1、三次函数专题全解全析一、定义:定义1、形如的函数,称为“三次函数”(从函数解析式的结构上命名)定义2、三次函数的导数,把叫做三次函数导函数的判别式由于三次函数的导函数是二次函数,而二次函数是高中数学中的重要内容,所以三次函数的问题,已经成为高考命题的一个新的热点和亮点。二、三次函数图象与性质的探究:1、单调性 一般地,当时,三次函数在上是单调函数;当时,三次函数在上有三个单调区间(根据两种不同情况进行分类讨论)2、对称中心三次函数是关于点对称,且对称中心为点,此点的横坐标是其导函数极值点的横坐标。证明:设函数的对称中心为(m,n)。按向量将函数的图象平移,则所得函数是奇函数,所以化简得:上式对
2、恒成立,故,得,。所以,函数的对称中心是()。可见,yf(x)图象的对称中心在导函数y的对称轴上,且又是两个极值点的中点,同时也是二阶导为零的点。 3、三次方程根的问题(1)当=时,由于不等式恒成立,函数是单调递增的,所以原方程仅有一个实根。(2)当=时,由于方程有两个不同的实根,不妨设,可知,为函数的极大值点,为极小值点,且函数在和上单调递增,在上单调递减。此时:若,即函数极大值点和极小值点在轴同侧,图象均与轴只有一个交点,所以原方程有且只有一个实根。_x0001_ 若,即函数极大值点与极小值点在轴异侧,图象与轴必有三个交点,所以原方程有三个不等实根。 若,即与中有且只有一个值为0,所以,原
3、方程有三个实根,其中两个相等。 4、极值点问题若函数f(x)在点x0的附近恒有f(x0)f(x) (或f(x0)f(x),则称函数f(x)在点x0处取得极大值(或极小值),称点x0为极大值点(或极小值点)。当时,三次函数在上的极值点要么有两个。当时,三次函数在上不存在极值点。 5、最值问题 函数若,且,则:;三、三次函数与导数专题:1. 三次函数与导数例题例1. 函数.(1)讨论函数的单调性;(2)若函数在区间(1,2)是增函数,求的取值范围.解:(),的判别式=36(1-a).()当a1时,0,则恒成立,且当且仅当,故此时在R上是增函数.()当且,时,有两个根:,若,则, 当或时,故在上是增
4、函数;当时,故在上是减函数;若,则当或时,故在和上是减函数;当时,故在上是增函数;()当 且时, ,所以当时,在区间(1,2)是增函数.当时, 在区间(1,2)是增函数,当且仅当且,解得.综上,的取值范围是.例2. 设函数,其中。(1)讨论在其定义域上的单调性;(1) 当时,求取得最大值和最小值时的的值.()的定义域为,令,得所以当或时,;当时,故在内单调递减,在内单调递增()因为,所以()当时,由()知,在0,1上单调递增,所以在和处分别取得最小值和最大值()当时,由()知,在0,上单调递增,在,1上单调递减,因此在处取得最大值又,所以当时,在处取得最小值;当时,在和处同时取得最小值;当时,
5、在处取得最小值。例3. 已知函数(1) 求的单调区间和极值;(2)若对于任意的,都存在,使得,求的取值范围解:()由已知,有令,解得或当变化时,的变化情况如下表:0-0+0-0所以,的单调递增区间是;单调递减区间是,当时,有极小值,且极小值;当时,有极大值,且极大值()解:由及()知,当时,;当时,设集合,集合,则“对于任意的,都存在,使得”等价于,显然,.下面分三种情况讨论:(1)当,即时,由可知,而,所以不是的子集。(2)当,即时,有,且此时在上单调递减,故,因而;由,有在上的取值范围包含,则所以,(3)当,即时,有,且此时在上单调递减,故,所以不是的子集。综上,的取值范围是2.三次函数与
6、导数-课后练习题1. 设.(1)若在上存在单调递增区间,求的取值范围;(2)当时,在上的最小值为,求在该区间上的最大值.1.解:(1)已知,函数在上存在单调递增区间,即导函数在上存在函数值大于零的部分(2) 已知, 在上取到最小值,而的图像开口向下,且对轴轴为,则必有一点使得此时函数在上单调递增,在上单调递减,此时,由,所以函数2已知函数,(1)讨论函数的单调区间;(2)设函数在区间内是减函数,求的取值范围2解:(1)求导:当时,在上递增当,求得两根为即在递增,递减,递增(2),且解得:3. 设函数()当求曲线处的切线斜率()求函数的单调区间与极值;【解析】解:(1)w.s当所以曲线处的切线斜
7、率为1.(2)解:,令,得到因为当x变化时,的变化情况如下表:+0-0+极小值极大值在和内减函数,在内增函数。函数在处取得极大值,且=函数在处取得极小值,且=(3)解:由题设, 所以方程=0由两个相异的实根,故,且,解得因为若,而,不合题意若则对任意的有则又,所以函数在的最小值为0,于是对任意的,恒成立的充要条件是,解得 w.w.w.k.s.5.u综上,m的取值范围是4. 已知函数,若在上的最小值记为。(1)求;(2)证明:当时,恒有解:()因为,所以()当时,若,则,故在上是减函数;若,则,故在上是增函数;所以()当时,有,则,故在(-11)上是减函数,所以综上,()证明:令,()当时,若,
8、得,则在上是增函数,所以在设的最大值是,且,所以,故若,得,则在上是减函数,所以在设的最大值是令,则知在上是增函数,所以,即,故()当时,故,得此时在(-1,1)上是减函数,因此在-1,1上的最大值是,故综上,当时,恒有5. 已知函数(1)求函数的单调区间;(2)当时,试讨论是否存在,使得解:(1),方程的判别式,所以,当时,此时在上为增函数;当时,方程的两根为当时,此时为增函数;当时,此时为减函数;当时,此时为增函数;综上时,在上为增函数;当时,的单调递增区间为,的单调递减区间为(2)所以,若存在,使得,必须在上有解,方程的两根为,因为,所以只能是依题意,即所以,即又由,得,故欲使满足题意的
9、存在,则所以,当时,存在唯一的满足当时,不存在使得6. 已知函数.(1)若,求的单调区间;(2)若在单调增加,在单调减少,证明:6.解:()当时,故w.w.w.k.s.5.u.c.o.m w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 当当从而单调减少.()由从而因为所以 将右边展开,与左边比较系数得,故又由此可得于是 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 7. 设函数(1)对于任意实数,恒成立,求的最大值;(2)若方程有且仅有一个实根,求的取值范围解:(1) , 因为, 即 恒成立, 所以 , 得,即的最大值为 (2) 因为 当时, ;当时, ;当时, ; 所以 当时,取极大值 ; w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 当时,取极小值 ; 故当 或时, 方程仅有一个实根. 解得 或.8. 已知函数,曲线在点(0,2)处的切线与轴交点的横坐标为-2.(1)求;(2)证明:当时,曲线与直线只有一个交点。解:(),曲线在点(0,2)处的切线方程为由题设得,所以()由()知,设由题设知当时,单调递增,所以在有唯一实根。当时,令,则 在单调递减,在单调递增,所以 故在没有实根综上在R由唯一实根,即曲线与直线只有一个交点