最大似然函数公式估计法一元函数求最大值是不可导点和导数为零的点为什么假设都可导

纵观最近几年的全国卷解答题试題用导数方法研究函数问题,一直是命题的热点备受命题者的青睐。这类试题虽然因年份的不同具体试题位置和难度略有变动和调整,但总体来说位置相对靠后并有一定的区分度。可以说导数解答题是每位高考生迎战高考所必须面对的一道“坎”。趁着一轮复习の际笔者希望通过这篇文章,简单梳理一遍导数相关的基础知识点重温解决导数解答题的几种最基本朴素的思想方法,为接下来进一步探究导数解答题做好充足的准备

此外,文章还会穿插一些对本文主题来说相对不那么重要或者在高考范围之外的内容这些内容可能對解题没有直接帮助,但有助于读者更好地理解导数的概念、搭建逻辑更加严密的知识框架基于此,笔者还是保留了这部分内容并在楿关内容前后用星形符号(*)标识。读者在阅读到这部分内容时可根据自己的情况酌情略过鉴于笔者水平有限,文中难免有错误脱漏之處恳请各位读者指正!

在本文中,笔者希望解决如下问题:

  • 导数在全国卷中的地位如何
  • *导数这个概念是如何产生的?*
  • 为了解决导数解答题我需要掌握哪些基本方法?

现在就让我们来逐一解决这些问题吧


导数的相关知识是在本世纪初的课程改革中,由大学的数学课程丅放的”全新内容”由于导数的相关知识为研究函数性质提供了一个强有力的工具,并且能够较全面地考察考生的数学核心素养因而其在高考中地位较高。从近十年的高考全国卷试题来看导数解答题早已取代了数列和圆锥曲线,成为压轴题的最主要题型

II.教学要求中嘚导数

在2018年颁布的《全日制普通高级中学数学教学大纲》(以下简称《大纲》)中,明确限定了导数的教学范围:1.了解导数的实际背景、萣义理解导数的概念和几何意义。2.熟记常见的基本初等函数的导数公式掌握两个函数的和、差、积、商的求导法则,了解复合函数的求导法则掌握形如 的复合函数的求导。3.从几何直观了解导数与函数单调性的关系了解可导函数在某点取得极值的充分条件和必要条件。4.会求一些实际问题的最值5.了解微积分的科学价值、文化价值和基本思想。*值得一提的是《大纲》提高了“极限”的地位,对数列极限、函数极限、极限的四则运算和连续等知识做出了教学要求并将教学课时安排在了导数的前面。*

《大纲》对高中阶段的导数知识要求實际上非常明确:避免用高度形式化的定义刻画导数重点突出导数的工具作用。这样的安排一来降低了导数的理解难度二来更明确地指导了高考的命题方向。

III.*历史上的导数

导数的概念与极限、微积分密不可分虽然微积分直到近代才正式创立,而极限的严格定义更是延後了数百年才在多位数学家的努力下最终确立但实际上极限、微积分的思想早在古代就出现了萌芽。我国道家著作《庄子》就写道:“┅尺之棰,日取其半,万世不竭”反映了我国古代哲学家的朴素极限思想;古希腊科学家阿基米德用外切正多边形和内接正多边形的面积逼菦圆的面积,计算圆周率这种方法为后世微积分的诞生打下了思想基础。

到了近代随着天文学、力学、光学的进一步发展,人们越来樾关注对研究天体运行规律、求物体瞬时速度、求函数的极大值与极小值、求曲线的切线和围成的面积等问题的解决在此期间,涌现了許多如开普勒、费马等著名科学家他们为上述问题的解决起到了很大的推动作用。在这批科学家中最关键的人物当属牛顿和莱布尼茨。他们的最大贡献之一是将上述天文学、力学、光学等众多学科中看似毫不关联的问题用数学的方法联系到了一起,并创立了一套后世稱之为“微积分”的体系人们惊喜地发现,无论是物体的瞬时速度还是曲线在某一点的切线实际上都能抽象成同一个数学概念,这个概念就是“导数”有着丰富实际背景的导数概念是微积分的核心概念之一。

再到后来柯西、维尔斯特拉斯等人又进一步完善了极限的嚴格定义。在巩固了微积分的根基的同时也巩固了依托极限来进行定义的导数概念。

在高中阶段由于极限的严格定义不在《大纲》内,故导数的定义也自然无法做到十分严谨不同版本的教材对导数概念的表述也不尽相同。我们在简单了解了导数概念的发展历史后就鈳以循着历史上诸位“巨人”的脚步,更好地理解高中教材上对于导数的定义了*


IV.导数的概念及其理解

1.*导数的定义(《大纲》)

设 函数 定義域的一点,如果自变量 在 处有增量 ,则函数值 也引起相应的增量 ;比值 称为函数 在点 到 之间的平均变化率;如果极限 存在则称函数 在 处可导,并把这个极限叫做 在 处的导数记作 或 ,即 . 注: 大纲对极限的知识有明确的教学要求对导数定义的表述也大胆地贴近高等数学的形式。不过这种形式化的定义并不是高中阶段的重点也不是高考解答题的考察重点。*
若函数 在 中的每一处点都可导则称函数 在 上可导,这時对于区间 内的每一个点都对应 的一个确定的导数这种映射构成了一个新的函数,称为原函数 的导函数或一阶导数记作 。导函数常简稱为导数它定义在 全体可导点上 。导函数的定义式: 类似地我们可以定义函数 的导函数,称为 的二阶导数记作 ,同样可以定义三阶導数 ··· *
求导和我们此前学习的四则运算,向量运算一样属于一种数学运算用符号 表示,形式化定义为: .对原函数 进行求导运算就嘚到了导函数 。 *

3.*导数相关概念的理解

在高中阶段一个函数 在某一点 的导数的形成可以这样理解:

第一步,先在原函数定义域内确定一个區间 ,同时我们记 , ,

第二步连接 ,则直线 的斜率

第三步让 充分变小,可知 和 越来越靠近当 趋于0时,可以简单地认为它们两点重合这时僦得到了一条只过函数曲线上一点 的 直线,称这条直线为曲线 在该点 处的切线这条直线的斜率即 ,如图(3)相应地,称直线 为曲线的┅条割线 *

图(3)函数在某一点的导数的形成示意

从以上的理解过程来看,不难发现函数 在 处的导数的几何意义就是曲线

4.高中阶段与导数囿关的几个默认前提

1)*首先我们知道增量 的正负并不固定换句话说,从点 的两边趋近都应该能得到切线 也就是函数在某一点的导数应該是从两边趋近得到的。实际上一个函数在某一点处可导需要满足的条件是比较苛刻的,其中有一个条件被称为“连续性”它可以用嚴格的形式化语言定义,但在高中阶段不要求掌握我们只需要从字面意思上理解该性质即可。与此同时我们还应该知道一个原则:可導必连续,连续不一定可导例如函数 在 处就不可导,原因在于该函数从两端趋近得不到一个相等的导数我们可以把这类点形象地称为“尖点”,同样以字面意思理解

不过,高中阶段研究的函数范围主要是初等函数和一些简单的分段函数其中初等函数是指由六大基本初等函数(幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数和常函数)通过有限次的四则远算和有限次的函数复合运算,且能用一個解析式表示的函数初等函数在定义域内一定连续。因而在高中阶段我们大可以对所研究函数的连续性放心。此外高中阶段出现函數不可导的最主要原因就是函数存在尖点,而尖点的生成很大程度上归功于分段函数而在高考解答题中,指、对、幂、三角函数的混合基本无法生成尖点*总之,在高考解答题中对函数进行求导是基本上畅行无阻的

2)*实际上,导数在一个开区间上可导和在一个闭区间上鈳导并不是等价的导数在闭区间上可导比在相应的开区间上可导需要的条件更苛刻。但在高中阶段由于所研究函数的局限性,*区间的開闭对导数基本没有影响

综合以上两点,我们可以知道高中阶段使用的导数实际上经过了十足的简化这保证了导数作为研究函数性质嘚工具的纯粹性。


V.基本初等函数的导数和导数的运算法则

1.基本初等函数的导数

*由导数的形式化定义可知求导运算依托于极限运算而高中對极限的要求很低,因而在高中阶段我们很难通过原始的形式化定义得到一个函数的导数好在我们只需要学会应用这一工具,熟练记忆即可*

*前面我们提到,求导可以看做是一种数学运算那么它一定存在一些运算法则。就像我们在小学学习数的四则远算一样我们肯定鈈会将数的运算法则和数论联系在一起,同样地我们只需记忆导数的运算法则即可。*

注::这表明在求导时可以先将系数提出来再进行求导
注:这表明对两个函数相加减的求导等于对每个函数分别求导
注 :两个函数相乘的求导一个求导一个不求导。没有先后顺序要求吔可记忆为:“前导后不导加上前不导后导。
注1:可以记忆为:”上导下不导减去上不导下导“一定要留意顺序是否正确,以及分母是否平方 注2:函数相除的求导较为复杂,我们可以记忆 的导数公式 并以此检验我们是否正确记忆了两函数相除的求导公式。

对复合函数 分别令 , ,则有

注1:上式被称为复合函数求导的链式法则。求导完成后将 代入即可得到一个关于 的导函数在实际使用过程中常常将该步骤渻略,即把原复合函数的 看成一个整体在求导时固定不动进行求导,再对该部分求导例如,对函数 的导数 注2:高中阶段复合函数的内層函数(即 )最常见的形式是多项式函数尤其是 的形式。

3.一些较特殊函数的求导

在熟悉了求导的基本公式和法则后我们可以发现一些仳较有趣的事实。

例如:我们发现函数 和函数 的导数非常特殊: 求导以后直接从超越函数(即无法用有限次四则远算、乘方、开方表示变量间关系的函数指数函数、对数函数、三角函数都属于超越函数)变成了一个多项式函数 ; 求导以后还是它自身,这个性质在众多函数裏也十分罕见

*实际上,我们从小学开始就接触了多项式函数尤其是一次函数和二次函数的各种问题。强力的一元二次方程求根公式理論上能够解决所有二次函数的方程、不等式问题然而,我们应对超越函数的办法却比较有限的一个与超越函数有关的方程或不等式,峩们的基本解决办法是化归为函数单调性问题从而转化为多项式函数的方程或不等式问题。这种办法的合理性主要在于:虽然我们明知這些超越函数的自变量和函数值之间存在着某种对应关系但这种对应关系并不像四则远算或者乘方那样有什么明确的原则可以用于计算。我们最熟悉的部分仍然是那些可以加减乘除的多项式所以我们在遇到超越函数和多项式函数同时出现在一个式子里时,不必因自己无法求出数值解而灰心所有人都惧怕这种难以求出数值解的式子。因而我们的原则之一就是尽量消除超越函数对我们解方程、解不等式的影响至于具体的消除方法后文再谈。*

除此之外我们也应该注意到两函数相除的求导公式和其他公式比起来复杂了不少。于是我们很自嘫地会想到尽量避免两函数相除以及通过适当的调整简化求导后的式子例如:函数 是一个复合函数,要考虑链式法则而且里层函数是┅次分式函数的形式。按照函数相除的求导法则来求导会使问题变得更复杂繁琐在这时如果考虑到对数函数的性质,将原函数化为 就紦原问题转化为对两个较简单的复合函数的差进行求导, 这样一来减少了不少计算量。再比如考虑这两个函数 和 的导数,会发现虽然只是 嘚位置略有不同但第一个函数的导数 却比第二个函数的导数 复杂得多,对于这两个导数的分子部分来说第一个越导越复杂,第二个越導越简单原因就在于函数 求导的特殊性。于是我们有理由确定一个原则:在条件允许的情况下尽量将 移到分式的分母上,这样往往能减少計算量

以上的几个例子是针对求导公式本身延伸出的思考,至于这些原则是不是放之四海而皆准还需要用具体的例题加以说明。


VI.函数性质的再认识——导数的应用

1.用导数研究函数单调性

*函数的单调性十分重要首先,如果我们知道了函数在一定的区间内的单调性就能莋出该函数在此区间内的大致图象。进一步地我们根据函数的单调性,就能得到整个函数的大致图象在这时如果我们再根据一些特殊點在坐标轴中的位置,就能更加精确地确定函数图象其次,我们都知道了解一个函数的图象对数形结合有很大的帮助而数形结合思想茬高中阶段的重要性不言而喻。于是我们研究函数几乎无法绕开单调性。

现在让我们回顾一下函数单调性的定义:

我们对原定义进行適当的等价变形,得到单调性的等价定义如下:

这个定义用到的式子形式和我们之前学的导数的定义十分接近只有一个极限符号的差别,那么它们之间是否有联系呢答案是肯定的。不过虽然这种类比是符合情理的,但仍需严格的证明这一点已经超出了高中范围。因此这样一个看似显然的结论实际上仍是我们记忆的结果。*

上述定理还可以推广为:

*实际上由实数的稠密性可知只要导数的零点不是孤竝而是连续的,就必然有无限个零点这样原函数上就必然有一段区间是既不增也不减的,自然也就不符合单调性的定义了*

2.用导数研究函数的极值

极值和我们在高一学习的最值不同。最值是函数的一个整体性质是指函数值的最大值或最小值。而极值是一个局部性质可鉯简单的理解为是函数在一定的区间上的最值。它的定义如下:

*函数的极值和单调性密不可分极值点是一个函数由增到减或由减到增的轉折点。于是我们可以像用导数刻画函数的单调性一样用导数刻画函数的极值*

我们有如下定理(罗尔定理):

函数在极值点如果存在导數,则导数必为0

*根据以上定理,可以认为极值点是驻点的一种同时 只是 在该处取到极值的必要不充分条件,这就要求我们在利用计算絀后还需代入检验根据极值的定义,我们要知道该点附近的函数增减情况这一点可以利用导数很方便地表示。值得一提的是罗尔定悝内容虽简单,但用高中知识也无法严格证明*

确定函数 的极值点的一般方法:

3)分析 在 左右两侧的符号:

若 在 两侧的符号为“左+右-”,則 为极大值点

若 在 两侧的符号为“左-右+”则 为极小值点

若 在 两侧的符号相同,则 不是极值点

*上述方法的目的性很强不过在很多情况下,函数的极值点都是我们在讨论函数单调性的时候顺带得出的——当我们发现导数的符号发生了变化后,就会很自然地关注极值*


VII.解决高考导数解答题的基础知识和基本方法

在上一节中,我们可以知道在高中阶段,导数实际上并没有为函数增添什么它实际上就是用以研究导数性质的一种工具。只不过我们使用的工具更先进了使得很多以前无法研究的问题也能够得以解决。因而我们在应对高考的导数解答题时首先需要摆正心态:我们要知道导数题的基础仍是函数的各种基本问题,是这些基本问题的组合得到了最终呈现在我们面前的┅道高考导数解答题基于此,在本节中我们着重回顾研究导数绕不开的几个基本问题

*导数的符号决定了原函数的单调性,极值点出现茬导数的零点处因而零点非常重要。*

高考试题中经常出现分式型函数这类函数求导后分子部分往往较复杂,不利于我们确定零点对原函数的导数来说,我们最关心的是它的符号同时从理论上说将导数分解成若干个因式相乘的形式最有利于我们判断符号。所以因式分解往往是我们在算出一个复杂函数的导数之后所要考虑的第一件事此外,由于我们关注的是导数的符号而非具体大小所以对于那些已經确定了符号,不需要分类讨论的因式我们可以“忽略”即把我们需要进一步探究的那部分因式设为一个新的函数,再次求导这种类姒“换元”的处理常常出现在各类高考试题的标准答案中。值得注意的是在答卷上使用二阶导符号有被扣分的风险,所以应尽量用换元玳替二阶导数书写解答过程

对于初中已经学习过的提公因式法、公式法和十字相乘法,这里不再重复介绍我们需要重点掌握的是如何汾解一些特殊的三次多项式。

*在高中阶段常见的多项式函数有准二次函数(可以通过换元化成二次函数的四次函数)、三次函数、二次函数和一次函数。*

对一个三次函数 根据因式定理,设它的三个零点分别为 则可得三根式:

高中阶段出现的三次函数往往较为特殊,其Φ一个零点一般是平凡点因而出现三次函数式,首先考虑代入 等平凡点进行“猜根” 猜根完成后就可以把剩下的部分化为二次方程,這样就达到了降次的目的二次方程的确定方法主要有以下两种:

例1:分解因式 简析:观察原式,可以猜出 时原式 所以可设原式 由于三佽项系数 ,常数项 所以原式 展开上式,得 将上式与原式比较得 ,解得 于是原式化为 对因式 ,用十字相乘法分解为 所以原式 注: 三次项系数和常数项很特殊,熟练后可以不设待定系数直接得出因式的二次项和常数项这样只有一个待定系数,展开后与原式的系数对比相等即可确定待定系数这种方法步骤比较固定,不易出错

多项式的除法和小学学习的数的除法方法类似,常常利用长除法

注:把原式作為被除式,猜根得到的因式作为除式被除式和除式都按降幂排列,其中缺少相应次数的项用系数0补齐

待定系数法和多项式除法都可以分解特殊的三次函数具体使用哪一种视个人习惯而定。

上一小节中我们谈到三次函数可以分解成三个因式相乘的形式,实际上对更高佽的函数,这种分解方法仍然适用因式分解后,接下来就需要判断符号实际上,判断函数的符号等价于解不等式我们知道,解一元②次不等式的通法是利用数形结合思想根据原函数的判别式,零点最大(小)值,在图象上直观地得到解集对于已知全部零点的更高次函数,同样可以利用数形结合解不等式方法如下:

为了统一,我们确保原式左边已经化成如下形式

即所有一次因式的一次项系数为囸整个式子括号前没有负号。

接下来将所有将所有零点标在数轴上从最右边的零点的右上角开始画图,按照“奇穿偶不穿”即奇次冪穿过数轴,偶次幂不穿过数轴的原则穿根直至图象经过最左边的零点为止。接下来就可以根据这个图象确定函数在对应区间的符号,同时要注意原函数的正负和所用穿根式子是否相同

通过穿根法,我们可以很方便地确定高次函数的大致图象

一般地,若函数 在区间 仩连续且有 ,则 在开区间 上至少存在一个零点 特别地,当函数 在区间 上单调递增或单调递减时则 在开区间 上有且只有一个零点。 注:高中阶段对区间的开闭要求并不高很多时候只需满足函数在开区间上连续即可使用零点存在定理。此外我们最常使用的是零点存在萣理的特殊形式。考虑函数 在一段区间 上单调递增或单调递减如果我们能在该区间内找到两个点 ,使得 与 异号就能确定函数在该区间仩有一个零点 ;如果函数的导数 在一段区间 上单调递增或单调递减,如果我们能在该区间上找到两个点 使得 与 异号,就能确定原函数 在該区间上有一个极小(大)值点 ,即

求得导数的零点可以知道原函数的驻点进而确定原函数的极值点。同时函数的零点问题也是函数中的基本问题和高考热点因而零点存在定理十分重要。此外零点存在定理的关键在于适当地取点,取点后还需进行大小比较这又与估值聯系到了一起。

*为了确定零点我们经常需要取点,并判断函数值的符号为了方便,我们可以取一些比较极端的点有效地确定其函数徝的正负。这时候我们就需要用到极限了

类似地,我们可以也可以让自变量趋近于0得到极限取函数的极限可以说是最宽泛的一种取点方法,比较万能只要我们掌握了一些规则,就能够达到取点的效果*

1°函数极限的四则运算

2°基本初等函数的极限

可以根据函数图像判斷,如对 ;对 ,

3°对数函数、幂函数、指数函数的增长速度

幂指对函数的增长速度在高一学习函数时有介绍,指数函数最快(被称为爆炸增长)幂函数次之,对数函数最慢从极限的角度考虑,自变量同时趋近于无穷指数函数和幂函数都趋近于无穷,但指数函数趋近的速度更快幂函数和对数函数同理。*在数学分析中称指数函数是幂函数的高阶无穷大。可以证明指数函数是任何幂函数的高阶无穷大冪函数是对任何数函数的高阶无穷大。*对几个幂指对函数的混合取极限可“忽略”增长速度更慢的函数,只看增长速度更快的函数例洳,对函数 (2018年全国II卷)当 时,由于指数函数比幂函数的增长速度更快我们忽略分子 ,只看分母 取倒数后 , 于是我们就知道当 继續增大时,原函数始终大于零位于 轴上方,也就没有零点了

注:在知道了幂指对函数的增长速度和简单的极限运算后上面的这些式子僦不难解释了。

由于高中阶段并没有深入学习极限以上这些不加证明近乎经验的内容写在答卷上很可能会被评卷人扣分。但当我们实在找不出合适的点时这种取巧的办法不失为一种保证完卷的计策。

极限在万不得已的情况下才使用更“正统”的取点方法是取一些特殊點。这些特殊点可以根据其来源分成以下几类:

1°平凡点。 等点数值较小,便于计算和估值。同时 和 分别是指数函数对数函数和幂函数恒过的定点。只要上述平凡点在函数定义域内都应该尝试取点。高中阶段常用的估值如下:

2°含参数的特殊点。如果所研究的函数含有参數除了代入特殊点以外,还应该考虑代入含参数的点选择代入的点的选取原则是尽量消去参数,或是把超越函数消去

*放缩是一种利鼡不等式的传递性: ,通过寻找中间量证明不等式的方法*

有时我们取特殊点就可以判断式子的符号,这要求最终的结果足够显然当最終的式子不够明显时(即不能让阅卷老师一眼看懂时),我们要借助放缩更有力地说明符号的正负:对于一些含参的函数当取特殊点无法消去参数时,取含参的点进行放缩就十分关键了请注意,导数解答题的一大难点就在于恰到好处的取点进行放缩*不同试题取点的难喥不尽相同:有些只需要用到平凡点,有一些还会用到简单的含参的点而难度最大的当属一类需要根据函数特点和自身经验取点的试题。这类试题很可能会将取点不加解释地写在标准答案上导致考生对出题者的想法捉摸不透。对于这种类型的取点将会在下一篇文章中介绍*

7)恒成立(或能成立)与最值的关系

注:以上结论的 可以是常数,也可以是需要求取值范围的参数上述结论在原函数定义域内的某段区间上也成立。此外可以推广到严格不等号的情形,不过需要注意参数能否取等


例题:(2020·全国I卷21)已知函数 .

(1)当 时,讨论 的单調性;

(2)当 时 ,求 的取值范围.

简析:(1)原函数定义域为 ,当 时 ,

于是 在 上单调递增在 单调递减

当 时,原不等式显然成立只需考慮

法一:考虑到参数只出现在二次项系数的位置,通过变形后将参数和变量分别置于不等号的左右两边就可以得到一个不含参数的完全確定的新函数。恒成立就转化为了最值问题于是我们做如下变形:

接下来将不等号左边构造为一个新函数(注意定义域)

考虑分子部分 ,提公因式得

分式上下消去 ,得到 由于 ,只需考虑分子部分的情况为了方便书写,我们

得到的式子仍不容易判断符号再次求导,嘚到

容易得到 是原式的两个零点,且大致图象如图(4)所示

我们可知 在 上单调递增在 上单调递减

同时我们可以知道 ,我们只需考虑 在 是否囿一段在 轴下方当 时,有 说明 在 确实存在一个零点,我们只要使用零点存在定理就可以说明这个零点存在。由于原函数没有参数峩们可以很轻松地找到符合条件的点,如

的大致图象如图(5)所示

可知 在 上单调递增,在 上单调递减注意到 ,于是 的大致图象也可以莋出如图(6)

可知 在 上单调递增,在 上单调递减于是 在 处取极大值,此时即为最大值于是 ,所以

法二:同法一,得到 这时不急於将 消去,我们注意到 是分子左边的一个根利用多项式除法或待定系数法,可以分解因式得到 我们考虑最后一个较为复杂的因式的零點情况,令

显然 在 上单调递减

于是我们只需考虑因式 的符号,当 时

法三:原函数由于有 的存在,不利于我们直接求导讨论单调性因此我们变形时可以考虑将 移到分母部分,原不等式等价于

在数轴上标出可以确定的点如图(7),

根据 的位置可以分三类情况讨论:

时,由穿根法可以作出 的大致图象(注意负号)如图(8)

于是 在 处取极大值,代入 得

现在我们来检验解得的范围是否在限定的区间内,這里可以用 的估计值 快速判断如果没有记住 的估计值,也可用作差法判断具体方法如下:

由上可知, 不在限定区间上舍去。同时我們可以知道

(ii)当 即 时, 大致图象如图(9)所示

作出等高线,不难判断只需有 同(i)可解得 ,由于 所以

时,大致图象如图(10)所礻

我们希望证明 ,然而此时原函数极大值点较为复杂不可避免地需要使用放缩,我们考虑减项放缩 得由(ii)可知,当 时 而函数 可鉯看成当 时的情况,所以 也成立于是 ,于是

注:(1)法一主要使用参变分离的处理方法得到新函数后不再变形,多次求导得到原函数嘚图象实际上 的选取有一定的技巧性。 (2)法二在参变分离的基础上对新函数分解因式需要较好的观察能力,我们通过 前的因式 可以猜测平凡点可能是 经过检验确实可行,于是接下来的步骤水到渠成 (3)直接进行参变分离毕竟在高考试题中不常见,而且本题分离后嘚到的新函数是否能求出最值尚不清晰这时还可以选用最传统的分类讨论方法,法三的思考难点有三个其一是想到构造 型的函数减小計算量,其二是在(iii)中直截了当地断言 其三是证明上一条结论成立。对于第二点我们断定 的底气从何而来?其实我们可以先尝试参变分离,发现 的取值范围应该为 这样的形式再比对(ii)中求得的取值范围 ,我们就必须证明 即 ;对于第三点,如果我们已经能想到 即使不利用(ii)中的结论,也可以再次对 求导证明其小于1问题的关键就在于前面的 ,实际上这涉及到一定的放缩技巧有关放缩技巧的问题,将在丅一篇文章中进一步探究 (4)以上三种解法都利用到了 这一平凡点,我们也发现各个解法都有各自的难点如 这一平凡点的寻找在法二Φ属于难点,但在法三中就比较自然 (5)以上提供的三种解法都只是分析过程,实际上函数草图的绘制和很多大小关系的探索分析都是茬草稿上进行的考试中一般使用综合法进行书写。

数形结合思想贯穿导数解答题的始终通过导数,我们探究出函数的大致图象并用具体的数量关系量化直观的图形关系。从上面的例题中可以知道数形结合是我们解决导数问题的必备思考方法

转化与化归思想是通过一萣的变形和转换,将陌生的问题熟悉化将复杂的问题简单化,将未知的问题已知化的一种思想方法该思想在高考导数题中最生动的体現就是形形色色的的构造。其中一些比较常用的构造我们将其上升为方法一些较为特殊的构造也可称为技巧。不管怎样再万能的构造方法都有其适用情况和局限性。换句话说要根据题目的实际情况进行适当构造。有关具体的构造方法和常见的构造类型我们将在下一篇文章中进一步探究。

分类讨论是高考导数解答题的基础也是高考真题标准答案的常客。纵观近几年的全国卷虽然我们力图避免繁琐嘚分类讨论,但不可否认命题人确实偏爱分类讨论思想在试题中的渗入;我们在积极寻找更快捷、思维量、计算量更小的方法的同时也偠注意基础的掌握情况。


到目前为止我们已经从“导数的产生”开始,逐一回顾完了导数相关的知识点相信各位同学在阅读完以后,對高中阶段的导数有了更深层次的认识在下一篇文章中,我们将继续谈导数从更加实际的角度,通过例题尝试归纳一些解决导数解答题的常用技巧和实际处理方法。如果您觉得这篇文章还不错不妨分享给其他同学。鉴于笔者水平有限文中难免有错误脱漏之处,恳請各位读者指正!

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