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 指对幂问题
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.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)如图,梯形是上底为,下底为,高为的等腰梯形,记梯形位于直线左侧的阴影部分的面积为,则的大致图象是( )
A. B. C. D.
函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性题型02
2.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数满足:①在上单调递增;②,都有;③是偶函数,且,则的表达式为( )
A. B. C. D.
3.(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.
4.(多选题)(2025·内蒙古通辽·二模)已知函数(且,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则的值域为
C.若,则在上单调递增
D.若,则在上单调递增
指对幂问题题型03
5.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数,,则( )
A.2 B.e C.3 D.
6.(2025·宁夏内蒙古·二模)已知函数,若,则 .
函数与方程的综合应用题型04
7.(2025·内蒙古包头·二模)已知函数,若函数所有零点的乘积为1,则实数的取值范围是 .
新定义问题题型05
8.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)17世纪,牛顿在《流数法与无穷级数》一书中,给出了代数方程的一种数值解法:如图所示,我们想要找到的根,即点的横坐标,则可以先在点附近取一个初始值,比如横坐标为处,然后在以为横坐标的点处做一条切线,并求出该切线与轴的交点,此时,我们会发现比初始值更接近点.如果重复这个过程,不断绘制切线并计算其与轴的交点,依次迭代下去,我们将得到,根据给定的精确度,直到求得满足精度的近似解为止.这就是牛顿迭代法(切线法)的原理.已知,取.
(1)根据牛顿迭代法,求;
(2)求与的关系式;
(3)牛顿迭代法中蕴含了“以直代曲”的数学思想,直线常常取曲线的切线或割线.若,求证:.
9.(多选题)(2025·宁夏内蒙古·二模)在人工神经网络中,单个神经元输入与输出的函数关系可以称为激励函数.双曲正切函数是一种激励函数.定义双曲正弦函数,双曲余弦函数,双曲正切函数.则( )
A.双曲正弦函数是增函数 B.双曲余弦函数是增函数
C.双曲正切函数是增函数 D.
10.(多选题)(2025·内蒙古赤峰·二模)定义对于集合中的任意两个元素m,n,定义,.若,则称具有对称性.下列判断正确的是( )
A.
B.若,则不具有对称性
C.对于任意且,恒成立
D.集合中不存在三个互不相等的元素a,b,c,使得
恒成立与能成立问题题型06
11.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)已知函数在上单调,且在上恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
证明不等式问题题型07
12.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间.
(2)已知集合,且.若不等式对恒成立,证明:.
(3)证明:.
切线问题 题型08
13.(2025·内蒙古包头·二模)过点且与抛物线有且仅有1个公共点的直线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
14.(2025·内蒙古赤峰·二模)曲线在点(1,0)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为( )
A. B.1 C. D.
极最值问题题型09
15.(2025·内蒙古包头·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在有最小值4,求的值.
16.(2025·内蒙古包头·二模)我们解不等式时,可以采用如下方法:等价于,即. 根据以上思路求解: 函数的最小值为( )
A.0 B.1 C. D.
17.(多选题)(2025·内蒙古赤峰·二模)将一个边长为的正方形铁片的四角截去四个边长均为的小正方形,做成一个无盖方盒,方盒的容积为,则下列说法正确的是( )
A.()
B.方盒容积的最大值为
C.在区间上单调递增
D.当时,
18.(2025·内蒙古通辽·二模)已知函数
(1)若,求的极值;
(2)讨论的单调性.
19.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数.
(1)求在点处的切线方程;
(2)若函数有两个极值点,求的取值范围.
20.(2025·宁夏内蒙古·二模)已知函数.
(1)设,求曲线的斜率为2的切线方程;
(2)若是的极小值点,求b的取值范围.
零点问题题型10
21.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数,若函数恰有3个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
22.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数.
(1)求的单调区间及最小值;
(2)令,求的零点个数.
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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 指对幂问题
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.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)如图,梯形是上底为,下底为,高为的等腰梯形,记梯形位于直线左侧的阴影部分的面积为,则的大致图象是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意可知在梯形中,;
当时,阴影部分为等腰直角三角形,其面积为;
当时,阴影部分为等腰直角三角形加上一个矩形,
其面积为;
当时,阴影部分面积为整个梯形面积减去右侧空白部分表面积,
即;
所以可得;
根据函数类型对比图象可得A正确.
故选:A
函数的性质:单调性、奇偶性、周期性、对称性题型02
2.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数满足:①在上单调递增;②,都有;③是偶函数,且,则的表达式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由函数满足,可得为指数函数型,可排除C、D项;
又由是偶函数,且,
对于A中,若,则满足,函数为偶函数,
且,不符合题意,舍去;
对于B中,若,则满足,函数为偶函数,
且,符合题意.
故选:B.
3.(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)
【解析】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:
4.(多选题)(2025·内蒙古通辽·二模)已知函数(且,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则的值域为
C.若,则在上单调递增
D.若,则在上单调递增
【答案】BCD
【解析】对于A,当时,,
则,故A错误;
对于B,当时,,
当且仅当,即时等号成立,
则的值域为,故B正确;
对于C,当时,,
,,
令,则,
因为函数在上单调递增,函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,故C正确;
对于D,当时,,
,,
令,则,
因为函数在上单调递增,函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,故D正确.
故选:BCD
指对幂问题题型03
5.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数,,则( )
A.2 B.e C.3 D.
【答案】B
【解析】由解析式可得:,
所以,
所以,
故选:B
6.(2025·宁夏内蒙古·二模)已知函数,若,则 .
【答案】
【解析】由,可得,
即,也即,
且,,
两边取对数得:,解得.
故答案为:.
函数与方程的综合应用题型04
7.(2025·内蒙古包头·二模)已知函数,若函数所有零点的乘积为1,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】当时,可得;
当时,可得,当且仅当时,等号成立,
即函数有且仅有1个零点1,
若函数有零点,则,
显然,可得,
假设方程有根,可知方程有两个不相等根,
设为,且,
则,可得,即,
假设方程有根,可知方程有且仅有1个根,设为,
结合题意可知:方程有根,方程无根,
即与无交点,与有2个交点,
结合图象可知:或,解得或,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
新定义问题题型05
8.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)17世纪,牛顿在《流数法与无穷级数》一书中,给出了代数方程的一种数值解法:如图所示,我们想要找到的根,即点的横坐标,则可以先在点附近取一个初始值,比如横坐标为处,然后在以为横坐标的点处做一条切线,并求出该切线与轴的交点,此时,我们会发现比初始值更接近点.如果重复这个过程,不断绘制切线并计算其与轴的交点,依次迭代下去,我们将得到,根据给定的精确度,直到求得满足精度的近似解为止.这就是牛顿迭代法(切线法)的原理.已知,取.
(1)根据牛顿迭代法,求;
(2)求与的关系式;
(3)牛顿迭代法中蕴含了“以直代曲”的数学思想,直线常常取曲线的切线或割线.若,求证:.
【解析】(1),,,
当时,,,
因此切线,
当时,可得;
(2)当切点为时切线方程为:.
当时,可得:
,
即;
(3)证明:由(1)知,函数在处的切线方程为.
①先证:当的图象恒在切线的上方,
即当时,,即.
令,则,
易知,令,
可得,易知,
在单调递减,在单调递增,
又,,,
存在使得,
在单调递增,在单调递减,在单调递增.
又,
当时,,即,即.
②下证:.
即,即.
令,
则,则在单调递减,在单调递增,
又,
显然当时,恒成立,即恒成立,
由①②可得.
9.(多选题)(2025·宁夏内蒙古·二模)在人工神经网络中,单个神经元输入与输出的函数关系可以称为激励函数.双曲正切函数是一种激励函数.定义双曲正弦函数,双曲余弦函数,双曲正切函数.则( )
A.双曲正弦函数是增函数 B.双曲余弦函数是增函数
C.双曲正切函数是增函数 D.
【答案】ACD
【解析】对A:令,
则恒成立,故双曲正弦函数是增函数,故A正确;
对B:令,
则,由A知,为增函数,又,
故当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,故B错误;
对C:,
由在上单调递增,且,
故是增函数,故C正确;
对D:由C知,则,
,
故,故D正确.
故选:ACD.
10.(多选题)(2025·内蒙古赤峰·二模)定义对于集合中的任意两个元素m,n,定义,.若,则称具有对称性.下列判断正确的是( )
A.
B.若,则不具有对称性
C.对于任意且,恒成立
D.集合中不存在三个互不相等的元素a,b,c,使得
【答案】ACD
【解析】对于A,因为,,所以,A正确.
对于B,因为,所以,B错误.
对于C,由题意,当且时,,
同理得,,
所以,
且,,,
所以恒成立,C正确.
对于D,设a,b,c是集合中三个互不相等的元素,不妨假设.
因为,,,所以,
当时,,,,则,,.
当时,,,,,
所以集合中不存在三个互不相等的元素a,b,c,使得,D正确.
故选:ACD.
恒成立与能成立问题题型06
11.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)已知函数在上单调,且在上恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因函数在上单调,又在上单调递减,
则函数在上单调递减,则.
则时,,又,
则恒成立,
则.
故选:B
证明不等式问题题型07
12.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间.
(2)已知集合,且.若不等式对恒成立,证明:.
(3)证明:.
【解析】(1)当时,,则.
当时,,当时,,
故的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)证明:若不等式对恒成立,
则对恒成立,
即对恒成立.
设,则.
因为,且,
所以当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以,
故,即.
(3)证明:要证,
只需证,
即证.
由(1)知在上单调递增,且当时,,,
所以只需证.
设,则,为增函数,
所以,则得证,
从而得证.
切线问题 题型08
13.(2025·内蒙古包头·二模)过点且与抛物线有且仅有1个公共点的直线的条数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】如图,直线与抛物线有且仅有1个公共点,符合题意,
将求导可得,
设切点坐标为,切线斜率,
则切线方程为,
代入点可得,解得或,
可知过点的切线有2条,
综上所述:符合题意的直线有3条.
故选:D.
14.(2025·内蒙古赤峰·二模)曲线在点(1,0)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【解析】设函数,则,则,
所以曲线在点处的切线方程为,直线在坐标轴上的截距为.
故曲线在点处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为.
故选 :A
极最值问题题型09
15.(2025·内蒙古包头·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在有最小值4,求的值.
【解析】(1)当时,,
,
故曲线在点处的切线方程为.
(2),
①当时,,因为,所以,此时在无最小值;
②当时,
(i)若,则在上,,
所以在上单调递增,无最小值.
(ii)若,则时,有在上单调递减,
时,有在上单调递增,
故在上的最小值为,
即,整理得,解得或(舍去).
综上,得.
16.(2025·内蒙古包头·二模)我们解不等式时,可以采用如下方法:等价于,即. 根据以上思路求解: 函数的最小值为( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】D
【解析】因为,则,
两边同时取对数可得,
构建,则,
令,解得;令,解得;
可知在内单调递减,在内单调递增,
则,即,可得,
所以函数的最小值为.
故选:D.
17.(多选题)(2025·内蒙古赤峰·二模)将一个边长为的正方形铁片的四角截去四个边长均为的小正方形,做成一个无盖方盒,方盒的容积为,则下列说法正确的是( )
A.()
B.方盒容积的最大值为
C.在区间上单调递增
D.当时,
【答案】ABD
【解析】由题意可知,无盖方盒底面是边长为的正方形,高为.
根据长方体体积公式,可得方盒容积,展开可得:
因为要能做成无盖方盒,则且,即,所以,故A选项正确.
对求导,可得:
令,即,解得,.
因为,所以当时,,单调递增;
当时,,单调递减.
则在处取得极大值,也是最大值,,故B选项正确.
由上述求导分析可知,当时,,所以在区间上单调递减,故C选项错误.
当时,.易知.
所以,,,,.
一共有组和为的数对,再加上,则,故D选项正确.
故选:ABD.
18.(2025·内蒙古通辽·二模)已知函数
(1)若,求的极值;
(2)讨论的单调性.
【解析】(1)当时,,则,
令,即,解得或(舍),
当时,,则函数单调递增,
当时,,则函数单调递减,
所以时,有极大值,且极大值为,无极小值.
(2)函数定义域为,
且,
令,解得或,
令,即,解得,
当时,,此时恒成立,
当时,此时,
则函数单调递减,函数单调递增,
函数单调递减;
当时,,则函数单调递增,
函数单调递减;
当时,,则函数单调递减,
函数单调递增,函数单调递减,
当时,,则函数单调递增,
函数单调递减,
综上所述:当时,函数的单调增区间为,单调减区间为;
当时,函数的单调增区间为,
单调减区间为和;
当时,函数在上单调递减;
当时,函数的单调增区间为,
单调减区间为和;
当时,函数的单调增区间为,单调减区间为.
19.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数.
(1)求在点处的切线方程;
(2)若函数有两个极值点,求的取值范围.
【解析】(1)函数的定义域为,,
故,,
所以,在点处切线方程为,即.
(2)函数的定义域为,且,
有两个极值点等价于有两个不等正根,
即有两个不等正根,
设,,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,所以,
如下图所示:
当时,直线与函数的图象有两个交点,
设这两个交点的横坐标分别为、,
由图可知,当或时,,则,
当时,,则,
所以,函数的增区间为、,减区间为,
此时,函数的极大值点为,极小值点为,
故当时,有两个极值点,
综上,的取值范围为.
20.(2025·宁夏内蒙古·二模)已知函数.
(1)设,求曲线的斜率为2的切线方程;
(2)若是的极小值点,求b的取值范围.
【解析】(1)当时,,其中,
则,令,
化简得,解得(负值舍去),
又此时,则切线方程过点,结合切线方程斜率为2,
则切线方程为,即.
(2)由题可得定义域为,,
因是的极小值点,则,
则,
若,令,令,
则在上单调递增,在上单调递减,
得是的极大值点,不满足题意;
若,令,令,
则在上单调递增,在上单调递减,
得是的极大值点,不满足题意;
若,则,在上单调递减,无极值,不满足题意;
若,令,令,
则在上单调递增,在上单调递减,
得是的极小值点,满足题意;
综上,是的极小值点时,.
零点问题题型10
21.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数,若函数恰有3个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】若函数恰有3个零点,
即函数与的图象有3个交点,
,
当时,,当时,,
函数的图象如下,
结合图象可得.
故选:A.
22.(2025·内蒙古赤峰·二模)已知函数.
(1)求的单调区间及最小值;
(2)令,求的零点个数.
【解析】(1)由求导得:,
当时,,当时,,
即在上单调递减,在上单调递增.
故的单调递增区间为,单调递减区间为;
当时,;
(2)由可得,
则的零点个数即函数与直线的交点个数.
由(1)已得在上单调递减,在上单调递增,
且当时,,
又时,,当时,,
作出函数的图象.
由图知,当时,直线与函数的图象没有交点,此时函数无零点;
当时,直线与函数的图象有2个交点,此时函数有2个零点;
当或时,直线与函数的图象有1个交点,此时函数有1个零点.
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