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文檔簡介
考向16利用導數研究函數的極值與最值【2022·全國·高考真題(理)】當時,函數取得最大值,則(
)A. B. C. D.1答案:B【解析】因為函數定義域為,所以依題可知,,,而,所以,即,所以,因此函數在上遞增,在上遞減,時取最大值,滿足題意,即有.故選:B.【2022·全國·高考真題(文)】函數在區間的最小值、最大值分別為(
)A. B. C. D.答案:D【解析】,所以在區間和上,即單調遞增;在區間上,即單調遞減,又,,,所以在區間上的最小值為,最大值為.故選:D1.由圖象判斷函數的極值,要抓住兩點:(1)由的圖象與x軸的交點,可得函數的可能極值點;(2)由導函數的圖象可以看出的值的正負,從而可得函數的單調性.兩者結合可得極值點.2.已知函數極值,確定函數解析式中的參數時,要注意:(1)根據極值點的導數為0和極值這兩個條件列方程組,利用待定系數法求解;(2)因為導數值等于0不是此點為極值點的充要條件,所以用待定系數法求解后必須檢驗.3.求函數在閉區間內的最值的思路(1)若所給的閉區間不含有參數,則只需對函數求導,并求在區間內的根,再計算使導數等于零的根的函數值,把該函數值與,比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.(2)若所給的閉區間含有參數,則需對函數求導,通過對參數分類討論,判斷函數的單調性,從而得到函數的最值.(1)若函數在區間D上存在最小值和最大值,則不等式在區間D上恒成立;不等式在區間D上恒成立;不等式在區間D上恒成立;不等式在區間D上恒成立;(2)若函數在區間D上不存在最大(小)值,且值域為,則不等式在區間D上恒成立.不等式在區間D上恒成立.(3)若函數在區間D上存在最小值和最大值,即,則對不等式有解問題有以下結論:不等式在區間D上有解;不等式在區間D上有解;不等式在區間D上有解;不等式在區間D上有解;(4)若函數在區間D上不存在最大(小)值,如值域為,則對不等式有解問題有以下結論:不等式在區間D上有解不等式在區間D上有解(5)對于任意的,總存在,使得;(6)對于任意的,總存在,使得;(7)若存在,對于任意的,使得;(8)若存在,對于任意的,使得;(9)對于任意的,使得;(10)對于任意的,使得;(11)若存在,總存在,使得(12)若存在,總存在,使得.1.函數的極值函數在點附近有定義,如果對附近的所有點都有,則稱是函數的一個極大值,記作.如果對附近的所有點都有,則稱是函數的一個極小值,記作.極大值與極小值統稱為極值,稱為極值點.求可導函數極值的一般步驟(1)先確定函數的定義域;(2)求導數;(3)求方程的根;(4)檢驗在方程的根的左右兩側的符號,如果在根的左側附近為正,在右側附近為負,那么函數在這個根處取得極大值;如果在根的左側附近為負,在右側附近為正,那么函數在這個根處取得極小值.注①可導函數在點處取得極值的充要條件是:是導函數的變號零點,即,且在左側與右側,的符號導號.②是為極值點的既不充分也不必要條件,如,,但不是極值點.另外,極值點也可以是不可導的,如函數,在極小值點是不可導的,于是有如下結論:為可導函數的極值點;但為的極值點.2.函數的最值函數最大值為極大值與靠近極小值的端點之間的最大者;函數最小值為極小值與靠近極大值的端點之間的最小者.導函數為(1)當時,最大值是與中的最大者;最小值是與中的最小者.(2)當時,最大值是與中的最大者;最小值是與中的最小者.一般地,設是定義在上的函數,在內有導數,求函數在上的最大值與最小值可分為兩步進行:(1)求在內的極值(極大值或極小值);(2)將的各極值與和比較,其中最大的一個為最大值,最小的一個為最小值.注①函數的極值反映函數在一點附近情況,是局部函數值的比較,故極值不一定是最值;函數的最值是對函數在整個區間上函數值比較而言的,故函數的最值可能是極值,也可能是區間端點處的函數值;②函數的極值點必是開區間的點,不能是區間的端點;③函數的最值必在極值點或區間端點處取得.1.(2023·山西太原·三模(文))已知函數(1)若在時取得極小值,求實數k的值;(2)若過點可以作出函數的兩條切線,求證:2.(2023·湖北·模擬預測)已知函數,().(1)若存在兩個極值點,求實數的取值范圍;(2)若,為的兩個極值點,證明:.3.(2023·河南鄭州·高三階段練習(文))已知函數.(1)若,求曲線在點處的切線方程;(2)若在處取得極值,求的單調區間及其最大值與最小值.4.(2023·全國·高三專題練習(理))已知函數,其中.(1)討論的單調性;(2)若,,求的最大值.5.(2023·山東菏澤·高三期末)設函數.(1)求曲線在點處的切線與兩坐標軸圍成的三角形的面積;(2)求函數在區間上的最大值和最小值.6.(2023·北京市第九中學模擬預測)已知.(1)當時,判斷函數零點的個數;(2)求證:.1.(2023·內蒙古·烏蘭浩特一中模擬預測(文))已知函數的最小值分別為,則(
)A. B. C. D.的大小關系不確定2.(2023·北京·北大附中三模)如圖矩形,沿對折使得點與邊上的點重合,則的長度可以用含的式子表示,那么長度的最小值為(
)A.4 B.8 C. D.3.(2023·安徽·合肥一六八中學模擬預測(文))已知函數為定義在上的增函數,且對,若不等式對恒成立,則實數a的取值范圍是(
)A. B. C. D.4.(2023·江西省豐城中學模擬預測(文))已知函數在上有最小值,則實數的取值范圍為(
)A. B. C. D.5.(2023·廣東深圳·高三階段練習)已知函數有兩個極值點,且,則的極大值為(
)A. B. C. D.6.(2023·廣東廣州·三模)設為函數的導函數,已知,則(
)A.在單調遞增B.在單調遞減C.在上有極大值D.在上有極小值7.(2023·全國·模擬預測(文))下列結論正確的是(
)A.設函數,其中a,,當a=-3,時,函數有兩個零點B.函數沒有極值點C.關于x的方程在區間上僅有一個實根,則實數a的取值范圍為D.函數有兩個零點8.(2023·全國·高三專題練習)已知函數在區間上既有極大值又有極小值,則實數a的取值范圍是(
)A. B. C. D.9.(2023·安徽·蒙城第一中學高三階段練習(文))已知為常數,函數有兩個極值點,其中一個極值點滿足,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.10.(多選題)(2023·湖南·湘潭一中高三階段練習)已知函數,則下列結論正確的是(
)A.函數只有一個零點B.函數只有極大值而無極小值C.當時,方程有且只有兩個實根D.若當時,,則t的最大值為211.(多選題)(2023·重慶八中模擬預測)設函數的定義域為,是的極小值點,以下結論一定正確的是(
)A.是的最小值點B.是的極大值點C.是的極大值點D.是的極大值點12.(多選題)(2023·全國·高三專題練習)(多選)已知函數,其導函數為,給出以下命題正確的是(
)A.的單調遞減區間是B.的極小值是C.當時,對任意的且,恒有D.函數有且只有一個零點13.(多選題)(2023·全國·模擬預測)已知函數,,若,不等式恒成立,則正數的取值可以是(
)A. B. C. D.14.(多選題)(2023·全國·模擬預測)已知,則(
)A.的定義域是B.若直線和的圖像有交點,則C.D.15.(2023·福建·福州三中高三階段練習)如果兩個函數存在零點,分別為,若滿足,則稱兩個函數互為“度零點函數”.若與互為“2度零點函數”,則實數的最大值為___________.16.(2023·浙江湖州·模擬預測)設,若存在,使得,則稱函數與互為“n度零點函數”.若與互為“1度零點函數”,則實數a的取值范圍為_____________.17.(2023·河南省杞縣高中模擬預測(理))實數x,y滿足,則的值為______.18.(2023·河南新鄉·高三期末(文))已知函數在x=2處取得極小值,則______.19.(2023·全國·高三專題練習(理))若函數在區間上存在極值,則實數的取值范圍是________.20.(2023·全國·高三專題練習(理))已知x=是函數的極值點,則a=________.21.(2023·江蘇無錫·模擬預測)已知函數,其中m>0,f'(x)為f(x)的導函數,設,且恒成立.(1)求m的取值范圍;(2)設函數f(x)的零點為x0,函數f'(x)的極小值點為x1,求證:x0>x1.22.(2023·青海·海東市第一中學模擬預測(理))已知函數,.(1)若,求函數的極值;(2)設,當時,(是函數的導數),求a的取值范圍.23.(2023·廣東·大埔縣虎山中學高三階段練習)已知函數的圖象在點處的切線方程為.(1)若,求,;(2)若在上恒成立,求的取值范圍.24.(2023·河南·開封市東信學校模擬預測(文))已知函數.(1)當時,求的單調區間;(2)設函數的最大值為m,證明:.25.(2023·全國·鄭州一中模擬預測(理))已知函數.(1)討論函數的單調性;(2)當時,證明:.26.(2023·廣東深圳·高三階段練習)已知函數(1)若對任意的,都有恒成立,求實數的取值范圍;(2)設是兩個不相等的實數,且.求證:27.(2023·山東師范大學附中高三期中)設函數(1)當時,求的單調區間;(2)任意正實數,當時,試判斷與的大小關系并證明28.(2023·山東·德州市教育科學研究院三模)已知函數,曲線在處的切線與直線垂直.(1)設,求的單調區間;(2)當,且時,,求實數的取值范圍.29.(2023·北京市大興區興華中學三模)設函數,.(1)當時,求在點處的切線方程;(2)當時,恒成立,求a的取值范圍;(3)求證:當時,.1.(2023·全國·高考真題(理))當時,函數取得最大值,則(
)A. B. C. D.12.(2023·全國·高考真題(文))函數在區間的最小值、最大值分別為(
)A. B. C. D.3.(2023·全國·高考真題(理))設,若為函數的極大值點,則(
)A. B. C. D.4.(2023·全國·高考真題(理))已知和分別是函數(且)的極小值點和極大值點.若,則a的取值范圍是____________.5.(2023·全國·高考真題)函數的最小值為______.6.(2023·全國·高考真題)已知函數和有相同的最小值.(1)求a;(2)證明:存在直線,其與兩條曲線和共有三個不同的交點,并且從左到右的三個交點的橫坐標成等差數列.7.(2023·全國·高考真題(文))已知函數.(1)當時,求的最大值;(2)若恰有一個零點,求a的取值范圍.8.(2023·北京·高考真題)已知函數.(1)若,求曲線在點處的切線方程;(2)若在處取得極值,求的單調區間,以及其最大值與最小值.9.(2023·天津·高考真題)已知,函數.(I)求曲線在點處的切線方程:(II)證明存在唯一的極值點(III)若存在a,使得對任意成立,求實數b的取值范圍.10.(2023·全國·高考真題(理))設函數,已知是函數的極值點.(1)求a;(2)設函數.證明:.1.【解析】(1)解:∴,∴當時,令,得∴在單調遞減,在單調遞增,所以在時取得極小值,∴(2)證明:設切點為,∴切線為,又切線過點,∴∴,(*)設則∴在單詞遞減,在單調遞增.∵過點可作的兩條切線,∴方程(*)有兩解∴,由,得∴,即.2.【解析】(1)(1),,若存在兩個極值點,則在上有兩個根,所以有兩個根,即與,有兩個交點,,所以在上,,單調遞增,在上,,單調遞減,所以時,,所以,所以的取值范圍為.(2)證明:由(1)知,且,,所以,所以只需證明,令,故,原不等式等價于對成立,令,,所以單調遞減,則有(1).3.【解析】(1)當時,定義域為,,,,故在點處的切線方程為:,即;(2)由題意得:,,故,此時,經檢驗,符合要求,,令時,,,令得:或,令得:,的單調遞增區間為,,單調遞減區間為;又當時,恒成立,當時,恒成立,故,,即最大值為,最小值為.4.【解析】(1),當時,當恒成立,在上單調遞增;當時,令,得,令,得,在上單調遞增,在上單調遞減,綜上所述:當時,在上單調遞增;當時,在上單調遞增,在上單調遞減.(2)依題意得對任意恒成立,即對任意恒成立,令,則,令,則在上單調遞增,,當時,,即;當時,,即,在上單調遞減,在上單調遞增,,,故的最大值為.5.【解析】(1)解:由題意,函數,則,可得,所以曲線在點處的切線方程為,即,可得直線在x軸,y軸上的截距分別為,,所以所求三角形的面積為.(2)解:由,則,所以函數為增函數,又因為,所以當時,,所以函數在上單調遞增,所以函數在區間上的最大值為,最小值為.即函數在區間上的最大值為,最小值為.6.【解析】(1)當時,,,當且僅當時取“=”,所以在R上單調遞增,而,即0是的唯一零點,所以函數零點的個數是1.(2),令,則,因,則,因此,函數在上單調遞增,,,所以當時,成立.1.答案:A【解析】令,則,∵當時,;當時,,所以在上單調遞減,在上單調遞減,所以,所以,∴(當且僅當時“”成立),,(當且僅當時,“”成立),,.所以故選:A2.答案:D【解析】設,,,,則,則有和,代入,解得:,令和,導函數,即可得的最大值在時取得,此時,求得此時,故選:D.3.答案:D【解析】∵,,∴,∵不等式對恒成立,∴對恒成立,∵函數為定義在上的增函數,∴,化為:,令,則,時,,此時函數單調遞增;時,,此時函數單調遞減.∴時,函數取得極大值..∴.則實數a的取值范圍是.故選:D.4.答案:D【解析】解:,,若函數在上有最小值,即在先遞減再遞增,即在先小于0,再大于0,令,得,令,,只需的斜率大于過的的切線的斜率即可,設切點是,,則切線方程是:,將代入切線方程得:,故切點是,切線的斜率是1,只需即可,解得,即,故選:D.5.答案:B【解析】解:因為,,所以有兩個不同的實數解,且由根與系數的關系得,,由題意可得,解得,此時,,當時,,單調遞增,當時,,單調遞減,故當時,取得極大值.故選:B.6.答案:D【解析】由題意知:,,令,則,顯然當時,,單減,當時,,單增,故A,B錯誤;在上有極小值,令,則,又,則,故在上有極小值,C錯誤;D正確.故選:D.7.答案:C【解析】A.因為函數,所以,令,得,當或時,,當時,,所以當時,取得極大值,當時,取得極小值,又,所以,所以函數有一個零點,故錯誤;B.因為,所以,當時,,當時,,所以是的極小值點,故錯誤;C.令,則,當或時,,當時,,所以當時,取得極大值,當時,取得極小值,因為方程在區間上僅有一個實根,所以或,解得或,所以實數a的取值范圍為,故正確;D.因為,所以,令,得,當時,,當時,,所以當時,函數取得極大值,又時,,時,,所以函數只有一個零點,故錯誤;故選:C8.答案:C【解析】函數,導函數.因為在上既有極大值又有極小值,所以在內應有兩個不同的異號實數根.,解得:,實數a的取值范圍.故選:C.9.答案:D【解析】,由函數有兩個極值點,則等價于有兩個解,即與有兩個交點,所以.直線過點由在點處的切線為,顯然直線過點當時,直線與曲線交于不同兩點(如下圖),且,,令,則,所以單調遞增,,即,故選:D.10.(多選題)答案:CD【解析】對于A,由得:,解得,A不正確;對于B,對求導得:,當或時,,當時,,即函數在,上單調遞減,在上單調遞增,因此,函數在處取得極小值,在處取得極大值,B不正確;對于C,由選項B知,作出曲線及直線,如圖,觀察圖象得當時,直線與曲線有2個交點,所以當時,方程有且只有兩個實根,C正確;對于D,因,而函數在上單調遞減,因此當時,,當且僅當,即,所以t的最大值為2,D正確.故選:CD11.(多選題)答案:BD【解析】對A,是的極小值點,不一定是最小值點,故A錯誤;對B,因函數與函數的圖象關于x軸對稱,故應是的極大值點,故B正確;對C,因函數與函數的圖象關于y軸對稱,故應是的極小值點,故C錯誤;對D,因函數與函數的圖象關于原點對稱,故是的極大值點,故D正確.故選:BD.12.(多選題)答案:ABCD【解析】,其導函數為.令,解得,,當時,即或時,函數單調遞增,當時,即時,函數單調遞減;故當時,函數有極小值,極小值為,當時,函數有極大值,極大值為,,故函數只有一個零點,又故ABD正確;令,則故在上,即在上單調遞增,根據切割線的定義可知,當時,對任意的,恒有,即對任意的,恒有,即,故C正確;故選:ABCD.13.(多選題)答案:AB【解析】因為,所以在上單調遞增,所以對,;,所以,當時,;當時,,函數在上單調遞增,在上單調遞減,∴;因為,任意,不等式恒成立,即,整理得,解得或,所以正數的取值范圍為;6e與均在區間內,與均不在區間內;故選:AB.14.(多選題)答案:AC【解析】A:,所以的定義域為,故A正確;B:,設,則,有在上恒成立,故在上單調遞減,且,所以當時,當時,則在上單調遞增,在上單調遞減,所以,若直線與的圖像有交點,則,故B錯誤;C:由B中的分析,,代入得,故C正確;D:由B中的分析,,代入得,故D錯誤.故選:AC15.答案:【解析】函數的零點為3,設函數的零點為,則.,令,,;,即函數在上單調遞增,在上單調遞減,,即實數的最大值為.故答案為:16.答案:【解析】解:由,解得,由,得,設其解為,因為與互為“1度零點函數”,所以,解得,又,設,則,當時,是增函數,當時,是減函數,∴,又,,∴實數a的取值范圍為.故答案為:17.答案:【解析】因為,所以.顯然,令,則,且,令,則,所以當時,;當時,,所以在上單調遞減,在上單調遞增,所以對,,即,當且僅當時等號成立.綜上,當且僅當時,成立,此時,解得.故答案為:18.答案:1或3【解析】依題意,,因在x=2處取得極小值,則,解得m=1或m=3,經檢驗,當m=1或m=3時,在x=2處均取得極小值,所以m的值為1或3.故答案為:1或319.答案:【解析】由,得,因為函數在區間上存在極值,所以在上有變號零點,因為,所以,即在上有解,轉化為在上有解.因為,所以,即,于是,得.由此可得.實數a的取值范圍是.故答案為:.20.答案:1【解析】解:由f(x)=xln(ax)+1,得f′(x)=ln(ax)+x··a=ln(ax)+1,又x=是f(x)的極值點,所以f′=ln+1=0,則a=1,所以,則,令,得x=,且時,,在上單調遞減,時,,在上單調遞增,所以經驗證a=1時,x=是函數f(x)=xln(ax)+1的極值點.所以a=1.故答案為:1.21.【解析】(1)由題設知,則,所以當x>1時,h'(x)>0,則h(x)在區間(1,+∞)是增函數,當0<x<1時,h'(x)<0,則h(x)在區間(0,1)是減函數,所以h(x)min=h(1)=,解得,所以m的取值范圍為(2)令則=恒成立,所以t(x)在(0,+∞)單調遞增.又,所以存在,使得t(x2)=0,當x∈(0,x2)時,t'(x)<0,即f''(x)<0,則f'(x)在(0,x2)單調遞減;當x∈(x2,+∞)時,t'(x)>0,即f''(x)>0,則f'(x)在(x2,+∞)單調遞增;所以f'(x)在x=x2處取得極小值.即x1=x2,所以t(x1)=0,即,所以,令,則s(x)在(0,+∞)單調遞增;所以s(x1)<0因為f(x)的零點為x0,則,即s(x0)=0所以s(x1)<s(x0),所以x0>x122.【解析】(1)解:,令,得或,當或時,,當時,,所以函數在(0,1)上單調遞增,在(1,e)上單調遞減,在上單調遞增,所以函數的極大值為,函數的極小值為.(2),,即,即,設,,設,,當時,,當時,,所以函數在(0,1)上單調遞減,在上單調遞增,,即,則函數在上單調遞增,則由,得在上恒成立,即在上恒成立.設,,當時,,當時,,所以函數在(0,e)上單調遞增,在上單調遞減,所以,故.23.【解析】(1)解:,,所以,即又.又點在切線上,,所以,又,所以,.(2)解:,在,上恒成立,設,則在,上恒成立,,又,而當時.當即時,在上恒成立,;當即時,時,且當時,,當時,;則①,又與①矛盾,不符題意,故舍去.綜上所述,的取值范圍為.24.【解析】(1)當時,.∴,令,得.∴當時,,函數單調遞增;當時,,函數單調遞減.故函數的減區間為,增區間為;(2)由,令,得.∴當時,,函數單調遞增;當時,,函數單調遞減.∴.令,則.∴當時,,函數單調遞減;當時,,函數單調遞增.∴,即.25.【解析】(1)依題意知,,令得,當時,在上,單調遞減,在單調遞增;當時,在上,單調遞增,在單調遞減.(2)依題意,要證,①當時,,,故原不等式成立,②當時,要證:,即證:,令,則,,∴在單調遞減,∴,∴在單調遞減,∴,即,故原不等式成立.26.【解析】(1)當時,,因為,所以,即,不符合題意;
當時,,當時,,當時,,所以在上單調遞增,在上單調遞減.
所以.
由恒成立可知,所以.
又因為,所以的取值范圍為.(2)因為,所以,即.令,由題意可知,存在不相等的兩個實數,,使得.
由(1)可知在區間上單調遞增,在區間上單調遞減.不妨設,則.設,
則,所以在上單調遞增,
所以,即在區間上恒成立.因為,所以.
因為,所以.
又因為,,且在區間上單調遞增,所以,即.27.【解析】(1)時,,,令得;令得或故的單增區間為,單減區間為,(2)結論:,證明如下:設,由均為正數且得設,則①當時,由得即故單調遞減,從而而,此時成立②當時,在上單調遞減,在上單調遞增故的最小值為此時只需證,化簡后即證設,故單調遞增,從而有,即證綜上:不等式得證.28.【解析】(1)∵曲線在處的切線與直線垂直,則,即∴,的定義域為則當時,,時,,函數的單調增區間為,單調減區間為,(2)當,且時,,即構建,則當,由當時恒成立在上單調遞減且當時,,則;當時,,則∴當,且時,.當時,當時,在上單調遞增且∴當時,,可得,與題設矛盾.當,則在上單調遞增且∴當時,,可得,與題設矛盾.綜上所述:的取值范圍為.29.【解析】(1),,即切線.,,則切線方程為:.(2),恒成立等價于,恒成立.設,,,,為增函數,,,為減函數,所以,即.(3),等價于,.設,,,設,,,所以在為增函數,即,所以,即在為增函數,即,即證:.1.答案:B【解析】因為函數定義域為,所以依題可知,,,而,所以,即,所以,因此函數在上遞增,在上遞減,時取最大值,滿足題意,即有.故選:B.2.答案:D【解析】,所以在區間和上,即單調遞增;在區間上,即單調遞減,又,,,所以在區間上的最小值為,最大值為.故選:D3.答案:D【解析】若,則為單調函數,無極值點,不符合題意,故.有和兩個不同零點,且在左右附近是不變號,在左右附近是變號的.依題意,為函數的極大值點,在左右附近都是小于零的.當時,由,,畫出的圖象如下圖所示:由圖可知,,故.當時,由時,,畫出的圖象如下圖所示:由圖可知,,故.綜上所述,成立.故選:D4.答案:【解析】解:,因為分別是函數的極小值點和極大值點,所以函數在和上遞減,在上遞增,所以當時,,當時,,若時,當時,,則此時,與前面矛盾,故不符合題意,若時,則方程的兩個根為,即方程的兩個根為,即函數與函數的圖象有兩個不同的交點,∵,∴函數的圖象是單調遞減的指數函數,又∵,∴的圖象由指數函數向下關于軸作對稱變換,然后將圖象上的每個點的橫坐標保持不變,縱坐標伸長或縮短為原來的倍得到,如圖所示:設過原點且與函數的圖象相切的直線的切點為,則切線的斜率為,故切線方程為,則有,解得,則切線的斜率為,因為函數與函數的圖象有兩個不同的交點,所以,解得,又,所以,綜上所述,的范圍為.5.答案:1【解析】由題設知:定義域為,∴當時,,此時單調遞減;當時,,有,此時單調遞減;當時,,有,此時單調遞增;又在各分段的界點處連續,∴綜上有:時,單調遞減,時,單調遞增;∴故答案為:1.6.【解析】(1)的定義域為,而,若,則,此時無最小值,故.的定義域為,而.當時,,故在上為減函數,當時,,故在上為增函數,故.當時,,故在上為減函數,當時,,故在上為增函數,故.因為和有相同的最小值,故,整理得到,其中,設,則,故為上的減函數,而,故的唯一解為,故的解為.綜上,.(2)由(1)可得和的最小值為.當時,考慮的解的個數、的解的個數.設,,當時,,當時,,故在上為減函數,在上為增函數,所以,而,,設,其中,則,故在上為增函數,故,故,故有兩個不同的零點,即的解的個數為2.設,,當時,,當時,,故在上為減函數,在上為增函數,所以,而,,有兩個不同的零點即的解的個數為2.當,由(1)討論可得、僅有一個解,當時,由(1)討論可得、均無根,故若存在直線與曲線、有三個不同的交點,則.設,其中,故,設,,則,故在上為增函數,故即,所以,所以在上為增函數,而,,故在上有且只有一個零點,且:當時,即即,當時,即即,因此若存在直線與曲線、有三個不同的交點,故,此時有兩個不同的根,此時有兩個不同的根,故,,,所以即即,故為方程的解,同理也為方程的解又可化為即即,故為方程的解,同理也為方程的解,所以,而,故即.7.【解析】(1)當時,,則,當時,,單調遞增;當時,,單調遞減;所以;(2),則,當時,,所以當時,,單調遞增;當時,,單調遞減;所以,此時函數無零點,不合題意;當時,,在上,,單調遞增;在上,,單調遞減;又,由(1)得,即,所以,當時,,則存在,使得,所以僅在有唯一零點,符合題意;當時,,所以單調遞增,又,所以有唯一零點,符合題意;當時,,在上,,單調遞增;在上,,單調遞減;此時,由(1)得當時,,,所以,此時存在,使得,所以在有一個零點,在無零點,所以有唯一零點,符合題意;綜上,a的取值范圍為.8.【解析】(1)當時,,則,,,此時,曲線在點處的切線方程為,即;(2)因為,則,由題意可得,解得,故,,列表如下:增極大值減極小值增所以,函數的增區間為、,單調遞減區間為.當時,;當時,.所以,,.9.【解析】(I),則,又,則切線方程為;(II)令,則,令,則,當時,,單調遞減;當時,,單調遞增,當時,,,當時,,畫出大致圖像如下:所以當時,與僅有一個交點,令,則,且,當時,,則,單調遞增,當時,,則,單調遞減,為的極大值點,故存在唯一的極值點;(III)由(II)知,此時,所以,令,若存在a,使得對任意成立,等價于存在,使得,即,,,當時,,單調遞減,當時,,單調遞增,所以,故,所以實數b的取值范圍.10.【解析】(1)由,,又是函數的極值點,所以,解得;(2)[方法一]:轉化為有分母的函數由(Ⅰ)知,,其定義域為.要證,即證,即證.(ⅰ)當時,,,即證.令,因為,所以在區間內為增函數,所以.(ⅱ)當時,,,即證,由(ⅰ)分析知在區間內為減函數,所以.綜合(ⅰ)(ⅱ)有.[方法二]【最優解】:轉化為無分母函數由(1)得,,且,當時,要證,,,即證,化簡得;同理,當時,要證,,,即證,化簡得;令,再令,則,,令,,當時,,單減,故;當時,,單增,故;綜上所述,在恒成立.[方法三]:利用導數不等式中的常見結論證明令,因為,所以在區間內是增函數,在區間內是減函數,所以,即(當且僅當時取等號).故當且時,且,,即,所以.(ⅰ)當時,,所以,即,所以.(ⅱ)當時,,同理可證得.綜合(ⅰ)(ⅱ)得,當且時,,即.【整體點評】(2)方法一利用不等式的性質分類轉化分式不等式:當時,轉化為證明,當時,轉化為證明,然后構造函數,利用導數研究單調性,進而證得;方法二利用不等式的性質分類討論分別轉化為整式不等式:當時,成立和當時,成立,然后換元構造,利用導數研究單調性進而證得,通性通法,運算簡潔,為最優解;方法三先構造函數,利用導數分析單調性,證得常見常用結論(當且僅當時取等號).然后換元得到,分類討論,利用不等式的基本性質證得要證得不等式,有一定的巧合性.考向16利用導數研究函數的極值與最值【2022·全國·高考真題(理)】當時,函數取得最大值,則(
)A. B. C. D.1答案:B【解析】因為函數定義域為,所以依題可知,,,而,所以,即,所以,因此函數在上遞增,在上遞減,時取最大值,滿足題意,即有.故選:B.【2022·全國·高考真題(文)】函數在區間的最小值、最大值分別為(
)A. B. C. D.答案:D【解析】,所以在區間和上,即單調遞增;在區間上,即單調遞減,又,,,所以在區間上的最小值為,最大值為.故選:D1.由圖象判斷函數的極值,要抓住兩點:(1)由的圖象與x軸的交點,可得函數的可能極值點;(2)由導函數的圖象可以看出的值的正負,從而可得函數的單調性.兩者結合可得極值點.2.已知函數極值,確定函數解析式中的參數時,要注意:(1)根據極值點的導數為0和極值這兩個條件列方程組,利用待定系數法求解;(2)因為導數值等于0不是此點為極值點的充要條件,所以用待定系數法求解后必須檢驗.3.求函數在閉區間內的最值的思路(1)若所給的閉區間不含有參數,則只需對函數求導,并求在區間內的根,再計算使導數等于零的根的函數值,把該函數值與,比較,其中最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.(2)若所給的閉區間含有參數,則需對函數求導,通過對參數分類討論,判斷函數的單調性,從而得到函數的最值.(1)若函數在區間D上存在最小值和最大值,則不等式在區間D上恒成立;不等式在區間D上恒成立;不等式在區間D上恒成立;不等式在區間D上恒成立;(2)若函數在區間D上不存在最大(小)值,且值域為,則不等式在區間D上恒成立.不等式在區間D上恒成立.(3)若函數在區間D上存在最小值和最大值,即,則對不等式有解問題有以下結論:不等式在區間D上有解;不等式在區間D上有解;不等式在區間D上有解;不等式在區間D上有解;(4)若函數在區間D上不存在最大(小)值,如值域為,則對不等式有解問題有以下結論:不等式在區間D上有解不等式在區間D上有解(5)對于任意的,總存在,使得;(6)對于任意的,總存在,使得;(7)若存在,對于任意的,使得;(8)若存在,對于任意的,使得;(9)對于任意的,使得;(10)對于任意的,使得;(11)若存在,總存在,使得(12)若存在,總存在,使得.1.函數的極值函數在點附近有定義,如果對附近的所有點都有,則稱是函數的一個極大值,記作.如果對附近的所有點都有,則稱是函數的一個極小值,記作.極大值與極小值統稱為極值,稱為極值點.求可導函數極值的一般步驟(1)先確定函數的定義域;(2)求導數;(3)求方程的根;(4)檢驗在方程的根的左右兩側的符號,如果在根的左側附近為正,在右側附近為負,那么函數在這個根處取得極大值;如果在根的左側附近為負,在右側附近為正,那么函數在這個根處取得極小值.注①可導函數在點處取得極值的充要條件是:是導函數的變號零點,即,且在左側與右側,的符號導號.②是為極值點的既不充分也不必要條件,如,,但不是極值點.另外,極值點也可以是不可導的,如函數,在極小值點是不可導的,于是有如下結論:為可導函數的極值點;但為的極值點.2.函數的最值函數最大值為極大值與靠近極小值的端點之間的最大者;函數最小值為極小值與靠近極大值的端點之間的最小者.導函數為(1)當時,最大值是與中的最大者;最小值是與中的最小者.(2)當時,最大值是與中的最大者;最小值是與中的最小者.一般地,設是定義在上的函數,在內有導數,求函數在上的最大值與最小值可分為兩步進行:(1)求在內的極值(極大值或極小值);(2)將的各極值與和比較,其中最大的一個為最大值,最小的一個為最小值.注①函數的極值反映函數在一點附近情況,是局部函數值的比較,故極值不一定是最值;函數的最值是對函數在整個區間上函數值比較而言的,故函數的最值可能是極值,也可能是區間端點處的函數值;②函數的極值點必是開區間的點,不能是區間的端點;③函數的最值必在極值點或區間端點處取得.1.(2023·山西太原·三模(文))已知函數(1)若在時取得極小值,求實數k的值;(2)若過點可以作出函數的兩條切線,求證:【解析】(1)解:∴,∴當時,令,得∴在單調遞減,在單調遞增,所以在時取得極小值,∴(2)證明:設切點為,∴切線為,又切線過點,∴∴,(*)設則∴在單詞遞減,在單調遞增.∵過點可作的兩條切線,∴方程(*)有兩解∴,由,得∴,即.2.(2023·湖北·模擬預測)已知函數,().(1)若存在兩個極值點,求實數的取值范圍;(2)若,為的兩個極值點,證明:.【解析】(1)(1),,若存在兩個極值點,則在上有兩個根,所以有兩個根,即與,有兩個交點,,所以在上,,單調遞增,在上,,單調遞減,所以時,,所以,所以的取值范圍為.(2)證明:由(1)知,且,,所以,所以只需證明,令,故,原不等式等價于對成立,令,,所以單調遞減,則有(1).3.(2023·河南鄭州·高三階段練習(文))已知函數.(1)若,求曲線在點處的切線方程;(2)若在處取得極值,求的單調區間及其最大值與最小值.【解析】(1)當時,定義域為,,,,故在點處的切線方程為:,即;(2)由題意得:,,故,此時,經檢驗,符合要求,,令時,,,令得:或,令得:,的單調遞增區間為,,單調遞減區間為;又當時,恒成立,當時,恒成立,故,,即最大值為,最小值為.4.(2023·全國·高三專題練習(理))已知函數,其中.(1)討論的單調性;(2)若,,求的最大值.【解析】(1),當時,當恒成立,在上單調遞增;當時,令,得,令,得,在上單調遞增,在上單調遞減,綜上所述:當時,在上單調遞增;當時,在上單調遞增,在上單調遞減.(2)依題意得對任意恒成立,即對任意恒成立,令,則,令,則在上單調遞增,,當時,,即;當時,,即,在上單調遞減,在上單調遞增,,,故的最大值為.5.(2023·山東菏澤·高三期末)設函數.(1)求曲線在點處的切線與兩坐標軸圍成的三角形的面積;(2)求函數在區間上的最大值和最小值.【解析】(1)解:由題意,函數,則,可得,所以曲線在點處的切線方程為,即,可得直線在x軸,y軸上的截距分別為,,所以所求三角形的面積為.(2)解:由,則,所以函數為增函數,又因為,所以當時,,所以函數在上單調遞增,所以函數在區間上的最大值為,最小值為.即函數在區間上的最大值為,最小值為.6.(2023·北京市第九中學模擬預測)已知.(1)當時,判斷函數零點的個數;(2)求證:.【解析】(1)當時,,,當且僅當時取“=”,所以在R上單調遞增,而,即0是的唯一零點,所以函數零點的個數是1.(2),令,則,因,則,因此,函數在上單調遞增,,,所以當時,成立.1.(2023·內蒙古·烏蘭浩特一中模擬預測(文))已知函數的最小值分別為,則(
)A. B. C. D.的大小關系不確定答案:A【解析】令,則,∵當時,;當時,,所以在上單調遞減,在上單調遞減,所以,所以,∴(當且僅當時“”成立),,(當且僅當時,“”成立),,.所以故選:A2.(2023·北京·北大附中三模)如圖矩形,沿對折使得點與邊上的點重合,則的長度可以用含的式子表示,那么長度的最小值為(
)A.4 B.8 C. D.答案:D【解析】設,,,,則,則有和,代入,解得:,令和,導函數,即可得的最大值在時取得,此時,求得此時,故選:D.3.(2023·安徽·合肥一六八中學模擬預測(文))已知函數為定義在上的增函數,且對,若不等式對恒成立,則實數a的取值范圍是(
)A. B. C. D.答案:D【解析】∵,,∴,∵不等式對恒成立,∴對恒成立,∵函數為定義在上的增函數,∴,化為:,令,則,時,,此時函數單調遞增;時,,此時函數單調遞減.∴時,函數取得極大值..∴.則實數a的取值范圍是.故選:D.4.(2023·江西省豐城中學模擬預測(文))已知函數在上有最小值,則實數的取值范圍為(
)A. B. C. D.答案:D【解析】解:,,若函數在上有最小值,即在先遞減再遞增,即在先小于0,再大于0,令,得,令,,只需的斜率大于過的的切線的斜率即可,設切點是,,則切線方程是:,將代入切線方程得:,故切點是,切線的斜率是1,只需即可,解得,即,故選:D.5.(2023·廣東深圳·高三階段練習)已知函數有兩個極值點,且,則的極大值為(
)A. B. C. D.答案:B【解析】解:因為,,所以有兩個不同的實數解,且由根與系數的關系得,,由題意可得,解得,此時,,當時,,單調遞增,當時,,單調遞減,故當時,取得極大值.故選:B.6.(2023·廣東廣州·三模)設為函數的導函數,已知,則(
)A.在單調遞增B.在單調遞減C.在上有極大值D.在上有極小值答案:D【解析】由題意知:,,令,則,顯然當時,,單減,當時,,單增,故A,B錯誤;在上有極小值,令,則,又,則,故在上有極小值,C錯誤;D正確.故選:D.7.(2023·全國·模擬預測(文))下列結論正確的是(
)A.設函數,其中a,,當a=-3,時,函數有兩個零點B.函數沒有極值點C.關于x的方程在區間上僅有一個實根,則實數a的取值范圍為D.函數有兩個零點答案:C【解析】A.因為函數,所以,令,得,當或時,,當時,,所以當時,取得極大值,當時,取得極小值,又,所以,所以函數有一個零點,故錯誤;B.因為,所以,當時,,當時,,所以是的極小值點,故錯誤;C.令,則,當或時,,當時,,所以當時,取得極大值,當時,取得極小值,因為方程在區間上僅有一個實根,所以或,解得或,所以實數a的取值范圍為,故正確;D.因為,所以,令,得,當時,,當時,,所以當時,函數取得極大值,又時,,時,,所以函數只有一個零點,故錯誤;故選:C8.(2023·全國·高三專題練習)已知函數在區間上既有極大值又有極小值,則實數a的取值范圍是(
)A. B. C. D.答案:C【解析】函數,導函數.因為在上既有極大值又有極小值,所以在內應有兩個不同的異號實數根.,解得:,實數a的取值范圍.故選:C.9.(2023·安徽·蒙城第一中學高三階段練習(文))已知為常數,函數有兩個極值點,其中一個極值點滿足,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.答案:D【解析】,由函數有兩個極值點,則等價于有兩個解,即與有兩個交點,所以.直線過點由在點處的切線為,顯然直線過點當時,直線與曲線交于不同兩點(如下圖),且,,令,則,所以單調遞增,,即,故選:D.10.(多選題)(2023·湖南·湘潭一中高三階段練習)已知函數,則下列結論正確的是(
)A.函數只有一個零點B.函數只有極大值而無極小值C.當時,方程有且只有兩個實根D.若當時,,則t的最大值為2答案:CD【解析】對于A,由得:,解得,A不正確;對于B,對求導得:,當或時,,當時,,即函數在,上單調遞減,在上單調遞增,因此,函數在處取得極小值,在處取得極大值,B不正確;對于C,由選項B知,作出曲線及直線,如圖,觀察圖象得當時,直線與曲線有2個交點,所以當時,方程有且只有兩個實根,C正確;對于D,因,而函數在上單調遞減,因此當時,,當且僅當,即,所以t的最大值為2,D正確.故選:CD11.(多選題)(2023·重慶八中模擬預測)設函數的定義域為,是的極小值點,以下結論一定正確的是(
)A.是的最小值點B.是的極大值點C.是的極大值點D.是的極大值點答案:BD【解析】對A,是的極小值點,不一定是最小值點,故A錯誤;對B,因函數與函數的圖象關于x軸對稱,故應是的極大值點,故B正確;對C,因函數與函數的圖象關于y軸對稱,故應是的極小值點,故C錯誤;對D,因函數與函數的圖象關于原點對稱,故是的極大值點,故D正確.故選:BD.12.(多選題)(2023·全國·高三專題練習)(多選)已知函數,其導函數為,給出以下命題正確的是(
)A.的單調遞減區間是B.的極小值是C.當時,對任意的且,恒有D.函數有且只有一個零點答案:ABCD【解析】,其導函數為.令,解得,,當時,即或時,函數單調遞增,當時,即時,函數單調遞減;故當時,函數有極小值,極小值為,當時,函數有極大值,極大值為,,故函數只有一個零點,又故ABD正確;令,則故在上,即在上單調遞增,根據切割線的定義可知,當時,對任意的,恒有,即對任意的,恒有,即,故C正確;故選:ABCD.13.(多選題)(2023·全國·模擬預測)已知函數,,若,不等式恒成立,則正數的取值可以是(
)A. B. C. D.答案:AB【解析】因為,所以在上單調遞增,所以對,;,所以,當時,;當時,,函數在上單調遞增,在上單調遞減,∴;因為,任意,不等式恒成立,即,整理得,解得或,所以正數的取值范圍為;6e與均在區間內,與均不在區間內;故選:AB.14.(多選題)(2023·全國·模擬預測)已知,則(
)A.的定義域是B.若直線和的圖像有交點,則C.D.答案:AC【解析】A:,所以的定義域為,故A正確;B:,設,則,有在上恒成立,故在上單調遞減,且,所以當時,當時,則在上單調遞增,在上單調遞減,所以,若直線與的圖像有交點,則,故B錯誤;C:由B中的分析,,代入得,故C正確;D:由B中的分析,,代入得,故D錯誤.故選:AC15.(2023·福建·福州三中高三階段練習)如果兩個函數存在零點,分別為,若滿足,則稱兩個函數互為“度零點函數”.若與互為“2度零點函數”,則實數的最大值為___________.答案:【解析】函數的零點為3,設函數的零點為,則.,令,,;,即函數在上單調遞增,在上單調遞減,,即實數的最大值為.故答案為:16.(2023·浙江湖州·模擬預測)設,若存在,使得,則稱函數與互為“n度零點函數”.若與互為“1度零點函數”,則實數a的取值范圍為_____________.答案:【解析】解:由,解得,由,得,設其解為,因為與互為“1度零點函數”,所以,解得,又,設,則,當時,是增函數,當時,是減函數,∴,又,,∴實數a的取值范圍為.故答案為:17.(2023·河南省杞縣高中模擬預測(理))實數x,y滿足,則的值為______.答案:【解析】因為,所以.顯然,令,則,且,令,則,所以當時,;當時,,所以在上單調遞減,在上單調遞增,所以對,,即,當且僅當時等號成立.綜上,當且僅當時,成立,此時,解得.故答案為:18.(2023·河南新鄉·高三期末(文))已知函數在x=2處取得極小值,則______.答案:1或3【解析】依題意,,因在x=2處取得極小值,則,解得m=1或m=3,經檢驗,當m=1或m=3時,在x=2處均取得極小值,所以m的值為1或3.故答案為:1或319.(2023·全國·高三專題練習(理))若函數在區間上存在極值,則實數的取值范圍是________.答案:【解析】由,得,因為函數在區間上存在極值,所以在上有變號零點,因為,所以,即在上有解,轉化為在上有解.因為,所以,即,于是,得.由此可得.實數a的取值范圍是.故答案為:.20.(2023·全國·高三專題練習(理))已知x=是函數的極值點,則a=________.答案:1【解析】解:由f(x)=xln(ax)+1,得f′(x)=ln(ax)+x··a=ln(ax)+1,又x=是f(x)的極值點,所以f′=ln+1=0,則a=1,所以,則,令,得x=,且時,,在上單調遞減,時,,在上單調遞增,所以經驗證a=1時,x=是函數f(x)=xln(ax)+1的極值點.所以a=1.故答案為:1.21.(2023·江蘇無錫·模擬預測)已知函數,其中m>0,f'(x)為f(x)的導函數,設,且恒成立.(1)求m的取值范圍;(2)設函數f(x)的零點為x0,函數f'(x)的極小值點為x1,求證:x0>x1.【解析】(1)由題設知,則,所以當x>1時,h'(x)>0,則h(x)在區間(1,+∞)是增函數,當0<x<1時,h'(x)<0,則h(x)在區間(0,1)是減函數,所以h(x)min=h(1)=,解得,所以m的取值范圍為(2)令則=恒成立,所以t(x)在(0,+∞)單調遞增.又,所以存在,使得t(x2)=0,當x∈(0,x2)時,t'(x)<0,即f''(x)<0,則f'(x)在(0,x2)單調遞減;當x∈(x2,+∞)時,t'(x)>0,即f''(x)>0,則f'(x)在(x2,+∞)單調遞增;所以f'(x)在x=x2處取得極小值.即x1=x2,所以t(x1)=0,即,所以,令,則s(x)在(0,+∞)單調遞增;所以s(x1)<0因為f(x)的零點為x0,則,即s(x0)=0所以s(x1)<s(x0),所以x0>x122.(2023·青海·海東市第一中學模擬預測(理))已知函數,.(1)若,求函數的極值;(2)設,當時,(是函數的導數),求a的取值范圍.【解析】(1)解:,令,得或,當或時,,當時,,所以函數在(0,1)上單調遞增,在(1,e)上單調遞減,在上單調遞增,所以函數的極大值為,函數的極小值為.(2),,即,即,設,,設,,當時,,當時,,所以函數在(0,1)上單調遞減,在上單調遞增,,即,則函數在上單調遞增,則由,得在上恒成立,即在上恒成立.設,,當時,,當時,,所以函數在(0,e)上單調遞增,在上單調遞減,所以,故.23.(2023·廣東·大埔縣虎山中學高三階段練習)已知函數的圖象在點處的切線方程為.(1)若,求,;(2)若在上恒成立,求的取值范圍.【解析】(1)解:,,所以,即又.又點在切線上,,所以,又,所以,.(2)解:,在,上恒成立,設,則在,上恒成立,,又,而當時.當即時,在上恒成立,;當即時,時,且當時,,當時,;則①,又與①矛盾,不符題意,故舍去.綜上所述,的取值范圍為.24.(2023·河南·開封市東信學校模擬預測(文))已知函數.(1)當時,求的單調區間;(2)設函數的最大值為m,證明:.【解析】(1)當時,.∴,令,得.∴當時,,函數單調遞增;當時,,函數單調遞減.故函數的減區間為,增區間為;(2)由,令,得.∴當時,,函數單調遞增;當時,,函數單調遞減.∴.令,則.∴當時,,函數單調遞減;當時,,函數單調遞增.∴,即.25.(2023·全國·鄭州一中模擬預測(理))已知函數.(1)討論函數的單調性;(2)當時,證明:.【解析】(1)依題意知,,令得,當時,在上,單調遞減,在單調遞增;當時,在上,單調遞增,在單調遞減.(2)依題意,要證,①當時,,,故原不等式成立,②當時,要證:,即證:,令,則,,∴在單調遞減,∴,∴在單調遞減,∴,即,故原不等式成立.26.(2023·廣東深圳·高三階段練習)已知函數(1)若對任意的,都有恒成立,求實數的取值范圍;(2)設是兩個不相等的實數,且.求證:【解析】(1)當時,,因為,所以,即,不符合題意;
當時,,當時,,當時,,所以在上單調遞增,在上單調遞減.
所以.
由恒成立可知,所以.
又因為,所以的取值范圍為.(2)因為,所以,即.令,由題意可知,存在不相等的兩個實數,,使得.
由(1)可知在區間上單調遞增,在區間上單調遞減.不妨設,則.設,
則,所以在上單調遞增,
所以,即在區間上恒成立.因為,所以.
因為,所以.
又因為,,且在區間上單調遞增,所以,即.27.(2023·山東師范大學附中高三期中)設函數(1)當時,求的單調區間;(2)任意正實數,當時,試判斷與的大小關系并證明【解析】(1)時,,,令得;令得或故的單增區間為,單減區間為,(2)結論:,證明如下:設,由均為正數且得設,則①當時,由得即故單調遞減,從而而,此時成立②當時,在上單調遞減,在上單調遞增故的最小值為此時只需證,化簡后即證設,故單調遞增,從而有,即證綜上:不等式得證.28.(2023·山東·德州市教育科學研究院三模)已知函數,曲線在處的切線與直線垂直.(1)設,求的單調區間;(2)當,且時,,求實數的取值范圍.【解析】(1)∵曲線在處的切線與直線垂直,則,即∴,的定義域為則當時,,時,,函數的單調增區間為,單調減區間為,(2)當,且時,,即構建,則當,由當時恒成立在上單調遞減且當時,,則;當時,,則∴當,且時,.當時,當時,在上單調遞增且∴當時,,可得,與題設矛盾.當,則在上單調遞增且∴當時,,可得,與題設矛盾.綜上所述:的取值范圍為.29.(2023·北京市大興區興華中學三模)設函數,.(1)當時,求在點處的切線方程;(2)當時,恒成立,求a的取值范圍;(3)求證:當時,.【解析】(1),,即切線.,,則切線方程為:.(2),恒成立等價于,恒成立.設,,,,為增函數,,,為減函數,所以,即.(3),等價于,.設,,,設,,,所以在為增函數,即,所以,即在為增函數,即,即證:.1.(2023·全國·高考真題(理))當時,函數取得最大值,則(
)A. B. C. D.1答案:B【解析】因為函數定義域為,所以依題可知,,,而,所以,即,所以,因此函數在上遞增,在上遞減,時取最大值,滿足題意,即有.故選:B.2.(2023·全國·高考真題(文))函數在區間的最小值、最大值分別為(
)A. B. C. D.答案:D【解析】,所以在區間和上,即單調遞增;在區間上,即單調遞減,又,,,所以在區間上的最小值為,最大值為.故選:D3.(2023·全國·高考真題(理))設,若為函數的極大值點,則(
)A. B. C. D.答案:D【解析】若,則為單調函數,無極值點,不符合題意,故.有和兩個不同零點,且在左右附近是不變號,在左右附近是變號的.依題意,為函數的極大值點,在左右附近都是小于零的.當時,由,,畫出的圖象如下圖所示:由圖可知,,故.當時,由時,,畫出的圖象如下圖所示:由圖可知,,故.綜上所述,成立.故選:D4.(2023·全國·高考真題(理))已知和分別是函數(且)的極小值點和極大值點.若,則a的取值范圍是____________.答案:【解析】解:,因為分別是函數的極小值點和極大值點,所以函數在和上遞減,在
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