内容正文:
专题3.3 导数与函数的极值、最值
目录
第一部分:题型篇 1
题型一:重点考查根据图象判断极值(点) 1
题型二:重点考查利用导数求函数的极值(点) 3
题型三:重点考查利用函数的极值求参数 5
题型四:重点考查利用函数的极值个数求参数 6
题型五:重点考查利用导数求函数的最值 7
题型六:重点考查利用导数求函数(含参)中的最值问题 9
题型七:重点考查根据函数的最值求参数 10
题型八:重点考查极值,最值,单调性的综合问题 12
第二部分:易错篇 15
易错一:已知极值(点)求参数,注意回代检验 15
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第一部分:题型篇
题型一:重点考查根据图象判断极值(点)
典型例题
例题1.(24-25高二下·广东东莞·阶段练习)已知函数,其导函数的图象如图所示,则( )
A.有2个极值点 B.在处取得极小值
C.有极大值,没有极小值 D.在上单调递减
例题2.(24-25高二下·河南洛阳·阶段练习)如图是函数的导函数的部分图象,则的一个极大值点为( )
A. B. C. D.
精练高频考点
1.(24-25高二下·广东惠州·阶段练习)已知函数的导函数图象如图所示,那么( )
A.有1个极大值和1个极小值
B.有1个极大值没有极小值
C.有1个极小值没有极大值
D.没有极大值也没有极小值
2.(24-25高二下·福建三明·阶段练习)设函数在上可导,其导函数为,且函数的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A.有极大值 B.有极小值
C.有极大值 D.有极小值
3.(24-25高二下·河北保定·阶段练习)已知函数的导函数的图象如图所示,则极小值点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
题型二:重点考查利用导数求函数的极值(点)
典型例题
例题1.(2025高二·全国·专题练习)判断下列函数是否存在极值.若有,请求出极值点和极值;若没有,请说明理由.
(1);
(2).
例题2.(24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习)已知函数
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极值.
精练高频考点
1.(24-25高二下·重庆合川·阶段练习)已知函数(为常数),曲线在点处的切线平行于直线.
(1)求函数的解析表达式;
(2)求函数的极值.
2.(24-25高二下·江苏·阶段练习)已知函数,为的导函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极值.
3.(24-25高二下·广东佛山·阶段练习)已知函数 的图象在点处的切线方程是
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调区间与极值.
题型三:重点考查利用函数的极值求参数
典型例题
例题1.(24-25高二下·贵州贵阳·阶段练习)已知函数在时取得极值4,则等于( )
A.12或3 B.或
C.12或 D.或3
例题2.(2025·贵州铜仁·三模)已知函数.
(1)若,求曲线在处的切线方程;
(2)若函数有极小值,且极小值不大于0,求实数的取值范围.
精练高频考点
1.(24-25高二下·湖北·期中)若函数无极值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·广西南宁·开学考试)函数在处取得极值10,则( )
A.5 B. C.0 D.0或
3.(2025·广西南宁·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若存在极大值,且极大值不大于,求实数a的取值范围.
题型四:重点考查利用函数的极值个数求参数
典型例题
例题1.(24-25高三上·江西南昌·阶段练习)若函数存在两个极值点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例题2.(2025·广东湛江·一模)已知函数在区间上存在唯一个极大值点,则m的最大值为( ).
A. B. C. D.
精练高频考点
1.(24-25高三·云南昆明·阶段练习)已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·全国·课后作业)写出“使得函数在区间上有唯一极值点”的整数的一个值 .
3.(23-24高二下·广东茂名·期中)函数无极值,则实数的取值范围是 .
题型五:重点考查利用导数求函数的最值
典型例题
例题1.(24-25高二下·吉林四平·阶段练习)已知函数.
(1)求单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
例题2.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布·阶段练习)已知函数,且.
(1)求单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
精练高频考点
1.(24-25高二下·广东东莞·阶段练习)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数在区间中的最大值.
2.(24-25高二下·山东济南·阶段练习)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求在区间上的最值.
3.(24-25高二下·天津南开·阶段练习)已知函数 ,当 时取极小值,当 时取极大值.
(1)求a,b的值;
(2)求函数 在 上的最大值与最小值.
题型六:重点考查利用导数求函数(含参)中的最值问题
典型例题
例题1.(24-25高二下·全国·课后作业)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)求函数在区间上的最小值.
例题2.(24-25高二下·浙江)已知函数.
(1)已知在点处的切线方程为,求实数,的值;
(2)求函数在上的最大值.
精练高频考点
1.(23-24高二下·河北·开学考试)已知函数.
(1)讨论的极值;
(2)求在上的最小值.
2.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最大值.
3.(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.讨论函数的最值;
题型七:重点考查根据函数的最值求参数
典型例题
例题1.(2025·广东茂名·一模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)若函数的最大值为0,求实数的值.
例题2.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)设函数.
(1)求曲线的单调区间;
(2)已知在区间上的最大值为13,求的值.
精练高频考点
1.(23-24高二下·福建三明·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的图象在点处的切线方程;
(2)若函数的最小值是1,求的值.
2.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知函数
(1)求的单调增区间和单调减区间
(2)若在区间上的最小值为,求实数的值
3.(2024·江苏南京·二模)已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)当时,若在区间上的最小值为,求a的值.
题型八:重点考查极值,最值,单调性的综合问题
典型例题
例题1.(2025·云南红河·三模)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求函数的极值;
(3)设,求函数在区间上的最大值.
例题2.(24-25高二下·吉林四平·阶段练习)已知函数,.
(1)若函数在定义域上单调递增,求的取值范围;
(2)若函数有两个极值点,求的取值范围.
例题3.(24-25高二下·天津南开·阶段练习) 已知函数
(1)若,求曲线 在点处的切线方程;
(2)当时,求函数的单调区间和极值;
(3)若对于任意都有成立,求实数的取值范围.
例题4.(24-25高二下·江苏无锡·阶段练习)已知函数
(1)讨论函数的单调性;
(2)设函数,若函数在上为增函数,求实数a的取值范围.
精练高频考点
1.(2025·安徽·二模)设函数.
(1)若是增函数,求的取值范围;
(2)若,为的两个极值点,求的取值范围.
2.(24-25高二下·山东聊城·阶段练习)已知函数在处取得极值.
(1)求实数的值;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
(3)若方程有三个不同的实数根,求实数的取值范围.
3.(2025·广东茂名·二模)已知为常数,且.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若方程有且仅有2个不等的实数解,求的值.
4.(24-25高二下·天津南开·阶段练习)已知函数
(1)当 时,求曲线 在点处切线的方程;
(2)其中 试讨论函数的单调区间与极值.
第二部分:易错篇
易错一:已知极值(点)求参数,注意回代检验
1.(24-25高二下·天津和平·阶段练习)若函数在处有极值10,则( ).
A. B.或15 C. D.15
2.(24-25高二上·贵州黔西·期末)已知函数在处有极大值,则c的值为( )
A.2 B.6 C.2或6 D.-2
3.(23-24高三上·江西南昌·阶段练习)已知在处有极值,则( )
A.或 B.或 C. D.
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专题3.3 导数与函数的极值、最值
目录
第一部分:题型篇 1
题型一:重点考查根据图象判断极值(点) 1
题型二:重点考查利用导数求函数的极值(点) 4
题型三:重点考查利用函数的极值求参数 8
题型四:重点考查利用函数的极值个数求参数 12
题型五:重点考查利用导数求函数的最值 14
题型六:重点考查利用导数求函数(含参)中的最值问题 18
题型七:重点考查根据函数的最值求参数 23
题型八:重点考查极值,最值,单调性的综合问题 26
第二部分:易错篇 35
易错一:已知极值(点)求参数,注意回代检验 35
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第一部分:题型篇
题型一:重点考查根据图象判断极值(点)
典型例题
例题1.(24-25高二下·广东东莞·阶段练习)已知函数,其导函数的图象如图所示,则( )
A.有2个极值点 B.在处取得极小值
C.有极大值,没有极小值 D.在上单调递减
【答案】C
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、函数与导函数图象之间的关系、求已知函数的极值、函数极值点的辨析
【分析】根据导函数的图象得出导函数的符号分布情况,进而可得出函数的单调区间,再根据极值的定义即可得解.
【详解】由导函数的图象可知,
当时,,仅时,;当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数只有一个极值大点,无极小值点,
所以有极大值,没有极小值,
故ABD错误,C正确.
故选:C.
例题2.(24-25高二下·河南洛阳·阶段练习)如图是函数的导函数的部分图象,则的一个极大值点为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数(导函数)图象与极值的关系、函数极值点的辨析
【分析】根据极大值点的定义结合图象判断即可.
【详解】极大值点处导数为0,且在该点左侧附近导数值为正,在该点右侧附近导数值为负,选项中只有符合.
故选:B.
精练高频考点
1.(24-25高二下·广东惠州·阶段练习)已知函数的导函数图象如图所示,那么( )
A.有1个极大值和1个极小值
B.有1个极大值没有极小值
C.有1个极小值没有极大值
D.没有极大值也没有极小值
【答案】C
【知识点】函数(导函数)图象与极值的关系
【分析】设导函数与轴的交点的横坐标分别为,结合导函数图象得到的单调性,即可得到函数的极值点.
【详解】由导函数图象,设导函数与轴的交点的横坐标分别为,
则时(且仅在处),时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值,无极大值.
故选:C
2.(24-25高二下·福建三明·阶段练习)设函数在上可导,其导函数为,且函数的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A.有极大值 B.有极小值
C.有极大值 D.有极小值
【答案】A
【知识点】函数(导函数)图象与极值的关系
【分析】由函数的图象,可得函数的单调性,则答案可求.
【详解】函数的图象如图所示,
当时,;当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,在上单调递减,
有极大值,无极小值,
故选:.
3.(24-25高二下·河北保定·阶段练习)已知函数的导函数的图象如图所示,则极小值点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【知识点】函数与导函数图象之间的关系、函数极值点的辨析
【分析】根据导函数的图象得到与轴的交点横坐标为,分别判断左右两侧的符号变化情况可得结论.
【详解】由图象,设与轴的交点横坐标为,其中,
由图象可得时,,当时,,所以是极小值点,
当时,,所以不是极值点,
当时,,所以是极大值点,
时,,所以是极小值点,
故极小值点的个数为2.
故选:C.
题型二:重点考查利用导数求函数的极值(点)
典型例题
例题1.(2025高二·全国·专题练习)判断下列函数是否存在极值.若有,请求出极值点和极值;若没有,请说明理由.
(1);
(2).
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【知识点】求已知函数的极值、求已知函数的极值点、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】(1)求出导函数,判断导函数的正负,利用函数极值和极值点的定义即可求解;
(2)类似(1),但发现导函数非负,从而在上单调递增,故没有极值.
【详解】(1)因为,所以.
令,解得或.当变化时,,的变化如下表.
x
2
0
0
单调递减
极小值
单调递增
极大值
单调递减
因此,的极小值点为,极大值点为,
当时,有极小值,且极小值为;
当时,有极大值,且极大值为.
(2)因为,所以,
所以在上单调递增,所以没有极值.
例题2.(24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习)已知函数
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极值.
【答案】(1)的单调递增区间为和,的单调递减区间为
(2)的极小值为,极大值为
【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
【分析】(1)利用导数直接求解函数单调区间即可;
(2)利用导数根据求极值的步骤求解即可.
【详解】(1)由题知,定义域为,
则,
令,得或,
令,得,
所以的单调递增区间为和,的单调递减区间为.
(2)由(1)知,在和上递增,在上递减,
所以的极小值为,极大值为.
精练高频考点
1.(24-25高二下·重庆合川·阶段练习)已知函数(为常数),曲线在点处的切线平行于直线.
(1)求函数的解析表达式;
(2)求函数的极值.
【答案】(1)
(2)极大值为,极小值为
【知识点】已知切线(斜率)求参数、求已知函数的极值
【分析】(1)求导,由求得的值,得解;
(2)利用导数判断单调性,求出极值.
【详解】(1)根据题意,,则,
解得,
.
(2)由(1),
令,解得或,
令,解得,
所以当或时,单调递增,当时,单调递减,
所以当时,取得极大值,极大值为,
当时,取得极小值,极小值为.
2.(24-25高二下·江苏·阶段练习)已知函数,为的导函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极值.
【答案】(1)在,上单调递增,在上单调递减
(2)极大值为,极小值为
【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、导数的运算法则
【分析】(1)对函数求导求出导函数零点,即可得出其单调区间;
(2)根据(1)中的结论以及函数极值的定义代入计算可得结果.
【详解】(1)易知,.
可得,
令,解得,,
由得或,此时函数在和上单调递增;
由得,此时函数在上单调递减,
所以函数在,上单调递增,在上单调递减.
(2)函数与的变化如下表:
+
-
+
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
由表格可知:当时,函数取得极大值,,
当时,函数取得极小值,.
因此函数的极大值为,极小值为.
3.(24-25高二下·广东佛山·阶段练习)已知函数 的图象在点处的切线方程是
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调区间与极值.
【答案】(1)
(2)单调增区间为和,单调减区间为;极大值为 ,极小值°
【知识点】已知切线(斜率)求参数、利用导数求函数的单调区间(不含参)、求已知函数的极值
【分析】(1)先求出函数的导函数,由切线方程可得,,进而可求函数解析式;
(2)求函数的导函数,令,,求得函数的单调区间,进而可求极值.
【详解】(1)由题意可知,
由,则,
已知函数图像在处的切线方程是, 即,
所以,
解得,
∴的解析式为:,
综上所述,的解析式为;
(2)由(1)可知,的解析式为
则 ,
令, 解得或,
令,解得 或,
则函数在和上单调递增
令,解得,则函数在上单调递减,
所以函数在处取得极大值,;在处取得极小值,,
综上所述的单调增区间为和,的单调减区间为,
极大值为,极小值为.
题型三:重点考查利用函数的极值求参数
典型例题
例题1.(24-25高二下·贵州贵阳·阶段练习)已知函数在时取得极值4,则等于( )
A.12或3 B.或
C.12或 D.或3
【答案】C
【知识点】根据极值求参数、根据极值点求参数
【分析】求出函数的导数,利用给定的极值及极值点列式求解并验证即可.
【详解】函数,求导得,
由在时取得极值4,得,解得或,
当时,,是的变号零点,即的极值点,
当时,,是的变号零点,即的极值点,
所以或,或.
故选:C
例题2.(2025·贵州铜仁·三模)已知函数.
(1)若,求曲线在处的切线方程;
(2)若函数有极小值,且极小值不大于0,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】根据极值求参数、含参分类讨论求函数的单调区间、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】(1)根据题意计算,结合导数的几何意义求切线方程即可;
(2)先求导得,分和讨论单调性,求出极小值为,再根据题意得,构造新函数,利用函数单调性确定的范围即可.
【详解】(1)求曲线在处的切线方程:
当时,.
对求导,可得.
把代入和.
切线方程的点斜式为(其中为切点坐标,为切线斜率),
所以切线方程为,即.
(2)对求导得.
当时,,则在上单调递增,无极值,不符合题意.
当时,令,即,解得.
当时,单调递减;
当时,,单调递增.
所以在处取得极小值,.
因为的极小值不大于0,即.
令,对求导得.
令,解得.
当时,单调递增;
当时,单调递减.
所以在处取得最大值.
且当或时,,
因此对于,均有
所以实数的取值范围是.
精练高频考点
1.(24-25高二下·湖北·期中)若函数无极值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据极值求参数
【分析】由题意将问题转化为恒成立,利用判别式法求解即可.
【详解】的导数为,
因为函数无极值,在R上恒成立,
即恒成立,
,解得,
即实数a的取值范围是
故选:D
2.(24-25高二下·广西南宁·开学考试)函数在处取得极值10,则( )
A.5 B. C.0 D.0或
【答案】B
【知识点】根据极值求参数、根据极值点求参数
【分析】由在处取得极值10,求得或,再结合函数的极值的概念检验得解.
【详解】函数,求导得,
由在处取得极值10,得,解得或,
当时,,函数在R上递增,无极值,不符合题意;
当时,得,
当或时,;当时,,
因此是函数的极小值点,符合题意,所以.
故选:B
3.(2025·广西南宁·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若存在极大值,且极大值不大于,求实数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)、根据极值求参数、用导数判断或证明已知函数的单调性、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)求导,根据导数的几何意义可得切线的斜率,由此可得结果.
(2)讨论的范围,得到时,的极大值为,通过构造函数分析单调性可得结果.
【详解】(1)当时,,故,
∴,
∴曲线在处的切线方程为,即.
(2)由题意得,,故函数的定义域为,
∵,∴,
当时,,,在上为增函数,无极值.
当时,由得,
由得,,由得,,
∴在上为增函数,在上为减函数,
∴当时,有极大值,极大值为,
∴,即,
令,则,
∵,∴,
∴在上为增函数,
∵,
∴要使,则,
∴实数a的取值范围是.
题型四:重点考查利用函数的极值个数求参数
典型例题
例题1.(24-25高三上·江西南昌·阶段练习)若函数存在两个极值点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】根据极值点求参数
【分析】求出函数的导数,利用导函数有两个变号零点列出不等式求解.
【详解】由函数存在两个极值点,得有两个变号零点,
因此,解得或,
所以的取值范围是.
故选:B
例题2.(2025·广东湛江·一模)已知函数在区间上存在唯一个极大值点,则m的最大值为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据极值点求参数
【分析】在指定区间内求出相位的范围,再结合极大值点的意义列出不等式求解.
【详解】当时,,由在区间上存在唯一个极大值点,
得,解得,
所以m的最大值为.
故选:A
精练高频考点
1.(24-25高三·云南昆明·阶段练习)已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据极值求参数
【分析】求得导函数,根据无极值的条件,利用判别式解得的取值范围.
【详解】因为函数在上无极值,
所以在上无变号零点,解得,
即实数的取值范围为.
故选:C.
2.(24-25高二下·全国·课后作业)写出“使得函数在区间上有唯一极值点”的整数的一个值 .
【答案】(或)
【知识点】根据极值点求参数
【分析】问题转化为在区间有且只有一个变号零点,再结合“对钩函数”的单调性分析及端点处函数值的大小和符号,求出的取值范围即可.
【详解】由题意可转化为在区间有且只有一个变号零点,
在区间上单调递减,在内单调递增,
又知,故只需,解得,
所以的取值可以为或.
故答案为:(或)
3.(23-24高二下·广东茂名·期中)函数无极值,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】根据极值求参数
【分析】求导,根据题意结合极值分析可知,即可得结果.
【详解】因为,则,
若函数无极值,则,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
题型五:重点考查利用导数求函数的最值
典型例题
例题1.(24-25高二下·吉林四平·阶段练习)已知函数.
(1)求单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)递增区间为,递减区间为;
(2)最大值为2,最小值为.
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)求出函数的导数,再解导函数大于0、小于0的不等式得解.
(2)由(1)的结论,确定在区间上单调性,进而求出最值.
【详解】(1)函数的定义域为R,求导得,
由,得或;由,得,
所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由(1)知,在上单调递增,在上单调递减,
而,,
则,,
所以在区间上的最大值和最小值分别为.
例题2.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布·阶段练习)已知函数,且.
(1)求单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)函数的单调递减区间为,单调递增区间为和;
(2)最大值为,最小值为.
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)写出函数导数,由求得的值,然后令导数小于0,求得函数的单调区间;
(2)由(1)知函数在的单调性,即可求出函数的最值.
【详解】(1),∴,
∴,即,
令,则,
∴函数的单调递减区间为,单调递增区间为和,
(2)由(1)可知函数在上单调递增,在上递减,
∴,
,,
∴函数在区间上的最大值为,最小值为.
精练高频考点
1.(24-25高二下·广东东莞·阶段练习)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数在区间中的最大值.
【答案】(1)单调递增区间为和,单调递减区间为.
(2)4
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)求出函数的导数后判断其符号可得函数的单调性;
(2)根据(1)的单调性可得函数在上的最大值.
【详解】(1)由题可得:, ·
令,得,,
所以与的情况如下:
0
2
正
0
负
0
正
增
极大值
减
极小值
增
所以,函数的单调递增区间为和,单调递减区间为.
(2)由(1)知:函数在区间上单调递减,在区间上单调递增.
又,, 所以,·
所以在区间中的最大值为. ·
2.(24-25高二下·山东济南·阶段练习)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求在区间上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值,最小值
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)求出、的值,利用导数的几何意义可得出所求切线的方程;
(2)利用导数分析函数在区间上的单调性,可得出函数在区间上的最大值和最小值.
【详解】(1)因为,则,
,则,
所以,曲线在处的切线方程为,即.
(2)由可得,列表如下:
增
极大值
减
极小值
增
所以,函数在、上递增,在上递减,
当时,函数的极大值为,极小值为,
又因为,,
故当时,,.
3.(24-25高二下·天津南开·阶段练习)已知函数 ,当 时取极小值,当 时取极大值.
(1)求a,b的值;
(2)求函数 在 上的最大值与最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为.
【知识点】由导数求函数的最值(不含参)、根据极值点求参数
【分析】(1)根据题意,求导可得,由代入计算,然后检验即可得到结果;
(2)根据题意,先由导数求得函数的极值,然后求得端点值,比较大小,即可得到结果.
【详解】(1)因为,则,
由题意可得,解得,
经检验符合题意,所以.
(2)由(1)可得,,
则,,
令,解得或,
当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
所以时,函数有极小值,即,
时,函数有极大值,即,
且,,
所以函数在上的最大值为,最小值为.
题型六:重点考查利用导数求函数(含参)中的最值问题
典型例题
例题1.(24-25高二下·全国·课后作业)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)求函数在区间上的最小值.
【答案】(1)极小值为,无极大值
(2)
【知识点】由导数求函数的最值(含参)、求已知函数的极值
【分析】(1)直接根据导数与函数单调性、极值的关系即可求解;
(2)结合函数单调性对分类讨论即可求解.
【详解】(1),
由,得;由,得.
在上单调递增,在上单调递减.
的极小值为,无极大值.
(2)由(1)知在上单调递增,在上单调递减.
,.
①当时,在上单调递减,在上单调递增,
②当时,在上单调递增,.
.
例题2.(24-25高二下·浙江)已知函数.
(1)已知在点处的切线方程为,求实数,的值;
(2)求函数在上的最大值.
【答案】(1),.
(2)答案见解析
【知识点】已知切线(斜率)求参数、由导数求函数的最值(含参)
【分析】(1)求出函数的导函数,依题意可得且,即可求出,的值;
(2)分、、三种情况讨论,分别说明函数的单调性,即可求出函数的最大值.
【详解】(1)因为,所以,
所以,所以,
又,所以,
综上所述,.
(2)因为,
(ⅰ)当时,恒成立,
所以函数在上单调递增,
所以;
(ⅱ)当时,由,解得或,
当或时,,则在和上单调递增,
当时,,则在上单调递减;
①当时,即,所以函数在上单调递减,
所以;
②当时,即,函数在上单调递减,在上单调递增,
又,,则,
所以当时,,当时,,
当时,,
所以,
综上所述,当时,;当时,.
精练高频考点
1.(23-24高二下·河北·开学考试)已知函数.
(1)讨论的极值;
(2)求在上的最小值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【知识点】求已知函数的极值、由导数求函数的最值(含参)、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)求导后,分别在和的情况下,根据的正负可得单调性,由极值定义可求得结果;
(2)分别在、和的情况下,根据的正负可得单调性,由此可得最值点,代入可求得最值.
【详解】(1)由题意知:的定义域为,;
当时,,恒成立,在上单调递增,
无极值;
当时,若,;若,;
在上单调递减,在上单调递增;
的极小值为,无极大值;
综上所述:当时,无极值;当时,的极小值为,无极大值.
(2)当时,在上恒成立,在上单调递增,
;
当时,若,;若,;
在上单调递减,在上单调递增,
;
当时,在上单调递减,;
综上所述:在上的最小值.
2.(23-24高二上·浙江宁波·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最大值.
【答案】(1)在上为增函数;在上为减函数;
(2)
【知识点】由导数求函数的最值(含参)、利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】(1)直接利用函数的导数确定函数的单调区间.
(2)求导根据函数的单调性即可求解最值.
【详解】(1)的定义域为,
当时,,,
当,解得:,
当,解得:.
在上为增函数;在上为减函数;
(2)的定义域为,
,
当时,令,得,令时,得,
的递增区间为,递减区间为.
.
3.(2024高三·全国·专题练习)已知函数,.讨论函数的最值;
【答案】答案见解析
【知识点】求已知函数的极值、由导数求函数的最值(含参)、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】根据题意,求得,分和,两种情况讨论,求得函数的单调性,进而求得函数的最值.
【详解】由函数,可得其定义域为,且,
当时,可得,在上单调递增,无最值;
当时,令,可得,所以在上单调递减;
令,可得,所以在单调递增,
所以的最小值为,无最大值.
综上可得:
当时,无最值;当时,的最小值为,无最大值.
题型七:重点考查根据函数的最值求参数
典型例题
例题1.(2025·广东茂名·一模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)若函数的最大值为0,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、已知函数最值求参数
【分析】(1)求出函数的导函数,利用导数的几何意义求出切线方程;
(2)求出函数的导函数,分、两种情况讨论,说明函数的单调性,从而求出函数的最大值,从而求出参数的值.
【详解】(1)当时,则,,
所以,所以切线方程为,即;
(2)函数的定义域为,且,
当时,恒成立,所以函数在上单调递增,则无最大值,故舍去;
当时,令,解得,,
所以当时,,即在上单调递增,
当时,,即在上单调递减,
所以在处取得极大值,即最大值,即,
所以,
即,即,所以.
例题2.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)设函数.
(1)求曲线的单调区间;
(2)已知在区间上的最大值为13,求的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、已知函数最值求参数
【分析】(1)利用函数导数判断函数单调区间;
(2)根据函数的最大值,结合(1)中函数单调性,在处取得极大值,也为最大值,代入计算的出的值.
【详解】(1)已知的定义域为,所以,
当时,解得,当时,解得,
所以,的递增区间为,递减区间为.
(2)由(1)可知在上,在上单调递增,上单调递减,
所以在处取得极大值,也为最大值,
所以,解得.
精练高频考点
1.(23-24高二下·福建三明·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的图象在点处的切线方程;
(2)若函数的最小值是1,求的值.
【答案】(1)
(2).
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、已知函数最值求参数、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)利用导数求出切线斜率,再求切点坐标,利用直线点斜式方程即可求解;
(2)利用导数求出函数的极值,根据题意,极小值即为最小值,建立方程得解.
【详解】(1)当时,.
,
,即切线斜率.
所以切线方程为,即
(2)函数的定义域为.
当时,.所以在上单调递减,无最小值.
当时,令,得;令,得.
所以在单调递减,在单调递增,
所以最小值为.
所以,即.
综上所述.
2.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知函数
(1)求的单调增区间和单调减区间
(2)若在区间上的最小值为,求实数的值
【答案】(1)单调递增区间是,单调递减区间是和;
(2)
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、已知函数最值求参数
【分析】(1)首先求函数的导数,根据导数与函数单调性的关系,即可求解;
(2)根据(1)的单调性,计算端点值和极值,根据最小值求实数的值.
【详解】(1),令,得或,
如图,的变化关系如下表,
0
0
单调递减
单调递增
单调递减
所以函数的单调递增区间是,单调递减区间是和;
(2)根据(1)的结果,得到如下表,
4
0
0
单调递减
单调递增
单调递减
如表可知,的最小值为,得.
3.(2024·江苏南京·二模)已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)当时,若在区间上的最小值为,求a的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、已知函数最值求参数
【分析】(1)由,分别求出及,即可写出切线方程;
(2)计算出,令,解得或,分类讨论的范围,得出的单调性,由在区间上的最小值为,列出方程求解即可.
【详解】(1)当时,,则,,所以,
所以曲线在处的切线方程为:,即.
(2),令,解得或,
当时,时,,则在上单调递减,
所以,考虑,,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以的极大值为,所以由得;
当时,时,,则在上单调递减,
时,,则在上单调递增,
所以,则,不合题意;
当时,时,,则在上单调递减,
所以,不合题意;
综上,.
题型八:重点考查极值,最值,单调性的综合问题
典型例题
例题1.(2025·云南红河·三模)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求函数的极值;
(3)设,求函数在区间上的最大值.
【答案】(1)
(2)极大值,无极小值
(3)答案见解析
【知识点】求已知函数的极值、由导数求函数的最值(不含参)、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)
【分析】(1)先求导函数,再计算斜率,利用点斜式即可求切线;
(2)解不等式和,得出函数单调性,即可求出极值;
(3)结合(2)求出的单调性,分三种情况讨论函数在上的单调性,即可求最值.
【详解】(1)函数的定义域为,
由,则切线的斜率,
又,故切点为,
所以切线的方程为,即.
(2)因为,
则,得;,得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故当时,有极大值,无极小值.
(3)由(2)得:当且,即时,
在上恒成立,函数在上单调递增,
所以;
当,即时,
时,,时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以;
当时,在上恒成立,函数在上单调递减,
所以,
综上所得:当时,;
当时,;
当时,.
例题2.(24-25高二下·吉林四平·阶段练习)已知函数,.
(1)若函数在定义域上单调递增,求的取值范围;
(2)若函数有两个极值点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、根据极值点求参数
【分析】(1)依题可知恒成立,参变分离后,求函数最值即可;
(2)根据条件可知有两个不同的正跟,列出方程组解出即可.
【详解】(1)由题知,在上恒成立,
所以在上恒成立,
因为,当且仅当时等号成立,所以,
经检验,符合题意.
故.
(2)由题设且,
若,则在上恒成立,
即单调递减,不可能有两个极值点,不符合题意;
故,又有两个极值点,
则是的两个不同正根,
所以,可得,
即实数的取值范围是.
例题3.(24-25高二下·天津南开·阶段练习) 已知函数
(1)若,求曲线 在点处的切线方程;
(2)当时,求函数的单调区间和极值;
(3)若对于任意都有成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)答案见详解;
(3).
【知识点】利用导数研究不等式恒成立问题、含参分类讨论求函数的单调区间、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、求已知函数的极值
【分析】(1)利用导数求切线斜率,然后求出切点纵坐标,由点斜式可得切线方程;
(2)求导,分和讨论即可得解;
(3)参变分离,构造函数,利用导数即可最值可得.
【详解】(1)函数的定义域为,
当时,,则,
所以,,
由点斜式得切线方程为,即.
(2),因为,所以,
当时,恒成立,
所以在单调递减,此时无极值;
当时,解得,解得,
所以,在上单调递减,在上单调递增,
当时,函数取得极小值,无极大值.
综上,当时,在单调递减,无递增区间,无极值;
当时,在上单调递减,在上单调递增,有极小值,无极大值.
(3),
因为,所以,
令,则,
易知单调递增,所以,
所以,所以在单调递增,
所以,当,,
要使对任意都有成立,则,
即实数的取值范围为.
例题4.(24-25高二下·江苏无锡·阶段练习)已知函数
(1)讨论函数的单调性;
(2)设函数,若函数在上为增函数,求实数a的取值范围.
【答案】(1)当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
(2)
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)对函数进行求导,参数进行分类讨论,再利用函数的单调性与导数的关系即得;(2)由题可得函数在上为增函数,在上恒成立,再利用导数求函数的最值即可.
【详解】(1)由题意得,,
当时,,函数在上单调递增;
②当时,令,解得,
,解得,
所以函数在上单调递增,在上单调递减;
综上,当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
(2)因为函数在上为增函数,
所以,在上恒成立.
即在上恒成立.
令,当时,,
所以,在上单调递增,.
所以,,解得,
所以,实数的取值范围为.
精练高频考点
1.(2025·安徽·二模)设函数.
(1)若是增函数,求的取值范围;
(2)若,为的两个极值点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、根据极值点求参数
【分析】(1)求导后根据增函数列出不等式求解即得;
(2)由(1)以及有两个极值点,可得,且,,化简并代入即可求得的取值范围.
【详解】(1)由,求导得,
若是增函数,即,
所以恒成立,
因为,则有,
解得,即的取值范围是;
(2)由(1)可知,若有两个极值点,则,
根据韦达定理得出,,
所以,
因为,所以,
所以的取值范围是.
2.(24-25高二下·山东聊城·阶段练习)已知函数在处取得极值.
(1)求实数的值;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
(3)若方程有三个不同的实数根,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值
(3)
【知识点】根据极值求参数、由导数求函数的最值(不含参)、利用导数研究方程的根
【分析】(1)先利用来求解,再进行检验即可;
(2)利用第一问求的单调性判断最值;
(3)函数,解不等式即可.
【详解】(1),则,
因函数在处取得极值,
则,得,
此时,,
得或,得,
则在和上单调递增,在上单调递减,
故在处取得极小值,故.
(2)由(1)可知在和上单调递增,在上单调递减,而,
则在区间上的最大值为和最小值.
(3)令,则,
则与单调性相同,
因方程有三个不同的实数根,
则,得,
则实数的取值范围为.
3.(2025·广东茂名·二模)已知为常数,且.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若方程有且仅有2个不等的实数解,求的值.
【答案】(1)单调增区间为和,单调减区间为.
(2)
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、利用导数研究方程的根
【分析】(1)直接代入求导即可得到其单调区间;
(2)求导得到其单单调性,再跟三次函数特点得到,解出方程即可.
【详解】(1)因为,所以,
所以,
当和时,单调递增;
当时,单调递减,
所以的单调增区间为和,单调减区间为.
(2)因为方程有2个不同的实数解,所以有2个零点,
又由(1)可知,,因为,
则当,,当,,
则在单调递增,在单调递减,在单调递增,
所以,
解得或或或,
又,所以.
4.(24-25高二下·天津南开·阶段练习)已知函数
(1)当 时,求曲线 在点处切线的方程;
(2)其中 试讨论函数的单调区间与极值.
【答案】(1)
(2)当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为,此时函数极大值为,极小值为;
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为,函数极大值为,极小值为;
当时,函数的单调增区间为,无减区间,也无极值.
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)利用导数几何意义求出切线的斜率,即可求解;
(2)对函数求导,令解得或,然后讨论和的大小,根据和的解集,即可判断函数的单调区间,并求得极值.
【详解】(1)当时,,,,
曲线 在点处切线的斜率,
所以切线方程为 ,即,
所以曲线 在点处切线的方程为.
(2)函数定义域为,求导得,
因为,令,即,解得或,
当,即时,令得或,令得,
所以函数的单调增区间为和,单调减区间为,
此时函数极大值为,极小值为;
当,即时,令得或,令得,
所以函数的单调增区间为和,单调减区间为,
此时函数极大值为,极小值为;
当,即时,在恒有,所以函数的单调增区间为,无减区间,也无极值.
综上可得:
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为,此时函数极大值为,极小值为;
当时,函数的单调增区间为和,单调减区间为,函数极大值为,极小值为;
当时,函数的单调增区间为,无减区间,也无极值.
第二部分:易错篇
易错一:已知极值(点)求参数,注意回代检验
1.(24-25高二下·天津和平·阶段练习)若函数在处有极值10,则( ).
A. B.或15 C. D.15
【答案】D
【知识点】根据极值求参数、根据极值点求参数、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】求导,根据得到方程组,求出或,验证后得到不合要求,满足要求,求出答案
【详解】,
由题意得,
解得或,
当时,,,
故在R上单调递增,无极值,舍去,
当时,,,
当或时,,当时,,
所以在处取得极小值,满足要求,此时.
故选:D
2.(24-25高二上·贵州黔西·期末)已知函数在处有极大值,则c的值为( )
A.2 B.6 C.2或6 D.-2
【答案】B
【知识点】导数的运算法则、根据极值点求参数、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】求导,令求出或2,检验后得到.
【详解】,
且函数在处有极大值,
故,即,解得或2.
当时,,令得,或,
令得,,
故在上单调递增,在上单调递减,
故函数在处取得极小值,不符合题意,应舍去;
当时,,令得或,
令得,,
故在上单调递增,在上单调递减,
满足在处取得极大值,满足要求.
故.
故选:B
3.(23-24高三上·江西南昌·阶段练习)已知在处有极值,则( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】D
【知识点】根据极值求参数、根据极值点求参数
【分析】由极值点和极值,列出关于的方程组,再验证条件,即可求解.
【详解】根据题意,,
函数在处有极值0,
且,
或,
时恒成立,此时函数无极值点,
当时,,
此时是函数的极值,满足条件,
,.
故选:D
学科网(北京)股份有限公司
$$