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重難點(diǎn)突破04三次函數(shù)的圖象和性質(zhì)目錄1、基本性質(zhì)設(shè)三次函數(shù)為:(、、、且),其基本性質(zhì)有:性質(zhì)1:=1\*GB3①定義域?yàn)椋?2\*GB3②值域?yàn)?,函?shù)在整個(gè)定義域上沒有最大值、最小值.=3\*GB3③單調(diào)性和圖像:圖像性質(zhì)2:三次方程的實(shí)根個(gè)數(shù)由于三次函數(shù)在高考中出現(xiàn)頻率最高,且四次函數(shù)、分式函數(shù)等都可轉(zhuǎn)化為三次函數(shù)來解決,故以三次函數(shù)為例來研究根的情況,設(shè)三次函數(shù)其導(dǎo)函數(shù)為二次函數(shù):,判別式為:△=,設(shè)的兩根為、,結(jié)合函數(shù)草圖易得:(1)若,則恰有一個(gè)實(shí)根;(2)若,且,則恰有一個(gè)實(shí)根;(3)若,且,則有兩個(gè)不相等的實(shí)根;(4)若,且,則有三個(gè)不相等的實(shí)根.說明:(1)(2)含有一個(gè)實(shí)根的充要條件是曲線與軸只相交一次,即在R上為單調(diào)函數(shù)(或兩極值同號),所以(或,且);(5)有兩個(gè)相異實(shí)根的充要條件是曲線與軸有兩個(gè)公共點(diǎn)且其中之一為切點(diǎn),所以,且;(6)有三個(gè)不相等的實(shí)根的充要條件是曲線與軸有三個(gè)公共點(diǎn),即有一個(gè)極大值,一個(gè)極小值,且兩極值異號.所以且.性質(zhì)3:對稱性(1)三次函數(shù)是中心對稱曲線,且對稱中心是;;(2)奇函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是偶函數(shù),偶函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是奇函數(shù),周期函數(shù)的導(dǎo)數(shù)還是周期函數(shù).2、常用技巧(1)其導(dǎo)函數(shù)為對稱軸為,所以對稱中心的橫坐標(biāo)也就是導(dǎo)函數(shù)的對稱軸,可見,圖象的對稱中心在導(dǎo)函數(shù)的對稱軸上,且又是兩個(gè)極值點(diǎn)的中點(diǎn),同時(shí)也是二階導(dǎo)為零的點(diǎn);(2)是可導(dǎo)函數(shù),若的圖象關(guān)于點(diǎn)對稱,則圖象關(guān)于直線對稱.(3)若圖象關(guān)于直線對稱,則圖象關(guān)于點(diǎn)對稱.(4)已知三次函數(shù)的對稱中心橫坐標(biāo)為,若存在兩個(gè)極值點(diǎn),,則有.題型一:三次函數(shù)的零點(diǎn)問題例1.(2023·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)存在3個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.例2.(2023·江蘇揚(yáng)州·高三校考階段練習(xí))設(shè)為實(shí)數(shù),函數(shù).(1)求的極值;(2)是否存在實(shí)數(shù),使得方程恰好有兩個(gè)實(shí)數(shù)根?若存在,求出實(shí)數(shù)的值;若不存在,請說明理由.例3.(2023·四川綿陽·高三四川省綿陽南山中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù),且在和處取得極值.(1)求函數(shù)的解析式;(2)設(shè)函數(shù),若有且僅有一個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.變式1.(2023·天津河西·高三天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)校考階段練習(xí))已知,.(1)當(dāng),求的極值;(2)當(dāng),,設(shè),求不等式的解集;(3)當(dāng)時(shí),若函數(shù)恰有兩個(gè)零點(diǎn),求的值.變式2.(2023·河北保定·高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線方程;(2)若在上有解,求的取值范圍;(3)設(shè)是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若函數(shù)的零點(diǎn)為,則點(diǎn)恰好就是該函數(shù)的對稱中心.試求的值.變式3.(2023·山西太原·高三太原市外國語學(xué)校??茧A段練習(xí))已知三次函數(shù)過點(diǎn),且函數(shù)在點(diǎn)處的切線恰好是直線.(1)求函數(shù)的解析式;(2)設(shè)函數(shù),若函數(shù)在區(qū)間上有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.變式4.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),.(1)若函數(shù)在上單調(diào)遞增,求的最小值;(2)若函數(shù)的圖象與軸有且只有一個(gè)交點(diǎn),求的取值范圍.題型二:三次函數(shù)的最值、極值問題例4.(2023·云南·高三統(tǒng)考期末)已知函數(shù),.(1)若函數(shù)在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)設(shè).若,在上的最小值為,求的零點(diǎn).例5.(2023·高三課時(shí)練習(xí))已知函數(shù),.(1)若函數(shù)在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)設(shè).若,在上的最小值為,求在上取得最大值時(shí),對應(yīng)的值.例6.(2023·江蘇常州·高三常州市北郊高級中學(xué)校考期中)已知函數(shù)f(x)=,其中a>0.(1)當(dāng)a=1時(shí),求f(x)的單調(diào)增區(qū)間;(2)若曲線y=f(x)在點(diǎn)處的切線與y軸的交點(diǎn)為(0,b),求b+的最小值.變式5.(2023·廣東珠海·高三校聯(lián)考期中)已知函數(shù)(a,),其圖象在點(diǎn)處的切線方程為.(1)求a,b的值;(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值;(3)求函數(shù)在區(qū)間上的最大值.變式6.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),,且.(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)求函數(shù)在區(qū)間上的最大值.變式7.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),且的一個(gè)根為(1)求的值;(2)求證:還有不同于的實(shí)根、,且、、成等差數(shù)列;(3)若函數(shù)的極大值小于,求的取值范圍變式8.(2023·浙江寧波·高三效實(shí)中學(xué)校考期中)已知函數(shù)(其中).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若有兩個(gè)不同的極值點(diǎn),,求的取值范圍.題型三:三次函數(shù)的單調(diào)性問題例7.(2023·陜西商洛·高三校考階段練習(xí))已知三次函數(shù)在R上是增函數(shù),則m的取值范圍是()A.m<2或m>4 B.-4<m<-2 C.2<m<4 D.2≤m≤4例8.(2023·全國·高三專題練習(xí))三次函數(shù)在上是減函數(shù),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.例9.(2023·江西宜春·高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù),,m是實(shí)數(shù).(1)若在區(qū)間(2,+∞)為增函數(shù),求m的取值范圍;(2)在(1)的條件下,函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),求m的取值范圍.變式9.(2023·陜西榆林·高三綏德中學(xué)校考階段練習(xí))已知三次函數(shù)在處取得極值,且在點(diǎn)處的切線與直線平行.(1)求的解析式;(2)若函數(shù)在區(qū)間(1,2)上單調(diào)遞增,求的取值范圍.變式10.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上單調(diào)遞增,則的取值范圍為______.題型四:三次函數(shù)的切線問題例10.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù).(1)求曲線在點(diǎn),處的切線方程;(2)設(shè)常數(shù),如果過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求的取值范圍.例11.(2023·江西·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)設(shè),若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,證明:.例12.(2023·江蘇·高三專題練習(xí))已知函數(shù),滿足,已知點(diǎn)是曲線上任意一點(diǎn),曲線在處的切線為.(1)求切線的傾斜角的取值范圍;(2)若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求實(shí)數(shù)的取值范圍.變式11.(2023·安徽·高三校聯(lián)考期末)已知函數(shù)在處取得極值.(1)求m的值;(2)若過可作曲線的三條切線,求t的取值范圍.變式12.(2023·陜西西安·高三校考階段練習(xí))已知函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程為.(1)求實(shí)數(shù),的值;(2)若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求實(shí)數(shù)的取值范圍.變式13.(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)函數(shù)在處取得極值.(1)設(shè)點(diǎn),求證:過點(diǎn)的切線有且只有一條,并求出該切線方程;(2)若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求的取值范圍;(3)設(shè)曲線在點(diǎn)、處的切線都過點(diǎn),證明:.題型五:三次函數(shù)的對稱問題例13.(2023·全國·高三專題練習(xí))給出定義:設(shè)是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù).若方程有實(shí)數(shù)解,則稱為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)所有的三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”,且該“拐點(diǎn)”也是函數(shù)的圖象的對稱中心.若函數(shù),則(
)A. B. C. D.例14.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)的圖象上存在一定點(diǎn)滿足:若過點(diǎn)的直線與曲線交于不同于的兩點(diǎn),就恒有的定值為,則的值為______.例15.(2023·新疆·統(tǒng)考二模)對于三次函數(shù),給出定義:設(shè)是的導(dǎo)數(shù),是的導(dǎo)數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱點(diǎn)為曲線的“拐點(diǎn)”,可以發(fā)現(xiàn),任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”.設(shè)函數(shù),則_____________.變式14.(多選題)(2023·江蘇南京·高三南京市江寧高級中學(xué)校聯(lián)考期末)對于三次函數(shù),給出定義:是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.某同學(xué)經(jīng)探究發(fā)現(xiàn):任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”;任何一個(gè)三次函數(shù)都有對稱中心,且“拐點(diǎn)”就是對稱中心.若函數(shù),則下列說法正確的是(
)A.的極大值為B.有且僅有2個(gè)零點(diǎn)C.點(diǎn)是的對稱中心D.變式15.(多選題)(2023·廣東佛山·高三南海中學(xué)校考期中)定義:設(shè)是的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)數(shù).若方程有實(shí)數(shù)解,則稱點(diǎn)為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn):任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”且“拐點(diǎn)”就是三次函數(shù)圖像的對稱中心,已知函數(shù)的對稱中心為,則下列說法中正確的有(
)A.,B.函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)C.過可以作兩條直線與圖像相切D.若函數(shù)在區(qū)間上有最大值,則變式16.(多選題)(2023·安徽阜陽·高三安徽省太和中學(xué)??几傎悾┒x:設(shè)是的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱點(diǎn)為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn):任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”且“拐點(diǎn)”就是三次函數(shù)圖像的對稱中心.已知函數(shù)的對稱中心為,則下列說法中正確的有(
)A.,B.的值是199.C.函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)D.過可以作三條直線與圖像相切題型六:三次函數(shù)的綜合問題例16.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),且方程有3個(gè)實(shí)數(shù)根,它們分別是,,2,則的最小值是(
)A.5 B.6 C.1 D.8例17.(2023·陜西西安·高三西安中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù),,給出下列四個(gè)結(jié)論,分別是:①;②在上單調(diào);③有唯一零點(diǎn);④存在,使得.其中有且只有一個(gè)是錯(cuò)誤的,則錯(cuò)誤的一定不可能是(
)A.① B.② C.③ D.④例18.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知,,且,現(xiàn)給出如下結(jié)論:①;②;③;④;⑤.其中正確結(jié)論的序號是__.變式17.(2023·黑龍江大慶·高三大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)校考期末)已知,現(xiàn)給出如下結(jié)論:①;
②;
③;
④.其中正確結(jié)論的序號為(
)A.②③ B.①④ C.②④ D.①③變式18.(2023·湖北·高三校聯(lián)考階段練習(xí))函數(shù)的圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)成中心對稱圖形的充要條件是函數(shù)為奇函數(shù),有同學(xué)發(fā)現(xiàn)可以將其推廣為:函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對稱圖形的充要條件是函數(shù)為奇函數(shù).已知函數(shù).(1)若函數(shù)的對稱中心為,求函數(shù)的解析式.(2)由代數(shù)基本定理可以得到:任何一元次復(fù)系數(shù)多項(xiàng)式在復(fù)數(shù)集中可以分解為n個(gè)一次因式的乘積.進(jìn)而,一元n次多項(xiàng)式方程有n個(gè)復(fù)數(shù)根(重根按重?cái)?shù)計(jì)).如設(shè)實(shí)系數(shù)一元二次方程,在復(fù)數(shù)集內(nèi)的根為,,則方程可變形為,展開得:則有,即,類比上述推理方法可得實(shí)系數(shù)一元三次方程根與系數(shù)的關(guān)系,①若,方程在復(fù)數(shù)集內(nèi)的根為、、,當(dāng)時(shí),求的最大值;②若,函數(shù)的零點(diǎn)分別為、、,求的值.變式19.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上為增函數(shù),在上為減函數(shù),且方程的三個(gè)根分別為.(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)求的取值范圍.變式20.(2023·貴州貴陽·高三貴陽一中校考階段練習(xí))給出定義:設(shè)是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱為函數(shù)的.“固點(diǎn)”.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)所有的三次函數(shù)都有“固點(diǎn)”,且該“固點(diǎn)”也是函數(shù)的圖象的對稱中心.根據(jù)以上信息和相關(guān)知識回答下列問題:已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),試求的對稱中心.(2)討論的單調(diào)性;(3)當(dāng)時(shí),有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,當(dāng)取得最大值時(shí),求的值.題型七:三次函數(shù)恒成立問題例19.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知三次函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)且,.(1)求的極值;(2)求證:對任意,都有.例20.(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)為實(shí)數(shù),函數(shù),.(1)求的極值;(2)對于,,都有,試求實(shí)數(shù)的取值范圍.例21.(2023·四川瀘州·高三瀘州老窖天府中學(xué)??茧A段練習(xí))已知三次函數(shù).(1)若函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程是,求函數(shù)的解析式;(2)在(1)的條件下,若對于區(qū)間上任意兩個(gè)自變量的值,,都有,求出實(shí)數(shù)的取值范圍.變式21.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),為函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)(1)若為函數(shù)的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)的值;(2)的單調(diào)增區(qū)間內(nèi)有且只有兩個(gè)整數(shù)時(shí),求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)對任意時(shí),任意實(shí)數(shù),都有恒成立,求實(shí)數(shù)的最大值.變式22.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),.(1)對任意,使得是函數(shù)在區(qū)間上的最大值,試求最大的實(shí)數(shù).(2)若,對于區(qū)間的任意兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)、,且,都有成立,求的取值范圍.變式23.(2023·遼寧沈陽·高三東北育才學(xué)校??计谥校┮阎瘮?shù),是上的奇函數(shù),當(dāng)時(shí),取得極值.(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極大值;(2)若對任意,都有成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)若對任意,,都有成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.變式24.(2023·江蘇南通·高三江蘇省如東高級中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù),其中,.(1)當(dāng)時(shí),討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)當(dāng),且時(shí),(i)若有兩個(gè)極值點(diǎn),,求證:;(ii)若對任意的,都有成立,求正實(shí)數(shù)的最大值.變式25.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在處取得極值,.(1)求的值與的單調(diào)區(qū)間;(2)設(shè),已知函數(shù),若對于任意、,,都有,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
重難點(diǎn)突破04三次函數(shù)的圖象和性質(zhì)目錄1、基本性質(zhì)設(shè)三次函數(shù)為:(、、、且),其基本性質(zhì)有:性質(zhì)1:=1\*GB3①定義域?yàn)椋?2\*GB3②值域?yàn)椋瘮?shù)在整個(gè)定義域上沒有最大值、最小值.=3\*GB3③單調(diào)性和圖像:圖像性質(zhì)2:三次方程的實(shí)根個(gè)數(shù)由于三次函數(shù)在高考中出現(xiàn)頻率最高,且四次函數(shù)、分式函數(shù)等都可轉(zhuǎn)化為三次函數(shù)來解決,故以三次函數(shù)為例來研究根的情況,設(shè)三次函數(shù)其導(dǎo)函數(shù)為二次函數(shù):,判別式為:△=,設(shè)的兩根為、,結(jié)合函數(shù)草圖易得:(1)若,則恰有一個(gè)實(shí)根;(2)若,且,則恰有一個(gè)實(shí)根;(3)若,且,則有兩個(gè)不相等的實(shí)根;(4)若,且,則有三個(gè)不相等的實(shí)根.說明:(1)(2)含有一個(gè)實(shí)根的充要條件是曲線與軸只相交一次,即在R上為單調(diào)函數(shù)(或兩極值同號),所以(或,且);(5)有兩個(gè)相異實(shí)根的充要條件是曲線與軸有兩個(gè)公共點(diǎn)且其中之一為切點(diǎn),所以,且;(6)有三個(gè)不相等的實(shí)根的充要條件是曲線與軸有三個(gè)公共點(diǎn),即有一個(gè)極大值,一個(gè)極小值,且兩極值異號.所以且.性質(zhì)3:對稱性(1)三次函數(shù)是中心對稱曲線,且對稱中心是;;(2)奇函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是偶函數(shù),偶函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是奇函數(shù),周期函數(shù)的導(dǎo)數(shù)還是周期函數(shù).2、常用技巧(1)其導(dǎo)函數(shù)為對稱軸為,所以對稱中心的橫坐標(biāo)也就是導(dǎo)函數(shù)的對稱軸,可見,圖象的對稱中心在導(dǎo)函數(shù)的對稱軸上,且又是兩個(gè)極值點(diǎn)的中點(diǎn),同時(shí)也是二階導(dǎo)為零的點(diǎn);(2)是可導(dǎo)函數(shù),若的圖象關(guān)于點(diǎn)對稱,則圖象關(guān)于直線對稱.(3)若圖象關(guān)于直線對稱,則圖象關(guān)于點(diǎn)對稱.(4)已知三次函數(shù)的對稱中心橫坐標(biāo)為,若存在兩個(gè)極值點(diǎn),,則有.題型一:三次函數(shù)的零點(diǎn)問題例1.(2023·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)存在3個(gè)零點(diǎn),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】,則,若要存在3個(gè)零點(diǎn),則要存在極大值和極小值,則,令,解得或,且當(dāng)時(shí),,當(dāng),,故的極大值為,極小值為,若要存在3個(gè)零點(diǎn),則,即,解得,故選:B.例2.(2023·江蘇揚(yáng)州·高三校考階段練習(xí))設(shè)為實(shí)數(shù),函數(shù).(1)求的極值;(2)是否存在實(shí)數(shù),使得方程恰好有兩個(gè)實(shí)數(shù)根?若存在,求出實(shí)數(shù)的值;若不存在,請說明理由.【解析】(1),令,得或.∵當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.所以在上遞減,在上遞增,在上遞減,的極小值為,極大值為.(2)由(1)知,在上遞減,在上遞增,在上遞減,而,即函數(shù)的極大值大于極小值.∴當(dāng)極大值等于0時(shí),極小值小于0,此時(shí)曲線與軸恰好有兩個(gè)交點(diǎn),即方程恰好有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,如圖1所示.,即.
當(dāng)極小值等于0時(shí),極大值大于0,此時(shí)曲線與軸恰有兩個(gè)交點(diǎn),即方程恰好有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,如圖2所示.,即.綜上所述,當(dāng)或時(shí),方程恰好有兩個(gè)實(shí)數(shù)根.例3.(2023·四川綿陽·高三四川省綿陽南山中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù),且在和處取得極值.(1)求函數(shù)的解析式;(2)設(shè)函數(shù),若有且僅有一個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1),因?yàn)樵诤吞幦〉脴O值,所以和是方程=0的兩個(gè)根,則,解得,經(jīng)檢驗(yàn)符合已知條件,所以;(2)由題意知,當(dāng)或時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)在上遞減,在上遞增,所以,又取足夠大的正數(shù)時(shí),,取足夠小的負(fù)數(shù)時(shí),,因此,為使曲線與軸有一個(gè)交點(diǎn),結(jié)合的單調(diào)性,得:或,∴或,即當(dāng)或時(shí),使得曲線與軸有一個(gè)交點(diǎn).變式1.(2023·天津河西·高三天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)校考階段練習(xí))已知,.(1)當(dāng),求的極值;(2)當(dāng),,設(shè),求不等式的解集;(3)當(dāng)時(shí),若函數(shù)恰有兩個(gè)零點(diǎn),求的值.【解析】(1),∴,,.0+0-0+-4∴在時(shí),取極大值.在時(shí),取極小值-4.(2),即,設(shè),,單調(diào)增函數(shù),且,∴不等式的解集為.(3),,.,單調(diào)遞增,單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,而,所以至多一個(gè)零點(diǎn),(舍去)..,單調(diào)增,所以至多一個(gè)零點(diǎn),(舍去)..,單調(diào)遞增,單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,而,,∴在上有一個(gè)零點(diǎn),所以在上有一個(gè)零點(diǎn),根據(jù)在單調(diào)遞增,單調(diào)遞減.∴.變式2.(2023·河北保定·高三統(tǒng)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線方程;(2)若在上有解,求的取值范圍;(3)設(shè)是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若函數(shù)的零點(diǎn)為,則點(diǎn)恰好就是該函數(shù)的對稱中心.試求的值.【解析】(1)因?yàn)樗运笄芯€的斜率又因?yàn)榍悬c(diǎn)為所以所求的切線方程為(2)因?yàn)?,所以因?yàn)樵谏嫌薪?,所以不小于在區(qū)間上的最小值.因?yàn)闀r(shí),,所以的取值范圍是.(3)因?yàn)?,所?令可得,所以函數(shù)的對稱中心為,即如果,則,所以.變式3.(2023·山西太原·高三太原市外國語學(xué)校校考階段練習(xí))已知三次函數(shù)過點(diǎn),且函數(shù)在點(diǎn)處的切線恰好是直線.(1)求函數(shù)的解析式;(2)設(shè)函數(shù),若函數(shù)在區(qū)間上有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1),由題意可知:;(2)令,設(shè),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,所以,因?yàn)楹瘮?shù)在區(qū)間上有兩個(gè)零點(diǎn),所以直線與函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),故有,即實(shí)數(shù)的取值范圍為.變式4.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),.(1)若函數(shù)在上單調(diào)遞增,求的最小值;(2)若函數(shù)的圖象與軸有且只有一個(gè)交點(diǎn),求的取值范圍.【解析】(1),,因函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以在恒成立,即,的最小值為.(2),,.①若,則,在上恒成立,在上單調(diào)遞增.,,當(dāng)時(shí),函數(shù)的圖象與軸有且只有一個(gè)交點(diǎn).②若,則,有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,不妨設(shè)為,,.,.當(dāng)變化時(shí),,的取值情況如下表:00增極大值減極小值增,,,同理,.因?yàn)橛星抑挥幸粋€(gè)零點(diǎn),故,解得.故當(dāng)時(shí),函數(shù)的圖象與軸有且只有一個(gè)交點(diǎn).綜上所述,的取值范圍是.題型二:三次函數(shù)的最值、極值問題例4.(2023·云南·高三統(tǒng)考期末)已知函數(shù),.(1)若函數(shù)在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)設(shè).若,在上的最小值為,求的零點(diǎn).【解析】(1)∵在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,∴在上有解,又是對稱軸為的二次函數(shù),所以在上的最大值大于0,而的最大值為,∴,解得:.(2),∴,由得:,,則在,上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又∵當(dāng)時(shí),,,∴在上的最大值點(diǎn)為,最小值為或,而,當(dāng),即時(shí),,得,此時(shí),的零點(diǎn)為;當(dāng),即時(shí),,得(舍).綜上的零點(diǎn)為.例5.(2023·高三課時(shí)練習(xí))已知函數(shù),.(1)若函數(shù)在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)設(shè).若,在上的最小值為,求在上取得最大值時(shí),對應(yīng)的值.【解析】(1)∵在上存在單調(diào)遞增區(qū)間,∴在上有解,即在上成立,而的最大值為,∴,解得:.(2),∴,由得:,,則在,上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又∵當(dāng)時(shí),,,∴在上的最大值點(diǎn)為,最小值為或,而,當(dāng),即時(shí),,得,此時(shí),最大值點(diǎn);當(dāng),即時(shí),,得(舍).綜上在上的最大值點(diǎn)為.例6.(2023·江蘇常州·高三常州市北郊高級中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù)f(x)=,其中a>0.(1)當(dāng)a=1時(shí),求f(x)的單調(diào)增區(qū)間;(2)若曲線y=f(x)在點(diǎn)處的切線與y軸的交點(diǎn)為(0,b),求b+的最小值.【解析】(1)當(dāng)a=1時(shí),,令,得或,故的增區(qū)間為,.(2),則,而,故曲線在的切線方程為:,它與軸的交點(diǎn)為,故,故,其中,設(shè),則,當(dāng)時(shí),;時(shí),,故在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),故即的最小值為.變式5.(2023·廣東珠海·高三校聯(lián)考期中)已知函數(shù)(a,),其圖象在點(diǎn)處的切線方程為.(1)求a,b的值;(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值;(3)求函數(shù)在區(qū)間上的最大值.【解析】(1),,,又圖象在點(diǎn)處的切線方程為,所以,解得;(2)由(1)得,,或時(shí),,時(shí),,所以的增區(qū)間是和,減區(qū)間是,極大值是,極小值是;(3)由(2)知在和上遞增,在上單調(diào)遞減,又,,所以在上的最大值是,最小值是.變式6.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),,且.(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)求函數(shù)在區(qū)間上的最大值.【解析】(1)由得,,解得,曲線在點(diǎn)處的切線方程為,即;(2)由(1),令得或,令得,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,又,函數(shù)在區(qū)間上的最大值為變式7.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),且的一個(gè)根為(1)求的值;(2)求證:還有不同于的實(shí)根、,且、、成等差數(shù)列;(3)若函數(shù)的極大值小于,求的取值范圍【解析】(1),由題意,可知是極大值點(diǎn),故.(2)令,得或,由的單調(diào)性知,是方程的一個(gè)根,則,,方程的根的判別式,,又,()即不是方程的根有不同于的根、,,、、成等差數(shù)列.(3)根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性可知是極大值點(diǎn),,于是,令,求導(dǎo),時(shí),,在上單調(diào)遞減,,即.變式8.(2023·浙江寧波·高三效實(shí)中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù)(其中).(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若有兩個(gè)不同的極值點(diǎn),,求的取值范圍.【解析】(1),①當(dāng)即時(shí),,在上單調(diào)遞增;②當(dāng)時(shí),,,在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2),為()的兩根,,設(shè)(),當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,即.題型三:三次函數(shù)的單調(diào)性問題例7.(2023·陜西商洛·高三??茧A段練習(xí))已知三次函數(shù)在R上是增函數(shù),則m的取值范圍是()A.m<2或m>4 B.-4<m<-2 C.2<m<4 D.2≤m≤4【答案】D【解析】,由題意得恒成立,,,故選D.例8.(2023·全國·高三專題練習(xí))三次函數(shù)在上是減函數(shù),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【解析】對函數(shù)求導(dǎo),得因?yàn)楹瘮?shù)在上是減函數(shù),則在上恒成立,即恒成立,當(dāng),即時(shí),恒成立;當(dāng),即時(shí),,則,即,因?yàn)?,所以,即;又因?yàn)楫?dāng)時(shí),不是三次函數(shù),不滿足題意,所以.故選:A.例9.(2023·江西宜春·高三??茧A段練習(xí))已知函數(shù),,m是實(shí)數(shù).(1)若在區(qū)間(2,+∞)為增函數(shù),求m的取值范圍;(2)在(1)的條件下,函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),求m的取值范圍.【解析】(1),因?yàn)樵趨^(qū)間為增函數(shù),所以在區(qū)間恒成立,所以,即恒成立,由,得.所以的取值范圍是.(2),所以,令,解得或,時(shí),,在上是增函數(shù),不合題意,時(shí),令,解得或,令,解得,所以在遞增,在遞減,所以極大值為,極小值為,要使有3個(gè)零點(diǎn),需,解得.所以的取值范圍是.變式9.(2023·陜西榆林·高三綏德中學(xué)校考階段練習(xí))已知三次函數(shù)在處取得極值,且在點(diǎn)處的切線與直線平行.(1)求的解析式;(2)若函數(shù)在區(qū)間(1,2)上單調(diào)遞增,求的取值范圍.【解析】(1),由題意,解得,所以;(2)由(1),,在是遞增,則在上恒成立,,時(shí),,所以.變式10.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上單調(diào)遞增,則的取值范圍為______.【答案】【解析】①當(dāng)對任意的恒成立時(shí),則,則,對任意的恒成立,則,此時(shí);②當(dāng)對任意的恒成立時(shí),則,則,對任意的恒成立,則,此時(shí)不存在;③當(dāng)時(shí),,則,當(dāng)時(shí),恒成立,則;當(dāng)時(shí),恒成立,則,可得,解得,此時(shí).綜上所述,實(shí)數(shù)的的取值范圍為.故答案為:.題型四:三次函數(shù)的切線問題例10.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù).(1)求曲線在點(diǎn),處的切線方程;(2)設(shè)常數(shù),如果過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求的取值范圍.【解析】(1)函數(shù),.切線方程為,即.(2)由已知關(guān)于的方程,即有三個(gè)不等實(shí)根.令,則.可知在遞減,在遞增,在遞減,的極小值為:,極大值為.所以.例11.(2023·江西·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù).(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)設(shè),若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,證明:.【解析】(1)則在點(diǎn)處的切線方程為整理得(2)構(gòu)造函數(shù),即過點(diǎn)可做曲線的三條切線等價(jià)于函數(shù)有三個(gè)不同的零點(diǎn).,故函數(shù)在上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,所以,即可得例12.(2023·江蘇·高三專題練習(xí))已知函數(shù),滿足,已知點(diǎn)是曲線上任意一點(diǎn),曲線在處的切線為.(1)求切線的傾斜角的取值范圍;(2)若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1)因?yàn)?,則,解得,所以,則,故,,,,,切線的傾斜角的的取值范圍是,,.(2)設(shè)曲線與過點(diǎn),的切線相切于點(diǎn),則切線的斜率為,所以切線方程為因?yàn)辄c(diǎn),在切線上,所以,即,由題意,該方程有三解設(shè),則,令,解得或,當(dāng)或時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以在和上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故的極小值為,極大值為,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.變式11.(2023·安徽·高三校聯(lián)考期末)已知函數(shù)在處取得極值.(1)求m的值;(2)若過可作曲線的三條切線,求t的取值范圍.【解析】(1)因?yàn)?,所以,因?yàn)樵谔幦〉脴O值,所以.經(jīng)驗(yàn)證符合題意;(2)設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,由,得,所以方程為,將代入切線方程,得.令,則,則,解得.當(dāng)或時(shí),,所以在,上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減.所以的極大值為,的極小值為.因?yàn)橛腥龡l切線,所以方程有三個(gè)不同的解,與的圖象有三個(gè)不同的交點(diǎn),所以.變式12.(2023·陜西西安·高三校考階段練習(xí))已知函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程為.(1)求實(shí)數(shù),的值;(2)若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1),由在點(diǎn)處的切線方程為,得,,故,故,(2)由(1)得,過點(diǎn)向曲線做切線,設(shè)切點(diǎn)為,則切線方程為.因?yàn)榍芯€過,故,整理得到:,∵過點(diǎn)可做曲線的三條切線,故方程有3個(gè)不同的解.記,.∴當(dāng)時(shí),有極大值,當(dāng)時(shí),有極小值.故當(dāng),即時(shí),函數(shù)有3個(gè)不同零點(diǎn).∴實(shí)數(shù)的取值范圍是.變式13.(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)函數(shù)在處取得極值.(1)設(shè)點(diǎn),求證:過點(diǎn)的切線有且只有一條,并求出該切線方程;(2)若過點(diǎn)可作曲線的三條切線,求的取值范圍;(3)設(shè)曲線在點(diǎn)、處的切線都過點(diǎn),證明:.【解析】(1)證明:由,得:,由題意可得,所以,.此時(shí),,當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減,所以,函數(shù)在處取得極大值.設(shè)切點(diǎn)為,則切線方程為,即,即為,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入方程可得,即,所以,即點(diǎn)為切點(diǎn),且切點(diǎn)是唯一的,故切線有且只有一條.所以切線方程為.(2)因?yàn)榍芯€方程為,把點(diǎn)的坐標(biāo)代入切線方程可得,因?yàn)橛腥龡l切線,故方程得有三個(gè)不同的實(shí)根.設(shè),,令,可得和.當(dāng)時(shí),,為增函數(shù),當(dāng)時(shí),,為減函數(shù),當(dāng)時(shí),,為增函數(shù),所以,函數(shù)在處取得極大值,且,函數(shù)在處取得極小值,且,因?yàn)榉匠逃腥齻€(gè)根,則,解得,因?yàn)?,,由零點(diǎn)存在定理可知,函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),綜上所述,.(3)證明:假設(shè),則,則,因?yàn)椋裕桑?)可得,兩式相減可得.因?yàn)椋剩汛肷鲜娇傻?,,所以,,所以.又由,這與矛盾.所以假設(shè)不成立,即證得.題型五:三次函數(shù)的對稱問題例13.(2023·全國·高三專題練習(xí))給出定義:設(shè)是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù).若方程有實(shí)數(shù)解,則稱為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)所有的三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”,且該“拐點(diǎn)”也是函數(shù)的圖象的對稱中心.若函數(shù),則(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】由,可得,令,可得,又,所以的圖像的對稱中心為,即,所以,故選:B.例14.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)的圖象上存在一定點(diǎn)滿足:若過點(diǎn)的直線與曲線交于不同于的兩點(diǎn),就恒有的定值為,則的值為______.【答案】2【解析】因?yàn)闉槎c(diǎn),為定值,所以兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱,由可得,設(shè),令,解得,所以根據(jù)三次函數(shù)的對稱中心的二階導(dǎo)數(shù)為0可得是三次函數(shù)的對稱中心,所以,即.故答案為:2例15.(2023·新疆·統(tǒng)考二模)對于三次函數(shù),給出定義:設(shè)是的導(dǎo)數(shù),是的導(dǎo)數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱點(diǎn)為曲線的“拐點(diǎn)”,可以發(fā)現(xiàn),任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”.設(shè)函數(shù),則_____________.【答案】-3033【解析】因?yàn)?,所以,設(shè),則,令,可得,又,所以,即,所以,所以.故答案為:.變式14.(多選題)(2023·江蘇南京·高三南京市江寧高級中學(xué)校聯(lián)考期末)對于三次函數(shù),給出定義:是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.某同學(xué)經(jīng)探究發(fā)現(xiàn):任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”;任何一個(gè)三次函數(shù)都有對稱中心,且“拐點(diǎn)”就是對稱中心.若函數(shù),則下列說法正確的是(
)A.的極大值為B.有且僅有2個(gè)零點(diǎn)C.點(diǎn)是的對稱中心D.【答案】ACD【解析】由函數(shù),可得,令,解得或;令,解得,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),取得極大值,極大值為,所以A正確;又由極小值,且當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)有3個(gè)零點(diǎn),所以B錯(cuò)誤;由,可得,令,可得,又由,所以點(diǎn)是函數(shù)的對稱中心,所以C正確;因?yàn)槭呛瘮?shù)的對稱中心,所以,令,可得,所以,所以,即,所以D正確.故選:ACD.變式15.(多選題)(2023·廣東佛山·高三南海中學(xué)校考期中)定義:設(shè)是的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)數(shù).若方程有實(shí)數(shù)解,則稱點(diǎn)為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn):任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”且“拐點(diǎn)”就是三次函數(shù)圖像的對稱中心,已知函數(shù)的對稱中心為,則下列說法中正確的有(
)A.,B.函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)C.過可以作兩條直線與圖像相切D.若函數(shù)在區(qū)間上有最大值,則【答案】ACD【解析】對于A中,由,可得,則,因?yàn)辄c(diǎn)是對稱中心,結(jié)合題設(shè)中“拐點(diǎn)”的定義可知,且,解得,所以A正確;對于B中,由,可知,則,令,可得或,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;又,則函數(shù)圖象如圖所示,由圖象可知,函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn),所以B錯(cuò)誤;對于C中,因?yàn)?,所以點(diǎn)恰好在的圖象上,畫出函數(shù)的切線,如圖所示,由圖象可知過點(diǎn)可作函數(shù)的兩條切線,所以C正確;
對于D中,若在區(qū)間上有最大值,由上圖可知,最大值只能是,所以且,解得,所以D正確.故選:ACD.變式16.(多選題)(2023·安徽阜陽·高三安徽省太和中學(xué)校考競賽)定義:設(shè)是的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱點(diǎn)為函數(shù)的“拐點(diǎn)”.經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn):任何一個(gè)三次函數(shù)都有“拐點(diǎn)”且“拐點(diǎn)”就是三次函數(shù)圖像的對稱中心.已知函數(shù)的對稱中心為,則下列說法中正確的有(
)A.,B.的值是199.C.函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)D.過可以作三條直線與圖像相切【答案】AB【解析】因?yàn)椋?,從而,由題意,即,解得,故A正確;因?yàn)楹瘮?shù)的對稱中心為,所以有,設(shè),所以有,得,,所以即的值是199.故B正確;因?yàn)?,所以,?dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,所以在與處取得極大值與極小值,又,,即的極大值與極小值大于0,所以函數(shù)不會有3個(gè)零點(diǎn),故C錯(cuò)誤;設(shè)切點(diǎn)為,則切線方程為,又切線過,則,化簡得,即,解得或,即滿足題意的切點(diǎn)只有兩個(gè),所以滿足題意只有兩條切線,故D錯(cuò)誤.故選:AB.題型六:三次函數(shù)的綜合問題例16.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),且方程有3個(gè)實(shí)數(shù)根,它們分別是,,2,則的最小值是(
)A.5 B.6 C.1 D.8【答案】A【解析】由得,因?yàn)樵谏鲜窃龊瘮?shù),在上是減函數(shù),所以,所以,此時(shí)的另外一個(gè)根,所以,因?yàn)榉匠逃?個(gè)實(shí)數(shù)根,它們分別是,,2,所以,所以且,所以則所以,因?yàn)椋?,所以的最小值?.故選:A.例17.(2023·陜西西安·高三西安中學(xué)??计谥校┮阎瘮?shù),,給出下列四個(gè)結(jié)論,分別是:①;②在上單調(diào);③有唯一零點(diǎn);④存在,使得.其中有且只有一個(gè)是錯(cuò)誤的,則錯(cuò)誤的一定不可能是(
)A.① B.② C.③ D.④【答案】C【解析】,假設(shè)①錯(cuò)誤,則,因此二次函數(shù)是開口向下的拋物線,因此④一定正確,當(dāng)時(shí),即時(shí),②成立,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以③有唯一零點(diǎn)正確;假設(shè)②錯(cuò)誤,則在上不單調(diào),所以有,即,兩根為:,顯然④正確,要想①正確,二次函數(shù)是開口向上的拋物線,所以函數(shù)從左到右先增后減再增,要想③正確,只需或,比如當(dāng)時(shí)可以使①③正確;假設(shè)③錯(cuò)誤,則在上單調(diào),且,因此,所以④也錯(cuò)誤;假設(shè)④錯(cuò)誤,則,因此②在上單調(diào)遞增,顯然此時(shí)有,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以③有唯一零點(diǎn)正確,故選:C例18.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知,,且,現(xiàn)給出如下結(jié)論:①;②;③;④;⑤.其中正確結(jié)論的序號是__.【答案】③④⑤【解析】求導(dǎo)函數(shù)可得,當(dāng)時(shí),;當(dāng),或時(shí),,所以的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為,所以的極大值為,的極小值為,函數(shù)沒有最值,要使有三個(gè)解、、,那么結(jié)合函數(shù)草圖可知:,所以,且,所以,,,,故①②錯(cuò)誤;③④⑤正確.故答案為:③④⑤.變式17.(2023·黑龍江大慶·高三大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)??计谀┮阎?,現(xiàn)給出如下結(jié)論:①;
②;
③;
④.其中正確結(jié)論的序號為(
)A.②③ B.①④ C.②④ D.①③【答案】A【解析】分析:先求出f′(x),再進(jìn)行因式分解,求出f′(x)<0和f′(x)>0對應(yīng)x的范圍,即求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值,再由條件判斷出a、b、c的具體范圍和f(1)>0且f(2)<0,進(jìn)行求解得到abc的符號,進(jìn)行判斷出f(0)的符號.由題意得,f′(x)=3x2﹣9x+6=3(x﹣1)(x﹣2),∴當(dāng)x<1或x>2時(shí),f′(x)>0,當(dāng)1<x<2時(shí),f′(x)<0,∴函數(shù)f(x)的增區(qū)間是(﹣∞,1),(2,+∞),減區(qū)間是(1,2),∴函數(shù)的極大值是f(1)=,函數(shù)的極小值是f(2)=2﹣abc,∵a<b<c,且f(a)=f(b)=f(c)=0,∴a<1<b<2<c,f(1)>0且f(2)<0,解得2<,∴f(0)=﹣abc<0,則f(0)f(1)<0、f(0)f(2)>0,故答案為:A.變式18.(2023·湖北·高三校聯(lián)考階段練習(xí))函數(shù)的圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)成中心對稱圖形的充要條件是函數(shù)為奇函數(shù),有同學(xué)發(fā)現(xiàn)可以將其推廣為:函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對稱圖形的充要條件是函數(shù)為奇函數(shù).已知函數(shù).(1)若函數(shù)的對稱中心為,求函數(shù)的解析式.(2)由代數(shù)基本定理可以得到:任何一元次復(fù)系數(shù)多項(xiàng)式在復(fù)數(shù)集中可以分解為n個(gè)一次因式的乘積.進(jìn)而,一元n次多項(xiàng)式方程有n個(gè)復(fù)數(shù)根(重根按重?cái)?shù)計(jì)).如設(shè)實(shí)系數(shù)一元二次方程,在復(fù)數(shù)集內(nèi)的根為,,則方程可變形為,展開得:則有,即,類比上述推理方法可得實(shí)系數(shù)一元三次方程根與系數(shù)的關(guān)系,①若,方程在復(fù)數(shù)集內(nèi)的根為、、,當(dāng)時(shí),求的最大值;②若,函數(shù)的零點(diǎn)分別為、、,求的值.【解析】(1)為奇函數(shù),則恒成立.即,整理得:恒成立,故,解得,故.(2)①若,則,由題有的三個(gè)實(shí)根為,,.設(shè),展開得,故,則,又,故,綜上:當(dāng)時(shí),的最大值為0;②時(shí),,由有,同時(shí)除以得,令,,,由題知是方程的三個(gè)根,則,展開得,則.變式19.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上為增函數(shù),在上為減函數(shù),且方程的三個(gè)根分別為.(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)求的取值范圍.【解析】(1)求導(dǎo)函數(shù)得,由題設(shè)兩根為,則,所以.(2)由(1)和條件得,,則,所以所以是方程的兩根,所以,解得,又,所以所以.所以的范圍是.變式20.(2023·貴州貴陽·高三貴陽一中校考階段練習(xí))給出定義:設(shè)是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),是函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),若方程有實(shí)數(shù)解,則稱為函數(shù)的.“固點(diǎn)”.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)所有的三次函數(shù)都有“固點(diǎn)”,且該“固點(diǎn)”也是函數(shù)的圖象的對稱中心.根據(jù)以上信息和相關(guān)知識回答下列問題:已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),試求的對稱中心.(2)討論的單調(diào)性;(3)當(dāng)時(shí),有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,當(dāng)取得最大值時(shí),求的值.【解析】(1),,,令,,,故的對稱中心為.(2),令,則,,當(dāng)時(shí),,恒成立,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,在,上,,函數(shù)在,上單調(diào)遞增,在上,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,在,上,,函數(shù)在,上單調(diào)遞增,在上,,函數(shù)在上單調(diào)遞減.綜上所述:當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(3),,令,,,所以對稱中心為,當(dāng)和時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;;,要使得有三個(gè)解,故,,且,,是方程的根,由于對稱性,為了簡化研究,只研究的情況,,根據(jù)常數(shù)項(xiàng)知:,根據(jù)對稱性知:,,且,故,即,.當(dāng)時(shí),取得最大值,此時(shí).題型七:三次函數(shù)恒成立問題例19.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知三次函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)且,.(1)求的極值;(2)求證:對任意,都有.【解析】(I)由題意,令且所以由的單調(diào)性可知的極小值為極大值為(II)且從而問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立.試題解析:(I)依題意得,知在和上是減函數(shù),在上是增函數(shù)∴,
(II)法1:易得時(shí),,依題意知,只要由知,只要令,則注意到,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,即在上是減函數(shù),在是增函數(shù),即,綜上知對任意,都有法2:易得時(shí),,由知,,令則注意到,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,即在上是減函數(shù),在是增函數(shù),,所以,即.綜上知對任意,都有.
法3:易得時(shí),,由知,,令,則令,則,知在遞增,注意到,所以,在上是減函數(shù),在是增函數(shù),有,即綜上知對任意,都有.
例20.(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)為實(shí)數(shù),函數(shù),.(1)求的極值;(2)對于,,都有,試求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1)函數(shù)的定義域?yàn)?,,令,可得或,列表如下:增極大值減極小值增故函數(shù)的極大值為,極小值為.(2)對于,,都有,則.由(1)可知,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故當(dāng)時(shí),,因?yàn)椋?,則且不恒為零,故函數(shù)在上單調(diào)遞增,故,由題意可得,故.例21.(2023·四川瀘州·高三瀘州老窖天府中學(xué)校考階段練習(xí))已知三次函數(shù).(1)若函數(shù)在點(diǎn)處的切線方程是,求函數(shù)的解析式;(2)在(1)的條件下,若對于區(qū)間上任意兩個(gè)自變量的值,,都有,求出實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1)由題意,函數(shù),可得,因?yàn)楹瘮?shù)在點(diǎn)處的切線方程是,可得,解得,,所以.(2)由(1)知,令,即,解得,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;所以在和上分別單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,而,,,,所以在區(qū)間上
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