内容正文:
查漏补缺01 函数与导数(11大考点)
目录
各地市高考模拟试题分考点精练
考点1 函数的性质(单调性、奇偶性、周期性)
考点2 函数的性质的综合应用
考点3 指对幂函数
考点4 抽象函数
考点5 函数与方程
考点6 导数的几何意义
考点7 利用导数研究函数的单调性、
考点8 利用导数研究函数的极值和最值
考点9 利用导数研究函数的零点或方程的根
考点10 利用导数研究不等式(不等式的证明、不等式恒成立、不等式能成立)
考点11 函数新定义
各地市高考模拟试题分考点精练
考点1 函数的性质(单调性、奇偶性、周期性)
1.(2025·山东日照·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2025·湖北黄冈·二模)下列函数中,既是奇函数,又是增函数的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·山东聊城·二模)函数定义域为,且满足,若是偶函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
4.(2025·广东广州·二模)若函数(,且)是偶函数,且,则 .
5.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)请写出一个同时满足以下3个条件的函数 .
①、,且,都有;②且,使得;③.
考点2 函数的性质的综合应用
1.(2025·安徽淮北·二模)已知函数和的定义域均为为偶函数,为奇函数,若,则( )
A.4 B.2 C.0 D.
2.(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)已知函数的定义域为为奇函数,,则( )
A.为奇函数
B.的图象关于直线对称
C.的最小正周期为4
D.的图象关于点对称
3.(多选)(2026高三·全国·专题练习)是定义在上的偶函数,对,均有,当时,,则下列结论正确的是( )
A.函数的一个周期为4 B.
C.当时, D.函数在内有1011个零点
考点3 指对幂函数
1.(2025·江西·二模)已知是实数,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(2025·湖北·二模)已知且,若函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(2025·河北沧州·模拟预测)已知,且为奇函数,则( )
A. B.
C. D.
4.(2025·浙江绍兴·二模)已知函数,则( )
A.当时,是偶函数,且在区间上单调递增
B.当时,是奇函数,且在区间上单调递减
C.当时,是偶函数,且在区间上单调递减
D.当时,是奇函数,且在区间上单调递增
5.(2025·江苏泰州·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为 .
6.(2025·湖北武汉·二模)为了响应节能减排号召,某地政府决定大规模铺设光伏太阳能板,该地区未来第x年底光伏太阳能板的保有量y(单位:万块)满足模型,其中N为饱和度,为初始值,p为年增长率.若该地区2024年底的光伏太阳能板保有量约为20万块,以此为初始值,以后每年的增长率均为,饱和度为1020万块,那么2030年底该地区光伏太阳能板的保有量约 万块.
(结果四舍五入保留到整数,参考数据:,,)
7.(2025·河北石家庄·一模)卷积神经网络(Convolutional Neural Network,简称CNN)是人工神经网络的一种,它在图象识别中扮演关键角色,即使图象经历平移,旋转等变换也能准确识别.它的工作原理是用卷积核在原图上进行步长为1的运动扫描,卷积核与扫描部分的对应位置数字相乘并求和得出新的值,例如下图中卷积核对一个图象运算,图中虚线部分经过运算为,,依此规律完成第1阶段的卷积运算,同理完成第2阶段的卷积运算,得到卷积结果为.
根据以上信息卷积核按照步长为1进行运动扫描,一个的图象,记表示其第行,第列数据,满足,卷积核为,图象经历 个阶段卷积核运算后,卷积结果为一个数值;若满足(),则 .(参考数据:)
考点4 抽象函数
1.(2025·广东揭阳·二模)已知定义在上的函数,对任意满足,且当时,.设,,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·浙江嘉兴·期末)已知函数满足:对,都有,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(多选)(24-25高三上·吉林长春·阶段练习)定义在上的函数满足下列条件:(1);(2)当时,,则( )
A. B.
C.当时, D.在上单调递增
4.(2025·甘肃甘南·模拟预测)已知函数满足:对于任意的x,,都有成立,且,则( )
A.2025 B.2024 C.1013 D.1012
5.(2025·广东深圳·模拟预测)已知函数满足:,,,若,则( )
A.2022 B.2023 C.2024 D.2025
6.(24-25高三下·山东聊城·阶段练习)函数的定义域为,若满足:①在上是单调函数,
②存在使得在上的值域为,那么函数为“优美函数”.若函数是“优美函数”,则的取值范围是 .
考点5 函数与方程
1.(2025·湖南·二模)若函数与直线恰有三个交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2025·广东广州·二模)已知函数若函数恰有2个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2025·河北保定·一模)函数有且只有三个零点,则的取值可以是( )
A.3 B. C.1 D.
4.(2025·江西鹰潭·二模)已知函数,若方程有三个不同根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(2026高三·全国·专题练习)已知函数满足,若函数有6个零点,则6个零点的和为 .
6.(2025·江苏淮安·模拟预测)已知函数为上的奇函数,在上单调递增,都有且,则的值域为 .
考点6 导数的几何意义
1.(2025·四川·三模)已知直线是曲线的一条切线,则( )
A.1 B.2 C. D.
2.(24-25高二下·江西南昌·期中)过点可以做三条直线与曲线相切,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2025·河南·模拟预测)与曲线和圆都相切的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
4.(多选)(2025·山东济南·二模)设函数,则( )
A.一定有两个极值点
B.若,则或
C.过点作曲线的切线有且仅有一条
D.当时,
5.(2025·山东泰安·二模)若函数与直线相切,则实数的值为 .
考点7 利用导数研究函数的单调性
1.(2025·陕西榆林·二模)已知正实数满足,则( )
A. B. C.-1 D.
2.(24-25高二下·江苏南京·期中)若函数在上存在单调递增区间,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2025·北京通州·一模)已知函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·广东茂名·二模)已知函数为上的奇函数,,当时,,不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
5.(多选)(2025·江西鹰潭·二模)若函数是定义在上不恒为零的可导函数,对任意的均满足:,,记,则( )
A. B.是偶函数
C. D.
6.(2025·山东日照·二模)定义在区间D上的函数,若存在正数K,对任意的,不等式恒成立,则称函数在区间D上满足K-条件.若函数在区间上满足K-条件,则K的最小值为 .
7.(2025·浙江·二模)已知,函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)若在上不单调,求的取值范围.
8.(2025高三下·福建·阶段练习)设函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)已知,若为增函数,求.
考点8 利用导数研究函数的极值和最值
1.(多选)(2025·河北石家庄·一模)函数,则下列说法正确的是( )
A.当时,的极小值为0
B.若有3个零点,,,则
C.若,则为奇函数
D.当时,在区间上单调递增
2.(2025·河北秦皇岛·二模)已知函数有三个极值点,且,则实数的取值范围是 .
3.(2025·河北张家口·二模)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)探究是否为的极大值点.
4.(2025·陕西汉中·二模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设函数,求在区间上的最大值和最小值.
5.(2025·湖南·一模)已知函数.
(1)当时,有两个零点,求的取值范围;
(2)若是的极小值点,求的取值范围.
6.(2025·浙江杭州·二模)已知函数().
(1)若,求的极小值;
(2)当时,求的单调递增区间;
(3)当时,设的极大值为,求证:.
考点9 利用导数研究函数的零点或方程的根
1.(2025·湖北·二模)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若,,讨论方程的根的个数.
2.(2025·浙江金华·二模)已知函数.
(1)当时,求函数的极值;
(2)若方程有且只有一个实数根,求实数的取值范围.
3.(2025·山东·模拟预测)已知,函数.
(1)若,,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,,求的单调区间;
(3)若对任意,至多有2个零点,求a的取值范围.
考点10 利用导数研究不等式(不等式的证明、不等式恒成立、不等式能成立)
1.(2025·湖北宜昌·二模)已知函数,,在公共定义域内,下列结论正确的是( )
A.恒成立 B.恒成立
C.恒成立 D.恒成立
2.(2025·江西·二模)已知,若在上恒成立,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(2025·安徽安庆·模拟预测)已知,关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是 .
4.(2025·河南·模拟预测)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,求证.
5.(2025高三·广东揭阳·开学考试联考)已知函数.
(1)时,求的极值;
(2)若不等式恒成立,求实数的取值范围.
6.(2025·浙江·二模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数无极值点,求实数的取值范围;
(3)若为函数的极小值点,证明:.
7.(2025·山东·模拟预测)已知函数.
(1)若的图象在处的切线l过点,求a的值及l的方程;
(2)若有两个不同的极值点,,且当时恒有,求a的取值范围.
考点11 函数新定义
1.(2025·重庆·模拟预测)如果函数在区间D上有定义,且对,,均有,则称D为的“平稳区间”.已知函数有“平稳区间”,则a的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
2.(多选)(2025·河北邯郸·二模)已知函数的导函数为,若存在使得,则称是的一个“负导值点”,下列函数中具有“负导值点”的是( )
A. B. C. D.
3.(2025·广东揭阳·二模)在平面直角坐标系中,两点,的“曼哈顿距离”定义为.例如点的“曼哈顿距离”为.已知点在直线上,点在函数的图象上,则的最小值为 ,的最小值为 .
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$$
查漏补缺01 函数与导数(11大考点)
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各地市高考模拟试题分考点精练
考点1 函数的性质(单调性、奇偶性、周期性)
考点2 函数的性质的综合应用
考点3 指对幂函数
考点4 抽象函数
考点5 函数与方程
考点6 导数的几何意义
考点7 利用导数研究函数的单调性、
考点8 利用导数研究函数的极值和最值
考点9 利用导数研究函数的零点或方程的根
考点10 利用导数研究不等式(不等式的证明、不等式恒成立、不等式能成立)
考点11 函数新定义
各地市高考模拟试题分考点精练
考点1 函数的性质(单调性、奇偶性、周期性)
1.(2025·山东日照·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】求对数函数在区间上的值域、根据分段函数的值域(最值)求参数
【分析】当时,单调递增,所以值域为,由分段函数的值域为,所以当时,的取值包含的每一个取值,求解参数a的取值范围即可.
【详解】因为函数,
当时,单调递增,所以值域为,
要使得分段函数的值域为,
则当时,的取值包含的每一个取值,
所以,解得,
故选:D
2.(2025·湖北黄冈·二模)下列函数中,既是奇函数,又是增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】由奇函数的性质和导数逐一判断即可.
【详解】对于A,由题意可得,解得,所以定义域为,
又,所以为减函数,故A错误;
对于B,,,
二者不相等,所以不是奇函数,故B错误;
对于C,定义域需满足,即,定义域不关于原点对称,所以不是奇函数,故C错误;
对于D,定义域为,
,为奇函数;
,为增函数,故D正确.
故选:D
3.(2025·山东聊城·二模)函数定义域为,且满足,若是偶函数,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数奇偶性的应用、利用导数求函数的单调区间(不含参)、基本不等式求和的最小值、根据函数的单调性解不等式
【分析】根据函数是偶函数列式得出函数解析式,再应用导函数判断函数单调性,最后结合单调性计算求解.
【详解】因为,且是偶函数,
所以,
所以,单调递减,
则不等式化简为,
所以,即,
所以或.
故选:B.
4.(2025·广东广州·二模)若函数(,且)是偶函数,且,则 .
【答案】
【知识点】对数的运算、由奇偶性求参数
【分析】利用偶函数的定义可求得,进而可得,计算可求得的值.
【详解】因为是偶函数,则,可得,
所以,所以或,
则(舍去)或,所以,
又,所以,所以,又,解得.
故答案为:.
5.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)请写出一个同时满足以下3个条件的函数 .
①、,且,都有;②且,使得;③.
【答案】(答案不唯一,符合题意均可得分)
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】根据三个条件分别得出函数所具有的性质,例如单调性、奇偶性等即可写出结果.
【详解】由条件①可得在上单调递增,
对于条件②不妨取,可知函数在一定条件下满足可乘性,并简化运算;
由条件③可知函数为奇函数;
因此可得满足题意.
故答案为:
考点2 函数的性质的综合应用
1.(2025·安徽淮北·二模)已知函数和的定义域均为为偶函数,为奇函数,若,则( )
A.4 B.2 C.0 D.
【答案】A
【知识点】求函数值、函数奇偶性的应用、函数对称性的应用
【分析】由为偶函数得到,由为奇函数,得到,将,代入,将代入,结合已知条件联立求出.
【详解】因为为偶函数,故,
所以的图象关于对称,因此.
因为为奇函数,故,
整理得,
当时,,
当时,,
由得,,
当时,由得 ,
所以,即,
因为
所以解得,所以.
故选:A.
2.(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)已知函数的定义域为为奇函数,,则( )
A.为奇函数
B.的图象关于直线对称
C.的最小正周期为4
D.的图象关于点对称
【答案】D
【知识点】函数基本性质的综合应用
【分析】根据为奇函数,得,从而可知的对称中心;根据题意令可知,从而,结合对称中心可判断的对称轴与奇偶性和最小正周期.
【详解】因为为奇函数,所以,
所以的图象关于点对称,则的图象关于点对称,项正确;
因为函数的定义域为,易知的定义域为,
因为为奇函数,所以,
则,所以,
根据的图象关于点对称,得,
所以,故为偶函数,项错误;
因为,
所以,所以的最小正周期为,
则的最小正周期为,项错误;
根据为偶函数,且关于点对称,最小正周期为,
易知的所有对称轴为直线,故项错误.
故选:.
3.(多选)(2026高三·全国·专题练习)是定义在上的偶函数,对,均有,当时,,则下列结论正确的是( )
A.函数的一个周期为4 B.
C.当时, D.函数在内有1011个零点
【答案】ABC
【知识点】函数周期性的应用、由函数的周期性求函数值、求函数零点或方程根的个数
【分析】根据可求的周期,从而判断A;根据周期性和在时的解析式可求,从而判断B;当时,,再根据在时的解析式和即可求得在时的解析式,从而判断C;求出,再根据可求,从而可判断D.
【详解】因为是定义在上的偶函数,对,均有,
所以,所以函数的一个周期为4,故A正确;,故B正确;
当时,,
则,故C正确;
易知,于是函数在内至少有1012个零点,故D错误.
故选:ABC.
考点3 指对幂函数
1.(2025·江西·二模)已知是实数,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【知识点】比较对数式的大小、既不充分也不必要条件
【分析】利用对数函数的单调性判断是否能推和是否能推即可得解.
【详解】当时,因为函数在单调递增,
所以,即,
所以或,故必要性不成立;
若“”,则或,
所以,或,
则,或,故充分性不成立,
所以是的既不充分也不必要条件.
故选:D.
2.(2025·湖北·二模)已知且,若函数的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】对数型复合函数的单调性、分段函数的值域或最值
【分析】利用二次函数的值域,指对数函数的单调性,结合分界点的函数值大小,即可求出的范围.
【详解】当时,的取值范围为,
要使的值域为,必有在上单调递增,且,
所以解得.
故选:D.
3.(2025·河北沧州·模拟预测)已知,且为奇函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】对数型复合函数的单调性、由奇偶性求参数、函数奇偶性的应用、比较对数式的大小
【分析】根据奇函数的性质结合函数的定义域,可得,进而利用复合函数的单调性即可求解.
【详解】因为的定义域为为奇函数,所以,则,
由于为减函数且值恒为正数,则为单调递增函数,因此为增函数.
因为,所以,所以,故.
故选:A
4.(2025·浙江绍兴·二模)已知函数,则( )
A.当时,是偶函数,且在区间上单调递增
B.当时,是奇函数,且在区间上单调递减
C.当时,是偶函数,且在区间上单调递减
D.当时,是奇函数,且在区间上单调递增
【答案】D
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、判断指数型复合函数的单调性
【分析】根据函数奇偶性和单调性的判断方法,针对不同的取值,对函数进行分析,即可判断和选择.
【详解】对AB:当时,,其定义域为,,故为偶函数;
又,当时,令,
因为在单调递增,在单调递增,故在单调递增,
故在单调递减,故AB都错误;
对CD:当时,,其定义域为,,故为奇函数;
又,当时,均为减函数,故为上的减函数,
故为上的增函数,故C错误,D正确.
故选:D.
5.(2025·江苏泰州·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【知识点】根据对数函数的值域求参数值或范围
【分析】根据给定条件,利用对数函数值域确定真数取值集合,再利用二次函数求出范围.
【详解】由函数的值域为R,得函数的值域包含,
因此,解得或,
所以实数a的取值范围为.
故答案为:
6.(2025·湖北武汉·二模)为了响应节能减排号召,某地政府决定大规模铺设光伏太阳能板,该地区未来第x年底光伏太阳能板的保有量y(单位:万块)满足模型,其中N为饱和度,为初始值,p为年增长率.若该地区2024年底的光伏太阳能板保有量约为20万块,以此为初始值,以后每年的增长率均为,饱和度为1020万块,那么2030年底该地区光伏太阳能板的保有量约 万块.
(结果四舍五入保留到整数,参考数据:,,)
【答案】
【知识点】利用给定函数模型解决实际问题
【分析】把已知数据代入模型,求出对应的值即可.
【详解】根据题意,所给模型中,
则2030年底该地区光伏太阳能板的保有量为,
因为,所以,
所以2030年底该地区光伏太阳能板的保有量约36万块.
故答案为:36.
7.(2025·河北石家庄·一模)卷积神经网络(Convolutional Neural Network,简称CNN)是人工神经网络的一种,它在图象识别中扮演关键角色,即使图象经历平移,旋转等变换也能准确识别.它的工作原理是用卷积核在原图上进行步长为1的运动扫描,卷积核与扫描部分的对应位置数字相乘并求和得出新的值,例如下图中卷积核对一个图象运算,图中虚线部分经过运算为,,依此规律完成第1阶段的卷积运算,同理完成第2阶段的卷积运算,得到卷积结果为.
根据以上信息卷积核按照步长为1进行运动扫描,一个的图象,记表示其第行,第列数据,满足,卷积核为,图象经历 个阶段卷积核运算后,卷积结果为一个数值;若满足(),则 .(参考数据:)
【答案】 99 ; 29
【知识点】对数的运算性质的应用
【分析】根据题意,可得经过第阶段后得到图象,记,表示其第行,第列数据,满足,由此运算得解.
【详解】根据题意,图象经过第1阶段后得到图象,记,表示其第行,第列数据,满足,
经过第2阶段后得到图象,记,表示其第行,第列数据,满足,
0
0
依次类推,经过第98阶段后得到图象,如图
经过第99阶段后得到,
则,解得,
即,又,所以.
故答案为:,29.
考点4 抽象函数
1.(2025·广东揭阳·二模)已知定义在上的函数,对任意满足,且当时,.设,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、根据函数的单调性解不等式
【分析】设,则有.根据已知可得出,从而得出函数在上单调递减.构造函数,利用导函数证明在上恒成立.进而分以及讨论,即可得出答案.
【详解】设,则有.
当时,由已知可得,
化简可得.
又由已知当时,可得,,
所以.
所以,在上单调递减.
又时,构造,
则在上恒成立,
所以,恒成立,
所以在上恒成立.
所以,有在上恒成立;
当时,有,所以有,即;
当时,,此时有,即.
综上所述,.
故选:D.
2.(24-25高三上·浙江嘉兴·期末)已知函数满足:对,都有,,若,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数基本性质的综合应用
【分析】由题意可得,,进而可求得
【详解】,
则,
则,
即,所以,即
故选:B.
3.(多选)(24-25高三上·吉林长春·阶段练习)定义在上的函数满足下列条件:(1);(2)当时,,则( )
A. B.
C.当时, D.在上单调递增
【答案】ACD
【知识点】函数基本性质的综合应用、定义法判断或证明函数的单调性、基本不等式求和的最小值
【分析】利用赋值法可以逐次判断选项,对于A,取可得;对于C,取,再由条件当时,推理可得;对于B,虽能用基本不等式,但因在上的符号不定,得不出结论;对于D,运用单调性定义法推导即可.
【详解】对于A,由,
取,得,故A正确;
对于C,由,
取,因,故,即,
当时,,则,故,即,故C正确;
对于B,由,
取,可得,,整理得,,
因为,,当且仅当时取等号,
由选项C可知的符号可正可负,故不一定有,
即不一定成立,故B错误;
对于D,任取,则,
依题意,,而,
则,即,
即在上是增函数,
于是对于,
任取,因为,则,即,
即函数在上单调递增,故D正确.
故选:ACD.
4.(2025·甘肃甘南·模拟预测)已知函数满足:对于任意的x,,都有成立,且,则( )
A.2025 B.2024 C.1013 D.1012
【答案】C
【知识点】整除和余数问题、函数新定义、函数周期性的应用
【分析】赋值法依次求出的值,以及关系式,进而推得,求出函数的周期.进而结合的值,可得出当i为偶数时,;当i为奇数时,根据二项式定理展开式得出除以4的余数为1,即可得出对应值,求和即可得出答案.
【详解】令时,因为,
所以.
令,
则,所以.
令,则,
所以,则,所以4为的一个周期.
又,
所以由周期性可知,即.
当i为偶数时,为偶数,所以;
当i为奇数时,设,
则
,
故被4除的余数为1,所以,
所以.
故选:C.
5.(2025·广东深圳·模拟预测)已知函数满足:,,,若,则( )
A.2022 B.2023 C.2024 D.2025
【答案】C
【知识点】求函数值
【分析】根据已知条件结合赋值法计算得出,再赋值法结合应用不等关系计算求解即可.
【详解】依题意,因为,则,
令,则,因为,所以,
又因为,则,即,
令,则,即,
令,则,所以,故得,
又;
又,
所以,即.
故选:C.
6.(24-25高三下·山东聊城·阶段练习)函数的定义域为,若满足:①在上是单调函数,
②存在使得在上的值域为,那么函数为“优美函数”.若函数是“优美函数”,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】对数型复合函数的单调性、根据二次函数零点的分布求参数的范围、函数新定义
【分析】利用复合函数法分析可知,函数在定义域上为增函数,则存在使得在上的值域为,进一步分析可知,关于的方程至少有两解,令,,则函数有两个不等的正零点,利用二次函数的零点分布可得出关于实数的不等式组,解之即可.
【详解】当时,内层函数为减函数,外层函数为增函数,
由复合函数法可知,函数在定义域上为增函数;
当时,内层函数为增函数,外层函数为增函数,
由复合函数法可知,函数在定义域上为增函数.
综上所述,函数在定义域上为增函数,
根据题意,存在存在使得在上的值域为,
则,
所以,关于的方程至少有两解,即,可得,
令,,
由题意可知,函数有两个不等的正零点、,
所以,,解得.
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
考点5 函数与方程
1.(2025·湖南·二模)若函数与直线恰有三个交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】对数函数图象的应用、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】画出函数的图象,结合图像求解即可.
【详解】画出的图象,
由图象可知a的范围是.
故选:D
2.(2025·广东广州·二模)已知函数若函数恰有2个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数图象的应用、函数与方程的综合应用、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】当时,对函数求导,对参数的取值进行分类讨论,大致画出分段函数的图象,再由数形结合即可得出实数的取值范围.
【详解】易知当时,函数单调递增,且;
当时,函数,易知,
显然当时,恒成立,即在上单调递增;
当时,;当时,,
此时函数的图象大致如下图所示:
若函数恰有2个零点,即函数的图象与有两个交点,
由上图可知;
当时,根据对勾函数性质可知,
当且仅当时,等号成立;
此时其图象大致如下图:
显然函数的图象与没有交点,不合题意;
综上可知,实数的取值范围是.
故选:B
3.(2025·河北保定·一模)函数有且只有三个零点,则的取值可以是( )
A.3 B. C.1 D.
【答案】D
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、利用导数研究方程的根
【分析】拆分绝对值后转变为方程根的个数问题,分离参数,利用导数分析单调性和极值,综合可得.
【详解】令得,
当时,,则,令,
所以当时,,为增函数;当时,,为减函数,
所以函数在处取得极大值,且,当时,;
当时,,
则,则时,,为减函数,
当时,;
综上,与函数图象有三个交点时,即函数有且只有三个零点时.
所以的取值可以是.
故选:D
4.(2025·江西鹰潭·二模)已知函数,若方程有三个不同根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、利用导数研究函数的零点
【分析】探讨给定函数的对称性及单调性,脱去法则“f”,构造函数,利用导数探讨函数的性质并作出图象,数形结合求得答案.
【详解】函数的定义域为R,且在R上单调递增,
,即,
方程,即,于是,
即,令,依题意,直线与函数的图象有三个不同的交点,
求导得,当时,,
当时,,函数在上递减,在上递增,
当时,取极小值;当时,取极大值为,
而当或时,恒有,
在同一坐标系内作出直线与函数的图象,
观察图象得,原方程有三个不同实根,所以实数的取值范围为,
故选:A
5.(2026高三·全国·专题练习)已知函数满足,若函数有6个零点,则6个零点的和为 .
【答案】6
【知识点】函数对称性的应用、求零点的和
【分析】根据题意,得到函数的图象关于点对称,结合对称性,进而求得所有零点的和.
【详解】由,可得,即的图象关于点对称,
又由函数的图象也关于点对称,
所以函数的图象关于点对称,
因为函数有6个零点,可得该函数的零点之和为.
故答案为:6.
6.(2025·江苏淮安·模拟预测)已知函数为上的奇函数,在上单调递增,都有且,则的值域为 .
【答案】
【知识点】函数奇偶性的应用、求含sinx(型)函数的值域和最值、函数基本性质的综合应用
【分析】设,得到,不妨设函数且,求得,代入化简得到,求得,得出,且,则,结合正弦函数的值域,即可求解.
【详解】设,因为,可得,
由函数为上的奇函数,在上单调递增,
因为题目为客观题,不妨设函数且,
则,
又因为,可得,
整理得,解得或(舍去),
所以,且,则,
因为,则,则,且,
所以的值域为.
故答案为:.
考点6 导数的几何意义
1.(2025·四川·三模)已知直线是曲线的一条切线,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【知识点】已知切线(斜率)求参数、简单复合函数的导数
【分析】求导得,设切点为,根据,求出切点坐标,再代入原函数即可.
【详解】设,,
设切点为,根据切线斜率为1,则,
解得,则,则切点坐标为,则,解得.
故选:C.
2.(24-25高二下·江西南昌·期中)过点可以做三条直线与曲线相切,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】函数单调性、极值与最值的综合应用、求过一点的切线方程、利用导数研究方程的根
【分析】设切点,利用导数求出切线方程,代入点,可得,过点可以做三条直线与曲线相切,即方程有三个不等的实数根,令,利用导数判断单调性,求极值,即可求得实数的取值范围.
【详解】设切点为,,,
点处的切线斜率,
则过点的切线方程为,
又切线过点,所以,化简得,
过点可以作三条直线与曲线相切,
方程有三个不等实根.
令,求导得到,
令,解得,,
则当时,,在上单调递减,且时,,
当时,,在上单调递增,且,,
当时,,在上单调递减,且时,,
如图所示,
故,即.
故选:A.
3.(2025·河南·模拟预测)与曲线和圆都相切的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、用导数判断或证明已知函数的单调性、求已知函数的极值
【分析】设直线与曲线相切于,求导确定斜率,求得切线方程,再结合此直线与圆也相切,即可求解.
【详解】设直线 与曲线 相切于点 ,,当时,,
所以 的方程为 ,即
圆 ,因为 与圆 相切,
所以所以 ,
令 ,
则
因为,,,,
所以,借助二次函数的性质,令 得: 或 ,
当可得:,当可得:,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 极大值
极小值
又当 时, ,
所以 在区间 上分别有1个零点,
所以这样的切线有3条.
故选:C
4.(多选)(2025·山东济南·二模)设函数,则( )
A.一定有两个极值点
B.若,则或
C.过点作曲线的切线有且仅有一条
D.当时,
【答案】AB
【知识点】求过一点的切线方程、由函数对称性求函数值或参数、求函数零点或方程根的个数、函数极值点的辨析
【分析】利用导数研究函数的极值点判断A;由求判断B;利用导数几何意义得到处的切线也过,结合处切线判断C;根据解析式得,利用对称性求函数值判断D.
【详解】由题设,
当或时,,则在、上单调递增,
当时,,则在上单调递减,
所以分别为极大值点、极小值点,A对;
由,令,则,
所以或,故对于,则或,B对;
由且,则处的切线为,过,
由,则处的切线过,
所以过的切线至少有两条,C错;
由,,
所以,故,D错.
故选:AB
5.(2025·山东泰安·二模)若函数与直线相切,则实数的值为 .
【答案】
【知识点】已知切线(斜率)求参数
【分析】设切点坐标,求导数表示斜率,结合切线过原点可计算切点横坐标,进而算出的值.
【详解】设切点为,
由得,,故切线斜率,
由直线可知切线过,故,
∴,解得,
∴.
故答案为:.
考点7 利用导数研究函数的单调性
1.(2025·陕西榆林·二模)已知正实数满足,则( )
A. B. C.-1 D.
【答案】C
【知识点】由导数求函数的最值(不含参)、条件等式求最值、对数的运算性质的应用
【分析】分别利用基本不等式和导函数求出函数最值,由夹逼法可得出,再利用不等式中等号成立的条件构建方程组,解出的值即可.
【详解】由,得.
因为均为正实数,所以(当且仅当,即时取等号),
所以,即.
令,则,
当时,单调递增;
当时,单调递减,
故当时,,即(当且仅当时取等号),
因此,即.
由和可得,
则有,解得,
所以.
故选:C.
2.(24-25高二下·江苏南京·期中)若函数在上存在单调递增区间,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、利用导数研究能成立问题
【分析】对函数求导,化为在区间上有解,再应用参变分离或二次函数性质研究不等式能成立,求参数范围.
【详解】由,则.
函数在区间上存在单调递增区间,只需在区间上有解,
即在区间上有解,
方法一:即在区间上有解,所以.
令,则,
令在上单调递增,所以,即,
所以.
方法二:当时,在恒成立,不符合;
当时,开口向上,只需或,所以.
故选:D
3.(2025·北京通州·一模)已知函数,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、用导数判断或证明已知函数的单调性、比较函数值的大小关系
【分析】易得函数为偶函数,利用导数判断函数在上的单调性,再根据函数的单调性和奇偶性即可得解.
【详解】因为,
所以函数为偶函数,
,
令,则,
所以函数,
即当时,,
所以函数在上单调递增,
所以.
故选:A.
4.(2025·广东茂名·二模)已知函数为上的奇函数,,当时,,不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、根据函数的单调性解不等式、由函数奇偶性解不等式
【分析】构造函数,利用导数得到在各区间的符号,再分类讨论即可解出不等式.
【详解】构造,则,
因为当时,,则此时,单调递增,
则的正负符号由决定,
又因为,则,因为在上单调递增,
则当时,,所以此时,
当时,,所以此时,
又因为为上的奇函数,则当时,,则,
当时,,则,
且,
则若,则或
即或,解得或,
综上,的解集为.
故选:D.
5.(多选)(2025·江西鹰潭·二模)若函数是定义在上不恒为零的可导函数,对任意的均满足:,,记,则( )
A. B.是偶函数
C. D.
【答案】ACD
【知识点】求函数值、函数奇偶性的定义与判断、求等比数列前n项和、错位相减法求和
【分析】赋值法计算判断A,应用偶函数定义计算判断B,应用赋值法结合累加法计算判断C,应用错位相减法计算判断D.
【详解】令,得,即,故A正确;
对于选项B:令,可得,解得,
令,,可得,所以的图象不是偶函数,故B错误;
令,所以,所以,所以,
所以,则,所以,,
,累加得:,所以选项C正确;
对于选项D,,
又,所以,
设,
则,
所以,
所以
即,故D正确.
故选:ACD.
6.(2025·山东日照·二模)定义在区间D上的函数,若存在正数K,对任意的,不等式恒成立,则称函数在区间D上满足K-条件.若函数在区间上满足K-条件,则K的最小值为 .
【答案】
【知识点】由导数求函数的最值(不含参)、利用导数研究不等式恒成立问题、函数新定义
【分析】先求出在区间的单调性,再结合K-条件的定义进行分析,从而求K的取值范围,即可求出K的最小值.
【详解】因为,
令,,
当时,,所以在上单调递减,
又因为,所以在上恒成立,
所以,则在上单调递增,
设,所以,
若函数在区间上满足K-条件
因此对任意恒成立,
所以对任意恒成立,
则对任意恒成立,
令,所以在上单调递减,
在恒成立,所以,
又因为在上单调递减,.
所以,所以K的最小值为.
故答案为:.
7.(2025·浙江·二模)已知,函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)若在上不单调,求的取值范围.
【答案】(1)增区间:,减区间:;(2)
【详解】(1)的定义域为,
在,上单调递增,在,上单调递减.
(2)
设
解法一:注意到
只需满足
解法二:①若,即时,,
②若,即时,,
解法三:在上有穿根.
在上有穿根.
.
结合双勾函数图象可得.
8.(2025高三下·福建·阶段练习)设函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)已知,若为增函数,求.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)当时,,则,
而,切点为,设切线斜率为,
由斜率的几何意义得,
故切线方程为,整理得,.
(2)由题意得,
因为为增函数,所以恒成立,
故,解得,
而,,
故解得,取交集得,
因为,所以或,
当时,,易知,不符题意;
当时,,设,则,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
当时,取得极小值,也是最小值,
即,符合题意;所以.
考点8 利用导数研究函数的极值和最值
1.(多选)(2025·河北石家庄·一模)函数,则下列说法正确的是( )
A.当时,的极小值为0
B.若有3个零点,,,则
C.若,则为奇函数
D.当时,在区间上单调递增
【答案】BD
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、用导数判断或证明已知函数的单调性、求已知函数的极值、求零点的和
【分析】利用导数求出的极小值,即可判断A;利用韦达定理求出的零点之和判断B;利用奇函数的定义判断C;利用的导函数在区间上的正负判断D.
【详解】对于A,当时,,则,
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增;
所以为的极小值,故A错误;
对于B,由可知是其一个零点,令,
令,设是的两个根,由韦达定理得,
所以,若函数的3个零点为,,,
则,故B正确;
对于C,令,当时,
,
所以函数不是奇函数,故C错误;
对于D,,
因为当时,,当时,,
所以,
所以,当时,在区间上单调递增,故D正确.
故选:BD.
2.(2025·河北秦皇岛·二模)已知函数有三个极值点,且,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、函数单调性、极值与最值的综合应用、利用导数研究函数的零点、根据极值点求参数
【分析】根据给定条件,结合导数将问题转化为直线与的图象有三个不同交点,利用导数求出的范围,再利用零点的定义及,构造函数,利用导数求出的范围,进而求出所求范围.
【详解】函数的定义域为R,求导得,
由函数有三个极值点,得有三个不同的零点,显然,
则方程有三个不相等的实根,令,于是直线与的图象有三个不同交点,
求导得,由,得,由得,或,
函数在上单调递增,在上单调递减,,
,又时,恒成立,因此,
而,则,令,则,即,
令,求导得,
令,求导得,函数在上单调递减,
,则,函数在上单调递减,,
而函数在上单调递增,当时,,
因此,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
3.(2025·河北张家口·二模)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)探究是否为的极大值点.
【答案】(1);(2)不是极大值点
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、函数极值的辨析、函数极值点的辨析
【分析】(1)根据导数的几何意义求解;
(2)假设是的极大值点,由极值点定义推理找到矛盾,得解.
【详解】(1)当时,,,
则,,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)易得,
假设是的极大值点,则,即,
化简得,
当时,,
当时,,,只有当时,上式成立,
故,当时,,则,
但由假设知是的极大值点,
于是由极大值的定义知存在,使得时,,与假设矛盾.
所以不是的极大值点.
4.(2025·陕西汉中·二模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设函数,求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1);(2),.
【详解】(1),,
,,
在处的切线方程为,即.
(2)
,
令,则在上恒成立,且仅在处等号成立,
在上单调递减,
,
且仅在处等号成立,
在上单调递减,
,.
5.(2025·湖南·一模)已知函数.
(1)当时,有两个零点,求的取值范围;
(2)若是的极小值点,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【详解】(1),
令,
当时,在R上单调递减,又因为,
当时,,,
当时,,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
,
①若,即,则,至多有一个零点,不合题意;
②若,即,因为当x趋于负无穷时,趋于负无穷,
所以在上有一个零点,,
又在上单调递减,,所以由零点存在性定理知,
所以在上有一个零点,所以在R上有两个零点,符合题意.
综上:.
(2)因为,,在R上单调递增,,
①当时,,存在,使得时,,
当时,,,
当时,,,
故在上单调递增,在上单调递减,
所以是的极大值点,不合题意;
②当时,,存在,使得时,,
当时,,,
当时,,,
故在上单调递减,在上单调递增,
所以是的极小值点,符合题意;
③当时,,,
当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,
又因为,所以,即恒成立,
所以在R上单调递增,无极值点,不合题意.
综上:.
6.(2025·浙江杭州·二模)已知函数().
(1)若,求的极小值;
(2)当时,求的单调递增区间;
(3)当时,设的极大值为,求证:.
【答案】(1);(2)和;(3)证明见解析
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、求已知函数的极值、利用导数研究不等式恒成立问题
【分析】(1)利用导数求解函数的单调性求解出函数的极值即可
(2)当时,利用导数求解函数的单调性求解出函数的单调递增区间
(3)分和讨论求解即可.
【详解】(1)由题意知.
若,则,所以.
令,得.
当时,当时,
所以在单调递减,在单调递增,
所以的极小值等于.
(2)因为,所以,
由,即,解得或,
所以在和单调递增,
由,即,解得,
所以在单调递减,
故的单调增区间为和.
(3)当时,由(2)知,的极大值等于;
当时,,单调递增,无极大值;
当时,当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以的极大值等于,
令,所以,
在上在上,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以故,
综上所述,.
考点9 利用导数研究函数的零点或方程的根
1.(2025·湖北·二模)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若,,讨论方程的根的个数.
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析.
【详解】(1)的定义域为,
则,
因,由,解得,,
①当时,恒成立,
所以的无递增区间,递减区间为;
②当时,,
令,得;令,得,
所以的递增区间为,递减区间为,;
③当时,,
令,得;令,得,
所以的递增区间为,递减区间为,;
综上所述,
当时,无递增区间,递减区间为;
当时,的递增区间为,递减区间为,;
当时,的递增区间为,
递减区间为,;
(2)由题设,
(*).
令,则,
即在上单调递增,
故上式(*)中满足,则有,可得,
令,则,由解得.
当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减,
当时,且,当时,,
故.
结合图象,可知,
当时,方程有0个实根;
当或时,方程有1个实根;
当时,方程有2个实根.
2.(2025·浙江金华·二模)已知函数.
(1)当时,求函数的极值;
(2)若方程有且只有一个实数根,求实数的取值范围.
【答案】(1)极小值为,无极大值;(2)或.
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、求已知函数的极值、利用导数研究函数的零点
【分析】(1)把代入,利用导数求出函数的极值.
(2)求出函数,利用导数探讨其单调性及极值,再按分类处理函数的零点为1个的条件求解.
【详解】(1)当时,函数的定义域为,
求导得,当时,,当时,,
所以当时,函数取得极小值,无极大值.
(2)函数的定义域为,求导得,
令,则,
当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
当时,函数取得极小值,
①若,当时,,函数在有唯一零点;
当时,,函数在无零点,
因此当时,有唯一零点;
②若,当从大于0的方向趋近于0时,函数的值趋近于负数,
即当时,,函数在上无零点;
当从大于的方向趋近于时,函数的值趋近于正无穷大,
当趋近于正无穷大时,函数的值趋近于正无穷大,
则当且仅当,有唯一零点,由,得,即,
令,求导得,当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,因此,
则方程有唯一解,于是时,有唯一零点,
所以实数的取值范围为或.
3.(2025·山东·模拟预测)已知,函数.
(1)若,,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,,求的单调区间;
(3)若对任意,至多有2个零点,求a的取值范围.
【答案】(1);(2)单调递增区间为,单调递减区间为和;(3)
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数求函数的单调区间(不含参)、利用导数研究函数的零点
【分析】(1)根据导数的几何意义求切线方程.
(2)求导,利用导函数的符号求函数的单调区间.
(3)分和讨论.当时,问题转化为方程只有1解,求的取值范围.
【详解】(1)若,,则,,
所以,,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(2)由题易知,所以.
令,得,
当或时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故的单调递增区间为,单调递减区间为和.
(3)若,则,仅有1个零点,符合题意.
若,由至多有2个零点,可知至多有1个极值点,
则至多有1个变号零点.
由,可得.
设,则,
可得在上单调递减,在和上单调递增,
所以的极大值为,极小值为,
且当时,,当时,,作出的大致图象如下:
根据题意,直线与的图象至多有1个交点(切点除外),
所以或,解得或.
综上,a的取值范围是.
考点10 利用导数研究不等式(不等式的证明、不等式恒成立、不等式能成立)
1.(2025·湖北宜昌·二模)已知函数,,在公共定义域内,下列结论正确的是( )
A.恒成立 B.恒成立
C.恒成立 D.恒成立
【答案】C
【知识点】利用导数研究不等式恒成立问题
【分析】构造函数,,根据其导数判断单调性,再根据即可判断AB;根据与在的单调性和公共零点即可判断CD.
【详解】令,,
则恒成立,
故在上单调递增,而,故当时,;
当时,,故A、B均错误;
由于与在均为单调递增函数,且有公共的零点,
故恒成立.
故选:C.
2.(2025·江西·二模)已知,若在上恒成立,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】对数的运算、由导数求函数的最值(不含参)、利用导数研究不等式恒成立问题
【分析】函数不等式恒成立问题转化为方程根的问题,以及利用韦达定理和对数运算性质得到相关等式,最后通过求函数最值来求解的最大值.
【详解】因为恒成立,所以和有两个相同正根.对于方程,两边同乘得.
由一元二次方程性质,有两个不同正根,则,且,.
由可得,可得.
根据对数运算法则,所以,即.
令,对求导,.
令,即,解得.
当时,,递增;
当时,,递减.
所以在处取最大值,.
综上, 的最大值为.
故选:B.
3.(2025·安徽安庆·模拟预测)已知,关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由导数求函数的最值(不含参)、利用导数研究不等式恒成立问题、利用导数证明不等式
【分析】依题意可得对任意恒成立,再根据指数不等式得到,即可求出的最小值,从而得解.
【详解】因为关于的不等式对任意恒成立,
所以对任意恒成立,
令,则,所以当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,所以,
即恒成立(当且仅当时取等号),
所以(当且仅当时取等号),
所以(当且仅当时取等号),
所以,即的取值范围是.
(令,则,,所以在上存在零点).
故答案为:
4.(2025·河南·模拟预测)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,求证.
【答案】(1);(2)证明见解析
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数求函数的单调区间(不含参)、利用导数研究不等式恒成立问题
【分析】(1)根据导数的几何意义求解即可;
(2)将问题化为证在时恒成立,构造函数,利用导数求出其单调区间,再构造函数,利用导数可得,再由可得,从而可证得结论.
【详解】(1)由题可知,则,
又.故所求切线方程为.
(2)当时,要证,即证,
即证在时恒成立.
令,则,
故当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
令,则,
故当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
则,故.
当时,有,故,
即在时恒成立,
故当时.
5.(2025高三·广东揭阳·开学考试联考)已知函数.
(1)时,求的极值;
(2)若不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2)
【详解】(1)当时,,,
,得,
当,,单调递增,当,,单调递减,
所以当时,函数取得极大值,无极小值;
(2)由题意可知,,
即恒成立,即,恒成立,
设,,
设,,
,
设,所以,得(负值舍去),
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以的最大值为,即恒成立,
所以单调递减,且,
所以当时,,即,单调递增,当时,,即,单调递减,
所以的最大值为,
所以.
6.(2025·浙江·二模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数无极值点,求实数的取值范围;
(3)若为函数的极小值点,证明:.
【答案】(1);(2);(3)证明见解析
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数证明不等式、根据极值点求参数
【分析】(1)根据导数几何意义可求得切线斜率,进而得到切线方程;
(2)将问题转化为在上恒成立,通过必要性探路可求得,将问题转化为充分性的证明,采用放缩法可知需证明,利用导数可说明单调性和最值,进而得到结论;
(3)当时,求导后,结合零点存在定理可说明在,上单调递增,在上单调递减,由此可得;令,可证得,利用放缩并整理可得,进而得到结论.
【详解】(1),,
又,在点处的切线方程为:.
(2)由题意知:的定义域为,
若函数无极值点,在上单调,
或在上恒成立;
,在上恒成立,
,,解得:;
下面证明充分性:
当时,,又,,
,
令,
当时,,
在上单调递增,又,为定义在上的偶函数,
在上单调递减,,,
在上单调递增,无极值点,充分性成立;
综上所述:.
(3)由(2)可得:当时,函数无极值点.
当时,令,则,
当时,,又,为定义在上的奇函数,
在上单调递增,又,
当时,;当时,;
在上单调递减,在上单调递增,
又,,,
,,使得,
在,上单调递增,在上单调递减;
函数存在唯一的极小值点,且满足.
下证:.
令,则,
令,则,
在上单调递增,即,
在单调递增,,即
又,,
又,,
即,,
即,,又,.
7.(2025·山东·模拟预测)已知函数.
(1)若的图象在处的切线l过点,求a的值及l的方程;
(2)若有两个不同的极值点,,且当时恒有,求a的取值范围.
【答案】(1);;(2)
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数研究不等式恒成立问题
【分析】(1)利用给定条件结合导数的几何意义得到,再代入已知定点得到方程,求解参数,并化简直线方程即可.
(2)先构造函数并对求导,由恒成立,结合自变量取值范围讨论符号,构造函数求解参数的取值范围即可.
【详解】(1)因为,
所以,而,得到切点为,
设切线斜率为,由导数的几何意义得,
则切线方程为,
而切线l过点,得到,
解得,此时l的方程为,
即,则l的方程为.
(2)因为,
且,所以,
令,
则.
因为有两个不同的极值点,,(),
所以当时,,则只有一个极值点,不符合题意,
当且,
①当,,即时,
当时,恒成立,即,即恒成立,
设,则,
所以在上单调递减,
则,则,故;
②当,,即时,
当时,恒成立,即恒成立,
若,则当时,,不满足题意,
所以,此时,即,
设,则,
易得在上单调递减,在上单调递增,
所以,解得,故,
综上,的取值范围是.
考点11 函数新定义
1.(2025·重庆·模拟预测)如果函数在区间D上有定义,且对,,均有,则称D为的“平稳区间”.已知函数有“平稳区间”,则a的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】利用导数研究不等式恒成立问题、函数新定义
【分析】先根据题意将题设问题等价转化成存在“平稳区间”D,对任意有,再利用导数工具分和两种情况结合一元二次函数性质即可求解.
【详解】由题可得函数有“平稳区间”,设为D,
则对,,均有,即对任意,均有,
所以函数存在“平稳区间”D,对任意有,
又,所以对任意,,
当时有,故函数有“平稳区间”,符合;
当时,函数有最值,
要使函数存在“平稳区间”,则或,
解得或.
综上,满足题意的a的取值范围是.
故选:D
2.(多选)(2025·河北邯郸·二模)已知函数的导函数为,若存在使得,则称是的一个“负导值点”,下列函数中具有“负导值点”的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、求函数零点或方程根的个数
【分析】由函数解析式,求导,结合题意建立方程,根据函数与方程的关系,可得答案.
【详解】对于A,即为无解,A不正确;
对于B,不是方程的解,
不等于零时方程化为为,由的图象有交点知该方程有根,B正确;
对于C,即为,由函数及的图象无交点知该方程无解,C不正确;
对于D,即为,
设,,令,,
由,解得,,解得,则函数在上单调递减,在上单调递增,
在处取得最小值,是增函数,,,
由基本初等函数的图象与的图象知该方程有一个根,D正确.
故选:BD.
3.(2025·广东揭阳·二模)在平面直角坐标系中,两点,的“曼哈顿距离”定义为.例如点的“曼哈顿距离”为.已知点在直线上,点在函数的图象上,则的最小值为 ,的最小值为 .
【答案】 ;
【知识点】由导数求函数的最值(不含参)、函数新定义
【分析】根据题意,结合“曼哈顿距离”定义列出方程,然后构造函数,利用导数求得函数的最值,即可得到结果.
【详解】设函数上与直线平行的切线的切点坐标为,
则,解得,所以切点为,
即切线方程为,即,
则的最小值为直线与直线间的距离,
即;
设,则,
将看成关于的函数,则在或时,取得最小值,
当时,令,
则,令,解得,
当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
所以时,,即;
当时,则,令,
则,令,解得,
当时,,则函数单调递减,
当时,,则函数单调递增,
当时,;
综上所述,.
故答案为:;
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