李 紅 倉萬林
問題1:為什么導數(shù)還可以繼續(xù)求導數(shù)?
問題2:什么情況下要構(gòu)造輔助函數(shù)后再求導?
同學們,在導數(shù)學習時,你是不是有以上的疑問?
那么,在你的理解中,導數(shù)究竟是什么呢?再來看一下導數(shù)的概念(蘇教版選修2-2第14頁):
若f(x)對于區(qū)間內(nèi)任一點都可導,則f(x)在各點的導數(shù)也隨自變量x的變化而變化,因而也是自變量x的函數(shù),該函數(shù)稱為f(x)的導函數(shù),記做f'(x).
在不引起混淆時,導函數(shù)f'(x)也簡稱為f(x)的導數(shù).
導數(shù)本身也是一種函數(shù).既然導數(shù)可以分析函數(shù)的性質(zhì),當然可以對導數(shù)繼續(xù)求導分析導數(shù)的性質(zhì)了,問題1 是很自然的.
如何有針對性地構(gòu)造輔助函數(shù)分析其性質(zhì)呢?舉例來看.
例1已知函數(shù)y=f(x),x∈[0,2π]的導函數(shù)f'(x)的圖象,如圖所示,則y=f(x)的單調(diào)增區(qū)間為________.
圖1
解析:由圖1 得到,x∈[0,π]時,f'(x)≥0,故y=f(x)的單調(diào)增區(qū)間為[0,π].
敲黑板
利用導數(shù)分析函數(shù)性質(zhì)時,常用方法是構(gòu)造輔助函數(shù).
敲黑板
這個概念題就曾經(jīng)坑了不少同學.你掉坑了嗎?
用導數(shù)分析函數(shù)性質(zhì)的問題中,對于原函數(shù)我們通常分析其單調(diào)性;對于導函數(shù),我們一般研究其表達式的符號是正還是負.
例2(2019屆南師附中、天一中學、海門中學、淮陰中學調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=的極大值為1.
(1)求m的值;
解析:(1)m=1(過程略).
所以h(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增,
所以f(x0)>g(x0).
以下解題過程請同學們自行完成.
收納袋
輔助函數(shù)的構(gòu)造:1.抓住核心的總體或者部分結(jié)構(gòu);2.所構(gòu)造的函數(shù)要易于求導,易于判斷導數(shù)的正負.
本題是用導數(shù)工具分析函數(shù)性質(zhì)的綜合性問題,涉及三個輔助函數(shù)的構(gòu)造.以輔助函數(shù)1為例來分析.
表1:例2中輔助函數(shù)1構(gòu)造方案比較(x>1)