2025高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí):導(dǎo)數(shù)與不等式恒成立九大題型-專項(xiàng)訓(xùn)練【含答案】_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

2025高考數(shù)學(xué)二輪專題-導(dǎo)數(shù)與不等式恒成立九大題型-專項(xiàng)訓(xùn)練

題型1直接求導(dǎo)型.........................................1

題型2端點(diǎn)賦值法.........................................2

題型3隱零點(diǎn)型...........................................3

題型4分離參數(shù)法.........................................4

題型5分離參數(shù)法-洛必達(dá)法則..............................5

題型6構(gòu)造輔助函數(shù)求參...................................5

題型7絕對(duì)值同構(gòu)求參.....................................6

題型8函數(shù)取“整”型.....................................7

題型9“存在”成立問(wèn)題....................................8

題型1直接求導(dǎo)型

若了(%)在區(qū)間D上有最值,則

(1)恒成立:VxGD,/(x)>0Q>0;Vx6D,f(x)<0<=>f(x)max<0;

(2)能成立:BxeD,f(x)〉0=/(x)max>0;Sx6D,f(x)<0=/(x)min<0.

若能分離常數(shù),即將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為:a>/(%)(或a<f(x)),貝

(1)恒成立:a>f(x)<=>a>/(x)max;a<f(x)<=>a</(x)min;

(2)能成立:a>f(x)Qa>/(x)min;a</(%)=a</'(x)max;

【例題11(2023秋?河南?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)f⑺=警,xeD.其中。=(0,1)U(1,+8)

1—X

(1)求函數(shù)f(x)在點(diǎn)處的切線方程;

⑵若g(x)=-2,且VxeD,fO)2g(久)恒成立,求a的取值范圍.

【變式1-1]1.(2023秋?寧夏銀川?高三銀川一中??茧A段練習(xí))已知函婁好㈤=21nx-|mx2+l(mGR).

.

⑴當(dāng)血=lBf,證明:f(x)<1;

(2)若關(guān)于x的不等式/(久)<(m-2)x恒成立,求整數(shù)小的最小值.

【變式1-1]2.(2023秋?陜西西安?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)/(久)=/一mxlnx+1,meR且小豐0.

(1)當(dāng)機(jī)=1時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(1)(1))處的切線方程;

(2)若關(guān)于%的不等式/(久)>:久恒成立,其中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),求實(shí)數(shù)小的取值范圍.

【變式1-1]3.(2023秋?重慶?高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知函數(shù)m(x)=t?e,+ln£,n(x)=1-In詈

(1)若函數(shù)F(x)=m(x)-n(x),討論當(dāng)t=1時(shí)函數(shù)F(K)的單調(diào)性;

(2)若函數(shù)爪(x)>2恒成立,求珀勺取值范圍.

【變式1-1]4.(2023秋?云南保山?高三統(tǒng)考期末)已知函數(shù)f(久)=2ax-sin%.

(1)當(dāng)a=1時(shí),求曲線y=/(%)在點(diǎn)(0/(0))處的切線方程;

⑵當(dāng)%>0時(shí),f(x)>aKCOSx恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

題型2端點(diǎn)賦值法

1.端點(diǎn)賦值法(函數(shù)一般為單增或者單減,此時(shí)端點(diǎn),特別是左端點(diǎn)起著至關(guān)重要的作用)

2.為了簡(jiǎn)化討論,當(dāng)端點(diǎn)值是閉區(qū)間時(shí)候,代入限制參數(shù)討論范圍.注意,開(kāi)區(qū)間不一定

是充分條件.

有時(shí)候端點(diǎn)值能限制討論范圍,可以去除不必要討論.

【例題2](2022?河南鄭州統(tǒng)考一模)設(shè)函數(shù)f。)=In%-p(x-l),pER.

(1)當(dāng)p=1時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)設(shè)函數(shù)。(久)=xf(x)+p(2x2-%-1)對(duì)任意x>1都有g(shù)(x)<。成立,求p的取值范圍.

【變式2-1]1.(2022秋?黑龍江雞西?高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù)/(久)=|%2-(a+l)%+alnx+1.

(1)若x=3是f(x)的極值點(diǎn),求f(久)的單調(diào)性;

(2)若f(久)>1恒成立,求a的取值范圍.

【變式2-1]2.(2022秋?安徽阜陽(yáng)?高三安徽省臨泉第一中學(xué)??茧A段練習(xí))設(shè)函數(shù)f(乃=(x+a)ex-1,已知聯(lián)、j

y=2x是曲線y=f(x)的一條切線.

⑴求實(shí)數(shù)a的值;

(2)若不等式/(久)>t[x+ln(x+1)]對(duì)任意xe(-1,+8)恒成立,求實(shí)數(shù)t的取值范圍.

【變式2-1]3.(2023春河南鄭州?高三鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f⑺=21nx+fez.(a,b為實(shí)數(shù))

(1)當(dāng)b=2時(shí),求過(guò)點(diǎn)(0,-2)的外久)圖象的切線方程;

(2)設(shè)g(x)=ex-1+|xf(x),若。(久)>0恒成立,求b的取值范圍.

2

【變式2-1]4.(2023?四川成都校聯(lián)考二模)已知函數(shù)f⑺=-標(biāo)+(6-1)久+。在%=0處的切線與y軸垂直.(其

中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù))

(1)設(shè)g(x)=詈,x€(0,+oo),當(dāng)a=1時(shí),求證:函數(shù)/'(x)在xe(0,+8)上的圖象恒在函數(shù)g(%)的圖象的上方;

(2)Vx£[0,+oo),不等式2[e*/(久)-cosx]>ln(x+1)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

題型3隱零點(diǎn)型

1,導(dǎo)函數(shù)(主要是一階導(dǎo)函數(shù))等零這一步,有根X。但不可解.但得到參數(shù)和X。的等量代

換關(guān)系.備用

2.知原函數(shù)最值處就是一階導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn)處,可代入虛根X。

3.利用X。與參數(shù)互化得關(guān)系式,先消掉參數(shù),得出X。不等式,求得X。范圍.

4.再代入?yún)?shù)和X?;セ街星蟮脜?shù)范圍.

【例題31(2023秋?湖北隨州?高三隨州市曾都區(qū)第一中學(xué)??奸_(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)f(x)=ax2+xlnx(aeR)圖象

在點(diǎn)(1/(1))處的切線與直線x+3y=。垂直.

Q)求實(shí)數(shù)a的值;

(2)若存在keZ,使得f(x)>k恒成立,求實(shí)數(shù)k的最大值.

【變式3-1]1.(2023秋?四川成都?高三樹(shù)德中學(xué)??奸_(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)f⑺=ex-ax,aeR.

⑴討論f⑺的單調(diào)性;______

(2)若當(dāng)x>一1時(shí),/'(x)>ax,求a的取值范圍.

(3)若存在實(shí)數(shù)a、b,使得f(久)+ax2>b-ax恒成立,求a-b的最小值.

【變式3-1]2.(2022秋?江西撫州?高三臨川一中??计谥?已知函數(shù)=e久一ax,<p(x)=f(x)+sin2%,(aGR),

其中ex2.71828為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).

⑴討論函數(shù)”久)的單調(diào)性,

⑵若aeN*,當(dāng)久20時(shí),(p(x)>。恒成立時(shí),求a的最大值.(參考數(shù)據(jù):e3?20.1)

【變式3-1]3.(2023?福建泉州???寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)f(乃=In%-mx2+(1-2m)x+1.

⑴若m=1,求f(x)的極值;

(2)若對(duì)任意x>0,/(%)<0恒成立,求整數(shù)m的最小值.

題型4分離參數(shù)法

【例題41(2023秋?江蘇鎮(zhèn)江?高三統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)/(久)=In%-%e^+黃e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).

(1)求函數(shù)f0)在x=1處的切線方程;

⑵若/'(%)+%-|-1>ae~x+Inx恒成立,求證:實(shí)數(shù)a<-1.

【變式4-1]1.(2023秋?廣東江門?高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知函數(shù)f(乃=0-l)lnx-m(x+1).

(1)若%=1是函數(shù)y=f(久)的極值點(diǎn),求m的值;

⑵若對(duì)任意的xe@,+8),/Q)>o恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.

【變式4-1]2.(2023秋?遼寧沈陽(yáng)?高三沈陽(yáng)市第一二。中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)/⑺=2久3+3(1+m)x2+

67n%(%6R).

Q)討論函數(shù)/(%)的單調(diào)性;

⑵若〃-1)=1,函數(shù)g(x)=a(lnx+1)-等W0在(1,+8)上恒成立,求整數(shù)a的最大值.

【變式4-1]3.(2023秋?陜西西安?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)f0)=lnx-x+(x-2)e^-m,meZ.

Q)當(dāng)機(jī)=1時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(1)(1))處的切線方程;

(2)若關(guān)于%的不等式/(久)<。在(0,1]上恒成立,求小的最小值.

【變式4-1]4.(2023?江西?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))設(shè)函數(shù)/(久)=xlnx+1-a久;

(1)若/(久)>0恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;

(2)在(1)的條件下,證明:elf⑺>a(%2-xe'T).

題型5分離參數(shù)法-洛必達(dá)法則

1.若分離參數(shù)后,所求最值恰好在“斷點(diǎn)處",則可以通過(guò)洛必達(dá)法則求出"最值"

2.注意"斷點(diǎn)”是在端點(diǎn)處還是區(qū)間分界處.

【例題5]設(shè)函數(shù)〃久)=惡.(1)求f⑺的單調(diào)區(qū)間;

(2)如果對(duì)任何x>0,都有f(x)<ax,求a的取值范圍.

【變式5-1]1.設(shè)函婁好(x)=整一Inx+ln(x+1).

(1)求f。)的單調(diào)區(qū)間和極值;

(2)是否存在實(shí)數(shù)a,使得關(guān)于X的不等式f(x)>a的解集為(0,+8)?若存在,求a的取值范圍;若不存在,試

說(shuō)明理由.

【變式5-1]2.已知函數(shù)/■(久)=ex,曲線y=f(x)在點(diǎn)(久(),尢)處的切線為y=g(久).

(1)證明:對(duì)于VxeR,f(x)>g(x);

(2)當(dāng)x>。時(shí),f(x)>1+普恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

題型6構(gòu)造輔助函數(shù)求參

1.含有久1和血型,大多數(shù)可以考慮變換結(jié)構(gòu)相同,構(gòu)造函數(shù)解決.

2.可以利用第一問(wèn)的某些結(jié)論或者函數(shù)結(jié)構(gòu)尋找構(gòu)造的函數(shù)特征.

【例題6](2023?四川宜賓?四川省宜賓市第四中學(xué)校??既?已知函數(shù)/⑺=aln(久-1)+J%2+1,久久)=/(%)+

(1)當(dāng)a=-1時(shí),求函數(shù)f(x)的極值;

(2)若任意右,乂2G(1,+8)且均豐4,都有必出12>1成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

一工1

【變式6-1]1.(2023春?江蘇揚(yáng)州?高三揚(yáng)州中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f。)=e,+(2-2a)或一以尤+1)(^6

(1)討論f(行的單調(diào)性;

x

⑵設(shè)g(x)=xe-In(ex)+mx,若a=1,且對(duì)任意x】eR,x2G(0,+oo),%2/(%1)+^(%2)>0恒成立,求實(shí)數(shù)m的取

值范圍.

【變式6-1]2.(2023秋?重慶渝北?高三重慶市渝北中學(xué)校??茧A段練習(xí))已知函婁妤0)=;%2+aln(x-1),g(x)=

/⑺+專一+x-

⑴當(dāng)a=-1時(shí),求函數(shù)f(x)的極值;

⑵若任意打、久26(1,+8)且久1中x2,者隋嗎工絲>1成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

%]一

【變式6-1]3.(2022?陜西西安?西安中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)/(久)=之/_(口+J%+也無(wú),其中a>0.

(1)當(dāng)a=1時(shí),求函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(0,e]上的最大值;

⑵若ae(o,j),證明對(duì)任意xi,久2G[j,l]0豐x2),弋:片<,亙成立.

【變式6-1]4.(2021?甘肅嘉峪關(guān)?嘉峪關(guān)市第一中學(xué)??既?已知函數(shù)f(%)=ax2-e?aeR).

(1)若曲線y=f(%)在%=1處的切線與y軸垂直,求y=/0)的最大值;

(2)若對(duì)任意0<x1<x2,都有/■(久2)+久2(2-21n2)<f(久力+%-2-21n2),求a的取值范圍.

題型7絕對(duì)值同構(gòu)求參

1?含絕對(duì)值型,大多數(shù)都是有單調(diào)性的,所以可以通過(guò)討論去掉絕對(duì)值.

2.去掉絕對(duì)值,可以通過(guò)"同構(gòu)"重新構(gòu)造函數(shù).

【例題7](2023?上海徐匯?位育中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)/(久)=/一磔一a,aeR.

Q)判斷函數(shù)f(x)的奇偶性;

⑵若函數(shù)F(x)=x"(久)在x=1處有極值,且關(guān)于x的方程FQ)=爪有3個(gè)不同的實(shí)根,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;

z

(3)記g(x)=-e(e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).若對(duì)任意修、%2e[?;厍?>冷時(shí),均有-/fe)l<lg(久i)一g(%2)l成

立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

【變式7-1]1.(2022秋?天津北辰?高三校聯(lián)考期中)已知函數(shù)f(%)=*-(a+£)尤+Inx,其中a>0.

Q)當(dāng)a=2時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(l,f(l))處切線的方程

(2)當(dāng)a豐1時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(3)若a£(0.0,證明對(duì)任意xi,久2e[|,1]3豐x2),弋;:?)l<]恒成立.

【變式7-1】2.(2022秋?天津東麗?高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(x)=#-aln久+6(aeR).

⑴若曲線y=f(x)在x=l處的切線的方程為3x-y-3=0,求實(shí)數(shù)a,b的值;

(2)當(dāng)a=l時(shí),/(%1)=/(%2)/且%好%2/求證%I+%2>2.

⑶若0<a41,對(duì)任意巧,x2&a,2],不等式|人巧)力犯)1,玲恒成立,求小的取值范圍;

【變式7-1]3.(2021?吉林長(zhǎng)春?吉林省實(shí)驗(yàn)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)f(久)=x-l-alnx.

⑴討論函數(shù)/(久)的單調(diào)性;

(2)若對(duì)任意比1,久2e(0,1]都有,(久1)—/(X2)|<IgQi)—g(*2)l成立,其中g(shù)O)=[且a<o,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

【變式7-1]4.(2020秋?海南???高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(%)=Inx-|a%2+x(aER),g(x)=-2%+3.

(1)討論函數(shù)F(x)=/O)+[ag(久)的單調(diào)性;

(2)若-3WaW-1時(shí),對(duì)任意修、x2G[1,2],不等式|/31)-/(x2)|<t\g(x^-9(冷)|恒成立,求實(shí)數(shù)珀勺最小值.

【變式7-1]5.(2021秋?山西長(zhǎng)治?高三山西省長(zhǎng)治市第二中學(xué)校??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(久)=ax2+21nx.

(1)若f(x)在(0,1]上的最大值為-2,求a的值;

(2)記。(久)=/(x)+(a-l)lnx+1,當(dāng)a<一2時(shí),若對(duì)任意亂與G(。,+00),總有1goi)一9(久2)12<4一冷1,求

k的最大值.

題型8函數(shù)取“整”型

討論出單調(diào)性,要注意整數(shù)解中相鄰兩個(gè)整數(shù)點(diǎn)函數(shù)的符號(hào)問(wèn)題

【例題8](2023秋?遼寧沈陽(yáng)?高三沈陽(yáng)市第一二。中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(久)=2%3+3(1+m)%2+6mx(xe

R).

Q)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;

⑵若f(-1)=1,函數(shù)g。)=a(lnx+1)-詈<0在(1,+8)上恒成立,求整數(shù)a的最大值.

【變式8-1]1.(2023秋?寧夏銀川?高三銀川一中??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f⑺=2lnx-jm%2+1(meR);

(1)當(dāng)TH=1時(shí),證明:/(%)<1;

(2)若關(guān)于x的不等式/(久)<(m-2)對(duì)亙成立,求整數(shù)機(jī)的最小值.

【變式8-1]2.(2022秋?黑龍江哈爾濱?高三??茧A段練習(xí))設(shè)函數(shù)f(久)=/一3a/+3爐久

(1)若a=l,b=0,求曲線y=f(x)在點(diǎn)(1)(1))處的切線方程;

(2)若0<a<6,不等式f等)〉/6)對(duì)任意xe(1,+8)恒成立,求整數(shù)k的最大值.

【變式8-1]3.(2023?廣西桂林???寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)/(久)=^-ln(x+a).

(1)討論函數(shù)g(x)=f(x)-熹的單調(diào)性;

⑵若a=1,且存在整數(shù)k使得f(久)>k恒成立,求整數(shù)k的最大值.

(參考數(shù)據(jù):ln2x0.69,ln3?1.10)

【變式8-1]4.(2022秋?云南?高三云南民族大學(xué)附屬中學(xué)??计谥?已知函數(shù)f0)=In%+mx(meR).

⑴討論函數(shù)八支)的單調(diào)性;

⑵若m為整數(shù),且關(guān)于x的不等式“x)W£/+Q爪—1)久-1恒成立,求整數(shù)小的最小值.

題型9“存在”成立問(wèn)題

1.當(dāng)不能分離參數(shù)時(shí)候,要移項(xiàng)分類討論.

2.確定是最大值還是最小值.

【例題9](2023秋?湖南株洲?高三株洲二中校考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)/(久)=e--|%2-%-l,

Q)證明:當(dāng)久>0時(shí),(⑺>0恒成立;

(2)若關(guān)于x的方程號(hào)+;=asin久在(0,n)內(nèi)有解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

【變式9-1]1.(2023秋?內(nèi)蒙古赤峰?高三統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)f(久)=箋,xe(0,川,尸⑺是f⑺的導(dǎo)函數(shù).

(1)證明:尸(久)存在唯一零點(diǎn);

(2)若關(guān)于x的不等式尸(久)+爰+aW0有解,求a的取值范圍.

【變式9-1]2.(2023?全國(guó)?高三專題練習(xí))設(shè)函數(shù)f(久)=(a-a2)%+lnx-i(aeR).

小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

【變式9-1】3.(2022?遼寧?校聯(lián)考一模)已知函數(shù)/'(x)=;x3-x2sina+x+l,ae|-£,g],

4LoZJ

⑴討論函數(shù)/(X)的單調(diào)性;

⑵證明:存在a6卜?外,使得不等式f(x)>/有解(e是自然對(duì)數(shù)的底).

【變式9-1]4.(2022秋?北京?高三北京市第十二中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)/(%)=ex(x123*+ax+a).

Q)當(dāng)a=1時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間:

(2)若關(guān)于x的不等式f(x)<e。在[a,+8)上有解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;

(3)若曲線y=f(x)存在兩條互相垂直的切線,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(只需直接寫出結(jié)果)

【變式9-1]5.(2022?北京海淀口01中學(xué)統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))設(shè)函數(shù)f(%)=In%+^,g(X)=ax-3.

(1)求函數(shù)處久)=/(%)+g(久)的單調(diào)遞增區(qū)間;

(2)當(dāng)a=1時(shí),記何x)=f(x)g(x),是否存在整數(shù)"使得關(guān)于X的不等式24>旗久)有解?若存在,請(qǐng)求出4的最小

值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

1.(2023?陜西商洛傳真安中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)f0)=(久-,廠(%)是f(久)的導(dǎo)函數(shù).

⑴設(shè)gQ)=/(%)-;,證明:9(%)是增函數(shù);

(2)當(dāng)%>0時(shí),/(%)>aln(x+1)N?+9n3-工恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

Z4X

2.(2023?河南開(kāi)封?統(tǒng)考三模)已知函數(shù)f(x)=e?xeR).

(1)若x>0,函數(shù)/'(x)的圖象與函數(shù)y=ax2(a>0)的圖象有兩個(gè)公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍;

(2)若m<<n(m,n6R)在xG(0,1)恒成立,求幾-爪的最小值.

3.(2023?福建廈門廈門一中??家荒?函數(shù)/(久)=手+a(x-1)-2.

(1)當(dāng)a=0時(shí),求函數(shù)f(%)的極值;

⑵若對(duì)任意xG(0,1)U(1,+8),不等式魯<強(qiáng)成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

4.(2023?貴州畢節(jié)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)/(久)=a(x-TT)b-sinx+l,%e[n,+<x>)

⑴當(dāng)b=1時(shí),,若/(%)41恒成立,求a的取值范圍;

⑵若b="(x)在卜,河上有極值點(diǎn)配,求證:f(x0)+x0>n+1.

5.(2023?廣東深圳?統(tǒng)考二模)已知函數(shù)f(x)=竺合的圖象在(1"(1))處的切線經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,2e2).

(1)求a的值及函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

⑵設(shè)g(x)=*,若關(guān)于x的不等式入陽(yáng)(久)We2^-1在區(qū)間(1,+8)上恒成立,求正實(shí)數(shù)M勺取值范圍.

6.(2023福建福州福建省福州第一中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知函數(shù)人久)=asinx,其中a>0.

(1)若/■(久)<久在[0,+8)上恒成立,求a的取值范圍;

⑵證明:V久e(0,+co),有2e*>(%+£)[ln(x+1)+sin%].

7.(2022?貴州安順統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)f(x)=ex+ax2-1.

(1)討論函數(shù)八支)的導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性;

(2)若a>二",求證:對(duì)V*>0,/(x)>|x3+x恒成立.

8.(2023?河南?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)f(乃=ex-x2-ax,aeR.

Q)若八久)為R上的增函數(shù),求a的取值范圍;

(2)若/(久)>-x2+3x+b在xGR內(nèi)恒成立,6GR,求2a+b的最大值.

9.(2023?全國(guó)?統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)f⑶=ax-襄,xe(0彳)

(1)當(dāng)a=8時(shí),討論f(x)的單調(diào)性;

⑵若/'(久)<sin2vfg成立,求a的取值范圍.

10.(2011?北京?高考真題)已知函數(shù)/'(X)=1-kx-xlnx(/ceR),g(x)=上(1+1).

(1)若久e(0,1]時(shí),/(久)=0有解,求k的取值范圍;

(2)在(1)的條件下k取最小值時(shí),求證:/(%)<g(x)恒成立.

參考答案與解析

題型1直接求導(dǎo)型...............................................................11

題型2端點(diǎn)賦值法...............................................................18

題型3隱零點(diǎn)型.................................................................25

題型4分離參數(shù)法...............................................................32

題型5分離參數(shù)法-洛必達(dá)法則....................................................38

題型6構(gòu)造輔助函數(shù)求參.........................................................42

題型7絕對(duì)值同構(gòu)求參...........................................................50

題型8函數(shù)取“整”型...........................................................59

題型9“存在”成立問(wèn)題.........................................................66

題型1直接求導(dǎo)型

劃重點(diǎn)I

若/(X)在區(qū)間D上有最值,則

(1)恒成立:Vx6D,/(x)>0<=>/(x)min>0;Vx6D,f(x)<0=f(x)max<0;

(2)能成立:3xGD,f(x)>0=/(x)max>0;3^6D,f(x)<0=/(x)min<0.

若能分離常數(shù),即將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為:a>/(%)(或a<f(x)),貝U

(1)恒成立:a>f(x)oa>/(%)max;a</(x)oa</(x)min;

(2)能成立:a>f(x)=a>/(x)min;a<f(x)=a</(x)max;

【例題1](2023秋?河南?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)f⑺=警,xeD.其中。=(0,1)U(1,+8)

1-X

(1)求函數(shù)/(為在點(diǎn)處的切線方程;

⑵若g(x)=-e,且V%eD,f(%)>。(久)恒成立,求a的取值范圍.

【答案】(1)(4-41n2)尤-y-2=0

(2)[1,+8)

【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)幾何意義可求得切線斜率尸G),結(jié)合f?=-21n2可求得切線方程;

>0,將恒成立的不等式轉(zhuǎn)化為a>舞,分別在(0,1)和(1,+8)的情況下得到變形后的不等關(guān)系;構(gòu)造函

數(shù)%⑴=21nx-a(x-i),分別在a>1和0<a<1的情況下討論得到h(x)的單調(diào)性,結(jié)合八(1)=??纱_定滿足題意

的取值范圍.

【詳解】(1)「尸3=舒=代(-??/(鄉(xiāng)=守=4-41n2,

又/0=牛=-21n2,

2

/(久)在點(diǎn)0)處的切線方程為y+2In2=(4一41n2)-m,即(4-41n2)x-y-2=0.

(2)當(dāng)%e(0,1)時(shí),f(x)=普<0;當(dāng)xe(1,+oo)時(shí),f(x)=罟<0;

???/(%)<0在%e。上恒成立,

當(dāng)a<0時(shí),g(x)=-^>0,/(x)>g(x)不成立,不合題意;

當(dāng)a>。時(shí),不等式可變形為:a>舞,

當(dāng)%E(0,1)時(shí),a(石—專)<Inx=21nV%,即21n?—a—套)>0;

當(dāng)%e(1,+8)時(shí),a—套)>Inx=21nVx,即21n?—a—專)<0;

令h(%)=21nx—a(%—:),%E(0,4-oo),則九口)=:—a(1+妥)=一""皆"一°;

令m(%)=—ax2+2x—a,則A=4—4a2;

①當(dāng)A<0,即a21時(shí),m(x)<0恒成立,即"(%)<0恒成立,

??.九(%)在(0,+8)上單調(diào)遞減,

則當(dāng)工£(0,1)時(shí),h(x)>h(l)=0,BP2Inx>Q(%—()21nV%—a{y[x—2)>0;

當(dāng)%G(1,+8)時(shí),h(x)<八⑴=0,即21n%<a(%—:),21nVx—a—2)<0;

???f(x)>g(%)恒成立,滿足題意;

②當(dāng)A>0,即0VaV1時(shí),設(shè)m(%)=。的兩根分別為%1,型(%1<%2),

2

???+%2=1>2,XrX2=1,-0<%!<1<X2,

???當(dāng)%eOi,1)時(shí),m(x)>o,即//(%)>o,八(%)在1)上單調(diào)遞增,

■■

此時(shí)無(wú)(久)<屁)=0,即21nx<a(x-1),21nVx-a(y/x-2)<0,不合題意;

:實(shí)數(shù)a的取值范圍為[1,+oo).

【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題考查利用導(dǎo)數(shù)幾何意義求解切線方程、恒成立問(wèn)題的求解;本題求解恒成立的基本思路是將

問(wèn)題轉(zhuǎn)化為含參函數(shù)單調(diào)性的討論問(wèn)題,通過(guò)討論含參函數(shù)的單調(diào)性,確定符合題意的參數(shù)范圍即可.

【變式1-1]1.(2023秋?寧夏銀川?高三銀川一中??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(x)=2ln%-|mx2+l(meR).

(1)當(dāng)m=1時(shí),證明:f(x)<1;

(2)若關(guān)于x的不等式門久)<(爪-2)x恒成立,求整數(shù)小的最小值.

【答案】Q)證明見(jiàn)解析

(2)最小值為3

【分析】(1)先確定函數(shù)的定義域,求導(dǎo)得f'(%)=一,根據(jù)其正負(fù)即可得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,再根據(jù)最值證明即可;

(2)構(gòu)造函數(shù)G(x)=21nx-|mx2+(2-m)x+1在區(qū)間(0,+oo)內(nèi)恒成立,再求出G(x)的最大值為G(、)=、一

2lnzn+2ln2-1,

結(jié)合函數(shù)單調(diào)性,即求得整數(shù)血的最小值.

【詳解】(1)當(dāng)巾=1時(shí),/(%)=21nx-1%2+1(%>0),

fix')=|—x=(%>0),

令尸(x)=0,得x=&,

當(dāng)Xe(o,&)時(shí),尸(%)>o,f(x)單調(diào)遞增;

當(dāng)%e(V2,+8)時(shí),/(%)<o,f(x)單調(diào)遞減,

所以/(X)在X=/處取得唯一的極大值,即為最大值,

所以〃%)max=/(V2)=2lnV2-1X2+1=In2,

所以f(x)<In2,

而In2<Ine=1,

所以/'(x)<1.

■I

,(2)令G(x^=/(x)—(m-2)x-21nx-|m%2+(2-m)x+1.

=|-mx+(2-m)=二?+(j-m)x+2.

當(dāng)m<0時(shí),因?yàn)閤>0,所以G<x)>0,所以G(K)在(0,+8)上單調(diào)遞增,

又因?yàn)镚(l)=-|m+3>0.

所以關(guān)于x的不等式GQ)<0不能恒成立;

當(dāng)巾>0時(shí),G,(x)=

X

令G,(x)=0,得X=A,所以當(dāng)xe(0,2)時(shí),G'(x)>0;

當(dāng)x£佶,+8)時(shí),G'(X)<0.

因此函數(shù)G⑶在(0,§上單調(diào)遞增,在華,+8)上單調(diào)遞減.

故函數(shù)G(x)的最大值為G(')='—2lnm+2ln2-1.

令h(7n)=》2lm+21n2-1,

因?yàn)閔(l)=1+2ln2>0,h(2)=0,h(3)=2ln2-2ln3-|<0,

又因?yàn)榘?巾)在(0,+8)上單調(diào)遞減,所以當(dāng)巾>3時(shí),/i(m)<0.

所以整數(shù)巾的最小值為3.

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:根據(jù)不等式直接構(gòu)造函數(shù),分類討論法,利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性、最值,從而得出參數(shù)小范圍

【變式1-1]2.(2023秋?陜西西安?高三校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù)/'(X)=/_mx\nx+1,meR且小牛0.

Q)當(dāng)機(jī)=1時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(1)(1))處的切線方程;

(2)若關(guān)于%的不等式/(久)>:久恒成立,其中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),求實(shí)數(shù)小的取值范圍.

【答案】⑴x-丫+1=0

⑵R—e,0)u(0,e-j]

【分析】(1)求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)值求解斜率,即可由點(diǎn)斜式求解直線方程,

(2)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為x+1-minx-|>。在(0,+9)上恒成立,構(gòu)造函數(shù)g(x)=x+--minx--,ft(x)=%+-—

(x-3Inx-j,利用導(dǎo)數(shù)求解單調(diào)性,即可求解.

(1)由題,當(dāng)m=1時(shí),ftx)=x2-xlnx+1,/'(x)=2x-Inx-1,

,/'⑴=2,所以切線方程為y-2=x-1,

化簡(jiǎn)得x-y+l=O,即曲線f(x)在點(diǎn)處的切線方程為x-y+l=O.

(2)/(%)>|x,即/_mxlnx+1>jx,即x+|-minx-|>0在(0,+8)上恒成立,

令g(x)=-+?minx-1,則g(x)=1一2一?=

對(duì)于y=x2-mx-l,A=m2+4>0,故其必有兩個(gè)零點(diǎn),且兩個(gè)零點(diǎn)的積為-1,

則兩個(gè)零點(diǎn)一正一負(fù),設(shè)其正零點(diǎn)為比6(0,+0°),則比-mx-1=0,即爪=x~—,

00%0

且在(O,%o)上時(shí)y=x2-mx-1<0,則“(x)<0,此時(shí)g(x)單調(diào)遞減,

在Oo,+8)上,y=x2-mx-1>0,g'(x)>0,此時(shí)g(x)單調(diào)遞增,

因此當(dāng)久=X。時(shí),g(x)取最小值,

故9(320,即&+.-(*?!狪n%。-|>0.

令/i(x)=x+/-卜-Inx-1,則"⑺=1一2一(1+2)Inx—(1—2)=—(1+—Inx,

當(dāng)%6(0,1)時(shí),h'{x)>0,當(dāng)%E(L+8)時(shí),〃(%)<0,

則%0)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,+8)上單調(diào)遞減,又hQ)=h(e)=0,故久。e[j,e],

顯然函數(shù)巾=x0-搟在R,e]上是關(guān)于通的單調(diào)遞增函數(shù),則巾eg-e,e-j],

所以實(shí)數(shù)小的取值范圍為日一e,0)u(0,e-j]

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的綜合問(wèn)題的求解策略:

1、通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;

2、利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題.

3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時(shí),一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直

接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問(wèn)題,就要考慮利用分類討論法和放縮法,注意恒成立與存在

性問(wèn)題的區(qū)別.

【變式1-1]3.(2023秋?重慶?高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知函數(shù)向式)=t-ex+ln^,n(x)"—In

(1)若函數(shù)R(x)=m(x)-n(x),討論當(dāng)t=1時(shí)函數(shù)F(久)的單調(diào)性;

(2)若函數(shù)爪(久)>2恒成立,求珀勺取值范圍.

【答案】⑴在(-2,ln2)上單調(diào)遞減,在(ln2,+8)上單調(diào)遞增

(2)(e,+8)

【分析】(1)化簡(jiǎn)可得F(x)=-2%-1(%>-2),利用導(dǎo)數(shù)可求得F(x)單調(diào)性;

(2)分析可知t>0且x>-2;令。(久)=e*+x,可將恒成立的不等式轉(zhuǎn)化為g(久+Int)>g(ln(x+2)),結(jié)合單調(diào)性

可得Int>ln(x+2)-x,令h(x)=ln(x+2)-x,利用導(dǎo)數(shù)可求得h(x)單調(diào)性和八(x)max,進(jìn)而得到t的范圍.

【詳解】(1)當(dāng)t=1時(shí),F(xiàn)(x)=e*+In+-1+In詈=ex—1+lne-2x=ex—2x—1(%>-2);

???F(X)定義域?yàn)?-2,+8),F,(x)=ex-2,

二當(dāng)“£(—2,ln2)時(shí),戶(x)<0;當(dāng)x£(ln2,+8)時(shí),尸'(x)>0;

???FO)在(-2,ln2)上單調(diào)遞減,在(ln2,+8)上單調(diào)遞增.

(2)若x+2<0,即x<—2,由累>0彳導(dǎo):t<0,

則當(dāng)x=—2+t時(shí),m(—2+t)=te~2+t+Ini=te~2+t<0,則m(x)>2不恒成立,

???t>。且zn(x)定義域?yàn)?一2,+8);

由m(x)>2恒成立可得:t,e*+Int—ln(x+2)>2,

x+lnt

...g+x+Int>ln(x+2)+x+2=e】n(x+2)+in(x+2),

令9(x)=ex+x,貝!|g(x+Int)>g(ln(x+2)),

???y=e》與y=%均為單調(diào)遞增函數(shù),;g(x)為單調(diào)遞增函數(shù),

%+Int>ln(x+2),Int>ln(x+2)-x;

x+1

令八(工)=ln(x+2)—x,則八'(x)=—1

%+2

.?.當(dāng)xe(-2,-1)時(shí),h'(x)>o;當(dāng)%e(-1,+8)時(shí),h'(x)<0;

八(X)在(一2,-1)上單調(diào)遞增,在(-1,+8)上單調(diào)遞減,二h(X)max=以-1)=1,

???Int>1,解得:t>e,即實(shí)數(shù)t的取值范圍為(e,+oo).

【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)單調(diào)性,恒成立問(wèn)題的求解;本題求解恒成立問(wèn)題的關(guān)鍵是能夠采

用同構(gòu)法,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為g(x)=e,+x的兩個(gè)函數(shù)值大小關(guān)系的比較問(wèn)題,進(jìn)而根據(jù)g(%)的單調(diào)性得到自變量的大小

關(guān)系.

【變式1-1]4.(2023秋?云南保山?高三統(tǒng)考期末)已知函數(shù)人久)=2ax-sinx.

Q)當(dāng)a=1時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)(0/(0))處的切線方程;

⑵當(dāng)x>0時(shí),f(x)>aKCOSx恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

【答案】(l)y=%

⑵U+8)

【分析】(1)求出導(dǎo)數(shù),求得切線的斜率和切點(diǎn),由點(diǎn)斜率式方程可得切線的方程;

(2)求出導(dǎo)數(shù),令令g(x)=/(x)-axcosx,討論當(dāng)a>l,a<0,0<a<1時(shí),函數(shù)g(x)的單調(diào)性,即可得到所求

范圍.

【詳解】(1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=2x-sinx,f'(%)=2-COS%,

切線的斜率為k=r(0)=l,

又切點(diǎn)為(0,0),所以切線方程為y=%.

(2)令g(x)=/(%)—axCOSx,即g(x)=2ax—axCOSx—sinx,

①若a>1,則當(dāng)x>0時(shí),g(x)>2x—xcosx-sinx,令h(x)—7.x—xcosx-sinx,h'(x)—2—2cosx+xsinx,

當(dāng)xe時(shí),h'(x)>0,

所以h(x)在(0,用上單調(diào)遞增,h(x)>h(0)=0,

當(dāng)xe(TI,+8)時(shí),h(x)=%(1—cosx)+(%—sinx)>0,

所以g(%)>h(x)>0恒成立,符合題意;

②若a<0,則當(dāng)xE時(shí),g(x)—2ax—axcosx—sinx=ax(l—cosx)+ax—sinx<0,不合題意;

③若0<a<1,注意到g(0)=0,g'(x)=2a—a(COSx—久sinx)—COSx,g'(0)=a—1,

令3(x)=g'(x)=2a—a(cosx—xsinx)—cosx,則d(x)=(2a+l)sinx+axcosx,

eM)時(shí),v'(x)>o,HWG)在(。?)上單調(diào)遞增,

=a-1<0,gg)=(2+以a>0,

所以存在%。e(0(),使得g'Oo)=0,

當(dāng)xe(0,沏)時(shí),g'(x)<0,所以g(x)在(0,沏)上單調(diào)遞減,g(x)<g(0)=0,不合題意.

綜上,a的取值范圍為[1,+8).

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)不等式恒成立問(wèn)題,一種方法為參變分離,一種方法轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值來(lái)求解,

并通過(guò)利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性來(lái)得到函數(shù)的最值,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想,屬于難題.

題型2端點(diǎn)賦值法

1.端點(diǎn)賦值法(函數(shù)一般為單增或者單減,此時(shí)端點(diǎn),特別是左端點(diǎn)起著至關(guān)重要的作用)

2.為了簡(jiǎn)化討論,當(dāng)端點(diǎn)值是閉區(qū)間時(shí)候,代入限制參數(shù)討論范圍.注意,開(kāi)區(qū)間不一定

是充分條件.

有時(shí)候端點(diǎn)值能限制討論范圍,可以去除不必要討論.

【例題2](2022?河南鄭州?統(tǒng)考一模)設(shè)函數(shù)f⑺=In%-p(x-l),p£R.

(1)當(dāng)p=1時(shí),求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;

(2)設(shè)函數(shù)。(久)=xf(x)+p(2x2-x-1)對(duì)任意x>1都有g(shù)(x)<。成立,求p的取值范圍.

【答案】(1)/(久)的單調(diào)增區(qū)間為(0,1);單調(diào)減區(qū)間為(1,+8);(2)pW后.

【分析】(1)求出廠(%),在定義域內(nèi),分別令尸0)>。求得x的范圍,可得函數(shù)f⑺增區(qū)間,f'M<0求得x的范圍,

可得函數(shù)f0)的減區(qū)間;

(2)求出“⑺=Inx+1+2px,由(1)得到Inx<%-1,將其代入“(%),然后對(duì)p的不同取值進(jìn)行討論,分別利用

導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)單調(diào)性求其最值,篩選出符合條件的p的取值范圍即可.

【詳解】(1)當(dāng)P=1時(shí),/(x)=In%-%+1,其定義域?yàn)?0,+8).

所以尸(X)1,由/0)=:-1>。得。<X<1,

的單調(diào)增區(qū)間為(0,1),單調(diào)減區(qū)間為(1,+8).

(2)由函數(shù)g(x)=x/(x)+p(2x2—x—1)=xlnx+p(2_1)得)由)=Inx+1+2px.

由(1)知,當(dāng)p=1時(shí),〃%)</(l)=0,即不等式Inx<x-1成立.

①當(dāng)p<—[時(shí),g<x)=Inx+1+2px<(x—1)+1+2Px=(1+2p)x<0,

即g(x)在[l,+8)上單調(diào)遞減,從而g(x)Wg(l)=0滿足題意;

②當(dāng)一]<p<0時(shí),存在久e(1,一2)使得Inx>0,1+2px>0,

從而g,(x)=Inx+1+2px>0,即9的在(1,一聯(lián))上單調(diào)遞增,

從而存在%。6(1,-味)使得9(&)>g(D=。不滿足題意;

③當(dāng)P>。時(shí),由尤>1知g(x)=xlnx+p(x2-1)>。恒成立,此時(shí)不滿足題意.

綜上所述,實(shí)數(shù)p的取值范圍為P<-1

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:不等式恒成立問(wèn)題常見(jiàn)方法:①分離參數(shù)a>f(%)恒成立(a>f(x)max即可)或a<fO)恒成立(a<

fCOmin即可);②數(shù)形結(jié)合8=f(x)圖象在丫=9(久)上方即可);③討論最值/'COmin??;?COmax4。恒成立;

④討論參數(shù),排除不合題意的參數(shù)范圍,篩選出符合題意的參數(shù)范圍.

【變式2-1]1.(2022秋?黑龍江雞西?高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(X)=|%2-(a+l)x+alnx+1.

(1)若x=3是f(x)的極值點(diǎn),求f(久)的單調(diào)性;

(2)若f(久)>1恒成立,求a的取值范圍.

【答案】⑴增區(qū)間為(0,1),(3,+8);減區(qū)間為(1,3)

(2)(-oo,-|]

【分析】(1)由尸(3)=0求得a的值,再由尸(%)求得f(x)的單調(diào)區(qū)間.

(2)代入x=1可得a<0,再結(jié)合函數(shù)單調(diào)性確定最值后即可得解.

【詳解】(1)f(久)的定義域?yàn)?0,+8),尸(x)=x-(a+1)+^,

若久=3是f(x)的極值點(diǎn),則r(3)=3—(a+l)+:0,解得a=3,

此時(shí).0)號(hào)-4+;(>*-3),

間(0,1)U(3,+8)上/⑺>0JQ)單調(diào)遞增;

在區(qū)間(1,3)上尸⑺<0,/(x)單調(diào)遞減.

此時(shí)x=3是f(x)的極小值點(diǎn),符合題意.

綜上所述,/(久)的增區(qū)間為(0,1),(3,+8);減區(qū)間為(1,3).

(2)/(%)=|x2—(a+l)x+alnx+1(%>0),

由f(x)>1,得之久2—(a+l)x+alnx+1>l,|x2—(a+l)x+alnx>0①,

設(shè)g(%)=|x2—(a+l)x+alnx(x>0)

g⑴=|-(a+1)=-a-|,

所以當(dāng)a>0時(shí),g(l)<0,①不成立,故a<0,

g,(x)=x-(a+l)+?=£『,

所以g(x)在區(qū)間(0,1)上g'(x)<0,g(x)單調(diào)遞減;

在區(qū)間(1,+8)上,g\x)>0,g(x)單調(diào)遞增,

所以g(x)>g⑴=-a-|>0,解得a<

綜上所述,a的取值范圍是(-8,—1

【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值點(diǎn),除了尸(見(jiàn))=0以外,還需要f(無(wú))在%=與左右兩側(cè)的單調(diào)性相反.利用導(dǎo)數(shù)研究

含參數(shù)的不等式恒成立問(wèn)題,可以考慮利用分離參數(shù)法,也可以直接構(gòu)造函數(shù),然后利用導(dǎo)數(shù)進(jìn)行研究.

【變式2-1]2.(2022秋?安徽阜陽(yáng)?高三安徽省臨泉第一中學(xué)??茧A段練習(xí))

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