内容正文:
清单04 第二章 导数在研究函数中的作用
(5个考点梳理+11题型解读+提升训练)
清单01 由函数单调性求参数取值范围
(1)已知函数在区间上单调
①已知在区间上单调递增,恒成立.
②已知在区间上单调递减,恒成立.
注:已知单调性,等价条件中的不等式含等号.
(2)已知函数在区间上存在单调区间
①已知在区间上存在单调增区间使得有解
②已知在区间上存在单调减区间使得有解
(3)已知函数在区间上不单调,使得有变号零点
清单02 含参问题讨论单调性
第一步:求的定义域
第二步:求(导函数中有分母通分)
第三步:确定导函数有效部分,记为
对于进行求导得到,对初步处理(如通分),提出的恒正部分,将该部分省略,留下的部分则为的有效部分(如:,则记为的有效部分).接下来就只需考虑导函数有效部分,只有该部分决定的正负.
第四步:确定导函数有效部分的类型:
①为一次型(或可化为一次型)②为二次型(或可化为二次型)
第五步:通过分析导函数有效部分,讨论的单调性
清单03 函数的极值
一般地,对于函数,
(1)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极小值点,叫做函数的极小值.
(2)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极大值点,叫做函数的极大值.
(3)极小值点与极大值点通称极值点,极小值与极大值通称极值.
注:极大(小)值点,不是一个点,是一个数.
清单04 函数的最大(小)值
一般地,如果在区间上函数的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.
设函数在上连续,在内可导,求在上的最大值与最小值的步骤为:
(1)求在内的极值;
(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
清单05 函数的最值与极值的关系
(1)极值是对某一点附近(即局部)而言,最值是对函数的定义区间的整体而言;
(2)在函数的定义区间内,极大(小)值可能有多个(或者没有),但最大(小)值只有一个(或者没有);
(3)函数的极值点不能是区间的端点,而最值点可以是区间的端点;
(4)对于可导函数,函数的最大(小)值必在极大(小)值点或区间端点处取得.
【考点题型一】求已知函数(不含参)的单调区间()
【例1】(24-25高二下·北京·期中)已知函数,求:
(1)函数的图象在点处的切线方程;
(2)求的单调递增区间.
【变式1-1】.(24-25高二上·云南曲靖·阶段练习)设函数 ,的单调递减区间为( )
A. B. C.和 D.
【变式1-2】.(24-25高二下·北京·期中)已知函数,则在下列区间上,单调递减的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-3】.(24-25高二下·北京怀柔·期中)哪个区间是函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【变式1-4】(24-25高二下·全国·课堂例题)求函数的单调区间.
【考点题型二】已知函数在区间上单调,求参数()
【例2】(24-25高二下·北京·期中)已知函数在区间上单调递增,则实数的值可以为( )
A. B.0 C. D.1
【变式2-1】.(24-25高二下·北京东城·期中)函数在上是减函数,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】.(24-25高二下·北京丰台·期中)已知函数在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】.(24-25高二下·山东·期中)已知函数在区间上单调递减,则的取值范围( )
A. B. C. D.
【考点题型三】已知函数在区间上存在单调区间,求参数()
【例3】(2025高二·全国·专题练习)若函数在区间内存在单调递增区间,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-1】.(24-25高二下·福建·期中)已知函数在上存在单调递增区间,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】.(24-25高二下·江苏扬州·期中)若函数在存在单调减区间,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】.(24-25高二下·天津东丽·阶段练习)已知函数在存在单调递减区间,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点题型四】已知函数在区间上不单调,求参数()
【例4】(24-25高二下·重庆·阶段练习)已知函数在区间上不单调,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】.(24-25高二下·四川遂宁·期中)若函数在区间上不单调,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】.(24-25高二下·河北·期中)已知函数在上不单调,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】.(多选)(24-25高二下·河北·期中)若函数在区间上不单调,则实数的取值可以是( )
A.e B. C. D.
【考点题型五】导函数有效部分是一次型或可化为一次型()
【例5】(2025·江西·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调区间;
【变式5-1】.(2025·江西·二模)已知函数
(1)讨论的单调性;
【变式5-2】.(2025·江西新余·二模)已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)设函数,讨论在区间上的单调性;
【变式5-3】.(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线方程为,求,的值;
(2)当时,讨论函数在上的单调性.
【考点题型六】导函数有效部分是二次型或可化为二次型()
【例6】(24-25高三上·浙江杭州·阶段练习)已知函数.
(1)讨论的单调性;
【变式6-1】.(2024·江西·模拟预测)已知函数,
(1)讨论函数的单调性;
【变式6-2】.(2024·河南洛阳·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)讨论的单调性.
【变式6-3】.(24-25高二下·湖北省直辖县级单位·期中)已知函数
(1)讨论的单调性;
【考点题型七】导函数有效部分是不可因式分解的二次型()
【例7】(24-25高二下·江西宜春·期中)已知函数 .
(1)求函数的单调区间.
【变式7-1】.(24-25高三上·辽宁沈阳·阶段练习)已知函数.
(1)证明:当时,只有1个零点;
(2)当时,讨论的单调性;
【变式7-2】.(23-24高二下·江西上饶·期末)已知函数.
(1)若在上单调递增,求实数的最大值;
(2)讨论的单调性;
【变式7-3】.(2024·山东潍坊·一模)已知函数().
(1)求函数的单调区间;
【考点题型八】求函数极值(点)()
【例8】(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)已知函数在处的切线平行于直线.
(1)求的值;
(2)求的极值.
【变式8-1】.(23-24高二下·江西宜春·期中)已知函数在点处的切线的斜率为
(1)求;
(2)求的单调区间和极值.
【变式8-2】.(2024·安徽·二模)已知函数.
(1)求函数在点处的切线方程;
(2)求的单调区间和极值.
【变式8-3】.(23-24高二下·山东潍坊·期中)已知函数的图象在点处的切线方程为.
(1)求的值和函数的解析式;
(2)求函数的单调区间和极值.
【变式8-4】(23-24高一上·江西南昌·期末)设函数f(x)=-x3+x2+(m2-1)x(x∈R),其中m>0.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)求函数f(x)的极值.
【考点题型九】已知函数极值(点)求参数()
【例9】(2025·江西·模拟预测)已知函数.
(1)当时,证明:;
(2)若在区间上有且只有一个极值点,求实数的取值范围.
【变式9-1】.(2024·江苏·二模)已知函数.
(1)当时,证明:;
(2)若在区间上有且只有一个极值点,求实数的取值范围.
【变式9-2】.(23-24高三上·河南·开学考试)已知函数,.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若为的极小值点,求的取值范围.
【变式9-3】.(23-25高二·全国·单元测试)已知函数.
(1)当在处取得极值时,求函数的解析式;
(2)当的极大值不小于时,求的取值范围.
【变式9-4】(23-24高三上·江西赣州·期末)函数(且为自然对数的底数).
(1)当时,求函数的最小值;
(2)若函数在处取得极大值,求实数m的取值范围.
【考点题型十】函数最值问题()
【例10】(24-25高三上·江西·期末)已知函数.
(1)若,过原点的直线l与的图象相切,求l的方程;
(2)若,求的最大值.
【变式10-1】.(24-25高三上·江西·阶段练习)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的最值.
【变式10-2】.(2024·江西·一模)已知函数.
(1)若在R上单调递减,求a的取值范围;
(2)若,判断是否有最大值,若有,求出最大值;若没有,请说明理由.
【变式10-3】.(2024·江西·模拟预测)已知函数,且曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)求的单调区间与最大值.
【考点题型十一】根据函数最值求参数()
【例11】(23-24高三上·河北廊坊·期中)已知函数,曲线在点处的切线斜率为.
(1)求的值;
(2)当时,的值域为,求的值.
【变式11-1】.(24-25高二下·北京·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若在上的最大值是,求的值.
【变式11-2】.(23-24高二下·北京丰台·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若在区间上的最小值为,求的取值范围.
【变式11-3】.(24-25高二下·重庆·期中)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数在上的最小值是,求a的值.
提升训练
一、单选题
1.(山东省潍坊市2024-2025学年高二下学期诊断性调研监测数学试题)已知函数在处取得极值,则( )
A. B. C.5 D.9
2.(24-25高二下·山东临沂·期中)已知函数恰有一个极值点,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二下·北京·期中)已知函数在处取得极小值,则m的值为( )
A. B.1 C.或1 D.或2
4.(浙江省部分学校2024-2025学年高三下学期5月联考数学试题)函数满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)若函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二下·四川遂宁·期中)若函数在上为增函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二下·天津滨海新·期中)已知函数有两个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二下·山东青岛·期中)已知函数在区间上单调递增,则的最大值为( )
A.0 B.1 C. D.2
二、多选题
9.(24-25高二下·四川南充·期中)已知函数,则( )
A.函数的单调减区间为
B.函数的单调增区间为
C.函数的极大值点为1
D.函数的最大值为
10.(24-25高二下·贵州黔东南·期中)若函数有极值,则a的取值可能是( )
A. B. C.1 D.2
三、填空题
11.(24-25高二下·天津·期中)函数在上单调递增,则的取值范围是 .
12.(24-25高二下·天津·期中)已知函数在处有极值0,则的值为 .
四、解答题
13.(2025·河南鹤壁·模拟预测)设的导数为,若函数的图象关于直线对称,且.
(1)求实数的值;
(2)求函数的单调区间.
14.(24-25高二下·北京·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若在区间上的最大值为,求它在该区间上的最小值.
15.(24-25高二下·湖北荆州·阶段练习)已知函数
(1)当时,求的单调区间;
(2)当时,若是减函数,求的取值范围.
16.(2025·吉林·模拟预测)设函数.
(1)讨论的单调性并求其极值;
(2)若在内存在极值,求的取值范围;
(3)当取(2)中所求范围内的任意值时,求的最小值.
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清单04 第二章 导数在研究函数中的作用
(5个考点梳理+11题型解读+提升训练)
清单01 由函数单调性求参数取值范围
(1)已知函数在区间上单调
①已知在区间上单调递增,恒成立.
②已知在区间上单调递减,恒成立.
注:已知单调性,等价条件中的不等式含等号.
(2)已知函数在区间上存在单调区间
①已知在区间上存在单调增区间使得有解
②已知在区间上存在单调减区间使得有解
(3)已知函数在区间上不单调,使得有变号零点
清单02 含参问题讨论单调性
第一步:求的定义域
第二步:求(导函数中有分母通分)
第三步:确定导函数有效部分,记为
对于进行求导得到,对初步处理(如通分),提出的恒正部分,将该部分省略,留下的部分则为的有效部分(如:,则记为的有效部分).接下来就只需考虑导函数有效部分,只有该部分决定的正负.
第四步:确定导函数有效部分的类型:
①为一次型(或可化为一次型)②为二次型(或可化为二次型)
第五步:通过分析导函数有效部分,讨论的单调性
清单03 函数的极值
一般地,对于函数,
(1)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极小值点,叫做函数的极小值.
(2)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极大值点,叫做函数的极大值.
(3)极小值点与极大值点通称极值点,极小值与极大值通称极值.
注:极大(小)值点,不是一个点,是一个数.
清单04 函数的最大(小)值
一般地,如果在区间上函数的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.
设函数在上连续,在内可导,求在上的最大值与最小值的步骤为:
(1)求在内的极值;
(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
清单05 函数的最值与极值的关系
(1)极值是对某一点附近(即局部)而言,最值是对函数的定义区间的整体而言;
(2)在函数的定义区间内,极大(小)值可能有多个(或者没有),但最大(小)值只有一个(或者没有);
(3)函数的极值点不能是区间的端点,而最值点可以是区间的端点;
(4)对于可导函数,函数的最大(小)值必在极大(小)值点或区间端点处取得.
【考点题型一】求已知函数(不含参)的单调区间()
【例1】(24-25高二下·北京·期中)已知函数,求:
(1)函数的图象在点处的切线方程;
(2)求的单调递增区间.
【答案】(1);
(2).
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】(1)根据导数的几何意义可求出切线斜率,写出直线的点斜式方程,再整理成一般式方程即可;
(2)求出函数导数后,解不等式,即可求解.
【详解】(1)因为,所以,
所以函数的图象在点处的切线斜率,
因为,所以切线方程为,即.
(2)由已知可得. 令,解得或,
所以的单调增区间为和.
【变式1-1】.(24-25高二上·云南曲靖·阶段练习)设函数 ,的单调递减区间为( )
A. B. C.和 D.
【答案】C
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求出函数的导数,再解不等式即得单调递减区间.
【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
【变式1-2】.(24-25高二下·北京·期中)已知函数,则在下列区间上,单调递减的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】求出函数的导函数,再解关于导函数的不等式,即可求出函数的单调区间,从而得解.
【详解】因为,所以,
令,即,解得,
所以函数的单调递减区间为,结合选项可知只有D符合题意.
故选:D
【变式1-3】.(24-25高二下·北京怀柔·期中)哪个区间是函数的单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】根据题意,求出函数的导数,由函数导数与单调性的关系分析函数的递增区间,分析选项可得答案.
【详解】解:根据题意,,其定义域为,
其导数,
若,即,解可得或,
即的递增区间为、,
只有C符合.
故选: C
【变式1-4】(24-25高二下·全国·课堂例题)求函数的单调区间.
【答案】单调递增区间为;单调递减区间为.
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】先根据函数解析式求出函数的定义域,根据导数的运算法则对函数进行求导得,利用导数研究函数的单调性,即可得出函数的单调区间;
【详解】函数的定义域为.
.
因为,所以.
由,解得;由,解得
所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
【考点题型二】已知函数在区间上单调,求参数()
【例2】(24-25高二下·北京·期中)已知函数在区间上单调递增,则实数的值可以为( )
A. B.0 C. D.1
【答案】D
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、由函数在区间上的单调性求参数、根据解析式直接判断函数的单调性
【分析】根据题意,将函数在区间上单调递增,转化成在上恒成立,利用分离参数法结合函数单调性求出最值即可得到的取值范围.
【详解】由题意,函数求导可得,
因为函数在区间上单调递增,所以在上恒成立,
即,分离参数可得,
因为函数在上单调递减,所以,则.
故选:D.
【变式2-1】.(24-25高二下·北京东城·期中)函数在上是减函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】求出函数的导函数,依题意恒成立,分和两种情况讨论,分别计算可得.
【详解】因为定义域为,且,
又函数在上是减函数,
所以恒成立,
当时,显然符合题意;
当时,若,不恒成立,所以不合题意,
若,因为恒成立,则恒成立;
综上可得.
故选:D
【变式2-2】.(24-25高二下·北京丰台·期中)已知函数在区间上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】对函数求导,根据函数在上单调递增列不等式,分离常数后,进而求得的取值范围.
【详解】因为,所以,
因为在区间上单调递增,
所以,对任意恒成立,
所以对任意恒成立,
因为,,
所以,即实数的取值范围是.
故选:B.
【变式2-3】.(24-25高二下·山东·期中)已知函数在区间上单调递减,则的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、由导数求函数的最值(不含参)、函数单调性、极值与最值的综合应用
【分析】根据函数在区间上单调递减,可得在区间上恒成立,
参变分离可得恒成立,令,通过求导判断单调性,求得其最小值即可.
【详解】由函数,得,
因为函数在区间上单调递减,
所以在区间上恒成立,
即,等价于恒成立,
令,则,
当时,恒成立,所以在区间上单调递增,
所以.
故选:B.
【考点题型三】已知函数在区间上存在单调区间,求参数()
【例3】(2025高二·全国·专题练习)若函数在区间内存在单调递增区间,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】利用函数单调性求最值或值域、由函数在区间上的单调性求参数、根据解析式直接判断函数的单调性、函数不等式能成立(有解)问题
【分析】求出函数的导数,问题转化为在有解,进而求函数的最值,即可求出的范围.
【详解】∵,
∴,
若在区间内存在单调递增区间,则有解,
故,
令,则在单调递增,
,
故.
故选:D.
【变式3-1】.(24-25高二下·福建·期中)已知函数在上存在单调递增区间,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】分析可知,即在上有解,结合能成立问题分析求解.
【详解】由题意可知:,即在上有解,
又因为在上单调递增,则,
则,所以实数的取值范围是.
故选:B.
【变式3-2】.(24-25高二下·江苏扬州·期中)若函数在存在单调减区间,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】由题意有解,分离参数利用有解法则化为,结合,利用二次函数性质求得,即可得解.
【详解】因为,
所以,
因为函数在存在单调减区间,所以有解,
即有解,则,
又,且,
当时,,
所以,解得,即实数a的取值范围为.
故选:B
【变式3-3】.(24-25高二下·天津东丽·阶段练习)已知函数在存在单调递减区间,则实数a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
【分析】先得到的定义域,由题意得到在上有解,参变分离得到实数的取值范围.
【详解】由题意得在上有解,
即在上有解,
其中,
所以
故实数的取值范围是.
故选:D
【考点题型四】已知函数在区间上不单调,求参数()
【例4】(24-25高二下·重庆·阶段练习)已知函数在区间上不单调,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】将问题转化为在区间上有零点,求导确定的根,验证的单调性,即可得实数a的取值范围为.
【详解】函数在区间上不单调,
则在区间上有零点,
所以,得(舍),
故,使得函数在上递减,在上递增,
所以实数a的取值范围为.
故选:B.
【变式4-1】.(24-25高二下·四川遂宁·期中)若函数在区间上不单调,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】根据题意转化为导数在上有变号零点,列出不等式求解.
【详解】函数,其定义域为,
对求导得,
令,可得.
当时,,单调递减;
当时,,,单调递增.
因为函数在区间上不单调,所以,
所以的取值范围是,
故选:B.
【变式4-2】.(24-25高二下·河北·期中)已知函数在上不单调,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】根据函数单调性求出导函数列不等式计算求出参数.
【详解】当函数在上单调,或恒成立,
所以或恒成立,
所以或,因为函数在上不单调,所以.
故选:D.
【变式4-3】.(多选)(24-25高二下·河北·期中)若函数在区间上不单调,则实数的取值可以是( )
A.e B. C. D.
【答案】BC
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、由函数在区间上的单调性求参数
【分析】利用导数研究函数单调性,根据题意确定区间内导函数存在零点,从而利用零点存在性定理来求解即可.
【详解】由题设,,又在上不单调,
所以函数在上存在变号零点,
设,则,则在上单调递减,
所以,即,解得,则的取值范围是.
故选:BC.
【考点题型五】导函数有效部分是一次型或可化为一次型()
【例5】(2025·江西·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调区间;
【答案】(1)当时, 单调递增;当时,单调递减
【知识点】利用导数证明不等式、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)求导后,令导数等于0即可得出函数的单调区间;
【详解】(1),,令,得.
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减.
【变式5-1】.(2025·江西·二模)已知函数
(1)讨论的单调性;
【答案】(1)答案见解析
【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、由导数求函数的最值(不含参)、利用导数证明不等式
【分析】(1)求出函数的导数,按、分类讨论求出函数的单调性.
【详解】(1)函数的定义域为,又
当时,恒成立,所以在单调递减;
当时,令,得,所以在上单调递增;
令,得,所以在上单调递减.
综上所述,当时,在上单调递减,
当时,在上单调递减,在区间上单调递增.
【变式5-2】.(2025·江西新余·二模)已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)设函数,讨论在区间上的单调性;
【答案】(1)
(2)答案见解析
【知识点】利用导数证明不等式、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)、利用导数研究函数的零点
【分析】(1)根据导数的几何意义求解;
(2)求导,分,两种情况讨论导数的正负,从而可求出函数的单调区间;
【详解】(1)当时,,
则,所以,,
所以切线方程为;,即.
(2)由,,
当时,,在上单调递增;
当时,令.
当时,在上单调递增;
当时,,在上单调递减.
综上,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减.
【变式5-3】.(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线方程为,求,的值;
(2)当时,讨论函数在上的单调性.
【答案】(1),
(2)答案见解析
【知识点】已知切线(斜率)求参数、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)由导数的几何意义结合点在切线上列方程组求解即可;
(2)求导后分和讨论函数的单调性;根据讨论结果再分函数的单调性求出最大值.
【详解】(1).
由已知在点处的切线的斜率为2,且当时,.
∴,∴,
解得,.
(2)当时,,
,.
①当时,,在上单调递增;
②当时,.
令,解得,(舍去)
若,则,,
又∵,∴,
∴时,,时,.
∴在上单调递减,在上单调递增.
若,则,,
又∵,∴,.
∴.
∴时,在上单调递增.
若,则,,
又∵,
∴时,,时,.
∴在上单调递增,在上单调递减.
综上所述,
时,在上单调递减,在上单调递增;
时,在上单调递增;
时,在上单调递增,在上单调递减.
【考点题型六】导函数有效部分是二次型或可化为二次型()
【例6】(24-25高三上·浙江杭州·阶段练习)已知函数.
(1)讨论的单调性;
【答案】(1)答案见解析
【知识点】利用导数证明不等式、含参分类讨论求函数的单调区间、用导数判断或证明已知函数的单调性、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)先求定义域,再求导,分,,和四种情况,求出函数的单调性;
【详解】(1)的定义域为,
故,
若时,令得,令得,
故在上单调递增,在上单调递减,
当时,若时,,故在上单调递增,
若时,,令得或,
令得,
故在,上单调递增,在上单调递减;
若时,,令得或,
令得,
故在,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;
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.
【变式6-1】.(2024·江西·模拟预测)已知函数,
(1)讨论函数的单调性;
【答案】(1)答案见解析;
【知识点】利用导数研究函数的零点、含参分类讨论求函数的单调区间、函数单调性、极值与最值的综合应用
【分析】(1)根据题意,求得,分类讨论,即可求得函数的单调区间;
【详解】(1)解:因为,
可得,
①当时,,令,则;令,则.
即的单调递增区间为,单调递减区间为;
②当时,,则的单调递增区间为;
③当时,则,令,则或;令,则.
即的单调递增区间为和,单调递减区间为;
④当时,则,令,则或;
令,则,即的递增区间为和,单调递减区间为,
综上可知,当时,的单调递增区间为,单调递减区间为;
当时,的单调递增区间为;
当时,的单调递增区间为和,单调递减区间为;
当时,的单调递增区间为和,单调递减区间为;
【变式6-2】.(2024·河南洛阳·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、导数的运算法则、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)根据导数的几何意义求解即可;
(2)求导可得,含参分类讨论、、和时函数的单调性即可求解.
【详解】(1)由题意知,当时,,
则,
故曲线在处的切线方程为.
(2)的定义域为,且,
当时,则,
令,解得,令,解得,
所以在上单调递减,在上单调递增;
当时,则有:
若,则,令,则单调递增;
令,则或单调递减;
若,则,令,则单调递增;
令,则或单调递减;
若,则单调递减.
综上所述,当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递减.
【变式6-3】.(24-25高二下·湖北省直辖县级单位·期中)已知函数
(1)讨论的单调性;
【答案】(1)答案见解析
【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、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)求导,分和两种情况,结合导数符号判断原函数单调性;
(1)中的单调性运算求解即可.
【详解】(1)由题意可知:的定义域为,且,
当时,,可知在上单调递减;
当时,由得;由得;
可知在上单调递减,在上单调递增;
综上所述:当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【考点题型七】导函数有效部分是不可因式分解的二次型()
【例7】(24-25高二下·江西宜春·期中)已知函数 .
(1)求函数的单调区间.
【答案】(1)答案见解析
【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、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)求出函数的导数,再分类求出函数的单调区间.
【详解】(1)函数的定义域为,
求导得,方程中,,
当时,,,函数在上单调递增;
当时,,方程的二根为,
当时,,由,得或;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,,由,得;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,函数递增区间为;
当时,函数递增区间为,递减区间为;
当时,函数递增区间为,递减区间为.
【变式7-1】.(24-25高三上·辽宁沈阳·阶段练习)已知函数.
(1)证明:当时,只有1个零点;
(2)当时,讨论的单调性;
【答案】(1)证明见解析;
(2)详见解析;
【知识点】利用导数研究函数的零点、含参分类讨论求函数的单调区间、利用导数证明不等式
【分析】(1)由得到,再利用导数法求解;
(2)求导,分和求解;
【详解】(1)证明:当时,,定义域为 ,
,
所以 在 上递减,又,
所以当时,只有1个零点;
(2)当时,的定义域为 ,
,
当,即时,恒成立,即;
当,即时,有两个根,
又,
所以,
当时,;当时,;
综上:当时,在 上递增;
当时,在 ,上递增,在上递减;
【变式7-2】.(23-24高二下·江西上饶·期末)已知函数.
(1)若在上单调递增,求实数的最大值;
(2)讨论的单调性;
【答案】(1)2
(2)答案见解析
【知识点】利用导数证明不等式、含参分类讨论求函数的单调区间、由函数在区间上的单调性求参数、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)由题意,在上恒成立,即对恒成立,结合基本不等式求的最大值;
(2)先求原函数的导数,再对参数分类讨论,通过导函数的符号即可得出函数的单调性;
【详解】(1)因为函数在上单调递增,所以在上恒成立.
因为,所以,即对恒成立.
因为,当且仅当即时等号成立,
所以,即实数的最大值是2.
(2).
①当时,,则在上单调递增;
②当时,,则在上单调递增;
③当时,令,得,
,解得或;
,解得,
则在上单调递增,在上单调递减.
综上所述,当时,在上单调递增;当时,在,上单调递增,在上单调递减.
【变式7-3】.(2024·山东潍坊·一模)已知函数().
(1)求函数的单调区间;
【答案】(1)答案见解析;
【知识点】利用导数证明不等式、利用导数研究函数的零点、裂项相消法求和、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)求出函数的导数,按与分类讨论求出的单调区间.
(2)利用(1)中时的结论,再利用裂项相消法求和,推理即得.
(3)变形函数,将的零点个数问题转化为的零点个数,再借助导数及零点存在性定理求解.
【详解】(1)函数定义域为,求导得,
设,则,
①当时,恒成立,且至多一点处为0,函数在上递减;
②当时,有两个零点,
则当或时,,即;当时,,即,
即函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,的递减区间为;
当时,的递减区间为,递增区间为.
【考点题型八】求函数极值(点)()
【例8】(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)已知函数在处的切线平行于直线.
(1)求的值;
(2)求的极值.
【答案】(1)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)由导数的几何意义计算即可.
(2)利用导数研究函数的极值即可.
【详解】(1)由已知可得,
由直线的斜率为,
所以,解得.
(2)由(1)知,,
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;
故的极大值为,极小值为.
【变式8-1】.(23-24高二下·江西宜春·期中)已知函数在点处的切线的斜率为
(1)求;
(2)求的单调区间和极值.
【答案】(1)
(2)的单调递增区间为、,的单调递减区间为,极大值,极小值.
【知识点】已知切线(斜率)求参数、求已知函数的极值、利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】(1)由求得;
(2)由确定的单调区间和极值.
【详解】(1),则, 解得;
(2)由,故,
则,,
故当时,,当时,,当时,,
故的单调递增区间为、,的单调递减区间为,
故有极大值,
有极小值.
【变式8-2】.(2024·安徽·二模)已知函数.
(1)求函数在点处的切线方程;
(2)求的单调区间和极值.
【答案】(1);
(2)递增区间为,递减区间为,极大值,极小值.
【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)、求已知函数的极值
【分析】(1)求出函数的导数,赋值求得,再利用导数的几何意义求出切线方程.
(2)由(1)的信息,求出函数的导数,利用导数求出单调区间及极值.
【详解】(1)函数,求导得,
则,解得,于是,,
所以所求切线方程为:,即.
(2)由(1)知,函数,定义域为,
求导得,
当或时,,当时,,
因此函数在上单调递增,在上单调递减,
当时,取得极大值,
当时,取得极小值,
所以函数的递增区间为,递减区间为,
极大值,极小值.
【变式8-3】.(23-24高二下·山东潍坊·期中)已知函数的图象在点处的切线方程为.
(1)求的值和函数的解析式;
(2)求函数的单调区间和极值.
【答案】(1),;
(2)单调递减区间是,单调递增区间是;极小值为,无极大值.
【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)由切点在切线上求得值,由切线在函数图象上求得值,由导数几何意义求得值;
(2)求出导函数,由导函数的正负确定单调区间,确定极值.
【详解】(1)函数的定义域为,
把点代入切线方程为得:,
所以切点坐标为(1,1),由题意得:,①
因为,且函数的图象在点(1,1)处的切线斜率为,
所以,②
由①②解得:,,综上,.
(2)由(1)知,,所以,令,解得:;
令,解得:,
所以函数的单调递减区间是,单调递增区间是,
当时,函数的极小值为,无极大值.
【变式8-4】(23-24高一上·江西南昌·期末)设函数f(x)=-x3+x2+(m2-1)x(x∈R),其中m>0.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)求函数f(x)的极值.
【答案】(1)单调减区间为,单调增区间为;(2)极小值为,极大值为.
【知识点】求已知函数的极值、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)求导函数,分别求解不等式与即可得出单调区间;
(2)根据单调区间判断极值点,即可求得极值.
【详解】(1)因为,
则
得或,
当或时,;
当时,,
所以函数f(x)的单调减区间为;单调增区间为;
(2)由(1)知
的极小值为
,
的极大值为
.
【考点题型九】已知函数极值(点)求参数()
【例9】(2025·江西·模拟预测)已知函数.
(1)当时,证明:;
(2)若在区间上有且只有一个极值点,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】利用导数证明不等式、根据极值点求参数、利用导数研究函数的零点
【分析】(1)要证明不等式,只需证明当时,,构造函数,利用导数与函数的单调性关系,即可证明;
(2)求出函数导数,讨论a的取值范围,结合零点存在定理说明导函数只有一个零点,即可求解.
【详解】(1)函数的定义域为,当时,.
要证,只需证:当时,.
令,则.
当时,;当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,
,即时,,得证.
(2),
令,
①当时,在上无极值点,不符合题意;
②当时,,即在上单调递减,且.
取,其中.
显然,,
则.
由根的存在性定理可知,存在唯一的,使得.
当时,,即;当时,,即.
此时在区间上有且仅有一个极值点,满足题意.
综上,.
【变式9-1】.(2024·江苏·二模)已知函数.
(1)当时,证明:;
(2)若在区间上有且只有一个极值点,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【知识点】利用导数证明不等式、根据极值点求参数
【分析】(1)因为函数的定义域为,当时,,将问题转化为当时,,构造函数,利用导数研究的值域即可证明;
(2)求导,令,再求导,利用放缩可知,得到在单调递增,,分类讨论和时的正负,从而确定是否有极值点以及极值点的个数.
【详解】(1)证明:因为函数的定义域为,当时,.
要证,只需证:当时,.
令,则,
则在上单调递增,
所以,即,
所以.
(2)由,
令,
则.
所以在单调递增,,
①时,,.
则在上为增函数,在上无极值点,矛盾.
②当时,.由(1)知,,
,则,则使.
当时,,,则在上单调递减;
当时,,,则在上单调递增.
因此,在区间上恰有一个极值点,
所以的取值范围为.
【变式9-2】.(23-24高三上·河南·开学考试)已知函数,.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若为的极小值点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、根据极值点求参数、利用导数求函数的单调区间(不含参)、函数单调性、极值与最值的综合应用
【分析】(1)求导,得到切线斜率,进而利用点斜式求出切线方程;
(2)求定义域,求导,由导函数等于0得到或,分,和三种情况,得到答案.
【详解】(1)当时,,,
,,
所以切线方程为,即.
(2)的定义域为,
,,
令,则或.
①当时,,
令,解得或,令,解得,
可知在单调递增,在单调递减,在单调递增,
故为的极大值点,不符合条件;
②当时,,在单调递增,故无极值点;
③当时,,
令,解得或,令,解得,
可知在单调递增,在单调递减,在单调递增,
故为的极小值点,符合条件.
综上,的取值范围为.
【变式9-3】.(23-25高二·全国·单元测试)已知函数.
(1)当在处取得极值时,求函数的解析式;
(2)当的极大值不小于时,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【知识点】根据极值求参数、根据极值点求参数
【分析】(1)对函数求导,根据求出m,并验证此时函数在x=1处取得极值,进而求得答案;
(2)对函数求导,进而求出函数的单调区间和极大值,然后求出m的范围.
【详解】(1)因为,所以.
因为在处取得极值,所以,所以,此时,时,,单调递减,时,,单调递增,即在处取得极小值,故.
(2),令,解得.
时,,单调递增,时,,单调递减,时, ,单调递增. ,即的取值范围是.
【变式9-4】(23-24高三上·江西赣州·期末)函数(且为自然对数的底数).
(1)当时,求函数的最小值;
(2)若函数在处取得极大值,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求已知函数的极值、根据极值点求参数、利用导数求函数的单调区间(不含参)、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)时,求导,分析函数的单调性即可得到最小值;(2)函数在处取得极大值,即在附近先正后负,且,分类讨论的范围即可.
【详解】(1)当时,有,
从而当时,;当时,;
故函数在上单调递减,在上单调递增,
此时.
(2)由,得
记,则,
①当时,在上恒成立,故即在上单调递增,
因为,所以在上恒成立,
从而函数在上单调递减,不合题设;
②当时,在R上单调递增,又,
ⅰ)当,此时在上恒成立,故在上单调递增,
因为,所以在上恒成立,
从而函数在上单调递增,不合题设,
ⅱ)当时,此时,
故存在唯一,使,
且当时,,故在上单调递减,
因为,所以当时,;当时,,
从而函数在上单调递增,在上单调递增,
即函数在处取得极大值,符合题设,
综上:实数m的取值范围为.
【考点题型十】函数最值问题()
【例10】(24-25高三上·江西·期末)已知函数.
(1)若,过原点的直线l与的图象相切,求l的方程;
(2)若,求的最大值.
【答案】(1);
(2)4.
【知识点】求过一点的切线方程、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)利用导数的几何意义求切线方程即可;
(2)对函数求导,根据导数的符号确定区间单调性,注意隐零点的应用得到,进而求函数最值.
【详解】(1)当时,,则,
设过原点的直线l与的图象在处相切,则切线斜率,
所以,即,所以,则,且,
所以l的方程为,则.
(2)当时,且,
所以,
设,易知在上单调递减,
且,
存在,使得,即,所以,
当时,单调递增,当时,单调递减,
所以,则的最大值为4.
【变式10-1】.(24-25高三上·江西·阶段练习)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的最值.
【答案】(1)
(2)的最大值为,无最小值
【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)、利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】(1)先对求导,得出,即可求解;
(2)设,注意到同号,所以可以用的正负来研究函数的单调性,进而求解.
【详解】(1)因为,
所以,
所以,,
从而曲线在点处的切线方程为;
(2)设,显然同号,
则,
所以在上单调递减,
注意到,
当时,,当时,,
所以在单调递增,在上单调递减,
当趋于负无穷时,也是趋于负无穷,当趋于正无穷时,趋于0,
所以的最大值为,无最小值.
【变式10-2】.(2024·江西·一模)已知函数.
(1)若在R上单调递减,求a的取值范围;
(2)若,判断是否有最大值,若有,求出最大值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)
(2)有最大值,最大值为e
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、由导数求函数的最值(不含参)、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】(1)求导,得到恒成立,根据根的判别式得到不等式,求出a的取值范围;
(2)求导,得到函数单调性,从而求出函数的最大值.
【详解】(1)因为,所以,
因为在R上单调递减,所以恒成立,
所以,,所以a的取值范围是.
(2)当时,,,
令,解得,令,解得,
所以当时,单调递增,当,时,单调递减,
当时,,
又时,,
所以有最大值,最大值为e.
【变式10-3】.(2024·江西·模拟预测)已知函数,且曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)求的单调区间与最大值.
【答案】(1),
(2)单调递增区间为,单调递减区间为,最大值为.
【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)、求曲线切线的斜率(倾斜角)、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)先根据切点在曲线上确定切点的坐标;再根据切点在切线上和导数的几何意义列出方程组求解即可.
(2)根据导函数的符号与原函数单调性的关系即可得出单调区间;再根据单调性可求出最大值..
【详解】(1)因为,
所以,,
则切点坐标为.
因为曲线在点处的切线方程为,
所以,解得.
(2)由(1)可得:函数的定义域为:,.
令,得;令,得.
所以的单调递增区间为,单调递减区间为,
所以的最大值为.
【考点题型十一】根据函数最值求参数()
【例11】(23-24高三上·河北廊坊·期中)已知函数,曲线在点处的切线斜率为.
(1)求的值;
(2)当时,的值域为,求的值.
【答案】(1)
(2)2
【知识点】已知切线(斜率)求参数、已知函数最值求参数、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】(1)求出函数的导函数,代入计算可得;
(2)求出函数的导函数,即可得到函数的单调性,再分、两种情况讨论,求出函数的最小值,从而求出参数的值.
【详解】(1)因为,所以.
依题意,解得.
(2)由(1)可得,则.
令函数,则.
当时,;当时,.
所以在上单调递减,在上单调递增.
因为,,所以当时,,即;
当时,,即.
所以在上单调递增,在上单调递减.
当时,在上的最小值为,解得,舍去.
当时,在上的最小值为,解得,
此时,,,
即当时,符合题意.
综上,的值为2.
【变式11-1】.(24-25高二下·北京·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若在上的最大值是,求的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【知识点】已知函数最值求参数、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)对求导,根据导函数的正负,对参数范围分类讨论求解单调性即可.
(2)根据上问中函数的单调性,建立方程,求解参数即可.
【详解】(1)依题意得函数的定义域为,
则,.
当时,在上恒成立,
即函数在上单调递增;
当时,令,则;
令,则;
故函数在上单调递增,在上单调递减.
综上所述,当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递增;在上单调递减.
(2)若,由(1)可知,函数在上单调递增,
此时不存在最大值,与题意不符,
若,则函数在上单调递增,在上单调递减,
若要使得函数在上存在最大值,则,即,
且此时最大值为.
令,解得,故a的值为.
【变式11-2】.(23-24高二下·北京丰台·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若在区间上的最小值为,求的取值范围.
【答案】(1)单调递增区间为,,单调递减区间为
(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,根据导数和单调性的关系,即可求解;
(2)根据(1)的结果,结合函数的最小值,即可确定的取值范围.
【详解】(1)由题可知,
令,即,解得或,
当变化时,,的变化情况如下表:
0
0
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为.
(2)因为在区间上单调递减,在区间上单调递增,
又有,,要使在区间上的最小值为,则.
【变式11-3】.(24-25高二下·重庆·期中)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数在上的最小值是,求a的值.
【答案】(1)答案见解析;
(2)
【知识点】已知函数最值求参数、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)对函数求导并对参数的取值进行分类讨论,再由导函数的符号即可判断单调性;
(2)根据(1)中的单调性结合的取值求得最小值的表达式,解方程可求出.
【详解】(1)易知的定义域为,
可得;
若,可得,此时在上单调递增;
若,令,解得;
当时,,即可得在上单调递减;
当时,,即可得在上单调递增;
综上可得,时,在上单调递增;
时,在上单调递减,在上单调递增;
(2)由(1)可知,当时,在上单调递增,
此时无最小值,不合题意;
当时,可知在上单调递减,在上单调递增;
此时在处取得极小值,也是最小值;
因此,解得,符合题意;
当时,在上单调递减,此时无最小值,不合题意;
综上可知,
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一、单选题
1.(山东省潍坊市2024-2025学年高二下学期诊断性调研监测数学试题)已知函数在处取得极值,则( )
A. B. C.5 D.9
【答案】D
【知识点】根据极值求参数
【分析】求出函数的导数,得到关于,的方程组,解出即可.
【详解】函数,
则,
因为在处取极值,
所以,解得:,
经检验满足题意.
故.
故选:D.
2.(24-25高二下·山东临沂·期中)已知函数恰有一个极值点,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、函数极值点的辨析、根据极值点求参数
【分析】先求出导函数,对进行分类讨论发现当时,不存在极值点,当时,恰好存在一个极值点,由此可得答案.
【详解】由题意可得,当时,在上恒成立,不存在极值点,不符合题意,舍去;
所以必有,令,得,
当时,;当时,,即恰好有一个极小值点,
符合题意,故a的取值范围是.
故选:C.
3.(24-25高二下·北京·期中)已知函数在处取得极小值,则m的值为( )
A. B.1 C.或1 D.或2
【答案】A
【知识点】根据极值点求参数
【分析】利用极值点的导数值为0,再进行检验,即可得解.
【详解】求导得,则,
解得:或,
当时,,
由于,,,,
所以函数在时有极小值,
当时,,
由于,,,,
所以函数在时有极大值,故舍去,
故选:A.
4.(浙江省部分学校2024-2025学年高三下学期5月联考数学试题)函数满足,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由导数求函数的最值(不含参)
【分析】由题意得,构造函数,利用导数求最值即可.
【详解】由题意,要求的最大值,只需考虑的情况即可,
令,求导得,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故所求为.
故选:B.
5.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)若函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】由导数与函数的单调性的关系结合条件可得在上恒成立,参变分离可得在区间上恒成立,求函数的值域可得的取值范围.
【详解】因为函数在区间上单调递增,
所以在区间上恒成立,
即在区间上恒成立,
令,
则在上恒成立,
所以在上单调递增,又,,
因此的取值范围是.
故选:A
6.(24-25高二下·四川遂宁·期中)若函数在上为增函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】求出函数的导函数,依题意在上恒成立,即在上恒成立,求出,即可得解.
【详解】因为,则,
因为函数在上为增函数,
所以在上恒成立,所以在上恒成立,
即在上恒成立,又,
所以,解得,即的取值范围为.
故选:A
7.(24-25高二下·天津滨海新·期中)已知函数有两个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、根据极值点求参数
【分析】求出导函数,由已知可转化为有两个不同的正实数解,根据二次函数零点的分布列出不等式组,求解即可得出答案.
【详解】
因为函数有两个极值点,
所以有两个不同的正实数解,
所以有有两个不同的正实数解,
即二次函数有两个不同的正零点,
所以有,解得.
故选:D.
8.(24-25高二下·山东青岛·期中)已知函数在区间上单调递增,则的最大值为( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】B
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】由在恒成立,参变分离求最值,即可求解.
【详解】由题意可得在恒成立,
即在恒成立,
易知在的最小值为1,
所以,
所以的最大值为1,
故选:B
二、多选题
9.(24-25高二下·四川南充·期中)已知函数,则( )
A.函数的单调减区间为
B.函数的单调增区间为
C.函数的极大值点为1
D.函数的最大值为
【答案】CD
【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、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】求导,根据导函数的正负确定函数的单调性,即可结合选项逐一求解.
【详解】的定义域为,且,
当在单调递减,故单调递减区间为,A错误,
当在单调递增,故单调递增区间为,B错误,
当时,取极大值也是最大值,故C正确,
,D正确,
故选:CD
10.(24-25高二下·贵州黔东南·期中)若函数有极值,则a的取值可能是( )
A. B. C.1 D.2
【答案】AD
【知识点】根据极值点求参数
【分析】根据有两个不相等实数根,即可根据判别式求解.
【详解】,
若有极值,则有两个不相等实数根,
则,则,
故AD符合,BC不符合,
故选:AD
三、填空题
11.(24-25高二下·天津·期中)函数在上单调递增,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由函数在区间上的单调性求参数
【分析】对函数求导并根据单调性将问题转化为在上恒成立,再由判别式计算可得结果.
【详解】易知,依题意可得在上恒成立;
所以,解得,
即的取值范围是.
故答案为:
12.(24-25高二下·天津·期中)已知函数在处有极值0,则的值为 .
【答案】11
【知识点】根据极值求参数、根据极值点求参数
【分析】根据,解得或,再验证函数在时是否取得极值,即可得解.
【详解】因为,所以,
由题意可知,,即,解得或,
当时,,
函数为上的递增函数,此时函数无极值,不合题意;
当时,,
令,得或,令,得,
所以函数在和上递增,在上递减,
所以在时取得极大值,符合题意,所以,
故答案为:11.
四、解答题
13.(2025·河南鹤壁·模拟预测)设的导数为,若函数的图象关于直线对称,且.
(1)求实数的值;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1),;
(2)的单调递增区间为,;单调递减区间为.
【知识点】导数的运算法则、利用导数求函数的单调区间(不含参)
【分析】(1)求得,根据二次函数对称性,以及,即可求得;
(2)根据(1)中所求解析式,判断的正负,即可判断原函数单调性,从而求得单调区间.
【详解】(1)因,故.
因为的图象关于直线对称,即,解得.
又由于,即,解得;
故.
(2)由知,.
令,即,解得.
当时,,故在上为增函数;
当时,,故在上为减函数;
当时,,故在上为增函数.
综上所述,的单调递增区间为,;单调递减区间为.
14.(24-25高二下·北京·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)若在区间上的最大值为,求它在该区间上的最小值.
【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间
(2)
【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)、已知函数最值求参数
【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,再解关于导函数的不等式,即可求出函数的单调区间;
(2)结合(1)可知函数的单调性,从而由函数的最大值求出的值,即可求出函数的最小值.
【详解】(1)函数的定义域为,
又
令,解得 ,令,则或,
所以的单调递减区间为,单调递增区间.
(2)由(1)可知在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又,,
则,解得,
所以,又,,
所以在区间上的最小值为.
15.(24-25高二下·湖北荆州·阶段练习)已知函数
(1)当时,求的单调区间;
(2)当时,若是减函数,求的取值范围.
【答案】(1)减区间为,增区间为
(2)
【知识点】利用导数求函数的单调区间(不含参)、由函数在区间上的单调性求参数
【分析】(1)对函数求导求单调性即可.(2)由是减函数,则导函数参变分离转化为最值求解即可.
【详解】(1)当时,,,
令,令令所以函数的单调递增区间为, 函数的单调递减区间为.
(2)函数是减函数,则在恒成立.
,即,
,令,(),在单调递减,在单调递增,所以,故的取值范围是.
16.(2025·吉林·模拟预测)设函数.
(1)讨论的单调性并求其极值;
(2)若在内存在极值,求的取值范围;
(3)当取(2)中所求范围内的任意值时,求的最小值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)答案见解析
【知识点】求已知函数的极值、根据极值求参数、含参分类讨论求函数的单调区间
【分析】(1)首先求使得函数有意义的的取值范围,利用导函数,根据定义域和的取值范围,讨论函数的单调性,并求出函数的极值;
(2)结合(1)过程可得;
(3)结合的范围与函数的定义域及单调性可得.
【详解】(1)要使有意义,则.
下面求解该不等式组的解集,即函数的定义域.
设,函数图象开口向上,对称轴为,
令,即,,其中,
①当时,,则在单调递增,
当时,,
故此时定义域为;
②当时,,也恒成立.
故定义域也为;
③当时,,
此时不等式组为,解得,或.
故定义域为;
④当时,,方程有两根,
,且,,
故函数的定义域为;
由,
则
①当时,.
则在单调递减,无极值;
②当时,,,
令,解得,
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增;
此时有极小值;
③当时,定义域为,
,
当时,,在单调递减;
当时,,在单调递增;
在处无定义,无极值;
④当时,,,
又,
由,且,
所以;
又,
所以,
且当时,,在单调递减;
时,,在单调递增;
此时无极值.
综上所述,当时,在单调递减,无极值;
当时,在上单调递减,在上单调递增,有极小值;
当时,在上单调递减,在上单调递增,无极值;
当时,在单调递减,在单调递增;无极值.
(2)由(1)可知,要使在内存在极值,则.
所以的取值范围为.
(3)由题意,,的定义域为,
且在上单调递减,在单调递增,
,
所以,的最小值为.
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