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专题17 函数与导数压轴解答题常考套路归类
【命题规律】
函数与导数是高中数学的重要考查内容,同时也是高等数学的基础,其试题的难度呈逐年上升趋势,通过对近十年的高考数学试题,分析并归纳出五大考点:
(1)含参函数的单调性、极值与最值;
(2)函数的零点问题;
(3)不等式恒成立与存在性问题;
(4)函数不等式的证明.
(5)导数中含三角函数形式的问题
其中,对于函数不等式证明中极值点偏移、隐零点问题、含三角函数形式的问题探究和不等式的放缩应用这四类问题是目前高考函数与导数压轴题的热点.
【核心考点目录】
核心考点一:含参数函数单调性讨论
核心考点二:导数与数列不等式的综合问题
核心考点三:双变量问题
核心考点四:证明不等式
核心考点五:极最值问题
核心考点六:零点问题
核心考点七:不等式恒成立问题
核心考点八:极值点偏移问题与拐点偏移问题
核心考点九:利用导数解决一类整数问题
核心考点十:导数中的同构问题
核心考点十一:洛必达法则
核心考点十二:导数与三角函数结合问题
【真题回归】
1.(2022·天津·统考高考真题)已知,函数
(1)求函数在处的切线方程;
(2)若和有公共点,
(i)当时,求的取值范围;
(ii)求证:.
2.(2022·北京·统考高考真题)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设,讨论函数在上的单调性;
(3)证明:对任意的,有.
3.(2022·浙江·统考高考真题)设函数.
(1)求的单调区间;
(2)已知,曲线上不同的三点处的切线都经过点.证明:
(ⅰ)若,则;
(ⅱ)若,则.
(注:是自然对数的底数)
4.(2022·全国·统考高考真题)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)当时,,求a的取值范围;
(3)设,证明:.
5.(2022·全国·统考高考真题)已知函数.
(1)当时,求的最大值;
(2)若恰有一个零点,求a的取值范围.
6.(2022·全国·统考高考真题)已知函数.
(1)若,求a的取值范围;
(2)证明:若有两个零点,则.
7.(2022·全国·统考高考真题)已知函数和有相同的最小值.
(1)求a;
(2)证明:存在直线,其与两条曲线和共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.
【方法技巧与总结】
1、对称变换
主要用来解决与两个极值点之和、积相关的不等式的证明问题.其解题要点如下:(1)定函数(极值点为),即利用导函数符号的变化判断函数单调性,进而确定函数的极值点x0.
(2)构造函数,即根据极值点构造对称函数,若证 ,则令.
(3)判断单调性,即利用导数讨论的单调性.
(4)比较大小,即判断函数在某段区间上的正负,并得出与的大小关系.
(5)转化,即利用函数的单调性,将与的大小关系转化为与之间的关系,进而得到所证或所求.
【注意】若要证明的符号问题,还需进一步讨论与x0的大小,得出所在的单调区间,从而得出该处导数值的正负.
构造差函数是解决极值点偏移的一种有效方法,函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效
2、应用对数平均不等式证明极值点偏移:
①由题中等式中产生对数;
②将所得含对数的等式进行变形得到;
③利用对数平均不等式来证明相应的问题.
3、 比值代换是一种将双变量问题化为单变量问题的有效途径,然后构造函数利用函数的单调性证明题中的不等式即可.
【核心考点】
核心考点一:含参数函数单调性讨论
【规律方法】
1、导函数为含参一次型的函数单调性
导函数的形式为含参一次函数时,首先讨论一次项系数为0,导函数的符号易于判断,当一次项系数不为雩,讨论导函数的零点与区间端点的大小关系,结合导函数图像判定导函数的符号,写出函数的单调区间.
2、导函数为含参二次型函数的单调性
当主导函数(决定导函数符号的函数)为二次函数时,确定原函数单调区间的问题转化为探究该二次函数在给定区间上根的判定问题.对于此二次函数根的判定有两种情况:
(1)若该二次函数不容易因式分解,就要通过判别式来判断根的情况,然后再划分定义域;
(2)若该二次函数容易因式分解,令该二次函数等于零,求根并比较大小,然后再划分定义域,判定导函数的符号,从而判断原函数的单调性.
3、导函数为含参二阶求导型的函数单调性
当无法直接通过解不等式得到一阶导函数的符号时,可对“主导”函数