内容正文:
2.6.2函数的极值
题型一:函数极值和极值点辨析
1.下列函数中,存在极值的是( )
A. B. C. D.
2.设函数,则下列选项错误的是( )
A.是的极小值点 B.当时,
C.当时, D.当时,
3.(多选)函数的导函数的图象如图所示,下列命题中正确的是( )
A.是函数的极值点 B.在区间上单调递增
C.是函数的最小值点 D.在处切线的斜率小于零
4.设函数.
(1)求的单调区间;
(2)若存在极值M,求证:.
题型二:求已知函数的极值
1.如图,直线与曲线交于两点,其中A是切点,记,则下列判断正确的是( )
A.只有一个极值点
B.有两个极值点,且极小值点小于极大值点
C.的极小值点小于极大值点,且极小值为
D.的极小值点大于极大值点,且极大值为2
2.已知函数,曲线在点处的切线与平行.
(1)求的值;
(2)求的极值.
3.已知函数,其中为非零常数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若函数的图象在点处的切线斜率为,求的极值.
4.已知函数.
(1)求的图象在点处的切线方程;
(2)求函数的极值;
题型三:根据极值求参数
1.已知函数在处取得极值0,则( )
A.6 B.12 C.24 D.12或24
2.已知函数的极大值为,则( )
A. B. C. D.
3.已知函数在处有极值1.
(1)求函数的单调区间
(2)若函数恰有3个零点,求实数的取值范围.
4.已知函数.
(1)当时,求的图象在点处的切线方程;
(2)讨论的单调性,并求当的极大值等于时,实数的值.
题型四:根据极值点求参数
1.设,若函数在内存在极值点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知的一个极值点为2,则实数( )
A.2 B.3 C.4 D.5
3.(多选)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.存在,使得恰有1个零点
B.过曲线上任意一点,均可作两条直线与相切
C.若存在两个极值点,且,则
D.若存在两个极值点,,则
4.已知函数,.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若是函数唯一的极值点,求实数a的取值范围.
题型五:函数(导函数)图象与极值和极值点的关系
1.已知可导函数的部分图象如图所示,为函数的导函数,下列结论不一定成立的是( )
A. B.
C. D.
2.已知函数的定义域为,且的图象是一条连续不断的曲线,的导函数为,若函数的图象如图所示,则( )
A.的单调递减区间是
B.的单调递增区间是,
C.当时,有极值
D.当时,
3.(多选)函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.为的极大值点 B.为的极小值点
C.为的极大值点 D.为的极小值点
4.已知函数是上的可导函数,的导函数的图象如图,则下列结论不正确的是( )
A.分别是极大值点和极小值点 B.分别是极大值点和极小值点
C.在区间上是增函数 D.在区间上是减函数
1.函数的极小值为( )
A. B. C.15 D.17
2.已知,是函数在定义域上的两个极值点,若,则的值为( )
A. B. C. D.
3.已知函数在处取得极小值,则的极大值为( )
A.4 B.2 C. D.
4.若函数无极值,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知函数在处有极小值,则极大值为( )
A.32 B.1 C. D.0
6.已知函数的导函数图象如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.在区间上单调递增 B.是的极大值点
C.当时, D.在区间上单调递减
7.已知函数有三个不同的零点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.是平面直角坐标系内一点,我们以轴正半轴为始边,射线为终边构成角,的长度作为的函数,若其解析式为:,则的轨迹可能为:( ).
A. B.
C. D.
9.(多选)已知函数与其导函数的部分图象如图所示,若函数,则下列关于函数的结论不正确的是( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.当时,函数有极小值
D.当时,函数有极小值
10.(多选)已知函数,则( )
A. B.在上为增函数
C.在上为减函数 D.的极值为
11.(多选)已知函数在上是增函数,在上是减函数,且方程有实数根,,,则( )
A. B.
C. D.的最小值为5
12.函数的极小值为 .
13.若函数在时取得极小值,则的极大值为 .
14.已知函数有两个极值点,则实数a的取值范围是 .
15.已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)求函数的极值;
16.已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若函数有两个零点,求实数的值.
17.已知,函数,(是自然对数的底数).
(1)讨论函数极值点的个数;
(2)若对任意的恒成立,求实数的值;
(3)在第(2)小题的条件下,若存在,使得,求实数的取值范围.
18.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)是否存在,使得曲线关于直线对称.若存在,求的值;若不存在,请说明理由;
(3)当时,,求的取值范围.
(
1
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
2.6.2函数的极值
题型一:函数极值和极值点辨析
1.下列函数中,存在极值的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据极值定义逐一分析即可.
【详解】对于:函数是实数集上的增函数,不存在极值;
对于:函数在上单调递增,不存在极值;
对于:函数在区间上单调递减,不存在极值;
对于:在上单调递增,在上单调递减,
因此是函数的极小值点,符合题意.
故选:D.
2.设函数,则下列选项错误的是( )
A.是的极小值点 B.当时,
C.当时, D.当时,
【答案】B
【分析】A选项,求导分析极值点即可;B选项,根据的单调性比较大小;C选项,根据复合函数的单调性得到的单调性,然后求范围即可;D选项,利用作差法比较大小.
【详解】,
令得或,令得,
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为,
所以是的极小值点,故A正确;
当时,,且,
因为在单调递增,所以,故B错;
当时,,所以在上单调递减,
,,
所以,故C正确;
当时,,
令,因为单调递减,单调递增,所以单调递减,
则,
所以,故D正确.
故选:B.
3.(多选)函数的导函数的图象如图所示,下列命题中正确的是( )
A.是函数的极值点 B.在区间上单调递增
C.是函数的最小值点 D.在处切线的斜率小于零
【答案】AB
【分析】根据导函数的正负确定函数的单调性,即可结合极值的定义,逐一求解.
【详解】根据导函数图象可知:当时,,在时,函数在上单调递减,在上单调递增,故B正确;
则是函数的极小值点,故A正确;
在上单调递增,不是函数的最小值点,故C不正确;
函数在处的导数大于切线的斜率大于零,故D不正确.
故选:AB
4.设函数.
(1)求的单调区间;
(2)若存在极值M,求证:.
【答案】(1)答案见解析;
(2)证明见解析.
【分析】(1)讨论参数a,应用导数研究单调区间;
(2)讨论参数a,利用导数研究函数极值即可证.
【详解】(1)由题设,
当时,恒成立,故的增区间为,无减区间;
当时,令,得,故上,上,
所以的减区间为,增区间为.
(2)由(1)知,当时,在上单增,没有极值;
当时,在上单减,在上单增,
存在极小值
令,则,
所以在上单调递增,在上单调递减,在时取最大值0,
所以恒成立,即.
题型二:求已知函数的极值
1.如图,直线与曲线交于两点,其中A是切点,记,则下列判断正确的是( )
A.只有一个极值点
B.有两个极值点,且极小值点小于极大值点
C.的极小值点小于极大值点,且极小值为
D.的极小值点大于极大值点,且极大值为2
【答案】D
【分析】设的极值点为,得到,利用导数得到函数的单调性,结合极值点和极值的定义,即可求解.
【详解】因为直线与曲线相交于点,则的横坐标分别为,
所以有两个解,
设的极大值点为,极小值点为,可得,
当时,;当时,,
又因为,可得,
所以,所以,
当时,,当时,;
所以当是函数的极大值点,且,
设的极小值点为,可得,
当时,;当时,,
又因为,可得,
所以,所以,
当时,;当时,,
所以当是函数也有极小值点,且满足,
所以的极小值点大于极大值点,且极大值为.
故选: D.
2.已知函数,曲线在点处的切线与平行.
(1)求的值;
(2)求的极值.
【答案】(1)2
(2)极小值为,无极大值.
【分析】(1)根据导数的几何意义,可得,可求的值.
(2)求导,分析函数的单调性,可得函数的极值.
【详解】(1)因为,.
所以,.
由题意.
(2)因为,.
所以,.
由;由.
所以函数在上单调递减,在上单调递增.
所以当时,函数取得极小值,且.
3.已知函数,其中为非零常数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若函数的图象在点处的切线斜率为,求的极值.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为
(2)极大值为,无极小值
【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,即可求出函数的单调区间;
(2)求出函数的导函数,根据导数的几何意义可知,求得的值,根据求极值的步骤依次求解即可.
【详解】(1)当时,定义域为,
又,
当时,;当时,;
所以在上单调递增,在上单调递减;
即的单调递增区间为,单调递减区间为;
(2)因为,所以,解得,
所以,则,
当时,;当时,;
所以在上单调递增,在上单调递减;
所以在处取得极大值,且极大值为,无极小值.
4.已知函数.
(1)求的图象在点处的切线方程;
(2)求函数的极值;
【答案】(1)
(2)极小值为,无极大值
【分析】(1)求出,求导,得到,由导数几何意义得到切线方程;
(2)求定义域,求导,得到函数单调性,从而求出极值.
【详解】(1),
,
故的图象在点处的切线为,
即;
(2)的定义域为,
由(1)知,
令得,令得,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
故在上取得极小值,极小值为,无极大值;
题型三:根据极值求参数
1.已知函数在处取得极值0,则( )
A.6 B.12 C.24 D.12或24
【答案】C
【分析】根据在处取得极值0可得,解出即可.
【详解】由题意知,,又在处取得极值0,
则,解得或,
当时,,
函数在R上单调递增,无极值,不符合题意;
当时,,
令或,,
所以在、上单调递增,在上单调递减,
故在处取得极小值,符合题意,
所以,,
则.
故选:C.
2.已知函数的极大值为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】借助导数,判定函数单调性,再结合极大值为,求,验证即可.
【详解】解:由题意,,
则,
令,解得或,
当时,在,上满足,单调递增,
在上满足,单调递减,
所以在处取得极大值,,解得,
当时,在,上满足,单调递增,
在上满足,单调递减,
所以在处取得极大值,,不符合题意,
当时,,在R上单调递增,无极值,不符合题意,
综上所述,.
故选:D.
3.已知函数在处有极值1.
(1)求函数的单调区间
(2)若函数恰有3个零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为;
(2)
【分析】(1)求出函数的导数,由题意列出方程组,求出的值,再结合导数与单调性的关系,即可求得答案.
(2)结合(1)求出函数的极大值极小值,结合零点与函数图象交点的关系,即可求得答案.
【详解】(1)由,得,
故,解得,
故,
令,得或;令,得,
故的单调递增区间为,单调递减区间为;
(2),
由(1)可得的极大值为,极小值为,
当x趋向于正无穷大和负无穷大时,也分别趋向于正无穷大和负无穷大,
故函数恰有3个零点,即的图象有3个交点,
故.
4.已知函数.
(1)当时,求的图象在点处的切线方程;
(2)讨论的单调性,并求当的极大值等于时,实数的值.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)当时,求出、的值,利用导数的几何意义可得出所求切线的方程;
(2)利用函数的单调性与导数的关系可求出函数的增区间和减区间,利用函数的极值与导数的关系,结合题意可求得实数的值.
【详解】(1)因为,所以,,
所以,又,
所以所求切线的方程为,即.
(2)的定义域为,
,
当时,或.
由,得或,由,得,
则在和上单调递增,在上单调递减,
所以当时,取得极大值.
由,解得.
题型四:根据极值点求参数
1.设,若函数在内存在极值点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先求函数的导数,利用导数在内存在零点,利用参变分离,转化为函数值域问题,即可求解.
【详解】依题意,在内存在变号零点,而不是的零点,从而得,又在上递增,所以.
故选:B
2.已知的一个极值点为2,则实数( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】求导,令,利用只有一个极值点,可得,求解即可.
【详解】,令0,得或,
又的一个极值点为2,则,解得,经检验满足题意.
故选:B.
3.(多选)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.存在,使得恰有1个零点
B.过曲线上任意一点,均可作两条直线与相切
C.若存在两个极值点,且,则
D.若存在两个极值点,,则
【答案】AC
【分析】因为存在使得恰有1个零点,判断A选项;根据三次函数的性质判断B选项;通过求导得到的极值点,在根据解得的取值范围判断C选项;通过求三次函数的对称中心判断D选项.
【详解】当时,,恰有1个零点,A对;
三次函数经过曲线的对称中心,仅能作一条切线,B错;
由,令得的极值点为0,,
所以,解得,,C对;
由,设,则,令得,
所以,曲线的对称中心为,所以,D错.
故选:AC.
4.已知函数,.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若是函数唯一的极值点,求实数a的取值范围.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为
(2)
【分析】(1)当时时,求得函数定义域,然后求导,在定义域上研究导函数的正负,即可求得函数的单调区间;
(2)由 是函数的唯一极值点,转化为是唯一变号零点,结合导函数解析式,转化为恒成立问题,求得a的取值范围.
【详解】(1)当时,,其定义域为,
则.
设,则,
当时,;当时,,
∴,∴,∴.
∴当时,;当时,.
因此,函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2),
∵是函数唯一的极值点,
∴当时,恒成立或恒成立,
即或恒成立,
当时,恒成立,则恒成立,即,
令,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
当趋向于时,函数,
当趋近正无穷大时,与一次函数相比,函数呈爆炸性增长,所以,
所以函数不存在最大值,故时,不恒成立;
当时,恒成立,即,
由上分析知:在处取得最小值,
∴,即实数a的取值范围是.
故实数a的取值范围是.
题型五:函数(导函数)图象与极值和极值点的关系
1.已知可导函数的部分图象如图所示,为函数的导函数,下列结论不一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据图象,以及导数的几何意义,即可判断选项.
【详解】A.由导数的几何意义可知,,由图可知,,所以,故A成立;
B.,故B成立;
C.由图可知,,,但不确定与的大小关系,故C不一定成立.
D.由图可知,函数在上单调递增,且增长速度越来越快,所以,故D成立.
故选:C
2.已知函数的定义域为,且的图象是一条连续不断的曲线,的导函数为,若函数的图象如图所示,则( )
A.的单调递减区间是
B.的单调递增区间是,
C.当时,有极值
D.当时,
【答案】A
【分析】利用函数图象解不等式可得的单调性,即可判断A正确,B错误,再根据极值定义可得C错误,根据不等式结果可得D错误.
【详解】根据图象可知当时,,可得;
当时,,可得;
当时,,可得,且;
对于AB,易知时,,此时单调递减,
当时,,此时单调递增,
因此的单调递减区间是,的单调递增区间是,即A正确,B错误;
对于C,易知当时,,当时,,
即在处左右函数的单调性不改变,因此C错误;
对于D,因为时,,可得,因此,即D错误.
故选:A
3.(多选)函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.为的极大值点 B.为的极小值点
C.为的极大值点 D.为的极小值点
【答案】AB
【分析】根据导函数的图象求出函数的极大值和极小值点即可.
【详解】由图象可知,当时,,在单调递减;
当时,,在单调递增;
当时,,在单调递减;
当时,,在单调递增,
且,,,
所以和是函数的极小值点,是函数的极大值点.
故选:AB.
4.已知函数是上的可导函数,的导函数的图象如图,则下列结论不正确的是( )
A.分别是极大值点和极小值点 B.分别是极大值点和极小值点
C.在区间上是增函数 D.在区间上是减函数
【答案】ABD
【分析】根据的正负,从而确定函数的单调性和极值点的情况,即可对每个选项进行判断.
【详解】根据的图象可知:
当时,,单调递减;当时,,且不恒为零,单调递增;
对AB:根据单调性可知,只有极小值点,没有极大值点,故AB错误;
对CD:根据单调性可知,在单调递增,在也单调递增,故C正确,D错误.
故选:ABD.
1.函数的极小值为( )
A. B. C.15 D.17
【答案】B
【分析】对函数求导,令导数等于0,求得,分别研究导函数在,和时的单调性,从而得极小值点,代入函数解析式求得极小值.
【详解】由函数,求导得,
令,得,
当时, ,函数单调递增;
当时, ,函数单调递减;
当时, ,函数单调递增;
所以是极小值点,所以函数的极小值为.
故选:B
2.已知,是函数在定义域上的两个极值点,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】对函数求导,用韦达定理可以求得两根之和,两根之积,代入函数值化简即可.
【详解】由,则,
因为,是函数在定义域上的两个极值点,则,,
因为
,代入,,
得,
解得.
故选:A
3.已知函数在处取得极小值,则的极大值为( )
A.4 B.2 C. D.
【答案】A
【分析】先由求出,再检验是否符合题意即可.
【详解】由题得,因为函数在处取得极小值,
所以或,
当时,,,
所以当时,,当时,,
所以函数在处取得极小值,符合题意,
所以函数在处取得极大值为;
当时,,,
所以当时,,当时,,
所以函数在处取得极大值,不符合题意;
综上,的极大值为4.
故选:A
4.若函数无极值,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知可得恒成立,求解即可.
【详解】的导数为,
函数不存在极值点,
在R上恒成立,
即恒成立,
,解得,
即实数a的取值范围是
故选:B.
5.已知函数在处有极小值,则极大值为( )
A.32 B.1 C. D.0
【答案】C
【分析】求导,根据极值点可得或,即可代入导数中,确定函数单调性,得函数的极值点求解.
【详解】由题意可得,
由于是极小值点,故,或 ,
当时,,当和时,,当时,,
故在单调递减,在和单调递增,
此时是函数的极大值点,不符合题意,舍去,
当时,,当和时,,当时,,
故在单调递减,在和单调递增,
此时是函数的极小值点,符合题意,且是极大值点,故极大值为,
故选:C
6.已知函数的导函数图象如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.在区间上单调递增 B.是的极大值点
C.当时, D.在区间上单调递减
【答案】C
【分析】利用导函数的图象,判断导函数的符号,判断函数的极值以及函数的单调性,推出结果.
【详解】解:由导函数的图象可知:导函数在,导函数的符号为正,函数单调递增,A正确;
时,,函数单调递增,,,函数单调递减,
所以是的极大值点,B正确;
在区间上单调递减,D正确;
当时,函数单调递增,可能,所以C不正确;
故选:C.
7.已知函数有三个不同的零点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将问题转化为与曲线有三个不同的交点,利用导数研究函数的性质,从而结合图象即可求得实数的范围;
【详解】令,即得,即方程有三个零点,
即直线与曲线有三个不同的交点,
可得,
所以当或时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以当时,有极小值为,
当时,有极大值为,
当时,,且当时,,
所以作出函数的图象如图所示,
所以数形结合可知,即实数的取值范围为,
故选:A
8.是平面直角坐标系内一点,我们以轴正半轴为始边,射线为终边构成角,的长度作为的函数,若其解析式为:,则的轨迹可能为:( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】证明得到是以为周期的函数,排除C、D.再研究的函数性质,借助导数即可.
【详解】,,
可以得到是以为周期的函数,所以的轨迹在四个象限内应相似,故排除C、D.
由于A、B项均关于对称,所以仅研究,此时,令
,,令,则,
解得(负数根舍去),则 在单调递减,单调递增,即在单调递增,在有且仅有一个极值点,所以不会一直增大,B正确.
(注:本题在A、B当中选择亦可使用特殊值法,,选B)
故选:B
9.(多选)已知函数与其导函数的部分图象如图所示,若函数,则下列关于函数的结论不正确的是( )
A.在区间上单调递减
B.在区间上单调递增
C.当时,函数有极小值
D.当时,函数有极小值
【答案】ABD
【分析】由有,结合图像逐项去分析即可判断.
【详解】由有,
由图可知的分布如图所示:
当时,,,,所以,
所以在单调递增,故A错误;
当时,,所以,即,在单调递减,故B错误;
当时,,所以,由图可知当时,,当时,,
所以在单调递减,在单调递增,所以时的极小值点,故当时,函数有极小值,故C正确;
当时,,所以,由图可知当时,,所以,所以,
所以在单调递增,所以当时,函数有极大值,故D错误.
故选:ABD.
10.(多选)已知函数,则( )
A. B.在上为增函数
C.在上为减函数 D.的极值为
【答案】BD
【分析】利用导数的应用,讨论函数的性质即可求解.
【详解】,则,故A错误;
令,
所以在上单调递减,在上单调递增,故B正确,C错误;
所以的极小值为,故D正确.
故选:BD.
11.(多选)已知函数在上是增函数,在上是减函数,且方程有实数根,,,则( )
A. B.
C. D.的最小值为5
【答案】ABD
【分析】由函数的单调性得到,求出,同时的另外一个根,求得,再由,比较系数构造等式即可判断;
【详解】解:由得,
因为在上是增函数,在上是减函数,所以,所以,
此时的另外一个根,所以,
因为方程有3个实数根,它们分别是,,2,
所以,所以,
且,
所以,则,
所以,
因为,所以,所以的最小值是5,
故选:ABD
12.函数的极小值为 .
【答案】
【分析】求导,判断函数的单调性求出极值.
【详解】由,,
令,解得,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
当时,取得极小值,且极小值为,
故答案为:.
13.若函数在时取得极小值,则的极大值为 .
【答案】
【分析】由题意得,则可求得,再结合导数即可求得极大值.
【详解】由题意可得,,解得,
所以,
故当或时,,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以的极大值为.
故答案为:.
14.已知函数有两个极值点,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据函数极值点的个数与导函数零点之间的关系,构造函数并出其有两个变号零点时的实数a的取值范围即可.
【详解】因为,所以,
令,则.
由题意可知有且仅有两个零点,
则在上有唯一的极值点且不等于零.
①当时,,单调递增,则至多有一个零点,不符合题意.
②当时,令,解得,
所以当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
所以是函数的极大值点,则,
即,解得,
而当时,,当时,,
故符合题意.
综上所述,实数a的取值范围是.
故答案为:
15.已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)求函数的极值;
【答案】(1)单调递增区间为,,单调递减区间为;
(2)极大值为,极小值为.
【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,即可求出函数的单调区间;
(2)结合(1)的单调性求出函数的极值.
【详解】(1)函数的定义域为,
又,
当或时,,当时,,
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为;
(2)由(1)可知当时,有极大值,且极大值为;
当时,有极小值,且极小值为.
16.已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若函数有两个零点,求实数的值.
【答案】(1)和
(2)
【分析】(1)令并求出x的范围,即可求函数的单调递增区间;
(2)根据函数有两个零点,利用函数极大值等于零或极小值等于零列方程即可求实数的值.
【详解】(1)因为,
所以,
令,则或,
所以的单调递增区间为和.
(2)由(1)得的单调递增区间为和.
令可得,的单调递减区间为,
当时,取得极大值;
当时,取得极小值.
所以若有两个零点,则或,
解得.
所以.
17.已知,函数,(是自然对数的底数).
(1)讨论函数极值点的个数;
(2)若对任意的恒成立,求实数的值;
(3)在第(2)小题的条件下,若存在,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)当时,极值点的个数为;当时,极值点的个数为
(2)
(3)
【分析】(1)对和分类讨论,即可得到答案;
(2)先通过题设条件得到,然后证明满足条件即可;
(3)分和进行讨论,在相应情况下利用导数工具研究原条件是否成立即可.
【详解】(1)当时,由知单调递增,所以极值点的个数为;
当时,对有,对有,
所以在上递减,在上递增,所以恰有个极值点.
综上,当时,极值点的个数为;
当时,极值点的个数为;
(2)根据已知有,所以,故.
此时由(1)中得到的单调性,可知仅在处取得最小值.
假设,则,但,这导致矛盾,所以,即.
当时,由(1)中得到的单调性知在处取得最小值,所以,确实满足条件.
综上,的值为.
(3)此时,,根据(2)的结论,我们有.
设,则.
再设,则.
情况一:若,则对有,故在上递增,从而对有.
从而在上递增,这就意味着对都有.
从而对任意,都有,不满足条件;
情况二:若,令是两个正数和中较小的一个,则对有.
故在上递减,从而对有.
从而在上递减,这就意味着,所以存在使得,满足条件.
综合以上两种情况,可知的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:本题的关键在于使用导数工具研究相应函数的单调性.
18.已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)是否存在,使得曲线关于直线对称.若存在,求的值;若不存在,请说明理由;
(3)当时,,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)存在,;
(3).
【分析】(1)先求导函数再得出斜率,点斜式写出切线方程即可;
(2)先根据定义域得出,再根据对称性定义计算求解得出参数;
(3)法1:分,等情况分类求解导函数得出单调性计算求参;法2:先化简再构造函数进而结合导函数讨论单调性计算求解.
【详解】(1)当时,,,
则,所以,
可得曲线在点处的切线方程为,
即.
(2)令,
所以的定义域为,
若曲线关于直线对称,
所以的定义域关于对称,故,
则有,
所以,
即,
整理得,所以,
故存在,使曲线关于直线对称.
(3)法1:由题,即,
当时,,
所以即,
令,则,
若,所以,所以不满足题意;
若,当时,,
所以在上单调递减,可得,
所以不满足题意;
若,当时,,
所以在上单调递增,
所以,所以满足题意;
当时,,可得,
所以即,
令,则,
由,所以当时,,
所以在上单调递减,所以,
所以不满足题意,
综上所述,的取值范围为.
法2:因为,所以即,
设,则,
设,则,
当时,,所以在上单调递减,
可得,所以在上单调递减,可得,
所以不满足题意,
当时,由得,
若,则,
当时,,所以在上单调递减,
可得,所以在上单调递减,
所以,所以不满足题意,
若,则,所以在上单调递增,
可得,所以在上单调递增,
可得,所以满足题意,
综上所述,的取值范围为.
(
1
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$