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文檔簡介
導數(shù)在研究函數(shù)中的作用理解導數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性的關系.掌握利用導數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性的方法.能利用導數(shù)求不超過三次多項式函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.會利用導數(shù)證明一些簡單的不等式問題.掌握利用導數(shù)研究含參數(shù)的單調(diào)性的基本方法.了解函數(shù)極值的概念,會從幾何方面直觀理解函數(shù)的極值與導數(shù)的關系.掌握函數(shù)極值的判定及求法.掌握函數(shù)在某一點取得極值的條件.能根據(jù)極值點與極值的情況求參數(shù)范圍.會利用極值解決方程的根與函數(shù)圖象的交點個數(shù)問題.理解函數(shù)最值的概念,了解其與函數(shù)極值的區(qū)別與聯(lián)系.會求某閉區(qū)間上函數(shù)的最值.理解極值與最值的關系,并能利用其求參數(shù)的范圍.能利用導數(shù)解決一些簡單的恒成立問題.課標解讀:1.通過本節(jié)課要求能利用函數(shù)的導數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,會求簡單函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,能證明簡單的不等式,會利用導數(shù)解決單調(diào)性與含參數(shù)相關的問題.2.通過本節(jié)課的學習要求會求函數(shù)的極值、極值點;能解決與極值點相關的參數(shù)問題;并能利用極值解決方程的根與函數(shù)的交點問題.3.通過本節(jié)課的學習,要求會求函數(shù)在局部區(qū)間的最大(?。┲?,能利用函數(shù)的導數(shù)解決恒成立問題與存在性問題.TOC\o"14"\h\u導數(shù)在研究函數(shù)中的作用 1一、主干知識 2考點1:函數(shù)的單調(diào)性與導函數(shù)的關系 2考點2:利用導數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性的一般步驟 2考點3:函數(shù)的單調(diào)性與其導數(shù)正負的關系 3考點4:函數(shù)圖象的變化趨勢與導數(shù)值大小的關系 3考點5:函數(shù)極值的求法與步驟 3考點6:函數(shù)的最大(小)值與導數(shù) 4考點7:用導數(shù)求函數(shù)f(x)最值的基本方法 4【常用結論總結】 4二、分類題型 5題型一函數(shù)的單調(diào)性 5命題點1用導數(shù)判斷或證明已知函數(shù)的單調(diào)性 5命題點2用導數(shù)判斷或證明已知函數(shù)的單調(diào)區(qū)間 17命題點3函數(shù)與導函數(shù)圖像之間的關系 25命題點4含參數(shù)分類討論函數(shù)的單調(diào)區(qū)間 32題型二函數(shù)的極值與最大(?。┲?40命題點1函數(shù)極值 40命題點2函數(shù)(導函數(shù))圖像與極值的關系辨析 52命題點3由導數(shù)求函數(shù)最值 62命題點4函數(shù)單調(diào)性、極值與最值的綜合運用 70命題點5根據(jù)極值點求參數(shù) 96命題點6函數(shù)(導函數(shù))的極值與最值 106三、分層訓練:課堂知識鞏固 125一、主干知識考點1:函數(shù)的單調(diào)性與導函數(shù)的關系一般地,設函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)可導,則在區(qū)間(a,b)內(nèi),(1)如果f′(x)>0,則f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;(2)如果f′(x)<0,則f(x)在這個區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減.考點2:利用導數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性的一般步驟(1)確定函數(shù)y=f(x)的定義域;(2)求導數(shù)y′=f′(x);(3)解不等式f′(x)>0,解集在定義域內(nèi)的部分為增區(qū)間;(4)解不等式f′(x)<0,解集在定義域內(nèi)的部分為減區(qū)間.考點3:函數(shù)的單調(diào)性與其導數(shù)正負的關系定義在區(qū)間(a,b)內(nèi)的函數(shù)y=f(x):f′(x)的正負f(x)的單調(diào)性f′(x)>0單調(diào)遞增f′(x)<0單調(diào)遞減特別提醒:①若在某區(qū)間上有有限個點使f′(x)=0,其余的點恒有f′(x)>0,則f(x)仍為增函數(shù)(減函數(shù)的情形完全類似).②f(x)為增函數(shù)的充要條件是對任意的x∈(a,b)都有f′(x)≥0且在(a,b)內(nèi)的任一非空子區(qū)間上f′(x)不恒為0.考點4:函數(shù)圖象的變化趨勢與導數(shù)值大小的關系一般地,設函數(shù)y=f(x),在區(qū)間(a,b)上導數(shù)的絕對值函數(shù)值變化函數(shù)的圖象越大快比較“陡峭”(向上或向下)越小慢比較“平緩”(向上或向下)(1)極小值點與極小值若函數(shù)y=f(x)在點x=a的函數(shù)值f(a)比它在點x=a附近其他點的函數(shù)值都小,f′(a)=0,而且在點x=a附近的左側f′(x)<0,右側f′(x)>0,就把點a叫做函數(shù)y=f(x)的極小值點,f(a)叫做函數(shù)y=f(x)的極小值.(2)極大值點與極大值若函數(shù)y=f(x)在點x=b的函數(shù)值f(b)比它在點x=b附近其他點的函數(shù)值都大,f′(b)=0,而且在點x=b附近的左側f′(x)>0,右側f′(x)<0,就把點b叫做函數(shù)y=f(x)的極大值點,f(b)叫做函數(shù)y=f(x)的極大值.(3)極大值點、極小值點統(tǒng)稱為極值點;極大值、極小值統(tǒng)稱為極值.考點5:函數(shù)極值的求法與步驟(1)求函數(shù)y=f(x)的極值的方法解方程f′(x)=0,當f′(x0)=0時,①如果在x0附近的左側函數(shù)單調(diào)遞增,即f′(x)>0,在x0的右側函數(shù)單調(diào)遞減,即f′(x)<0,那么f(x0)是極大值;②如果在x0附近的左側函數(shù)單調(diào)遞減,即f′(x)<0,在x0的右側函數(shù)單調(diào)遞增,即f′(x)>0,那么f(x0)是極小值.(2)求可導函數(shù)f(x)的極值的步驟①確定函數(shù)的定義區(qū)間,求導數(shù)f′(x);②求方程f′(x)=0的根;③列表;④利用f′(x)與f(x)隨x的變化情況表,根據(jù)極值點左右兩側單調(diào)性的變化情況求極值.考點6:函數(shù)的最大(小)值與導數(shù)(1)函數(shù)的最大(小)值的存在性一般地,如果在區(qū)間[a,b]上函數(shù)y=f(x)的圖象是一條連續(xù)不斷的曲線,那么它必有最大值和最小值.(2)一般地,求函數(shù)y=f(x)在[a,b]上的最大值與最小值的步驟如下:①求函數(shù)y=f(x)在(a,b)內(nèi)的極值;②將函數(shù)y=f(x)的各極值與端點處的函數(shù)值f(a),f(b)比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.考點7:用導數(shù)求函數(shù)f(x)最值的基本方法(1)求導函數(shù):求函數(shù)f(x)的導函數(shù)f′(x);(2)求極值嫌疑點:即f′(x)不存在的點和f′(x)=0的點;表;(4)求極值:依(3)的表中所反應的相關信息,求出f(x)的極值點和極值;(5)求區(qū)間端點的函數(shù)值;(6)求最值:比較極值嫌疑點和區(qū)間端點的函數(shù)值后,得出函數(shù)f(x)在其定義域內(nèi)的最大值和最小值.【常用結論總結】(1)定義域優(yōu)先的原則:解決問題的過程只能在定義域內(nèi),通過討論導數(shù)的符號來判斷函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.(2)注意“臨界點”和“間斷點”:在對函數(shù)劃分單調(diào)區(qū)間時,除了必須確定使導數(shù)等于零的點外,還要注意在定義域內(nèi)的間斷點.(3)如果一個函數(shù)的單調(diào)區(qū)間不止一個,這些單調(diào)區(qū)間之間不能用“∪”連接,而只能用“逗號”或“和”字等隔開.2.(1)函數(shù)的單調(diào)性與其導函數(shù)的正負的關系:在某個區(qū)間(a,b)內(nèi),若f′(x)>0,則y=f(x)在(a,b)上單調(diào)遞增;如果f′(x)<0,則y=f(x)在這個區(qū)間上單調(diào)遞減;若恒有f′(x)=0,則y=f(x)是常數(shù)函數(shù),不具有單調(diào)性.二、分類題型題型一函數(shù)的單調(diào)性命題點1用導數(shù)判斷或證明已知函數(shù)的單調(diào)性(多選)下列函數(shù)在定義域上為增函數(shù)的有(
)A. B.C. D.【答案】AC【分析】利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性一一判定選項即可.【詳解】由在上是增函數(shù),故A正確;對于函數(shù),當時,,當時,,所以在定義域上不是增函數(shù),故B錯誤;函數(shù)的定義域為,所以在定義域上是增函數(shù),故C正確;,定義域為,在定義域內(nèi)不是增函數(shù),故D錯誤;故選:AC.(多選)下列函數(shù)中,既是奇函數(shù)又是增函數(shù)的是(
)A. B. C. D.【答案】CD【分析】根據(jù)函數(shù)的奇偶性的定義,結合導數(shù)判斷單調(diào)性逐一判斷即可.【詳解】對于A,,,又,所以是偶函數(shù),故A錯誤;對于B,,根據(jù)基本函數(shù)的單調(diào)性,易知在和上分別單調(diào)遞增,但在定義域上并不單調(diào)遞增,故B錯誤;對于C,,,,所以是奇函數(shù),又,所以是上的增函數(shù),故C正確;對于D,,,,所以是奇函數(shù),又,所以是上的增函數(shù),故D正確.故選:CD.已知函數(shù)在區(qū)間上不單調(diào),則m的取值范圍是.【答案】【分析】即導函數(shù)在在區(qū)間內(nèi)有零點.【詳解】由題意知,因為在區(qū)間上不單調(diào),即在區(qū)間有零點,又,即為的零點在區(qū)間內(nèi),所以解得,即m的取值范圍是.故答案為:已知函數(shù),其中是自然對數(shù)的底數(shù),若,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】.【分析】利用奇偶性及單調(diào)性去函數(shù)符號解一元二次不等式即可.【詳解】易知,且,即為奇函數(shù),又,當且僅當時取得等號,故為增函數(shù),對于,所以,故答案為:.已知函數(shù)(為常數(shù))為奇函數(shù),則滿足的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)題意,由函數(shù)的奇偶性可得,再求導可得函數(shù)在上單調(diào)遞增,結合其單調(diào)性與奇偶性求解不等式,即可得到結果.【詳解】因為函數(shù)(為常數(shù))為奇函數(shù),則,即,解得,檢驗符合,所以,且,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,則,即,解得,所以不等式的解集為.故答案為:若函數(shù)在具有單調(diào)性,則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)導數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性的關系進行求解即可.【詳解】由,當函數(shù)在單調(diào)遞增時,恒成立,得,設,當時,單調(diào)遞增,當時,單調(diào)遞減,所以,因此有,當函數(shù)在單調(diào)遞減時,恒成立,得,設,當時,單調(diào)遞增,當時,單調(diào)遞減,所以,顯然無論取何實數(shù),不等式不能恒成立,綜上所述,a的取值范圍是,故選:C已知函數(shù)是單調(diào)函數(shù),則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】函數(shù)單調(diào)轉化為恒成立,或恒成立,再分類討論不等式恒成立的充要條件,當時,恒成立;當時,分離整體參數(shù),構造函數(shù)研究函數(shù)的值域即可.【詳解】由題意,的定義域為.因為函數(shù)是單調(diào)函數(shù),所以函數(shù)在恒成立,或函數(shù)在恒成立.①當時,,所以函數(shù)在上為減函數(shù),符合題意;②當時,(i)當時,,即在上恒成立.令,則,所以函數(shù)在上為增函數(shù),且,所以,則,這與矛盾;當時,,即在上恒成立.因為在上為增函數(shù),且當時,,所以不存在這樣的,使恒成立.綜上可知,實數(shù)的取值范圍為.故選:C.已知在上單調(diào)遞減,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】確定在上恒成立,根據(jù)得到,再證明充分性,,設,求導得到單調(diào)區(qū)間,計算最值得到證明.【詳解】,在上恒成立,設,,,①必要性:,恒成立,故,故,若,則存在,使時,,單調(diào)遞增,,不滿足條件;②充分性:,,設,在恒成立,故單調(diào)遞減,,故恒成立,綜上所述:.故選:A.【點睛】關鍵點睛:本題考查了利用導數(shù)解決函數(shù)單調(diào)性問題,意在考查學生的計算能力,轉化能力和綜合應用能力,其中利用必要性探路得到,再證明充分性可以避免繁瑣的討論,簡化運算,是解題的關鍵.已知函數(shù)在上單調(diào)遞減,則實數(shù)a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】依據(jù)原函數(shù)的單調(diào)性得到導函數(shù)的正負,后利用二次函數(shù)性質求參數(shù)范圍即可.【詳解】由得,因為函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以在上恒成立.設,則在上恒成立,利用二次函數(shù)的圖象與性質及數(shù)形結合思想,可得或,解得,所以實數(shù)a的取值范圍為故選:B.若函數(shù)在上是嚴格單調(diào)函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍為.【答案】【分析】轉化為,或,由得,當時即求,當時即求由時得,當時即求,當時即求.【詳解】,函數(shù)在上是嚴格單調(diào)函數(shù),所以,或,當時,不符合題意;由時,得,當時,,所以在上恒成立,即求,因為,所以,,所以;當時,,所以在上恒成立,即求,因為,所以,,即;綜上所述,.故答案為:.【點睛】關鍵點點睛:解題的關鍵點是由,或,轉化為求最值的問題.若函數(shù)在內(nèi)單調(diào)遞減,則實數(shù)的取值范圍是【答案】【分析】在內(nèi)單調(diào)遞減等價于在內(nèi)恒成立,據(jù)此即可求解.【詳解】,∵在內(nèi)單調(diào)遞減,∴在內(nèi)恒成立,即在內(nèi)恒成立,即在內(nèi)恒成立,∵在單調(diào)遞增,∴,∴,∴﹒故答案為:已知函數(shù),若單調(diào)遞增,求a的值.【答案】1【分析】先對求導,因為單調(diào)遞增,所以恒成立,再構造函數(shù),分別討論時的符號和單調(diào)性,最終得到值.【詳解】由可得,,由于函數(shù)單調(diào)遞增,則恒成立,當時,,可知時,,不滿足題意;設,則,當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,又因為,即,不滿足題意;當時,令,解得,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,所以當時,函數(shù)取得最小值,由可得,,令,則,可知時,,函數(shù)單調(diào)遞增;當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,則,由于恒成立,所以,,當且僅當時取等號,故函數(shù)單調(diào)遞增時,實數(shù)的值為1.已知函數(shù).判斷函數(shù)的單調(diào)性.【答案】函數(shù)在R上單調(diào)遞增【分析】對函數(shù)進行求導,結合三角函數(shù)的值域,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性即可.【詳解】的定義域為R,且.由于,所以在R上恒成立,所以,函數(shù)在R上單調(diào)遞增.已知,求的單調(diào)性.【答案】函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.【分析】根據(jù)導數(shù)與單調(diào)性關系求解即可.【詳解】由,,令,解得,令,解得,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.已知函數(shù).(1)若單調(diào)遞增,求的值;(2)設是方程的兩個實數(shù)根,求證:.【答案】(1)1(2)證明見解析【分析】(1)由單調(diào)遞增,轉化為恒成立,分離參數(shù)法可求;(2)由是方程的兩個實數(shù)根,化簡得,,兩式作和與差,消去參數(shù),轉化為證明,整體換元,轉化變形為的證明,構造函數(shù),利用導數(shù)證明即可.【詳解】(1),,則,由單調(diào)遞增,則,即,則有恒成立,當時,對任意都成立;當時,,則恒成立,設,則為減函數(shù),當時,則,且,所以;當時,,則恒成立,由為減函數(shù),當時,則,且,所以;綜上所述,;(2)方程,所以,則有,且,由,得.要證,只要證明,即證,記,則,,因此只要證明,即.記,,令,則,當時,,所以函數(shù)在上遞增,則,即,則在上單調(diào)遞增,,即成立,.【點睛】多變量導數(shù)題的核心思想是不變的——消元,消元的方法有很多,在雙變量問題中可以差值比值代換,主元法,構造函數(shù)等等.這些方法同樣適用于多變量,在三變量消元時也可以考慮先忽略一個變量,將三變量轉化成雙變量問題.已知函數(shù).(1)當時,討論函數(shù)在上的單調(diào)性;(2)當時,證明:對,有.【答案】(1)在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增(2)證明見解析【分析】(1)由導函數(shù)符號變化,分區(qū)間討論單調(diào)性;(2)不等式等價變形,構造函數(shù),求解導函數(shù)并利用放縮,再結合輔助角公式轉化利用有界性判斷導函數(shù)符號,得到函數(shù)單調(diào)性證明不等式.【詳解】(1)當時,,,當時,,,單調(diào)遞減;當時,,,單調(diào)遞增.所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.(2)要證,只要證,即證.令,.當時,令,,所以在單調(diào)遞增,所以,即,從而.所以,,其中,為輔助角,且滿足即可.所以在單調(diào)遞減,即.故成立.命題點2用導數(shù)判斷或證明已知函數(shù)的單調(diào)區(qū)間函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】求出函數(shù)的導數(shù),根據(jù)導數(shù)與0的關系得出減區(qū)間.【詳解】函數(shù)的定義域為,,令,則單調(diào)遞減區(qū)間為.故選:B函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】求導,令求解.【詳解】解:因為,所以,令,得,所以的單調(diào)遞減區(qū)間為,故選:B若函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性可得在上恒成立,則在上恒成立,結合函數(shù)單調(diào)性得最值,即可得的取值范圍.【詳解】若函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,則在上恒成立,即在上恒成立;又函數(shù)在上遞減,所以恒成立,則故的取值范圍是.故選:D.已知,函數(shù)的定義域為.若為奇函數(shù),則的嚴格增區(qū)間為.【答案】和【分析】由奇函數(shù)的性質求出,則,對求導,令,解方程即可得出答案.【詳解】因為為奇函數(shù),所以,所以,即,所以,因為,所以,則,,令,則或,解得:或.故答案為:和已知函數(shù),若在區(qū)間上單調(diào)遞增,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】由導數(shù)求解函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間,即可列不等式求解.【詳解】由得,由于函數(shù)的定義域為,故令,解得,故的單調(diào)遞增區(qū)間為,若在區(qū)間上單調(diào)遞增,則,解得,故答案為:已知函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則的取值范圍為.【答案】【分析】利用導函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性再結合指數(shù)函數(shù)的值域計算即可.【詳解】因為在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以當時,恒成立,即在恒成立,又,所以.故答案為:.已知函數(shù)的減區(qū)間為,則.【答案】3【分析】根據(jù)題意,轉化為的解集為,代入計算,即可得到結果.【詳解】由題意可得,,解集為,則.故答案為:3若函數(shù)在區(qū)間上有單調(diào)遞增區(qū)間,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)題意轉化為在上有解,分離參數(shù)后求函數(shù)最值即可得解.【詳解】,由題意在上有解,即在上有解,根據(jù)對勾函數(shù)的性質可知,在上單調(diào)遞增,所以在時取最大值,故,故實數(shù)的取值范圍是.故答案為:函數(shù)在區(qū)間上是單調(diào)函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍是.【答案】【分析】求導,即或恒成立,分類討論即可.【詳解】因為函數(shù)在區(qū)間上是單調(diào)函數(shù),則在上有或恒成立,當時,即,則,當時,即,則,綜上:實數(shù)a的取值范圍是.故答案為:已知函數(shù)在上不是單調(diào)函數(shù),則實數(shù)m的取值范圍是.【答案】或【分析】將問題轉化為有極值點,即有變號零點,從而得解.【詳解】因為,所以,又不是單調(diào)函數(shù),所以函數(shù)有極值點,即在上有變號零點,則成立,當時,可化為,顯然不成立;當時,,因為,,所以或,所以實數(shù)m的取值范圍為或(因為要有變號零點,故不能取等號),經(jīng)檢驗,或滿足要求.故答案為:或.已知函數(shù),當時,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.【答案】增區(qū)間為和,減區(qū)間為【分析】當時,求得,利用函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的關系可求得函數(shù)的增區(qū)間和減區(qū)間.【詳解】解:當時,,該函數(shù)的定義域為,,由可得,由可得或,故當時,函數(shù)的增區(qū)間為和,減區(qū)間為.設函數(shù).(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)若正數(shù),滿足,證明:.【答案】(1)增區(qū)間為,,減區(qū)間為(2)證明見解析【分析】(1)利用導數(shù)求得的單調(diào)區(qū)間.(2)先求得的等量關系式,然后利用構造函數(shù)法、換元法,結合導數(shù)證得不等式成立.【詳解】(1)的定義域是,.令,解得;令,解得或.所以增區(qū)間為,,減區(qū)間為;(2)證明:因為,所以.設,定義域為,則,當時,.單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減.因此,所以對任意的恒成立.令,有,當且僅當時,等號成立.因此,即,解得,即.【點睛】求解函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:(1)確定的定義域;(2)計算導數(shù);(3)求出的根;(4)用的根將的定義域分成若干個區(qū)間,考查這若干個區(qū)間內(nèi)的符號,進而確定的單調(diào)區(qū)間:,則在對應區(qū)間上是增函數(shù),對應區(qū)間為增區(qū)間;,則在對應區(qū)間上是減函數(shù),對應區(qū)間為減區(qū)間.已知函數(shù).(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)若過點作直線與函數(shù)的圖象相切,判斷切線的條數(shù).【答案】(1)的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.(2)三條【分析】(1)求出函數(shù)的導數(shù),解關于導函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;(2)設出切點,將切線方程表示為含有參數(shù)的直線方程,根據(jù)切線過點可得關于參數(shù)的方程,判斷方程根的個數(shù)即可求解.【詳解】(1)因為,所以.令,得;令,得.所以的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.(2),則,設切點為,則,,所以切線方程為.將點代入得,整理得.因為方程有兩個不相等正根,所以方程共有三個不相等正根.故過點可以作出三條直線與曲線相切.已知函數(shù).(1)求曲線在點處的切線方程;(2)求函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間.【答案】(1)(2)和【分析】(1)求導得到導函數(shù),計算,,得到切線方程.(2)求導得到導函數(shù),構造,求導確定單調(diào)區(qū)間,計算最值得到在和上恒成立,得到答案.【詳解】(1),定義域為,,,,故切線方程為,即;(2)函數(shù)定義域為,,設,,,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減;當時,,函數(shù)單調(diào)遞減;故,恒成立,即在上恒成立,函數(shù)在和上單調(diào)遞增.則函數(shù)單調(diào)增區(qū)間為和.已知函數(shù).(1)求曲線在點處的切線方程;(2)求函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間.【答案】(1);(2),.【詳解】(1)利用導數(shù)幾何意義即可求得曲線在點處的切線方程;(2)利用導數(shù)即可求得函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間.(1),則則,又,則曲線在點處的切線方程為,即(2),則,由可得或,則函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為,.命題點3函數(shù)與導函數(shù)圖像之間的關系函數(shù)的圖象如圖所示,為函數(shù)的導函數(shù),則不等式的解集為(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】先判斷的符號,由此求得不等式的解集.【詳解】由圖象可知,在區(qū)間上,在區(qū)間上,所以不等式的解集為.故選:C已知函數(shù)的導函數(shù)是,則函數(shù)的圖象可能是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】分析的單調(diào)性,即可得到的單調(diào)性及變化趨勢,即可判斷.【詳解】由題知且不恒等于,又在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在定義域上單調(diào)遞增,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,即當時,的值由小變大,再由大變小,即函數(shù)圖象從左到右是單調(diào)遞增,且變化趨勢是先慢后快再變慢.故選:B.的圖象如圖所示,則的圖象最有可能是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】C【分析】利用導數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關系可得出合適的選項.【詳解】由導函數(shù)的圖象可知,當或時,;當時,.所以,函數(shù)的增區(qū)間為和,減區(qū)間為,所以,函數(shù)的圖象為C選項中的圖象.故選:C.如圖為函數(shù)的圖象,為函數(shù)的導函數(shù),則不等式的解集為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】利用函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的關系及符號法則解不等式即可.【詳解】由題可得函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為,,單調(diào)減區(qū)間為,所以時,,時,,由,可得或,所以.故選:D.已知函數(shù)為的導函數(shù),則的大致圖象是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】C【分析】根據(jù)函數(shù)解析式求導函數(shù),再根據(jù)導函數(shù)導數(shù)正負得出導函數(shù)的單調(diào)性判斷即可.【詳解】令函數(shù),定義域為,函數(shù)為偶函數(shù),又,且,當時,在單調(diào)遞增,則,函數(shù)在單調(diào)遞增.故選:C.已知函數(shù)的圖象是下列四個圖象之一,且其導函數(shù)的圖象如下圖所示,則該函數(shù)的大致圖象是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】利用導數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性之間的關系及導數(shù)的幾何意義即得.【詳解】因為的圖像經(jīng)過與兩點,即,,由導數(shù)的幾何意義可知在與處的切線的斜率為,故AD錯誤;由的圖象知,在上恒成立,故在上單調(diào)遞增,又在上越來越大,在上越來越小,所以在上增長速度越來越快,在上增長速度越來越慢,故C錯誤,B正確.故選:B.已知函數(shù)的圖象如圖所示,則不等式的解集為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)函數(shù)圖象判斷其導數(shù)的正負情況,即可求得答案.【詳解】由函數(shù)的圖象可知當或時,;當時,,等價于或,故不等式的解集為,故選:A是函數(shù)的導函數(shù),的圖象如圖所示,則的圖象最有可能是下列選項中的(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】C【分析】根據(jù)導函數(shù)的正負與原函數(shù)單調(diào)性的關系,結合圖象進行判斷即可.【詳解】由導函數(shù)的圖象可知:當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,只有選項C符合,故選:C已知三次函數(shù)的圖象如圖所示,若是函數(shù)的導函數(shù),則關于的不等式的解集為(
)A.或 B.C. D.或【答案】D【分析】分、討論結合導函數(shù)和原函數(shù)圖象的關系可得答案.【詳解】有圖可知,所以即解,當時得,函數(shù)是單調(diào)遞增函數(shù),故滿足條件的為,當時,,函數(shù)是單調(diào)遞減函數(shù),故滿足條件的為.所以綜合可得的解集為或.故選:D.【點睛】方法點睛:導函數(shù)大于零則原函數(shù)遞增,導函數(shù)小于零則原函數(shù)遞減,本題考查導函數(shù)與原函數(shù)的關系.設是定義域為R的奇函數(shù),其導函數(shù)為,若時,圖象如圖所示,則可以使成立的x的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】ABD【分析】根據(jù)函數(shù)的奇偶性以及時的圖象,判斷函數(shù)的函數(shù)值的正負情況,繼而可判斷其單調(diào)性,從而判斷的正負,即可求得答案.【詳解】由題意可知當時,;當時,;由于是定義域為R的奇函數(shù),故當時,;當時,;又在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,結合是定義域為R的奇函數(shù),得在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故當時,,當時,,故當時,;當時,;當時,;當時,;當時,;當時,;故可以使成立的x的取值范圍是,,,故選:ABD已知上的可導函數(shù)的圖像如圖所示,則不等式的解集為【答案】【分析】根據(jù)圖像得到當時,,當時,,時,,代入計算得到答案.【詳解】根據(jù)圖像可得,當時,,,即,故;當時,,,即,故;當時,,,即,故;綜上所述:.故答案為:命題點4含參數(shù)分類討論函數(shù)的單調(diào)區(qū)間已知函數(shù),討論函數(shù)的單調(diào)性.【答案】答案見解析.【分析】將函數(shù)求導,對的正負性進行分類討論,進而得到的單調(diào)性.【詳解】因為的定義域為,所以,其中,當時,即,在上單調(diào)遞增,當時,即,令,得;令,得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.綜上,當時,在上單調(diào)遞增;當時,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.已知函數(shù).(1)若曲線在點處的切線與直線平行,求出這條切線的方程;(2)討論函數(shù)的單調(diào)性.【答案】(1)(2)答案見解析【分析】(1)求導,根據(jù)導函數(shù)幾何意義和平行關系得到方程,求出,從而得到,求出切線方程;(2)求定義域,求導,對導函數(shù)因式分解,分,和三種情況,討論得到函數(shù)的單調(diào)性.【詳解】(1),由已知,∴得又∴曲線在點處的切線方程為化簡得:(2)定義域為R,,令得或①當即時,令得或,令得,故在單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增;②當即時,恒成立,故在R上單調(diào)遞增;③當即時,令得或,令得,在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增;綜上,當時,在單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增;當時,在R上單調(diào)遞增;當時,在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增;已知函數(shù),其中.(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)當時,證明:.【答案】(1)答案見解析(2)證明見解析【分析】(1)先求得,然后對進行分類討論,從而求得的單調(diào)區(qū)間.(2)將要證明的不等式轉化為,利用構造函數(shù)法、放縮法,結合多次求導來研究所構造函數(shù)的單調(diào)性,進而證得不等式成立.【詳解】(1)因為,所以,當時,,函數(shù)在上單調(diào)遞增;當時,由,得,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,由,得,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減.(2)要證,即證,即證,設,故在上單調(diào)遞增,又,所以,又因為,所以,所以,①當時,因為,所以;②當時,令,則,設,則,設,則,因為,所以,所以即在上單調(diào)遞增,所以,所以在上單調(diào)遞增,所以,即,所以在上單調(diào)遞增,,即.綜上可知,當時,,即.【點睛】方法點睛;求解函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:(1)確定的定義域;(2)計算導數(shù);(3)求出的根;(4)用的根將的定義域分成若干個區(qū)間,考查這若干個區(qū)間內(nèi)的符號,進而確定的單調(diào)區(qū)間:,則在對應區(qū)間上是增函數(shù),對應區(qū)間為增區(qū)間;,則在對應區(qū)間上是減函數(shù),對應區(qū)間為減區(qū)間.如果導函數(shù)含有參數(shù),則需要對參數(shù)進行分類討論,分類討論要做到不重不漏.如果一次求導無法確定函數(shù)的單調(diào)性,則可以考慮多次求導的方法來進行求解.已知函數(shù).(1)求的單調(diào)區(qū)間,(2)當時,對任意,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)答案見解析(2).【分析】(1)求出,分、、、討論可得答案;(2)由已知整理得,構造函數(shù),利用的單調(diào)性可得,令,再利用的單調(diào)性求得最值可得答案.【詳解】(1),當時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,當時,令,得或,令,得,所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,當時,恒成立,則在上單調(diào)遞增,當時,令,得或,令,得,在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.綜上所述,當時,的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為;當時,的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為;當時,的單調(diào)遞增區(qū)間為,無單調(diào)遞減區(qū)間;當時,的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為;(2),即,整理得,因為,所以,令,因為,所以在上單調(diào)遞減,因為,所以,所以,因為,所以,令,則,令,得,令,得,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,所以,即實數(shù)的取值范圍是.【點睛】關鍵點點睛:第二問的關鍵點是構造函數(shù),利用的單調(diào)性可得,再構造函數(shù).已知函數(shù).討論函數(shù)的單調(diào)性.【答案】答案見解析【分析】求出函數(shù)的定義域以及導函數(shù),然后分,,三種情況,根據(jù)導函數(shù),即可得出函數(shù)的單調(diào)性.【詳解】由已知可得,,定義域為,所以.(?。┊敃r,.當時,有,在上單調(diào)遞增;當時,有,在上單調(diào)遞減.(ⅱ)當時,,解,可得,或(舍去負值),且.解可得,或,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增;解可得,,所以在上單調(diào)遞減.(ⅲ)當時,在上恒成立,所以,在上單調(diào)遞增.綜上所述,當時,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;當時,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;當時,在上單調(diào)遞增.已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;(2)證明:當時,.【答案】(1)答案見解析(2)證明見解析【分析】(1)求得,討論的范圍,考查的正負即可;(2)結合(1)中的結論,要證明不等式成立只需證的最大值為,不等式化為,考查函數(shù)的單調(diào)性,求得最小值即可.【詳解】(1)由題意,得.當時,在上恒成立,在上單調(diào)遞增.當時,令,解得.當時,,當,.所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2)由(1)可知,當時,的最大值為.要證成立,需成立,即證.令,則.令,得(負值已舍去).所以當時,;當時,.所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.所以當時,取得最小值,為.故當時,.已知函數(shù),其中R.討論的單調(diào)性;【答案】答案見解析【分析】利用導數(shù)分類討論求函數(shù)的單調(diào)性.【詳解】依題意,的定義域為,由,得,①當時,恒成立,所以在單調(diào)遞增;②當時,令,得,當時,,所以在單調(diào)遞減;當時,,所以在單調(diào)遞增;綜上,當時,在單調(diào)遞增;當時,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.已知函數(shù),,討論的單調(diào)區(qū)間.【答案】答案見解析【分析】先求得,對進行分類討論,由此求得的單調(diào)區(qū)間.【詳解】的定義域為,,若,當時,,單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增.若,則恒成立,在上單調(diào)遞增.綜上,當時,的單調(diào)遞增區(qū)間為,,單調(diào)遞減區(qū)間為;當時,的單調(diào)遞增區(qū)間為,無單調(diào)遞減區(qū)間.已知函數(shù),其中,討論的單調(diào)性.【答案】答案見解析【分析】,分類討論的取值范圍,利用導數(shù)求函數(shù)單調(diào)區(qū)間.【詳解】函數(shù),定義域是,,時,時,,時,,的減區(qū)間是,增區(qū)間是;時,或時,,時,,的增區(qū)間是和,減區(qū)間是;時,或時,,時,,的增區(qū)間是和,減區(qū)間是.綜上所述:時,的減區(qū)間是,增區(qū)間是;時,的增區(qū)間是和,減區(qū)間是;時,的增區(qū)間是,無減區(qū)間;時,的增區(qū)間是和,減區(qū)間是.題型二函數(shù)的極值與最大(?。┲得}點1函數(shù)極值函數(shù)的導函數(shù)的圖象如圖所示,則(
)A.為函數(shù)的零點B.是函數(shù)的最小值C.函數(shù)在上單調(diào)遞減D.為函數(shù)的極大值點【答案】C【分析】根據(jù)的圖象,得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,結合函數(shù)的單調(diào)性,極值點和極值,以及零點的概念,逐項判定,即可求解.【詳解】由的圖象,可得:當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增,A中,是函數(shù)的一個極大值點,不一定是函數(shù)的零點,所以A不正確;B中,是函數(shù)一個極小值,不一定是函數(shù)的最小值,所以B錯誤;C中,函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以C正確;D中,為函數(shù)的極小值點,所以D錯誤.故選:C.設函數(shù)的導函數(shù)為,的部分圖象如圖所示,則(
)A.函數(shù)在上單調(diào)遞增 B.函數(shù)在上單調(diào)遞增C.函數(shù)在處取得極小值 D.函數(shù)在處取得極大值【答案】B【分析】根據(jù)導函數(shù)的正負性與原函數(shù)單調(diào)性的關系,結合極值的定義逐一判斷即可.【詳解】由圖象可知,當時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,A錯誤;當時,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,B正確,C錯誤;函數(shù)在處取得極小值,D錯誤.故選:B已知函數(shù)的導函數(shù)的圖像如圖所示,則(
)A.有極小值,但無極大值 B.既有極小值,也有極大值C.有極大值,但無極小值 D.既無極小值,也無極大值【答案】A【分析】通過導函數(shù)大于0原函數(shù)為增函數(shù),導函數(shù)小于0原函數(shù)為減函數(shù)判斷函數(shù)的增減區(qū)間,從而確定函數(shù)的極值.【詳解】
由導函數(shù)圖像可知:導函數(shù)在上小于0,于是原函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上大于等于0,于是原函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以原函數(shù)在處取得極小值,無極大值,故選:A.設函數(shù)在R上可導,其導函數(shù)為,且函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結論中一定成立的是()A.函數(shù)f(x)有極大值f(2)和極小值f(1)B.函數(shù)f(x)有極大值f(-2)和極小值f(1)C.函數(shù)f(x)有極大值f(2)和極小值f(-2)D.函數(shù)f(x)有極大值f(-2)和極小值f(2)【答案】D【分析】結合函數(shù)圖像及極值點定義可以判斷極大值及極小值.【詳解】由題圖可知,當時,;當時,;當時,;當時,由此可以得到函數(shù)在處取得極大值,在處取得極小值.故選:D已知函數(shù)在處有極值,則等于(
)A. B.16 C.或16 D.16或18【答案】A【分析】求導,即可由且求解,進而代入驗證是否滿足極值點即可.【詳解】,若函數(shù)在處有極值8,則且,即,解得:或,當時,,此時不是極值點,故舍去,當時,,當或時,,當,故是極值點,故符合題意,故,故,故選:A已知函數(shù)在處有極大值,則的值為()A.1 B.2 C.3 D.1或3【答案】C【分析】根據(jù)題意,列出方程求得的值,然后檢驗即可得到結果.【詳解】,,∴或,當時,,令,得或;令,得;從而在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,所以在處有極小值,不合題意,當時,經(jīng)檢驗,滿足題意;綜上,.故選:C若函數(shù)在處取得極小值,則(
)A.4 B.2 C.2 D.4【答案】A【分析】先由,求得的值,再代入導函數(shù),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,進行驗證.【詳解】由題意可得,則,解得.當時,,當或時,,則在,單調(diào)遞增,當時,,則在單調(diào)遞減,所以,函數(shù)在處取得極小值,此時.故選:A若函數(shù)有極大值,則(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】對函數(shù)求導后,分,,和四種情況討論即可.【詳解】由,得,當時,,則在上遞增,所以無極值,當時,,則在上遞減,所以無極值,當時,由,得,當時,,當時,,所以在上遞增,在上遞減,所以時,取得極大值,當時,由,得,當時,,當時,,所以在上遞減,在上遞增,所以時,取得極小值,綜上,當時,有極大值,故選:B(多選)設函數(shù)在R上可導,其導函數(shù)為,且函數(shù)的圖像如圖所示,則下列結論中一定成立的是(
)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:BC(多選)設三次函數(shù)的導函數(shù)為,函數(shù)的圖象的一部分如圖所示,則(
)A.函數(shù)有極大值 B.函數(shù)有極小值C.函數(shù)有極大值 D.函數(shù)有極小值【答案】AD【分析】根據(jù)給定條件,結合圖象求出函數(shù)的零點,再求出大于0、小于0的x取值區(qū)間即可判斷作答.【詳解】依題意,三次函數(shù)的導函數(shù)為是二次函數(shù),觀察圖象知,是函數(shù)的兩個零點,當或時,,當時,,所以函數(shù)有極小值,有極大值,AD正確,BC錯誤.故選:AD(多選)已知函數(shù),若函數(shù)在上有極值,則實數(shù)可以為(
)A.0 B.1 C. D.2【答案】BC【分析】利用函數(shù)極值的定義以及零點存在性定理得出結果.【詳解】由題意知,在上有變號零點,又易知在上單調(diào)遞減,故,可得解得.故選:BC.已知實數(shù)、、、成等差數(shù)列,且函數(shù)在時取到極大值,則.【答案】【分析】利用導數(shù)求出函數(shù)的極值點與極值,可得出、的值,再利用等差數(shù)列的性質可求得的值.【詳解】函數(shù)的定義域為,且,由可得,由可得,所以,函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為,所以,函數(shù)在時取到極大值,又因為實數(shù)、、、成等差數(shù)列,可得.故答案為:.函數(shù)的極小值是.【答案】0【分析】求出導函數(shù),由其確定單調(diào)性得極小值.【詳解】由已知,得或,當或時,,當時,,所以在和上遞增,在遞減,所以的極小值為.故答案為:0.函數(shù)的一個極值點為1,則的極大值是.【答案】4【分析】由極值點定義得到,求出,進而得到或時,,時,,得到函數(shù)單調(diào)性和極大值.【詳解】定義域為R,,由題意得,,解得,故,令,解得,令得,或,單調(diào)遞增,令得,,單調(diào)遞減,故在處取得極大值,極大值為.故答案為:4設函數(shù)在區(qū)間上有極大值點,則的取值范圍是.【答案】【分析】求導,令,則,構造函數(shù),利用導數(shù)畫出函數(shù)的大致圖像,結合函數(shù)圖象,從分類討論結合極值的定義即可得解.【詳解】,令,則,令,則,當時,,當時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,又當時,,,作出函數(shù)的大致圖像,如圖所示,由圖可知,當,即時,,所以函數(shù)在上無極值;當,即時,方程有兩個不同的實數(shù)根,設為,當或時,,當時,,所以函數(shù)既有極大值又有極小值,故符合題意;當,即時,方程只有一個實數(shù)根,設為,當時,,當時,,所以函數(shù)只有極小值,沒有極大值,綜上所述,的取值范圍是.故答案為:.【點睛】方法點睛:利用導數(shù)解決函數(shù)零點問題的方法:(1)直接法:先對函數(shù)求導,根據(jù)導數(shù)的方法求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與極值,根據(jù)函數(shù)的基本性質作出圖象,然后將問題轉化為函數(shù)圖象與軸的交點問題,突出導數(shù)的工具作用,體現(xiàn)了轉化與化歸思想、數(shù)形結合思想和分類討論思想的應用;(2)構造新函數(shù)法:將問題轉化為研究兩函數(shù)圖象的交點問題;(3)參變量分離法:由分離變量得出,將問題等價轉化為直線與函數(shù)的圖象的交點問題.已知函數(shù)在處取得極大值,求的值.【答案】【分析】求出導函數(shù),根據(jù)已知得出,代入求解方程組即可得出的值.進而求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,檢驗極值即可.【詳解】由已知可得,所以有,即,解得,所以.解可得,,.解可得,或,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增;解可得,,所以在上單調(diào)遞減.所以,在處取得極大值,滿足題意.所以,.已知為函數(shù)的導函數(shù),且,求的極值.【答案】極小值為,無極大值【分析】在等式中,令可求得的值,在等式兩邊求導,令可求得的值,可得出函數(shù)的解析式,再利用導數(shù)可求得函數(shù)的極值.【詳解】因為,則,解得,因為,可得,所以,則,可得,由,可得;由,可得.所以,函數(shù)的減區(qū)間為,增區(qū)間為,所以當時,函數(shù)取得極小值,極小值為,無極大值.已知函數(shù).(1)若在處取得極值,求的極值;(2)若在上的最小值為,求的取值范圍.【答案】(1)極大值為,極小值為(2)【分析】(1)根據(jù)極值點可得,進而可得,利用導數(shù)即可求解函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,進而可求解極值,(2)根據(jù)導數(shù)確定函數(shù)單調(diào)性,結合分類討論即可求解.【詳解】(1),,.因為在處取得極值,所以,則.所以,,令得或1,列表得1+00+↗極大值↘極小值↗所以的極大值為,極小值為.(2).①當時,,所以在上單調(diào)遞增,的最小值為,滿足題意;②當時,令,則或,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,此時,的最小值為,不滿足題意;③當時,在上單調(diào)遞減,的最小值為,不滿足題意.綜上可知,實數(shù)的取值范圍時.命題點2函數(shù)(導函數(shù))圖像與極值的關系辨析已知函數(shù),其導函數(shù)的圖象如圖所示,則(
)A.有2個極值點 B.在處取得極小值C.有極大值,沒有極小值 D.在上單調(diào)遞減【答案】C【分析】通過導函數(shù)圖象分析函數(shù)的單調(diào)性即可得出結論.【詳解】由題意及圖得,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,∴有一個極大值,沒有極小值,∴A,B,D錯誤,C正確,故選:C.已知函數(shù)的導函數(shù)的圖象如圖所示,則下列說法正確的是(
)A.函數(shù)有最小值B.函數(shù)有最大值C.函數(shù)有且僅有三個零點D.函數(shù)有且僅有兩個極值點【答案】A【分析】根據(jù)的圖象判斷出的單調(diào)性、極值點、最值、零點,逐一分析每一選項即可.【詳解】由函數(shù)圖象可知、的變化情況如下表所示:由上表可知在和上分別單調(diào)遞減,在和上分別單調(diào)遞增,函數(shù)的極小值分別為、,其極大值為.對于A選項:由以上分析可知,即函數(shù)有最小值,故A選項正確;對于B選項:由圖可知當,有,即增加得越來越快,因此當,有,所以函數(shù)沒有最大值,故B選項錯誤;對于C選項:若有,則由零點存在定理可知函數(shù)有四個零點,故C選項錯誤;對于D選項:由上表及以上分析可知函數(shù)共有3個極值點,故D選項錯誤.故選:A.已知函數(shù)的定義域為,導函數(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如圖是函數(shù)的導函數(shù)的圖象,下列結論正確的是(
)A.在處取得極大值 B.是函數(shù)的極值點C.是函數(shù)的極小值點 D.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減【答案】C【分析】根據(jù)導函數(shù)的正負即可求解的單調(diào)性,即可結合選項逐一求解.【詳解】由圖象可知:當時,單調(diào)遞減,當時,單調(diào)遞增,故是函數(shù)的極小值點,無極大值.故選:C如圖是導函數(shù)的圖象,則下列說法不正確的是(
)A.函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減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)在處取得極小值【答案】B【分析】根據(jù)已知,利用圖形以及導數(shù)與函數(shù)單調(diào)性、極值的關系進行判斷.【詳解】由圖可知,導函數(shù)在區(qū)間上滿足,所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,故A正確;導函數(shù)在區(qū)間上滿足,所以函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,故B錯誤;在附近,當時,導函數(shù)滿足,當時,導函數(shù)滿足,所以函數(shù)在處取得極大值,故C正確;在附近,當時,導函數(shù)滿足,當時,導函數(shù)滿足,所以函數(shù)在處取得極小值,故D正確.故選:B.函數(shù)的導函數(shù)為的圖象如圖所示,關于函數(shù),下列說法不正確的是(
)A.函數(shù)在和上單調(diào)遞增 B.函數(shù)在和上單調(diào)遞減C.函數(shù)僅有兩個極值點 D.函數(shù)有最小值,但是無最大值【答案】C【分析】根據(jù)的圖象判斷出的單調(diào)性、極值點、最值對選項進行分析,從而確定正確答案.【詳解】根據(jù)的圖象可知,函數(shù)在和上單調(diào)遞增,A選項正確.函數(shù)在和上單調(diào)遞減,B選項正確.所以的極小值點為,極大值點為,C選項錯誤.由上述分析可知,函數(shù)的最小值是和兩者中較小的一個,沒有最大值,D選項正確.故選:C【點睛】利用導函數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值點或最值,關鍵點在于根據(jù)導函數(shù)的圖象判斷出函數(shù)的單調(diào)性,然后根據(jù)單調(diào)性判斷出極值點,而最值在區(qū)間的端點或極值點處取得.如圖是函數(shù)的導函數(shù)的圖象,則下面判斷正確的是(
)A.在區(qū)間上是增函數(shù) B.在上是減函數(shù)C.當時,取極大值 D.在上是增函數(shù)【答案】D【分析】根據(jù)導函數(shù)的圖象與原函數(shù)的單調(diào)性與極值之間的關系,逐項判定,即可求解.【詳解】
由導函數(shù)的圖象可得,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,所以A不正確;當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,所以B不正確;當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,所以是函數(shù)的極小值點,為極小值,所以C不正確;當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,所以D正確,故選:D.已知函數(shù)的導函數(shù)的圖象如圖所示,則下列結論中正確的是(
)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)導函數(shù)圖象,求得函數(shù)單調(diào)性,結合極值點定義,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.(多選)已知函數(shù)及其導函數(shù)的部分圖象如圖所示,設函數(shù),則(
)A.在區(qū)間上是減函數(shù) B.在區(qū)間上是增函數(shù)C.在時取極小值 D.在時取極小值【答案】BC【詳解】根據(jù)圖象得到的符號,即可得到的符號,進而得到的單調(diào)性和極值.【分析】結合圖像可知,當時,當時,,當時,,,因,故當時,,在區(qū)間上單調(diào)遞減,當時,,在區(qū)間上單調(diào)遞增,當時,,在區(qū)間上單調(diào)遞減,故在處取得極小值,在處取得極大值,故選:BC(多選)如圖所示是的導數(shù)的圖象,下列結論中正確的有(
)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)性與導數(shù)的正負的關系判斷;B.利用極小值點的定義判斷;C.利用函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的正負的關系判斷;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.(多選)已知是函數(shù)的導函數(shù),其圖象如圖所示,則下列關于函數(shù)的說法正確的是(
)A.在上單調(diào)遞減 B.在處取得極大值C.在處切線的斜率小于0 D.在處取得極小值【答案】AD【分析】根據(jù)導數(shù)正負得函數(shù)的單調(diào)性,從而得出極值.由此判斷各選項.【詳解】由已知,時,(只有),因此在上單調(diào)遞減,A正確;不是極值,B錯;由知C錯;又時,,遞減,時,,遞增,所以是極小值,D正確.故選:AD.(多選)函數(shù)(,,,)的圖象如圖所示,則以下結論正確的有(
)A. B.C. D.【答案】AC【分析】由的圖象得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與極值點,求出函數(shù)的導函數(shù),即可得到和為方程的兩根且,利用韋達定理即可表示出、,從而得解;【詳解】由的圖象可知在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在處取得極大值,在處取得極小值,又,所以和為方程的兩根且,所以,,所以,,所以.故選:AC(多選)設三次函數(shù)的導函數(shù)為,函數(shù)的圖象的一部分如圖所示,則(
)A.函數(shù)有極大值 B.函數(shù)有極小值C.函數(shù)有極大值 D.函數(shù)有極小值【答案】AD【分析】根據(jù)給定條件,結合圖象求出函數(shù)的零點,再求出大于0、小于0的x取值區(qū)間即可判斷作答.【詳解】依題意,三次函數(shù)的導函數(shù)為是二次函數(shù),觀察圖象知,是函數(shù)的兩個零點,當或時,,當時,,所以函數(shù)有極小值,有極大值,AD正確,BC錯誤.故選:AD命題點3由導數(shù)求函數(shù)最值已知函數(shù)在上的最大值也是其在上的極大值,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】求出極大值點,由可得(注意極值的定義).【詳解】,令,得,時,,遞增,時,,遞減,因此是的極大值點,由于只有一個極值點,因此其也是最大值點,由題意得,所以.故選:D.已知在區(qū)間上的最大值就是函數(shù)的極大值,則m的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】由函數(shù)的極大值與最大值的關系即可求解.【詳解】,令,得,因為在區(qū)間上的最大值就是函數(shù)的極大值,則必有,所以.故選:C.已知函數(shù)在(1,2)上有最值,則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】首先求出導函數(shù),只需在(1,2)上不單調(diào)即可.【詳解】由題意可得,在(1,2)上單調(diào)遞增,若在(1,2)上有最值,則在(1,2)上不單調(diào),所以解得.故選:A函數(shù),則函數(shù)在區(qū)間上的值域是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】應用公式求導,令求得,進而可得,求導,令導數(shù)為0,判斷出單調(diào)性,極值比較端點值與極值即可求解.【詳解】由,則,則,則,則,則,令,得或,當時,,在單調(diào)遞減,當和時,,在和單調(diào)遞增,則在取得極大值,在取得極小值,,,,所以函數(shù)在區(qū)間上的值域是.故選:A函數(shù)在區(qū)間上的最大值與最小值分別為(
)A., B., C., D.,【答案】A【分析】利用導數(shù)討論函數(shù)單調(diào)性,然后可得最值.【詳解】由題意,得.當時,,單調(diào)遞增;當時,,單調(diào)遞減.又因為,,,所以的最大值與最小值分別為與.故選:A.已知函數(shù)在區(qū)間上有最小值,則a的取值范圍為.【答案】【分析】由的極小值點在區(qū)間上可得參數(shù)范圍.【詳解】由已知,或時,,時,,∴在和上遞減,在上遞增,∴是的極小值點,且,函數(shù)在區(qū)間上有最小值,則,解得.故答案為:.已知在區(qū)間上的最大值就是函數(shù)的極大值,則m的取值范圍是.【答案】【分析】先對函數(shù)求導,然后令導函數(shù)等于零,則解在區(qū)間內(nèi),從而得解.【詳解】因為,所以,令,得.由題意得,故.故答案為:.若函數(shù)在上有最小值,則實數(shù)的取值范圍是.【答案】【分析】求出函數(shù)的單調(diào)性,結合最小值的定義即可求解.【詳解】,令得,時,時,,所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,若函數(shù)在上有最小值,則其最小值必為,則必有且,解得,故答案為:.已知函數(shù),若函數(shù)在上存在最小值,則a的取值范圍是.【答案】【分析】對函數(shù)求導,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值,再根據(jù)函數(shù)在上存在最小值求參數(shù)范圍.【詳解】,當時,單調(diào)遞減;當或時,單調(diào)遞增,∴在取得極大值,處取得極小值.令,整理得,解得:或∵函數(shù)在上存在最小值,∴,解得.故答案為:.當時,恒有成立,則的取值范圍是.【答案】【分析】根據(jù)函數(shù)有意義可得在上恒成立.,進而可得:由可得,構造函數(shù)可得,進而可得,從而可得答案.【詳解】由題意,得.又恒成立,所以在上恒成立,即在上恒成立.令,則,當時,,所以在上單調(diào)遞增,所以,所以①.由,得,即.構造函數(shù),則因為在上是增函數(shù),所以,所以.令,則.構造函數(shù),時,遞減:時,遞增,所以,即恒成立,所以在上恒成立,所以在上單調(diào)遞增,所以,所以②.由①②知.故答案為:.【點睛】不等式恒成立問題常見方法:①分離參數(shù)恒成立(即可)或恒成立(即可);②數(shù)形結合(圖象在上方即可);③討論最值或恒成立;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.已知函數(shù),則的最小值為.【答案】【分析】根據(jù)題意,求得,設,求得,得到函數(shù)的單調(diào)性,進而求得在上單調(diào)遞減,進而求得的最小值,得到答案.【詳解】因為,可得,設,則,令,可得,令,得,所以函數(shù),即函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又因為,,所以,所以在上單調(diào)遞減,則.故答案為:.已知函數(shù)在區(qū)間上的最小值為.【答案】【分析】求導得函數(shù)的單調(diào)性,即可求解極值點以及端點處的函數(shù)值比較大小求解.【詳解】,則.令,解得(舍去),或.所以故在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,,又,所以.故答案為:已知函數(shù)的最小值為0,則a的值為.【答案】【分析】對求導,進而研究的單調(diào)性,根據(jù)有最小值為0,則使,且求出,即可求參數(shù)值.【詳解】由,且,令,則,即在上遞增,所以在上遞增,又,,,,所以,使,且時,,時,,所以在上遞減,在上遞增,所以由,得,令函數(shù),,所以在上是增函數(shù),注意到,所以,所以.故答案為:【點睛】關鍵點點睛:利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,結合最小值為0可得到方程組,消a得到關于的方程,再利用函數(shù)的單調(diào)性及特殊點的函數(shù)值解方程可得.若函數(shù)是上的減函數(shù),則實數(shù)的最大值為.【答案】/【分析】根據(jù)題意,轉化為在上恒成立,設,利用導數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與最大值,進而求得的取值范圍,即可求解.【詳解】由函數(shù)是上的減函數(shù),則在上恒成立,即在上恒成立,設,則,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,可得,所以,即實數(shù)的最大值為.故答案為:.已知函數(shù)的最小值為1,則的取值范圍為.【答案】【分析】變換得到,換元構造新函數(shù),確定單調(diào)區(qū)間,計算最值得到有解,變換得到,構造新函數(shù),求導得到單調(diào)區(qū)間,畫出圖像,根據(jù)圖像得到答案.【詳解】,,設,,,,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減;當時,,函數(shù)單調(diào)遞增;故,故有解,即,,,即,,設,,當時,,函數(shù)單調(diào)遞增;當時,,函數(shù)單調(diào)遞增;,畫出函數(shù)圖像,如圖所示:根據(jù)圖像知,解得或,即.故答案為:.【點睛】關鍵點睛:本題考查了利用導數(shù)求參數(shù)的取值范圍,意在考查學生的計算能力,轉化能力和綜合應用能力,其中將取值范圍問題轉化為函數(shù)的最值問題,再利用函數(shù)圖像求解是解題的關鍵.已知函數(shù),求的最小值.【答案】0【分析】求出函數(shù)的定義域,得出導函數(shù).根據(jù)導函數(shù)得出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,求出極值點,進而得出答案.【詳解】由已知可得,定義域為,且.當時,有,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增;當時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減.所以,在處取得唯一極小值,也是最小值.命題點4函數(shù)單調(diào)性、極值與最值的綜合運用函數(shù),,若對任意的,,使得成立,則實數(shù)的范圍是.【答案】【分析】利用導數(shù)研究其單調(diào)性,再根據(jù)恒成立問題求解.【詳解】因為,,所以,故在上單調(diào)遞增,所以.又,所以在上也是單調(diào)遞增,所以,因為對任意的,,使成立,等價于,即,故實數(shù)a的范圍是.故答案為:【點睛】關鍵點點睛:本題將所求轉化為是解題關鍵,利用導數(shù)等方法求出相應函數(shù)的最值即可解答.已知函數(shù),其中.(1)當時,求證:在上單調(diào)遞減;(2)若有兩個不相等的實數(shù)根,,求實數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)利用二階導數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性即可;(2)由題意可得,利用導數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性求出即可求解.【詳解】(1)由題意知,當時,,則,設,得,令,令,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,得,即,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減;(2)由,得,即,設,則,令,令,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,得.當時,,當時,,要使方程有兩個不同的實數(shù)根,則,即,即實數(shù)a的取值范圍為.【點睛】在解決導數(shù)的綜合問題時,善于運用轉化的思想,構造適當?shù)暮瘮?shù),再次利用導數(shù)討論新函數(shù)的性質即可.已知.(1)討論的單調(diào)性;(2)若對恒成立,求整數(shù)的最小值.【答案】(1)答案見解析(2)【分析】(1)求得,令,分、和,三種情況討論,結合二次函數(shù)的性質,求得取值,得到的符號,進而求得函數(shù)的單調(diào)性,得到答案;(2)根據(jù)題意,轉化為不等式對恒成立,設函數(shù),求得,設,分、和,三種情況討論,得出函數(shù)的單調(diào)性與最值,列出不等式,即可求解.【詳解】(1)解:由函數(shù),可得函數(shù)的定義域為,且,令,若時,,則,可得在上單調(diào)遞增;若時,因為,令,解得或(舍去),當時,,則,可得單調(diào)遞增;當時,,則,可得單調(diào)遞減,所以函數(shù)的遞增區(qū)間為,遞減區(qū)間為;若時,函數(shù)開口向下,對稱軸為且,當時,,則,可得在上單調(diào)遞增.(2)解:由不等式對恒成立,即對恒成立,即對恒成立,令,可得,設,若時,可得,則,單調(diào)遞增,此時,且,不符合題意,舍去;若時,,令,解得或,當時,當時,,則,單調(diào)遞增,當時,,則,單調(diào)遞減,所以時,,又因為為整數(shù),當時,;當時,,所以的最小整數(shù)的值為;當時,在上恒成立,則,單調(diào)遞減,又由,所以對不能恒成立,舍去,綜上可得,整數(shù)的最小值為.【點睛】方法策略:利用導數(shù)研究不等式的恒成立問題的求解策略:1、分離參數(shù)法:根據(jù)不等式的基本性質將參數(shù)分離出來,得到一端是參數(shù),一端是變量的表達式的不等式,轉化為求解含有變量的表達式對應的函數(shù)的最值問題,進而求得參數(shù)的范圍;2、構造函數(shù)法:根據(jù)不等式的恒成立,構造新函數(shù),利用導數(shù)求得新函數(shù)的單調(diào)性,求出函數(shù)的最值,進而得出相應的含參數(shù)的不等式,從而求解參數(shù)的取值范圍;3、圖象法:畫出不等式對應的函數(shù)的圖象,結合函數(shù)圖象的走勢規(guī)律,確定函數(shù)的極值點或最值點的位置,進而求得參數(shù)的取值范圍.已知函數(shù).(1)若函數(shù)在上單調(diào)遞增,求實數(shù)的取值范圍;(2)討論函數(shù)的零點個數(shù).【答案】(1)(2)當時,有兩個零點;當時,有一個零點.【分析】(1)根據(jù)題意,轉化為時,;時,,令,利用導數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與極值,即可求解;(2)法一:由(1)可知,當和時,有一個零點;當時,得到,令,利用導數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性,結合,得到存在,使得,根據(jù)的單調(diào)性,轉化為時,存在,使得,分類討論,即可求解;法二:根據(jù)題意,轉化為時,,令,利用導數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與極值,結合函數(shù)圖象,即可求解.【詳解】(1)解:由函數(shù),可得對恒成立,當時,顯然成立;當時,;當時,,令,則,當時,;當時,;當時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增,當時,可得,當時,,所以當時,;當時,,綜上可得,實數(shù)的取值范圍是.(2)法一:由(1)可知,當時,有一個零點;當時,在上單調(diào)遞增,當x趨于0時,趨于負無窮大,且,故只有一個零點.當時,.令,則,時,;時,,可得在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,.當x趨于0時,因為趨于0,所以趨于正無窮大,又因為,所以存在,使得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且當時,,,所以當時,在只有一個零點;當時,在上單調(diào)遞減,,且x趨于正無窮大時,,所以存在,使得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,又當x趨于0時,趨于負無窮大,,所以當時,,當時,.故當時,無論k為何值,取,總能有,所以當時,有兩個零點,綜上所述,當時,有兩個零點;當時,有一個零點.法二:由題意,可得,故當時,.令,則,所以在上單調(diào)遞減,在上也單調(diào)遞減,且當x大于0且趨于0時,趨于正無窮大,當x小于e且趨于e時,趨于負無窮大,當x大于e且趨于e時,趨于正無窮大,當x趨于正無窮大時,趨于0,其大致圖象,如圖所示,由圖象可知,當時,有兩個零點;當時,有一個零點.【點睛】方法策略:利用導數(shù)研究函數(shù)的零點問題的求解策略:1、分離參數(shù)法:根據(jù)不等式的基本性質將參數(shù)分離出來,得到一端是參數(shù),一端是變量的表達式的不等式,轉化為求解含有變量的表達式對應的函數(shù)的最值問題,進而求得參數(shù)的范圍;2、構造函數(shù)法:根據(jù)不等式的恒成立,構造新函數(shù),利用導數(shù)求得新函數(shù)的單調(diào)性,求出函數(shù)的最值,進而得出相應的含參數(shù)的不等式,從而求解參數(shù)的取值范圍;3、圖象法:畫出不等式對應的函數(shù)的圖象,結合函數(shù)圖象的走勢規(guī)律,確定函數(shù)的極值點或最值點的位置,進而求得參數(shù)的取值范圍.已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性(2)若,求證:①函數(shù)在上只有1個零點;②.【答案】(1)答案見解析(2)①證明見解析;②證明見解析【分析】(1)求導得,分別確定和函數(shù)的正負,結合分類討論,即可求解,(2)根據(jù)函數(shù)函數(shù)單調(diào)性,即可求證只有一個零點,構造函數(shù),即可由導數(shù)確定單調(diào)性求證.【詳解】(1)因為,所以.設,則,所以在上單調(diào)遞增,且,所以當時,;當時,.當時,,所以在上單調(diào)遞增.當時,若,則,所以單調(diào)遞減;若或,則,所以單調(diào)遞增.當時,若,則,所以單調(diào)遞減;若或,則,所以單調(diào)遞增.綜上所述,當時,在上單調(diào)遞增;當時,在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增;當時,在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增.(2)①由(1)知,當時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又,所以,所以在上沒有零點.因為,所以所以當時,,此時在上只有1個零點.綜上可得,在上只有1個零點.②由,知在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,所以.設,則.由(1)知,當時,,所以當時,,所以在上單調(diào)遞增,所以,即,所以.【點睛】方法點睛:利用導數(shù)證明不等式的基本步驟(1)作差或變形;(2)構造新的函數(shù);(3)利用導數(shù)研究的單調(diào)性或最值;(4)根據(jù)單調(diào)性及最值,得到所證不等式.已知函數(shù).(1)若在區(qū)間上無零點,求實數(shù)m的取值范圍;(2)若對任意,不等式恒成立,求實數(shù)m的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)將變量分離出得在區(qū)間無解,求得的值域,即可求解;(2)根據(jù)時求得m的取值范圍,再證時也成立,即,應用放縮法,先證,再證,構造函數(shù)結合導數(shù)即可證明..【詳解】(1)令,得,令,則,當時,,,故,則在區(qū)間上單調(diào)遞減,因為,當時,,故實數(shù)m的取值范圍為.(2)依題意在時恒成立,令,解得.下證當時,不等式在時恒成立.先證明:當時,.令,則,令,則,易知,所以在上單調(diào)遞增,,即,所以在上單調(diào)遞增,得,即當時,.再證明:當時,,(*)因為當時,,故只需證明.令,則.①當時,,在上單調(diào)遞增,;②當時,由知,所以,所以(*)成立.綜上所述,實數(shù)m的取值范圍為.【點睛】證明不等式恒成立,結合常用的指對不等式進行適當放縮是比較常用的方法.已知實數(shù),函數(shù),是自然對數(shù)的底數(shù).(1)當時,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)求證:存在極值點,并求的最小值.【答案】(1)單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為(2)【分析】(1)求導,根據(jù)的正負判定函數(shù)的增減即可;(2)根據(jù)導數(shù)的分母正,需要分子有變號零點,轉變?yōu)殡p變量函數(shù)的恒成立和有解問題,利用導數(shù)再次確定新函數(shù)單調(diào)性和最值即可求解.【詳解】(1)當時,,則令,得;令,得;所以,函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.(2)令,因為,所以方程,有兩個不相等的實根,又因為,所以,令,列表如下:0+減極小值增所以存在極值點.所以存在使得成立,所以存在使得,所以存在使得對任意的有解,因此需要討論等式左邊的關于的函數(shù),記,所以,當時,單調(diào)遞減;當時,單調(diào)遞增.所以當時,的最小值為.所以需要,即需要,即需要,即需要因為在上單調(diào)遞增,且,所以需要,故的最小值是.【點睛】方法點睛:對于利用導數(shù)研究函數(shù)的綜合問題的求解策略:1、通常要構造新函數(shù),利用導數(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,構造新函數(shù),直接把問題轉化為函數(shù)的最值問題.3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時,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)后構造的新函數(shù)能直接求出最值點的情況,進行求解,若參變分離不易求解問題,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題的區(qū)別.已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;(2)當時,判斷方程的實根個數(shù).【答案】(1)答案見解析(2)只有1個實根【分析】(1)求得,設,利用導數(shù)求得在上單調(diào)遞增,且,得到的單調(diào)性,得到,分和,兩種情況討論,即可求解;(2)設,求得,設,利用導數(shù)求得單調(diào)遞減,即單調(diào)遞減,進而得到在上單調(diào)遞減,結合零點的存在定理,即可求解.【詳解】(1)解:因為,所以,設,則,設,可得,可得在上單調(diào)遞增,且,所以當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增,所以,即,若,則,所以,在上單調(diào)遞增;若,則當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增.綜上,當時,在上單調(diào)遞增;當時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)解:設,則當時,方程的實根個數(shù)即函數(shù)的零點個數(shù).又由,設,則,由(1)知,所以,所以單調(diào)遞減,即單調(diào)遞減.又當時,,所以當時,,在上單調(diào)遞減,因為,,所以在上存在唯一的零點,所以當時,方程只有1個實根.【點睛】方法技巧:已知函數(shù)零點(方程根)的個數(shù),求參數(shù)的取值范圍問題的三種常用方法:1、直接法,直接根據(jù)題設條件構建關于參數(shù)的不等式(組),再通過解不等式(組)確定參數(shù)的取值范圍2、分離參數(shù)法,先分離參數(shù),將問題轉化成求函數(shù)值域問題加以解決;3、數(shù)形結合法,先對解析式變形,在同一平面直角坐標系中作出函數(shù)的圖象,然后數(shù)形結合求解.結論拓展:與和相關的常見同構模型①,構造函數(shù)或;②,構造函數(shù)或;③,構造函數(shù)或.已知函數(shù)在處有極值1.(1)求的值;(2)若函數(shù)在上單調(diào)遞增,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)求出函數(shù)的導數(shù),根據(jù)題意可列出相應方程,即可求得的值,驗證后即可確定答案;(2)由題意得在上恒成立,繼而參變分離得在內(nèi)恒成立.,構造函數(shù),求出函數(shù)的最小值,即可求得答案.【詳解】(1)由題意知,因為在處取得極值1,所以,解得,即,,當時,,在上單調(diào)遞減,當時,,在上單調(diào)遞增,即在處取得極小值1,符合題意,故.(2)在上恒成立,即在內(nèi)恒成立.令,則,令,得或,令,得或,所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,因為,所以,所以,經(jīng)驗證時,,即符合題意,即的取值范圍為.【點睛】方法點睛:解答第二問根據(jù)函數(shù)的單調(diào)區(qū)間求解參數(shù)取值范圍,得到不等式在上恒成立,即可參變分離,轉化為不等式在內(nèi)恒成立,繼而構造函數(shù),將問題轉化為求解函數(shù)的最值問題.已知函數(shù).(1)試討論的單調(diào)區(qū)間;(2)若有兩個零點,求的取值范圍.【答案】(1)答案見解析;(2)【分析】(1)求出函數(shù)的導數(shù),再分類討論確定一元二次不等式在上的解集即得.(2)利用(1)的信息,用函數(shù)的最小值點表示出a,再構造函數(shù),利用導數(shù)探討的取值范圍,并結合零點存在性定理求解即得.【詳解】(1)函數(shù)的定義域為,求導得,當時,在上恒成立,即在上單調(diào)遞減;當時,令,解得,當時,,當時,,因此在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以當時,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)知,當時,在上單調(diào)遞減,最多只有1個零點,當時,的最小值為,若有兩個零點,則,由,得,,令函數(shù),則在上單調(diào)遞減,又,即當時,,則當,即時,,令函數(shù),當時,,當時,,因此在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則,即,,令函數(shù),由二次函數(shù)的圖象及性質得,,即,于是當,即時,有2個零點,所以若有兩個零點,則的取值范圍為.【點睛】思路點睛:涉及含參的函數(shù)零點問題,利用導數(shù)分類討論,研究函數(shù)的單調(diào)性、最值等,結合零點存在性定理,借助數(shù)形結合思想分析解決問題.已知函數(shù)有兩個不同的極值點.(1)求實數(shù)的取值范圍;(2)已知,且,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)求導,得到有兩個不同的零點,再次求導,分與兩種情況,得到函數(shù)單調(diào)性和極值點情況,得到不等式,求出,再利用零點存在性定理得到答案;(2)由,,變形得到,換元后得到恒成立,構造函數(shù),二次求導,分和,結合函數(shù)單調(diào)性即特殊點的函數(shù)值,求出的取值范圍.【詳解】(1)由題知有兩個不同的零點,設,當時,在上單調(diào)遞減,至多有一個零點,與題意不符;當時,,令得:,且時,時,,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;由題意,,即,解得:.且此時,當時,,當時,,因此,由零點存在定理知在和各有一個零點,符合題意.綜上,.(2)由(1)可知:①,②,因此不等式等價于.又①②得:,代入得,即,設,不等式化為,又恒成立,設,,設.當時,單調(diào)遞減,即單調(diào)遞減,而,在上單調(diào)遞增,而,在上恒成立,符合題意.當時,令得:,且當時,,當時,,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,而,當時,在上單調(diào)遞減,而,與題意不符.綜上所述,.【點睛】導函數(shù)處理零點個數(shù)問題,由于涉及多類問題特征(包括單調(diào)性,特殊位置的函數(shù)值符號,隱零點的探索、參數(shù)的分類討論等),需要學生對多種基本方法,基本思想,基本既能進行整合,注意思路是通過極值的正負和函數(shù)的單調(diào)性判斷函數(shù)的走勢,從而判斷零點個數(shù),較為復雜和綜合的函數(shù)零點個數(shù)問
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