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专题08 导数与函数综合压轴(选填题)
函数与导数的综合是高考必考的内容,难度较大,大都以压轴题的形式出现,面对这种类型的题目,大部分考生都会很茫然,无所适从的感觉,究其原因是没有认真分析总结这些题目的特点和解题思路。
函数与导数的综合压轴题主要命题方向:嵌套函数、函数零点、恒成立与存在问题(前三个命题方向在前面的专题已讲)、同构、极值点偏移、隐零点、整数解、凹凸函数、特殊距离、极值与最值的含参问题等,重点考查单调性、极值、零点等知识点,解题主要思路是巧妙处理参数((主要有全分离、半分离、不分离三种策略),然后再讨论一般的情况,有时还需要通讨论时往从特殊的参数导数值但正或恒负开始,路就是借助导散工具得到函数的单调性,进过条件缩小参数的范围降低难度。整体的解题思路是利用单调性结合图象的特征解决问题,而对于双变量问题往往可以放缩为单变量问题处理。
一、热点题型归纳
题型1.函数同构问题
题型2.极值点偏移问题1(韦达定理)
题型3.极值点偏移问题2(比值、差值代换)
题型4.凹凸函数相关问题
题型5.整数解(根)问题
题型6.隐零点问题
题型7.函数中的特殊距离问题
题型8.极值含参问题
题型9.最值含参问题
题型10.不等式放缩问题
二、最新模考题组练
三、十年高考真题练
【题型1】 函数同构问题
【解题技巧】在某些函数方程、不等式问题中,可以通过等价变形,将方程或不等式变成左右两端结构一致的情形,进而构造函数,运用函数的单调性来解决问题,这种处理问题的方法叫做同构。同构一般用在方程、不等式、函数零点、反函数等相关问题中,用好同构,需要较强的观察能力和一定的解题经验。
常见同构体:;;;;;。
【典例分析】
1. (2023成都高三月考)已知函数,若存在,使得成立,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【分析】,,观察共性,借助共性,构造函数,利用函数单调性解方程.
【解析】由,得,在单调递增,单调递减,且满足.
则在单调递增,当时,.
,,,
,.
于单调递增,单调递减..故选C.
【评析】本题主要考查同构思想,通过恒等变形,构造函数,利用导数研究函数单调性解方程,注意左右代数结构一致,考查数形结合思想,考查的核心素养是逻辑推理,数学运算.
2.(2022湖南高三期中)若对任意,恒有,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
【分析】不等式两边同时乘以,等价变形为,利用,,将不等式变形为,构造函数,不等式变形为,利用导数判断函数在上单调递增,从而确定在恒成立,即在恒成立.构造新函数,利用导数求函数的最大值,确定的取值范围,即可.
【解析】由题意可知,不等式变形为.
设,则
.
当时,即在上单调递减.
当时,即在上单调递增.
则在上有且只有一个极值点,该极值点就是的最小值点.
所以,即在上单调递增.
若使得对任意,恒有成立.则需对任意,恒有成立.
即对任意,恒有成立,则在恒成立.
设则.
当时,,函数在上单调递增
当时,,函数在上单调递减
则在上有且只有一个极值点,该极值点就是的最大值点.
所以,即,则实数的最小值为.故选:D
【评析】本题主要考查同构思想,通过恒等变形,构造函数,利用导数研究函数单调性解不等式,注意左右代数结构一致,考查数形结合思想,考查的核心素养是逻辑推理,数学运算.
【变式演练】
1.(2022江西高三模拟)已知,若关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为______.
【分析】先将不等式变形为,令,,由与互为反函数得只需要即可,即,然后用导数求出左边的最小值即可.
【解析】显然,由,得,则令,,
因为与互为反函数,所以只需要即可,即,
令,则,所以可得在上单调递减,在上单调递增,
所以,即.故答案为:
【评析】利用同构思想,观察互为反函数,根据互为反函数的两个函数的图象关于对称.
2.(2022·安徽·高三阶段练习)已知函数,若关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,得,.
记,易知在上单调递增,,
,,记,,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
,,,故选:C.
3.(2022浙江高三联考)已知,若对于任意的,不等式恒成立,则的最小值为______.
【答案】
【分析】不等式等价变形,利用同构函数的单调性得解
【详解】
令,,∴在上单调递增.∵,,
∴,∴恒成立,
令,只需,,
∴单调递增,∴单调递减,
时,的最大值为,∴,∴的最小值为.故答案为:
【题型2】极值点偏移问题1 (韦达定理)
【解题技巧】
函数的极值点偏移问题,是导数应用问题,呈现的形式往往非常简洁,涉及函数的双零点,是一个多元数学问题,不管待证的是两个