内容正文:
专题03 导数及其应用
题型概览
题型01切线、单调性及最值问题
题型02恒成立存在问题
题型03证明不等式
题型04双变量问题
题型05函数零点问题
题型06利用导数比较大小及构造解不等式
(
题型0
1
) 切线、单调性及最值问题
1.(2025·天津武清·一模)已知 曲线在点处的切线为.
(1)当 时,求直线 的方程;
(2)证明: 与曲线有一个异于点P的交点且;
(3)在(2)的条件下, 令 求k的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据导数的几何意义即可求解;
(2)设,,利用零点存在定理证明存在使得即可;
(3)易知,则计算可得. 令,则命题即要研究有正根的充要条件. 再对分类讨论,利用多次求导研究的单调性,即可求解.
【详解】(1)当时,,而,所以.
所以的方程是,即
(2)由于,故的方程可化为.
设,则直线的方程为.
令,
设,则对有,所以在上单调递增.
记,
则.
由于,
且
,
故一定存在,使得,即.
而,故是与曲线的交点,且
(3)对,设.
则,
令,则,
令,.
由于当时,的导数,
故在上单调递增.
若,则.
所以对有,从而在上单调递增;
所以对有,从而在上单调递增;
所以对有,从而在上单调递增;
所以对有,从而在上无零点.
若,则.
由于对有,
故.
从而存在使.
结合在上单调递增,知对有,
从而在上单调递减;
所以对有,从而在上单调递减;
所以对有,从而在上单调递减;
所以,
又由于对有
,
故对有,从而当时,
有
.
结合,就知道在上存在零点,从而在上存在零点.
综上,对,函数在上存在零点的充要条件是.
最后,一方面因为,就有
,
所以在上存在零点,故;
另一方面,对任意,取,则在上存在零点.
记该零点为,取,则
.
所以这样的满足原条件,且.
综上,的取值范围是.
2.(2025·福建泉州·一模)设函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在区间上单调递增,求的取值范围;
(3)当时,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用导数的几何意义,即可求解;
(2)由条件转化为恒成立.再转化为导函数的最小值大于等于0,即可求解;
(3)方法一:首先将不等式整理为,再参变分离为,转化为求函数的最小值;方法二:根据(2)的结果,由的值,讨论的取值,判断不等式是否成立,即可求解;方法三:从命题成立的必要条件入手,再证明命题成立的充分条件,即可求解的取值范围.
【详解】(1)当时,,则,
则曲线在点处的切线斜率为,
又,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2),
由题意得,恒成立.
令,则,且在单调递增,
令,解得,
所以当时,,故单调递减;
当时,,故单调递增;
所以,
又,当且仅当,故.
(3)解法一:因为,所以题意等价于当时,.
即,
整理,得,
因为,所以,故题意等价于.
设,
的导函数,
化简得,
考察函数,其导函数为,
当单调递减;当单调递增;
故在时,取到最小值,即,
即,
所以,
所以当单调递减;
当单调递增;
所以的最小值为,
故.
解法二:先考察,由(2)分析可得,
情况1:当,即,
此时在区间单调递增,
故,即,符合题意;
情况2:若,则,
注意到,且,故对进一步讨论.
①当时,即
且由(2)分析知:当单调递减,
故当,即单调递减,
故恒有,不符合题意,舍去;
②当时,
注意到在区间单调递减,且,又,
故在区间存在唯一的满足;
同理在区间单调递增,且,
故在区间存在唯一的满足;故可得
+
0
-
0
+
极大值
极小值
所以当,符合题意;
故题意等价于,即.
又因为,即,化简,得
所以,整理得.
注意到,所以,
故解得,
由之前分析得即
考察函数,其导函数为,
当单调递减;
当单调递增;
故在时,取到最小值,即,
即,所以恒成立,
故,又注意到情况(2)讨论范围为,
所以也符合题意.
综上①②本题所求的取值范围为.
方法三:先探究必要性,由题意知当时,是的最小值,
则必要地,即得到必要条件为;
下证的充分性,即证:当时,.
证明:由(2)可知当时,在单调递增,
故的最小值为,符合题意;
故只需要证明时,.
由(2)分析知时,
+
0
-
0
+
极大值
极小值
其中.
注意到,据此可得更精确的范围是;
所以等价于证明,
又因为,即,可得,
只需证明,
等价于证明,
注意到,即,
故若①当,此时显然成立;
若②当,只要证明,
此时,且
所以,故得证.
综上必要性,充分性的分析,本题所求的取值范围为.
3.(2025·山东泰安·一模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若方程有两个不同的实数根,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)或
【分析】(1)根据导数的几何意义求切线斜率,再利用点斜式方程写出切线方程即可;
(2)对函数求导,需要对参数进行分类讨论,确定导函数正负,进一步确定原函数的增减;
(3)由题意得有两个不同实根,令,对进行分类讨论,确定函数的零点个数,从而求得的取值范围.
【详解】(1)由题意的定义域为
当时,,
,,又,
在处的切线方程为,即
(2),
,
当,即时,,
在上单调递减,
当,即时,在上,,在上,
在上单调递减,在上单调递增,
综上,时,在上单调递减;
时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)方程有两个不同实根,
等价于方程有两个不同实根,
设,
则且,
当时,时,时,,
此时函数只有一个零点,方程只有一个根,不符合题意;
当时,在上单调递增,
当时,,
存在使,
在上,在上,
在上单调递减,在上单调递增,
,
又,
设,则,
当时,单调递减,
又,,又,
在上和上各有一个零点,符合题意;
当时,,
在上,在上,
在上单调递增,在上单调递增,
,
只有一个零点,不符合题意;
当时,,
,
存在使得,
在上单调递减,在上单调递增,
,
,
又当时,单调递增,
又,,在上存在一个零点
又,时有两个零点,符合题意;
综上,方程有两个不同实根时,或.
【点睛】关键点点睛:对于含参数的函数零点问题,1是对参数分类讨论,利用函数的单调性与零点存在性定理判断函数零点个数;2是参变分离,利用两个函数交点个数问题,数形结合求解.
4.(2025·甘肃兰州·一模)若函数(e为自然对数的底)的一条切线与x轴平行,则切点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设出切点,利用在切点处的斜率等于0即可求得结果.
【详解】设切点坐标为,函数,所以,
因为切线与x轴平行,所以,解得,,故切点坐标为
故选:B
5.(2025·黑龙江·一模)设函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若为增函数,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由导数的几何意义即可求解;
(2)法一:参变分离得到在上恒成立,构造函数求最值即可;法二:构造函数,通过分类讨论求最值即可求解;
【详解】(1)当时,,
所以,,,
∴曲线在处的切线方程为,
整理得,,
∴曲线在处的切线方程为.
(2),,
是增函数,即在上恒成立,
方法一:即在上恒成立,所以,
设,,则,,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
∴当时,取得极大值,也是最大值,
∵,∴的取值范围是.
方法二:即在上恒成立,所以,
设,,则,,
①若,则,在上单调递增,
当趋近于0时,趋近于,即不恒成立,
所以在上不单调递增,与题意不符,舍去.
②若,则当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
则当时,取得极小值,也是最小值,
∴,解得,
∴的取值范围是.
6.(2025·山东聊城·一模)曲线在处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用导数的几何意义求出切线方程,可得出切线与两坐标轴的交点坐标,再利用三角形的面积公式即可得解.
【详解】对函数求导得,故所求切线斜率为,切点坐标为,
所以,曲线在处的切线方程为,
该切线交轴于点,交轴于点,
因此,曲线在处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为.
故选:D.
7.(2025·山东济宁·一模)曲线与和分别交于两点,设曲线在处的切线斜率为在处的切线斜率为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意结合对称性可设,,结合导数的几何意义求得,即可得结果.
【详解】因为和互为反函数,其图象关于直线对称,
且反比例函数的图象也关于直线对称,
可知点关于直线对称,设,则,
设,则,
由题意可得:,解得或(舍去),
可得,则,所以.
故选:A.
8.(2025·江西萍乡·一模)已知函数,其中.
(1)若的图象在处的切线经过点,求a的值;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)求导求出切线的斜率和切点坐标,由直线的点斜式方程求出切线方程,再代入经过点的坐标可得答案;
(2)求导,分、、、讨论,可得答案.
【详解】(1),
因为,,
所以的图象在处的切线方程为,
将代入得,解得;
(2),
当时,,令,得;令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减.
当时,,所以在上单调递增.
当时,令,得或;令,得,
所以在,上单调递增,在上单调递减.
当时,令,得或;令,得,
所以在,上单调递增,在上单调递减.
综上,当时,在上单调递增,在上单调递减;
当时,在,上单调递增,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
当时,在,上单调递增,在上单调递减.
9.(2025·黑龙江·一模)若不等式对一切恒成立,其中,e为自然对数的底数,则的可能取值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】先把不等式化简转化,再构造函数令,再求导函数得出切线计算化简转化求解.
【详解】不等式可化为,
令,
当时,,此时,直线恒过点,
故只需直线为在点处的切线即可,,此时.
当时,亦恒过点,为使,对一切恒成立,
需开口向下,且在点处与有公切线即可,
故,此时.
综上,的取值范围是,所以的可能取值为.
故选:A.
10.(2025·湖北·一模)已知为自然对数的底数,函数满足:,,函数,
(1)求函数的极值点和极值;
(2)求解析式;
(3)若在上单调递增,求实数的最大值;
(4)求证:,.
【答案】(1)极小值点0,极小值1,无极大值点和极大值;
(2)
(3);
(4)证明见解析
【分析】(1)利用导数来求得函数的极值点和极值.
(2)根据求得的解析式.
(3)由的单调性列不等式,由此求得的最大值.
(4)先证得,利用赋值法来求得正确答案.
【详解】(1)因为,所以,
故当时,,当时,,
故函数在递减,在递增,
所以函数有一个极小值点0,极小值,无极大值点和极大值;
(2)由得,又,故
所以
(3)由得,
因为在上单调递增,所以,
即对恒成立
故,所以实数的最大值为;
(4)由(3)知:当,时,
故在上单调递增,所以,即
所以,即,①
在①式中分别令,
相加得
(
题型0
2
)恒成立存在问题
1.(2025·广东江门·一模)意大利画家达·芬奇提出:固定项链的两端,在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是悬链线.在17世纪,惠更斯、莱布尼茨、约翰·伯努利等得到悬链线方程是,其中c为参数.当时,该方程就是双曲余弦函数.相应地就有双曲正弦函数.已知三角函数的三个关系式:①平方关系:;②二倍角关系:;③导数关系:
(1)类比关系式①②③,写出和之间的三种关系式(不需要证明);
(2)当时,不等式恒成立,求的取值范围;
(3)设无穷数列满足,是否存在实数,使得?若存在,求的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)① 平方关系:;② 二倍角关系:;③ 导数关系:,.
(2)
(3)
【分析】(1)求出和即可求解,求出和即可求解,求出和即可求解;
(2)证明存在足够小的使得,令,讨论的情况,并结合导数检验即可求解;
(3)根据与递推式形式一致求出,求出即可求解.
【详解】(1)(1)双曲函数关系式
① 平方关系:;
② 二倍角关系:;
③ 导数关系:,.
证明如下(不需要写出):
因为,
,
所以;
因为,
,
所以;
,
(2)因为,所以,
所以,,
当时,设,
若,则存在足够小的使得矛盾,
所以,因为,
观察,
令,,
当且仅当时等号成立,
所以在时单调递增,
因为,所以对成立,
即,所以满足题意,
所以;
(3)因为与递推式形式一致,
所以假设,其中为待定参数,
因为符合递推关系,
所以,因为,
所以,因为,
得,令,
方程变为,解得或,
所以或,所以或,
因为是偶函数,所以不妨设,
所以,,
所以
2.(2025·江西·一模)已知函数(),将的图象绕原点逆时针旋转后,所得曲线仍是某个函数的图象,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】法一:设为的图象上任意一点,通过点的旋转得到旋转后的坐标,构造函数,由其单调性求解即可;
法二:求导,由讨论的单调性,结合旋转讨论;
【详解】法1:设为的图象上任意一点,
绕原点逆时针旋转后点的对应点为,
设,与正半轴夹角为,
可得:,
化简可得:令,则,
所以,令,
要使函数图像绕原点逆时针旋转后仍为某函数的图象,
则为单调函数,即恒成立,或恒成立.
因为,又,故不恒成立,所以恒成立,
当时,;当时,由,得,
令,则,
易得当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,所以;
当时,由,得,令,则,
所以在上单调递增,所以当时,的取值范围为,
所以.综上所述,的取值范围为.
法2:,当时,由,得,
由,得,所以在上单调递增,在上单调递减,
其图象大致如图1所示,绕原点逆时针旋转后,得到的曲线不是任何函数的图象;
当时,,其图象为轴,绕原点逆时针旋转后,为函数的图象,符合题意;
当时,由,得,由,得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
其图象大致如图2所示,要使绕原点逆时针旋转后,
得到的曲线为某函数的图象,必有在上恒成立,
所以在上恒成立,令,则,
因为,所以当时,,
当时,,所以在上单调递减,
在上单调递增,所以,所以,
所以.综上所述,的取值范围为.
故答案为:.
3.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)设是的两个极值点,
①求证:;
②求证:.
【答案】(1)减区间为,增区间为;
(2)①②证明见解析.
【分析】(1)利用导数的几何意义求解即可;
(2)①分析得的两根为,且,再构造函数,利用导数得其单调性即可证明原不等式;
②将左边不等式等价转化证明,再构造函数,利用导数即可证明,右边不等式利用切线放缩即可证明.
【详解】(1)时,,,
因为,均在上单调递增,
则在上单调递增,又,
所以,,,,
所以在单调递减,在单调递增.
(2)①依题意的两根为,
即的两根为.
令,
得,且,,
则在单调递减,在单调递增,则.
令,
则,所以在单调递增,所以,
所以,又,在单调递增.
所以,即.
②由,要证明,只需证,
即证明,
即证明
即证明
即证明,设,,
则,则当时,,则在单调递减,
则,则在上恒成立,从而左边得证.
因为,,且,,
则在和处的切线分别为和,
令,得,
再证明恒成立,
设,则,令,解得,
且时,,此时函数单调递减;
时,,此时函数单调递增;
则,则恒成立,
再证明恒成立,
设,,则在上单调递增,
又因为且大于0时,,则恒成立,
所以,从而右边得证.
4.(2025·山东济宁·一模),若恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】对不等式进行变形可得,构造函数,利用导数研究的单调性,进而可求的取值范围.
【详解】在上恒成立
当时,即解得,此时.
令则,
①当时,.在上单调递增,
恒成立,恒成立,
;
②时.在上单调递减,在上单调递增
,
解得与矛盾,舍去;
综上所述,的取值范围为
故答案为:.
5.(2025·山东淄博·一模)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)证明:时,;
(3)若不等式对任意的都成立(其中是自然对数的底数),求整数的最大值.
【答案】(1)的增区间为,减区间为.
(2)见解析
(3)整数的最大值为.
【分析】(1)直接利用导数判断的单调区间;
(2)要证,即证,令,对求导,得到即可证明.
(3)分离常数,得,为此求出函数在上的最小值.这可利用导数知识求解.
【详解】(1)函数的定义域是,,
当时,;当时,.
所以,的增区间为,减区间为.
(2)要证时,,即证在恒成立,
令,,
,
令,,
当时,,,
所以在上单调递减,所以,
则,所以在上单调递减,
所,所以,
综上,时,;
(3)不等式等价于不等式,
由可得:,
设,,
则,
设,函数的定义域是,
,
设,则,
令,则,
时,,在上为增函数,
时,,在上为减函数,
∴在处取得极大值,而,
∴,函数在上为减函数.
于是当时,,当时,,
∴当时,,为增函数,
当时,,为减函数,
故函数的增区间为,减区间为,
所以,所以,即
∴,,于是在上为减函数,
故函数在上的最小值为,
所以,所以整数的最大值为.
6.(2025·江西萍乡·一模)设函数,,若,,使得,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】将问题转化为,求出,然后参变分离,构造函数,利用导数求最值即可.
【详解】由题意,,当时,,,所以;
当时,,,所以,
等号仅当时成立,所以.
所以对,即,即.
令,则,
当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
,因此.
故答案为:
7.(2025·江西萍乡·一模)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.若有2个零点,则
B.当时,是增函数
C.当时,恒成立
D.当时,若是的零点,则
【答案】ABD
【分析】方程的根的问题,通过变形转化为直线与函数图象交点问题;对于函数的单调性问题,通过求一阶导数,再对求导研究单调性,进而确定的单调性.
【详解】显然,由,得,
所以直线与函数的图象有2个交点,又,
所以当或时,;当时,,
所以在和上单调递增,在上单调递减,
从而在处取得极小值.
又时,;当时,;当时,,
在同一直角坐标系中作出的图象以及直线,
由图可见,当且仅当时,直线与的图象有两个公共点,故A正确;
当时,,对求导得.
再对求导得.
令,即,解得.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
所以在处取得最小值,,
即恒成立,所以是增函数,选项B正确.
当时,,,
所以不恒成立,选项C错误.
当时,,,.
因为是增函数,且,
所以由零点存在定理可知,的零点满足,选项D正确.
故选:ABD.
8.(2025·山东烟台·一模)已知正数满足,则的最小值为 :当取得最小值时,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】 5
【分析】由已知有,应用基本不等式求最小值,注意取值条件,进而有恒成立,问题化为在上恒成立,应用导数求右侧的最大值,即可得参数范围.
【详解】由题设,当且仅当时等号成立,
所以的最小值为5,此时不等式化为恒成立,
所以,即
令且,则,
时,时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
故, 则
因此可得在上,恒成立,
令且,
所以,
令,,
在单调递增,且,
则时,,函数在单调递减,
时,,函数在单调递增,
因此可得,即,
则当,,则在单调递增,
当,,则在单调递减,
所以,故只需.
故答案为:5,
9.(2025·江西上饶·一模)已知函数.
(1)若曲线在处的切线的斜率为,求的值;
(2)若是的极小值点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先对函数进行求导,根据导数值可求得结果;
(2)求导函数,根据极小值点得到原函数为先增后减,导函数值为零,则导函数再次求导函数大于零,据此可求得取值.
【详解】(1)已知,
根据求导公式,,,
可得,
因为曲线在处的切线的斜率为,
所以,解得;
(2)由(1)可得,令
则,
若是的极小值点,则,
则在左侧附近小于0,在右侧附近大于0,
这意味着在处的导数,
把代入得,解得;
当时,
因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以恒成立,则在上单调递增,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,所以是的极小值点;
当时,此时,令,
则,此时,
因为,
当且仅当,即时,等号成立,所以恒成立,
则在上单调递增,
当时,,单调递减;当时,;
所以是的极小值点;
当时,
令,即,设,
则,整理得,
由一元二次方程求根公式,
因为,所以,,
存在,使得在附近,当在到0之间或0到之间时,,单调递减,
此时在两侧不满足左负右正,则不是的极小值点;
综上的取值范围是.
10.(2025·浙江·一模)已知函数,其中.
(1)若函数是偶函数,求;
(2)当时,讨论函数在上的零点个数;
(3)若,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)两个零点
(3)
【分析】(1)由偶函数的定理建立等式,求出;
(2)代入,得到,写出,令后在求导.由解析式可知当时,恒成立.当时,,得到单调递增,由二分法知道在存在唯一零点.由此知道函数的单调区间,再由二分法得到函数零点.
(3)当时,恒成立,所以当时,由,求出的范围.再将的范围分为,,三个范围,由三角函数的性质以及导函数判断函数单调性建立不等式,最后求出的范围.
【详解】(1)因为函数是偶函数,所以.
即,
解得:.
(2)当时,.
,,
令,则.
当时,,
当时,,单调递增,
又,,
所以存在,使得.
,,单调递减,,,单调递增,
而,,,所以在上存在一个零点.
综上,函数在有两个零点.
(3)当时,;当时,,
则.
(ⅰ)当时,,,成立;
(ⅱ)当时,
若,则,单调递增,
所以;
若,则,,成立;
(ⅲ)当时,若,则成立;
只要考虑,此时令,
则,递增,,,
所以存在,使得,
若,则,递减;若,则,递增.
所以,解得.
此时,所以,从而.
综上,.
(
题型0
3
)证明不等式
1.(2025·山东淄博·一模)过点向曲线引斜率为的切线,切点为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.数列的前项和为 D.
【答案】ABD
【分析】设直线,方程联立由判断A;可得,,从而结合累加法求和可判断B;由,结合等差数列的求和公式可判断C;令,结合导数可得在上单调递增,进而可判断D.
【详解】设直线,联立,
得,
则由,即,
解得(负值舍去),故A正确;
可得,,
所以,故B正确;
因为,则,故C错误;
因为,,
所以,
设,则,
可得在上单调递增,
则时,,
又,则,故D正确.
故选:ABD
2.(2025·四川巴中·一模)已知函数
(1)求函数的极值;
(2)求证:当时,;
(3)若,其中,讨论函数的零点个数.
【答案】(1),无极大值
(2)证明见解析
(3)答案见解析
【分析】对求导,利用导数判断函数的单调性,进而可得函数的极值;
不等式等价于,,令,,利用导数证明即可;
讨论的零点个数问题,先对x分类讨论去绝对值,易得在上总有唯一的零点;当时,对求导,再对t分类讨论,结合导数知识及零点存在性定理判断即可.
【详解】(1),令,得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以,无极大值.
(2)证明:原不等式等价于:,,
即,,
令,,下证:,
则,设,则,等号当且仅当时成立,
所以在上单调递增,,等号当且仅当时成立,
所以在上单调递减,,即原不等式成立.
(3)等价于的零点个数问题:
①当时,,显然在上单调递增,
又,,所以在上总有唯一的零点;
②当时,,
则,
Ⅰ若,则在上恒成立,在上单调递增,
,在上无零点;
Ⅱ若,当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
,令,得
若,则在上无零点;
若,则在上有唯一零点;
若,则,又,
又由知,得,得,
由零点存在性定理可知,在,上各有一个零点.
综上所述:当时,有一个零点:当时,有两个零点;当时,有三个零点.
3.(2025·安徽滁州·一模)已知函数的极值点从小到大依次为,,,,是的导函数,则( )
A. B.
C.是的极小值点 D.
【答案】ACD
【分析】对函数求导,为研究导函数的正负,构造函数,通过对其求导,分段讨论研究函数的单调性,进而研究函数的极值点,判断各个选项即可.
【详解】,定义域为,
则,.
因为,所以,而,
所以,故选项A正确;
令,则.
①考虑的情况:
当时,;当时,;
则函数在上单调递增,在上单调递减.
又,,当且时,,
则存在,使得,
当时,,
此时,则,故;
当时,,
此时,则,故.
②考虑的情况:
当时,,,且等号不能同时取得,
则,此时.
结合①可知,在上单调递增,在上单调递减,
函数在处取得极大值,可知,故选项B错误;
③考虑的情况:
当时,;当时,;
则函数在上单调递增,在上单调递减,
,,当且时,,
则存在,使得,
当时,,
此时,则,此时;
当时,,
此时,则,此时;
④考虑的情况:
当时,,,且等号不能同时取得,
则,此时;
结合③可知,在上单调递减,在上单调递增,
综上,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
函数在处取得极大值,在处取得极小值,
可知,即是的极小值点,故选项C正确;
⑤考虑的情况:
可知函数在上单调递增,在上单调递减,
同①可知,存在,使得,
当时,,此时;
当时,,此时;
综合可知,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,
可知.
由题可知,,.
令,,
则,可得,
,可得,
由可得,则,
则,即,
.
又,则,,,
可得,即,
则,
即,即,
可得.
又,,函数在上单调递减,
所以,即,
可得,故选项D正确.
故选:ACD.
4.(2025·江西南昌·一模)已知.
(1)若在定义域上单调递增,求a的取值范围;
(2)若有极大值m,求证:
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)先求,令,通过求导判断函数的单调性求解最小值,结合题意列不等式即可求解;
(2)由(1)可知,当有两个不同的零点时,,由,则,,判断的单调性,可得,通过求导即可证明.
【详解】(1)函数的定义域为,
可得,
令,
所以,
因为时,,所以单调递减,
时,,所以单调递增,
所以,
因为在定义域上单调递增,所以恒成立,
所以,即;
(2)由(1)可知,当有两个不同的零点时,,
此时,
且时,时,
所以,则,,其中,
因为时,,单调递增,
时,,单调递减,
时,,单调递增,
所以为的极大值点,则,
且,
设,则,
所以在单调递增,
所以,即.
5.(2025·北京延庆·一模)已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)若,求的单调区间;
(3)若,且,证明:.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为,单调递减区间为,
(3)证明见解析
【分析】(1)根据导数的几何意义求出切线斜率即可得解;
(2)求出导数,再根据得出方程的根,列表即可求出函数单调区间;
(3)求出,构造函数,利用导数判断函数单调性,由单调性求出函数最小值即可得证.
【详解】(1)由,所以
所以,
又,
所以曲线在处的切线方程为,
即
(2)由,定义域为,
令得或
因为,所以.
所以,
列表:
0
0
递减
递增
递减
所以的单调递增区间为,单调递减区间为,
(3)因为,
又,,
所以是方程的两个根.
依题意,有,
所以,即,
所以
,
令,则,
令,则
因为,所以,
所以在上是增函数,
所以,所以在为减函数,
所以,即.
6.(2025·新疆乌鲁木齐·一模)已知.
(1)求证:当时,;
(2)设.
(ⅰ)求证:数列为递减数列;
(ⅱ)求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)(ⅰ)证明见解析;(ⅱ)证明见解析
【分析】(1)对函数求导,并构造,利用导数判断出函数的单调性和最值,即可证明出不等式;
(2)(ⅰ),令,,构造函数并求导,即可求解函数的单调性,从而得到数列的单调性,即可得证.
(ⅱ)由题意结合,得,利用(1)可得,从而有,结合放缩法可得,又由(ⅰ)知,,即可证得结果.
【详解】(1)由得,
令,则
当时,,所以函数在上单调递增,
又∵,∴,
∴在上单调递增,
∵,∴.
(2)(i)由题意可得:,
令,,即.
令,,
∵,
∴在上单调递减,
∵,∴,
∴,,
∴为递减数列;
(ⅱ)由(i)可知,,
∵,
∴,
由(1)可知,当时,,即,
当时,,
∴,
∴.
又,
∴.
7.(2025·福建厦门·一模)设函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若是增函数,求a的取值范围;
(3)当时,设为的极小值点,证明:.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)在时,根据导函数的符号即可求得原函数的单调区间;
(2)求出,设,求导推得,根据参数分,和三种情形,讨论函数的单调性和零点情况,即得其取值范围;
(3)设为的零点,推得,,分段讨论函数的单调性,推出,即得,即,则,设,求导得出在上的单调性,即可求出其范围,即得证.
【详解】(1)当时,,,
因当时,,当时,,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)因,
设,,
当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,
故时,取得极小值,
(ⅰ)所以当时,,,所以,单调递增,符合题意;
(ⅱ)当时,,
因为趋近于时,趋近于,趋近于时,趋近于,
所以存在两个零点,
即存在区间使得,所以不恒成立,不合题意;
(ⅲ)当时,若,因为的零点为,且,
则与有唯一相同零点且零点两侧函数值符号相同,
所以,解得,
此时,当时;
当时,则
所以综上a的取值范围为.
(3)当时,,,设为的零点,则,
因为,所以,
当时,,,故,在单调递增,
当时,,,所以,在单调递减,
当时,,,所以,在单调递增,
所以,且,即,
所以,
设,则,在上单调递增,
所以,且,故得.
8.(2025·安徽合肥·一模)已知函数,其中
(1)讨论的单调性;
(2)若函数有两个极值点,,证明:
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)求导,分类讨论函数的单调性.
(2)由函数有两个极值点,确定a的范围,代入函数值,构造函数,利用函数单调性求解.
【详解】(1)由题意得,函数的定义域为,且,,
令,
当,即时,恒成立,则,所以在上是单调递减;
当,即时,函数有两个零点:,,
当x变化时,,的变化情况如下表所示:
x
-
0
+
0
-
单调递减
单调递增
单调递减
综上,当时,在内单调递增,
在和上单调递减;
当时,在上单调递减.
(2)由(1)知,当时,有两个极值点,,
则,是方程的两个根,由韦达定理,得,,
所以,
,
令,,则,
当时,,则在区间上单调递减,
从而,
故
9.(2025·广东·一模)数列是特殊的函数,可以利用函数工具研究数列性质.比如,为了研究数列的性质,对通项公式取对数得,,则可通过研究函数的性质,得到数列的性质,进而得到的性质.请根据以上材料,解决如下问题:
(1)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围,并证明:;
(2)是否存在常数,使得:有,?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
(注:e为自然对数的底数)
【答案】(1);证明见解析
(2)存在,
【分析】(1)当时,恒成立,;当时,可化为,令,,利用导数方法判断其单调性,结合洛必达法则即可求出的范围;得出以,将代入整理,即可证明不等式成立;
(2)先由题意得到;由推出,结合(1)的结果,可求出;对于,当或时,于显然恒成立;当时,推出以,同(1)构造函数,求出;从而可求出结果.
【详解】(1)当时,显然恒成立,;
当时,可化为,
令,,则,
令,,则在上恒成立,
因此在上单调递减,所以,
即在上恒成立,
所以在上单调递减,
又由洛必达法则可得:,
所以恒成立,因此,为使对任意恒成立,只需;
综上,;
所以,因为,所以,
则,所以得证;
(2)存在,使得:有,,证明如下:
由题意,为使恒成立,必有;
(i)由得,所以,则,因为,
由(1)知对任意恒成立,
为使都成立,只需,解得;
(ii)对于,当或时,于显然恒成立;
当时,,由得,所以,
令,则,,
所以,同(1)令,,
则,
令,,
则在上恒成立,
因此在上单调递增,所以,
因此在上恒成立,
所以在上单调递减,
又,
所以当,;
因此,为使恒成立,只需,解得;
由(i)(ii)可得,;即存在,使得:有,.
10.(2025·甘肃兰州·一模)已知公差不为零的等差数列满足,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)证明:;
(3)若数列满足,证明:(e为自然对数的底).
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由等差数列的通项公式及等比数列的性质即可求解,进而可得通项公式;
(2)设,求导,可得的单调性,进而可得结论;
(3)由题意需证,由(2)可得,利用放缩法与裂项相消法可证结论.
【详解】(1)设等差数列公差为成等比数列,则,
所以,解得或(舍去),所以;
(2)设,当时,单调递减,
,所以,由(1)可知,
则有,所以不等式恒立.
(3)因为,所以要证,
只需证:,
根据(2)可知,那么,
,
所以.
(
题型0
4
)双变量问题
1.(2025·山东聊城·一模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若有两个不同的极值点,,且,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)先求出函数的导数,构造二次函数,分类讨论,根据导数的正负来判断函数的单调性.
(2)利用极值点与导数的关系,结合二次函数和韦达定理,构造函数,求导研究单调性,解不等式求解.
【详解】(1)的定义域为.
求导可得:.
令,其判别式.
当,即时,因为,所以,则,所以在上单调递增.
当,即或时,方程的两根为,.(根同号),.
因为,当时,,则,,此时,,在上单调递增.
当时,,则,,且,
此时在和上,,,单调递增;
在上,,,单调递减.
综上所得, 当时, 在上单调递增.
当时,在和上单调递增;在上,单调递减.
(2)因为有两个不同的极值点,所以且,解得.
由韦达定理可知,,代入上式可得:
.
已知,即,
可得,即.
令,对求导得.
因为,所以,在上单调递增.
又,所以的解集为,
即实数的取值范围是.
2.(2025·陕西西安·一模)已知函数,.
(1)记的导数为,求的值,其中;
(2)若,恒有,求a的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求出函数的导数,再代入并结合对数运算求值.
(2)由(1)求出函数的最小值,再求出最大值,利用恒成立列式求解.
【详解】(1)函数的定义域为,求导得,
所以
.
(2)由(1)知,,当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,,
由,得,函数的图象是开口向下的抛物线,
当时,,由,恒有,得,
因此,解得,
所以a的取值范围是.
3.(2025·河南郑州·一模)已知函数且,关于对称的函数记为
(1)若,方程有且只有一个实数解,求a的值;
(2)讨论方程在上实数解的个数;
(3)若,设函数,若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【分析】(1)求出,设与有公共点,解由及组成的方程组求出可得答案;
(2)由,两边同取对数得令,利用导数判断出其单调性,分、、讨论方程在上实数解的个数可得的答案;
(3)由得,设,则,利用导数判断出在上的单调性可得答案.
【详解】(1)关于对称的函数为,,
设与有公共点,
由对称性可知,在上,
,,
,解得,得;
(2)由(1)知,,由,
两边同取对数,,即
令,,
函数在上单调递增,在上单调递减.
当,方程在上实数解的个数为1个.
当,,方程在上实数解的个数为2个.
当,方程在上实数解的个数为1个;
(3),定义域为,求导得,
又,
,
整理得,由基本不等式得,,
,
设,则,
易知,
在单调递增,
,
的取值范围为
(
题型0
5
)函数零点问题
1.(2025·湖南岳阳·一模)已知函数,若函数与的图象有且仅有三个交点,则实数的取值范围是 .
【答案】.
【分析】根据分段函数自变量不同取值范围上的函数解析式,分别构造函数,由函数与方程的关系,等价转化为函数求零点与一元二次方程求解问题,可得答案.
【详解】当时,则,令,
求导可得,令,解得,可得下表:
单调递增
极大值
单调递减
由函数的极大值为,则存在唯一零点,
所以函数与函数在上有且仅有一个交点;
当时,,令,
求导可得,显然上,
则函数在上单调递减,
当时,,当时,,
由,则函数在上存在唯一零点,
所以函数与函数在上有且仅有一个交点;
由题意可得函数与函数在上有且仅有一个交点,
当时,,令,
令,整理可得,
当方程有两个相等的实数解时,,解得,
此时,符合题意,
当方程在有一个实数根时,可得,解得,
综上可得.
故答案为:.
2.(2025·山东烟台·一模)已知函数在处有极大值.
(1)求实数的值;
(2)若函数有三个不同的零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意题干中的函数进行求导,根据极值与导数的关系建立方程,分别检验解得的根,可得答案;
(2)由(1)明确函数解析式,利用导数求得其极值与单调性,并作图,根据零点定义,将问题等价转化为函数交点问题,可得答案.
【详解】(1)由函数,求导可得,
由函数在处取极大值,则,解得或,
当时,可得,
易知当时,;当时,,
则此时函数在处取得极小值,不符合题意,舍去;
当时,可得,
易知当时,;当时,,
则此时函数在处取得极大值,符合题意.
综上所述,.
(2)由(1)可得函数,求导可得,
令,解得或,可得下表:
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
所以函数的极大值为,极小值为,
函数存在三个零点,等价于函数图象与直线存在三个交点,
如下图:
由图可得,则.
3.(2025·四川内江·一模)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.当时,在上是增函数
B.当时,在处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为
C.若在上为减函数,则
D.当时,若函数有且只有一个零点,则
【答案】BD
【分析】利用导数研究函数的单调性判断A;导数的几何意义求切线方程,进而求交点坐标,即可求三角形面积判断B;问题化为在上恒成立,应用导数研究右侧的最小值,即可得参数范围判断C;问题化为有唯一解,应用导数研究右侧的单调性和值域判断D.
【详解】对于A,为增函数,时趋向负无穷,时趋向正无穷,
所以存在使,故上在上为减函数,错;
对于B,由题设,则,且,
所以在处的切线方程为,
切线与轴的交点坐标为,与轴交点坐标为,
所以在处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为,对;
对于C,因为函数在上为减函数,
则在上恒成立,即,
令,则,易知时,时,
所以在上为减函数,在上为增函数,
所以,错;
对于D,函数有且只有一个零点,
即有唯一解,则,
令且,则,
令,显然在上为增函数,,
则,使得,易知时,时,
则在为减函数,在为增函数,则,
当时,,
所以有且只有一个解时,,即,对.
故选:BD
4.(2025·北京延庆·一模)已知函数,给出下列四个结论:
①,使得关于直线对称;
②,使得存在最小值;
③,在上单调递减;
④,使得有三个零点;
其中所有正确的结论的序号是 .
【答案】①③④
【分析】赋值法判断①;数形结合判断②④;利用导函数判断③,
【详解】取,得,
因为,
所以,使得关于直线对称;故①对;
由,
所以,
若,
当时,令,则,
令,则,
所以在单调递减,所以,
所以 在单调递减,
当时,令,则,
所以 在单调递减,
所以,在上单调递减,故,不存在最小值,故②错,③对,
如图
若,则当函数与直线的图象相切时,
设切点横坐标为,此时,则,
得到方程组,化简得,易得,
则此时有两个零点,图象见下图,
AI
当时,只需将上图相切时的直线向左偏一点,图象如下图所示,
则两函数会出现三个交点,此时有三个零点,如下图所示,
AI
故④对,
故答案为:①③④
5.(2025·陕西西安·一模)设函数,其中,若有两个零点且取最小整数P时,的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,令,求出函数,利用导数探讨零点求出的最小整数值,再利用基本不等式“1”的妙用求出最小值.
【详解】令,函数定义域为,
求导得,
当时,,函数在上单调递增,最多一个零点,不符合题意,
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递减,在上单调递增,,
当从大于0的方向趋近于0时,值趋近于正无穷大;当趋近于正无穷大时,值趋近于正无穷大,
由有两个零点,得,即,
函数在上都递增,则函数在上递增,
,因此存在,使得,
则不等式成立时,的最小整数值为3,即,
由,得,,
当且仅当,即时取等号,B正确.
故选:B
6.(2025·云南曲靖·一模)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若有两个零点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3).
【分析】(1)利用导数的几何意义,求出切线斜率和切点坐标,即得切线方程;
(2)函数求导分解因式后,对参数分类讨论导函数的符号即得原函数的单调性;
(3)根据(2)的结论,对参数分类,分析函数的单调性,极值以及图象变化趋势,结合特殊值,即可得解.
【详解】(1)当时,,
,.
又,故在处的切线方程为:.
(2).
当时,,故在上单调递增;
当时,令,得,令,得,
故在上单调递减,在上单调递增.
综上所述,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)当时,在上单调递增,不符合题意,故.
由(2)知,当时,.
有两个零点,.
又,.
令,则,
在上单调递减,且,
当时,,即.
又,
在上有一个零点;
,.
当时,,
在上有一个零点.
综上所述,有两个零点时,的取值范围是.
7.(2025·安徽滁州·一模)已知函数
(1)若不等式恒成立,求实数a的取值范围;
(2)若,求证:有且只有1个零点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由已知可得,令,利用导数可得,进而可得,令,利用导数求得即可;
(2)求导得,分,,三种情况讨论中可证得结论.
【详解】(1)由可得,
设,,,
当时,当时,,
所以在上单调调递减,在上单调递增,
所以,即,
所以等价于,
设,,,
当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,
所以,
故实数a的取值范围为;
(2),
当时,,,
所以在上单调递增,又,,
由零点存在性定理可知,在区间上存在1个零点,
故此时有1个零点.
当时,当时,;当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
因,当时,
,
取,则,且,
由零点存在性定理可知,在区间上存在1个零点,
故此时有1个零点.
当时,当时,;当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
,
由于,所以,所以,
所以,所以
又,,
由零点存在性定理可知,在区间上存在1个零点,
故此时有1个零点.
综上可知,当时,有且只有1个零点,得证.
(
题型0
6
)利用导数比较大小及构造解不等式
1.(2025·黑龙江·一模)已知实数,,满足,,,其中为自然对数的底数.则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构建函数,利用导数分析的单调性,根据题意可得,,,且,,,结合单调性分析判断.
【详解】设,可知函数的定义域为,且,
因为在定义域上单调递增,且,
若,则;若,则;
可得在上单调递增,在上单调递减,
又因为,,,
可得,,,
即,,,且,,,
可知,且,,,所以.
故选:D.
2.(2025·黑龙江·一模)已知函数是偶函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用偶函数的性质求解参数,结合导数判断单调性,再利用对数的运算性质将所有数转化到同一单调区间内,比较大小即可.
【详解】因为函数是偶函数,
且,,
所以,即,
解得,得到,其定义域关于原点对称,
此时,
,
故是偶函数,符合题意,
而,
令,,令,,
故在上单调递减,在上单调递增,
而,且,得到,
而由偶函数性质得,
而,则,
得到成立,故A正确.
故选:A
3.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)已知函数,若时,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
【分析】根据函数的单调性和奇偶性,将恒成立转化为恒成立,解的范围即可.
【详解】由题意可得,令解得,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
又因为,
所以为偶函数,大致图象如下,
若时,关于的不等式恒成立,
则对恒成立,
所以,则或,
所以或对恒成立,
所以或,
所以实数的取值范围为,
故选:C
4.(2025·湖南岳阳·一模)已知函数,其导函数为,当时,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,先转化问题为在上恒成立,进而结合导数分析函数的单调性得到对恒成立,进而得到对恒成立,即,,再构造函数,,进而结合导数求解即可.
【详解】因为,所以,
因为当时,不等式恒成立,
即当时,不等式恒成立,
所以当时,不等式恒成立,
即当时,不等式恒成立,
即当时,不等式恒成立,
即当时,不等式恒成立,
设,,则,
所以函数在上单调递增,
所以在上恒成立,
可以转化为在上恒成立,
即对恒成立,
即对恒成立,即,.
设,,则,
令,即;令,即,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
又,,又,,显然,
所以,所以,
所以,即实数a的取值范围为.
故选:B.
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$$
专题03 导数及其应用
题型概览
题型01切线、单调性及最值问题
题型02恒成立存在问题
题型03证明不等式
题型04双变量问题
题型05函数零点问题
题型06利用导数比较大小及构造解不等式
(
题型0
1
) 切线、单调性及最值问题
1.(2025·天津武清·一模)已知 曲线在点处的切线为.
(1)当 时,求直线 的方程;
(2)证明: 与曲线有一个异于点P的交点且;
(3)在(2)的条件下, 令 求k的取值范围.
2.(2025·福建泉州·一模)设函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在区间上单调递增,求的取值范围;
(3)当时,,求的取值范围.
+
0
-
0
+
极大值
极小值
+
0
-
0
+
极大值
极小值
3.(2025·山东泰安·一模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若方程有两个不同的实数根,求实数的取值范围.
4.(2025·甘肃兰州·一模)若函数(e为自然对数的底)的一条切线与x轴平行,则切点的坐标为( )
A. B. C. D.
5.(2025·黑龙江·一模)设函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若为增函数,求的取值范围.
6.(2025·山东聊城·一模)曲线在处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
7.(2025·山东济宁·一模)曲线与和分别交于两点,设曲线在处的切线斜率为在处的切线斜率为,若,则( )
A. B. C. D.
8.(2025·江西萍乡·一模)已知函数,其中.
(1)若的图象在处的切线经过点,求a的值;
(2)讨论的单调性.
9.(2025·黑龙江·一模)若不等式对一切恒成立,其中,e为自然对数的底数,则的可能取值为( )
A. B. C.1 D.2
10.(2025·湖北·一模)已知为自然对数的底数,函数满足:,,函数,
(1)求函数的极值点和极值;
(2)求解析式;
(3)若在上单调递增,求实数的最大值;
(4)求证:,.
(
题型0
2
)恒成立存在问题
1.(2025·广东江门·一模)意大利画家达·芬奇提出:固定项链的两端,在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是悬链线.在17世纪,惠更斯、莱布尼茨、约翰·伯努利等得到悬链线方程是,其中c为参数.当时,该方程就是双曲余弦函数.相应地就有双曲正弦函数.已知三角函数的三个关系式:①平方关系:;②二倍角关系:;③导数关系:
(1)类比关系式①②③,写出和之间的三种关系式(不需要证明);
(2)当时,不等式恒成立,求的取值范围;
(3)设无穷数列满足,是否存在实数,使得?若存在,求的值;若不存在,说明理由.
2.(2025·江西·一模)已知函数(),将的图象绕原点逆时针旋转后,所得曲线仍是某个函数的图象,则的取值范围为 .
3.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)设是的两个极值点,
①求证:;
②求证:.
4.(2025·山东济宁·一模),若恒成立,则实数的取值范围是 .
5.(2025·山东淄博·一模)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)证明:时,;
(3)若不等式对任意的都成立(其中是自然对数的底数),求整数的最大值.
6.(2025·江西萍乡·一模)设函数,,若,,使得,则实数的取值范围是 .
7.(2025·江西萍乡·一模)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.若有2个零点,则
B.当时,是增函数
C.当时,恒成立
D.当时,若是的零点,则
8.(2025·山东烟台·一模)已知正数满足,则的最小值为 :当取得最小值时,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
9.(2025·江西上饶·一模)已知函数.
(1)若曲线在处的切线的斜率为,求的值;
(2)若是的极小值点,求的取值范围.
10.(2025·浙江·一模)已知函数,其中.
(1)若函数是偶函数,求;
(2)当时,讨论函数在上的零点个数;
(3)若,,求的取值范围.
(
题型0
3
)证明不等式
1.(2025·山东淄博·一模)过点向曲线引斜率为的切线,切点为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.数列的前项和为 D.
2.(2025·四川巴中·一模)已知函数
(1)求函数的极值;
(2)求证:当时,;
(3)若,其中,讨论函数的零点个数.
3.(2025·安徽滁州·一模)已知函数的极值点从小到大依次为,,,,是的导函数,则( )
A. B.
C.是的极小值点 D.
4.(2025·江西南昌·一模)已知.
(1)若在定义域上单调递增,求a的取值范围;
(2)若有极大值m,求证:
5.(2025·北京延庆·一模)已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)若,求的单调区间;
(3)若,且,证明:.
6.(2025·新疆乌鲁木齐·一模)已知.
(1)求证:当时,;
(2)设.
(ⅰ)求证:数列为递减数列;
(ⅱ)求证:.
7.(2025·福建厦门·一模)设函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若是增函数,求a的取值范围;
(3)当时,设为的极小值点,证明:.
8.(2025·安徽合肥·一模)已知函数,其中
(1)讨论的单调性;
(2)若函数有两个极值点,,证明:
9.(2025·广东·一模)数列是特殊的函数,可以利用函数工具研究数列性质.比如,为了研究数列的性质,对通项公式取对数得,,则可通过研究函数的性质,得到数列的性质,进而得到的性质.请根据以上材料,解决如下问题:
(1)若不等式对任意恒成立,求实数的取值范围,并证明:;
(2)是否存在常数,使得:有,?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
(注:e为自然对数的底数)
10.(2025·甘肃兰州·一模)已知公差不为零的等差数列满足,且成等比数列.
(1)求数列的通项公式;
(2)证明:;
(3)若数列满足,证明:(e为自然对数的底).
(
题型0
4
)双变量问题
1.(2025·山东聊城·一模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若有两个不同的极值点,,且,求实数的取值范围.
2.(2025·陕西西安·一模)已知函数,.
(1)记的导数为,求的值,其中;
(2)若,恒有,求a的取值范围.
3.(2025·河南郑州·一模)已知函数且,关于对称的函数记为
(1)若,方程有且只有一个实数解,求a的值;
(2)讨论方程在上实数解的个数;
(3)若,设函数,若,求的取值范围.
(
题型0
5
)函数零点问题
1.(2025·湖南岳阳·一模)已知函数,若函数与的图象有且仅有三个交点,则实数的取值范围是 .
2.(2025·山东烟台·一模)已知函数在处有极大值.
(1)求实数的值;
(2)若函数有三个不同的零点,求实数的取值范围.
3.(2025·四川内江·一模)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.当时,在上是增函数
B.当时,在处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为
C.若在上为减函数,则
D.当时,若函数有且只有一个零点,则
4.(2025·北京延庆·一模)已知函数,给出下列四个结论:
①,使得关于直线对称;
②,使得存在最小值;
③,在上单调递减;
④,使得有三个零点;
其中所有正确的结论的序号是 .
5.(2025·陕西西安·一模)设函数,其中,若有两个零点且取最小整数P时,的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(2025·云南曲靖·一模)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若有两个零点,求的取值范围.
7.(2025·安徽滁州·一模)已知函数
(1)若不等式恒成立,求实数a的取值范围;
(2)若,求证:有且只有1个零点.
(
题型0
6
)利用导数比较大小及构造解不等式
1.(2025·黑龙江·一模)已知实数,,满足,,,其中为自然对数的底数.则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
2.(2025·黑龙江·一模)已知函数是偶函数,则( )
A. B.
C. D.
3.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)已知函数,若时,关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.(2025·湖南岳阳·一模)已知函数,其导函数为,当时,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
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