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文檔簡介

第01講函數(shù)與導數(shù)中的新定義綜合(20類核心考點精講精練)新定義”主要是指新概念、新公式、新定理、新法則、新運算五種。在新高考數(shù)學科目的考察中,函數(shù)與導數(shù)部分的新定義占據(jù)了舉足輕重的地位,該部分內容主要檢驗學生對函數(shù)的基本概念、核心性質及運算技巧的掌握程度,同時也涵蓋了對導數(shù)概念的理解、計算能力的展現(xiàn)以及其在多種場景下的應用。試題設計往往緊密貼合現(xiàn)實生活或科學情境,旨在評估學生運用函數(shù)與導數(shù)知識體系解決實際復雜問題的能力。新定義題型的特點是:通過給出一個新概念,或約定一種新運算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設全新的問題情景,要求考生在閱讀理解的基礎上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學的知識和方法,實現(xiàn)信息的遷移,達到靈活解題的目的:遇到新定義問題,應耐心讀題,分析新定義的特點,弄清新定義的性質,按新定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、驗證、運算,使問題得以解決.對于新定義的題目,一定要耐心理解定義,新的定義不但考查的是舊的知識點的延伸,更考查對于新知識的獲取理解能力,抓住關鍵點。對于以函數(shù)為背景的新定義問題的求解策略要緊扣新定義和用好函數(shù)的性質,分析新定義的特點,把心定義所敘述的問題的本質弄清楚,應用到具體的解題過程中;同時時要善于從試題中發(fā)現(xiàn)可以使用的函數(shù)的性質的一些因素(1)可通過舉例子的方式,將抽象的定義轉化為具體的簡單的應用,從而加深對信息的理解;(2)可用自己的語言轉述新信息所表達的內容,如果能清晰描述,那么說明對此信息理解的較為透徹;(3)發(fā)現(xiàn)新信息與所學知識的聯(lián)系,并從描述中體會信息的本質特征與規(guī)律;(4)如果新信息是課本知識的推廣,則要關注此信息與課本中概念的不同之處,以及什么情況下可以使用書上的概念.為此,考生需對基礎函數(shù)的各種屬性、圖象特征、運算規(guī)律有深入透徹的理解,并熟練掌握導數(shù)的基本定義、其蘊含的幾何與物理意義以及多樣化的計算方法。進一步地,針對函數(shù)與導數(shù)在解決實際問題中的典型應用,如求解最優(yōu)化問題、分析變化率趨勢、確定曲線在某點的切線方程等,考生應具備扎實的分析思路和有效的解決策略。綜上所述,備考過程中,考生應高度重視基礎知識的鞏固與深化,同時加強針對實際問題的解題訓練,以提升自身的綜合應用能力??键c一、高斯取整函數(shù)1.(2024·山東青島·三模)定義x表示不超過的最大整數(shù).例如:,則(

)A. B.C.是偶函數(shù) D.是增函數(shù)2.(2024·河南新鄉(xiāng)·二模)函數(shù)被稱為取整函數(shù),也稱高斯函數(shù),其中表示不大于實數(shù)的最大整數(shù).若,滿足,則的取值范圍是(

)A. B. C. D.3.(2024·重慶·模擬預測)高斯是德國著名的數(shù)學家,近代數(shù)學的奠基者之一,享有“數(shù)學王子”的稱號,用其名字命名的“高斯函數(shù)”定義為:對于任意實數(shù)x,記表示不超過x的最大整數(shù),則稱為“高斯函數(shù)”.例如:,.(1)設,,求證:是的一個周期,且恒成立;(2)已知數(shù)列的通項公式為,設.①求證:;②求的值.1.(2024·全國·一模)數(shù)學上,常用表示不大于x的最大整數(shù).已知函數(shù),則下列正確的是().A.函數(shù)在定義域上是奇函數(shù) B.函數(shù)的零點有無數(shù)個C.函數(shù)在定義域上的值域是 D.不等式解集是2.(2024·河南開封·二模)(多選)高斯是德國著名的數(shù)學家,近代數(shù)學奠基者之一.用其名字命名的高斯取整函數(shù)為,表示不超過x的最大整數(shù),例如,.下列命題中正確的有(

)A.,B.,,C.,D.,3.(2024·全國·模擬預測)(多選)函數(shù)是取整函數(shù),也被稱為高斯函數(shù),其中表示不超過的最大整數(shù),例如:,.若在函數(shù)的定義域內,均滿足在區(qū)間上,是一個常數(shù),則稱為的取整數(shù)列,稱為的區(qū)間數(shù)列.下列說法正確的是(

)A.的區(qū)間數(shù)列的通項B.的取整數(shù)列的通項C.的取整數(shù)列的通項D.若,則數(shù)列的前項和考點二、二階行列式1.(2024·福建寧德·模擬預測)定義,若關于x的不等式在上恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為(

)A. B. C. D.1.(2023·河南·三模)我們稱為“二階行列式”,規(guī)定其運算為.已知函數(shù)的定義域為,且,若對定義域內的任意都有,則(

)A. B.是偶函數(shù) C.是周期函數(shù) D.沒有極值點2.(22-23高一下·江西萍鄉(xiāng)·期中)把符號稱為二階行列式,規(guī)定它的運算法則為.已知函數(shù).(1)若,,求的值域;(2)函數(shù),若對,,都有恒成立,求實數(shù)的取值范圍.考點三、狄利克雷函數(shù)1.(2024·全國·模擬預測)德國數(shù)學家狄利克雷(Dirichlet)是解析數(shù)論的創(chuàng)始人之一,下列關于狄利克雷函數(shù)的結論正確的是(

)A.有零點 B.是單調函數(shù)C.是奇函數(shù) D.是周期函數(shù)2.(23-24高三上·廣東惠州·階段練習)(多選)狄利克雷函數(shù)是由著名德國數(shù)學家狄利克雷創(chuàng)造的,它是定義在實數(shù)上、值域不連續(xù)的函數(shù),它在數(shù)學的發(fā)展過程中有很重大的研究意義,例如對研究微積分就有很重要的作用,其函數(shù)表達式為(其中為有理數(shù)集,為無理數(shù)集),則關于狄利克雷函數(shù)說法正確的是(

)A. B.它是偶函數(shù)C.它是周期函數(shù),但不存在最小正周期 D.它的值域為1.(2024·廣東惠州·三模)(多選)德國數(shù)學家狄利克雷(Dirichlet,1805-1859),是解析數(shù)論的創(chuàng)始人之一.他提出了著名的狄利克雷函數(shù):,以下對的說法正確的是(

)A.B.的值域為C.存在是無理數(shù),使得D.,總有2.(2024·重慶·一模)(多選)德國著名數(shù)學家狄利克雷在數(shù)學領域成就顯著,以其命名的函數(shù)被稱為狄利克雷函數(shù),其中為實數(shù)集,為有理數(shù)集,則以下關于狄利克雷函數(shù)的結論中,正確的是(

)A.函數(shù)為偶函數(shù)B.函數(shù)的值域是C.對于任意的,都有D.在圖象上不存在不同的三個點,使得為等邊三角形E.在圖象存在不同的三個點,使得為等邊三角形考點四、sgnx函數(shù)1.(2024·山東臨沂·一模)已知函數(shù),則“”是“”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1.(2024·北京·模擬預測)數(shù)學上的符號函數(shù)可以返回一個整型變量,用來指出參數(shù)的正負號,一般用來表示,其解析式為.已知函數(shù),給出下列結論:①函數(shù)的最小正周期為;②函數(shù)的單調遞增區(qū)間為;③函數(shù)的對稱中心為;④在上函數(shù)的零點個數(shù)為4.其中正確結論的序號是.(寫出所有正確結論的序號)考點五、最大值最小值函數(shù)1.(22-23高三上·階段練習)已知表示,,中的最大值,例如,若函數(shù),則的最小值為(

)A.2.5 B.3 C.4 D.52.(2024·廣東韶關·二模)定義,對于任意實數(shù),則的值是(

)A. B. C. D.1.(2024·全國·模擬預測)設為中最大的數(shù).已知正實數(shù),記,則的最小值為(

)A.1 B. C.2 D.42.(2024·湖北·一模)記,分別表示函數(shù)在上的最大值和最小值.則.考點六、歐拉函數(shù)1.(2023·廣東廣州·模擬預測)歐拉函數(shù)的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù),且與互素的正整數(shù)的個數(shù),例如,,.若,且,則(

)A. B. C. D.2.(2024·全國·模擬預測)(多選)歐拉函數(shù)是初等數(shù)論中的重要內容.對于一個正整數(shù)n,歐拉函數(shù)表示小于或等于n且與n互質的正整數(shù)的數(shù)目.換句話說,是所有不超過n且與n互素的數(shù)的總數(shù).如:,.則以下是真命題的有(

)A.的定義域為,其值域也是B.在其定義域上單調遞增,無極值點C.不存在,使得方程有無數(shù)解D.,當且僅當n是素數(shù)時等號成立3.(2024·湖北·模擬預測)歐拉函數(shù)在密碼學中有重要的應用.設n為正整數(shù),集合,歐拉函數(shù)的值等于集合中與n互質的正整數(shù)的個數(shù);記表示x除以y的余數(shù)(x和y均為正整數(shù)),(1)求和;(2)現(xiàn)有三個素數(shù)p,q,,,存在正整數(shù)d滿足;已知對素數(shù)a和,均有,證明:若,則;(3)設n為兩個未知素數(shù)的乘積,,為另兩個更大的已知素數(shù),且;又,,,試用,和n求出x的值.1.(2024·湖北武漢·二模)歐拉函數(shù)的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù),且與互質的正整數(shù)的個數(shù)(公約數(shù)只有1的兩個正整數(shù)稱為互質整數(shù)),例如:,,則;若,則的最大值為.2.(23-24高三上·河北邢臺·開學考試)歐拉是18世紀最優(yōu)秀的數(shù)學家之一,幾乎每個數(shù)學領域都可以看到歐拉的名字,如著名的歐拉函數(shù).歐拉函數(shù)的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù)n,且與n互素(兩個數(shù)只有公約數(shù)1)的正整數(shù)的個數(shù).例如:,.現(xiàn)從中任選兩個數(shù),則這兩個數(shù)相同的概率是.考點七、黎曼函數(shù)8.(23-24高三上·河南·階段練習)(多選)黎曼函數(shù)(Riemannfunction)是一個特殊的函數(shù),由德國數(shù)學家黎曼發(fā)現(xiàn)并提出,其基本定義是:(注:分子與分母是互質數(shù)的分數(shù),稱為既約分數(shù)),則下列結論正確的是(

)A.B.黎曼函數(shù)的定義域為C.黎曼函數(shù)的最大值為D.若是奇函數(shù),且,當時,,則1.(2024·北京石景山·一模)黎曼函數(shù)在高等數(shù)學中有著廣泛應用,其一種定義為:時,.若數(shù)列,給出下列四個結論:①;②;③;④.其中所有正確結論的序號是.考點八、曲率1.(2024·廣西來賓·模擬預測)曲率是數(shù)學上衡量曲線彎曲程度的重要指標,對于曲線,其在點處的曲率,其中是的導函數(shù),是的導函數(shù).則拋物線上的各點處的曲率最大值為(

)A. B.p C. D.2.(2024·全國·二模)廣州小蠻腰是廣州市的地標性建筑,奇妙的曲線造型讓建筑充滿了美感,數(shù)學上用曲率表示曲線的彎曲程度.設函數(shù)的導函數(shù)為的導函數(shù)記為,則函數(shù)的圖象在x0,fx0的曲率.(1)求橢圓在處的曲率;(2)證明:函數(shù)圖象的曲率的極大值點位于區(qū)間.1.(22-23高三上·山東·階段練習)(多選)曲線的曲率就是針對曲線上某個點的切線方向角對弧長的轉動率,表明曲線偏離直線的程度,曲率越大,表示曲線的彎曲程度越大.曲線在點處的曲率,其中是的導函數(shù).下面說法正確的是()A.若函數(shù),則曲線在點與點處的彎曲程度相同B.若是二次函數(shù),則曲線的曲率在頂點處取得最小值C.若函數(shù),則函數(shù)的值域為D.若函數(shù),則曲線上任意一點的曲率的最大值為考點九、極值點與拐點1.(2024·湖南長沙·二模)極值的廣義定義如下:如果一個函數(shù)在一點的一個鄰域(包含該點的開區(qū)間)內處處都有確定的值,而以該點處的值為最大(?。?,這函數(shù)在該點處的值就是一個極大(?。┲?對于函數(shù),設自變量x從變化到,當,是一個確定的值,則稱函數(shù)在點處右可導;當,是一個確定的值,則稱函數(shù)在點處左可導.當函數(shù)在點處既右可導也左可導且導數(shù)值相等,則稱函數(shù)在點處可導.(1)請舉出一個例子,說明該函數(shù)在某點處不可導,但是該點是該函數(shù)的極值點;(2)已知函數(shù).(?。┣蠛瘮?shù)在處的切線方程;(ⅱ)若為的極小值點,求a的取值范圍.2.(2024·貴州·模擬預測)定義:設是的導函數(shù),是函數(shù)的導數(shù),若方程有實數(shù)解,則稱點為函數(shù)的“拐點”.經過探究發(fā)現(xiàn):任何一個三次函數(shù)都有“拐點”且“拐點”就是三次函數(shù)圖象的對稱中心.已知函數(shù)圖象的對稱中心為,則下列說法中正確的有(

)A., B.函數(shù)的極大值與極小值之和為2C.函數(shù)有三個零點 D.在區(qū)間上單調遞減1.(2024·河南·三模)設函數(shù)的導函數(shù)為的導函數(shù)為的導函數(shù)為.若,且,則為曲線的拐點.(1)判斷曲線是否有拐點,并說明理由;(2)已知函數(shù),若為曲線的一個拐點,求的單調區(qū)間與極值.考點十、洛必達法則1.(20-21高二下·重慶江北·階段練習)我們把分子、分母同時趨近于0的分式結構稱為型,比如:當時,的極限即為型.兩個無窮小之比的極限可能存在,也可能不存在,為此,洛必達在1696年提出洛必達法則:在一定條件下通過對分子、分母分別求導再求極限來確定未定式值的方法.如:,則(

)A.0 B. C.1 D.22.(2024·浙江·二模)①在微積分中,求極限有一種重要的數(shù)學工具——洛必達法則,法則中有結論:若函數(shù),的導函數(shù)分別為,,且,則.②設,k是大于1的正整數(shù),若函數(shù)滿足:對任意,均有成立,且,則稱函數(shù)為區(qū)間上的k階無窮遞降函數(shù).結合以上兩個信息,回答下列問題:(1)試判斷是否為區(qū)間上的2階無窮遞降函數(shù);(2)計算:;(3)證明:,.1.(2024·河北邢臺·二模)在函數(shù)極限的運算過程中,洛必達法則是解決未定式型或型極限的一種重要方法,其含義為:若函數(shù)和滿足下列條件:①且(或,);②在點的附近區(qū)域內兩者都可導,且;③(可為實數(shù),也可為),則.(1)用洛必達法則求;(2)函數(shù)(,),判斷并說明的零點個數(shù);(3)已知,,,求的解析式.參考公式:,.考點十一、不動點與復合穩(wěn)定點1.(2024·黑龍江齊齊哈爾·三模)在數(shù)學中,布勞威爾不動點定理是拓撲學里的一個非常重要的不動點定理,簡單的講就是對于滿足一定條件的連續(xù)函數(shù),存在一個點,使得,那么我們稱該函數(shù)為“不動點”函數(shù).函數(shù)有個不動點.2.(2024·廣東廣州·二模)若是方程的實數(shù)解,則稱是函數(shù)與的“復合穩(wěn)定點”.若函數(shù)且與有且僅有兩個不同的“復合穩(wěn)定點”,則的取值范圍為(

)A. B. C. D.3.(2024·貴州黔西·一模)布勞威爾不動點定理是拓撲學里一個非常重要的不動點定理,它可運用到有限維空間并構成了一般不動點定理的基石,得名于荷蘭數(shù)學家魯伊茲·布勞威爾(L.E.J.Brouwer).簡單地講就是:對于滿足一定條件的連續(xù)函數(shù),存在實數(shù),使得,我們就稱該函數(shù)為“不動點”函數(shù),實數(shù)為該函數(shù)的不動點.(1)求函數(shù)的不動點;(2)若函數(shù)有兩個不動點,且,若,求實數(shù)的取值范圍.1.(2024·內蒙古呼和浩特·二模)對于函數(shù),若實數(shù)滿足,則稱為的不動點.已知函數(shù).(1)當時,求證;(2)當時,求函數(shù)的不動點的個數(shù);(3)設,證明.2.(2024·河北滄州·一模)對于函數(shù),,若存在,使得,則稱為函數(shù)的一階不動點;若存在,使得,則稱為函數(shù)的二階不動點;依此類推,可以定義函數(shù)的階不動點.其中一階不動點簡稱為“不動點”,二階不動點簡稱為“穩(wěn)定點”,函數(shù)的“不動點”和“穩(wěn)定點”構成的集合分別記為和,即,.(1)若,證明:集合中有且僅有一個元素;(2)若,討論集合的子集的個數(shù).考點十二、可移倒數(shù)點1.(2024·江蘇蘇州·三模)對于函數(shù),若存在實數(shù),使,其中,則稱為“可移倒數(shù)函”,為“的可移倒數(shù)點”.設,若函數(shù)恰有3個“可移1倒數(shù)點”,則的取值范圍(

)A. B. C. D.1.(2024·山東聊城·二模)對于函數(shù),若存在實數(shù),使,其中,則稱為“可移倒數(shù)函數(shù)”,為“的可移倒數(shù)點”.已知.(1)設,若為“的可移倒數(shù)點”,求函數(shù)的單調區(qū)間;(2)設,若函數(shù)恰有3個“可移1倒數(shù)點”,求的取值范圍.考點十三、泰勒展開1.(2024·貴州貴陽·一模)英國數(shù)學家泰勒發(fā)現(xiàn)了如下公式:其中為自然對數(shù)的底數(shù),.以上公式稱為泰勒公式.設,根據(jù)以上信息,并結合高中所學的數(shù)學知識,解決如下問題.(1)證明:;(2)設,證明:;(3)設,若是的極小值點,求實數(shù)的取值范圍.2.(2024·貴州遵義·三模)英國數(shù)學家泰勒(B.Taylor,1685—1731)發(fā)現(xiàn)了:當函數(shù)在定義域內n階可導,則有如下公式:以上公式稱為函數(shù)的泰勒展開式,簡稱為泰勒公式.其中,,表示的n階導數(shù),即連續(xù)求n次導數(shù).根據(jù)以上信息,并結合高中所學的數(shù)學知識,解決如下問題:(1)寫出的泰勒展開式(至少有5項);(2)設,若是的極小值點,求實數(shù)a的取值范圍;(3)若,k為正整數(shù),求k的值.1.(2024·安徽·一模)給出以下三個材料:①若函數(shù)可導,我們通常把導函數(shù)的導數(shù)叫做的二階導數(shù),記作.類似的,函數(shù)的二階導數(shù)的導數(shù)叫做函數(shù)的三階導數(shù),記作,函數(shù)的三階導數(shù)的導數(shù)叫做函數(shù)的四階導數(shù)……,一般地,函數(shù)的階導數(shù)的導數(shù)叫做函數(shù)的n階導數(shù),記作,;②若,定義;③若函數(shù)在包含的某個開區(qū)間上具有任意階的導數(shù),那么對于任意有,我們將稱為函數(shù)在點處的泰勒展開式.例如在點處的泰勒展開式為根據(jù)以上三段材料,完成下面的題目:(1)求出在點處的泰勒展開式;(2)用在點處的泰勒展開式前三項計算的值,精確到小數(shù)點后4位;(3)現(xiàn)已知,試求的值.考點十四、麥克勞林展開1.(24-25高三上·四川成都·開學考試)麥克勞林展開式是泰勒展開式的一種特殊形式,的麥克勞林展開式為:,其中表示的n階導數(shù)在0處的取值,我們稱為麥克勞林展開式的第項.例如:.(1)請寫出的麥克勞林展開式中的第2項與第4項;(2)數(shù)學競賽小組發(fā)現(xiàn)的麥克勞林展開式為,這意味著:當時,,你能幫助數(shù)學競賽小組完成對此不等式的證明嗎?(3)當時,若,求整數(shù)的最大值.1.(2024·河南周口·模擬預測)已知函數(shù).(1)求函數(shù)在區(qū)間0,1上的極值點的個數(shù).(2)“”是一個求和符號,例如,,等等.英國數(shù)學家布魯克·泰勒發(fā)現(xiàn),當時,,這就是麥克勞林展開式在三角函數(shù)上的一個經典應用.證明:(i)當時,對,都有;(ii).考點十五、拉格朗日中值定理1.(2024·全國·模擬預測)已知函數(shù),且在處取得極大值.(1)求的值與的單調區(qū)間.(2)如圖,若函數(shù)y=fx的圖像在連續(xù),試猜想拉格朗日中值定理,即一定存在,使得,求的表達式〔用含的式子表示〕.(3)利用這條性質證明:函數(shù)圖像上任意兩點的連線斜率不大于.2.(2024·山西·三模)微分中值定理是微積分學中的重要定理,它是研究區(qū)間上函數(shù)值變化規(guī)律的有效工具,其中拉格朗日中值定理是核心,它的內容如下:如果函數(shù)在閉區(qū)間上連續(xù),在開區(qū)間可導,導數(shù)為,那么在開區(qū)間內至少存在一點,使得,其中叫做在上的“拉格朗日中值點”.已知函數(shù).(1)若,求函數(shù)在上的“拉格朗日中值點”;(2)若,求證:函數(shù)在區(qū)間圖象上任意兩點,連線的斜率不大于;(3)若,且,求證:.1.(23-24高二下·江西九江·階段練習)已知函數(shù),.(1)當時,求函數(shù)的在點處的切線;(2)若函數(shù)在區(qū)間上單調遞減,求的取值范圍;(3)若函數(shù)的圖象上存在兩點,,且,使得,則稱為“拉格朗日中值函數(shù)”,并稱線段的中點為函數(shù)的一個“拉格朗日平均值點”.試判斷函數(shù)是否為“拉格朗日中值函數(shù)”,若是,判斷函數(shù)的“拉格朗日平均值點”的個數(shù);若不是,說明理由.2.(2024·廣東·二模)拉格朗日中值定理是微分學的基本定理之一,其內容為:如果函數(shù)在閉區(qū)間上的圖象連續(xù)不斷,在開區(qū)間內的導數(shù)為f′x,那么在區(qū)間內存在點,使得成立.設,其中為自然對數(shù)的底數(shù),.易知,在實數(shù)集上有唯一零點,且.(1)證明:當時,;(2)從圖形上看,函數(shù)的零點就是函數(shù)的圖象與軸交點的橫坐標.直接求解的零點是困難的,運用牛頓法,我們可以得到零點的近似解:先用二分法,可在中選定一個作為的初始近似值,使得,然后在點x0,fx0處作曲線y=fx的切線,切線與軸的交點的橫坐標為,稱是的一次近似值;在點x1,fx1處作曲線y=fx的切線,切線與軸的交點的橫坐標為,稱是的二次近似值;重復以上過程,得的近似值序列.①當時,證明:;②根據(jù)①的結論,運用數(shù)學歸納法可以證得:為遞減數(shù)列,且.請以此為前提條件,證明:.考點十六、帕德近似1.(22-23高二下·山東濟南·期中)帕德近似是法國數(shù)學家亨利帕德發(fā)明的用有理數(shù)多項式近似特定函數(shù)的方法,給定兩個正整數(shù),函數(shù)在處的階帕德近似定義為,且滿足:...已知在處的階帕德近似為.注:,(1)求實數(shù)的值;(2)求證:;(3)求不等式的解集,其中,2.(2024·福建廈門·三模)帕德近似是法國數(shù)學家亨利·帕德發(fā)明的用有理多項式近似特定函數(shù)的方法,在計算機數(shù)學中有著廣泛的應用.已知函數(shù)在處的階帕德近似定義為:,且滿足:,,,…,.其中,,…,.已知在處的階帕德近似為.(1)求實數(shù)a,b的值;(2)設,證明:;(3)已知是方程的三個不等實根,求實數(shù)的取值范圍,并證明:.1.(23-24高三下·山東菏澤·階段練習)帕德近似是法國數(shù)學家亨利帕德發(fā)明的用有理多項式近似特定函數(shù)的方法.給定兩個正整數(shù),,函數(shù)在處的階帕德近似定義為:,且滿足:,,,,,注:,,,,已知函數(shù).(1)求函數(shù)在處的階帕德近似,并求的近似數(shù)精確到(2)在(1)的條件下:①求證:;②若恒成立,求實數(shù)的取值范圍.2.(23-24高二下·湖北·期中)帕德近似是法國數(shù)學家亨利·帕德發(fā)明的用有理多項式近似特定函數(shù)的方法.給定兩個正整數(shù),,函數(shù)在處的階帕德近似定義為:,且滿足:.(注:,為的導數(shù))已知在處的階帕德近似為.(1)求實數(shù)的值;(2)證明:當時,;(3)設為實數(shù),討論方程的解的個數(shù).考點十七、萊布尼茨1.(23-24高二下·貴州安順·期末)固定項鏈的兩端,在重力的作用下項鏈所形成的曲線是懸鏈線1691年,萊布尼茨等得出“懸鏈線”方程為.當時,就是雙曲余弦函數(shù),類似的我們可以定義雙曲正弦函數(shù).它們與正、余弦函數(shù)有許多類似的性質.(1)求與的導數(shù);(2)證明:在上恒成立;(3)求的零點.2.(2024·甘肅酒泉·三模)十七世紀至十八世紀的德國數(shù)學家萊布尼茲是世界上第一個提出二進制記數(shù)法的人,用二進制記數(shù)只需數(shù)字0和1,對于整數(shù)可理解為逢二進一,例如:自然數(shù)1在二進制中就表示為,2表示為,3表示為,5表示為,發(fā)現(xiàn)若可表示為二進制表達式,則,其中,或.(1)記,求證:;(2)記為整數(shù)的二進制表達式中的0的個數(shù),如,.(?。┣?;(ⅱ)求(用數(shù)字作答).1.(22-23高一上·江蘇南通·期末)對于任意兩個正數(shù),記曲線與直線軸圍成的曲邊梯形的面積為,并約定和,德國數(shù)學家萊布尼茨(Leibniz)最早發(fā)現(xiàn).關于,下列說法正確的是(

)A. B.C. D.2.(2024·福建泉州·模擬預測)固定項鏈的兩端,在重力的作用下項鏈所形成的曲線是懸鏈線年,萊布尼茨等得出懸鏈線的方程為,其中為參數(shù).當時,該表達式就是雙曲余弦函數(shù),記為,懸鏈線的原理常運用于懸索橋、架空電纜、雙曲拱橋、拱壩等工程.已知三角函數(shù)滿足性質:①導數(shù):;②二倍角公式:;③平方關系:.定義雙曲正弦函數(shù)為.(1)寫出,具有的類似于題中①、②、③的一個性質,并證明該性質;(2)任意,恒有成立,求實數(shù)的取值范圍;(3)正項數(shù)列滿足,,是否存在實數(shù),使得?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.考點十八、函數(shù)凹凸性1.(2024·安徽·模擬預測)給出定義:若函數(shù)在D上可導,即存在,且導函數(shù)在D上也可導,則稱在D上存在二階導數(shù),記.若在D上恒成立,則稱在D上為凸函數(shù).以下四個函數(shù)在上不是是凸函數(shù)的是(

)A. B.C. D.2.(23-24高三下·陜西安康·階段練習)記函數(shù)的導函數(shù)為,的導函數(shù)為,設是的定義域的子集,若在區(qū)間上,則稱在上是“凸函數(shù)”.已知函數(shù).(1)若在上為“凸函數(shù)”,求的取值范圍;(2)若,判斷在區(qū)間上的零點個數(shù).1.(2024·安徽·三模)丹麥數(shù)學家琴生是19世紀對數(shù)學分析做出卓越貢獻的巨人,特別在函數(shù)的凹凸性與不等式方面留下了很多寶貴的成果.若為上任意個實數(shù),滿足,則稱函數(shù)在上為“凹函數(shù)”.也可設可導函數(shù)在上的導函數(shù)為在上的導函數(shù)為,當時,函數(shù)在上為“凹函數(shù)”.已知,且,令的最小值為,則為(

)A. B. C. D.2.(2024·福建福州·模擬預測)閱讀以下材料:①設為函數(shù)的導函數(shù).若在區(qū)間D單調遞增;則稱為區(qū)上的凹函數(shù);若在區(qū)間上單調遞減,則稱為區(qū)間上的凸函數(shù).②平面直角坐標系中的點稱為函數(shù)的“切點”,當且僅當過點恰好能作曲線的條切線,其中.(1)已知函數(shù).(i)當時,討論的凹凸性;(ii)當時,點在軸右側且為的“3切點”,求點的集合;(2)已知函數(shù),點在軸左側且為的“3切點”,寫出點的集合(不需要寫出求解過程).考點十九、切線問題1.(23-24高二下·上海閔行·期末)若函數(shù)的圖像上有兩個不同點處的切線重合,則稱該切線為函數(shù)的圖像的“自公切線”.(1)試判斷函數(shù)與的圖像是否存在“自公切線”(不需要說明理由);(2)若,求函數(shù)的圖像的“自公切線”方程;(3)設,求證:函數(shù)的圖像不存在“自公切線”2.(23-24高二下·遼寧·階段練習)曲線的切線?曲面的切平面在平面幾何?立體幾何以及解析幾何中有著重要的應用,更是聯(lián)系數(shù)學與物理學的重要工具,在極限理論的研究下,導數(shù)作為研究函數(shù)性質的重要工具,更是與切線有著密不可分的關系,數(shù)學家們以不同的方法研究曲線的切線?曲面的切平面,用以解決實際問題:(1)對于函數(shù),分別在點處作函數(shù)的切線,記切線與軸的交點分別為,記為數(shù)列的第項,則稱數(shù)列為函數(shù)的“切線軸數(shù)列”,同理記切線與軸的交點分別為,記為數(shù)列的第項,則稱數(shù)列為函數(shù)的“切線軸數(shù)列”.①設函數(shù),記的“切線軸數(shù)列”為;②設函數(shù),記的“切線軸數(shù)列”為,則,求的通項公式.(2)在探索高次方程的數(shù)值求解問題時,牛頓在《流數(shù)法》一書中給出了牛頓迭代法:用“作切線”的方法求方程的近似解.具體步驟如下:設是函數(shù)的一個零點,任意選取作為的初始近似值,曲線在點處的切線為,設與軸交點的橫坐標為,并稱為的1次近似值;曲線在點處的切線為,設與軸交點的橫坐標為,稱為的2次近似值.一般地,曲線在點處的切線為,記與軸交點的橫坐標為,并稱為的次近似值.已知二次函數(shù)有兩個不相等的實根,其中.對函數(shù)持續(xù)實施牛頓迭代法得到數(shù)列,我們把該數(shù)列稱為牛頓數(shù)列,令數(shù)列滿足,且,證明:.(注:當時,恒成立,無需證明)1.(2024·上海黃浦·二模)若函數(shù)的圖象上的兩個不同點處的切線互相重合,則稱該切線為函數(shù)的圖象的“自公切線”,稱這兩點為函數(shù)的圖象的一對“同切點”.(1)分別判斷函數(shù)與的圖象是否存在“自公切線”,并說明理由;(2)若,求證:函數(shù)有唯一零點且該函數(shù)的圖象不存在“自公切線”;(3)設,的零點為,,求證:“存在,使得點與是函數(shù)的圖象的一對‘同切點’”的充要條件是“是數(shù)列中的項”.2.(2024高三·全國·專題練習)已知為實數(shù),函數(shù).(1)當時,求在處的切線方程;(2)定義:若函數(shù)的圖象上存在兩點,設線段的中點為,若在點處的切線與直線平行或重合,則函數(shù)是“中值平衡函數(shù)”,切線叫做函數(shù)的“中值平衡切線”.試判斷函數(shù)是否是“中值平衡函數(shù)”?若是,判斷函數(shù)的“中值平衡切線”的條數(shù);若不是,說明理由;(3)設,若存在,使得成立,求實數(shù)的取值范圍.考點二十、類型函數(shù)1.(2024·浙江·三模)在平面直角坐標系中,如果將函數(shù)的圖象繞坐標原點逆時針旋轉后,所得曲線仍然是某個函數(shù)的圖象,則稱為“旋轉函數(shù)”.(1)判斷函數(shù)是否為“旋轉函數(shù)”,并說明理由;(2)已知函數(shù)是“旋轉函數(shù)”,求的最大值;(3)若函數(shù)是“旋轉函數(shù)”,求的取值范圍.2.(2024·黑龍江·三模)若函數(shù)y=fx滿足:對任意的實數(shù),有恒成立,則稱函數(shù)y=fx為“增函數(shù)”.(1)求證:函數(shù)不是“增函數(shù)”;(2)若函數(shù)是“增函數(shù)”,求實數(shù)的取值范圍;(3)設,若曲線y=gx在處的切線方程為,求的值,并證明函數(shù)y=gx是“增函數(shù)”.1.(2024·貴州六盤水·三模)若函數(shù)在上有定義,且對于任意不同的,都有,則稱為上的“k類函數(shù)”(1)若,判斷是否為上的“4類函數(shù)”;(2)若為上的“2類函數(shù)”,求實數(shù)a的取值范圍;(3)若為上的“2類函數(shù)”且,證明:,,.2.(2024·新疆喀什·三模)已知定義域為的函數(shù)滿足:對于任意的,都有,則稱函數(shù)具有性質.(1)判斷函數(shù),是否具有性質;(直接寫出結論)(2)已知函數(shù)(,),判斷是否存在,,使函數(shù)具有性質?若存在,求出,的值;若不存在,說明理由;(3)設函數(shù)具有性質,且在區(qū)間上的值域為f0,f2π.函數(shù),滿足,且在區(qū)間上有且只有一個零點.求證:f2π=21.(2024·江蘇蘇州·模擬預測)表示大于或者等于的最小整數(shù),表示小于或者等于的最大整數(shù).已知函數(shù),且滿足:對有,則的可能取值是(

)A. B.0 C. D.2.(2024·山東菏澤·二模)(多選)函數(shù)的函數(shù)值表示不超過的最大整數(shù),例如,.下列結論正確的有(

)A.函數(shù)與函數(shù)無公共點B.若,則C.D.所有滿足的點組成區(qū)域的面積為3.(2024·全國·模擬預測)(多選)著名的德國數(shù)學家狄利克雷在19世紀提出了這樣一個“奇怪的”函數(shù):定義在上的函數(shù).后來數(shù)學家研究發(fā)現(xiàn)該函數(shù)在其定義域上處處不連續(xù)、處處不可導.根據(jù)該函數(shù),以下是真命題的有(

)A.B.的圖象關于軸對稱C.的圖象關于軸對稱D.存在一個正三角形,其頂點均在的圖象上4.(2024·廣西柳州·模擬預測)記實數(shù)的最小數(shù)為,若,則函數(shù)的最大值為.5.(2024·江蘇蘇州·模擬預測)(多選)定義表示中的最小者,設函數(shù),則(

)A.有且僅有一個極小值點為 B.有且僅有一個極大值點為3C. D.恒成立6.(23-24高一上·福建三明·期中)已知,定義:,設.若函數(shù)有兩個零點,則實數(shù)的取值范圍是(

)A. B. C. D.7.(2024·江西南昌·三模)歐拉函數(shù)的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù),且與互質的正整數(shù)的個數(shù)(公約數(shù)只有1的兩個正整數(shù)稱為互質整數(shù)),例如:,,則數(shù)列的前項和為.8.(2024·貴州黔南·二模)歐拉函數(shù)表示不大于正整數(shù)且與互素(互素:公約數(shù)只有1)的正整數(shù)的個數(shù).已知,其中,,…,是的所有不重復的質因數(shù)(質因數(shù):因數(shù)中的質數(shù)).例如.若數(shù)列是首項為3,公比為2的等比數(shù)列,則.9.(23-24高三下·北京海淀·階段練習)華人數(shù)學家李天巖和美國數(shù)學家約克給出了“混濁”的數(shù)學定義:由此發(fā)展的混濁理論在生物學、經濟學和社會學領域都有重要作用,在混沌理論中,函數(shù)的周期點是一個關鍵概念,定義如下:設是定義在R上的函數(shù),對于,令,若存在正整數(shù)k使得,且當時,,則稱是的一個周期為k的周期點.若,寫出一個周期為1的周期點.10.(22-23高二下·北京海淀·期中)法國數(shù)學家拉格朗日于1778年在其著作《解析函數(shù)論》中提出一個定理:如果函數(shù)滿足如下條件:①的圖象在閉區(qū)間上是連續(xù)不斷的;②在區(qū)間上都有導數(shù).則在區(qū)間上至少存在一個數(shù),使得.這就是著名的“拉格朗日中值定理”,其中稱為拉格朗日中值.請閱讀以上內容,回答以下問題:(1)函數(shù)在區(qū)間上的拉格朗日中值為____________;(2)下列函數(shù),是否存在以0為拉格朗日中值的區(qū)間?若存在,請將函數(shù)對應的序號全部填在橫線上____________.①;

②;

③;

④;

⑤11.(2024·湖北·一模)我們知道通過牛頓萊布尼茲公式,可以求曲線梯形(如圖1所示陰影部分)的面積,其中,.如果平面圖形由兩條曲線圍成(如圖2所示陰影部分),曲線可以表示為,曲線可以表示為,那么陰影區(qū)域的面積,其中.(1)如圖,連續(xù)函數(shù)y=fx在區(qū)間與的圖形分別為直徑為1的上、下半圓周,在區(qū)間與0,2的圖形分別為直徑為2的下、上半圓周,設.求的值;(2)在曲線上某一個點處作切線,便之與曲線和x軸所圍成的面積為,求切線方程;(3)正項數(shù)列bn是以公差為d(d為常數(shù),)的等差數(shù)列,,兩條拋物線,記它們交點的橫坐標的絕對值為,兩條拋物線圍成的封閉圖形的面積為,求證:.12.(2024·山西臨汾·三模)記為函數(shù)的階導數(shù),,若存在,則稱階可導.英國數(shù)學家泰勒發(fā)現(xiàn):若在附近階可導,則可構造(稱其為在處的次泰勒多項式)來逼近在附近的函數(shù)值.下列說法正確的是(

)A.若,則B.若,則C.在處的3次泰勒多項式為D.(精確到小數(shù)點后兩位數(shù)字)13.(2024·江蘇鹽城·模擬預測)根據(jù)多元微分求條件極值理論,要求二元函數(shù)在約束條件的可能極值點,首先構造出一個拉格朗日輔助函數(shù),其中為拉格朗日系數(shù).分別對中的部分求導,并使之為0,得到三個方程組,如下:,解此方程組,得出解,就是二元函數(shù)在約束條件的可能極值點.的值代入到中即為極值.補充說明:【例】求函數(shù)關于變量的導數(shù).即:將變量當做常數(shù),即:,下標加上,代表對自變量x進行求導.即拉格朗日乘數(shù)法方程組之中的表示分別對進行求導.(1)求函數(shù)關于變量的導數(shù)并求當處的導數(shù)值.(2)利用拉格朗日乘數(shù)法求:設實數(shù)滿足,求的最大值.(3)①若為實數(shù),且,證明:.②設,求的最小值.14.(2024·遼寧沈陽·模擬預測)記,若存在,滿足:對任意,均有,則稱為函數(shù)在上的最佳逼近直線.已知函數(shù),.(1)請寫出在上的最佳逼近直線,并說明理由;(2)求函數(shù)在上的最佳逼近直線.15.(2024·上海·模擬預測)設定義域為的函數(shù)y=fx在上可導,導函數(shù)為y=f′x.若區(qū)間及實數(shù)滿足:對任意成立,則稱函數(shù)y=fx為上的“函數(shù)”.(1)判斷是否為0,+∞上的函數(shù),說明理由;(2)若實數(shù)滿足:為上的函數(shù),求的取值范圍;(3)已知函數(shù)y=fx存在最大值.對于::對任意與恒成立,:對任意正整數(shù)都是上的函數(shù),問:是否為的充分條件?是否為的必要條件?證明你的結論.16.(2024·河南信陽·二模)已知函數(shù),其中,.若點在函數(shù)的圖像上,且經過點的切線與函數(shù)圖像的另一個交點為點,則稱點為點的一個“上位點”,現(xiàn)有函數(shù)圖像上的點列,,…,,…,使得對任意正整數(shù),點都是點的一個“上位點”.(1)若,請判斷原點是否存在“上位點”,并說明理由;(2)若點的坐標為,請分別求出點、的坐標;(3)若的坐標為,記點到直線的距離為.問是否存在實數(shù)和正整數(shù),使得無窮數(shù)列、、…、…嚴格減?若存在,求出實數(shù)的所有可能值;若不存在,請說明理由.17.(23-24高二下·江西九江·期末)記為函數(shù)的階導數(shù),,若存在,則稱階可導.英國數(shù)學家泰勒發(fā)現(xiàn):若在附近階可導,則可構造(稱其為在處的次泰勒多項式)來逼近在附近的函數(shù)值.下列說法正確的是(

)A.若,則 B.若,則C.在處的3次泰勒多項式為 D.18.(23-24高一上·山東臨沂·期末)臨沂一中校本部19、20班數(shù)學小組在探究函數(shù)的性質時,發(fā)現(xiàn)通過函數(shù)的單調性、奇偶性和周期性,還無法準確地描述出函數(shù)的圖象,例如函數(shù)和,雖然它們都是增函數(shù),但是圖像上卻有很大的差異.通過觀察圖像和閱讀數(shù)學文獻,該小組了解到了函數(shù)的凹凸性的概念.已知定義:設連續(xù)函數(shù)f(x)的定義域為,如果對于內任意兩數(shù),都有,則稱為上的凹函數(shù);若,則為凸函數(shù).對于函數(shù)的凹凸性,通過查閱資料,小組成員又了解到了琴生不等式(Jensen不等式):若f(x)是區(qū)間上的凹函數(shù),則對任意的,有不等式恒成立(當且僅當時等號成立).小組成員通過詢問數(shù)學競賽的同學對他們研究的建議,得到了如下評注:在運用琴生不等式求多元最值問題,關鍵是構造函數(shù).小組成員選擇了反比例型函數(shù)和對數(shù)函數(shù),研究函數(shù)的凹凸性.(1)設,求W=的最小值.(2)設為大于或等于1的實數(shù),證明(提示:可設)(3)若a>1,且當時,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍.19.(23-24高三下·重慶·階段練習)定義:若是的導數(shù),是的導數(shù),則曲線在點處的曲率;已知函數(shù),,曲線在點處的曲率為;(1)求實數(shù)a的值;(2)對任意恒成立,求實數(shù)m的取值范圍;(3)設方程在區(qū)間內的根為,…比較與的大小,并證明.20.(2024·浙江紹興·二模)帕德近似是法國數(shù)學家亨利?帕德發(fā)明的用有理多項式近似特定函數(shù)的方法.給定兩個正整數(shù),函數(shù)在處的階帕德近似定義為:,且滿足:,,,…,.已知在處的階帕德近似為.注:,,,,…(1)求實數(shù)的值;(2)當時,試比較與的大小,并證明;(3)定義數(shù)列:,,求證:.21.(2024·廣西柳州·模擬預測)帕德近似是法國數(shù)學家亨利.帕德發(fā)明的用有理多項式近似特定函數(shù)的方法.給定兩個正整數(shù)m,n,函數(shù)在處的階帕德近似定義為:,且滿足:,,,…,.注:,,,,…;為的導數(shù)).已知在處的階帕德近似為.(1)求實數(shù)a,b的值;(2)比較與的大??;(3)若有3個不同的零點,求實數(shù)m的取值范圍.22.(24-25高三上·江西鷹潭·階段練習)法國數(shù)學家拉格朗日于1797年在其著作《解析函數(shù)論》中給出了一個定理,具體如下.如果函數(shù)滿足如下條件:①在閉區(qū)間上的圖象是連續(xù)的;②在開區(qū)間上可導.則在開區(qū)間上至少存在一個實數(shù),使得成立,人們稱此定理為“拉格朗日中值定理”.(1)已知且,(i)若恒成立,求實數(shù)的取值范圍;(ii)當時,求證:.(2)已知函數(shù)有兩個零點,記作,若,證明:23.(23-24高三下·重慶渝中·階段練習)閱讀材料一:“裝錯信封問題”是由數(shù)學家約翰·伯努利(JohannBernoulli,1667~1748)的兒子丹尼爾·伯努利提出來的,大意如下:一個人寫了封不同的信及相應的個不同的信封,他把這封信都裝錯了信封,問都裝錯信封的這一情況有多少種?后來瑞士數(shù)學家歐拉(LeonhardEuler,1707~1783)給出了解答:記都裝錯封信的情況為種,可以用全排列減去有裝正確的情況種數(shù),結合容斥原理可得公式:,其中.閱讀材料二:英國數(shù)學家泰勒發(fā)現(xiàn)的泰勒公式有如下特殊形式:當在處階可導,則有:,注表示的階導數(shù),該公式也稱麥克勞林公式.閱讀以上材料后請完成以下問題:(1)求出的值;(2)估算的大?。ūA粜?shù)點后2位),并給出用和表示的估計公式;(3)求證:,其中.24.(2024·山東濰坊·三模)一個完美均勻且靈活的項鏈的兩端被懸掛,并只受重力的影響,這個項鏈形成的曲線形狀被稱為懸鏈線.1691年,萊布尼茨、惠根斯和約翰?伯努利等得到“懸鏈線”方程,其中為參數(shù).當時,就是雙曲余弦函數(shù),類似地雙曲正弦函數(shù),它們與正、余弦函數(shù)有許多類似的性質.(1)類比三角函數(shù)的三個性質:①倍角公式;②平方關系;③求導公式寫出雙曲正弦和雙曲余弦函數(shù)的一個正確的性質并證明;(2)當時,雙曲正弦函數(shù)圖象總在直線的上方,求實數(shù)的取值范圍;(3)若,證明:25.(2024·山東菏澤·模擬預測)如果三個互不相同的函數(shù),,在區(qū)間上恒有或,則稱為與在區(qū)間上的“分割函數(shù)”.(1)證明:函數(shù)為函數(shù)與在上的分割函數(shù);(2)若函數(shù)為函數(shù)與在上的“分割函數(shù)”,求實數(shù)的取值范圍;(3)若,且存在實數(shù),使得函數(shù)為函數(shù)與在區(qū)間上的“分割函數(shù)”,求的最大第01講函數(shù)與導數(shù)中的新定義綜合(20類核心考點精講精練)新定義”主要是指新概念、新公式、新定理、新法則、新運算五種。在新高考數(shù)學科目的考察中,函數(shù)與導數(shù)部分的新定義占據(jù)了舉足輕重的地位,該部分內容主要檢驗學生對函數(shù)的基本概念、核心性質及運算技巧的掌握程度,同時也涵蓋了對導數(shù)概念的理解、計算能力的展現(xiàn)以及其在多種場景下的應用。試題設計往往緊密貼合現(xiàn)實生活或科學情境,旨在評估學生運用函數(shù)與導數(shù)知識體系解決實際復雜問題的能力。新定義題型的特點是:通過給出一個新概念,或約定一種新運算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設全新的問題情景,要求考生在閱讀理解的基礎上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學的知識和方法,實現(xiàn)信息的遷移,達到靈活解題的目的:遇到新定義問題,應耐心讀題,分析新定義的特點,弄清新定義的性質,按新定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、驗證、運算,使問題得以解決.對于新定義的題目,一定要耐心理解定義,新的定義不但考查的是舊的知識點的延伸,更考查對于新知識的獲取理解能力,抓住關鍵點。對于以函數(shù)為背景的新定義問題的求解策略要緊扣新定義和用好函數(shù)的性質,分析新定義的特點,把心定義所敘述的問題的本質弄清楚,應用到具體的解題過程中;同時時要善于從試題中發(fā)現(xiàn)可以使用的函數(shù)的性質的一些因素(1)可通過舉例子的方式,將抽象的定義轉化為具體的簡單的應用,從而加深對信息的理解;(2)可用自己的語言轉述新信息所表達的內容,如果能清晰描述,那么說明對此信息理解的較為透徹;(3)發(fā)現(xiàn)新信息與所學知識的聯(lián)系,并從描述中體會信息的本質特征與規(guī)律;(4)如果新信息是課本知識的推廣,則要關注此信息與課本中概念的不同之處,以及什么情況下可以使用書上的概念.為此,考生需對基礎函數(shù)的各種屬性、圖象特征、運算規(guī)律有深入透徹的理解,并熟練掌握導數(shù)的基本定義、其蘊含的幾何與物理意義以及多樣化的計算方法。進一步地,針對函數(shù)與導數(shù)在解決實際問題中的典型應用,如求解最優(yōu)化問題、分析變化率趨勢、確定曲線在某點的切線方程等,考生應具備扎實的分析思路和有效的解決策略。綜上所述,備考過程中,考生應高度重視基礎知識的鞏固與深化,同時加強針對實際問題的解題訓練,以提升自身的綜合應用能力??键c一、高斯取整函數(shù)1.(2024·山東青島·三模)定義x表示不超過的最大整數(shù).例如:,則(

)A. B.C.是偶函數(shù) D.是增函數(shù)【答案】B【分析】A選項,取特殊值,判斷出A選項的真假;B選項,設表示不超過的最大整數(shù),可得與的關系,可得,判斷出B選項的真假;C選項,取特殊值,利用偶函數(shù)定義驗證,判斷出C的真假;D中,取特殊值,判斷出函數(shù)不是增函數(shù),判斷出D的真假.【詳解】A選項,取,則,,顯然,所以A不正確;B選項,設表示不超過的最大整數(shù),所以,所以,所以,所以,即,所以,所以,故B正確;C選項,,因為,所以,所以不是偶函數(shù),故C錯誤;D選項,所以,所以不是增函數(shù),故D錯誤.故選:B.2.(2024·河南新鄉(xiāng)·二模)函數(shù)被稱為取整函數(shù),也稱高斯函數(shù),其中表示不大于實數(shù)的最大整數(shù).若,滿足,則的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)基本不等式求解最值,即可根據(jù)一元二次不等式求解,即可根據(jù)取整函數(shù)的定義求解.【詳解】,當且僅當時取等號,由可得,所以,故,故選:C3.(2024·重慶·模擬預測)高斯是德國著名的數(shù)學家,近代數(shù)學的奠基者之一,享有“數(shù)學王子”的稱號,用其名字命名的“高斯函數(shù)”定義為:對于任意實數(shù)x,記表示不超過x的最大整數(shù),則稱為“高斯函數(shù)”.例如:,.(1)設,,求證:是的一個周期,且恒成立;(2)已知數(shù)列的通項公式為,設.①求證:;②求的值.【答案】(1)證明見解析;(2)①證明見解析;②88.【分析】(1)根據(jù)新定義的理解,計算可得,結合當時即可求解;(2)①:記,則,利用放縮法可證得、,進而,即可證明;②:由①知,由(1)可得,則,令,結合裂項相消法計算可得,即可求解.【詳解】(1).故是的一個周期.當時,,,故.由于周期為,故對任意,都有.(2)①記.,則.∵,∴.而.∴.∴,∴.②由①知,則.由(1)知:對任意,都有,∴.∴.∵,∴.令,∵;.∵,∴.【點睛】方法點睛:學生在理解相關新概念、新法則(公式)之后,運用學過的知識,結合已掌握的技能,通過推理、運算等解決問題.在新環(huán)境下研究“舊”性質.主要是將新性質應用在“舊”性質上,創(chuàng)造性地證明更新的性質,落腳點仍然是數(shù)列求通項或求和.1.(2024·全國·一模)數(shù)學上,常用表示不大于x的最大整數(shù).已知函數(shù),則下列正確的是().A.函數(shù)在定義域上是奇函數(shù) B.函數(shù)的零點有無數(shù)個C.函數(shù)在定義域上的值域是 D.不等式解集是【答案】B【分析】設,A選項,注意到,可判斷選項正誤;B選項,等價于判斷方程根的個數(shù);C選項,通過分析方程根的存在性可判斷選項正誤;D選項,等價于解不等式.【詳解】設,A選項,,,因,則不是奇函數(shù),故A錯誤;B選項,令,即函數(shù)的零點有無數(shù)個,故B正確;C選項,若,則,但,則,即函數(shù)在定義域上的值域不是?1,1,故C錯誤.D選項,,故D錯誤.故選:B2.(2024·河南開封·二模)(多選)高斯是德國著名的數(shù)學家,近代數(shù)學奠基者之一.用其名字命名的高斯取整函數(shù)為,表示不超過x的最大整數(shù),例如,.下列命題中正確的有(

)A.,B.,,C.,D.,【答案】BD【分析】根據(jù)給定的定義,結合存在量詞命題、全稱量詞命題的真假判斷方法逐項分析即得.【詳解】對于A,當時,,當時,,而,因此,A錯誤;對于B,,,令,則,,因此,B正確;對于C,取,,則,,顯然,C錯誤;對于D,,當時,,當時,,而,因此,此時,D正確.故選:BD【點睛】方法點睛:判斷全稱量詞命題為真、存在量詞命題為假必須推理論證;判斷全稱量詞命題為假、存在量詞命題為真只需舉例說明.3.(2024·全國·模擬預測)(多選)函數(shù)是取整函數(shù),也被稱為高斯函數(shù),其中表示不超過的最大整數(shù),例如:,.若在函數(shù)的定義域內,均滿足在區(qū)間上,是一個常數(shù),則稱為的取整數(shù)列,稱為的區(qū)間數(shù)列.下列說法正確的是(

)A.的區(qū)間數(shù)列的通項B.的取整數(shù)列的通項C.的取整數(shù)列的通項D.若,則數(shù)列的前項和【答案】BD【分析】由在上,得到,可判定A錯誤;根據(jù),可判定B正確;結合,可判定C錯誤;得到,利用乘公比錯位相減法求和,可判定D正確.【詳解】對于A中,因為在上,,,所以;在上,,所以,在上,,,所以,所以A錯誤;對于B中,由選項A知,,所以B正確.對于C中,因為,所以,所以C錯誤;對于D中,由選項A知,可得,則,所以,兩式相減,所以D正確.故選:BD.考點二、二階行列式1.(2024·福建寧德·模擬預測)定義,若關于x的不等式在上恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為(

)A. B. C. D.【答案】C【詳解】由,可得等價于,即,因為,所以,所以,所以實數(shù)的取值范圍為.故選:C.1.(2023·河南·三模)我們稱為“二階行列式”,規(guī)定其運算為.已知函數(shù)的定義域為,且,若對定義域內的任意都有,則(

)A. B.是偶函數(shù) C.是周期函數(shù) D.沒有極值點【答案】D【分析】經行列式運算后,得到關系式,將替換為代入,進而得到函數(shù)的解析式,逐項判斷即可.【詳解】由于,則,即為:(*),將替換為代入(*)式,得,且,得:,對于A,取,顯然滿足(*)式,此時,故A錯誤;對于B,定義域為,則成立,所以是奇函數(shù),故B錯誤;對于C,假設非零常數(shù)為函數(shù)的周期,即,則,其中,即得,,這與假設為非零常數(shù)矛盾,所以不是周期函數(shù),故C錯誤;對于D,由于,則,顯然沒有實數(shù)解,所以沒有極值點,故D正確;故選:D.2.(22-23高一下·江西萍鄉(xiāng)·期中)把符號稱為二階行列式,規(guī)定它的運算法則為.已知函數(shù).(1)若,,求的值域;(2)函數(shù),若對,,都有恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)新定義運算、同角三角函數(shù)的基本關系式、二次函數(shù)的性質求得的值域.(2)先求得的最小值,由此轉化不等式,利用換元法,結合二次函數(shù)的性質求得正確答案.【詳解】(1),,則,的開口向下,對稱軸為,因為,所以;(2),∵,∴,令,則,函數(shù)轉化為函數(shù),,函數(shù)在上單調遞增,故當時,,即函數(shù)的最小值為1,由題知,,即對于恒成立,即對于恒成立,令,則,記,,故只要,①當時,,解得,∴,②當時,,解得,∴,③當時,,解得,∴.綜合①②③得,.【點睛】二次函數(shù)在閉區(qū)間上取得最值時的,只能是其圖像的頂點的橫坐標或給定區(qū)間的端點.因此,影響二次函數(shù)在閉區(qū)間上的最值主要有三個因素:拋物線的開口方向、對稱軸以及給定區(qū)間的位置.在這三大因素中,最容易確定的是拋物線的開口方向(與二次項系數(shù)的正負有關),而關于對稱軸與給定區(qū)間的位置關系的討論是解決二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最值問題的關鍵.考點三、狄利克雷函數(shù)1.(2024·全國·模擬預測)德國數(shù)學家狄利克雷(Dirichlet)是解析數(shù)論的創(chuàng)始人之一,下列關于狄利克雷函數(shù)的結論正確的是(

)A.有零點 B.是單調函數(shù)C.是奇函數(shù) D.是周期函數(shù)【答案】D【詳解】根據(jù)狄利克雷函數(shù)的性質即可由或均為有理數(shù)求解A,根據(jù)即可判斷單調性求解B,根據(jù)和同為有理數(shù)或同為無理數(shù),即可求解C,根據(jù)和同為有理數(shù)或同為無理數(shù)即可求解D.【分析】對于A,因為或均為有理數(shù),所以,故沒有零點,A錯誤,對于B,因為,所以,故不是單調函數(shù),B錯誤,對于C,因為和同為有理數(shù)或同為無理數(shù),所以,故是偶函數(shù),C錯誤,對于D,設為任意非零有理數(shù),則和同為有理數(shù)或同為無理數(shù),所以,故是周期函數(shù)(以任意非零有理數(shù)為周期),D正確,故選:D.2.(23-24高三上·廣東惠州·階段練習)(多選)狄利克雷函數(shù)是由著名德國數(shù)學家狄利克雷創(chuàng)造的,它是定義在實數(shù)上、值域不連續(xù)的函數(shù),它在數(shù)學的發(fā)展過程中有很重大的研究意義,例如對研究微積分就有很重要的作用,其函數(shù)表達式為(其中為有理數(shù)集,為無理數(shù)集),則關于狄利克雷函數(shù)說法正確的是(

)A. B.它是偶函數(shù)C.它是周期函數(shù),但不存在最小正周期 D.它的值域為【答案】ABC【分析】根據(jù)題意,由狄利克雷函數(shù)的性質,逐一判斷,即可得到結果.【詳解】因為,則,故A正確;若,則,則;若,則,則,所以為偶函數(shù),故B正確;設任意,則,當時,則,當時,或,則,即任意非零有理數(shù)均是的周期,任何無理數(shù)都不是的周期,故C正確;函數(shù)的值域為,故D錯誤;故選:ABC1.(2024·廣東惠州·三模)(多選)德國數(shù)學家狄利克雷(Dirichlet,1805-1859),是解析數(shù)論的創(chuàng)始人之一.他提出了著名的狄利克雷函數(shù):,以下對的說法正確的是(

)A.B.的值域為C.存在是無理數(shù),使得D.,總有【答案】ABD【分析】根據(jù)狄利克雷函數(shù)的定義判斷選項A、B、C;分別對是無理數(shù)和有理數(shù)進行分類討論可判斷選項D.【詳解】由,可得的值域為,所以,故選項A、B正確;因為當是無理數(shù)時,且是無理數(shù),所以,所以,故選項C錯誤;當是無理數(shù)時,均為無理數(shù),此時有,當是有理數(shù)時,均為有理數(shù),此時有所以,總有,故選項D正確.故選:ABD2.(2024·重慶·一模)(多選)德國著名數(shù)學家狄利克雷在數(shù)學領域成就顯著,以其命名的函數(shù)被稱為狄利克雷函數(shù),其中為實數(shù)集,為有理數(shù)集,則以下關于狄利克雷函數(shù)的結論中,正確的是(

)A.函數(shù)為偶函數(shù)B.函數(shù)的值域是C.對于任意的,都有D.在圖象上不存在不同的三個點,使得為等邊三角形E.在圖象存在不同的三個點,使得為等邊三角形【答案】ACE【分析】選項A中注意“若,則;,則”即可;選項B中注意;選項C中,內層函數(shù)或,函數(shù)值都是有理數(shù);選項DE取特殊情況判斷即可.【詳解】由于,對于選項A,設任意,則,;設任意,則,總之,對于任意實數(shù),f?x=f對于選項B,的值域為,,B錯誤;對于選項C,當,則,;當,則,,C正確;對于選項DE,取,,得到為等邊三角形,D錯誤E正確.故選:ACE.考點四、sgnx函數(shù)1.(2024·山東臨沂·一模)已知函數(shù),則“”是“”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】B【分析】理解函數(shù)的性質,舉反例說明充分性不成立,再利用指數(shù)函數(shù)與一次函數(shù)的性質說明必要性成立,從而得解.【詳解】因為,當時,取,則,,此時,則不成立,即充分性不成立;當時,,,所以,即必要性成立,所以“”是“”的必要不充分條件.故選:B.1.(2024·北京·模擬預測)數(shù)學上的符號函數(shù)可以返回一個整型變量,用來指出參數(shù)的正負號,一般用來表示,其解析式為.已知函數(shù),給出下列結論:①函數(shù)的最小正周期為;②函數(shù)的單調遞增區(qū)間為;③函數(shù)的對稱中心為;④在上函數(shù)的零點個數(shù)為4.其中正確結論的序號是.(寫出所有正確結論的序號)【答案】①④【分析】作出函數(shù)的圖象,通過圖象討論函數(shù)周期、單調區(qū)間、對稱中心和零點等問題.【詳解】函數(shù),畫出函數(shù)的部分圖象,如圖所示:,結合函數(shù)圖象可知,函數(shù)的最小正周期為,結論①正確;由,結合函數(shù)圖象可知,函數(shù)的單調遞增區(qū)間為,結論②錯誤;結合函數(shù)圖象可知,函數(shù)的對稱中心為,結論③錯誤;函數(shù)的零點,即方程的根,時方程不成立,方程等價于fx函數(shù)與函數(shù)的圖象在上有4個交點,所以在上函數(shù)的零點個數(shù)為4.結論④正確.故答案為:①④【點睛】方法點睛:由符號函數(shù)的定義,把表示為分段函數(shù),作出函數(shù)圖象,函數(shù)解析式結合圖象,解決函數(shù)周期、單調區(qū)間、對稱中心和零點等問題.考點五、最大值最小值函數(shù)1.(22-23高三上·階段練習)已知表示,,中的最大值,例如,若函數(shù),則的最小值為(

)A.2.5 B.3 C.4 D.5【答案】B【分析】在同一平面直角坐標系中作出函數(shù),,的圖象,根據(jù)函數(shù)的新定義可得的圖象,由圖象即可得最小值.【詳解】如圖:在同一平面直角坐標系中作出函數(shù),,的圖象,因為,所以的圖象如圖實線所示:由可得,由可得,由圖知在上單調遞減,在上單調遞增,在上單調遞減,在上單調遞增,所以當時,,當時,,所以的最小值為,故選:B.2.(2024·廣東韶關·二模)定義,對于任意實數(shù),則的值是(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】設,則,構造函數(shù),利用導數(shù)求出函數(shù)的最小值進而得,化簡即可求解.【詳解】設,則,得,設,則,令,,所以函數(shù)在上單調遞減,在上單調遞增,故,即,得,所以,得,即.故選:A【點睛】關鍵點點睛:本題考查導數(shù)在函數(shù)中的綜合應用,本題解題的關鍵是由構造函數(shù),利用導數(shù)求得即為題意所求.1.(2024·全國·模擬預測)設為中最大的數(shù).已知正實數(shù),記,則的最小值為(

)A.1 B. C.2 D.4【答案】C【分析】根據(jù)函數(shù)定義可知,,,再由基本不等式可得當時,取得最小值2.【詳解】由,得,,,所以,即,因為,所以;由基本不等式可得,所以,所以,,當,即時,取得最小值2.故選:C【點睛】關鍵點點睛:本題關鍵在于根據(jù)函數(shù)定義得出,,,再結合基本不等式求得.2.(2024·湖北·一模)記,分別表示函數(shù)在上的最大值和最小值.則.【答案】2【分析】根據(jù)題意,由,設為變量,可通過分類討論求出,再求出當時的最小值;或由在時的最大值只可能在或或處取得,結合圖象可得原式的最小值.【詳解】由,設為變量,,令,當時,,當時,,當時,,最大值只可能在或或處取得,所以的最大值為,所以,當時,原式的最小值為2.或者由在時的最大值只可能在或或處取得,令,當時,,當時,,當時,,結合圖象可得原式的最小值為2.故答案為:2.【點睛】關鍵點睛:讀懂題意,分析,最大值只可能在或或處取得,所以的最大值為.考點六、歐拉函數(shù)1.(2023·廣東廣州·模擬預測)歐拉函數(shù)的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù),且與互素的正整數(shù)的個數(shù),例如,,.若,且,則(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)歐拉函數(shù)的定義結合可求得的值,再結合歐拉函數(shù)的定義可求得的值.【詳解】與互素且不超過的正整數(shù)為,與互素且不超過的正整數(shù)為、,與互素且不超過的正整數(shù)為、,與互素且不超過的正整數(shù)為、、、,與互素且不超過的正整數(shù)為、、、,因為,,,,,所以,,則,因為與互素且不超過的正整數(shù)為、、、,所以,.故選:B.2.(2024·全國·模擬預測)(多選)歐拉函數(shù)是初等數(shù)論中的重要內容.對于一個正整數(shù)n,歐拉函數(shù)表示小于或等于n且與n互質的正整數(shù)的數(shù)目.換句話說,是所有不超過n且與n互素的數(shù)的總數(shù).如:,.則以下是真命題的有(

)A.的定義域為,其值域也是B.在其定義域上單調遞增,無極值點C.不存在,使得方程有無數(shù)解D.,當且僅當n是素數(shù)時等號成立【答案】ACD【分析】根據(jù)歐拉函數(shù)的定義和性質,以及與素數(shù)的關系進行判斷選項.【詳解】對于A,根據(jù)歐拉函數(shù)的定義,可得歐拉函數(shù)的定義域為,其值域也是,所以A正確;對于B,歐拉函數(shù)在其定義域上不是單調遞增的,如,所以B錯誤;對于C,由于的值域為,所以不存在,使方程有無數(shù)解,故C正確;對于D,因為的素因數(shù)都是大于1,,所以,當且僅當時素數(shù)時等號成立,故D正確.故選:ACD【點睛】關鍵點點睛:本題的關鍵點是理解歐拉函數(shù)的定義和性質,以及與素數(shù)的關系.3.(2024·湖北·模擬預測)歐拉函數(shù)在密碼學中有重要的應用.設n為正整數(shù),集合,歐拉函數(shù)的值等于集合中與n互質的正整數(shù)的個數(shù);記表示x除以y的余數(shù)(x和y均為正整數(shù)),(1)求和;(2)現(xiàn)有三個素數(shù)p,q,,,存在正整數(shù)d滿足;已知對素數(shù)a和,均有,證明:若,則;(3)設n為兩個未知素數(shù)的乘積,,為另兩個更大的已知素數(shù),且;又,,,試用,和n求出x的值.【答案】(1),;(2)證明見解析;(3).【分析】(1)利用歐拉函數(shù)的定義直接求出和.(2)分析求出x與n不互質的數(shù)的個數(shù),求得,設,,結合二項式展開式證明,再按與分類求證即得.(3)利用的定義,記,,令,那么,且,,使,則,再探求數(shù)列項數(shù)及遞推關系即可求得答案.【詳解】(1)中,與6互質的數(shù)有1和5,則;中,與15互質的數(shù)有1、2、4、7、8、11、13和14,則8.(2)因為,p和q為素數(shù),則對,僅當或時,x和n不互質,又,則,,…,或,,…時,x與n不互質,則,設,,可知s,t不全為0,下證時,;由題知,,又,所以,同理有;于是記,,即,同理,記,于是,則,因為,所以,所以,即;(i)時,記,則,記,又,而,則,即,即;(ii)若,不妨設,于是,所以,又,,所以;綜上,,得證:(3)因為,所以,則,則,假設存在,,使得;記,,令,那么,且,于是,使,則,從而數(shù)列有且僅有項,考慮使成立,則對于相鄰項有,將兩式相加并整理得:,令,得,又由于,,…,及均由和確定,則數(shù)列的各項也可根據(jù)n和確定,由上知,,則,即,其中是根據(jù)n和唯一確定的.【點睛】思路點睛:“新定義”主要是指即時定義新概念、新公式、新定理、新法則、新運算五種,然后根據(jù)此新定義去解決問題,涉及函數(shù)新定義問題,理解新定義,找出數(shù)量關系,聯(lián)想與題意有關的數(shù)學知識和方法,再轉化、抽象為相應的數(shù)學問題作答.1.(2024·湖北武漢·二模)歐拉函數(shù)的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù),且與互質的正整數(shù)的個數(shù)(公約數(shù)只有1的兩個正整數(shù)稱為互質整數(shù)),例如:,,則;若,則的最大值為.【答案】4【分析】由歐拉函數(shù)定義,確定中與8互質的數(shù)的個數(shù)求,且,應用作差法判斷的單調性,即可求最大值.【詳解】由題設,則中與8互質的數(shù)有,共4個數(shù),故,在中,與互質的數(shù)為范圍內的所有奇數(shù),共個,即,所以,則,當時,當時,即,所以的最大值為.故答案為:4,2.(23-24高三上·河北邢臺·開學考試)歐拉是18世紀最優(yōu)秀的數(shù)學家之一,幾乎每個數(shù)學領域都可以看到歐拉的名字,如著名的歐拉函數(shù).歐拉函數(shù)的函數(shù)值等于所有不超過正整數(shù)n,且與n互素(兩個數(shù)只有公約數(shù)1)的正整數(shù)的個數(shù).例如:,.現(xiàn)從中任選兩個數(shù),則這兩個數(shù)相同的概率是.【答案】【分析】根據(jù)函數(shù)新定義求出的值,然后結合組合知識利用古典概型概率公式求解即可.【詳解】根據(jù)歐拉函數(shù)的定義知,,,,,,,,,,,從中任選兩個數(shù)有種結果,其中這兩個數(shù)相同的有共8種結果,所以根據(jù)古典概率公式得所求的概率為.故答案為:考點七、黎曼函數(shù)8.(23-24高三上·河南·階段練習)(多選)黎曼函數(shù)(Riemannfunction)是一個特殊的函數(shù),由德國數(shù)學家黎曼發(fā)現(xiàn)并提出,其基本定義是:(注:分子與分母是互質數(shù)的分數(shù),稱為既約分數(shù)),則下列結論正確的是(

)A.B.黎曼函數(shù)的定義域為C.黎曼函數(shù)的最大值為D.若是奇函數(shù),且,當時,,則【答案】BC【分析】根據(jù)函數(shù)的定義計算特殊值判斷A選項,根據(jù)定義域判斷B選項,根據(jù)值域判斷C選項,結合對稱性及周期性判斷D選項.【詳解】,錯誤.因為是既約真分數(shù),或上的無理數(shù),所以黎曼函數(shù)的定義域為正確.又為既約真分數(shù),所以的最大值為正確.因為,所以.所以.因為是奇函數(shù),所以,所以,即是以2為周期的周期函數(shù),,所以錯誤.故選:.1.(2024·北京石景山·一模)黎曼函數(shù)在高等數(shù)學中有著廣泛應用,其一種定義為:時,.若數(shù)列,給出下列四個結論:①;②;③;④.其中所有正確結論的序號是.【答案】②③④【分析】根據(jù)黎曼函數(shù)的定義和性質逐項分析.【詳解】對于①,時,,故①錯誤;對于②,,,,故②正確;對于③,,故③正確;對于④,,,構造函數(shù),,則,單調遞增,,即當時,,,當時,,,,故④正確.故選:②③④.【點睛】方法點睛:新定義題型的特點是:通過給出一個新概念,或約定一種新運算,或給出幾個新模型來創(chuàng)設全新的問題情景,要求考生在閱讀理解的基礎上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學的知識和方法,實現(xiàn)信息的遷移,達到靈活解題的目的:遇到新定義問題,應耐心讀題,分析新定義的特點,弄清新定義的性質,按新定義的要求,“照章辦事”,逐條分析、驗證、運算,使問題得以解決.考點八、曲率1.(2024·廣西來賓·模擬預測)曲率是數(shù)學上衡量曲線彎曲程度的重要指標,對于曲線,其在點處的曲率,其中是的導函數(shù),是的導函數(shù).則拋物線上的各點處的曲率最大值為(

)A. B.p C. D.【答案】C【分析】先求出函數(shù)的導函數(shù)f′x及導函數(shù)的導函數(shù),再根據(jù)公式求出各點處的曲率,并解出最大值即可.【詳解】由題可知拋物線方程為:,則,,則該拋物線在各點處的曲率,當時,取最大值.故選:C.2.(2024·全國·二模)廣州小蠻腰是廣州市的地標性建筑,奇妙的曲線造型讓建筑充滿了美感,數(shù)學上用曲率表示曲線的彎曲程度.設函數(shù)的導函數(shù)為的導函數(shù)記為,則函數(shù)的圖象在x0,fx0的曲率.(1)求橢圓在處的曲率;(2)證明:函數(shù)圖象的曲率的極大值點位于區(qū)間.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)先求導得出函數(shù)值再計算曲率;(2)先求二階導數(shù)得出曲率函數(shù),再設變量構造新函數(shù)求導得出函數(shù)單調性繼而得出極值即可判斷證明區(qū)間.【詳解】(1)當時,由,得,則即橢圓在處的曲率為(2)由,得,令,則,令,.令,在區(qū)間上單調遞減,,故存在,使,當時,,即;當時,,即.為的極大值點,由,知,,即的極大值點位于區(qū)間.【點睛】方法點睛:設變量構造新函數(shù)求導得出函數(shù)單調性繼而得出極值即可判斷證明區(qū)間.1.(22-23高三上·山東·階段練習)(多選)曲線的曲率就是針對曲線上某個點的切線方向角對弧長的轉動率,表明曲線偏離直線的程度,曲率越大,表示曲線的彎曲程度越大.曲線在點處的曲率,其中是的導函數(shù).下面說法正確的是()A.若函數(shù),則曲線在點與點處的彎曲程度相同B.若是二次函數(shù),則曲線的曲率在頂點處取得最小值C.若函數(shù),則函數(shù)的值域為D.若函數(shù),則曲線上任意一點的曲率的最大值為【答案】ACD【分析】根據(jù)曲率的定義求出曲率,由曲率函數(shù)為偶函數(shù)判斷A,計算二次函數(shù)曲率,可知時有最大值判斷B,求出函數(shù)的曲率函數(shù),換元后求值域即可判斷C,求出的曲率利用均值不等式求最大值判斷D.【詳解】對于A,,,則,又,所以為偶函數(shù),曲線在兩點的彎曲長度相同,故A正確;對于B,設,,則,當且僅當,即時,曲率取得最大值,故B錯誤;對于C,,,令,則,當時,;當時,單調遞增且,單調遞減且,單調遞增且,根據(jù)復合函數(shù)的單調性知在時單調遞減,所以可知在時單調遞增,所以的最大值為,所以,即,故C正確;對于D,,,當且僅當時,等號成立,故D正確.故選:ACD.考點九、極值點與拐點1.(2024·湖南長沙·二模)極值的廣義定義如下:如果一個函數(shù)在一點的一個鄰域(包含該點的開區(qū)間)內處處都有確定的值,而以該點處的值為最大(小),這函數(shù)在該點處的值就是一個極大(?。┲?對于函數(shù),設自變量x從變化到,當,是一個確定的值,則稱函數(shù)在點處右可導;當,是一個確定的值,則稱函數(shù)在點處左可導.當函數(shù)在點處既右可導也左可導且導數(shù)值相等,則稱函數(shù)在點處可導.(1)請舉出一個例子,說明該函數(shù)在某點處不可導,但是該點是該函數(shù)的極值點;(2)已知函數(shù).(?。┣蠛瘮?shù)在處的切線方程;(ⅱ)若為的極小值點,求a的取值范圍.【答案】(1),說明見解析(2)(?。┣芯€方程為,(ⅱ)【分析】(1)根據(jù)題意,求出函數(shù)的左導數(shù)和右導數(shù),即可說明;(2)(?。└鶕?jù)導數(shù)的幾何意義求切線;(ⅱ),通過利用導數(shù)研究函數(shù)的性質,解決的極小值問題,從而求a的取值范圍.【詳解】(1),為該函數(shù)的極值點,當,,當,,則該函數(shù)在處的左導數(shù)為,右導數(shù)為1,所以該函數(shù)在處不可導.(2)(?。└鶕?jù)題意,,則切點,又,則,所以切線方程為;(ⅱ),因為當時,,故與同號,,先考察的性質,由于為偶函數(shù),只需分析其在上的性質即可,,,設,則,,則必有,即.①否則,若,即,則必存在一個區(qū)間,使得,則在單調遞減,又,則在區(qū)間內小于0,則在單調遞減,又,故在區(qū)間內小于0,故在區(qū)間內小于0,則不可能為的極小值點.②當時,,令,,令,則,易知在區(qū)間上單調遞增,對,,則在區(qū)間上大于0,故在區(qū)間上單調遞增.故在區(qū)間上單調遞增.又,故,故在區(qū)間上單調遞增,又,故,故在區(qū)間上單調遞增,又,故,,則,,故當時,,由偶函數(shù)知時,,故為的極小值點,所以a的取值范圍為.【點睛】關鍵點點睛:最后一問中由,通過利用導數(shù)研究函數(shù)的性質,解決的極小值問題,從而求a的取值范圍.2.(2024·貴州·模擬預測)定義:設是的導函數(shù),是函數(shù)的導數(shù),若方程有實數(shù)解,則稱點為函數(shù)的“拐點”.經過探究發(fā)現(xiàn):任何一個三次函數(shù)都有“拐點”且“拐點”就是三次函數(shù)圖象的對稱中心.已知函數(shù)圖象的對稱中心為,則下列說法中正確的有(

)A., B.函數(shù)的極大值與極小值之和為2C.函數(shù)有三個零點 D.在區(qū)間上單調遞減【答案】AB【分析】根據(jù)題意,對函數(shù)進行二次求導,可得“拐點”,而“拐點”同時也滿足函數(shù)解析式,這樣就可以得到參數(shù)的值,進而根據(jù)三次函數(shù)的圖象與性質,可得正確答案.【詳解】由,可得,,令,得,因為函數(shù)圖象的對稱中心為,因此,解得,,故選項A正確;由以上過程可知,,且當或時,;當時,.于是在和上都是增函數(shù),在上是減函數(shù),故選項D錯誤;因為關于點對稱,所以的極大值與極小值之和為,故選項B正確;因為函數(shù)極小值,由三次函數(shù)的性質知,只有一個零點,所以選項C錯誤,故選:AB.1.(2024·河南·三模)設函數(shù)的導函數(shù)為的導函數(shù)為的導函數(shù)為

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