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專題13導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用--函數(shù)的極值問題5題型分類1、函數(shù)的極值函數(shù)在點附近有定義,如果對附近的所有點都有,則稱是函數(shù)的一個極大值,記作.如果對附近的所有點都有,則稱是函數(shù)的一個極小值,記作.極大值與極小值統(tǒng)稱為極值,稱為極值點.求可導(dǎo)函數(shù)極值的一般步驟(1)先確定函數(shù)的定義域;(2)求導(dǎo)數(shù);(3)求方程的根;(4)檢驗在方程的根的左右兩側(cè)的符號,如果在根的左側(cè)附近為正,在右側(cè)附近為負,那么函數(shù)在這個根處取得極大值;如果在根的左側(cè)附近為負,在右側(cè)附近為正,那么函數(shù)在這個根處取得極小值.注:①可導(dǎo)函數(shù)在點處取得極值的充要條件是:是導(dǎo)函數(shù)的變號零點,即,且在左側(cè)與右側(cè),的符號導(dǎo)號.②是為極值點的既不充分也不必要條件,如,,但不是極值點.另外,極值點也可以是不可導(dǎo)的,如函數(shù),在極小值點是不可導(dǎo)的,于是有如下結(jié)論:為可導(dǎo)函數(shù)的極值點;但為的極值點.(一)函數(shù)極值、極值點的辨識解答此類問題要先搞清楚所給的圖象是原函數(shù)還是導(dǎo)函數(shù)的,對于導(dǎo)函數(shù)的圖象,重點考查在哪個區(qū)間上為正,哪個區(qū)間上為負,在哪個點處與x軸相交,在該點附近的導(dǎo)數(shù)值是如何變化的,若是由正值變?yōu)樨撝?,則在該點處取得極大值;若是由負值變?yōu)檎?,則在該點處取得極小值.題型1:函數(shù)極值、極值點的辨識1-1.(2024·遼寧)設(shè)函數(shù)滿足則時,A.有極大值,無極小值 B.有極小值,無極大值C.既有極大值又有極小值 D.既無極大值也無極小值1-2.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知e為自然對數(shù)的底數(shù),設(shè)函數(shù),則.A.當k=1時,f(x)在x=1處取到極小值 B.當k=1時,f(x)在x=1處取到極大值C.當k=2時,f(x)在x=1處取到極小值 D.當k=2時,f(x)在x=1處取到極大值1-3.(2024·陜西)設(shè)函數(shù)f(x)=+lnx,則()A.x=為f(x)的極大值點 B.x=為f(x)的極小值點C.x=2為f(x)的極大值點 D.x=2為f(x)的極小值點題型2:函數(shù)(導(dǎo)函數(shù))的圖象與極值(點)關(guān)系2-1.(2024·重慶)設(shè)函數(shù)在R上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為,且函數(shù)的圖像如題(8)圖所示,則下列結(jié)論中一定成立的是A.函數(shù)有極大值和極小值B.函數(shù)有極大值和極小值C.函數(shù)有極大值和極小值D.函數(shù)有極大值和極小值2-2.(2024高二下·黑龍江鶴崗·期中)函數(shù)的定義域為,導(dǎo)函數(shù)在內(nèi)的圖像如圖所示,則函數(shù)在內(nèi)極小值點的個數(shù)是(
)
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個2-3.(2024高二上·陜西漢中·期末)定義在區(qū)間上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(
)A.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增B.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減C.函數(shù)在處取得極大值D.函數(shù)在處取得極大值2-4.(2024高三上·四川自貢·階段練習(xí))已知函數(shù)的定義域為,導(dǎo)函數(shù)在內(nèi)的圖像如圖所示,則函數(shù)在內(nèi)的極小值有(
)
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個(二)求已知函數(shù)的極值、極值點1、因此,在求函數(shù)極值問題中,一定要檢驗方程根左右的符號,更要注意變號后極大值與極小值是否與已知有矛盾.2、原函數(shù)出現(xiàn)極值時,導(dǎo)函數(shù)正處于零點,歸納起來一句話:原極導(dǎo)零.這個零點必須穿越軸,否則不是極值點.判斷口訣:從左往右找穿越(導(dǎo)函數(shù)與軸的交點);上坡低頭找極小,下坡抬頭找極大.注:(1)可導(dǎo)函數(shù)y=f(x)在點x0處取得極值的充要條件是f′(x0)=0,且在x0左側(cè)與右側(cè)f′(x)的符號不同;(2)若f(x)在(a,b)內(nèi)有極值,那么f(x)在(a,b)內(nèi)絕不是單調(diào)函數(shù),即在某區(qū)間上單調(diào)增或減的函數(shù)沒有極值.題型3:求已知函數(shù)的極值、極值點3-1.(2024·重慶)設(shè)函數(shù),其中在,曲線在點處的切線垂直于軸(Ⅰ)求a的值;(Ⅱ)求函數(shù)極值.3-2.(2024高二下·重慶巫溪·期中)已知函數(shù).(1)若曲線在點處的切線與x軸平行,求a的值;(2)求函數(shù)的極值.3-3.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù).求的極值;3-4.(2024·廣西南寧·一模)設(shè)函數(shù),,為的導(dǎo)函數(shù).(1)當時,過點作曲線的切線,求切點坐標;(2)若,,且和的零點均在集合中,求的極小值.3-5.(2024·河北·模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)證明:當時,有唯一的極值點為,并求取最大值時的值;(2)當時,討論極值點的個數(shù).(三)根據(jù)函數(shù)的極值、極值點求參數(shù)根據(jù)函數(shù)的極值(點)求參數(shù)的兩個要領(lǐng):①列式:根據(jù)極值點處導(dǎo)數(shù)為0和極值這兩個條件列方程組,利用待定系數(shù)法求解;②驗證:求解后驗證根的合理性.本題中第二問利用對稱性求參數(shù)值之后也需要進行驗證.題型4:根據(jù)函數(shù)的極值求參數(shù)4-1.(2024高三上·四川綿陽·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)若在上存在單調(diào)減區(qū)間,求實數(shù)的取值范圍;(2)若在區(qū)間上有極小值,求實數(shù)的取值范圍.4-2.(2024·湖南·模擬預(yù)測)已知函數(shù)在處取得極大值4,則(
)A.8 B. C.2 D.4-3.(2024高三下·貴州·階段練習(xí))已知函數(shù)在處取得極小值,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.4-4.(2024·陜西商洛·三模)若函數(shù)無極值,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.4-5.(2024高三下·湖南長沙·階段練習(xí))函數(shù)在區(qū)間上存在極值,則的最大值為(
)A.2 B.3 C.4 D.5題型5:根據(jù)函數(shù)的極值點求參數(shù)5-1.(2024高三上·遼寧鞍山·階段練習(xí))已知函數(shù)為實數(shù).(1)時,求的極小值點;(2)若是的極小值點,求的取值范圍.5-2.(2024高三上·河南洛陽·開學(xué)考試)已知函數(shù)(1)若,求曲線在點處的切線方程;(2)若是的極大值點,求的取值范圍.5-3.(2024高三上·安徽阜陽·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)若,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)存在唯一的極值點,求實數(shù)a的取值范圍.5-4.(2024高二下·江蘇南通·期末)若x=a是函數(shù)的極大值點,則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.5-5.(2024高三下·江蘇南京·開學(xué)考試)已知函數(shù)有兩個極值點,則實數(shù)a的取值范圍(
)A. B.C. D.一、單選題1.(2024·全國)若是函數(shù)的極值點,則的極小值為.A. B. C. D.2.(2024高二下·安徽亳州·期末)設(shè)函數(shù)一定正確的是()A. B.C. D.3.(2024高三上·全國·單元測試)設(shè),若為函數(shù)的極大值點,則(
)A. B. C. D.4.(2024高三·全國·課后作業(yè))已知函數(shù)f(x)=x(lnx-ax)有兩個極值點,則實數(shù)a的取值范圍是()A.(-∞,0) B. C.(0,1) D.(0,+∞)5.(2024·吉林通化·模擬預(yù)測)已知函數(shù)在區(qū)間上的最大值為k,則函數(shù)在上(
)A.有極大值,無最小值 B.無極大值,有最小值C.有極大值,有最大值 D.無極大值,無最大值6.(2024高二下·河北秦皇島·期末)已知是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若函數(shù)的圖象大致如圖所示,則極值點的個數(shù)為(
)
A.1 B.2 C.3 D.47.(2024高三上·陜西渭南·階段練習(xí))已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結(jié)論中正確的是(
)A.是函數(shù)的極小值點B.是函數(shù)的極大值點C.函數(shù)在上單調(diào)遞增D.函數(shù)在處的切線斜率小于零8.(2024·陜西)對二次函數(shù)(為非零整數(shù)),四位同學(xué)分別給出下列結(jié)論,其中有且僅有一個結(jié)論是錯誤的,則錯誤的結(jié)論是A.是的零點 B.1是的極值點C.3是的極值 D.點在曲線上9.(2024高三上·陜西漢中·階段練習(xí))已知函數(shù),則的極小值為(
)A. B. C. D.10.(2024高三·全國·專題練習(xí))函數(shù)的大致圖像如圖所示,,是函數(shù)的兩個極值點,則等于(
)
A. B. C. D.11.(2024高二下·吉林長春·階段練習(xí))已知實數(shù)成等比數(shù)列,且曲線的極大值點為,極大值為,則等于(
)A.2 B. C. D.112.(2024高二下·新疆昌吉·期末)如圖是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象,給出下列命題:①x=-2是函數(shù)的極值點;②x=1是函數(shù)的極值點;③的圖象在處切線的斜率小于零;④函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增.則正確命題的序號是(
)A.①② B.②④ C.②③ D.①④13.(2024高二下·全國·期中)已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(
)A.是的極小值點 B.是的極小值點C.在區(qū)間上單調(diào)遞減 D.曲線在處的切線斜率小于零14.(2024高三上·湖北武漢·階段練習(xí))若函數(shù)存在一個極大值與一個極小值滿足,則至少有(
)個單調(diào)區(qū)間.A.3 B.4 C.5 D.615.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知定義在R上的函數(shù)f(x),其導(dǎo)函數(shù)的大致圖象如圖所示,則下列敘述正確的是(
)A.B.函數(shù)在x=c處取得最大值,在處取得最小值C.函數(shù)在x=c處取得極大值,在處取得極小值D.函數(shù)的最小值為16.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,則“在上有兩個零點”是“在上有兩個極值點”的(
)A.充分不必要條件B.必要不充分條件 C.充要條件D.既不充分也不必要條件二、多選題17.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè)函數(shù)在R上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為,且函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論中一定成立的是(
)
A.有兩個極值點 B.為函數(shù)的極大值C.有兩個極小值 D.為的極小值18.(2024·全國)已知函數(shù)的定義域為,,則(
).A. B.C.是偶函數(shù) D.為的極小值點19.(2024·全國)若函數(shù)既有極大值也有極小值,則(
).A. B. C. D.20.(江西省豐城中學(xué)2024屆高三上學(xué)期入學(xué)考試數(shù)學(xué)試題)如圖所示是的導(dǎo)數(shù)的圖象,下列結(jié)論中正確的有(
)
A.的單調(diào)遞增區(qū)間是B.是的極小值點C.在區(qū)間上是減函數(shù),在區(qū)間上是增函數(shù)D.是的極小值點21.(2024·湖北武漢·模擬預(yù)測)已知函數(shù)和的圖像都是上連續(xù)不斷的曲線,如果,當且僅當時,那么下列情形可能出現(xiàn)的是(
)A.1是的極大值,也是的極大值 B.1是的極大值,也是的極小值C.1是的極小值,也是的極小值 D.1是的極小值,也是的極大值22.(2024高二下·福建廈門·期末)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,則(
)
A.在區(qū)間上單調(diào)遞減B.在處取得極大值C.在區(qū)間上有2個極大值點D.在處取得最大值23.(2024高三上·廣西百色·階段練習(xí))函數(shù)的兩個極值點分別是,則下列結(jié)論正確的是(
)A. B.C. D.24.(2024·全國)已知函數(shù),則(
)A.有兩個極值點 B.有三個零點C.點是曲線的對稱中心 D.直線是曲線的切線25.(2024高三上·福建莆田·階段練習(xí))已知函數(shù),則下列說法中正確的是(
)A.在上有兩個極值點 B.在處取得最小值C.在處取得極小值 D.函數(shù)在上有三個不同的零點26.(2024高三上·福建福州·階段練習(xí))函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(
)A.為函數(shù)的零點 B.為函數(shù)的極小值點C.函數(shù)在上單調(diào)遞減 D.是函數(shù)的最大值三、填空題27.(2024高三·全國·專題練習(xí))函數(shù)的極大值點和極大值分別為,28.(2024·全國)已知和分別是函數(shù)(且)的極小值點和極大值點.若,則a的取值范圍是.29.(2024高三·全國·專題練習(xí))函數(shù)的極大值為;極小值為.30.(2024高二下·陜西渭南·期末)已知函數(shù),在時有極大值,則的極大值為31.(2024高三上·貴州遵義·階段練習(xí))函數(shù)的極值點的個數(shù)為.32.(安徽省池州市貴池區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù)在時有極值為0,則.33.(2024高三上·新疆伊犁·階段練習(xí))已知函數(shù)有兩個極值點,則的取值范圍為.四、解答題34.(2024·北京)設(shè)函數(shù),曲線在點處的切線方程為.(1)求的值;(2)設(shè)函數(shù),求的單調(diào)區(qū)間;(3)求的極值點個數(shù).35.(2024高二下·福建龍巖·期中)設(shè)函數(shù)f(x)=x3+bx2+cx(x∈R),已知g(x)=f(x)﹣f′(x)是奇函數(shù)(1)求b、c的值.(2)求g(x)的單調(diào)區(qū)間與極值.36.(2007·安徽)設(shè)函數(shù),其中.將的最小值記為.(1)求的表達式;(2)討論在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性并求極值.37.(2024·山東)設(shè)函數(shù),其中.證明:當時,函數(shù)沒有極值點;當時,函數(shù)有且只有一個極值點,并求出極值.38.(2024·福建)已知函數(shù)的圖象過點,且函數(shù)的圖象關(guān)于軸對稱.(1)求的值及函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若,求函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的極值.39.(2024高三上·遼寧大連·階段練習(xí))已知函數(shù),.(1)當時,求函數(shù)的圖象在點處的切線方程;(2)求函數(shù)的極值.40.(2024高二下·湖南長沙·期中)設(shè)函數(shù)f(x)=2x3-3(a-1)x2+1,其中a≥1,(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)求f(x)的極值.41.(2024·全國)已知函數(shù).(1)當時,求曲線在點處的切線方程;(2)是否存在a,b,使得曲線關(guān)于直線對稱,若存在,求a,b的值,若不存在,說明理由.(3)若在存在極值,求a的取值范圍.42.(2024·北京)設(shè)函數(shù).(Ⅰ)若曲線在點處的切線斜率為0,求a;(Ⅱ)若在處取得極小值,求a的取值范圍.43.(2024高三上·重慶沙坪壩·階段練習(xí))已知函數(shù),.(1)當時,求在上的值域;(2)若的極大值為4,求實數(shù)的值.44.(2024·北京)設(shè)函數(shù)=[].(1)若曲線在點(1,)處的切線與軸平行,求;(2)若在處取得極小值,求的取值范圍.45.(2024高三上·湖南·開學(xué)考試)已知函數(shù),.(1)當時,求曲線在處的切線方程;(2)若存在極值點,且,求的值,并分析是極大值點還是極小值點.46.(2024·廣東)設(shè),集合(1)求集合D(用區(qū)間表示)(2)求函數(shù)在D內(nèi)的極值點.47.(2024·湖北)設(shè)函數(shù)在處取得極值,試用表示和,并求的單調(diào)區(qū)間.48.(2024·重慶)已知函數(shù)在處取得極值.確定a的值;若,討論的單調(diào)性.49.(2024高三上·遼寧沈陽·階段練習(xí))函數(shù),,已知和分別是函數(shù)的極大值點和極小值點.(1)求實數(shù)的取值范圍;(2)求的取值范圍.50.(2024高二下·重慶長壽·期中)已知函數(shù).(1)設(shè)為偶函數(shù),當時,,求曲線在點處的切線方程;(2)設(shè),求函數(shù)的極值.51.(2024高二下·甘肅白銀·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)當時,求曲線在點處的切線方程;(2)當時,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值;52.(2024高三上·江蘇南京·開學(xué)考試)已知函數(shù),其中.(1)若,證明:;(2)設(shè)函數(shù),若為的極大值點,求a的取值范圍.53.(2024高三上·重慶·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)當時,求的單調(diào)區(qū)間;(2)若是的極大值點,求的取值范圍.54.(2024高三上·貴州·開學(xué)考試)定義函數(shù),其中.(1)當時,求曲線在點處的切線方程;(2)證明:在區(qū)間上,有且只有兩個不同的極值點.55.(2024高三上·北京西城·開學(xué)考試)已知函數(shù),.(1),;(2)的極小值點為,極小值為;(3)的極大值點為,極大值為;(4)畫出函數(shù)的圖象草圖:
(5)若方程恰好有2個解,則實數(shù);(6)若在上單調(diào),則實數(shù)的取值范圍是;(7)若函數(shù)存在極值,則極值點的個數(shù)可能為個.
專題13導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用--函數(shù)的極值問題5題型分類1、函數(shù)的極值函數(shù)在點附近有定義,如果對附近的所有點都有,則稱是函數(shù)的一個極大值,記作.如果對附近的所有點都有,則稱是函數(shù)的一個極小值,記作.極大值與極小值統(tǒng)稱為極值,稱為極值點.求可導(dǎo)函數(shù)極值的一般步驟(1)先確定函數(shù)的定義域;(2)求導(dǎo)數(shù);(3)求方程的根;(4)檢驗在方程的根的左右兩側(cè)的符號,如果在根的左側(cè)附近為正,在右側(cè)附近為負,那么函數(shù)在這個根處取得極大值;如果在根的左側(cè)附近為負,在右側(cè)附近為正,那么函數(shù)在這個根處取得極小值.注:①可導(dǎo)函數(shù)在點處取得極值的充要條件是:是導(dǎo)函數(shù)的變號零點,即,且在左側(cè)與右側(cè),的符號導(dǎo)號.②是為極值點的既不充分也不必要條件,如,,但不是極值點.另外,極值點也可以是不可導(dǎo)的,如函數(shù),在極小值點是不可導(dǎo)的,于是有如下結(jié)論:為可導(dǎo)函數(shù)的極值點;但為的極值點.(一)函數(shù)極值、極值點的辨識解答此類問題要先搞清楚所給的圖象是原函數(shù)還是導(dǎo)函數(shù)的,對于導(dǎo)函數(shù)的圖象,重點考查在哪個區(qū)間上為正,哪個區(qū)間上為負,在哪個點處與x軸相交,在該點附近的導(dǎo)數(shù)值是如何變化的,若是由正值變?yōu)樨撝?,則在該點處取得極大值;若是由負值變?yōu)檎?,則在該點處取得極小值.題型1:函數(shù)極值、極值點的辨識1-1.(2024·遼寧)設(shè)函數(shù)滿足則時,A.有極大值,無極小值 B.有極小值,無極大值C.既有極大值又有極小值 D.既無極大值也無極小值【答案】D【詳解】函數(shù)滿足,,令,則,由,得,令,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,的最小值為.又在單調(diào)遞增,既無極大值也無極小值,故選D.考點:1、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性;2、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值及函數(shù)的求導(dǎo)法則.【方法點睛】本題主要考查抽象函數(shù)的單調(diào)性以及函數(shù)的求導(dǎo)法則,屬于難題.求解這類問題一定要耐心讀題、讀懂題,通過對問題的條件和結(jié)論進行類比、聯(lián)想、抽象、概括,準確構(gòu)造出符合題意的函數(shù)是解題的關(guān)鍵;解這類不等式的關(guān)鍵點也是難點就是構(gòu)造合適的函數(shù),構(gòu)造函數(shù)時往往從兩方面著手:①根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的“形狀”變換不等式“形狀”;②若是選擇題,可根據(jù)選項的共性歸納構(gòu)造恰當?shù)暮瘮?shù).本題通過觀察導(dǎo)函數(shù)的“形狀”,聯(lián)想到函數(shù),再結(jié)合條件判斷出其單調(diào)性,進而得出正確結(jié)論.1-2.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知e為自然對數(shù)的底數(shù),設(shè)函數(shù),則.A.當k=1時,f(x)在x=1處取到極小值 B.當k=1時,f(x)在x=1處取到極大值C.當k=2時,f(x)在x=1處取到極小值 D.當k=2時,f(x)在x=1處取到極大值【答案】C【詳解】當k=1時,函數(shù)f(x)=(ex?1)(x?1).求導(dǎo)函數(shù)可得f′(x)=ex(x?1)+(ex?1)=(xex?1)f′(1)=e?1≠0,f′(2)=2e2?1≠0,則f(x)在x=1處與在x=2處均取不到極值,當k=2時,函數(shù)f(x)=(ex?1)(x?1)2.求導(dǎo)函數(shù)可得f′(x)=ex(x?1)2+2(ex?1)(x?1)=(x?1)(xex+ex?2)∴當x=1,f′(x)=0,且當x>1時,f′(x)>0,當x0<x<1時(x0為極大值點),f′(x)<0,故函數(shù)f(x)在(1,+∞)上是增函數(shù);在(x0,1)上是減函數(shù),從而函數(shù)f(x)在x=1取得極小值.對照選項.故選C.1-3.(2024·陜西)設(shè)函數(shù)f(x)=+lnx,則()A.x=為f(x)的極大值點 B.x=為f(x)的極小值點C.x=2為f(x)的極大值點 D.x=2為f(x)的極小值點【答案】D【詳解】,由得,又函數(shù)定義域為,當時,,遞減,當時,,遞增,因此是函數(shù)的極小值點.故選D.考點:函數(shù)的極值.題型2:函數(shù)(導(dǎo)函數(shù))的圖象與極值(點)關(guān)系2-1.(2024·重慶)設(shè)函數(shù)在R上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為,且函數(shù)的圖像如題(8)圖所示,則下列結(jié)論中一定成立的是A.函數(shù)有極大值和極小值B.函數(shù)有極大值和極小值C.函數(shù)有極大值和極小值D.函數(shù)有極大值和極小值【答案】D【詳解】則函數(shù)增;則函數(shù)減;則函數(shù)減;則函數(shù)增;選D.【考點定位】判斷函數(shù)的單調(diào)性一般利用導(dǎo)函數(shù)的符號,當導(dǎo)函數(shù)大于0則函數(shù)遞增,當導(dǎo)函數(shù)小于0則函數(shù)遞減2-2.(2024高二下·黑龍江鶴崗·期中)函數(shù)的定義域為,導(dǎo)函數(shù)在內(nèi)的圖像如圖所示,則函數(shù)在內(nèi)極小值點的個數(shù)是(
)
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個【答案】A【分析】根據(jù)極值點的定義,結(jié)合導(dǎo)函數(shù)的圖象,即可判斷選項.【詳解】,函數(shù)單調(diào)遞增,,函數(shù)單調(diào)遞減,由導(dǎo)函數(shù)的圖象知:函數(shù)在內(nèi),與x軸有四個交點:從左向右看,第一個點處導(dǎo)數(shù)左正右負,是極大值點,第二個點處導(dǎo)數(shù)左負右正,是極小值點,第三個點處導(dǎo)數(shù)左正右正,沒有變號,所以不是極值點,第四個點處導(dǎo)數(shù)左正右負,是極大值點,所以函數(shù)在開區(qū)間內(nèi)的極小值點有1個,故選:A2-3.(2024高二上·陜西漢中·期末)定義在區(qū)間上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(
)A.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增B.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減C.函數(shù)在處取得極大值D.函數(shù)在處取得極大值【答案】A【分析】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性和導(dǎo)數(shù)值的正負的關(guān)系,可判斷A、B;根據(jù)函數(shù)的極值點和導(dǎo)數(shù)的關(guān)系可判斷C、D的結(jié)論.【詳解】在區(qū)間上,故函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,故A正確;在區(qū)間上,故函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,故B錯誤;當時,,可知函數(shù)在上單調(diào)遞增,故不是函數(shù)的極值點,故C錯誤;當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增,故函數(shù)在處取得極小值,故D錯誤,故選:A.2-4.(2024高三上·四川自貢·階段練習(xí))已知函數(shù)的定義域為,導(dǎo)函數(shù)在內(nèi)的圖像如圖所示,則函數(shù)在內(nèi)的極小值有(
)
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個【答案】A【分析】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)得到函數(shù)單調(diào)性,進而得到和為極大值,為極小值,從而得到答案.【詳解】在內(nèi)的圖像如下,
當時,單調(diào)遞增,時,單調(diào)遞減,故為函數(shù)極大值點,為極大值,當時,單調(diào)遞增,故為函數(shù)極小值點,為極小值,當時,單調(diào)遞減,故為函數(shù)極大值點,為極大值,故函數(shù)在內(nèi)的極小值有1個.故選:A(二)求已知函數(shù)的極值、極值點1、因此,在求函數(shù)極值問題中,一定要檢驗方程根左右的符號,更要注意變號后極大值與極小值是否與已知有矛盾.2、原函數(shù)出現(xiàn)極值時,導(dǎo)函數(shù)正處于零點,歸納起來一句話:原極導(dǎo)零.這個零點必須穿越軸,否則不是極值點.判斷口訣:從左往右找穿越(導(dǎo)函數(shù)與軸的交點);上坡低頭找極小,下坡抬頭找極大.注:(1)可導(dǎo)函數(shù)y=f(x)在點x0處取得極值的充要條件是f′(x0)=0,且在x0左側(cè)與右側(cè)f′(x)的符號不同;(2)若f(x)在(a,b)內(nèi)有極值,那么f(x)在(a,b)內(nèi)絕不是單調(diào)函數(shù),即在某區(qū)間上單調(diào)增或減的函數(shù)沒有極值.題型3:求已知函數(shù)的極值、極值點3-1.(2024·重慶)設(shè)函數(shù),其中在,曲線在點處的切線垂直于軸(Ⅰ)求a的值;(Ⅱ)求函數(shù)極值.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)極小值【分析】(Ⅰ)因,故由于曲線在點處的切線垂直于軸,故該切線斜率為0,即,從而,解得(Ⅱ)由(Ⅰ)知,令,解得(因不在定義域內(nèi),舍去)當時,故在上為減函數(shù);當時,故在上為增函數(shù),故在處取得極小值本小題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點切線方程、函數(shù)的最值及其幾何意義、兩條直線平行的判定等基礎(chǔ)知識,考查運算求解能力3-2.(2024高二下·重慶巫溪·期中)已知函數(shù).(1)若曲線在點處的切線與x軸平行,求a的值;(2)求函數(shù)的極值.【答案】(1)(2)當時,函數(shù)無極值;當時,,;當時,,【分析】(1)先由所給函數(shù)的表達式,求導(dǎo)數(shù),再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線的斜率,最后由平行直線的斜率相等列方程求的值即可;(2)對參數(shù)進行分類,先研究的單調(diào)性,再利用導(dǎo)數(shù)求解在上的極值即可.【詳解】(1).因為曲線在點處的切線與x軸平行,所以,即,
所以.(2).
令,則或.
①當,即時,,所以函數(shù)在上為增函數(shù),函數(shù)無極值點;
②當,即時.+0-0+↗極大值↘極小值↗所以當時,函數(shù)有極大值是,當時,函數(shù)有極小值是;③當,即時.+0-0+↗極大值↘極小值↗所以當時,函數(shù)有極大值是,當時,函數(shù)有極小值是.綜上所述,當時,函數(shù)無極值;當時,,;當時,,.3-3.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù).求的極值;【答案】,沒有極小值.【分析】首先對函數(shù)求導(dǎo)解得,然后結(jié)合的單調(diào)性,判斷函數(shù)的單調(diào)性,從而求得函數(shù)的極值;【詳解】因為函數(shù),所以,設(shè),,所以在上單調(diào)遞增.又,所以當時,;當時,.又因為對恒成立,所以當時,,即在區(qū)間上單調(diào)遞增,當時,,即在區(qū)間上單調(diào)遞減,故,沒有極小值.3-4.(2024·廣西南寧·一模)設(shè)函數(shù),,為的導(dǎo)函數(shù).(1)當時,過點作曲線的切線,求切點坐標;(2)若,,且和的零點均在集合中,求的極小值.【答案】(1)切點坐標為,;(2).【分析】(1)把代入,求出并設(shè)出切點坐標,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義列式求解作答.(2)根據(jù)給定條件,求出和的零點,分類探討求出,再利用導(dǎo)數(shù)求出極小值作答.【詳解】(1)當時,,求導(dǎo)得,設(shè)過點作曲線的切線的切點為,則,于是切線方程為,即,因為切線過點,即有,解得或,所以切點坐標為,.(2)當,時,,求導(dǎo)得,令,得或,依題意,,都在集合中,且,,當時,,且,則,,,當時,,且,則,,不符合題意,因此,,,,當或時,,當時,,于是函數(shù)在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以當時,函數(shù)取得極小值為.3-5.(2024·河北·模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)證明:當時,有唯一的極值點為,并求取最大值時的值;(2)當時,討論極值點的個數(shù).【答案】(1)證明見解析,(2)答案見解析【分析】(1)當,時,求得,得出函數(shù)單調(diào)區(qū)間及有唯一的極值點為,由,令,設(shè),求得,得出取得最大值,即可求解;(2)當時,求得,當時,由,得到極值點的個數(shù)為個;當時,設(shè),分和,兩種情況,結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì),求得函數(shù)的單調(diào)性和極值點的概念,即可求解.【詳解】(1)證明:當,時,,可得的定義域為,且,令,解得,當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增,所以當時,有唯一的極小值,即有唯一的極值點為,由,令,設(shè),可得,由,解得,當時,,單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減,所以當,即時,有唯一的極大值,即取得最大值,所以當?shù)淖畲笾禃r,.(2)解:當時,的定義域為,且,①當時,時恒成立,此時單調(diào)遞增,所以極值點的個數(shù)為個;②當時,設(shè),即(i)當,即時,可得,即對恒成立,即在上無變號零點,所以此時極值點的個數(shù)為個;(ii)當,即時,設(shè)的兩零點為,且,,,可得即在上有個變號零點,所以此時極值點的個數(shù)為個;綜上所述,當時,的極值點的個數(shù)為;當時,的極值點的個數(shù)為.(三)根據(jù)函數(shù)的極值、極值點求參數(shù)根據(jù)函數(shù)的極值(點)求參數(shù)的兩個要領(lǐng):①列式:根據(jù)極值點處導(dǎo)數(shù)為0和極值這兩個條件列方程組,利用待定系數(shù)法求解;②驗證:求解后驗證根的合理性.本題中第二問利用對稱性求參數(shù)值之后也需要進行驗證.題型4:根據(jù)函數(shù)的極值求參數(shù)4-1.(2024高三上·四川綿陽·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)若在上存在單調(diào)減區(qū)間,求實數(shù)的取值范圍;(2)若在區(qū)間上有極小值,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用在上有解,分離參數(shù)求解作答.(2)由(1)的信息,分析函數(shù)的極值情況,再建立不等式求解作答.【詳解】(1)函數(shù),求導(dǎo)得,因為函數(shù)在上存在單調(diào)減區(qū)間,則不等式在上有解,即在上成立,而函數(shù)在上遞減,顯然,于是,所以實數(shù)的取值范圍是.(2)由(1)知,,即,解得,當或時,,當時,,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,因此函數(shù)在處取得極小值,于是,即,當時,不等式成立,當時,解得,則,所以實數(shù)的取值范圍是.4-2.(2024·湖南·模擬預(yù)測)已知函數(shù)在處取得極大值4,則(
)A.8 B. C.2 D.【答案】B【分析】先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),把極值點代入導(dǎo)數(shù)則可等于0,再把極值點代入原函數(shù)則可得到極值,解方程組即可得到,從而算出的值.【詳解】因為,所以,所以,解得,經(jīng)檢驗,符合題意,所以.故選:B4-3.(2024高三下·貴州·階段練習(xí))已知函數(shù)在處取得極小值,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),結(jié)合已知條件和導(dǎo)函數(shù)的零點即可判斷.【詳解】因為函數(shù),則,要使函數(shù)在處取得極小值,則,故選:B.4-4.(2024·陜西商洛·三模)若函數(shù)無極值,則的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】直接對函數(shù)求導(dǎo),再利用極值的定義即可求出結(jié)果.【詳解】因為,所以,因為無極值,所以,解得,所以a的取值范圍為.故選:A.4-5.(2024高三下·湖南長沙·階段練習(xí))函數(shù)在區(qū)間上存在極值,則的最大值為(
)A.2 B.3 C.4 D.5【答案】B【分析】利用導(dǎo)數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性和極值即可求解.【詳解】函數(shù)的定義域為,,令,,所以當時,,當時,,所以在單調(diào)遞增,單調(diào)遞減,所以,又因為當時,則,,所以存在唯一,使得,所以函數(shù)在時,時,所以函數(shù)在單調(diào)遞增,單調(diào)遞減,所以要使函數(shù)在區(qū)間上存在極值,所以的最大值為3,故選:B.題型5:根據(jù)函數(shù)的極值點求參數(shù)5-1.(2024高三上·遼寧鞍山·階段練習(xí))已知函數(shù)為實數(shù).(1)時,求的極小值點;(2)若是的極小值點,求的取值范圍.【答案】(1)0(2)【分析】(1)將代入求得的解析式,利用導(dǎo)數(shù)判斷出的單調(diào)性即可求得極小值點為0;(2)根據(jù)解析式求導(dǎo),對參數(shù)的取值進行分情況討論,分別判斷出不同情況下的單調(diào)性,求出滿足題意的情況即可得出的取值范圍..【詳解】(1)時,令,解得,所以在上單調(diào)遞增;時,,所以在上單調(diào)遞減,所以的極小值點為0(也可寫)(2)易知,且,令,則,且,①時,也即在上單調(diào)遞增,所以當,單調(diào)遞減,同理當,單調(diào)遞增是的極小值點,符合題意②時,令,解得,當時,單調(diào)遞增,且,時,,即,所以單調(diào)遞減,,即,所以單調(diào)遞增,是的極小值點,符合題意③時,,,單調(diào)遞減,單調(diào)遞減,這與是的極小值點矛盾,舍去④時,,令,則;單調(diào)遞增,,此時單調(diào)遞減,所以在處取得極小值,也是最小值,即當,可得在上單調(diào)遞增,此時不是的極小值點,舍去綜上可知,的取值范圍為【點睛】關(guān)鍵點點睛:在求解的取值范圍時,關(guān)鍵是求得以后進行構(gòu)造函數(shù)再重新求導(dǎo),對參數(shù)的取值根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的特點進行合理分類討論,解出符合題意的的取值范圍即可.5-2.(2024高三上·河南洛陽·開學(xué)考試)已知函數(shù)(1)若,求曲線在點處的切線方程;(2)若是的極大值點,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義可求得切線斜率,結(jié)合可得切線方程;(2)將問題轉(zhuǎn)化為存在,使得當時,;當時,;令,可求得,分別討論、和的情況,結(jié)合的正負可得的單調(diào)性,結(jié)合可確定的正負,從而確定單調(diào)性,由此可得到符合題意的范圍.【詳解】(1)當時,,則,,又,在點處的切線為:,即.(2)由題意知:,恒成立;是的極大值點,存在,使得當時,;當時,;令,則,.;①若,即時,存在,使得當時,,在上單調(diào)遞增,則當時,,在上單調(diào)遞增,不合題意;②若,即時,;令,則,當時,;當時,;在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減;又,當時,,在上單調(diào)遞減,,當時,,當時,,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,符合題意;③若,即時,存在,使得當時,,在上單調(diào)遞減,,當時,;當時,;在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,符合題意;綜上所述:實數(shù)的取值范圍為.【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題考查導(dǎo)數(shù)幾何意義、根據(jù)極值點定義求解參數(shù)范圍的問題;本題求解參數(shù)范圍的關(guān)鍵是將問題轉(zhuǎn)化為對于函數(shù)在左右兩側(cè)的單調(diào)性的討論問題,進而再次轉(zhuǎn)化為關(guān)于在左右兩側(cè)的正負的討論問題.5-3.(2024高三上·安徽阜陽·階段練習(xí))已知函數(shù).(1)若,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)存在唯一的極值點,求實數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)的單調(diào)遞減區(qū)間是,單調(diào)遞增區(qū)間是(2)【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系,利用分解因式整理導(dǎo)數(shù),結(jié)合導(dǎo)數(shù)與零的大小關(guān)系,可得答案;(2)由函數(shù)存在為唯一極值點,可得導(dǎo)數(shù)等于存在唯一零解,根據(jù)分解因式的結(jié)果,討論各個因式與零的大小關(guān)系,可得答案.【詳解】(1)的定義域是,,當時,,令得或者,令,,,所以只有一個實根.當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增.綜上所述,的單調(diào)遞減區(qū)間是,單調(diào)遞增區(qū)間是.(2)函數(shù)有唯一的極值點時,導(dǎo)數(shù)有唯一的正實根,且在兩邊取值正負號相反.所以或者在上恒成立.顯然時,符合要求.當時,,等價于,令,,在上單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,時取最大值,因此.綜上所述,實數(shù)a的取值范圍是.【點睛】本題的解題關(guān)鍵在于熟練應(yīng)用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性關(guān)系這一知識點,對于導(dǎo)數(shù)的整理方法一般分為分解因式以及再次求導(dǎo)研究其單調(diào)性兩種方法.5-4.(2024高二下·江蘇南通·期末)若x=a是函數(shù)的極大值點,則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】求導(dǎo)后,得導(dǎo)函數(shù)的零點,比較兩數(shù)的大小,分別判斷在兩側(cè)的導(dǎo)數(shù)符號,確定函數(shù)單調(diào)性,從而確定是否在處取到極大值,即可求得的范圍.【詳解】解:,令,得:當,即此時在區(qū)間單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,符合x=a是函數(shù)的極大值點,反之,當,即,此時在區(qū)間單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,x=a是函數(shù)的極小值點,不符合題意;當,即,恒成立,函數(shù)在上單調(diào)遞增,無極值點.綜上得:.故選:A.5-5.(2024高三下·江蘇南京·開學(xué)考試)已知函數(shù)有兩個極值點,則實數(shù)a的取值范圍(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】利用多次求導(dǎo)的方法,列不等式來求得的取值范圍.【詳解】的定義域是,,令,所以在區(qū)間遞減;在區(qū)間遞增.要使有兩個極值點,則,此時,構(gòu)造函數(shù),所以在上遞增,所以,所以,所以實數(shù)a的取值范圍.故選:D【點睛】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值點,當一次求導(dǎo)無法求得函數(shù)的單調(diào)性時,可利用二次求導(dǎo)的方法來進行求解.在求解的過程中,要注意原函數(shù)和導(dǎo)函數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系.一、單選題1.(2024·全國)若是函數(shù)的極值點,則的極小值為.A. B. C. D.【答案】A【詳解】由題可得,因為,所以,,故,令,解得或,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以的極小值為,故選A.【名師點睛】(1)可導(dǎo)函數(shù)y=f(x)在點x0處取得極值的充要條件是f′(x0)=0,且在x0左側(cè)與右側(cè)f′(x)的符號不同;(2)若f(x)在(a,b)內(nèi)有極值,那么f(x)在(a,b)內(nèi)絕不是單調(diào)函數(shù),即在某區(qū)間上單調(diào)增或減的函數(shù)沒有極值.2.(2024高二下·安徽亳州·期末)設(shè)函數(shù)一定正確的是()A. B.C. D.【答案】D【詳解】對于A選項函數(shù)的極大值不一定是函數(shù)的最大值,所以錯;對于B中的是將的圖象關(guān)于y軸對稱,所以是其極大值點,錯誤;對于C中的是將的圖象關(guān)x軸對稱,所以才是其極小值點,錯誤;而對于D中的是將的圖象關(guān)原點對稱,故是其極小值點,正確.故選D.3.(2024高三上·全國·單元測試)設(shè),若為函數(shù)的極大值點,則(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】先考慮函數(shù)的零點情況,注意零點左右附近函數(shù)值是否變號,結(jié)合極大值點的性質(zhì),對進行分類討論,畫出圖象,即可得到所滿足的關(guān)系,由此確定正確選項.【詳解】若,則為單調(diào)函數(shù),無極值點,不符合題意,故.有和兩個不同零點,且在左右附近是不變號,在左右附近是變號的.依題意,a為函數(shù)的極大值點,在左右附近都是小于零的.當時,由,,畫出的圖象如下圖所示:
由圖可知,,故.當時,由時,,畫出的圖象如下圖所示:
由圖可知,,故.綜上所述,成立.故選:D【點睛】本小題主要考查三次函數(shù)的圖象與性質(zhì),利用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法可以快速解答.4.(2024高三·全國·課后作業(yè))已知函數(shù)f(x)=x(lnx-ax)有兩個極值點,則實數(shù)a的取值范圍是()A.(-∞,0) B. C.(0,1) D.(0,+∞)【答案】B【詳解】函數(shù)f(x)=x(lnx﹣ax),則f′(x)=lnx﹣ax+x(﹣a)=lnx﹣2ax+1,令f′(x)=lnx﹣2ax+1=0得lnx=2ax﹣1,函數(shù)f(x)=x(lnx﹣ax)有兩個極值點,等價于f′(x)=lnx﹣2ax+1有兩個零點,等價于函數(shù)y=lnx與y=2ax﹣1的圖象有兩個交點,在同一個坐標系中作出它們的圖象(如圖)當a=時,直線y=2ax﹣1與y=lnx的圖象相切,由圖可知,當0<a<時,y=lnx與y=2ax﹣1的圖象有兩個交點.則實數(shù)a的取值范圍是(0,).故選B.5.(2024·吉林通化·模擬預(yù)測)已知函數(shù)在區(qū)間上的最大值為k,則函數(shù)在上(
)A.有極大值,無最小值 B.無極大值,有最小值C.有極大值,有最大值 D.無極大值,無最大值【答案】D【分析】利用導(dǎo)函數(shù)研究單調(diào)性,結(jié)合區(qū)間最值求得,進而判斷在上的單調(diào)性,即可得答案.【詳解】由,則時,時,所以在上遞增,上遞減,而,在上的最大值為k,所以,即,此時在上遞減,且無極大值和最大值.故選:D6.(2024高二下·河北秦皇島·期末)已知是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若函數(shù)的圖象大致如圖所示,則極值點的個數(shù)為(
)
A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】根據(jù)函數(shù)圖象得到的取值情況,即可得到的單調(diào)性,即可得到極值點數(shù).【詳解】由圖可知,當時,,即在上單調(diào)遞減;當時,,即在上單調(diào)遞增;當時,,即在上單調(diào)遞增;當時,,即在上單調(diào)遞減.所以在處取得極小值,在處取得極大值,故極值點的個數(shù)為.故選:B7.(2024高三上·陜西渭南·階段練習(xí))已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結(jié)論中正確的是(
)A.是函數(shù)的極小值點B.是函數(shù)的極大值點C.函數(shù)在上單調(diào)遞增D.函數(shù)在處的切線斜率小于零【答案】C【分析】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)圖象,求得函數(shù)單調(diào)性,結(jié)合極值點定義,即可容易判斷選擇.【詳解】由圖象得時,,時,,故在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,故是函數(shù)的極小值點,即選項A、B錯誤,C正確;對選項D:顯然,故D錯誤.故選:C.8.(2024·陜西)對二次函數(shù)(為非零整數(shù)),四位同學(xué)分別給出下列結(jié)論,其中有且僅有一個結(jié)論是錯誤的,則錯誤的結(jié)論是A.是的零點 B.1是的極值點C.3是的極值 D.點在曲線上【答案】A【詳解】若選項A錯誤時,選項B、C、D正確,,因為是的極值點,是的極值,所以,即,解得:,因為點在曲線上,所以,即,解得:,所以,,所以,因為,所以不是的零點,所以選項A錯誤,選項B、C、D正確,故選A.【考點定位】1、函數(shù)的零點;2、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值.9.(2024高三上·陜西漢中·階段練習(xí))已知函數(shù),則的極小值為(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)給定條件,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)極小值作答.【詳解】函數(shù)的定義域為,求導(dǎo)得,,,則由,得或,由,得,因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則當時,取得極小值,所以函數(shù)的極小值為.故選:A10.(2024高三·全國·專題練習(xí))函數(shù)的大致圖像如圖所示,,是函數(shù)的兩個極值點,則等于(
)
A. B. C. D.【答案】C【分析】先根據(jù)圖象求出函數(shù)的解析式,再求得,將已知條件,是函數(shù)的兩個極值點轉(zhuǎn)化為,是的兩個根,再根據(jù)韋達定理求解即可.【詳解】因為函數(shù)的圖像過原點,所以.又,即,解得,所以,則,又,是函數(shù)的兩個極值點,所以,是的兩個根,所以,,所以.故選:C.11.(2024高二下·吉林長春·階段練習(xí))已知實數(shù)成等比數(shù)列,且曲線的極大值點為,極大值為,則等于(
)A.2 B. C. D.1【答案】A【分析】根據(jù)實數(shù)成等比數(shù)列,可得.利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值,進而得出結(jié)論.【詳解】因為實數(shù)成等比數(shù)列,所以,由,得,令,解得,當或時,,當時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減;函數(shù)在上單調(diào)遞增;函數(shù)在上單調(diào)遞減.所以時,函數(shù)取得極小值,時,函數(shù)取得極大值.因為曲線的極大值點為,極大值為,所以,,即.所以,所以,故選:A.12.(2024高二下·新疆昌吉·期末)如圖是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象,給出下列命題:①x=-2是函數(shù)的極值點;②x=1是函數(shù)的極值點;③的圖象在處切線的斜率小于零;④函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增.則正確命題的序號是(
)A.①② B.②④ C.②③ D.①④【答案】D【分析】根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義,與函數(shù)的單調(diào)性,極值點的關(guān)系,結(jié)合圖象即可作出判斷.【詳解】對于①,根據(jù)導(dǎo)函數(shù)圖像可知,-2是導(dǎo)函數(shù)的零點,且-2的左右兩側(cè)導(dǎo)函數(shù)值符號異號,故-2是極值點,故①正確;對于②,1不是極值點,因為1的左右兩側(cè)導(dǎo)函數(shù)符號一致,故②錯誤;對于③,0處的導(dǎo)函數(shù)值即為此點的切線斜率顯然為正值,故③錯誤;對于④,導(dǎo)函數(shù)在恒大等于零,故為函數(shù)的增區(qū)間,故④正確.故選:D【點睛】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)和原函數(shù)的關(guān)系很容易分析單調(diào)性,然后要注意對極值點的理解,極值點除了是導(dǎo)函數(shù)得解還一定要保證在導(dǎo)函數(shù)值在此點兩側(cè)異號.13.(2024高二下·全國·期中)已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(
)A.是的極小值點 B.是的極小值點C.在區(qū)間上單調(diào)遞減 D.曲線在處的切線斜率小于零【答案】D【分析】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)圖像,求得函數(shù)單調(diào)性,結(jié)合極值點定義,即可判斷ABC選項,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義和幾何意義即判斷D選項,從而得出答案.【詳解】由圖像知,當或時,,單調(diào)遞增,當時,,單調(diào)遞減,所以在區(qū)間,內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減,是的極大值點,3是的極小值點,故ABC錯誤;又因為,所以曲線在處切線斜率小于零,故D正確.故選:D.14.(2024高三上·湖北武漢·階段練習(xí))若函數(shù)存在一個極大值與一個極小值滿足,則至少有(
)個單調(diào)區(qū)間.A.3 B.4 C.5 D.6【答案】B【分析】根據(jù)單調(diào)性與極值之間的關(guān)系分析判斷.【詳解】若函數(shù)存在一個極大值與一個極小值,則至少有3個單調(diào)區(qū)間,若有3個單調(diào)區(qū)間,不妨設(shè)的定義域為,若,其中可以為,可以為,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,(若定義域為內(nèi)不連續(xù)不影響總體單調(diào)性),故,不合題意,若,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,有,不合題意;若有4個單調(diào)區(qū)間,例如的定義域為,則,令,解得或,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故函數(shù)存在一個極大值與一個極小值,且,滿足題意,此時有4個單調(diào)區(qū)間,綜上所述:至少有4個單調(diào)區(qū)間.故選:B.15.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知定義在R上的函數(shù)f(x),其導(dǎo)函數(shù)的大致圖象如圖所示,則下列敘述正確的是(
)A.B.函數(shù)在x=c處取得最大值,在處取得最小值C.函數(shù)在x=c處取得極大值,在處取得極小值D.函數(shù)的最小值為【答案】C【分析】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的圖象確定的單調(diào)性,從而比較函數(shù)值的大小及極值情況,對四個選項作出判斷.【詳解】由題圖可知,當時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,又a<b<c,所以,故A不正確.因為,,且當時,;當c<x<e時,;當x>e時,.所以函數(shù)在x=c處取得極大值,但不一定取得最大值,在x=e處取得極小值,不一定是最小值,故B不正確,C正確.由題圖可知,當時,,所以函數(shù)在[d,e]上單調(diào)遞減,從而,所以D不正確.故選:C.16.(2024·全國·模擬預(yù)測)已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,則“在上有兩個零點”是“在上有兩個極值點”的(
)A.充分不必要條件B.必要不充分條件 C.充要條件D.既不充分也不必要條件【答案】D【分析】結(jié)合充分、必要條件定義及極值點的概念即可可判斷.【詳解】只有當在上有兩個變號零點時,在上才有兩個極值點,故充分性不成立;若在上有兩個極值點,則在上有兩個變號零點,則在上至少有兩個零點,故必要性不成立.綜上,“在上有兩個零點”是“在上有兩個極值點”的既不充分也不必要條件,故選:D.二、多選題17.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè)函數(shù)在R上可導(dǎo),其導(dǎo)函數(shù)為,且函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論中一定成立的是(
)
A.有兩個極值點 B.為函數(shù)的極大值C.有兩個極小值 D.為的極小值【答案】BC【分析】利用函數(shù)圖象判斷符號,從而判斷的單調(diào)性,進而根據(jù)極值點、極值的概念判斷即可.【詳解】由題圖知,當時,,所以,當時,,所以,當時,,所以,當時,,所以.所以在,上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增,所以有三個極值點,為函數(shù)的極大值,和為的極小值.故AD錯誤,BC正確.故選:BC18.(2024·全國)已知函數(shù)的定義域為,,則(
).A. B.C.是偶函數(shù) D.為的極小值點【答案】ABC【分析】方法一:利用賦值法,結(jié)合函數(shù)奇偶性的判斷方法可判斷選項ABC,舉反例即可排除選項D.方法二:選項ABC的判斷與方法一同,對于D,可構(gòu)造特殊函數(shù)進行判斷即可.【詳解】方法一:因為,對于A,令,,故正確.對于B,令,,則,故B正確.對于C,令,,則,令,又函數(shù)的定義域為,所以為偶函數(shù),故正確,對于D,不妨令,顯然符合題設(shè)條件,此時無極值,故錯誤.方法二:因為,對于A,令,,故正確.對于B,令,,則,故B正確.對于C,令,,則,令,又函數(shù)的定義域為,所以為偶函數(shù),故正確,對于D,當時,對兩邊同時除以,得到,故可以設(shè),則,當肘,,則,令,得;令,得;故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,因為為偶函數(shù),所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
顯然,此時是的極大值,故D錯誤.故選:.19.(2024·全國)若函數(shù)既有極大值也有極小值,則(
).A. B. C. D.【答案】BCD【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),由已知可得在上有兩個變號零點,轉(zhuǎn)化為一元二次方程有兩個不等的正根判斷作答.【詳解】函數(shù)的定義域為,求導(dǎo)得,因為函數(shù)既有極大值也有極小值,則函數(shù)在上有兩個變號零點,而,因此方程有兩個不等的正根,于是,即有,,,顯然,即,A錯誤,BCD正確.故選:BCD20.(江西省豐城中學(xué)2024屆高三上學(xué)期入學(xué)考試數(shù)學(xué)試題)如圖所示是的導(dǎo)數(shù)的圖象,下列結(jié)論中正確的有(
)
A.的單調(diào)遞增區(qū)間是B.是的極小值點C.在區(qū)間上是減函數(shù),在區(qū)間上是增函數(shù)D.是的極小值點【答案】ABC【分析】A.利用函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的正負的關(guān)系判斷;B.利用極小值點的定義判斷;C.利用函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的正負的關(guān)系判斷;D.利用極小值點的定義判斷;【詳解】解:根據(jù)圖象知當時,,函數(shù)在上單調(diào)遞增;當時,,函數(shù)在上單調(diào)遞減.故A、C正確;當時,取得極小值,是的極小值點,故B正確;當時,取得是極大值,不是的極小值點,故D錯誤.故選:ABC.21.(2024·湖北武漢·模擬預(yù)測)已知函數(shù)和的圖像都是上連續(xù)不斷的曲線,如果,當且僅當時,那么下列情形可能出現(xiàn)的是(
)A.1是的極大值,也是的極大值 B.1是的極大值,也是的極小值C.1是的極小值,也是的極小值 D.1是的極小值,也是的極大值【答案】ABC【分析】由題意構(gòu)造函數(shù)圖象滿足題干依次判定選項即可.【詳解】對于A選項,構(gòu)造如圖所示圖象,則A選項正確;
對于B選項,構(gòu)造如圖所示圖象,則B選項正確;
對于C選項,構(gòu)造如圖所示圖象,則C選項正確;
對于D選項,因為1是的極小值,則在1的附近存在,使得,又1也是的極大值,則在1的附近存在,使得,所以在1的附近存在與,使得,不合題意,故D錯誤.故選:ABC.22.(2024高二下·福建廈門·期末)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,則(
)
A.在區(qū)間上單調(diào)遞減B.在處取得極大值C.在區(qū)間上有2個極大值點D.在處取得最大值【答案】AB【分析】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的圖象可分析出的單調(diào)性,進而可判斷各選項.【詳解】由導(dǎo)函數(shù)的圖象可知:時,單調(diào)遞增;時,單調(diào)遞減;時,單調(diào)遞增.故A,B正確,C,D錯誤.故選:AB23.(2024高三上·廣西百色·階段練習(xí))函數(shù)的兩個極值點分別是,則下列結(jié)論正確的是(
)A. B.C. D.【答案】ACD【分析】根據(jù)極值點個數(shù),將問題轉(zhuǎn)化為方程在有兩個不等實根,由一元二次方程根的分布可構(gòu)造不等式組求得A正確;利用韋達定理和的范圍可確定BC正確;構(gòu)造函數(shù),通過導(dǎo)數(shù)可求得,由此可確定D正確.【詳解】對于A,的定義域為,,有兩個極值點等價于方程在有兩個不等實根,,解得:,A正確;對于B,,,,又,,即,B錯誤;對于C,,,,C正確;對于D,;令,則,令,則,在上單調(diào)遞減,,在上單調(diào)遞減,,,,D正確.故選:ACD.【點睛】思路點睛:本題考查根據(jù)函數(shù)極值點個數(shù)求解參數(shù)范圍、利用導(dǎo)數(shù)證明不等式的問題;本題求解參數(shù)范圍的基本思路是將問題轉(zhuǎn)化為導(dǎo)函數(shù)變號零點個數(shù)問題的求解,根據(jù)方程根的分布來構(gòu)造不等關(guān)系;本題證明不等式的關(guān)鍵是能夠?qū)㈦p變量的問題轉(zhuǎn)化為單一變量的問題,從而構(gòu)造關(guān)于單一變量的函數(shù)來求解.24.(2024·全國)已知函數(shù),則(
)A.有兩個極值點 B.有三個零點C.點是曲線的對稱中心 D.直線是曲線的切線【答案】AC【分析】利用極值點的定義可判斷A,結(jié)合的單調(diào)性、極值可判斷B,利用平移可判斷C;利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義判斷D.【詳解】由題,,令得或,令得,所以在,上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,所以是極值點,故A正確;因,,,所以,函數(shù)在上有一個零點,當時,,即函數(shù)在上無零點,綜上所述,函數(shù)有一個零點,故B錯誤;令,該函數(shù)的定義域為,,則是奇函數(shù),是的對稱中心,將的圖象向上移動一個單位得到的圖象,所以點是曲線的對稱中心,故C正確;令,可得,又,當切點為時,切線方程為,當切點為時,切線方程為,故D錯誤.故選:AC.25.(2024高三上·福建莆田·階段練習(xí))已知函數(shù),則下列說法中正確的是(
)A.在上有兩個極值點 B.在處取得最小值C.在處取得極小值 D.函數(shù)在上有三個不同的零點【答案】AC【分析】利用導(dǎo)數(shù)可求得的單調(diào)性,結(jié)合極值可作出的圖象,結(jié)合圖象依次判斷各個選項即可.【詳解】定義域為,,當時,;當時,;在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,極大值為,極小值為,當時,,,恒成立;可作出圖象如下圖所示,
對于A,的極大值點為,極小值點為,A正確;對于B,不是的最小值,B錯誤;對于C,在處取得極小值,C正確;對于D,由圖象可知,有且僅有兩個不同的零點,D錯誤.故選:AC.26.(2024高三上·福建福州·階段練習(xí))函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(
)A.為函數(shù)的零點 B.為函數(shù)的極小值點C.函數(shù)在上單調(diào)遞減 D.是函數(shù)的最大值【答案】BC【分析】由已知,根據(jù)題意給出的的圖像可判斷函數(shù)的單調(diào)區(qū)間以及其極大值和極小值點,故可選出正確選項B,C,而選項A不能判斷,選項D極小值一定不是最大值.【詳解】由已知,根據(jù)函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖像可知,在時,,所以函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減;在時,,所以函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增;在時,,所以函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減;在時,,所以函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增;所以和為函數(shù)的極小值點,為函數(shù)的極大值點,所以,選項A,并不能確定為函數(shù)的零點;選項B,正確;選項C,正確;選項D,是函數(shù)的極小值,一定不是最大值,故不正確.故選:BC.三、填空題27.(2024高三·全國·專題練習(xí))函數(shù)的極大值點和極大值分別為,【答案】【分析】運用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性進而求得函數(shù)的極大值點與極大值.【詳解】函數(shù)的定義域為,,令,則,,所以當x變化時,與的變化情況如下表:x(0,e)e(e,+∞)+0-單調(diào)遞增單調(diào)遞減所以,函數(shù)的極大值點為,極大值為.故答案為:;.28.(2024·全國)已知和分別是函數(shù)(且)的極小值點和極大值點.若,則a的取值范圍是.【答案】【分析】法一:依題可知,方程的兩個根為,即函數(shù)與函數(shù)的圖象有兩個不同的交點,構(gòu)造函數(shù),利用指數(shù)函數(shù)的圖象和圖象變換得到的圖象,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得過原點的切線的斜率,根據(jù)幾何意義可得出答案.【詳解】[方法一]:【最優(yōu)解】轉(zhuǎn)化法,零點的問題轉(zhuǎn)為函數(shù)圖象的交點因為,所以方程的兩個根為,即方程的兩個根為,即函數(shù)與函數(shù)的圖象有兩個不同的交點,因為分別是函數(shù)的極小值點和極大值點,所以函數(shù)在和上遞減,在上遞增,所以當時,,即圖象在上方當時,,即圖象在下方,圖象顯然不符合題意,所以.令,則,設(shè)過原點且與函數(shù)的圖象相切的直線的切點為,則切線的斜率為,故切線方程為,則有,解得,則切線的斜率為,因為函數(shù)與函數(shù)的圖象有兩個不同的交點,所以,解得,又,所以,綜上所述,的取值范圍為.[方法二]:【通性通法】構(gòu)造新函數(shù),二次求導(dǎo)=0的兩個根為因為分別是函數(shù)的極小值點和極大值點,所以函數(shù)在和上遞減,在上遞增,設(shè)函數(shù),則,若,則在上單調(diào)遞增,此時若,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,此時若有和分別是函數(shù)且的極小值點和極大值點,則,不符合題意;若,則在上單調(diào)遞減,此時若,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,令,則,此時若有和分別是函數(shù)且的極小值點和極大值點,且,則需滿足,,即故,所以.【整體點評】法一:利用函數(shù)的零點與兩函數(shù)圖象交點的關(guān)系,由數(shù)形結(jié)合解出,突出“小題小做”,是該題的最優(yōu)解;法二:通過構(gòu)造新函數(shù),多次求導(dǎo)判斷單調(diào)性,根據(jù)極值點的大小關(guān)系得出不等式,解出即可,該法屬于通性通法.29.(2024高三·全國·專題練習(xí))函數(shù)的極大值為;極小值為.【答案】【分析】對函數(shù)求導(dǎo),通過導(dǎo)數(shù)判定的單調(diào)性,進而可求出極值.【詳解】由于函數(shù)的定義域為R,,令得或,列表:100單調(diào)遞減極小值單調(diào)遞增極大值單調(diào)遞減由上表看出,當時,取得極小值,為;當時,取得極大值,為,故答案為:;.30.(2024高二下·陜西渭南·期末)已知函數(shù),在時有極大值,則的極大值為【答案】【分析】先求導(dǎo)函數(shù)根據(jù)極大值點求參,再根據(jù)極大值舍去不合題意的參數(shù),最后計算極大值即可.【詳解】由得,∵在處取得極大值,∴,即,解得或,當時,,令,得或,令得,∴在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),∴在處取得極小值,故不滿足題意舍去,當時,,令,得或,令,得,∴在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),∴在處取得取大值,符合題意.綜上,.則的極大值為故答案為:.31.(2024高三上·貴州遵義·階段練習(xí))函數(shù)的極值點的個數(shù)為.【答案】2【分析】求出導(dǎo)函數(shù),對引入兩個函數(shù)與,由它們的圖象交點個數(shù)得出的解的個數(shù),從而確定的正負,得極值點個數(shù).【詳解】依題意,得,令,得,作出與的圖象,如圖所示,由圖可知這兩個函數(shù)圖象有兩個交點,設(shè)交點的橫坐標為.當時,,遞減;當時,,遞增;當時,,遞減.所以有2個極值點.故答案為:2.
32.(安徽省池州市貴池區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù)在時有極值為0,則.【答案】11【分析】由題意,代入解出,再檢驗即可.【詳解】因為,所以,所以,解得,或,當時,,則與題意在時有極值矛盾,舍去,故,所以.故答案為:1133.(2024高三上·新疆伊犁·階段練習(xí))已知函數(shù)有兩個極值點,則的取值范圍為.【答案】【分析】求得,根據(jù)題意轉(zhuǎn)化為函數(shù)與的圖象有兩個不同的交點,結(jié)合函數(shù)的圖象,得到,即可求解.【詳解】由函數(shù),可得令,即,因為函數(shù)有兩個極值點,可得在內(nèi)有兩個不等實根,即函數(shù)與的圖象有兩個不同的交點,作出的圖象,如圖所示,可得當時,,由圖象可知,解得,即實數(shù)的取值范圍是.故答案為:.四、解答題34.(2024·北京)設(shè)函數(shù),曲線在點處的切線方程為.(1)求的值;(2)設(shè)函數(shù),求的單調(diào)區(qū)間;(3)求的極值點個數(shù).【答案】(1)(2)答案見解析(3)3個【分析】(1)先對求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義得到,,從而得到關(guān)于的方程組,解之即可;(2)由(1)得的解析式,從而求得,利用數(shù)軸穿根法求得與的解,由此求得的單調(diào)區(qū)間;(3)結(jié)合(2)中結(jié)論,利用零點存在定理,依次分類討論區(qū)間,,與上的零點的情況,從而利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的極值點的關(guān)系求得的極值點個數(shù).【詳解】(1)因為,所以,因為在處的切線方程為,所以,,則,解得,所以.(2)由(1)得,則,令,解得,不妨設(shè),,則,易知恒成立,所以令,解得或;令,解得或;所以在,上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增,即的單調(diào)遞減區(qū)間為和,單調(diào)遞增區(qū)間為和.(3)由(1)得,,由(2)知在,上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增,當時,,,即所以在上存在唯一零點,不妨設(shè)為,則,此時,當時,,則單調(diào)遞減;當時,,則單調(diào)遞增;所以在上有一個極小值點;當時,在上單調(diào)遞減,則,故,所以在上存在唯一零點,不妨設(shè)為,則,此時,當時,,則單調(diào)遞增;當時,,則單調(diào)遞減;所以在上有一個極大值點;當時,在上單調(diào)遞增,則,故,所以在上存在唯一零點,不妨設(shè)為,則,此時,當時,,則單調(diào)遞減;當時,,則單調(diào)遞增;所以在上有一個極小值點;當時,,所以,則單調(diào)遞增,所以在上無極值點;綜上:在和上各有一個極小值點,在上有一個極大值點,共有個極值點.【點睛】關(guān)鍵點睛:本題第3小題的解題關(guān)鍵是判斷與的正負情況,充分利用的單調(diào)性,尋找特殊點判斷即可得解.35.(2024高二下·福建龍巖·期中)設(shè)函數(shù)f(x)=x3+bx2+cx(x∈R),已知g(x)=f(x)﹣f′(x)是奇函數(shù)(1)求b、c的值.(2)求g(x)的單調(diào)區(qū)間與極值.【答案】(1)(2)見解析【分析】(1)根據(jù)g(x)=f(x)﹣f'(x)是奇函數(shù),且f'(x)=3x2+2bx+c能夠求出b與c的值;(2)對g(x)進行求導(dǎo),g'(x)>0時的x的取值區(qū)間為單調(diào)遞增區(qū)間,g'(x)<0時的x的取值區(qū)間為單調(diào)遞減區(qū)間.g'(x)=0時的x函數(shù)g(x)取到極值.【詳解】(1)∵f(x)=x3+bx2+cx,∴f'(x)=3x2+2bx+c.從而g(x)=f(x)﹣f'(x)=x3+bx2+cx﹣(3x2+2bx+c)=x3+(b﹣3)x2+(c﹣2b)x﹣c是一個奇函數(shù),所以g(0)=0得c=0,由奇函數(shù)定義得b=3;(2)由(Ⅰ)知g(x)=x3﹣6x,從而g'(x)=3x2﹣6,當g'(x)>0時,x<﹣或x>,當g'(x)<0時,﹣<x<,由此可知,g(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(﹣),(,+∞);單調(diào)遞減區(qū)間為(﹣,);g(x)在x=﹣時取得極大值,極大值為4,g(x)在x=時取得極小值,極小值為4.【點睛】求函數(shù)極值的步驟:(1)確定函數(shù)的定義域;(2)求導(dǎo)數(shù);(3)解方程求出函數(shù)定義域內(nèi)的所有根;(4)列表檢查在的根左右兩側(cè)值的符號,如果左正右負(左增右減),那么在處取極大值,如果左負右正(左減右增),那么在處取極小值.(5)如果只有一個極值點,則在該處即是極值也是最值.36.(2007·安徽)設(shè)函數(shù),其中.將的最小值記為.(1)求的表達式;(2)討論在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性并求極值.【答案】(1)(2)增區(qū)間是,主,減區(qū)間是.極大值為4,極小值為2.【分析】(1)由二倍角公式降冪后,化函數(shù)為關(guān)于的二次函數(shù),結(jié)合正弦函數(shù),二次函數(shù)性質(zhì)得;(2)求出導(dǎo)函數(shù),由得增區(qū)間,由得減區(qū)間,同時可得極值.【詳解】(1),因為,所以時,;(2),或時,,時,,所以的增區(qū)間是,,減區(qū)間是.極大值為,極小值為.37.(2024·山東)設(shè)函數(shù),其中.證明:當時,函數(shù)沒有極值點;當時,函數(shù)有且只有一個極值點,并求出極值.【答案】證明見解析;當時,若,有且僅有一個極小值點,極小值為,若,有且僅有一個極大值點,極大值為.【分析】利用導(dǎo)函數(shù)的幾何意義和極值點的定義求解即可.【詳解】因為,,所以的定義域為,.當時,如果,則恒成立,在上單調(diào)遞增;如果,則恒成立,在上單調(diào)遞減,所以當時,函數(shù)沒有極值點.當時,,令得(舍去),,當時,在上小于0,在上大于0,故有且僅有一個極小值點,極小值為.當時,在上大于0,在上小于0,故有且僅有一個極大值點,極大值為.綜上所述當時,函數(shù)沒有極值點,當時,若,有且僅有一個極小值點,極小值為,若,有且僅有一個極大值點,極大值為.38.(2024·福建)已知函數(shù)的圖象過點,且函數(shù)的圖象關(guān)于軸對稱.(1)求的值及函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若,求函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的極值.【答案】(1),;的單調(diào)增區(qū)間為,的單調(diào)減區(qū)間為;(2)詳見解析.【分析】(1)利用條件可得兩個關(guān)于的方程,然后利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系即得;(2)利用(1)的結(jié)論,分情況討論區(qū)間和單調(diào)區(qū)間的位置關(guān)系即得.【詳解】(1)由函數(shù)的圖象過點,∴,即,又,則,而的圖象關(guān)于軸對稱,所以,解得,∴,∴,于是,由得或,由,可得,故的單調(diào)增區(qū)間為,的單調(diào)減區(qū)間為;(2)由(1)得,令得或,當變化時,的變化情況如下表:02+0-0+增函數(shù)極大值減函數(shù)極小值增函數(shù)由此可得:當時,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有極大值,無極小值;當時,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)無極值;當時,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有極小值,無極大值;當時,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)無極值;綜上得,當時,有極大值,無極小值;當時,有極小值,無極大值;當或時,無極值.39.(2024高三上·遼寧大連·階段練習(xí))已知函數(shù),.(1)當時,求函數(shù)的圖象在點處的切線方程;(2)求函數(shù)的極值.【答案】(1)(2)答案見解析【分析】(1)當時,求出、的值,利用點斜式可得出所求切線的方程;(2)分、、時,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,利用函數(shù)極值與單調(diào)性的關(guān)系可求出函數(shù)的極值.【詳解】(1)解:當時,,則,所以,,,所以,函數(shù)的圖象在點處的切線方程為,空.(2)解:因為,函數(shù)的定義域為,,因為,則,分以下幾種情況討論:①當時,即當時,由可得,由可得或,此時,函數(shù)的增區(qū)間為、,減區(qū)間為,函數(shù)的極大值為,極小值為;②當時,即當時,則對任意的恒成立,所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,函數(shù)無極值;③當時,即當時,由可得,由可得或.此時,函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為、,單調(diào)遞減區(qū)間為,函數(shù)的極大值為,極小值為.綜上所述,當時,函數(shù)的極大值為,極小值為;當時,函數(shù)無極值;當時,函數(shù)的極大值為,極小值為.【點睛】思路點睛:利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)極值的步驟如下:(1)求函數(shù)的定義域;(2)求導(dǎo);(3)解方程,當;(4)列表,分析函數(shù)的單調(diào)性,求極值:①如果在附近的左側(cè),右側(cè),那么是極小值;②如果在附近的左側(cè),右側(cè),那么是極大值.40.(2024高二下·湖南長沙·期中)設(shè)函數(shù)f(x)=2x3-3(a-1)x2+1,其中a≥1,(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)求f(x)的極值.【答案】(1)詳見解析;(2)詳見解析.【分析】(1)由,解得.根據(jù)a≥1,分和,由求解;(2)由(1)的結(jié)論,利用函數(shù)極值點與極值的定義求解.【詳解】解:由已知得,令,解得.(1)當時,,在上單調(diào)遞增;當時,,隨的變化情況如下表:x0+00極大值極小值
從上表可知,函數(shù)在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減;在上單調(diào)遞增.(2)由(1)知,當時,函數(shù)沒有極值;當時,函數(shù)在處取得極大值1,在處取得極小值.41.(2024·全國)已知函數(shù).(1)當時,求曲線在點處的切線方程;(2)是否存在a,b,使得曲線關(guān)于直線對稱,若存在,求a,b的值,若不存在,說明理由.(3)若在存在極值,求a的取值范圍.【答案】(1);(2)存在滿足題意,理由見解析.(3).【分析】(1)由題意首先求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后由導(dǎo)數(shù)的幾何意義確定切線的斜率和切點坐標,最后求解切線方程即可;(2)首先求得函數(shù)的定義域,由函數(shù)的定義域可確定實數(shù)的值,進一步結(jié)合函數(shù)的對稱性利用特殊值法可得關(guān)于實數(shù)的方程,解方程可得實數(shù)的值,最后檢驗所得的是否正確即可;(3)原問題等價于導(dǎo)函數(shù)有變號的零點,據(jù)此構(gòu)造新函數(shù),然后對函數(shù)求導(dǎo),利用切線放縮研究導(dǎo)函數(shù)的性質(zhì),分類討論,和三中情況即可求得實數(shù)的取值范圍.【詳解】(1)當時,,則,據(jù)此可得,函數(shù)在處的切線方程為,即.(2)令,函數(shù)的定義域滿足,即函數(shù)的定義域為,定義域關(guān)于直線對稱,由題意可得,由對稱性可知,取可得,即,則,解得,經(jīng)檢驗滿足題意,故.即存在滿足題意.(3)由函數(shù)的解析式可得,由在區(qū)間存在極值點,則在區(qū)間上存在變號零點;令,則,令,在區(qū)間存在極值點,等價于在區(qū)間上存在變號零點,當時,,在區(qū)間上單調(diào)遞減,此時,在區(qū)間上無零點,不合題意;當,時,由于,所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,在區(qū)間上單調(diào)遞增,,所以在區(qū)間上無零點,不符合題意;當時,由可得,當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增,故的最小值為,令,則,函數(shù)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增,,據(jù)此可得恒成立,則,由一次函數(shù)與對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可得,當時,,且注意到,根據(jù)零點存在性定理可知:在區(qū)間上存在唯一零點.當時,,單調(diào)減,當時,,單調(diào)遞增,所以.令,則,則函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,所以,所以,所以函數(shù)在區(qū)間上存在變號零點,符合題意.綜合上面可知:實數(shù)得取值范圍是.【點睛】(1)求切線方程的核心是利用導(dǎo)函數(shù)求切線的斜率,求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)要準確地把函數(shù)拆分成基本初等函數(shù)的和、差、積、商,再利用運算法則求導(dǎo),合函數(shù)求導(dǎo),應(yīng)由外到內(nèi)逐層求導(dǎo),必要時要進行換元.(2)根據(jù)函數(shù)的極值(點)求參數(shù)的兩個要領(lǐng):①列式:根據(jù)極值點處導(dǎo)數(shù)為0和極值這兩個條件列方程組,利用待定系數(shù)法求解;②驗證:求解后驗證根的合理性.本題中第二問利用對稱性求參數(shù)值之后也需要進行驗證.42.(2024·北京)設(shè)函數(shù).(Ⅰ)若曲線在點處的切線斜率為0,求a;(Ⅱ)若在處取得極小值,求a的取值范圍.【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)【詳解】分析:(1)求導(dǎo),構(gòu)建等量關(guān)系,解方程可得參數(shù)的值;(2)對分及兩種情況進行分類討論,通過研究的變化情況可得取得極值的可能,進而可求參數(shù)的取值范圍.詳解:解:(Ⅰ)因為,所以.,由題設(shè)知,即,解得.(Ⅱ)方法一:由(Ⅰ)得.若a>1,則當時,;當時,.所以在x=1處取得極小值.若,則當時,,所以.所以1不是的極小值點.綜上可知,a的取值范圍是.方法二:.(1)當a=0時,令得x=1.隨x的變化情況如下表:x1+0?↗極大值↘∴在x=1處取得極大值,不合題意.(2)當a>0時,令得.①當,即a
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