分类讨论是一种重要的数学思想方法,当问题的对象不能进行统一研究时,就需要对研究的对象进行分类,然后对每一类分别研究,给出每一类的结果,最终综合各类结果得到整个问题的解答;同时,分类讨论是一种逻辑方法,在中学数学中有极广泛的应用。根据不同标准可以有不同的分类方法,但分类必须遵守分类讨论的原则: (1)不重不漏.
(2)标准要统一,层次要分明.
(3)能不分类的要尽量避免或尽量推迟,决不无原则地讨论. 同时遵守解分类问题的步骤:
(1)确定分类讨论的对象,即对哪个变量或参数进行分类讨论. (2)对所讨论的对象进行合理的分类.
(3)逐类讨论,即对各类问题详细讨论,逐步解决. (4)归纳总结,将各类情况总结归纳
有关分类讨论的导数数学问题需要运用分类讨论思想来解决,引起分类讨论的原因大致可归为以下四种:1、因为未知数的系数与0的关系不定而引起的分类;2、在求极值点的过程中,涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定而引起的分类;3、极值点的大小关系不定而引起的分类;4、极值点与区间的关系不定而引起分类。几种类型都围绕着解方程展开,函数解析式都带有参数,能否解决问题主要是看能否准确的找到分点,对参数进行准确的分类。以下就如何准确的找到以上四种类型的分点进行分析和探讨。
题型一、 未知数的系数与零的关系不定:这一类问题的特点是,求出导函数之后导函数中
自变量的系数有参数。其值可能为零,因此必须分为等于零和不等于零两种,分点为零(如果是二次方程应该更具体的分为三种:①a=0,②a>0,③a<0) 例1.已知函数f(x)(a1)lnxax1.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)设a≤-2,求证:对任意x1,x2∈(0,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥4|x1-x2|. 题型二、 在求极值点的过程中,涉及到二次方程问题时,△与0的关系不定而引起的分类; 这一类问题的特点是导函数是二次函数或者与二次函数有关,相应方程是一元二次方程或者可以转化成一元二次方程来求解。令△=0,求分点。
例2.已知函数f(x)xxalnx,(aR),讨论f(x)在定义域上的单调性。 题型三、极值点的大小关系不定而引起的分类;这一类问题的特点是导函数为零的方程有解,但是几个根的大小关系不确定,分不了区间。因此必须分类讨论,令几个根相等求分点。
例3.已知函数f(x)lnx,g(x)f(x)ax2bx,其中g(x)的函数图象在点(1,g(1))处的切线平行于x轴。
(1)确定a与b的关系;
(2)若a0,试讨论函数g(x)的单调性;
22(3)设斜率为k的直线与函数f(x)的图象交于两点A(x,y),B(x,y)(xx),证明:
11221211
k。x2x1题型四、 极值点与区间的关系不定而引起分类:这一类问题的特点是求出极值点后,极值
点与定义域的关系不明确,所以必须分类。通过令极值点等于定义域端点值求分点。 例4.设函数f(x)=(x+1)ln(x+1),若对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立,求实数a的取值范围.
变式1.已知f(x)=ax2(a∈R),g(x)=2ln x. (1)讨论函数F(x)=f(x)-g(x)的单调性.
(2)若方程f(x)=g(x)在区间[2,e]上有两个不等解,求a的取值范围. 变式2.已知函数f(x)xlnxx.
(I)求函数yf(x)的图像在xe处的切线的方程; (II)设实数a>0,求函数g(x)=f(x)+x在[a,2a]上的最大值M(a). a
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