2023届高三数学一轮复习带三角函数导数题的处理策略 讲义(含解析)

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2023届高三数学一轮复习带三角函数导数题的处理策略 讲义(含解析)

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带三角函数导数题处理
带有三角函数的导数题,处理方法与指数、对数、多项式函数有类似的地方,也有不同之处.在研究带三角部分的函数的零点、单调性时,除了常规的那些方法之外,还要适时运用下面的几个技巧:
1.sinx和cosx的有界性:例如当x→+∞时,x,ex,lnx这些部分都会不断增大,趋于+∞,而sinx,cosx则始终在[-1,1]内震荡,利用这一特征,我们可以抓住函数的各个部分之中影响函数值的主要部分,放缩掉次要部分,进而分区间进行讨论.这是三角类导数题相比其它导数题最主要的独特特征。
2.取点技巧:在论证函数零点时,往往需要取点,而三角函数的取点,很多时候可以考虑取一些特殊的角。
3.三角不等式:sinx<x<tanx(0<x<),熟悉这一不等式及其图形背景,解决问题时可用于适度放缩。
【典例精析】
使用分类讨论
例1 (江苏省扬州中学2021届高三下学期最后一模数学试题改编)若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围(其中,p=1,q=1)
对分情况讨论处理:
【答案】
当时,不等式等价于,
令,则,
①当时,由(2)知,
所以单调递增,所以,满足题意.
②当时,由(2)知在上单调递增,
令,则,有,所以当时,当时,所以,
所以在上单调递增,则,即
所以,又,
所以存在唯一使得,且当时,,单调递减,所以当时,,不满足题意
当时,不等式等价于,
当时,同(i)可知,所以单调递增,所以,满足题意.
当时,由(2)知在上单调递减
,从而存在唯一
使得,且当时,,单调递减,所以当时,,不满足题意
当时,对任意的,原不等式恒成立.
综上得,的取值范围为.
【分析】
对取值范围()分类讨论,构造并求导,对参数的取值范围()分类讨论单调性,结合零点存在定理即可得出结果.
例2(江苏省南通市通州区2021-2022学年高三上学期期末数学试题)已知函数f(x)=sinx+tanx-ax2-2x.
(1)当a=0时,判断并证明f(x)在上的单调性;
(2)当x∈(0,)时,f(x)>0,求a的取值范围.
【答案】
(1)
当时,,
∴,
因为,所以,
∴(当且仅当时等号成立)
∴函数f(x)在上单调递增;
(2)
令,则,
当x∈(0,)时,,所以在上单调递减,
又,所以,故时,,
①当时,,
由(1)得在上单调递增;
且时,所以当x∈(0,)时,,
所以,
②当时,
当时,,不合题意;
当时,;
于是,

∴ ,不合题意,
综上,满足条件的a的取值范围为.
【分析】
本题第二问是先证明,分,,三种情况验证条件,由此求a的取值范围.
使用放缩法解决
例3 (江苏省扬州市高邮市2021-2022学年高三下学期期初学情调研数学试题
)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)若关于x的不等式在恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】
(1)
因为,所以,
,,所以在处的切线 程为
即;
(2)
不等式,
即在,恒成立
设,且
又,
①当时,,
因为是连续的,所以,使当时,,
从而在上单调递减,
又,∴当时,,
这与在时恒成立不符.
②当时,对于任意的,,从而,
这时.
设,则,
设,则.
当时,,在上单调递增.
又,∴当时,,即.
因此,
设,则
又,当时,,即
∴在上单调递增.
又∵,∴当时,,从而.
综上,实数a的取值范围为;
故答案为:.
【分析】
解决本题的核心是使用缩放法,对于,本身不好计算,参数a分不出来,这时就应该考虑缩放,因为是指数函数中常用的,也是常用的,在中刚好都有;适当地使用缩放,可以大大化简计算过程.

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