備戰(zhàn)2025年高考數(shù)學(新高考專用)搶分秘籍導數(shù)及其應用(九大題型)(學生版+解析)_第1頁
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文檔簡介

/導數(shù)及其應用目錄【解密高考】總結(jié)常考點及應對的策略,精選名校模擬題,講解通關(guān)策略(含押題型)【題型一】切線問題【題型二】極值與極值點【題型三】含參討論單調(diào)性【題型四】恒成立求參【題型五】能成立求參【題型六】零點問題【題型七】隱零點問題【題型八】構(gòu)造函數(shù)求參【題型九】多變量問題【誤區(qū)點撥】易錯點1:①除法求導要注意分子是相減,分母帶平方;②復合函數(shù)對自變量的導數(shù)等于已知函數(shù)對中間變量的導數(shù),乘以中間變量對自變量的導數(shù),即.易錯點2:使用導數(shù)求函數(shù)極值時,很容易出現(xiàn)的錯誤是求出使導函數(shù)等于0的點,還需要對這些點左右兩側(cè)導函數(shù)的符號進行判斷:導數(shù)在新結(jié)構(gòu)試卷中的考察重點偏向于小題,原屬于導數(shù)的壓軸題有所改變,但導數(shù)在高考中的考察依然屬于重點,題型很多,結(jié)合的內(nèi)容也偏多,比如常出現(xiàn)的比較大小和恒成立問題等都結(jié)合著構(gòu)造函數(shù)的思想.:在處理含對數(shù)的等式、不等式時,通常要將對數(shù)型的函數(shù)“獨立分離”出來,這樣再對新函數(shù)求導時,就不含對數(shù)了,從而避免了多次求導.這種讓對數(shù)“孤軍奮戰(zhàn)”的變形過程,俗稱之為“對數(shù)單身狗”.【題型一】切線問題【例1】已知函數(shù).(1)求曲線在點處的切線方程;(2)求過點且與曲線相切的直線的切點坐標.【例2】若直線是曲線的切線,也是曲線的切線,則【變式1】已知曲線在點處的切線與直線垂直,則的值為(

)A. B. C.1 D.【變式2】過原點且與曲線相切的直線有(

)A.1條 B.2條 C.3條 D.4條【變式3】過定點作曲線的切線,恰有2條,求實數(shù)的取值范圍.【題型二】極值與極值點【例1】設(shè)三次函數(shù)的導函數(shù)為,函數(shù)圖象的一部分如圖所示,則下列說法正確的個數(shù)為(

)①函數(shù)有極大值②函數(shù)有極小值③函數(shù)有極大值④函數(shù)有極小值A(chǔ).1個 B.2個 C.3個 D.4個【例2】已知函數(shù)在處取得極值.(1)求的值;(2)當時,求曲線在處的切線方程;(3)當時,求曲線的極值.【變式1】已知函數(shù)若,則函數(shù)的極小值點是;若函數(shù)在上存在唯一的極值點.則實數(shù)a的取值范圍為.【變式2】已知函數(shù)(為常數(shù)),曲線在點處的切線平行于直線.(1)求函數(shù)的解析表達式;(2)求函數(shù)的極值.【變式3】已知函數(shù)有兩個極值點,則實數(shù)的取值范圍是.【題型三】含參討論單調(diào)性【例1】設(shè)函數(shù),直線是曲線在點處的切線.(1)當時,求的單調(diào)區(qū)間.【例2】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;【變式1】已知函數(shù).(1)當時,討論的單調(diào)性;【變式2】已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;【題型四】恒成立求參【例1】已知函數(shù),若在上恒成立,則實數(shù)的取值范圍是.【例2】已知函數(shù).(1)若存在極小值,且極小值為,求;(2)若,求的取值范圍.【變式1】已知對于任意的,存在,使得不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍為.【變式2】已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;(2)當時,,求實數(shù)的值.【題型五】能成立求參【例1】若函數(shù)存在單調(diào)遞減區(qū)間,則實數(shù)的取值范圍是.【例2】已知函數(shù)(1)當時,求的極值;(2)若存在,使得,求的取值范圍.【變式1】已知函數(shù),若存在實數(shù),使得成立,則實數(shù)的取值范圍為(

)A. B.C. D.【變式2】已知函數(shù).(1)當在處的切線是時,求的單調(diào)區(qū)間與極值;(2)若在上有解,求實數(shù)的取值范圍.【題型六】零點問題【例1】已知函數(shù)(1)判斷函數(shù)的單調(diào)性,并求出的極值;(2)畫出函數(shù)的大致圖像并求出方程的解的個數(shù).【例2】函數(shù)有三個零點,則的取值范圍為(

)A. B. C. D.【變式1】若函數(shù),當時,函數(shù)有極值,關(guān)于x的方程有三個不等實根,則實數(shù)k的取值范圍是.【變式2】已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)有兩個零點,求實數(shù)的取值范圍.【變式3】已知函數(shù).(1)若,求在上的值域;(2)若,求在上的零點個數(shù).【題型七】隱零點問題【例1】已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)求證:函數(shù)的圖象在x軸上方.【例2】已知函數(shù).(1)若曲線在處的切線經(jīng)過點,求實數(shù)a的值;(2)若對任意,都有(e為自然對數(shù)的底),求證:.【變式1】已知函數(shù),.(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)在區(qū)間有唯一零點,證明:.【變式2】已知函數(shù).(1)證明:在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點;(2)若對于任意的,都有,求整數(shù)的最大值.【題型八】構(gòu)造函數(shù)求參【例1】已知,則(

)A. B. C. D.【例2】已知實數(shù)滿足且,則的最小值為.【例3】已知定義在上的函數(shù),是的導函數(shù),滿足,且,則不等式的解集是(

) B. C. D.幾種導數(shù)的常見構(gòu)造:對于,構(gòu)造若遇到,構(gòu)造對于,構(gòu)造對于,構(gòu)造對于或,構(gòu)造對于,構(gòu)造對于,構(gòu)造【變式1】已知是定義在上的偶函數(shù),且當時,,則滿足的的取值范圍是.【變式2】已知恒成立,則正數(shù)的取值范圍為.【變式3】(多選)定義在上的函數(shù)滿足,則下列結(jié)論正確的是(

)A. B.C. D.【題型九】多變量問題【例1】已知函數(shù),其中(1)討論的單調(diào)性;(2)若函數(shù)有兩個極值點,,證明:【例2】已知函數(shù).(1)若函數(shù)有兩個零點,求的取值范圍;(2)設(shè)是函數(shù)的兩個極值點,證明:.【變式1】已知函數(shù),其中,為自然對數(shù)的底數(shù).(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)設(shè)且,請判斷與的大小,并證明.【變式2】已知函數(shù).(1)若函數(shù)在處有極值,且關(guān)于的方程有3個不同的實根,求實數(shù)的取值范圍;(2)記.若對任意且時,均有成立,求實數(shù)的取值范圍.【變式3】已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)已知函數(shù)的圖象與的圖象關(guān)于直線對稱,證明:當時,;(3)如果,且,證明:.目標希望是這樣的:由;在處理含指數(shù)的等式、不等式時,通常要將指數(shù)型函數(shù)與其它函數(shù)(乘或除)結(jié)合起來,這樣再對新函數(shù)求導時,就避免了多次求導.俗稱之為“指數(shù)找朋友”或“指數(shù)常下沉”.例1、知函數(shù)fx=log(1)當a=2時,判斷fx(2)若fx≥?1恒成立,求變式1、已知函數(shù)f(1)若a=2,求fx(2)若對?x∈0,+∞,fx變式2、已知函數(shù)fx=ln(1)討論fx(2)若恒成立,求.

導數(shù)及其應用目錄【解密高考】總結(jié)??键c及應對的策略,精選名校模擬題,講解通關(guān)策略(含押題型)【題型一】切線問題【題型二】極值與極值點【題型三】含參討論單調(diào)性【題型四】恒成立求參【題型五】能成立求參【題型六】零點問題【題型七】隱零點問題【題型八】構(gòu)造函數(shù)求參【題型九】多變量問題【誤區(qū)點撥】易錯點1:①除法求導要注意分子是相減,分母帶平方;②復合函數(shù)對自變量的導數(shù)等于已知函數(shù)對中間變量的導數(shù),乘以中間變量對自變量的導數(shù),即.易錯點2:使用導數(shù)求函數(shù)極值時,很容易出現(xiàn)的錯誤是求出使導函數(shù)等于0的點,還需要對這些點左右兩側(cè)導函數(shù)的符號進行判斷:導數(shù)在新結(jié)構(gòu)試卷中的考察重點偏向于小題,原屬于導數(shù)的壓軸題有所改變,但導數(shù)在高考中的考察依然屬于重點,題型很多,結(jié)合的內(nèi)容也偏多,比如常出現(xiàn)的比較大小和恒成立問題等都結(jié)合著構(gòu)造函數(shù)的思想.:在處理含對數(shù)的等式、不等式時,通常要將對數(shù)型的函數(shù)“獨立分離”出來,這樣再對新函數(shù)求導時,就不含對數(shù)了,從而避免了多次求導.這種讓對數(shù)“孤軍奮戰(zhàn)”的變形過程,俗稱之為“對數(shù)單身狗”.【題型一】切線問題【例1】已知函數(shù).(1)求曲線在點處的切線方程;(2)求過點且與曲線相切的直線的切點坐標.【答案】(1)(2)或【分析】(1)求出的值,利用導數(shù)的幾何意義可得出所求切線的方程;(2)設(shè)切點坐標為,利用導數(shù)的幾何意義求出切線方程,將點的坐標代入切線方程,求出的值,即可得出所求切點的坐標.【詳解】(1)因為,求導得,故,因此,曲線在點處的切線方程為,即.(2)設(shè)切點坐標為,則曲線在點處的切線的斜率為,故所求切線方程為,將點的坐標代入切線方程得,整理可得,即,解得或,故所求切點的坐標為或.【例2】若直線是曲線的切線,也是曲線的切線,則【答案】2【分析】設(shè)出兩切點和點,求導,利用導數(shù)幾何意義得到,表達出上點處的切線方程,代入點坐標,得到方程,聯(lián)立得到,,求出.【詳解】設(shè)上點處的切線和在點處的切線相同,,,故,故,上點處的切線方程為,顯然在切線上,故,即,即,解得,故.故答案為:2【變式1】已知曲線在點處的切線與直線垂直,則的值為(

)A. B. C.1 D.【答案】D【分析】求,利用導數(shù)的幾何意義可求的值.【詳解】由題意得,函數(shù)的定義域為,且,∴,∵曲線在點處的切線與直線垂直,∴,即,故.故選:D.【變式2】過原點且與曲線相切的直線有(

)A.1條 B.2條 C.3條 D.4條【答案】C【分析】先求出導函數(shù),再設(shè)切點,根據(jù)導函數(shù)得出切線斜率再應用兩點求斜率計算求參進而得出切線即可.【詳解】設(shè)切點,因為曲線,所以,所以,所以,所以或,當時,所以,所以切線方程為,即;當時,所以,所以切線方程為,即;當時,所以,所以切線方程為,即;所以切線有3條.故選:C.【變式3】過定點作曲線的切線,恰有2條,求實數(shù)的取值范圍.【答案】【分析】設(shè)出切點,根據(jù)點斜式求解直線方程,構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)求解單調(diào)性,結(jié)合函數(shù)圖象即可求解.【詳解】由,得,切點為,則切線的斜率為,所以切線方程為,因為,所以,因為點在切線上,所以,得,令,則,當時,,當時,,所以在上遞增,在上遞減,所以在處取得極小值,當時,,當時,,由題意可得直線與函數(shù)的圖象有兩個交點,所以,解得,所以實數(shù)a的取值范圍為,【題型二】極值與極值點【例1】設(shè)三次函數(shù)的導函數(shù)為,函數(shù)圖象的一部分如圖所示,則下列說法正確的個數(shù)為(

)①函數(shù)有極大值②函數(shù)有極小值③函數(shù)有極大值④函數(shù)有極小值A(chǔ).1個 B.2個 C.3個 D.4個【答案】B【分析】結(jié)合圖象先判斷的正負性,即可得出的增減性,進而得出極值.【詳解】由題圖知,當時,,則;當時,,則;當時,,則;當時,,則,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則的極大值是,極小值是,①④正確,故選:B【例2】已知函數(shù)在處取得極值.(1)求的值;(2)當時,求曲線在處的切線方程;(3)當時,求曲線的極值.【答案】(1)(2)(3)極大值為,極小值為-2.【分析】(1)利用導函數(shù)的零點結(jié)合極值點的定義計算驗證即可;(2)利用導數(shù)的幾何意義計算即可;(3)利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合極值的概念列表計算即可.【詳解】(1),由題意知,所以,即當時,,故在單調(diào)遞增,單調(diào)遞減,故在處取得極值.故;(2)由(1)可知.當時,,所以,所以在處的切線方程為,即;(3)由(1)(2)可知,,令,得或1+0-0+單調(diào)遞增單調(diào)遞減單調(diào)遞增所以在處取得極大值,在處取得極小值,故極大值為,極小值為.【變式1】已知函數(shù)若,則函數(shù)的極小值點是;若函數(shù)在上存在唯一的極值點.則實數(shù)a的取值范圍為.【答案】1【分析】①時,直接求導得到導函數(shù),判斷導函數(shù)零點左右的正負即可得到極值點;②若函數(shù)在上存在唯一的極值點,則只有一個零點在內(nèi),結(jié)合為的對稱軸可以更具體地得到,解不等式組即可得出答案.【詳解】①時,,的定義域為,,令,得或,當時,;當時,,故函數(shù)的極大值點為,極小值點為,②,對稱軸為,若函數(shù)在上存在唯一的極值點,則只有一個零點在內(nèi),因為的對稱軸為,所以,即且,解得,所以實數(shù)的取值范圍為,故答案為:1;.【變式2】已知函數(shù)(為常數(shù)),曲線在點處的切線平行于直線.(1)求函數(shù)的解析表達式;(2)求函數(shù)的極值.【答案】(1)(2)極大值為,極小值為【分析】(1)求導,由求得的值,得解;(2)利用導數(shù)判斷單調(diào)性,求出極值.【詳解】(1)根據(jù)題意,,則,解得,.(2)由(1),令,解得或,令,解得,所以當或時,單調(diào)遞增,當時,單調(diào)遞減,所以當時,取得極大值,極大值為,當時,取得極小值,極小值為.【變式3】已知函數(shù)有兩個極值點,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】直接求導得,再設(shè)新函數(shù),討論和的情況,求出函數(shù)的極值點,則由題轉(zhuǎn)化為,解出即可.【詳解】因為,,令,函數(shù)有兩個極值點,則在區(qū)間上有兩個不等實數(shù)根,又,當時,,則函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,因此在區(qū)間上不可能有兩個實數(shù)根,舍去,當時,令,解得,令,解得,此時函數(shù)在單調(diào)遞增,令,解得,此時函數(shù)在單調(diào)遞減,當時,函數(shù)取得極大值,當趨近于0與趨近于時,,要使在區(qū)間上有兩個實數(shù)根,則,解得,實數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【題型三】含參討論單調(diào)性【例1】設(shè)函數(shù),直線是曲線在點處的切線.(1)當時,求的單調(diào)區(qū)間.【答案】(1)單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.【分析】(1)直接代入,再利用導數(shù)研究其單調(diào)性即可;【詳解】(1),當時,;當,;在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.則的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.【例2】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;【答案】(1)(2)答案見解析【分析】(1)先對求導,利用導數(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;【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.【變式1】已知函數(shù).(1)當時,討論的單調(diào)性;【答案】(1)在上單調(diào)遞減【分析】(1)代入后,再對求導,同時利用三角函數(shù)的平方關(guān)系化簡,再利用換元法判斷得其分子與分母的正負情況,從而得解;(2)法一:構(gòu)造函數(shù),從而得到,注意到,從而得到,進而得到,再分類討論與兩種情況即可得解;法二:先化簡并判斷得恒成立,再分類討論,與三種情況,利用零點存在定理與隱零點的知識判斷得時不滿足題意,從而得解.【詳解】(1)因為,所以,則,令,由于,所以,所以,因為,,,所以在上恒成立,所以在上單調(diào)遞減.【變式2】已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;【答案】(1)答案見解析(2)證明見解析【分析】(1)先求導,再分類討論與兩種情況,結(jié)合導數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系即可得解;【詳解】(1)因為,定義域為,所以,當時,由于,則,故恒成立,所以在上單調(diào)遞減;當時,令,解得,當時,,則在上單調(diào)遞減;當時,,則在上單調(diào)遞增;綜上:當時,在上單調(diào)遞減;當時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.【題型四】恒成立求參【例1】已知函數(shù),若在上恒成立,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】構(gòu)造函數(shù),研究其單調(diào)性,求的最大值即可.【詳解】,則在上恒成立,令,則,則得,得,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則,故,則實數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【例2】已知函數(shù).(1)若存在極小值,且極小值為,求;(2)若,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)求導,判斷函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合極小值為求解;(2)將不等式分離參數(shù),得,設(shè),,利用導數(shù)求出最值即可.【詳解】(1),,當時,,所以函數(shù)無極值,當時,由,得,當時,,當時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以的極小值為,解得.(2)由,得,即,,設(shè),,則,當時,,即在上單調(diào)遞減,當時,,即在上單調(diào)遞增,所以,則,所以的取值范圍為.【變式1】已知對于任意的,存在,使得不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】令,則,令,利用導數(shù)求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而可求出函數(shù)的零點,進而求出的符號分別情況,即可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,進而求出,即可得解.【詳解】令,則,令,則,當時,,當時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以又,且當時,,當時,,即,且當時,,當時,,所以存在唯一,使得,所以,故當時,,當時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,則,令,則,當時,,當時,,所以函數(shù)上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,所以,所以實數(shù)的取值范圍為.故答案為:.【變式2】已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;(2)當時,,求實數(shù)的值.【答案】(1)答案見解析(2)【分析】(1)對函數(shù)求導,分別討論,當以及當時,導函數(shù)的正負情況,從而得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)由(1)得,當時,,則要使不等式成立,即需使不等式成立,令,利用導數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,從而得到恒成立,故若要使,則,從而求得的值.【詳解】(1)因為,定義域為,求得,所以,當時,成立,此時在上單調(diào)遞減;當時,,,在上單調(diào)遞減;,,在上單調(diào)遞增.綜上:當時,在上單調(diào)遞減;當時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)由(1)得,當時,,要使不等式成立,即需使不等式成立,即不等式成立,令,,則,令,則;令,則;所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,則恒成立,所以當時,恒成立,若,則,所以.【題型五】能成立求參【例1】若函數(shù)存在單調(diào)遞減區(qū)間,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】由題意可知,使得成立,則,利用導數(shù)求出函數(shù)的最大值,即可得出實數(shù)的取值范圍.【詳解】函數(shù)的定義域是,則.若存在單調(diào)遞減區(qū)間,即,使得成立,則.令,則,令,解得,令,解得,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故,故.故答案為:.【例2】已知函數(shù)(1)當時,求的極值;(2)若存在,使得,求的取值范圍.【答案】(1)極大值為,極小值為(2)【分析】(1)結(jié)合導數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,進而求解極值;(2)求導,分,,三種情況分析求解即可.【詳解】(1)當時,,則,令,得;令,得或,所以函數(shù)在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則時,函數(shù)取得極大值,時,函數(shù)取得極小值.(2)由,,則,當時,,此時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,則,即;當時,,則時,;時,,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則,即,與矛盾,不符合題意;當時,,此時,函數(shù)在上單調(diào)遞減,則,即恒成立,符合題意.綜上所述,的取值范圍為.【變式1】已知函數(shù),若存在實數(shù),使得成立,則實數(shù)的取值范圍為(

)A. B.C. D.【答案】D【分析】先求導函數(shù)得出函數(shù)的單調(diào)性得出函數(shù)值范圍計算即可求參.【詳解】因為函數(shù),若存在實數(shù),使得成立,當時,存在,所以;當時,不成立;當時,存在,所以成立,令,,當單調(diào)遞增;當單調(diào)遞減;所以時,,,,所以;綜上得:或.故選:D.【點睛】方法點睛:解題的方法是分類討論三種情況結(jié)合函數(shù)值域及導函數(shù)求參單調(diào)性計算求解即可.【變式2】已知函數(shù).(1)當在處的切線是時,求的單調(diào)區(qū)間與極值;(2)若在上有解,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)減區(qū)間,增區(qū)間,極小值,無極大值.(2)【分析】(1)根據(jù)切線求得,利用導數(shù)求得的單調(diào)區(qū)間與極值.(2)由不等式分離參數(shù),然后利用構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合導數(shù)來求得的取值范圍.【詳解】(1),若在處的切線是,則,則,所以在區(qū)間上單調(diào)遞減;在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以在處取得極小值,無極大值.(2)依題意,①在上有解,①可化為,設(shè),,由(1)知,當且僅當時函數(shù)值為,所以在區(qū)間單調(diào)遞減;在區(qū)間單調(diào)遞增;所以,所以的取值范圍是.【題型六】零點問題【例1】已知函數(shù)(1)判斷函數(shù)的單調(diào)性,并求出的極值;(2)畫出函數(shù)的大致圖像并求出方程的解的個數(shù).【答案】(1)單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為,極小值;(2)當時,有個解;當或時,有個解;當時,有個解.【分析】(1)直接對于求導,判斷單調(diào)性,進而求解極值;(2)由(1)的單調(diào)性與極值,最值,畫出函數(shù)圖像,利用數(shù)形結(jié)合求出的解的個數(shù).【詳解】(1)由題意可知,的定義域為,則,令,則,當時,,則單調(diào)遞減,當時,,則單調(diào)遞增.所以故;(2)由(1)可知作出函數(shù)圖像,由圖,當時,方程的解個數(shù)為個;當或時,方程的解個數(shù)為個;當時,方程的解個數(shù)為個.【例2】函數(shù)有三個零點,則的取值范圍為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)條件,將問題轉(zhuǎn)化成與有三個交點,再利用導數(shù)與函數(shù)單調(diào)性間的關(guān)系,求出的單調(diào)區(qū)間,進而可得出的圖象,數(shù)形結(jié)合,即可求解.【詳解】因為,易知,所以0不是零點,令,即,得到,令,,則,易知恒成立,由,得到,當時,,時,,時,,所以在單調(diào)遞增,單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,又易知,當,且時,,時,,當時,時,,且,當時,時,,所以的圖象如圖所示,由題知與有三個交點,所以,故選:A.【變式1】若函數(shù),當時,函數(shù)有極值,關(guān)于x的方程有三個不等實根,則實數(shù)k的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)當時,函數(shù)有極值,求得的解析式,利用導數(shù)法,作出函數(shù)的圖象求解.【詳解】由題意可知,,∴,解得經(jīng)檢驗,,符合題意.故所求函數(shù)的解析式為.則.令,得或,當x變化時,,的變化情況如表,x2+0-0+↗↘↗∴當時,有極大值;當時,有極小值.則函數(shù)的圖象如圖所示:由圖象知:要使關(guān)于的方程有三個不等實根,則k應滿足.即實數(shù)k的取值范圍是.故答案為:【變式2】已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)有兩個零點,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)答案見解析(2)【分析】(1)求導,再分和兩種情況討論即可;(2)由(1)知,要使函數(shù)有兩個零點,則,則,進而可得出答案.【詳解】(1),當時,,所以函數(shù)在單調(diào)減區(qū)間為,當時,令,則,令,則,所以函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為,綜上所述,當時,在單調(diào)減區(qū)間為,沒有增區(qū)間;當時,函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為;(2)由(1)知,要使函數(shù)有兩個零點,則,當時,,又當時,,當時,,因為函數(shù)有兩個零點,所以,令,因為函數(shù)在上都是增函數(shù),所以函數(shù)在上是增函數(shù),又因為,所以不等式的解集為,所以實數(shù)的取值范圍為.【變式3】已知函數(shù).(1)若,求在上的值域;(2)若,求在上的零點個數(shù).【答案】(1)(2)答案見解析;【分析】(1)多次求導后,可判斷在上單調(diào)遞增,據(jù)此可得值域;(2)時,多次求導后,可得在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,其中,然后由零點存在性定理可得答案.【詳解】(1)時,,此時,令,.則,則在上單調(diào)遞增,則,故在上單調(diào)遞增,則;(2)由題,令,.則,,,時,,根據(jù)正弦函數(shù)性質(zhì)知在上的零點個數(shù)為0;時,所以,故在上單調(diào)遞減.又,則,使.則,故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.又注意到,,結(jié)合在上單調(diào)遞增,則時,,,又,結(jié)合在上單調(diào)遞減.則存在,使.綜上,當時,在上的零點個數(shù)為0,當時,在上的零點個數(shù)為1.【題型七】隱零點問題【例1】已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)求證:函數(shù)的圖象在x軸上方.【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為;(2)證明見解析.【分析】(1)求,根據(jù)正負即可求y的單調(diào)區(qū)間;(2)求,根據(jù)零點的范圍求出g(x)的最小值,證明其最小值大于零即可.【詳解】(1),令則.當時,,∴函數(shù)在上單調(diào)遞增;當時,,∴函數(shù)在上單調(diào)遞減.即的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是;(2),,易知單調(diào)遞增,又,,∴在上存在一個,使得:,即:,且,當,有單調(diào)遞減;當,有單調(diào)遞增.∴,∴,∴函數(shù)的圖象在x軸上方.【點睛】本題考查隱零點,關(guān)鍵是判斷單調(diào),且,,由此得出在(1,2)之間存在零點,據(jù)此求出g(x)的最小值,證明此最小值大于零即可.【例2】已知函數(shù).(1)若曲線在處的切線經(jīng)過點,求實數(shù)a的值;(2)若對任意,都有(e為自然對數(shù)的底),求證:.【答案】(1)(2)證明見解析【解析】(1),所以,,

所以曲線在點處的切線方程為,因為切線經(jīng)過點,所以解得.(2)設(shè),則,

設(shè),則,因為在上遞增,所以當時,,當時,所以在上遞減,在上遞增,所以,

令,則所以在遞減,因為,所以,所以.【點睛】關(guān)鍵點點睛:此題考查導數(shù)的綜合應用,考查導數(shù)的幾何意義,考查利用導數(shù)證明不等式,解題的關(guān)鍵是構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)求得,再利用函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合可證得結(jié)論,考查數(shù)學轉(zhuǎn)化思想,屬于較難題【變式1】已知函數(shù),.(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)在區(qū)間有唯一零點,證明:.【答案】(Ⅰ)見解析;(Ⅱ)見解析.【詳解】試題分析:(Ⅰ)求導得,分,,,三種情況討論可得單調(diào)區(qū)間.(Ⅱ)由(1)及可知:僅當極大值等于零,即且所以,且,消去得,構(gòu)造函數(shù),證明單調(diào)且零點存在且唯一即可.試題解析:(Ⅰ),,令,,若,即,則,當時,,單調(diào)遞增,若,即,則,僅當時,等號成立,當時,,單調(diào)遞增.若,即,則有兩個零點,,由,得,當時,,,單調(diào)遞增;當時,,,單調(diào)遞減;當時,,,單調(diào)遞增.綜上所述,當時,在上單調(diào)遞增;當時,在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(Ⅱ)由(1)及可知:僅當極大值等于零,即時,符合要求.此時,就是函數(shù)在區(qū)間的唯一零點.所以,從而有,又因為,所以,令,則,設(shè),則,再由(1)知:,,單調(diào)遞減,又因為,,所以,即點晴:本題考查函數(shù)導數(shù)與單調(diào)性.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)較為復雜,可結(jié)合導數(shù)知識確定極值點和單調(diào)區(qū)間從而確定其大致圖象.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.恒成立問題以及可轉(zhuǎn)化為恒成立問題的問題,往往可利用參變分離的方法,轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值處理.也可構(gòu)造新函數(shù)然后利用導數(shù)來求解.注意利用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學思想方法.【變式2】已知函數(shù).(1)證明:在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點;(2)若對于任意的,都有,求整數(shù)的最大值.【答案】(1)證明見解析;(2)3.【分析】(1)先利用導數(shù)證明在上單調(diào)遞增,再結(jié)合零點存在定理,得證;(2)參變分離得,令,原問題轉(zhuǎn)化為求在上的最小值,結(jié)合(1)中結(jié)論和隱零點的思維,即可得解.【詳解】(1)證明:∵,∴,當時,,∴在上單調(diào)遞增,∵,,∴在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點.(2)解:∵,且,∴,令,則,,由(1)知,在上單調(diào)遞增,且在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點,設(shè)該零點為,則,故當時,,即,在上單調(diào)遞減,當時,,即,在上單調(diào)遞增,∴,∴,故整數(shù)的最大值為3.【點睛】本題考查利用導數(shù)研究函數(shù)的零點,以及不等式問題,考查轉(zhuǎn)化與劃歸思想,邏輯推理能力和運算能力,屬于較難題.【題型八】構(gòu)造函數(shù)求參【例1】已知,則(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】應用對數(shù)單調(diào)性得出,再構(gòu)造函數(shù),求出導函數(shù)得出函數(shù)單調(diào)性判斷即可判斷.【詳解】因為.構(gòu)造函數(shù),則,當時,單調(diào)遞增,所以,所以.故.故選:A.【例2】已知實數(shù)滿足且,則的最小值為.【答案】【分析】首先通過對數(shù)運算法則對已知等式進行變形,構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)判斷其單調(diào)性,再根據(jù)函數(shù)值相等及單調(diào)性得到與的關(guān)系,進而得到關(guān)于的表達式,構(gòu)造新函數(shù),通過求導判斷其單調(diào)性來求解最小值.【詳解】,即,設(shè),則上式表明,求導得,當時,在上單調(diào)遞增,由于,令,,當時,單調(diào)遞減;當時,單調(diào)遞增,.故答案為:.【例3】已知定義在上的函數(shù),是的導函數(shù),滿足,且,則不等式的解集是(

) B. C. D.幾種導數(shù)的常見構(gòu)造:對于,構(gòu)造若遇到,構(gòu)造對于,構(gòu)造對于,構(gòu)造對于或,構(gòu)造對于,構(gòu)造對于,構(gòu)造【答案】D【分析】構(gòu)造函數(shù),結(jié)合題意利用導數(shù)計算可得該函數(shù)單調(diào)性,即可將不等式轉(zhuǎn)化為,從而得到,即可得解.【詳解】令,則,則當時,,即在上單調(diào)遞減,由,則,又,即不等式等價于,即,即有,解得.故選:D.【變式1】已知是定義在上的偶函數(shù),且當時,,則滿足的的取值范圍是.【答案】【分析】構(gòu)造函數(shù),應用導函數(shù)得出單調(diào)性,再結(jié)合偶函數(shù)性質(zhì)得出,最后計算求解.【詳解】設(shè),則.由當時,,得,即,故在區(qū)間上單調(diào)遞增.又,所以,即.因為為上的偶函數(shù),所以,即,計算得,所以,解得或.故答案為:.【變式2】已知恒成立,則正數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】將原不等式同構(gòu)為,即,令,分析單調(diào)性可得,令利用導數(shù)求出最值得解.【詳解】由,可得.令,易知在上單調(diào)遞增,由,可得,故,即.令,則,當時,,當時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則,所以,即,故正數(shù)的取值范圍是.故答案為:.【變式3】(多選)定義在上的函數(shù)滿足,則下列結(jié)論正確的是(

)A. B.C. D.【答案】ABD【分析】由構(gòu)造函數(shù),判斷的單調(diào)性,結(jié)合選項和函數(shù)的單調(diào)性比較函數(shù)值的大小即可.【詳解】構(gòu)造函數(shù),則,因為,所以,故是增函數(shù).由得,,即,故A正確;由得,,即,故B正確;由得,,即,故C錯誤;由得,,即,即,故D正確.故選:ABD.【題型九】多變量問題【例1】已知函數(shù),其中(1)討論的單調(diào)性;(2)若函數(shù)有兩個極值點,,證明:【答案】(1)答案見解析(2)證明見解析【分析】(1)求導,分類討論函數(shù)的單調(diào)性.(2)由函數(shù)有兩個極值點,確定a的范圍,代入函數(shù)值,構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)單調(diào)性求解.【詳解】(1)由題意得,函數(shù)的定義域為,且,,令,當,即時,恒成立,則,所以在上是單調(diào)遞減;當,即時,函數(shù)有兩個零點:,,當x變化時,,的變化情況如下表所示:x-0+0-單調(diào)遞減單調(diào)遞增單調(diào)遞減綜上,當時,在內(nèi)單調(diào)遞增,在和上單調(diào)遞減;當時,在上單調(diào)遞減.(2)由(1)知,當時,有兩個極值點,,則,是方程的兩個根,由韋達定理,得,,所以,,令,,則,當時,,則在區(qū)間上單調(diào)遞減,從而,故【例2】已知函數(shù).(1)若函數(shù)有兩個零點,求的取值范圍;(2)設(shè)是函數(shù)的兩個極值點,證明:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)函數(shù)有兩個零點轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)的圖象有兩個不同的交點,利用導數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性與最值,數(shù)形結(jié)合即可求的取值范圍;(2)由(1)知,不妨設(shè),要證,即證,只需證,結(jié)合單調(diào)遞增只需證,再根據(jù)單調(diào)性可得答案.【詳解】(1),則,令,得,若函數(shù)有兩個零點,則直線與函數(shù)的圖象有兩個不同的交點.設(shè),則.當時,單調(diào)遞減,當時,單調(diào)遞增,因此.當時,,當時,,作出函數(shù)的大致圖象與直線,如圖所示,要使二者有兩個不同交點,則,故的取值范圍為.(2)因為是函數(shù)的兩個極值點,所以.由(1)知,不妨設(shè),要證,即證,只需證,顯然.由(1)知當時,單調(diào)遞增,所以只需證,而,所以即證.設(shè),則,當時,單調(diào)遞減,所以當時,,所以當時,,原不等式得證.【點睛】方法點睛:解答函數(shù)零點個數(shù)問題常見思路:1,轉(zhuǎn)化為方程的根的個數(shù)求解;2,轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象的交點個數(shù)求解.【變式1】已知函數(shù),其中,為自然對數(shù)的底數(shù).(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)設(shè)且,請判斷與的大小,并證明.【答案】(1)單調(diào)遞減區(qū)間為和;單調(diào)遞增區(qū)間為(2),證明見解析【分析】(1)求出導函數(shù),利用導數(shù)法求得的單調(diào)區(qū)間即可.(2)構(gòu)造函數(shù),利用多次求導的方法判斷出的單調(diào)區(qū)間,從而判斷出兩者的大小關(guān)系.【詳解】(1)的定義域為,,,令得,令得且,即在區(qū)間和上,單調(diào)遞減,在區(qū)間上,單調(diào)遞增,所以的增區(qū)間為,減區(qū)間為,.(2),證明如下:令,則定義域為,,令,則,則當時,;當時,;所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,則,所以在,上單調(diào)遞增,因為且,所以或,所以恒成立,即,所以.【變式2】已知函數(shù).(1)若函數(shù)在處有極值,且關(guān)于的方程有3個不同的實根,求實數(shù)的取值范圍;(2)記.若對任意且時,均有成立,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)首先根據(jù)極值點的定義求,并利用函數(shù)的導數(shù),判斷函數(shù)的單調(diào)性,求函數(shù)的極值,結(jié)合函數(shù)有3個零點求參數(shù)的取值范圍;(2)首先根據(jù)函數(shù)的的單調(diào)性去絕對值,再變形不等式,轉(zhuǎn)化為函數(shù)在遞減;在遞增,再利用函數(shù)的導數(shù)和單調(diào)性的關(guān)系,轉(zhuǎn)化為參變分離,求最值問題,即可求解.【詳解】(1)函數(shù)在處有極值,可得,解得,經(jīng)檢驗,滿足題意,所以當時,在單調(diào)遞減;當或時,在上單調(diào)遞增,可得在處取得極小值,且為0,在處取得極大值,且為,方程有3個不同的實根,等價為,即有的取值范圍是.(2)在遞減,可得時,,,即為,即即為即對任意且時恒成立.所以在遞減;在遞增.當在恒成立時,可得,即在恒成立,在上單調(diào)遞增,即,則.當在恒成立時,可得,即在恒成立,,當時等號成立,則,則.綜上可得的取值范圍是.【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題的關(guān)鍵是第2問,變形不等式,轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)的單調(diào)性問題,結(jié)合導數(shù),即可求解.【變式3】已知函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)已知函數(shù)的圖象與的圖象關(guān)于直線對稱,證明:當時,;(3)如果,且,證明:.【答案】(1)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減為;(2)證明見解析(3)證明見解析【分析】(1)由導數(shù)知識可得的單調(diào)區(qū)間;(2)由題可得,然后研究單調(diào)性,可完成證明;(3)方法1,由導數(shù)知識可得大致圖象,據(jù)此可得,然后通過研究函數(shù),可得對恒成立,最后由題意,結(jié)合,可完成證明;方法2,要證,即證,然后通過研究可完成證明;方法3,令,要證,即證:,然后通過研究可完成證明.【詳解】(1).。則的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減為;(2)因的圖象與的圖象關(guān)于直線對稱,則.構(gòu)造函數(shù),則.因,則,則在上單調(diào)遞增,則,即當時,;(3)法一:,易得在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,時,,,時,,函數(shù)在處取得極大值,且,如圖所示.由,不妨設(shè),則必有,構(gòu)造函數(shù),則,所以在上單調(diào)遞增,,也即對恒成立.由,得,所以,即,又因為,且在上單調(diào)遞減,所以,即法二:欲證,即證,由法一知,故,又因為在上單調(diào)遞減,故只需證,又因為,故也即證,構(gòu)造函數(shù),則等價于證明對恒成立.由,則在上單調(diào)遞增,所以,即已證明對恒成立,故原不等式成立.法三:由,得,化簡得,不妨設(shè),

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