内容正文:
专题02 函数与导数
题型概览
题型01 函数的图像
题型02 函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性
题型03 指对幂比较大小
题型04 函数与方程的综合应用
题型05 新定义问题
题型06 恒成立与能成立问题
题型07 证明不等式问题
题型08 切线问题
题型09 极最值问题
题型10 零点问题
函数的图像题型01
1.(多选题)(2025·江苏苏州·二模)已知函数,则下列说法正确的有()
A.
B.当时,
C.当时,
D.当时,关于的方程有四个不同的根
2.(多选题)(2025·江苏南通·二模)已知函数,则( )
A.有两个极值点
B.的对称中心为
C.过点作曲线的切线有三条
D.若函数的一个零点在之间,则它所有零点都在之间
3.(多选题)(2025·江苏南京·二模)已知定义在上的函数,当时,,且,,则下列说法正确的是( )
A.
B.若,则
C.若,则在上恰有5个零点
D.若,在区间有最大值,则
函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性题型02
4.(2025·江苏·二模)已知函数(且)是偶函数,则 .
5.(2025·江苏苏州·二模)已知函数则不等式的解集为 .
6.(多选题)(2025·江苏盐城·二模)已知函数是奇函数,且,则( )
A.
B.
C.在R上单调递增
D.若对任意实数,不等式恒成立,则
7.(2025·江苏·二模)已知函数和的定义域均为.若是奇函数,是偶函数,且,则( )
A. B. C. D.
8.(2025·江苏南通·二模)已知函数及其导函数的定义域均为,记.若是奇函数,且,则( )
A. B. C.2 D.
指对幂比较大小题型03
9.(多选题)(2025·江苏·二模)已知,则( )
A. B. C. D.
10.(2025·江苏南京·二模)已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
11.(2025·江苏苏州·二模)对数的第一位小数的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
函数与方程的综合应用题型04
23.(2025·江苏·二模)已知函数满足,且,则方程的实数解的个数为 .
12.(2025·江苏盐城·二模)设函数,若关于的方程的解的个数是
新定义问题题型05
13.(2025·江苏·二模)已知函数在闭区间上连续,在开区间内可导,则内至少存在一个点,使得,其中称为函数在闭区间上的“中值点”.则函数在区间上的“中值点”的个数为( )
A. B. C. D.
14.(2025·江苏南通·二模)定义:函数图象上不同的三点A,B,C,它们的横坐标成等差数列,且该函数在点B处切线的斜率恒小于直线AC的斜率,则称该函数是其定义域上的“等差偏移”函数,设.
(1)讨论的极值;
(2)若是其定义域上的“等差偏移”函数,求a的取值范围;
(3)当时,数列满足,,记前n项和为,试证明:.
15.(2025·江苏南通·二模)若二元代数式满足,则称代数式为二元轮换式,记;若三元代数式满足,则称代数式为三元轮换式,记,.
(1)若正实数,满足,且,求的最大值;
(2)若代数式为二元轮换式,比较与1的大小;
(3)若对任意的正实数,,,均有,求整数的最大值.
16.(2025·江苏徐州·二模)洛必达法则对导数的研究产生了深远的影响.洛必达法则:给定两个函数,当时,.已知函数,.
(1)对于恒成立,求实数的取值范围;
(2),证明:(附:).
17.(2025·江苏·二模)记.已知函数和的定义域都为,若存在,使得,当且仅当时等号成立,则称和在上“次缠绕”.
(1)判断和在上“几次缠绕”,并说明理由;
(2)设,若和在上“3次缠绕”,求的取值范围;
(3)记所有定义在区间上的函数组成集合,证明:给定,对任意,都存在,使得,且和在上“次缠绕”.
18.(2025·江苏·二模)若对于函数和,对任意实数,都存在常数,使成立,则称函数是函数的“函数”.(已知和定义域均为).
(1)证明:函数是函数的“函数”;
(2)若函数是函数的“函数”,求的取值范围;
(3)若函数,函数为偶函数,函数是函数的“函数”,求证:“”的充要条件是“存在常数,使得恒成立”.
恒成立与能成立问题题型06
19.(2025·江苏·二模)已知函数,,.
(1)若曲线在点的切线也是曲线的切线,求的值;
(2)讨论函数在区间上的单调性;
(3)若对任意恒成立,求的取值范围.
20.(2025·江苏盐城·二模)已知函数,.
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数单调性;
(3)当时,若对于任意,总存在,使得,求的取值范围.
21.(2025·江苏盐城·二模)已知函数(,且).
(1)讨论的奇偶性;
(2)若,不等式恒成立,求t的取值范围.
22.(多选题)(2025·江苏宿迁·二模)已知函数与的定义域均为,(当且仅当时,等号成立),则下列结论可能正确的是( )
A.,,且
B.,,且
C.,,且,
D.,,且,
23.(2025·江苏南京·二模)已知函数,.
(1)当时,设曲线在处的切线为,求与曲线的公共点个数;
(2)当时,若,恒成立,求实数的取值范围.
证明不等式问题题型07
24.(2025·江苏·二模)设,曲线在处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)证明:;
(3)若存在两根,,且,证明:.
25.(2025·江苏宿迁·二模)已知函数,.
(1)证明:有唯一零点;
(2)记的零点为.
(i)数列中是否存在连续三项按某顺序构成等比数列,并说明理由;
(ii)证明:.
26.(2025·江苏南通·二模)已知函数的最大值为,设函数的图象在点处的切线为.
(1)求的值;
(2)证明:当时,切线与函数的图象有另一交点,且.
27.(2025·江苏苏州·二模)已知函数.
(1)若,求的极值;
(2)证明:对于满足不等式的任意,均有.
28.(2025·江苏南通·二模)已知函数.
(1)证明:;
(2)证明:在上单调递减;
(3)若,且,证明:.
切线问题 题型08
29.(2025·江苏·二模)已知函数,曲线在点处的切线与轴平行,则( )
A.-3 B.-1 C.0 D.1
30.(2025·江苏南京·二模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线;
(2)讨论函数的单调性.
31.(2025·江苏苏州·二模)已知函数,曲线在点处的切线与直线平行,则实数的值为( )
A. B. C. D.1
极最值问题题型09
32.(2025·江苏苏州·二模)已知函数,,.
(1)当时,求函数零点的个数;
(2)若恒成立,求的取值范围;
(3)求函数的极值.
33.(2025·江苏盐城·二模)已知,则的最小值为 .
34.(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 .
35.(2025·江苏苏州·二模)设,函数,则下面正确的是( )
A.有两个极值点
B.若,则当时,
C.若有3个零点,则的取值范围是
D.若存在,满足,则
36.(2025·江苏宿迁·二模)若函数有最大值,则的最大值为( )
A. B. C. D.
37.(2025·江苏宿迁·二模)已知函数的极值点与的零点完全相同,则( )
A. B. C.1 D.2
38.(2025·江苏·二模)设函数的定义域为是的极大值点,则( )
A.是的极小值点 B.是的极大值点
C.是的极小值点 D.是的极大值点
零点问题题型10
39.(2025·江苏常州·二模)函数的所有零点之和为( )
A.1 B.3 C.5 D.7
40.(多选题)(2025·江苏南京·二模)已知函数,则下列说法正确的有( )
A.若是上的增函数,则
B.当时,函数有两个极值
C.当时,函数有三个零点
D.若关于的方程恰有两个非零的实数根,则
41.(多选题)(2025·江苏泰州·二模)已知函数,则下列结论正确的是()
A.当时,若有三个零点,则的取值范围是(0,1)
B.当且时,
C.,
D.若存在极值点,且,其中,则
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专题02 函数与导数
题型概览
题型01 函数的图像
题型02 函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性
题型03 指对幂比较大小
题型04 函数与方程的综合应用
题型05 新定义问题
题型06 恒成立与能成立问题
题型07 证明不等式问题
题型08 切线问题
题型09 极最值问题
题型10 零点问题
函数的图像题型01
1.(多选题)(2025·江苏苏州·二模)已知函数,则下列说法正确的有()
A.
B.当时,
C.当时,
D.当时,关于的方程有四个不同的根
【答案】AC
【解析】对于A,,故A正确;
对于B,,
当时,,则在上递增,
故当时,,故B错误;
对于C,令,则,则,
当时,,
所以
故,即,故C正确;
对于D,由B可知,
当时,,当时,,当时,,
故在单调递减,在单调递增,在单调递减,
所以,所以
令则,则方程,
因为,所以,所以有两个正根,
,即,,即
所以有两个根,,此方程无解,
故关于的方程有两个不同的根,D错误
故选:AC
2.(多选题)(2025·江苏南通·二模)已知函数,则( )
A.有两个极值点
B.的对称中心为
C.过点作曲线的切线有三条
D.若函数的一个零点在之间,则它所有零点都在之间
【答案】AB
【解析】对于A中,由函数,可得,令,可得,
当时,单调递增;
当时,单调递减;
当时,单调递增,
所以在处取极大值,在处取极小值,所以 A正确;
对于B中,因为函数为奇函数,关于对称,
所以函数关于中心对称,所以B正确;
对于C中,作出的大致图象,如图所示,
当时,为上凸函数,在拐点处的切线为,
它与恰交于;
当时,为上凹函数,,
过只能作的两条切线,所以C错误;
对于D中,由A知函数在上单调递增;上单调递减;
要使有零点,则只需,解得,
当时,大致图象如下
可得有一个零点之间,但另一零点,所以D错误.
故选:AB.
3.(多选题)(2025·江苏南京·二模)已知定义在上的函数,当时,,且,,则下列说法正确的是( )
A.
B.若,则
C.若,则在上恰有5个零点
D.若,在区间有最大值,则
【答案】ACD
【解析】对于A,由题意可知:当时,有,故A正确;
对于B,当时,有,
又因为,所以有,故B错误;
对于C,当时,,
当时,由于,,
,,,
所以,,
作出分段函数和函数的图象如下:
由于,直线经过点,而函数的图象不经过点,
则由图象可得,它们只有5个交点,即在上恰有5个零点,故C正确;
对于D,根据当时,由于,
要满足对,在区间有最大值,
则只需要在上存大最大值,
即满足或,解得或,
综上可得:,故D正确;
故选:ACD.
函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性题型02
4.(2025·江苏·二模)已知函数(且)是偶函数,则 .
【答案】
【解析】因为对任意的恒成立,可知函数的定义域为,
因为函数是偶函数,则,即,
整理可得,即,
可得
,
即,可知是偶函数,符合题意,
所以.
故答案为:.
5.(2025·江苏苏州·二模)已知函数则不等式的解集为 .
【答案】
【解析】由函数,
当时,可得且,则
此时不等式,即为,
即,
令,可得函数在上为单调递增函数,
且,所以,所以的解集为;
当时,不等式,即为,此时不等式不成立,舍去;
当时,可得且,则
此时不等式,可得,
令,可得函数在上为单调递减函数,
且,所以,所以的解集为,
综上可得,不等式的解集为.
故答案为:.
6.(多选题)(2025·江苏盐城·二模)已知函数是奇函数,且,则( )
A.
B.
C.在R上单调递增
D.若对任意实数,不等式恒成立,则
【答案】ACD
【解析】对于A、B,由已知可得,,
又函数为奇函数,
所以有,
即,
所以有,
所以有,解得.
当时,有,
此时有,不满足题意;
当时,有,
此时有,满足题意.
故.故A正确,B错误;
对于C项,,定义域为R.
当时,易知函数,在上单调递增,在上单调递增,
根据复合函数的单调性可知,在上单调递增;
而为奇函数,故在R上单调递增.故C正确;
对于D项,由已知结合C项可知,在R上单调递增,且为奇函数,
所以由可得,
,
所以有,
所以有在R上恒成立.
易知,当时,取得最小值为.
要使在R上恒成立,
所以.故D正确.
故选:ACD.
7.(2025·江苏·二模)已知函数和的定义域均为.若是奇函数,是偶函数,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为是奇函数,则,
令,可得,可得,
在中令得,所以,
在中令得,
所以,
所以.
故选:D.
8.(2025·江苏南通·二模)已知函数及其导函数的定义域均为,记.若是奇函数,且,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】因为为奇函数,故,故,
所以即为偶函数,故,
故,故,,
而,故,
故选:A.
指对幂比较大小题型03
9.(多选题)(2025·江苏·二模)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】因为,所以,故A正确;
因为,故B正确;
因为,故C错误;
因为 ,故D正确.
故选:ABD
10.(2025·江苏南京·二模)已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,
由,得,则,即;
,
所以.
故选:D
11.(2025·江苏苏州·二模)对数的第一位小数的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【解析】设对数的第一位小数位,第二位小数及以后的值为,则,
∴,又,
∴,即,
所以,
故选:B.
函数与方程的综合应用题型04
23.(2025·江苏·二模)已知函数满足,且,则方程的实数解的个数为 .
【答案】
【解析】由函数满足,则,所以的周期为,
由,则,
可得的图象如图,
方程的解,即为与的交点横坐标,
且当时,
由图可知两图象交点个数为,即方程的实数解的个数为.
故答案为:
12.(2025·江苏盐城·二模)设函数,若关于的方程的解的个数是
【答案】5
【解析】或2,
当时,若,则,无解,
若,,故或,解得或,
当时,若,则,解得,
若,,故或,解得或,
所以方程的解的个数有5个.
故答案为:5
新定义问题题型05
13.(2025·江苏·二模)已知函数在闭区间上连续,在开区间内可导,则内至少存在一个点,使得,其中称为函数在闭区间上的“中值点”.则函数在区间上的“中值点”的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,则,且,,
由题意可得,可得,解得,
因此,函数在区间上的“中值点”的个数为.
故选:C.
14.(2025·江苏南通·二模)定义:函数图象上不同的三点A,B,C,它们的横坐标成等差数列,且该函数在点B处切线的斜率恒小于直线AC的斜率,则称该函数是其定义域上的“等差偏移”函数,设.
(1)讨论的极值;
(2)若是其定义域上的“等差偏移”函数,求a的取值范围;
(3)当时,数列满足,,记前n项和为,试证明:.
【解析】(1).
当时,在上单调递减,无极值;
当时,令易知在上单调递增;上单调递减,
无极小值.
(2)方法一:设,不妨设,
由是其定义域上的"等差偏移"函数,
,
令,
,而时,,,,
即a的取值范围为.
方法二:设A,C两点的横坐标分别为,,则B点横坐标为,
由“等差偏移”函数定义知:,化简得:
,
即:,即,
令,函数,,
故,又因为,所以,
(3)方法一:时,,,
,假设,,,
令,,,
在上单调递增,,对恒成立
时
,
而,对恒成立
.
方法二:,则,
设,,
因为,当时在单调递增,,故.
构造函数,
即在单调递增,则,故当时,
所以有,故
即.
所以,即;
故
15.(2025·江苏南通·二模)若二元代数式满足,则称代数式为二元轮换式,记;若三元代数式满足,则称代数式为三元轮换式,记,.
(1)若正实数,满足,且,求的最大值;
(2)若代数式为二元轮换式,比较与1的大小;
(3)若对任意的正实数,,,均有,求整数的最大值.
【解析】(1)第一步:根据已知条件化简式子
已知正实数、满足,则,
对其通分可得.
展开.
第二步:根据与的大小关系求最大值
因为,所以.对于二次函数(令),
其图象开口向下,对称轴为,所以当即时,取得最大值,也就是取最大值.
(2)第一步:根据二元轮换式得到等式
因为代数式为二元轮换式,所以,交叉相乘可得.
第二步:设变量进行转化
不妨设,令,则,那么
,即,展开可得,移项得,
所以,.
第三步:计算并判断xy的范围
,因为,,,所以,
根据对数函数的单调性可知.
(3)第一步:进行变量代换并化简不等式
不妨设是,,中的最小值,令,(,),
等价于.
当或时,该不等式对任意实数均成立.因为,,要使不等式成立,只需考虑.
当时,该不等式对任意实数均成立.当,设.
第二步:分情况讨论的取值范围
当时:不等式两边同时除以,整理可得.
设,对求导,,再对求导,所以在上单调递增.
令,即,化简得,
令,则,原方程可化为,
即,解得,因为,所以,则.
存在,且,所以在上单调递减,在上单调递增,.
因为,所以,,.
又因为,则,,
因为,,,所以,即,所以.
当时:不等式两边同时除以,整理可得,
此时,当时,恒成立.
综上,整数的最大值为.
16.(2025·江苏徐州·二模)洛必达法则对导数的研究产生了深远的影响.洛必达法则:给定两个函数,当时,.已知函数,.
(1)对于恒成立,求实数的取值范围;
(2),证明:(附:).
【解析】(1)当时,,成立.当时,由可得,
令,
,
令,则,
令,则,
若,则单调递减,单调递减,,在上单调递减,
若,则单调递增,,即
存在唯一,使得,且在上,单调递减,在上,单调递增,
且,
在区间上单调递减,且在上连续,
综上,在区间上单调递减.
所以在上单调递减,.
由洛必达法则:,
.
(2)当且时,,令,
则,令,则,
在上单调递增,,
即在上单调递增,(当时取等号),
,
,
,
,
即.
17.(2025·江苏·二模)记.已知函数和的定义域都为,若存在,使得,当且仅当时等号成立,则称和在上“次缠绕”.
(1)判断和在上“几次缠绕”,并说明理由;
(2)设,若和在上“3次缠绕”,求的取值范围;
(3)记所有定义在区间上的函数组成集合,证明:给定,对任意,都存在,使得,且和在上“次缠绕”.
【解析】(1)函数和"2次缠绕",
理由如下:,当和时,,
则对任意,
当且仅当和时,等号成立,
所以由"次缠绕"定义可知和在上"2次缠绕".
(2)设,
因为和在上"3次缠绕",
所以存在互异的三个正数,使得,
当且仅当时等号成立,
所以是的三个零点.
注意到,所以1是的一个零点.
,
①当时,在上单调递增,
1是的唯一零点,不合题意.
②当时,在上单调递减,
1是的唯一零点,不合题意.
③当时,令,存在两根,
当时,单调递减;
当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以,因为,
设,因为,
所以在上单调递减,所以,即,
所以存在.
又,
所以存在.
所以恒成立,
即时,和在上"3次缠绕",
综上,的取值范围是.
(3)方法一:取,
设,
令,
显然,且,
当且仅当时,等号成立.
所以对任意,
存在,
其中,
使得,且和在上"次缠绕".
方法二:记,取,
设,其中,则,
且当时,,
因为,
所以与同号,(*)
为奇数时,设,
显然,且,
当时,与同号,
由(*),(**)式知,对给定,任意,与同号;
所以.
为偶数时,设,
同理可知,,且和“次缠绕”.
综上,存在,使得,
且和在上“次缠绕”
18.(2025·江苏·二模)若对于函数和,对任意实数,都存在常数,使成立,则称函数是函数的“函数”.(已知和定义域均为).
(1)证明:函数是函数的“函数”;
(2)若函数是函数的“函数”,求的取值范围;
(3)若函数,函数为偶函数,函数是函数的“函数”,求证:“”的充要条件是“存在常数,使得恒成立”.
【解析】(1)因为,,所以,,则,
故,即恒成立,
故函数是函数的“函数”.
(2)因为,,
则,,
因为函数是函数的“函数”,
所以对任意的,,则,
令,
则
,
且,
故当时,,当时,,
即在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以,
若函数是函数的“函数”,
则实数的取值范围是.
(3)充分性:若存在常数使得恒成立,则,
因为函数为偶函数,所以,则,
则为偶函数,即,
所以恒成立,所以;
必要性:若,则,所以函数为偶函数,
函数是函数的“函数”,
因此对任意的,,
又,,所以,,,
所以,即,
用代换可得,故,
综上可知,记,则,
因此存在常数使得恒成立,
综上可得,“”的充要条件是“存在常数使得恒成立”.
恒成立与能成立问题题型06
19.(2025·江苏·二模)已知函数,,.
(1)若曲线在点的切线也是曲线的切线,求的值;
(2)讨论函数在区间上的单调性;
(3)若对任意恒成立,求的取值范围.
【解析】(1)由已知得,,在点处的切线方程为.
设与切于,,,
则过该点的切线方程为:,
整理得,由于该切线与重合,
则.
(2)由,求导得,
①当时,,,在上单调递增;
②当时,令
当时,,在区间上单调递减,
当时,,在区间上单调递增
③当时,令
当时,,在区间上单调递增;
当时,,在区间上单调递减
(3)由题意得,即对恒成立.
令,,
令,,
因为,,
若,则在处的切线必然是上升的,
又因为,所以当且靠近的函数值满足,
此时就有,
从而可推导在且靠近的附近是递增的,
又因为,
所以在且靠近的附近必有
则必然不满足对恒有,
所以要满足对恒有,
首先必需满足在且靠近的附近,
所以满足,
从而可得参数满足的必要条件是;
下面再证充分性,当,时,则,即有,
又构造,,可得,
所以在区间上单调递增,即,
则可知,则,
恒成立,符合题意,
综上:的取值范围为.
20.(2025·江苏盐城·二模)已知函数,.
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数单调性;
(3)当时,若对于任意,总存在,使得,求的取值范围.
【解析】(1)因为,所以,
所以所求切线的斜率为,又,
所以切线方程为,即;
(2),则函数定义域为,
所以,所以当时,有恒成立,在单调递减,
当时,由解得:,在上单调递减;
由解得:,在上单调递增;
综上,时,在单调递减;
时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)由(2)知,当时,,
根据题意,不等式等价于,,
对于,,则
所以在上单调递减,所以,
则有,即,
设,,则,
所以在定义域内为减函数,又,
所以,所以,即的取值范围是.
21.(2025·江苏盐城·二模)已知函数(,且).
(1)讨论的奇偶性;
(2)若,不等式恒成立,求t的取值范围.
【解析】(1)函数(,且)的定义域为R,且
当时,,即恒成立,
所以,即,此时,定义域为R,,
所以是R上的奇函数;
当时,,即恒成立,所以,即,此时,定义域为R,,
所以是R上的偶函数;
当且时,,此时既不是奇函数也不是偶函数;
综上,当时,是R上的偶函数;当时,是R上的奇函数;
当且时,既不是奇函数也不是偶函数;
(2)函数中,由,得,而,
所以,则,由(1)知是R上的奇函数;
因为函数都是R上的增函数,则是R上的增函数,
不等式,
因此,即,则,
解,得或;
解,即,得.于是,
所以t的取值范围是.
22.(多选题)(2025·江苏宿迁·二模)已知函数与的定义域均为,(当且仅当时,等号成立),则下列结论可能正确的是( )
A.,,且
B.,,且
C.,,且,
D.,,且,
【答案】ABD
【解析】对于A,取,,
满足函数与的定义域均为,(当且仅当时,等号成立),
可得,,且,故A可能正确;
对于B,取,,函数均为偶函数,
当时,,,
令,则,
当时,,函数在上单调递增,
所以,所以,所以,
即满足函数与的定义域均为,(当且仅当时,等号成立),
又在上单调递增,在上单调递增,
可得,,且,故B可能正确;
对于C,若,,且,,
当时,,可得,
此时不满足成立,故C不可能正确;
对于D,取,,
令,则,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
所以,所以,所以,当且仅当时等号成立,
故满足函数与的定义域均为,(当且仅当时,等号成立),
取,使得,且,,故D正确.
故选:ABD.
23.(2025·江苏南京·二模)已知函数,.
(1)当时,设曲线在处的切线为,求与曲线的公共点个数;
(2)当时,若,恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)当时,,其定义域为.
因为,所以.
所以曲线在处的切线方程为,即.
联立方程可得,.
设,,求导得.
所以在上单调递增.
又,所以有且仅有一个零点,所以直线与曲线的公共点个数为1.
(2)对函数求导得,令,可得.
分情况讨论,①当时,即,此时在区间上单调递增,
则,解得.
又,所以.
②当时,即,在上单调递减,在上单调递增.
所以最小值为,,,
当最大时,即,解得.
此时,,而恒成立.
所以,满足题意.
当最大时,即,解得.
此时,即.
设,,,
所以在上递减,故,所以,满足题意.
综上,.
③当时,即,在区间上单调递减,
此时.
若其成立,则,与条件相矛盾,所以该情况下不等式不能恒成立.
综上所述,实数的取值范围为.
证明不等式问题题型07
24.(2025·江苏·二模)设,曲线在处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)证明:;
(3)若存在两根,,且,证明:.
【解析】(1)因为,所以,即,
因为,所以点在直线上,
即,所以.
(2)由(1)知,切线的方程为,
所以要证,即证.
设,
则,
当时,此时单调递增:
当时,此时单调递减,
所以,当且仅当时,等号成立.
所以.
(3)因为,当时,此时单调递减:
当时,此时单调递增:
则极小值为,且,,且小于0,,,
因为存在两根,
所以,且.
首先证明:,即证.
因为在上单调递减,所以只要证,
即证.
设,因为,
当时,,,则,所以在上恒成立,
所以在上单调递增,所以,故,
所以.
其次证明:.
因为在处的切线为,
由(2)知,,当且仅当时等号成立,
所以,
即,所以.
综上,.
25.(2025·江苏宿迁·二模)已知函数,.
(1)证明:有唯一零点;
(2)记的零点为.
(i)数列中是否存在连续三项按某顺序构成等比数列,并说明理由;
(ii)证明:.
【解析】(1)当时,,所以在上无零点,
因为,所以在上单调递增,
所以在上至多一个零点,
当时,有唯一零点1.
当时,因为,,
所以函数有唯一零点,得证,
(2)(i)由(1)知,,且,
两边取自然对数,得,(*)
所以,
两式相减,得,
所以.
因为函数在上单调递增,
所以,所以数列单调递增.
假设数列中存在,,成等比数列,则,
所以.
由(*)式得,,代入上式,得
,
.(**)
因为,所以,
又,所以方程(**)无解.
所以数列中不存在连续三项按某顺序构成等比数列.
(ii)先证明:时,,(***)
设,则,
所以当时,,单调递减:
当时,,单调递增,
所以,当且仅当时,等号成立.
由(***)式知,,
所以,所以,
所以.
在(***)式中,令,得,
当且仅当,即时等号成立,
所以,
所以,,当且仅当时等号成立.
当时,在(***)式中,令,得,
所以时,
.
当时,成立.
所以,得证.
26.(2025·江苏南通·二模)已知函数的最大值为,设函数的图象在点处的切线为.
(1)求的值;
(2)证明:当时,切线与函数的图象有另一交点,且.
【解析】(1)函数的定义域为,求导得,
当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,,
而函数的最大值为,则,解得,
所以的值为0.
(2)由(1)知,,,则,
于是切线的方程为,即,
令,,求导得,
令,求导得,
当时,,函数在上单调递减;
当时,,函数在上单调递增,
由,得,而,函数在上的图象不间断,
则存在,使得,且当或时,,当时,,
函数在和上单调递增,在上单调递减,又,
当时,,于是函数在上无零点,
,而,函数在上的图象不间断,
因此存在,使得,
所以当时,切线与函数的图象有另一交点,且.
27.(2025·江苏苏州·二模)已知函数.
(1)若,求的极值;
(2)证明:对于满足不等式的任意,均有.
【解析】(1)因为,所以,
所以.
令,则,列表如下:
1
-
0
+
极小值
由上表可知的极小值为,无极大值.
(2)证明:当满足时,,
所以.
设,可知在内单调递增,
因为,所以,所以
故,命题得证.
28.(2025·江苏南通·二模)已知函数.
(1)证明:;
(2)证明:在上单调递减;
(3)若,且,证明:.
【解析】(1)要证,只要证,因为,所以要证,
记,,得,
且时,,时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,从而得证.
(2)由题意,知,设,则.
令,得;令,得.
所以,即在上单调递增,在上单调递减.
故,所以在上单调递减,且.
(3)由(2)可知,若,则,不合题意.
若,则,不合题意.
所以,要证,只需证,
结合在上单调递减,只需证.
由,得.
故只需证,即证①.
设,,
则 .
设,,
则.
所以,即在上单调递增,又,
所以.从而在上单调递减.
因为,所以.
因为,所以,即不等式①成立.
故.
切线问题 题型08
29.(2025·江苏·二模)已知函数,曲线在点处的切线与轴平行,则( )
A.-3 B.-1 C.0 D.1
【答案】D
【解析】因为,且曲线在点处的切线与轴平行,
所以,解得,
故选:D
30.(2025·江苏南京·二模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线;
(2)讨论函数的单调性.
【解析】(1)当时,,求导得,则,而,
所以函数在处的切线方程为,即.
(2)函数的定义域为,
求导得
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递减,在上单调递增;
当时,由,得;由,得或,
函数在上单调递减,在和上单调递增;
当时,,函数在上单调递增;
当时,由,得;由,得或,
函数在上单调递减,在和上单调递增,
所以当时,函数在上单调递减,在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在和上单调递增;
当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在和上单调递增.
31.(2025·江苏苏州·二模)已知函数,曲线在点处的切线与直线平行,则实数的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】由可得,
则,
因为曲线在点处的切线与直线平行,
且直线的斜率为,即,解得.
故选:A
极最值问题题型09
32.(2025·江苏苏州·二模)已知函数,,.
(1)当时,求函数零点的个数;
(2)若恒成立,求的取值范围;
(3)求函数的极值.
【解析】(1)函数的定义域为,,求导得,
函数在上单调递减,
而,
由零点存在定理,在区间内存在唯一零点,
所以函数在上有唯一的零点.
(2)不等式,令函数,
依题意,恒成立,求导得,
当时,,函数在上单调递减,而,
则当时,,不符合题意;
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,则,
当且仅当,即时,恒成立,
令,求导得,当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,,
而,则,因此,
所以的取值范围是.
(3)函数的定义域为,
求导得,
当时,由,得;由,得,
因此函数有极大值,没有极小值;
当,即时,由,得;由,得或,
因此函数有极小值,极大值;
当,即时,,因此函数没有极值;
当,即时,由,得;由,得或,
因此函数有极小值,极大值
所以当时,函数有极大值,没有极小值;
当时,函数有极小值,极大值;
当时,函数没有极值;
当时,函数有极小值,极大值.
33.(2025·江苏盐城·二模)已知,则的最小值为 .
【答案】
【解析】令,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
则,即,等号成立时,
则,等号成立时,即,等号成立时;
则,等号成立时,,等号成立时,
则,
等号成立时,
所以,
等号成立时,显然时成立,
综上,当时,取最小值.
故答案为:
34.(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】
【解析】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:
35.(2025·江苏苏州·二模)设,函数,则下面正确的是( )
A.有两个极值点
B.若,则当时,
C.若有3个零点,则的取值范围是
D.若存在,满足,则
【答案】C
【解析】对于A选项,因为,
所以,
所以当时,,单调递增,无极值点;
当时,由得或,由,得,
则在和上单调递增,在上单调递减,
此时有两个极值点,
所以不一定有两个极值点,故A选项错误;
对于B选项,当,时,
由上述知,在上单调递减,在上单调递增,
则,故B选项错误;
对于C选项,当时,单调递增,至多只有一个零点,不合题意;
当时,若有个零点,
则由单调性可知必然有,解得.
而当时,,,
在区间,,中分别各有一个零点,故C选项正确;
对于D选项,,
等价于或,,故D选项错误.
故选:C.
36.(2025·江苏宿迁·二模)若函数有最大值,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当时,,则,
当时,,此时,函数单调递增,
当时,,此时,函数单调递减,
则函数在处取得极大值,且极大值为,
因为函数函数有最大值,则,解得,
因此,实数的最大值为.
故选:.
37.(2025·江苏宿迁·二模)已知函数的极值点与的零点完全相同,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【解析】,
由,得①,
对于,
由,得,
依题意,所以②,
由于函数的极值点与的零点完全相同,
对比①②可得.
故选:B
38.(2025·江苏·二模)设函数的定义域为是的极大值点,则( )
A.是的极小值点 B.是的极大值点
C.是的极小值点 D.是的极大值点
【答案】C
【解析】A选项,的图象和的图象关于轴对称,
因为是的极大值点,故是的极大值点,A错误;
BD选项,取,则是的极大值点,
,故不是的极大值点,B错误;
,其为偶函数,在上单调递减,
不是的极大值点,D错误.
C选项,的图象和的图象关于原点对称,
因为是的极大值点,故是的极小值点,C正确.
故选:C
零点问题题型10
39.(2025·江苏常州·二模)函数的所有零点之和为( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【答案】B
【解析】,
记,则,
当在单调递增,当在单调递减,
由于,
因此存在使得,
且当和时,,则在和单调递增,
当时,,则在单调递减,
且当,,,
因此有3个零点,其中一个零点为1,
设其中一个零点为,则,
即,进而,
此时,
因此是方程的另一个零点,
故所以的零点之和为,
故选:B
40.(多选题)(2025·江苏南京·二模)已知函数,则下列说法正确的有( )
A.若是上的增函数,则
B.当时,函数有两个极值
C.当时,函数有三个零点
D.若关于的方程恰有两个非零的实数根,则
【答案】AB
【解析】对于A,是上的增函数,得恒成立,
则,解得,A正确;
对于B,当时,,有两个异根,则函数有两个极值,B正确;
对于C,令,则或,
当,即时,有相等的根,有两零点,C错误;
对于D,方程,
由方程恰有两个非零的实数根,得是二重根、是单根或是单根、是二重根,
① 若是二重根、是单根,
,则得;
② 若是单根、是二重根,同理,D错误.
故选:AB
41.(多选题)(2025·江苏泰州·二模)已知函数,则下列结论正确的是()
A.当时,若有三个零点,则的取值范围是(0,1)
B.当且时,
C.,
D.若存在极值点,且,其中,则
【答案】ABD
【解析】对于A,当时,,
由,可得或,由,可得,
故函数在和上单调递增;在上单调递减.
则函数在处取得极大值,在处取得极小值,
若有三个零点,则,解得,故A正确;
对于B,当且时,,
因为,所以,
由A函数在上单调递减,故,故B正确;
对于C,因为
,故C错误;
对于D,由求导得,,
依题意,,可得①
由,可得,
由于,化简得②
将①代入②式,可化简得:,
即,因,故得,即D正确.
故选:ABD.
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