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專題5.3導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用1.導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性一般地,在某個區(qū)間(a,b)內(nèi):(1)如果,函數(shù)f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;(2)如果,函數(shù)f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減;(3)如果,函數(shù)f(x)在這個區(qū)間內(nèi)是常數(shù)函數(shù).注意:(1)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,要在函數(shù)的定義域內(nèi)討論導(dǎo)數(shù)的符號;(2)在某個區(qū)間內(nèi),()是函數(shù)f(x)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增(減)的充分條件,而不是必要條件.例如,函數(shù)在定義域上是增函數(shù),但.(3)函數(shù)f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞增(減)的充要條件是()在(a,b)內(nèi)恒成立,且在(a,b)的任意子區(qū)間內(nèi)都不恒等于0.這就是說,在區(qū)間內(nèi)的個別點處有,不影響函數(shù)f(x)在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性.2.函數(shù)的極值一般地,對于函數(shù)y=f(x),(1)若在點x=a處有f′(a)=0,且在點x=a附近的左側(cè),右側(cè),則稱x=a為f(x)的極小值點,叫做函數(shù)f(x)的極小值.(2)若在點x=b處有=0,且在點x=b附近的左側(cè),右側(cè),則稱x=b為f(x)的極大值點,叫做函數(shù)f(x)的極大值.(3)極小值點與極大值點通稱極值點,極小值與極大值通稱極值.3.函數(shù)的最值函數(shù)的最值,即函數(shù)圖象上最高點的縱坐標(biāo)是最大值,圖象上最低點的縱坐標(biāo)是最小值,對于最值,我們有如下結(jié)論:一般地,如果在區(qū)間上函數(shù)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值與最小值.設(shè)函數(shù)在上連續(xù),在內(nèi)可導(dǎo),求在上的最大值與最小值的步驟為:(1)求在內(nèi)的極值;(2)將函數(shù)的各極值與端點處的函數(shù)值,比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.4.函數(shù)的最值與極值的關(guān)系(1)極值是對某一點附近(即局部)而言,最值是對函數(shù)的定義區(qū)間的整體而言;(2)在函數(shù)的定義區(qū)間內(nèi),極大(?。┲悼赡苡卸鄠€(或者沒有),但最大(小)值只有一個(或者沒有);(3)函數(shù)f(x)的極值點不能是區(qū)間的端點,而最值點可以是區(qū)間的端點;(4)對于可導(dǎo)函數(shù),函數(shù)的最大(小)值必在極大(小)值點或區(qū)間端點處取得.(5)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)變化快慢的關(guān)系:如果一個函數(shù)在某一范圍內(nèi)導(dǎo)數(shù)的絕對值較大,那么函數(shù)在這個范圍內(nèi)變化得快,這時函數(shù)的圖象就比較“陡峭”(向上或向下);反之,函數(shù)的圖象就“平緩”一些.(6)導(dǎo)函數(shù)為正的區(qū)間是函數(shù)的增區(qū)間,導(dǎo)函數(shù)為負的區(qū)間是函數(shù)的減區(qū)間,導(dǎo)函數(shù)圖象與x軸的交點的橫坐標(biāo)為函數(shù)的極值點.5.利用導(dǎo)數(shù)判斷或證明一個函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性,實質(zhì)上就是判斷或證明不等式()在給定區(qū)間上恒成立.一般步驟為:(1)求f′(x);(2)確認f′(x)在(a,b)內(nèi)的符號;(3)作出結(jié)論,時為增函數(shù),時為減函數(shù).注意:研究含參數(shù)函數(shù)的單調(diào)性時,需注意依據(jù)參數(shù)取值對不等式解集的影響進行分類討論.6.在利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間時,首先要確定函數(shù)的定義域,解題過程中,只能在定義域內(nèi)討論,定義域為實數(shù)集可以省略不寫.在對函數(shù)劃分單調(diào)區(qū)間時,除必須確定使導(dǎo)數(shù)等于零的點外,還要注意在定義域內(nèi)的不連續(xù)點和不可導(dǎo)點.7.由函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)的取值范圍的方法(1)可導(dǎo)函數(shù)在某一區(qū)間上單調(diào),實際上就是在該區(qū)間上(或)(在該區(qū)間的任意子區(qū)間內(nèi)都不恒等于0)恒成立,然后分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題,從而獲得參數(shù)的取值范圍;(2)可導(dǎo)函數(shù)在某一區(qū)間上存在單調(diào)區(qū)間,實際上就是(或)在該區(qū)間上存在解集,這樣就把函數(shù)的單調(diào)性問題轉(zhuǎn)化成了不等式問題;(3)若已知在區(qū)間I上的單調(diào)性,區(qū)間I中含有參數(shù)時,可先求出的單調(diào)區(qū)間,令I(lǐng)是其單調(diào)區(qū)間的子集,從而可求出參數(shù)的取值范圍.8.函數(shù)極值問題的常見類型及解題策略(1)函數(shù)極值的判斷:先確定導(dǎo)數(shù)為0的點,再判斷導(dǎo)數(shù)為0的點的左、右兩側(cè)的導(dǎo)數(shù)符號.(2)求函數(shù)極值的方法:①確定函數(shù)的定義域.②求導(dǎo)函數(shù).③求方程的根.④檢查在方程的根的左、右兩側(cè)的符號,確定極值點.如果左正右負,那么在這個根處取得極大值;如果左負右正,那么在這個根處取得極小值;如果在這個根的左、右兩側(cè)符號不變,則在這個根處沒有極值.(3)利用極值求參數(shù)的取值范圍:確定函數(shù)的定義域,求導(dǎo)數(shù),求方程的根的情況,得關(guān)于參數(shù)的方程(或不等式),進而確定參數(shù)的取值或范圍.9.求函數(shù)f(x)在[a,b]上最值的方法(1)若函數(shù)f(x)在[a,b]上單調(diào)遞增或遞減,f(a)與f(b)一個為最大值,一個為最小值.(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有極值,先求出函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b)上的極值,與f(a)、f(b)比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.(3)函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b)上有唯一一個極值點時,這個極值點就是最大(或最小)值點.注意:(1)若函數(shù)中含有參數(shù)時,要注意分類討論思想的應(yīng)用.(2)極值是函數(shù)的“局部概念”,最值是函數(shù)的“整體概念”,函數(shù)的極值不一定是最值,函數(shù)的最值也不一定是極值.要注意利用函數(shù)的單調(diào)性及函數(shù)圖象直觀研究確定.重點一利用導(dǎo)數(shù)的研究函數(shù)單調(diào)性一般地,從函數(shù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義理解函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的正負之間的關(guān)系;函數(shù)f(x)的單調(diào)性與導(dǎo)函數(shù)f′(x)正負的關(guān)系定義在區(qū)間(a,b)內(nèi)的函數(shù)y=f(x):f′(x)正負f(x)單調(diào)性f′(x)>0單調(diào)遞增f′(x)<0單調(diào)遞減類型一:求函數(shù)單調(diào)區(qū)間例題1.函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】解:,令,得,所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是,故選:A.例題2.已知定義在[0,3]上的函數(shù)的圖像如圖,則不等式<0的解集為(
)A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(0,1)(2,3)【答案】B【解析】由圖象知在上是減函數(shù),所以的解集是.故選:B.例題3.函數(shù)在定義域內(nèi)可導(dǎo),圖像如圖所示,記的導(dǎo)函數(shù)為,則不等式的解集為(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】的解集即為單調(diào)遞增區(qū)間結(jié)合圖像可得單調(diào)遞增區(qū)間為則的解集為故選:C.例題4.的單調(diào)遞減區(qū)間為__________.【答案】【解析】解:因為,所以,令,即,解得,所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為;故答案為:類型二:含參函數(shù)的單調(diào)性例題1.若函數(shù)在是增函數(shù),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,分離數(shù)數(shù)后轉(zhuǎn)化為求新函數(shù)的最值可得.【詳解】∵在上是增函數(shù),故在上恒成立,即在上恒成立,令,則,當(dāng)時,,則為減函數(shù).∴,故.故選:D.例題2.若函數(shù)在定義域內(nèi)有兩個零點,則實數(shù)a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】函數(shù)定義域為.,若,則,故在上為減函數(shù),故在上至多一個零點,與題設(shè)不合,舍.故,則當(dāng)時,;當(dāng)時,;故在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),故,因為函數(shù)在上有兩個零點,故,所以,故.此時,而,,在上有一個零點;又由可得,故,而,設(shè),則,當(dāng)時,,當(dāng)時,,故在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),故,故,所以在上有一個零點;綜上,當(dāng)時,在上有兩個不同的零點,故選:D.例題3.已知,若成立,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】解:函數(shù)的定義域為,關(guān)于原點對稱,,函數(shù)為偶函數(shù),當(dāng)時,,,則函數(shù)在上為增函數(shù),由得,由偶函數(shù)的性質(zhì)得,由于函數(shù)在上為增函數(shù),則,即,整理得,解得,因此,實數(shù)的取值范圍是.故選:B.例題4.函數(shù)在上單調(diào)遞增,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】因為,所以.因為函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以在上恒成立,所以在上恒成立,即,即可令,則由函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì)知,在上減函數(shù),,即.所以實數(shù)的取值范圍為。故選:A.例題5.已知函數(shù),若關(guān)于的不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】由題意可得:,,,令,易得在上單調(diào)遞增,,記,則,故當(dāng)時,,此時單調(diào)遞減,當(dāng)時,,此時單調(diào)遞增,故,故只需故實數(shù)的取值范圍為.故選:A例題6.若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則的取值范圍是_____________.【答案】【解析】【分析】函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則在上恒成立,然后利用分離參數(shù)法即可得出答案.【詳解】解:,因為函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以在上恒成立,即在上恒成立,又在上遞減,所以,所以的取值范圍是.故答案為:.例題7.已知,若在區(qū)間上存在,使得成立,則實數(shù)a的取值范圍是______.【答案】【解析】由題可得,因為在區(qū)間上存在,使得成立,所以函數(shù)在區(qū)間不是單調(diào)函數(shù),所以在上有解,所以在上有解,所以.所以,實數(shù)a的取值范圍是.故答案為:.類型三:利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)極值與最值例題1.設(shè)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,的部分圖象如圖所示,則(
)A.函數(shù)在上單調(diào)遞增B.函數(shù)在上單調(diào)遞增C.函數(shù)在處取得極小值D.函數(shù)在處取得極大值【答案】B【解析】由圖象可知,函數(shù)在上單調(diào)遞減,A錯誤;函數(shù)在上單調(diào)遞增,B正確,C錯誤;函數(shù)在處取得極小值,D錯誤.故選:B.例題2.已知函數(shù)的定義域為(a,b),導(dǎo)函數(shù)在(a,b)上的圖象如圖所示,則函數(shù)在(a,b)上的極大值點的個數(shù)為(
)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【解析】【分析】根據(jù)極大值點的定義結(jié)合導(dǎo)函數(shù)的圖象分析判斷即可【詳解】由函數(shù)極值的定義和導(dǎo)函數(shù)的圖象可知,在(a,b)上與x軸的交點個數(shù)為4,但是在原點附近的導(dǎo)數(shù)值恒大于零,故x=0不是函數(shù)f(x)的極值點.其余的3個交點都是極值點,其中有2個點滿足其附近的導(dǎo)數(shù)值左正右負,故極大值點有2個.故選:B例題3.導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,下列說法正確的個數(shù)是(
)①導(dǎo)函數(shù)在處有極小值②函數(shù)在處有極大值③函數(shù)在上是減函數(shù)④函數(shù)在是增函數(shù)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【解析】由的圖象可知,故①正確;在兩邊,所以在無極值,②錯誤;由圖象可知,在上先大于0,后小于0,故在上先增后減,③錯誤;在上,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,④正確.故選:B例題4.已知函數(shù)有極值,則的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】先求導(dǎo),由題設(shè)得必有兩個不等的實根,再利用判別式求解即可.【詳解】由題意知,定義域為R,,要使函數(shù)有極值,則必有兩個不等的實根,則,解得.故選:D.例題5.已知函數(shù),則下列說法正確的是(
)A.當(dāng)時,取得極小值1 B.當(dāng)時,取得極大值1C.當(dāng)時,取得極大值33 D.當(dāng)時,取得極大值【答案】B【解析】【分析】求導(dǎo)可得解析式,令,可得極值點,利用表格法,可得的單調(diào)區(qū)間,代入數(shù)據(jù),可得的極值,分析即可得答案.【詳解】由題意得,令,解得或,當(dāng)x變化時,、變化如下x1+00+極大值極小值所以當(dāng)時,取得極大值1,故B正確、C、D錯誤,當(dāng)時,取得極小值,故A錯誤,故選:B例題6.若函數(shù)在區(qū)間上有最小值,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】求導(dǎo),求得其最小值點,再根據(jù)在區(qū)間上有最小值,由最小值點在區(qū)間內(nèi)求解可得.【詳解】因為函數(shù),所以,當(dāng)或時,,當(dāng)時,,所以當(dāng)時,取得最小值,因為在區(qū)間上有最小值,且所以,解得,所以實數(shù)的取值范圍是.故選:C例題7.已知函數(shù)在處取得極小值,則的最小值為(
)A.2 B.3 C.5 D.9【答案】D【解析】,則,即,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立.故選:D.例題8.已知函數(shù)有兩個不同極值點,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【解析】,函數(shù)有兩個不同極值點有兩個不同解有兩個不同交點.如圖所示,與切于點,故,又,綜上可解得,故當(dāng)時有兩個不同交點,故選:C例題9.若函數(shù)有兩個極值點,則常數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】解:因為定義域為,,令,函數(shù)有兩個極值點,則在區(qū)間上有兩個不相等的實數(shù)根,,當(dāng)時,,則函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,因此在區(qū)間上不可能有兩個不相等的實數(shù)根,應(yīng)舍去;當(dāng)時,令,解得,令,解得,即在上單調(diào)遞增;令,解得,即在上單調(diào)遞減.當(dāng)時,函數(shù)取得極大值即最大值.要使在區(qū)間上有兩個不相等實數(shù)根,則,解得,實數(shù)的取值范圍是,故選:A.類型四:利用導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)不等式問題例題1.若函數(shù)在R上可導(dǎo),且滿足,則(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】【分析】構(gòu)造函數(shù),函數(shù)在上可導(dǎo),且滿足,,時,函數(shù)單調(diào)遞增,(3)(2),即,即,故選:A例題2.設(shè),分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù),當(dāng)時,,且,則不等式的解集是(
)A. B.C. D.【答案】D【解析】設(shè),則,時,,遞增,又是奇函數(shù),所以,從而,由得,,,所以是奇函數(shù),所以在時也是增函數(shù),,所以由得,綜上,不等式的解為.故選:D.例題3.已知是定義在上的函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)為,且不等式恒成立,則下列不等式成立的是(
)A. B.C. D.【答案】B【解析】由題意,構(gòu)造函數(shù),則因為不等式恒成立,所以,即在上單調(diào)遞增,對于A選項,因為,即,即,故A選項錯誤對于B選項,因為,即,即,故B選項正確對于C選項,因為,即,即,故C選項錯誤對于D選項,因為,即,即,故D選項錯誤故選:B例題4.已知函數(shù),,若,恒成立,則實數(shù)k的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【解析】,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,所以在上的最大值是.,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,所以在上的最小值是,若,,恒成立,則,即,所以,所以實數(shù)k的取值范圍是.故選:D.例題5.已知不等式恒成立,則a的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】由題設(shè),可知:,問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,令,則,當(dāng)時,即遞增;當(dāng)時,即遞減;所以,故.故選:B例題6.若對任意,不等式恒成立,則實數(shù)的最小值是(
)A.1 B.2 C. D.3【答案】A【解析】由得,令,因為都是單調(diào)遞增函數(shù),所以為單調(diào)遞增函數(shù),所以,即對任意時恒成立,令,,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,所以,所以,即.故選:A.例題7.若函數(shù)對任意的都有恒成立,則(
)A. B.C. D.與的大小關(guān)系不確定【答案】B【解析】:由可得對任意的都成立,設(shè),則對任意的都成立,所以在上單調(diào)遞增,因為,所以,所以,即,所以.故選:B.例題8.定義在(0,+∞)的函數(shù)f(x)滿足,,則不等式的解集為(
)A.(-∞,0) B.(-∞,1)C.(0,+∞) D.(1,+∞)【答案】C【解析】設(shè),則,所以在上單調(diào)遞減,因為,所以,且,所以由得:結(jié)合單調(diào)性可得:,解得:,故選:C例題9.已知定義在上的偶函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,當(dāng)時,,且,則不等式的解集為(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】因為當(dāng)時,,所以.令,則,所以在上單調(diào)遞減,因為是定義在上的偶函數(shù),所以是上的奇函數(shù),又因為是的導(dǎo)函數(shù),所以的圖象連續(xù),故在上單調(diào)遞減.因為,所以,所以當(dāng)時,等價于解得;當(dāng)時,等價于,解得.綜上可知,不等式的解集為.故選A.類型五:利用導(dǎo)數(shù)比較大小例題1.,,的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】:由題可知,所以只需比較,,的大?。O(shè),因為,所以,記,∴,∴,∴當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,故.故選:C.例題2.已知,,,則,,的大小關(guān)系為(
)A. B.C. D.【答案】D【解析】設(shè),則,時,,是減函數(shù),又,所以,即,故選:D.例題3.已知,,,設(shè)曲線在處的切線斜率為,則(
)A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義可得,利用導(dǎo)數(shù)可求得在上單調(diào)遞減;根據(jù)大小關(guān)系可得結(jié)論.【詳解】當(dāng)時,,,,,在上單調(diào)遞減;,即,.故選:C.例題4.已知函數(shù),設(shè),,,則a,b,c的大小為(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】解:因為,則,所以又時,,所以恒成立所以在上單調(diào)遞增;又,,所以,則.故選:A.例題5.設(shè),則的大小關(guān)系為(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè),則,當(dāng)時,,則為單調(diào)遞增函數(shù),當(dāng)時,,則為單調(diào)遞減函數(shù),所以,又,,,又,,且在上單調(diào)遞減,所以,所以.故選:D例題6.設(shè),,,則a,b,c的大小關(guān)系是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】由題意得,,,令,則,所以在為減函數(shù),所以,即,所以,則,即.故選:D例題7.設(shè),,,其中為自然對數(shù)的底數(shù),則,,的大小關(guān)系是(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】解:,,,令,,,,故在,上是減函數(shù),故,即,故,即,故選:D.例題8.已知函數(shù)的圖像關(guān)于直線對稱,且當(dāng)時,成立,若,,,則(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】函數(shù)的圖像關(guān)于直線對稱,可知函數(shù)的圖像關(guān)于直線對稱,即為偶函數(shù),構(gòu)造,當(dāng),,故在上單調(diào)遞減,且易知為奇函數(shù),故在上單調(diào)遞減,由,所以.故選:B.例題9.已知,,,則,,的大小關(guān)系為(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】解:設(shè),,令,解得.,,單調(diào)遞減,,,單調(diào)遞增.所以,即,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號.所以.又,,故,所以;設(shè),,令,解得.,,單調(diào)遞增,,,單調(diào)遞減.所以,即,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號.所以,故,又,所以,故.故選:B.類型六:函數(shù)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用二熱點題型歸納【題型一】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點【題型二】利用導(dǎo)數(shù)證明不等式【題型三】利用導(dǎo)數(shù)解決不等式恒成立、存在性問題例題1已知函數(shù)的定義域為.(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)討論函數(shù)在上的零點個數(shù)【解析】(1),因為,所以的零點為0和1.令,得;令,得或.所以的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為,.(2)由(1)知,在上的極大值為,極小值為,因為,,所以.,由,得.當(dāng)或時,的零點個數(shù)為0;當(dāng)或時,的零點個數(shù)為1;當(dāng)或時,的零點個數(shù)為2;當(dāng)時,的零點個數(shù)為3.例題2已知函數(shù).(1)若,討論的單調(diào)性;(2)已知,若方程在有且只有兩個解,求實數(shù)的取值范圍.【解析】(1)依題可得,函數(shù)的定義域為,所以.當(dāng)時,由,得,則的減區(qū)間為;由,得,則的增區(qū)間為.當(dāng)時,由,得,則的減區(qū)間為;由,得或,則的增區(qū)間為和.當(dāng)時,,則的增區(qū)間為.當(dāng)時,由,得,則的減區(qū)間為;由,得或,則的增區(qū)間為和.(2).在上有兩個零點,即關(guān)于方程在上有兩個不相等的實數(shù)根.令,,則.令,,則,顯然在上恒成立,故在上單調(diào)遞增.因為,所以當(dāng)時,有,即,所以單調(diào)遞減;當(dāng)時,有,即,所以單調(diào)遞增.因為,,,所以的取值范圍是.☆技巧點撥☆1.判斷函數(shù)零點個數(shù)的思路判斷函數(shù)在某區(qū)間[a,b]((a,b))內(nèi)的零點的個數(shù)時,主要思路為:一是由f(a)·f(b)<0及零點存在性定理,說明在此區(qū)間上至少有一個零點;二是求導(dǎo),判斷函數(shù)在區(qū)間(a,b)上的單調(diào)性,若函數(shù)在該區(qū)間上單調(diào)遞增或遞減,則說明至多只有一個零點;若函數(shù)在區(qū)間[a,b]((a,b))上不單調(diào),則要求其最大值或最小值,借用圖象法等判斷零點個數(shù).2.利用函數(shù)零點情況求參數(shù)范圍的方法(1)分離參數(shù)(a=g(x))后,將問題轉(zhuǎn)化為y=g(x)的值域(最值)問題或轉(zhuǎn)化為直線y=a與y=g(x)的圖象的交點個數(shù)問題(優(yōu)選分離,次選分類)求解.(2)利用零點存在性定理構(gòu)建不等式求解.(3)轉(zhuǎn)化為兩個熟悉的函數(shù)圖象的位置關(guān)系問題,從而構(gòu)建不等式求解.【題型二】利用導(dǎo)數(shù)證明不等式例題3已知函數(shù)且.(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)證明:.【解析】(1),,即,解得或.,解得,∴,∴,令,得.當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞減.所以的單調(diào)遞增區(qū)間為,的單調(diào)遞減區(qū)間為.(2)要證成立,只需證成立.令,則,令,則,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,又由(1)可得在上,所以,所以,所以原不等式成立.例題4已知函數(shù)有兩個零點,.(1)求實數(shù)的取值范圍;(2)證明:.【解析】(1)解:的定義域為,.①當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,故至多有一個零點,不符合題意;②當(dāng)時,令,得;令,得,故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以(i)若,則,故至多有一個零點,不符合題意;(ii)若,則,,由(i)知,∴,∴,.又∵,,故存在兩個零點,分別在,內(nèi).綜上,實數(shù)的取值范圍為.(2)證明:方法1:由題意得,令,兩式相除得,變形得.欲證,即證,即證.記,,故在上單調(diào)遞減,從而,即,所以得證.方法2:由題意得:由(1)可知,,令,則,則,兩式相除得,,,欲證,即證,即證.記,,令,,故在上單調(diào)遞減,則,即,∴在上單調(diào)遞減,從面,∴得證,即得證.☆技巧點撥☆1.證明不等式的基本方法(1)利用單調(diào)性:若f(x)在[a,b]上是增函數(shù),則①?x∈[a,b],有f(a)≤f(x)≤f(b),②?x1,x2∈[a,b],且x1<x2,有f(x1)<f(x2).對于減函數(shù)有類似結(jié)論.(2)利用最值:若f(x)在某個范圍D內(nèi)有最大值M(或最小值m),則?x∈D,有f(x)≤M(或f(x)≥m).(3)構(gòu)造法:如若證明f(x)<g(x),可構(gòu)造函數(shù)F(x)=f(x)g(x),證明F(x)<0.2.證明含雙變量不等式的常見思路(1)將雙變量中的一個看作變量,另一個看作常數(shù),構(gòu)造一個含參數(shù)的輔助函數(shù)證明不等式.(2)整體換元.對于齊次式往往可將雙變量整體換元,化為一元不等式.(3)若雙變量的函數(shù)不等式具有對稱性,并且可以將兩個變量分離開,分離之后的函數(shù)結(jié)構(gòu)具有相似性,從而構(gòu)造函數(shù)利用單調(diào)性證明.【題型三】利用導(dǎo)數(shù)解決不等式恒成立、存在性問題例題5已知函數(shù)f(x)=eq\f(sinx,x)(x≠0).(1)判斷函數(shù)f(x)在區(qū)間上的單調(diào)性;(2)若f(x)<a在區(qū)間上恒成立,求實數(shù)a的最小值.【解析】(1)f′(x)=eq\f(xcosx-sinx,x2),令g(x)=xcosx-sinx,x∈,則g′(x)=-xsinx,顯然,當(dāng)x∈時,g′(x)=-xsinx<0,即函數(shù)g(x)在區(qū)間上單調(diào)遞減,且g(0)=0.從而g(x)在區(qū)間上恒小于零,所以f′(x)在區(qū)間上恒小于零,所以函數(shù)f(x)在區(qū)間上單調(diào)遞減.(2)不等式f(x)<a,x∈恒成立,即sinx-ax<0恒成立.令φ(x)=sinx-ax,x∈,則φ′(x)=cosx-a,且φ(0)=0.當(dāng)a≥1時,在區(qū)間上φ′(x)<0,即函數(shù)φ(x)單調(diào)遞減,所以φ(x)<φ(0)=0,故sinx-ax<0恒成立.當(dāng)0<a<1時,φ′(x)=cosx-a=0在區(qū)間上存在唯一解x0,當(dāng)x∈(0,x0)時,φ′(x)>0,故φ(x)在區(qū)間(0,x0)上單調(diào)遞增,且φ(0)=0,從而φ(x)在區(qū)間(0,x0)上大于零,這與sinx-ax<0恒成立相矛盾.當(dāng)a≤0時,在區(qū)間上φ′(x)>0,即函數(shù)φ(x)單調(diào)遞增,且φ(0)=0,得sinx-ax>0恒成立,這與sinx-ax<0恒成立相矛盾.故實數(shù)a的最小值為1.例題6已知函數(shù),.(1)當(dāng)時,求函數(shù)的極值;(2)當(dāng)時,若在上存在一點,使得成立,求實數(shù)的取值范圍.【解析】(1)函數(shù),定義域為,,當(dāng)時,令,解得:或,當(dāng)時,;當(dāng)時,;在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;函數(shù)的極小值為,函數(shù)的極大值為.(2)令,在上存在一點,使得成立,即在上存在一點,使得,即函數(shù)在上的最小值小于零.由得:,,,又,,當(dāng)時,;當(dāng)時,,①當(dāng),即時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,,,,,此時不成立,②當(dāng),即時,在上單調(diào)遞減,;由可得:,,;綜上所述:實數(shù)的取值范圍為.【提分秘籍】1.分離參數(shù)法解含參不等式恒成立的思路用分離參數(shù)法解含參不等式恒成立問題是指在能夠判斷出參數(shù)的系數(shù)正負的情況下,可以根據(jù)不等式的性質(zhì)將參數(shù)分離出來,得到一個一端是參數(shù),另一端是變量表達式的不等式,只要研究變量表達式的最值就可以解決問題.2.含參數(shù)的能成立(存在型)問題的解題方法(1)a≥f(x)在x∈D上能成立,則a≥f(x)min;(2)a≤f(x)在x∈D上能成立,則a≤f(x)max.3.含全稱、存在量詞不等式能成立問題(1)存在x1∈A,任意x2∈B使f(x1)≥g(x2)成立,則f(x)max≥g(x)max;(2)任意x1∈A,存在x2∈B,使f(x1)≥g(x2)成立,則f(x)min≥g(x)min.一、單選題1.已知函數(shù)在上單調(diào)遞增,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【來源】安徽省黃山市20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】B【解析】因為函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以,則,令,,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以的最小值為,所以,即,所以實數(shù)的取值范圍為故選:B.2.若過點可以作曲線的三條切線,則()A. B.C. D.【來源】安徽省安慶市第二中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】D【解析】由題可得,設(shè)切點,則,整理得,由題意知關(guān)于的方程有三個不同的解,設(shè),,由,得或,又,所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,當(dāng)時,單調(diào)遞增,當(dāng)時,當(dāng)時,,且,,函數(shù)的大致圖像如圖所示,因為的圖像與直線有三個交點,所以,即.故選:D.【點睛】利用導(dǎo)數(shù)研究零點問題:(1)確定零點的個數(shù)問題:可利用數(shù)形結(jié)合的辦法判斷交點個數(shù),如果函數(shù)較為復(fù)雜,可用導(dǎo)數(shù)知識確定極值點和單調(diào)區(qū)間從而確定其大致圖像;(2)方程的有解問題就是判斷是否存在零點的問題,可參變分離,轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域問題處理.可以通過構(gòu)造函數(shù)的方法,把問題轉(zhuǎn)化為研究構(gòu)造的函數(shù)的零點問題;(3)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)零點或方程根,通常有三種思路:①利用最值或極值研究;②利用數(shù)形結(jié)合思想研究;③構(gòu)造輔助函數(shù)研究.3.已知函數(shù),,若,使得成立,則實數(shù)a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【來源】黑龍江省哈爾濱市第三中學(xué)校20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題【答案】A【解析】【詳解】,使得成立,等價為使得成立,由得,當(dāng)時,,此時單調(diào)遞增,當(dāng)時,,此時單調(diào)遞減,,故在成立,當(dāng)時,,設(shè),,則,由,得,所以在遞減,所以,則在遞減,所以,則,所以.故選:A4.定義域為R的可導(dǎo)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,滿足且,則不等式的解集為(
)A. B. C. D.【來源】四川省遂寧市20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)文科試題【答案】C【解析】令,則,∴在R上單調(diào)遞減,又∵,∴,即,∴.故選:C.5.已知函數(shù)在處取得極小值,則的最小值為(
)A.2 B.3 C.5 D.9【來源】河南省商丘市名校20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)理科試題【答案】D【解析】,則,即,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立.故選:D.6.已知函數(shù),過點M(1,t)可作3條與曲線相切的直線,則實數(shù)t的取值范圍是(
)A. B. C. D.【來源】山東省棗莊市20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】D【解析】設(shè)切點為,由,得,所以切線的斜率為,所以切線方程為,因為點M(1,t)在切線上,所以,化簡整理得,令,則,所以當(dāng)或時,,當(dāng)時,,所以在和上遞減,在上遞增,所以的極小值為,極大值為,當(dāng)時,,所以的圖象如圖所示,因為過點M(1,t)可作3條與曲線相切的直線,所以的圖象與直線有三個不同的交點,所以由圖象可得,故選:D7.已知函數(shù)是定義在上的可導(dǎo)函數(shù),對于任意的實數(shù),都有,當(dāng)時,,若,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【來源】安徽名校20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末聯(lián)考數(shù)學(xué)試題【答案】C【解析】:因為,所以,令,則,所以為偶函數(shù),當(dāng)時,,所以,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,根據(jù)偶函數(shù)對稱區(qū)間上單調(diào)性相反的性質(zhì)可知在上單調(diào)遞減,因為,所以,所以,即,解得或.故選:C.8.已知函數(shù)的極值點為,若有且只有一個,則實數(shù)a的取值范圍為(
)A. B.C. D.【來源】陜西省商洛市20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末理科數(shù)學(xué)試題【答案】B【解析】因為函數(shù)在上有且只有一個極值點,所以在上有且只有一個變號零點,由,得,令,則,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,,.由,解得.故選:B.9.若函數(shù)在上為增函數(shù),則的取值范圍為(
)A. B. C. D.【來源】安徽名校20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末聯(lián)考數(shù)學(xué)試題【答案】A【解析】,因為函數(shù)在[2,4]上為增函數(shù),所以在上恒成立,故在上恒成立,故在上恒成立,所以.故選:A10.如圖是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象,則下列判斷正確的是(
)A.在區(qū)間(-2,1)上,是增函數(shù)B.當(dāng)時,取到極小值C.在區(qū)間(1,3)上,是減函數(shù)D.在區(qū)間(4,5)上,是增函數(shù)【來源】湖南省長沙市長郡中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】D【解析】【分析】由導(dǎo)函數(shù)與單調(diào)性、極值的關(guān)系判斷.【詳解】由導(dǎo)函數(shù)圖象知,在時,,遞減,A錯;時,取得極大值(函數(shù)是先增后減),B錯;時,,遞增,C錯;時,,遞增,D正確.故選:D.11.若關(guān)于x的不等式對恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為(
)A. B. C. D.【來源】四川省成都市蓉城名校聯(lián)盟20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末聯(lián)考理科數(shù)學(xué)試題【答案】A【解析】【分析】令,故,原不等式變?yōu)?,進而令,利用最值分析法,通過對的導(dǎo)數(shù)進行討論,即得.【詳解】由題意得,,令,故,故.令,則.若,則,則在上單調(diào)遞增,又,則當(dāng)時,,不合題意,舍去;若,則當(dāng)時,,當(dāng)時,,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.因為,所以若,則當(dāng),,舍去;若,則當(dāng),,舍去;若,則,符合題意,故.故選:A【點睛】方法點睛:恒(能)成立問題的解法:若在區(qū)間D上有最值,則(1)恒成立:;;(2)能成立:;.若能分離常數(shù),即將問題轉(zhuǎn)化為:(或),則(1)恒成立:;;(2)能成立:;.12.已知,,若存在,,使得成立,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】原命題等價于,再求和解不等式即得解.【詳解】,使得成立,則,由題得,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以函數(shù)在(∞,0)單調(diào)遞增,在(0,+∞)單調(diào)遞減,所以,由題得,∴故選:B.13.已知函數(shù),若對任意的,,且,都有,則實數(shù)k的取值范圍是(
)A. B. C. D.【來源】陜西省西安市雁塔區(qū)第二中學(xué)、渭北中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末聯(lián)考文科數(shù)學(xué)試題【答案】B【解析】【分析】根據(jù)題意可判斷函數(shù)的單調(diào)性,然后轉(zhuǎn)化成導(dǎo)函數(shù)的正負問題,參數(shù)分離后構(gòu)造函數(shù)即可求解.【詳解】由可知:在單調(diào)遞增.故在上恒成立,記,當(dāng)時,,則單調(diào)遞減,當(dāng)時,,則單調(diào)遞增,所以在上有最小值為,所以,故選:B14.一般地,對于一元三次函數(shù),若,則為三次函數(shù)的對稱中心,已知函數(shù)圖象的對稱中心的橫坐標(biāo)為(),且有三個零點,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【來源】河南省鄧州市第一高級中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末考前拉練(二)數(shù)學(xué)(理)試題【答案】A【解析】【分析】根據(jù)給定條件,用a表示,再求出的極大值與極小值,列式求解作答.【詳解】由函數(shù)求導(dǎo)得:,則,由解得,則有,,當(dāng)或時,,當(dāng)時,,則在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,因此,當(dāng)時,取得極大值,當(dāng)時,取得極小值,因函數(shù)有三個零點,即函數(shù)的圖象與x軸有三個公共點,由三次函數(shù)圖象與性質(zhì)知,,于是得,解得,綜上得:,實數(shù)a的取值范圍是.故選:A.15.已知函數(shù),若,則的最大值為(
)A. B. C. D.【來源】河南省洛陽市20212022學(xué)年高二下學(xué)期期中考試理科數(shù)學(xué)試題【答案】D【解析】【分析】分析函數(shù)的單調(diào)性,設(shè),可得出,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最大值,即可得解.【詳解】因為,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,不妨設(shè),有,可得,有,令,有,令,可得,由,可得,可得函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為,可得,故的最大值為.故選:D.16.已知函數(shù),().若在上恒成立,則a的取值范圍為(
)A. B. C. D.【來源】河南省九師聯(lián)盟20212022學(xué)年高二下學(xué)期4月聯(lián)考文科數(shù)學(xué)試題【答案】D【解析】【分析】在上恒成立,即在上恒成立,令,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最小值,即可得出答案.【詳解】解:在上恒成立,即在上恒成立,即在上恒成立,令,則,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以函數(shù)在上遞減,在上遞增,所以,所以.故選:D.17.已知,是函數(shù)的兩個極值點,且,當(dāng)時,不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍(
)A. B.C. D.【來源】福建省泉州市城東中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試題【答案】B【解析】【分析】先求導(dǎo)由,是極值點,得,進而將不等式恒成立轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造函數(shù)求得最小值,即可求出實數(shù)的取值范圍.【詳解】由題意得,,,所以,是方程的兩個正根,所以,不等式恒成立,即恒成立;又,則,又,可得,則.令,則,所以在上單調(diào)遞減,所以,故.故選:B.【點睛】解決極值點問題,通常求導(dǎo)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)數(shù)根的問題,結(jié)合韋達定理可將雙變量問題轉(zhuǎn)化為單變量問題;而恒成立問題,通常采用參變分離,轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值問題,利用導(dǎo)數(shù)加以解決.18.已知定義域為的函數(shù)滿足(為函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)),則不等式的解集為(
)A. B. C. D.【來源】四川省南充市南部縣第二中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期5月月考數(shù)學(xué)(理)試題【答案】A【解析】【分析】根據(jù)給定的含導(dǎo)數(shù)的不等式,構(gòu)造函數(shù),再分段討論求解不等式作答.【詳解】依題意,令,則,即函數(shù)在R上單調(diào)遞增,由知,,當(dāng)時,不等式為成立,則,當(dāng)時,,即,于是得,因此有,解得,即得,當(dāng)時,,同理有,即有,解得或,因此得,綜上得,所以不等式的解集為.故選:A19.已知實數(shù),,滿足,則,,的大小關(guān)系為(
)A. B. C. D.【來源】黑龍江省大慶實驗中學(xué)20212022學(xué)年高二實驗一部下學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題【答案】C【解析】由,得,設(shè),則,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,因為,所以,所以,故,則,即有,故.故選:C.20.已知是定義在的減函數(shù).設(shè),,,則a,b,c的大小關(guān)系為(
)A. B. C. D.【來源】四川省成都市第七中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期中數(shù)學(xué)文科試題【答案】B【解析】令且,則,所以上,即遞減,故,則,又,即,由在的減函數(shù),則.故選:B二、多選題21.設(shè)函數(shù)在上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為,且函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結(jié)論中一定成立的是(
)A.函數(shù)在上遞減,在上遞減B.函數(shù)在上遞增,在上遞增C.函數(shù)有極大值和極小值D.函數(shù)有極大值和極小值【來源】福建省漳州市第一外國語學(xué)校(漳州八中)20212022學(xué)年高二下學(xué)期3月月考數(shù)學(xué)試題【答案】BD【解析】:由圖可知:當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞減;當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞減;當(dāng)時,,故在上單調(diào)遞增;故函數(shù)在時取得極大值,在時取得極小值,即函數(shù)有極大值和極小值;故選:BD.22.已知函數(shù),下列結(jié)論正確的是(
)A.當(dāng)時,的圖像關(guān)于y軸對稱B.當(dāng)時,的圖像關(guān)于點中心對稱C.,使得為上的增函數(shù)D.當(dāng)時,若在上單調(diào)遞增,則的最小值為【來源】江蘇省無錫市普通高中20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】BCD【解析】【分析】時,,,是奇函數(shù),A錯;時,,,所以的圖象關(guān)于點對稱,B正確;,,當(dāng)時,恒成立,在上遞增,C正確;,,,所以有兩個不等的實根,設(shè),在或時,,時,,即在上單調(diào)遞增,,,,所以時,取得最小值,即取得最小值,D正確.故選:BCD.23.定義在R上的可導(dǎo)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,以下結(jié)論錯誤的是(
)A.是的一個極小值點 B.的單調(diào)遞增區(qū)間是C.的單調(diào)減區(qū)間是 D.和都是的極值點【來源】四川省鹽亭中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期第四學(xué)月教學(xué)質(zhì)量測試數(shù)學(xué)(理)試題【答案】ABC【解析】,且在的左側(cè),,右側(cè),是極小值點,A正確;雖然,但在的兩側(cè),都有,因此不是極值點,,也不是極值點,D錯誤;在上,恒成立,的解只有一個,因此此時遞增,B正確;時,,是的減區(qū)間,C正確.故選:ABC.24.對于定義在R上的可導(dǎo)函數(shù),為其導(dǎo)函數(shù),下列說法不正確的是(
)A.使的一定是函數(shù)的極值點B.在R上單調(diào)遞增是在R上恒成立的充要條件C.若函數(shù)既有極小值又有極大值,則其極小值一定不會比它的極大值大D.若在R上存在極值,則它在R一定不單調(diào)【來源】重慶市三峽名校聯(lián)盟20212022學(xué)年高二下學(xué)期聯(lián)考數(shù)學(xué)試題【答案】ABC【解析】A選項,的不一定是函數(shù)的極值點,比如在處導(dǎo)函數(shù)的值為0,但不是的極值點,A說法錯誤;在R上單調(diào)遞增,可能會在某點導(dǎo)函數(shù)等于0,比如為單調(diào)遞增函數(shù),在處導(dǎo)函數(shù)值為0,故在R上單調(diào)遞增不是在R上恒成立的充要條件,B說法錯誤;若函數(shù)既有極小值又有極大值,則其極小值可能會比它的極大值大,比如,在處取得極大值2,在處取得極小值2,極小值大于極大值,故C說法錯誤;根據(jù)極值點和極值的定義可以判斷,若在R上存在極值,則它在R一定不單調(diào),D說法正確.故選:ABC三、填空題25.已知偶函數(shù)若方程有且只有6個不相等的實數(shù)根,則實數(shù)m的取值范圍為_______.【來源】陜西省渭南市富平縣20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末理科數(shù)學(xué)試題【答案】【解析】(1)當(dāng)時,由得;由得.所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.,.(2)當(dāng)時,,于是可畫出右邊的函數(shù)圖象,又因為為偶函數(shù),其圖象關(guān)于y軸對稱,從而可畫出左邊的圖象.由圖象知:.故答案為:.26.已知直線分別與函數(shù)和的圖象交于點A,B,則的最小值為___________.【來源】福建省廈門外國語學(xué)校20212022學(xué)年高二下學(xué)期數(shù)學(xué)期末模擬試題(2)【答案】1【解析】先證明:,證明:設(shè),故,當(dāng)時,,當(dāng)時,,故在為減函數(shù),在上為增函數(shù),故,故.設(shè),則且即,故,由的性質(zhì)可得,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,故,故答案為:1.27.函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結(jié)論成立的是______.①,,,;②,,,;③,,,;④,,,.【來源】人教A版(2019)選修第二冊實戰(zhàn)演練全冊綜合驗收檢測【答案】①【解析】由圖知,由可得由圖知當(dāng)或時,單調(diào)遞增,當(dāng)時,單調(diào)遞減,,的大致圖象如圖所示:所以,因為和是的兩個極值點,即的兩根為和,,,所以,可得,,綜上所述:,,,,故答案為:①.28.已知函數(shù),,若,則的最小值為______.【答案】【解析】設(shè),即,,解得,,所以,令,則,令,解得,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以的最小值為,所以的最小值為.故答案為:.29.已知函數(shù)是定義在上的奇函數(shù),當(dāng)時,,給出下列命題:①當(dāng)時,;②函數(shù)有2個零點;③的解集為;④,都有.其中正確的命題是___________.【來源】第08周周練(拓展三:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點問題;拓展四:利用導(dǎo)數(shù)研究方程的根)【周測打卡】20212022學(xué)年高二數(shù)學(xué)同步好題好卷周周練(人教A版2019選擇性必修第二冊)【答案】①④【解析】①當(dāng),則,由,而,故正確;②時,,故在上遞增,上遞減且極大值為、有,值域為;由題設(shè)知:在上遞增,上遞減且極小值為、有,值域為,又,易知共有3個零點,故錯誤;③由②知:的解集為,故錯誤;④由②知:時有,即都有,故正確.故答案為:①④30.設(shè)函數(shù),若,則函數(shù)有_____個零點;若函數(shù)有且僅有兩個零點,則實數(shù)的取值范圍是________.【來源】北京市昌平區(qū)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末質(zhì)量抽測數(shù)學(xué)試題【答案】
3
【解析】解:當(dāng)時,,時,令,即,解得或,時,,易知在上單調(diào)遞減,又,所以由函數(shù)零點存在定理可得在上有且只有一個零點,綜上,時,函數(shù)有3個零點;因為函數(shù)有且僅有兩個零點,所以由第一空的解答可知,當(dāng)時,方程,即無解,令,則,令,可得,令,可得,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,又時,;時,,且,所以,所以實數(shù)的取值范圍是.故答案為:3;.31.已知函數(shù),則的極小值為___________;若函數(shù),對于任意的,總存在,使得,則實數(shù)的取值范圍是___________.【來源】天津市部分區(qū)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】
【解析】由,得,令,得,列表如下:遞減極小值遞增所以,函數(shù)的極小值為;(2),,使得,即,.①當(dāng)時,函數(shù)單調(diào)遞增,,,即;②當(dāng)時,函數(shù)單調(diào)遞減,,,即;③當(dāng)時,,不符合題意.綜上:.故答案為:;.五、解答題32.已知函數(shù).(1)求曲線在點處的切線方程;(2)求函數(shù)在上的最大值和最小值.【來源】廣東省廣州市南沙區(qū)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】(1)(2)最大值為,最小值0【解析】(1)解:,則,所以曲線在點處的切線方程為,即;(2)解:,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以函數(shù)在上遞增,在上遞減,又,所以函數(shù)在上的最大值為,最小值0.33.已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)若不等式在上恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【來源】安徽省黃山市20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】(1)答案見解析(2)【解析】(1)解:由知定義域為,且①時,在上,故在上單調(diào)遞增;②時,當(dāng)時,時,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2)解:由得,令①當(dāng)時,在,恒成立,所以不可能;②當(dāng)時在上單調(diào)遞減且,當(dāng)時,,故在上存在,使得時,,則在上單調(diào)遞增,所以與題不符.
當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,所以,符合題意.綜上所述,34.已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間:(2)若在恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【來源】江蘇省南京市六校聯(lián)合體20212022學(xué)年高二下學(xué)期5月聯(lián)考數(shù)學(xué)試題【答案】(1)答案見解析(2)【解析】(1)當(dāng)時設(shè),則即在遞減,在遞增,當(dāng),當(dāng)而當(dāng)所以當(dāng)遞減;遞增.故函數(shù)增區(qū)間為,減區(qū)間為(2),令在遞增,而,,使,即當(dāng)時,在遞減,當(dāng)時,在遞增因為可變形為又在遞增,由(**)可得故取值范圍為35.已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)若有兩個極值點,,且,當(dāng)時,求的取值范圍.【來源】安徽省滁州市20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】(1)答案見解析(2)【解析】(1)解:的定義域為,,令,當(dāng),即時,在上恒成立,故此時是增函數(shù);當(dāng),即時,有兩個正根,,或,顯然,此時的單調(diào)遞增區(qū)間為,,單調(diào)遞減期間為;同理當(dāng)時,在上恒成立,故此時是增函數(shù);綜上可知:當(dāng)時,是增函數(shù);時,的兩根為,或,此時的單調(diào)遞增區(qū)間為,,單調(diào)遞減區(qū)間為.(2)解:由(1)知,,再令當(dāng),的兩個極值點為的兩個互異實根,,且,,則,即,顯然,由整理得,所以,而,將代入上式整理得,再將代入上式得:,,令,,在上恒成立,故在上單調(diào)遞減,,,且,即的取值范圍為.36.已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)在處取得極值,不等式對恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【來源】甘肅省金昌市永昌縣第一高級中學(xué)20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)(理)試題【答案】(1)當(dāng)時函數(shù),函數(shù)在上單調(diào)遞減;當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增(2)【解析】(1)函數(shù)的定義域是且當(dāng)時,,從而,函數(shù)在上單調(diào)遞減;當(dāng)時,若,則,從而;若,則,從而,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)由(1)可知,函數(shù)的極值點是,若,則.若在上恒成立,即在上恒成立,只需在上恒成立.
令,則,易知為函數(shù)在內(nèi)唯一的極小值點,也是最小值點,故,即=,故只要即可.所以b的取值范圍是.37.已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)當(dāng)時,若對任意恒成立,求整數(shù)的最大值.【來源】黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)校20212022學(xué)年高二下學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題【答案】(1)答案見解析(2)3【解析】(1)解:∵,,所以,當(dāng)時,,∴的單調(diào)遞增區(qū)間為,當(dāng)時,令,∴,當(dāng)時,當(dāng)時,∴的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為當(dāng)時,令,∴,當(dāng)時,當(dāng)時,∴的單調(diào)遞增區(qū)間為,
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