
(x)+b的图象(b为常数).
5.函数图象伸缩变换的相关结论
(1)把y=f
(x)的图象上各点的纵坐标伸长(a>1)或缩短(0<a<1)到原来的a倍,而横坐标不变,得到函数y=af
(x)(a>0)的图象;
(2)把y=f
(x)的图象上各点的横坐标伸长(01)到原来的倍,而纵坐标不变,得到函数y=f
(bx)(b>0)的图象.
6.常见的含有导函数的几种不等式构造原函数类型
(1)原函数是函数的和、差组合
①对于f
′(x)>g′(x),构造函数h(x)=f
(x)-g(x);
②对于f
′(x)+g′(x)>0,构造函数h(x)=f
(x)+g(x).
(2)原函数是函数的乘、除组合
①对于f
′(x)g(x)+f
(x)g′(x)>0(<0),构造函数h(x)=f
(x)g(x);
②对于f
′(x)g(x)-f
(x)g′(x)>0(<0),构造函数h(x)=(g(x)≠0).
特别地,对于xf
′(x)+f
(x)>0(<0),构造函数h(x)=xf
(x);
对于xf
′(x)-f
(x)>0(<0),构造函数h(x)=.
(3)原函数是ex的乘、除组合
①对于f
′(x)+f
(x)>0(<0),构造函数h(x)=exf
(x);
②对于f
′(x)-f
(x)>0(<0),构造函数h(x)=.
【易错提醒】
1.求函数单调区间时,多个单调区间之间不能用符号“∪”和“或”连接,可用“和”连接或用“,”隔开.单调区间必须是“区间”,而不能用集合或不等式代替.
2.判断函数的奇偶性,要注意定义域必须关于原点对称,有时还要对函数式化简整理,但必须注意使定义域不受影响.
3.分段函数是在其定义域的不同子集上,分别用不同的式子来表示对应关系的函数,它是一个函数,而不是几个函数.
4.不能准确理解导函数的几何意义,易忽视切点(x0,f
(x0))既在切线上,又在函数图象上,而导致某些求导数的问题不能正确解出.
5.易混淆函数的极值与最值的概念,错以为f
′(x0)=0是函数y=f
(x)在x=x0处有极值的充分条件.
[保温训练]
1.函数f
(x)=-的定义域为( )
A.[1,10]
B.[1,2)∪(2,10]
C.(1,10]
D.(1,2)∪(2,10]
D [由题意知
解得1<x≤10且x≠2.]
2.已知函数f
(x)=若f
(f
(0))=a2+1,则实数a=( )
A.-1
B.2
C.3
D.-1或3
D [由题意可知,f
(0)=2,而f
(2)=4+2a,由于f
(f
(0))=a2+1,所以a2+1=4+2a,所以a2-2a-3=0,解得a=-1或a=3.故选D.]
3.[多选]函数y=f
(x)的导函数的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.(-1,3)为函数y=f
(x)的单调递增区间
B.(3,5)为函数y=f
(x)的单调递减区间
C.函数y=f
(x)在x=0处取得极大值
D.函数y=f
(x)在x=5处取得极小值
ABD [由函数y=f
(x)的导函数的图象可知,当x<-1或3<x<5时,f
′(x)<0,y=f
(x)单调递减;当x>5或-1<x<3时,f
′(x)>0,y=f
(x)单调递增.
所以函数y=f
(x)的单调递减区间为(-∞,-1),(3,5),单调递增区间为(-1,3),(5,+∞).
函数y=f
(x)在x=-1,5处取得极小值,在x=3处取得极大值,故选项C错误,A、B、D均正确.]
4.已知函数f
(x)=若不等式f
(x)≤5-mx恒成立,则实数m的取值范围是________.
[作出函数f
(x)的大致图象如图所示,令g(x)=5-mx,则g(x)恒过点(0,5),由f
(x)≤g(x)恒成立,并数形结合得-≤-m≤0,解得0≤m≤.]
5.[一题两空]已知函数f
(x)=2ef
′(e)ln
x-,则f
(x)的极大值点为x=________,极大值为________.
2e 2ln
2 [因为f
(x)=2ef
′(e)ln
x-,所以f
′(x)=-,所以f
′(e)=-=2f
′(e)-,因此f
′(e)=,所以f
(x)=2ln
x-,f
′(x)=-.
由f
′(x)>0得0<x<2e;由f
′(x)<0得x>2e,所以函数f
(x)在(0,2e)上单调递增,在(2e,+∞)上单调递减,因此f
(x)的极大值点为x=2e,极大值为f
(2e)=2ln(2e)-2=2ln
2.]
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