内容正文:
拓展5-6 一元函数的导数及其应用高频题型专攻
一、导数定义的理解与应用
七、由函数的极值求参数
二、导数的基本运算
八、用导数求函数的最值
三、导数的几何意义与应用
九、由函数的最值求参数
四、用导数求函数的单调性
十、构造法解函数不等式
五、由函数的单调性求参数
十一、导数与函数零点的综合
六、用导数求函数的极值
十二、导数与不等式的综合
一、导数定义的理解与应用
【例1】若函数的导函数存在,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,所以,
故选:C.
【例2】如图是函数的部分图象,记的导函数为,则下列选项中值最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由图知,,,,所以排除A,B;
设的图象在处的点为,
显然的斜率小于在处的切线斜率,
则,且,可转化为,
所以的值最小,排除D.
故选:C.
【变式1-1】已知函数则式子表示( )
A.在处的导数
B.在处的导数
C.在上的平均变化率
D.在上的平均变化率
【答案】C
【详解】解:因为
所以表示在上的平均变化率.
故选:C.
【变式1-2】若可导函数的图象过原点,且满足,则等于( )
A. B.2 C. D.1
【答案】C
【详解】∵图象过原点,∴,
∴,
故选:C
【变式1-3】函数的图像如图所示,下列数值排序正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由函数的图像可知,
当时,单调递增,
,,.
随着的增大,曲线在每个点处的斜率在逐渐减小,即导函数是单调递减的,
.
故选:A.
二、导数的基本运算
【例3】(多选)下列求导的运算中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C正确;
对于D,,故D正确;
故选:ACD.
【例4】已知函数满足,则 .
【答案】
【详解】由,有,
所以,
所以,
所以,
故答案为:.
【变式2-1】已知函数,则 .
【答案】3
【详解】令,
则,所以,
所以
.
故答案为:3.
【变式2-2】已知函数,则( )
A.1 B.0 C.-1 D.
【答案】C
【详解】由题意得,
故.
故选:C.
【变式2-3】已知函数的导函数为,且满足,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:,
则,
故选:A
三、导数的几何意义与应用
【例5】曲线在处的切线方程为 .
【答案】
【详解】当时,,
,
所以曲线的切线的斜率,切点,
故切线方程为,
即
故答案为:
【例6】曲线与曲线在点处的切线互相垂直,则 .
【答案】0
【详解】由题意得,则,
因为,
所以,
因为曲线与曲线在点处的切线互相垂直,
所以,
即,解得
故答案为:.
【变式3-1】函数在点处的切线方程为 .
【答案】
【详解】的导数为
故,又,
故函数在处的切线方程为,即得.
故答案为:
【变式3-2】若直线是曲线的切线,则的值可以是 .(写出一个值即可)
【答案】或(写出其中一个)
【详解】设切点为,
,
所以切线方程为,
整理得,
由得,
所以,
消去并化简得,
解得或,
则或,
所以的值为或.
故答案为:或(写出其中一个)
【变式3-3】直线是曲线和的公切线,则( )
A. B. C.或 D.
【答案】C
【详解】对于,设切点为,求导得,
则在该点处的斜率为,
则切线方程为:,即,
对于,设切点为,求导得,
则在该点处的斜率为,
则切线方程为:,即,
因为是公切线,
所以,即,
所以,即,
所以
即或,解得或,
当时,此时,,所以
当时,此时,,所以,
所以或,
故选:C.
四、用导数求函数的单调性
【例7】设函数 ,的单调递减区间为( )
A. B. C.和 D.
【答案】C
【详解】函数的定义域为,求导得,
由,即,解得或,
所以函数的单调减区间为和.
故选:C
【例8】已知函数的图象是下列四个图象之一,且其导函数的图象如图所示,则该函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知,当和时,导函数,函数单调递减;
当时,导函数,函数单调递增,故函数的图象如图D.
故选:D
【变式4-1】(多选)如图是函数的导函数的图象,则下列判断正确的是( )
A.在区间上单调递增
B.在区间上单调递减
C.在区间上单调递增
D.在区间上单调递减
【答案】BC
【详解】由图知:上,上,
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以在、上不单调,在、上分别单调递减、单调递增.
故选:BC
【变式4-2】已知函数与的图象如图所示,则函数( )
A.在区间上是减函数 B.在区间上是减函数
C.在区间上是减函数 D.在区间上是减函数
【答案】B
【详解】由得,
由题中图象可知,当时,,所以,则函数单调递增;
当时,,所以,则函数单调递减;
当时,,所以,则函数单调递增;
当时,,所以,则函数单调递减;
故ACD都错,B正确,
故选:B
【变式4-3】已知函数.
(1)当时,求在点处的切线方程;
(2)若,试讨论的单调性.
【答案】(1)
(2)当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为;当时,函数的单调递增区间为;当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
【详解】(1)当时,,
,
,,所以切点为,
切线方程即.
(2)的定义域为,,
当时,由可得或;由可得,
所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为;
当时,恒成立,函数的单调递增区间为;
当时,由可得或;由可得
所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
五、由函数的单调性求参数
【例9】已知函数.若函数在上单调递减,则实数的最小值为( )
A.0 B.3 C. D.
【答案】C
【详解】,令,得,
令,
若函数在上单调递减,则,
当时,,
所以函数在上单调递增,则,
所以.
故选:C
【例10】若函数在上存在单调递减区间,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】依题意,在区间上能成立,
即在区间上能成立,
设,则,故只需求在上的最小值,
而在时,取得最小值,故得.
故选:B.
【变式5-1】已知函数在,上为增函数,在(1,2)上为减函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,得,
∵在,上为增函数;上为减函数,
∴两根分别位于和中,
得,即,解得.
故选:B
【变式5-2】若函数在上单调递减,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以,
因为在上单调递减,所以对恒成立,
得到,即对恒成立,
令,则对于恒成立,
当时,由反比例函数性质得在上单调递减,
得到,即,故D正确.
故选:D
【变式5-3】函数在上不单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,
因为函数在上不单调,
所以函数有零点,
所以方程 有根,
所以函数与 有交点(且交点非最值点),
因为函数的值域为,
所以 .
故选:D
六、用导数求函数的极值
【例11】已知函数在定义域内单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】函数定义域为,,
因为函数在定义域内单调递增,所以,
所以在恒成立,所以
设,
所以单调递减;单调递增;
所以,
所以.
故选:A.
【例12】(多选)设函数在上可导,其导函数为,且函数的图像如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A.有两个极值点 B.为函数的极大值
C.有两个极小值 D.为的极小值
【答案】BC
【详解】由题图知,当时,,所以,
当时,,所以,
当时,,所以,
当时,,所以.
所以在,上单调递减,在,上单调递增,
所以有三个极值点,为函数的极大值,和为的极小值.
故AD错误,BC正确.
故选:BC
【变式6-1】求下列函数的极值.
(1);
(2).
【答案】(1)极小值为;极大值为.
(2)极大值为,没有极小值.
【详解】(1)函数的定义域为.
令,得或.
当变化时,,的变化情况如表所示:
1
0
0
↘
极小值
↗
极大值
↘.
由表格可以看出,当时,函数有极小值,且极小值为;
当时,函数有极大值,且极大值为.
(2)函数的定义域为,
且.
令,解得.
当变化时,,的变化情况如表所示:
e
0
↗
极大值
↘
因此,是函数的极大值点,极大值为,没有极小值.
【变式6-2】已知函数的导函数为,定义域为,且函数的图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.有极小值,极大值
B.仅有极小值,极大值
C.有极小值和,极大值和
D.仅有极小值,极大值
【答案】C
【详解】由函数的图象,
得当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以函数有极小值,极大值和.
故选:C.
【变式6-3】已知,函数有两个不同极值点,则 .
【答案】4.
【详解】由,可得,
令,即,解得,
所以.
故答案为:.
七、由函数的极值求参数
【例13】若函数的极小值点为,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【详解】,依题意,
所以或,
当时,,为极大值点,
当时,,符合题意,故,
故选:D.
【例14】已知在区间内存在2个极值点,则实数a的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,可知在内有2个变号零点,
由可得,可知:与在内有2个交点,
又因为,
令,解得;令,解得;
可知在内单调递增,在内单调递减,则,
且,,
结合图象可得,所以实数a的取值范围为.
故选:B.
【变式7-1】已知函数在处取得极大值,则 .
【答案】0
【详解】函数,求导得,
依题意,,解得或,
当时,,当或时,,当时,,
函数在处取得极大值,符合题意,则;
当时,,当或时,,当时,,
函数在处取得极小值,不符合题意,
所以.
故答案为:0
【变式7-2】已知函数的极小值为,其导函数的图象如图所示,则 .
【答案】
【详解】由题可得,
则,故,
所以,
令,可得或,
由图象可知,且处有极小值,
所以,结合可得,
故,
此时,
当时,,当时,,
即在上单调递减,在上单调递增,
即处取极小值,符合题意.
故答案为:.
【变式7-3】已知函数既有极大值又有极小值,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题设,令,
则,
当或时,,则在和上单调递增,
当时,,则在上单调递减,
,且时趋向,时趋向,
要使函数既有极大值又有极小值,
即至少有两个变号零点,所以至少有两个变号零点,
所以.
故选:A
八、用导数求函数的最值
【例15】函数在区间上的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【详解】,
令,解得:,
令,解得: ,
∴函数在上递增,在上递减,
∴的极大值为 ,
又,,
故所求最大值为.
故选:C.
【例16】某制造商制造并出售球形瓶装的某饮料.已知瓶子的制造成本是 分,其中(单位:cm)是球形瓶子的半径.每出售1mL的饮料,制造商可获利0.25分,且制造商制作的球形瓶子的最大半径为6cm.
(1)瓶子半径多大时,能使每瓶饮料的利润最大,并求出最大利润为多少分?
(2)瓶子半径多大时,每瓶饮料的利润最小,并求出最小利润为多少分?
【答案】(1)6,(分)
(2)2,最小利润为(分)
【详解】(1)设每瓶饮料的利润为(分),
由题可知 ,
则,由,可得,或(舍)
当时,;当时,,
故在上单调递减;在上单调递增
由上分析,当时,利润最大,,
故当时,利润最大,此时最大利润为(分)
(2)由上分析,当时,利润最小,,
故当时,利润最小,此时利润为负值,最小利润为.
【变式8-1】已知函数在处有极值2.
(1)求,的值:
(2)求函数在区间上的最大值.
【答案】(1)
(2)2
【详解】(1)因为函数在处有极值,且,
所以,解得,
故.
(2)由(1)得:,,
又,
令,得,令,得,
故在上单调递减,在上单调递增
故的最大值是或,
而,,
故函数的最大值是2.
【变式8-2】已知某圆锥的外接球的表面积为,则该圆锥体积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设该圆锥的底面半径为,高为,其外接球的半径为,
由题知,外接球的表面积,.
由球的截面性质知,,化简得
故圆锥的体积为.
令,则,
当时,,单调递增,
当时,时,单调递减,
,即该圆锥体积的最大值为.
故选:B
【变式8-3】已知函数,则函数在上的最大值为 .
【答案】
【详解】设,则,
所以,,
当时,,所以,,
则,
设,,则,
所以函数在上单调递减,,
即当时,.
故答案为:.
九、由函数的最值求参数
【例17】已知函数在处取得最小值,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【详解】函数,求导得,
依题意,,解得,
当时,,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
因此函数在处取得最小值,
所以,则.
故选:A
【例18】已知函数的最小值是,则 .
【答案】
【详解】由题意可得.
设,易证是偶函数.
当时,.
设,则恒成立,所以在上单调递增.
所以,所以,所以在上单调递增.
因为是偶函数,所以在上单调递减,所以,即,解得.
故答案为:.
【点睛】关键点睛:本题的解题关键在于构造函数,然后利用奇偶性和单调性求的最值即可得到的最值.
【变式9-1】函数在区间上有最小值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,
所以当或时,当时,
所以在,单调递增,在单调递减,
又,,,,
故的图象如图:
函数在区间上有最小值,则由图可知,
即的取值范围是.
故选:D.
【变式9-2】已知函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当时,的取值范围是,
注意到,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,的最大值为,
且注意到趋于负无穷时,也会趋于负无穷,
若函数的值域为,
则当且仅当,解得.
故选:A.
【变式9-3】已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数和有相同的最大值,求的值.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)当时,则,
可得,
即切点坐标为,切线斜率,
所以切线方程为,即.
(2)的定义域为,而,
若,则,
此时函数在上单调递减,无最大值,不符合题意,故.
令,得,当时,在单调递增,
当时,在单调递减,
所以的最大值为.
的定义域为,而.
当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以的最大值为.
因为和有相同的最大值,
故,整理得到,其中,
设,则,
故为上的减函数,而,
故的唯一解为,故的解为.
综上所述,.
十、构造法解函数不等式
【例19】已知为R上的可导函数,其导函数为,且对于任意的,均有,则( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】A
【详解】构造函数 ,
则 ,
所以函数 在 上单调递增,
故 ,
即 ,
即 .
同理, ,
即 .
故选 : A.
【例20】已知的定义域是,且,则不等式的解是 .
【答案】
【详解】依题意,不等式,
令函数,求导得,由,
得,函数在上单调递增,原不等式为,
因此,解得或,
所以原不等式的解集为.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:利用同构的思想变形,再构造函数是露头角问题的关键.
【变式10-1】已知定义在R上的函数满足,且的导函数满足,则不等式的解集为
【答案】
【详解】令,则,
所以函数在R上单调递增,
因为,
故原不等式等价于,所以,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
【变式10-2】已知定义在上的函数是的导函数,满足,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设,则 ,
因为,,所以,可得在上单调递减,
不等式,即,即,所以,
因为在上单调递减,所以,解得:,
所以不等式的解集为:,
故选:D
【变式10-3】定义在上的函数满足,且,则不等式解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】不等式等价于,可得,
即可得;
令函数,可得,
又可得恒成立,
因此在上单调递减,又,
所以等价于,即;
解得,
所以不等式解集为.
故选:C
【点睛】关键点点睛:本题关键在于将指数不等式转化为,再通过构造函数结合导数求得其单调性,利用函数单调性可解不等式.
十一、导数与函数零点的综合
【例21】若曲线与直线有3个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】曲线与直线有3个不同的交点,则有3个不同的解,
令,则有3个零点,可得,
若,,则是单调递增函数,不可能有3个零点,
时,由得,则,
当时,,当,,
所以在上递增,在上递减,在上递增.
要使有3个零点,则的极大值大于0,极小值小于0
即,解得.
即实数的取值范围是
故选:C.
【例22】已知函数有两个零点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由有两个零点,故有两个实数根,
记,则,
当和时, ,
当时,,
故在单调递减,在单调递增,
作出函数的图象如下:
由图象可知:当或时,直线与的图象有两个交点,
故实数的取值范围
故答案为:
【变式11-1】已知函数,其中为自然对数的底数.
(1)求的极值;
(2)若有两个零点,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2).
【详解】(1).
当时,在上单增,既没有极大值,也没有极小值.
当时,令,则
当时,在上单减,
当时,在上单增,
所以的极小值为,没有极大值.
(2)由得,.令.
则,当时,单增;
当时,单减.因此.
显然当时,;当时,.
当时,直线与函数的图象有且仅有两个公共点,
即函数有两个零点.
故的取值范围是.
【变式11-2】(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.当时,有两个零点
B.当时,有两个零点
C.若有一个零点,则或
D.当时,有三个零点
【答案】BD
【详解】函数的零点个数问题,可转化为与图象的交点个数问题.作出与的图象,如图所示.
当直线与相切时.设切点坐标为,因为,所以切线的斜率,所以切线方程为,即,
所以,解得,所以.
对于A,当时,有一个零点,A错误;
对于D,当时,有三个零点,D正确;
当直线与相切时,设切点坐标为.因为,
所以切线的斜率,所以切线方程为,
即,所以,
所以,所以.
对于C,数形结合,得或时,有两个零点,B正确;
对于D,若有一个零点,数形结合,得或或,C错误.
故选:BD.
【变式11-3】已知函数,.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数有两个不同的零点,,求的取值范围.
【答案】(1)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)
【详解】(1)函数的定义域为,
所以,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由(1)可知有极小值,
当,当,
要使得函数有两个不同的零点,则需,
即,所以,
故的取值范围为.
十二、导数与不等式的综合
【例23】已知,证明:
【答案】证明见解析
【详解】令,
则,,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以,等号仅当时成立,
即,
从而,所以.
综上,
【例24】已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若,证明:当时,.
【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间为
(2)证明见解析
【详解】(1)因为,
所以.
当时,,当时,,
所以的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)要证明,
即证明,
因为,且,所以,
故只需证明,即.
设,则.
易知在上单调递增,且,,
所以存在唯一的,使得,即,.
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以,
故原命题成立.
【变式12-1】已知函数
(1)讨论函数的单调性;
(2)若,求证:.
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
【详解】(1),
当时,在上单调递增
当时,,
当,在单调递减,
当,在单调递增.
(2)由,
要证,
即证,
即证,
令,则,
易知在上单调递减,在上单调递增,即,
,得证.
【变式12-2】已知函数,证明:对一切,都有成立.
【答案】证明见解析
【详解】当时,不等式等价于,
在在,令,,
由,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以,
令,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
所以,即,
又因为当时,函数到到最小值,当时,函数到到最大值,
所以.
【变式12-3】已知在点处与轴相切.
(1)求的值;
(2)求的单调区间;
(3)若,求证.
【答案】(1)
(2)单调递减区间为,无单调递增区间
(3)证明见解析
【详解】(1)因为在点处与轴相切,,
所以,,解得.
(2)由(1)得,,定义域为,,
令,则,
令,则,
当时,,单调递增,所以,所以单调递减,
当时,,单调递减,,所以单调递减,
所以的单调递减区间为,无单调递增区间.
(3)因为,则,要证,
即证,
即证,
设,则,
即证,
即证,
令,,
又,
所以在上单调递增,,
即,故不等式成立.
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拓展5-6 一元函数的导数及其应用高频题型专攻
一、导数定义的理解与应用
七、由函数的极值求参数
二、导数的基本运算
八、用导数求函数的最值
三、导数的几何意义与应用
九、由函数的最值求参数
四、用导数求函数的单调性
十、构造法解函数不等式
五、由函数的单调性求参数
十一、导数与函数零点的综合
六、用导数求函数的极值
十二、导数与不等式的综合
一、导数定义的理解与应用
【例1】若函数的导函数存在,且,则( )
A. B. C. D.
【例2】如图是函数的部分图象,记的导函数为,则下列选项中值最小的是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】已知函数则式子表示( )
A.在处的导数
B.在处的导数
C.在上的平均变化率
D.在上的平均变化率
【变式1-2】若可导函数的图象过原点,且满足,则等于( )
A. B.2 C. D.1
【变式1-3】函数的图像如图所示,下列数值排序正确的是( )
A. B.
C. D.
二、导数的基本运算
【例3】(多选)下列求导的运算中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【例4】已知函数满足,则 .
【变式2-1】已知函数,则 .
【变式2-2】已知函数,则( )
A.1 B.0 C.-1 D.
【变式2-3】已知函数的导函数为,且满足,则的值为( )
A. B. C. D.
三、导数的几何意义与应用
【例5】曲线在处的切线方程为 .
【例6】曲线与曲线在点处的切线互相垂直,则 .
【变式3-1】函数在点处的切线方程为 .
【变式3-2】若直线是曲线的切线,则的值可以是 .(写出一个值即可)
【变式3-3】直线是曲线和的公切线,则( )
A. B. C.或 D.
四、用导数求函数的单调性
【例7】设函数 ,的单调递减区间为( )
A. B. C.和 D.
【例8】已知函数的图象是下列四个图象之一,且其导函数的图象如图所示,则该函数的图象是( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】(多选)如图是函数的导函数的图象,则下列判断正确的是( )
A.在区间上单调递增
B.在区间上单调递减
C.在区间上单调递增
D.在区间上单调递减
【变式4-2】已知函数与的图象如图所示,则函数( )
A.在区间上是减函数 B.在区间上是减函数
C.在区间上是减函数 D.在区间上是减函数
【变式4-3】已知函数.
(1)当时,求在点处的切线方程;
(2)若,试讨论的单调性.
五、由函数的单调性求参数
【例9】已知函数.若函数在上单调递减,则实数的最小值为( )
A.0 B.3 C. D.
【例10】若函数在上存在单调递减区间,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】已知函数在,上为增函数,在(1,2)上为减函数,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】若函数在上单调递减,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】函数在上不单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
六、用导数求函数的极值
【例11】已知函数在定义域内单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例12】(多选)设函数在上可导,其导函数为,且函数的图像如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A.有两个极值点 B.为函数的极大值
C.有两个极小值 D.为的极小值
【变式6-1】求下列函数的极值.
(1);
(2).
【变式6-2】已知函数的导函数为,定义域为,且函数的图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.有极小值,极大值
B.仅有极小值,极大值
C.有极小值和,极大值和
D.仅有极小值,极大值
【变式6-3】已知,函数有两个不同极值点,则 .
七、由函数的极值求参数
【例13】若函数的极小值点为,则( )
A.1 B. C. D.
【例14】已知在区间内存在2个极值点,则实数a的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【变式7-1】已知函数在处取得极大值,则 .
【变式7-2】已知函数的极小值为,其导函数的图象如图所示,则 .
【变式7-3】已知函数既有极大值又有极小值,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
八、用导数求函数的最值
【例15】函数在区间上的最大值为( )
A. B.2 C. D.
【例16】某制造商制造并出售球形瓶装的某饮料.已知瓶子的制造成本是 分,其中(单位:cm)是球形瓶子的半径.每出售1mL的饮料,制造商可获利0.25分,且制造商制作的球形瓶子的最大半径为6cm.
(1)瓶子半径多大时,能使每瓶饮料的利润最大,并求出最大利润为多少分?
(2)瓶子半径多大时,每瓶饮料的利润最小,并求出最小利润为多少分?
【变式8-1】已知函数在处有极值2.
(1)求,的值:
(2)求函数在区间上的最大值.
【变式8-2】已知某圆锥的外接球的表面积为,则该圆锥体积的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式8-3】已知函数,则函数在上的最大值为 .
九、由函数的最值求参数
【例17】已知函数在处取得最小值,则( )
A. B.1 C. D.
【例18】已知函数的最小值是,则 .
【变式9-1】函数在区间上有最小值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式9-2】已知函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式9-3】已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数和有相同的最大值,求的值.
十、构造法解函数不等式
【例19】已知为R上的可导函数,其导函数为,且对于任意的,均有,则( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【例20】已知的定义域是,且,则不等式的解是 .
【变式10-1】已知定义在R上的函数满足,且的导函数满足,则不等式的解集为
【变式10-2】已知定义在上的函数是的导函数,满足,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【变式10-3】定义在上的函数满足,且,则不等式解集为( )
A. B. C. D.
十一、导数与函数零点的综合
【例21】若曲线与直线有3个不同的交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例22】已知函数有两个零点,则实数的取值范围是 .
【变式11-1】已知函数,其中为自然对数的底数.
(1)求的极值;
(2)若有两个零点,求的取值范围.
【变式11-2】(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.当时,有两个零点
B.当时,有两个零点
C.若有一个零点,则或
D.当时,有三个零点
【变式11-3】已知函数,.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数有两个不同的零点,,求的取值范围.
十二、导数与不等式的综合
【例23】已知,证明:
【例24】已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若,证明:当时,.
【变式12-1】已知函数
(1)讨论函数的单调性;
(2)若,求证:.
【变式12-2】已知函数,证明:对一切,都有成立.
【变式12-3】已知在点处与轴相切.
(1)求的值;
(2)求的单调区间;
(3)若,求证.
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