内容正文:
培优点13 一网打尽恒(能)成立问题
目录
01 重点解读 2
02 思维升华 3
03 典型例题 5
题型一:转化为单调性问题 5
题型二:任意存在型 9
题型三:指对同构法 11
题型四:直接法(换元、虚设零点) 14
题型五:参数全分离 18
题型六:换元后参数分离 22
题型七:参数半分离 26
题型八:主元变换法 28
题型九:一阶端点效应 31
题型十:二阶端点效应 37
题型十一:必要性探路 42
题型十二:朗博同构 46
题型十三:整数恒成立问题 49
题型十四:共零点模型 56
题型十五:双参数问题 58
题型十六:放缩变形、两边夹 62
题型十七:双重最值恒成立 65
题型十八:已知恒成立,求具体参数值 69
04 课时精练 76
不等式恒成立与能成立问题是高考数学的重要考点,常与函数、导数等知识结合,以压轴题形式出现。恒成立问题要求不等式在定义域内对所有变量值都成立,需通过求函数最值确定参数范围;能成立问题则只需不等式在定义域内有解,通常转化为求函数值域问题。解题时,需灵活运用参数分离、数形结合、分类讨论等方法。考生需熟练掌握函数性质、导数应用等基础知识,加强综合运用能力训练,以应对高考中不等式恒成立与能成立问题的挑战。
在处理不等式恒成立或能成立问题时,以下是一些常用的解题策略:
1、完全参数分离法
方法描述:首先,将原不等式中的参数与变量进行完全分离,使得不等式转化为形如(或 )的形式。
应用条件:当分离后的函数结构相对简单,且易于求取其最值时,此方法尤为有效。
解题步骤:
(1)对原不等式进行变形,将参数与变量完全分离。
(2)求解函数 的最值。
(3)根据最值确定参数的取值范围。
2、 部分参数分离法
方法描述:将原不等式转化为形如(或 )的形式,其中 是一个既包含参数 a 又包含变量 x 的函数。
应用条件:当完全参数分离法难以实施或结果复杂时,可考虑此方法。
解题步骤:
(1)对原不等式进行变形,实现部分参数分离。
(2)通过绘制函数图像或分析临界状态(如切线、端点等),确定参数 a 的取值范围。
3、不分离参数法(隐零点、端点效应)
方法描述:在某些情况下,不直接分离参数,而是利用函数的隐零点或端点效应来求解不等式。
应用条件:当参数与变量之间的关系复杂,难以直接分离时,此方法可能更为适用。
解题步骤:
(1)分析函数的性质,如单调性、极值点等。
(2)利用隐零点或端点效应,结合不等式的条件,确定参数的取值范围。
4、 特殊方法(如同构法)
方法描述:针对某些具有特殊结构的不等式,可以采用同构等特殊方法进行求解。
应用条件:当不等式具有某种特定的结构或形式时,可考虑使用此方法。
解题步骤:
(1)识别不等式的特殊结构或形式。
(2)应用同构等特殊方法,将不等式转化为更易求解的形式。
(3)求解转化后的不等式,确定参数的取值范围。
综上所述,解决不等式恒成立或能成立问题时,应根据不等式的具体形式和特点,选择合适的解题策略。
题型一:转化为单调性问题
【例1】若对,,,恒成立,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为,所以,则可化为,
整理得,
因为,所以,
令,则函数在上单调递减,
则在上恒成立,
所以在上恒成立,
令,则在上恒成立,
则在上单调递减,
所以,故,
所以得最小值为.
故答案为:
【变式1-1】已知函数 对于 恒有 则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】求导可得,
由的范围可知,即在区间上单调递增,故
,
则原不等式可化为.
又,
不妨设,由可得,且.
令,,则有且,原不等式可化为
,
即,
即在上恒成立.
设,可知在上单调递增,
则在上恒成立,故.
令,则,
因为,,
故在上单调递减,在上单调递增,
,即,
故选:.
【变式1-2】任意实数,当时,恒有成立,则的范围为 .
【答案】
【解析】由得,即有,
设,即有,知在上单调递减,
故在上恒成立,故在上恒成立,故.
故答案为:.
【变式1-3】(2025·江苏盐城·模拟预测)已知函数,其中为实常数.对于函数图象上对任意不同两点,,设直线的斜率为,若恒成立,的取值范围为 .
【答案】
【解析】由题意,,则原不等式化为,
不妨设,则,即,
即.
设,则,
由已知,当时,不等式恒成立,则在上是增函数.
所以当时,,即,即恒成立,
因为,当且仅当,即时取等号,
所以.
故的取值范围是.
故答案为:
【变式1-4】已知函数,若,且,有恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】不妨设,则不等式可化为,
所以,
设,由已知可得在上单调递增,
所以在上恒成立,
所以在上恒成立,
所以在上恒成立,
设,则,
设,则,
所以函数在上单调递增,
又,,
所以存在,满足,
即,所以,
设,则,
所以在上单调递增,又,
所以,
所以当时,,,函数在上单调递增,
当时,,,函数在上单调递减,
所以,又,
所以,
所以,所以,
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
题型二:任意存在型
【例2】已知函数,函数,若对任意的,存在,使得,则实数m的取值范围为 .
【答案】
【解析】对求导得.
时,,递增.
所以.
对求导得.
令,得.
时,,递增;
时,,递减.
则.
根据题意知道,即.
移项得,所以取值范围是.
故答案为:.
【变式2-1】已知若存在,使得成立,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】因则,
由知时,,即函数在上单调递增.
由可得:且,故得:,
则,不妨设,则,
故当时,,递增,当时,,递减,
即,故的最大值为.
故答案为:.
【变式2-2】设函数,函数,若对于,使成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】若对于,,使成立,只需,
因为,所以,
当时,,所以在上是减函数,
所以函数取得最小值.
因为,
当时,在上单调递增,函数取得最小值,需,不成立;
当时,在上单调递减,函数取得最小值,需,解得,此时;
当时,在上单调递减,在上单调递增,函数取得最小值,需,解得或,此时无解;
综上,实数的取值范围是,
故答案为:.
【变式2-3】已知函数,,对于任意的,存在,使得成立,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】因为,
,当时,,单调递减,当时,,单调递增,
因为,所以当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
因为当时,,且,所以,
又,所以.
所以.
令 ,
令,,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
所以有最大值.
故答案为:.
题型三:指对同构法
【例3】(2025·江西新余·模拟预测)若关于的不等式在上恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】依题意,,则,
令,则,
则,令,解得,
故当时,,在上单调递减,
当时,,在单调递增,
故,
故在上单调递增,故只需,即,
令,则,
故当时,,在单调递增,
当时,,在单调递减,
故,则,即,
故选:C.
【变式3-1】已知对任意的正数,不等式 恒成立,则正数的最大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【解析】由对恒成立,且,
即恒成立,
即恒成立,
设,则,
因为,即,
即函数在上单调递增,
则由恒成立,
可以转化为恒成立,
即对恒成立,
即对恒成立,即.
设,,则,
令,即;令,即,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,即,
又,所以实数a的取值范围为.
故选:.
【变式3-2】对任意,不等式恒成立,则正数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对任意的,不等式恒成立,则,可得,
,
令,其中,则,
所以,函数在上为增函数,
由可得,则,
故对任意的,,
令,其中,则,
由可得,由可得,
所以,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,,故,解得,
即正实数的最大值为.
故选:A.
【变式3-3】已知对恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,则.
∵时,,,∴,故在上单调递增.
∵对恒成立,∴当时,,则有,
当时,可等价变形为.
∵在上单调递增,且,(),
∴由可得,即对恒成立.
设,则.
令得,令得,令得,
∴在上单调递增,在上单调递减,
∴当时,.
∵对恒成立,
∴,即实数的取值范围是.
故选:B
【变式3-4】(2025·甘肃金昌·三模)若关于的不等式在上恒成立,则实数的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题设有,
当即时,不等式恒成立;
当即时,设,则,
故在上为增函数,而即
因为,故即在上恒成立,
而时,恒成立即恒成立,
故在上恒成立,
设,则,
当时,;当时,,
故在上为减函数,在上为增函数,
故,故,故,
故,
故选:B.
题型四:直接法(换元、虚设零点)
【例4】已知函数,若函数恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】恒成立,即,
等价于,恒成立,
令,
因为恒成立,所以在上单调递增,
所以,即,
所以恒成立,等价于恒成立,
令,
①当时,恒成立,满足题意;
②当时,,不满足题意;
③当时,因为,
令,得,当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得最小值,
要使得恒成立,只需,解得,
综上,实数的取值范围为.
【变式4-1】已知函数,若对任意的,不等式恒成立,则的最小值是 .
【答案】
【解析】,
对任意的,不等式恒成立,则为函数在内的最大值点,也为函数的极大值点,
故即,
所以,
因为,
若,
当时,,当时,,
则易得函数在上单调递增,在上单调递减,此时时,函数取得极大值,也是最大值,满足题意;
此时;
若,令可得或,
当时,此时函数在上单调递增,上单调递减,上单调递增,
函数在处取得极小值,与已知矛盾;
当时,此时函数在上单调递增,与已知矛盾
当,此时函数在上单调递增,上单调递减,上单调递增,
因为是上的最大值,则且,
即,
解可得,,
所以且
即的最小值为.
故答案为:
【变式4-2】(2025·湖北·模拟预测)已知函数
(1)求在处的切线方程;
(2)若关于的不等式恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)函数的定义域为,
由,
所以切线斜率,
故切线方程为.
(2)设,的定义域为,
,
设,
则,
故在单调递减,即在单调递减,
又,
故当时,,在单调递增,
当时,,在单调递减,
因此,
所以的取值范围是.
【变式4-3】已知函数.
(1)当时,求的单调递增区间;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)由,得,所以的定义域为,
,
令,则在上单调递增,在上单调递减,
又,为减函数,
所以的单调递增区间为.
(2)由题意得当,,
当时,由(1)得在上单调递减,在上单调递增,
所以,不符合题意,
当时,为增函数,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递增,在上单调递减,
因为,
所以,
即,解得,综上所述,.
【变式4-4】已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若时,,求的取值范围.
【解析】(1)当时,,,
则,,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)由,得.
当时,,所以当,即时,,单调递增,
所以在区间上的最小值为.
令,得,所以.
当,即时,若,则,单调递减;
若,则,单调递增,
所以在区间上的最小值为.
令,
解得.综上,的取值范围为.
题型五:参数全分离
【例5】已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,直接写出的单调区间;
(3)当时,,,求的取值范围.
【解析】(1)当时,,∴,,∴.
∴曲线在点处的切线方程为,即.
(2)当时,,∴.
令,解得;令,解得,
∴的单调递增区间为,单调递减区间为.
(3)当时,,∴.
∵对恒成立,∴对恒成立,
即对恒成立,∴.
设,则.
∵,∴,.
令,,则,
∴在上单调递增.
又,,
∴由零点存在性定理可知:,使得,即,
∴时,,,在上单调递减;
时,,,在上单调递增.
∴当时,取得最小值.
∴,即的取值范围为.
【变式5-1】已知函数在处取得极值,其图象在点处的切线与直线平行.
(1)求的值;
(2)若对任意,都有恒成立,求的取值范围.
【解析】(1)因为,
由题意可得,即,解得,
所以,
故当或时,,单调递增,
当时,,单调递减,符合题意,
所以,.
(2)由,即,则,对任意,
令,则,
当或时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又,,故,
所以,解得或.
所以的取值范围为.
【变式5-2】已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)若时,都有成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)当时,函数的解析式为,则,
时恒成立,函数在上单调递增;时,则函数在区间上单调递减,
∴函数的最小值为:.
(2)当时,成立,此时;
当时,由,得.
令,则.
当时,,函数单调递减;当时,,函数单调递增.
所以.因此,即.
综上,实数的取值范围是.
【变式5-3】(2025·云南·模拟预测)已知函数.
(1)求的解析式;
(2)若在内有两个零点,求m的取值范围;
(3)若对任意的,不等式恒成立,求整数k的值组成的集合.
【解析】(1)函数,求导得,
则,
解得,所以的解析式为.
(2)由(1)得,则,
求导得,由,得;由,得,
函数在上单调递减,在上单调递增,当时,取得最小值,
要使在内有两个零点,当且仅当,即,
解得,
所以实数的取值范围为.
(3)对任意的,不等式恒成立,转化为对任意的,恒成立,
①当时,,显然成立,此时;
②当时,恒成立,令,
求导得,而当时,恒成立,
由得;由得,在上单调递减,在上单调递增,
因此当时,取得最小值,则;
③当时, 恒成立,令,此时,
求导得,令,求导得,
函数在上单调递增,又,
由零点存在定理得存在,使得,即,
由,得,由,得,在上递增,在上递减,
当时,取得最大值,且,则,
于是实数k的取值范围为,所以整数k的值组成的集合为.
【变式5-4】已知函数,,若对于任意的,恒成立,则实数的最小值为 .
【答案】
【解析】对于任意的,恒成立,即在上恒成立,
也即(*)在上恒成立,设,则,
设,则,故在上单调递减,
又,则当时,,则;当时,,则,
故在上单调递增,在上单调递减,故,
由(*)可得,即,故实数的最小值为.
故答案为:.
题型六:换元后参数分离
【例6】函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,解方程;
(3)当时,不等式恒成立,求的取值范围.
【解析】(1)由题设且,
当时,,即在上单调递增,
当时,
若,,即在上单调递减,
若,,即在上单调递增,
综上,时在上单调递增,
时在上单调递减,在上单调递增;
(2)由题设,则,即,
令且,则,
当,,即在上单调递增,
当,,即在上单调递减,
又,即,当且仅当取等号,
所以的解为,即的解为.
(3)由且,令,则,
当时,,此时,满足题设;
当时,,,恒成立,
令,则,
令,则,
时,,在上单调递减,
时,,在上单调递增,且,
故时,即,时,即,
所以在上单调递减,在上单调递增,故,
所以,即,
综上,实数的取值范围是.
【变式6-1】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)证明:;
(3)若,求的取值范围.
【解析】(1)由,可得,
当时,,即函数在上为增函数;
当时,由,解得,
当时,,当时,,
故函数在上单调递增,在上单调递减.
综上,当时,函数在上为增函数;
当时,函数在上单调递增,在上单调递减.
(2)因函数的定义域为,,
令,则,
即函数在上单调递增,当时,,且,
故存在,使,则得.
当时,,即,故函数在上单调递减;
当时,,即,故函数在上单调递增.
故,
因,故得,即,故.
(3)由可得,即,
设,则,故函数在上单调递增,则.
再设,则,
当时,,故函数在上单调递减;
当时,,故函数在上单调递增,
故,故得,即的取值范围是.
【变式6-2】(2025·山东烟台·三模)若不等式恒成立,则实数a的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,即,
令,则恒成立,
则恒成立,
令,则,
当时,;
当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以,故a的取值范围为.
故选:C.
【变式6-3】已知函数 .
( 1 )若 ,求 的单调区间和极值点;
(2)若 ,且当 时, 恒成立,求实数 的取值范围.
【解析】 (1)当 时, ,
令 ,得 ,
所以当 时, ;
当 时, .
所以 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 ,极大值点为 ,无极小值点.
(2)方法一 ,
即 .
令 ,则 ,
对于 恒成立,
即 ,(*)
易证当 时, ,
则 ,
即 ,
于是,由 可得 ,
令 ,
则 .
当 时, ;
当 时, ,
所以 在(0,1)上单调递增,在 上单调递减, ,
所以 ,
故实数 的取值范围是 .
题型七:参数半分离
【例7】若不等式 恒成立,求实数 的取值范围.
【解析】 不等式 恒成立,
恒成立, ,
当 时,显然不恒成立,
当 时,原不等式等价于 恒成立,
由于 在 处的切线方程为 ,
要使 恒成立,
只需 ,即 ,
的取值范围为 .
【变式7-1】已知函数,其中.
(1)求在处的切线方程;
(2)求函数的单调区间和极值;
(3)若关于x的不等式在上有解,求实数a的取值范围.
【解析】(1)根据题意,,
则,且,
所以在处的切线方程为:;
(2)令,得或,
则当和时,,则函数单调递增,
则当时,,则函数单调递减,
所以为函数的极大值点,极大值为,
为函数的极小值点,极小值为,
所以函数单调递减区间为,单调递增区间为和,
极大值为,极小值为;
(3)根据题意关于x的不等式在上有解,
即在上有解,
设,,,,
由于,在上单调递增,所以,
在上单调递减,所以,
则,解得.
【变式7-2】(2025·河南·模拟预测)若,,且,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为,所以,
因为,所以,
令,令,其中,则,其中,
因为函数、在上为增函数,
所以,函数在上为增函数,
又,由可得,由可得,
所以,函数的单调递减区间,单调递增区间为,
所以,,所以,,即.
故的取值范围为.
故答案为:.
题型八:主元变换法
【例8】函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若存在唯一的极值点,求实数a的取值范围;
(3)若存在,使得对任意成立,求实数b的取值范围.
【解析】(1)当时,,则,
可得,,
切线方程为,化简得.
(2)由得,
令,则,
当时,解得,
可知当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,在处取得最大值,,
当时,且,则函数图形如下图:
存在唯一的极值点,即有唯一解,即有唯一解,
由可知,或,即或,
当时,在R上,无极值点,
当时,存在一点,使,
则函数在上单调递增,在上单调递减,在处取得极大值.
所以存在唯一的极值点,实数a的取值范围是
(3)存在,使得对任意成立,
则在R上恒成立,即,即,
由(2)可知,当时,存在,使在上单调递增,在上单调递减,
在处,取得最大值
则,即,
因为,解得,代入得,
令,则,
可知在上,,在上单调递减,在上,,在上单调递增,
所以在处取得最小值,,
所以,实数b的取值范围是.
【变式8-1】已知函数(),若对于任意的,不等式在上恒成立,则的取值范围 .
【答案】
【解析】由条件,可知,从而恒成立.
当时,;当时,.
因此函数在上的最大值是与两者中的较大者.
为使对任意的,不等式在上恒成立,当且仅当,
即,
在上恒成立,所以,因此满足条件的的取值范围是.
故答案为:
【变式8-2】已知不等式 对任意的 恒成立,求 的取值范围.
【解析】令 ,
由于 ,所以函数 在 上单调递增,
所以 .
即 ,
令 ,
则 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在(0,2)上单调递减,在 上单调递增,
所以 ,
所以 的取值范围为 .
【变式8-3】已知函数 ,对任意 和任意 , 恒成立,求实数 的取值范围.
【解析】由题知对任意 恒成立,
即 恒成立,
令 ,
则 ,
即 ,
所以 恒成立,
令 ,
则 ,
当 时, ,
当 时, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 ,
所以 ,
故 的取值范围为 .
题型九:一阶端点效应
【例9】(2025·甘肃白银·模拟预测)已知函数,.
(1)若在其定义域上单调,求的取值范围;
(2)若.
(ⅰ)证明:;
(ii)若,求的取值范围.
【解析】(1)因为,,所以,
因为函数在上单调,
若函数在上单调递增,则在上恒成立,
即在上恒成立,则;
若在上单调递减,则在上恒成立,
即在上恒成立,
当时,,则,此时.
综上所述,实数的取值范围是.
(2)当时,,
(i)由题意得在区间上恒成立,
即在区间上恒成立,
令,,
则,
当时,,则,,则,
所以,函数在区间上单调递增,所以,
所以得证;
(ii)由得在区间上恒成立,
令,,
则,且,
因为在区间上恒成立,所以,解得,
因为,所以,,
所以当时,,
此时函数在区间上单调递减,所以恒成立,合乎题意,
综上所述,实数的取值范围是.
【变式9-1】已知函数
(1)当时,求在处的切线方程
(2)求函数的单调区间和极值
(3)当时,若不等式恒成立,求实数m的取值范围
【解析】(1)由,则,求导可得,
所以在处的切线斜率,
由,则切线方程为,
即.
(2)由,求导可得,
当时,,则函数在上单调递增,无极值,
当时,,解得,,解得,
则函数在上单调递减,在上单调递增,
极小值为,无极大值,
综上可得:当时,函数的单调递增区间为,无极值;
当时,函数的单调递减区间为,单调递增区间为,
极小值为,无极大值.
(3)由题意化简不等式为,令,
求导可得,令,化简可得,
令,求导可得,当时,,
则函数在上单调递增,故,
当时,易知在上恒成立,则函数在上单调递减,所以,符合题意;
当时,存在,使得,由函数在上单调递减,
则当时,,所以函数在上单调递增,故,不符合题意;
综上可得:.
【变式9-2】(2025·黑龙江大庆·一模)已知函数,其中.
(1)证明:当时,;
(2)若时,有极小值,求实数的取值范围;
(3)对任意的恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)因为,则对任意恒成立,
可知在内单调递减,则,
所以当时,.
(2)因为,则,
令,则对任意恒成立,
可知在内单调递增,则,
当,即时,则对任意恒成立,即,
可知在内单调递增,无极值,不合题意;
当,即时,则在内存在唯一零点,
当时,,即;当时,,即;
可知在内单调递减,在内单调递增,
可知存在极小值,符合题意;
综上所述:实数的取值范围为.
(3)令,
则,
原题意等价于对任意恒成立,
且,则,解得,
若,因为,则,
则,
可知在内单调递增,则,即符合题意;
综上所述:实数的取值范围为.
【变式9-3】(2025·江苏扬州·三模)已知函数.
(1)若,且,求a的最小值;
(2)证明:曲线是中心对称图形;
(3)若当且仅当,求b的取值范围.
【解析】(1)时,,则,
因为,当且仅当时等号成立,
故,而成立,故,即,所以的最小值为.
(2)的定义域为.
设为图象上任意一点,关于的对称点为,
因为在图象上,故,
而,
所以也在图象上,
由的任意性可得图象为中心对称图形,且对称中心为.
(3)因为当且仅当,故为的一个解,
所以,可得,依题意在上恒成立,
设,则,
则有在上恒成立,
因为,可设,
所以
①当时,由知,,所以,
所以在单调递增.
当,即时,对任意都成立,
所以在上单调递减,则;
当,即时,而当时,,
所以,使,所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以舍去;
②当时,所以在上单调递增,则,所以舍去;
③当时,与在上都单调递增,
所以在上单调递增,则,所以舍去.
综上,.
【变式9-4】(2025·北京海淀·三模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线;
(2)当时,讨论函数的单调性;
(3)当时,若对任意的,恒成立,求的取值范围.
【解析】(1)由,得,
则,又,
所以曲线在点处的切线为;
(2)当时,,
所以,
令,则,
所以在单调递增,且,
所以当时,,则,函数单调递减,
当时,,则,函数单调递增,
所以函数的减区间为,增区间为;
(3)设,
则,
因为时,所以为增函数,
又在上都是增函数,
所以函数在上单调递增,且,
当即时,,
所以函数在上单调递增,所以,
所以时,符合题意;
②当即时,,又,
当即时,恒成立,
所以函数在上单调递减,所以,
此时不符合题意;
当即时,
存在,使得,
且当时,,当时,,
即函数在上单调递减,此时,不符合题意;
综上所述,的取值范围是
题型十:二阶端点效应
【例10】(2025·湖北·三模)已知函数(为自然对数的底数).
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)当时,,
则,
所以切线方程为,即;
(2)当时,恒成立,即在上恒成立,
设,则,
令,则.
①当时,因为,则,
可知在上单调递减,则,
所以在上单调递减,
所以,即恒成立,所以满足题意;
②当时,令,解得:,
当时,,则单调递增,
此时,则在上单调递增,所以,
即当时,,即不恒成立,可知不合题意.
综上所述,.
【变式10-1】(2025·北京东城·模拟预测)已知函数,,.
(1)证明:在区间恒成立;
(2)若的最小值为0,求的值;
(3)若在区间内恒成立,求的取值范围.
【解析】(1)在恒正,
则在区间恒成立等价于在区间恒成立.
取,,故在区间单调递增,
所以.
故原不等式恒成立.
(2),,
当时,函数的单调递减区间是,不存在最小值;
当时,函数的单调递减区间是,单调递增区间是.
则的最小值为,令,,则,的单调递增区间是,单调递减区间是,.
即当时,的最小值为0,
.
(3)记,
则当时,由(2)知,在上单调递减,所以.
对恒成立,
又当时,由(1)知,,
取时,,
则与已知不等式矛盾.
当时,,
,由(1)知,
当时,,取,则,
从而由函数零点存在定理知,存在,使,
当时,,在单调递减,,与已知不等式矛盾.
当时,,
在单调递增,从而,,满足题意.
综上可知.
【变式10-2】(2025·辽宁沈阳·模拟预测)已知函数.
(1)当时,曲线与关于点中心对称,求函数的解析式;
(2)讨论在上的单调性;
(3)若关于x的不等式在上恒成立,求实数λ的取值范围.
【解析】(1)当时,,设点为图象上任一点,
则点P关于点的对称点为在的图象上,
所以,即,
所以;
(2)因为,所以;
①当时,在上恒成立,所以在上单调递减;
②当时,在[上恒成立,所以在上单调递增;
③当时,令,解得,
所以当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
综上,当时,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;
(3)不等式在上恒成立,则恒成立,
所以恒成立,设,
则,令,
则,令,
则,故在上单调递增,且,
所以,所以在上单调递增,,
当时,,则,故在上单调递增,
且,故恒成立,满足题意;
当时,,则存在,使得,
且当,,则在上单调递减,
又,则当时,,不满足题意.
故.
【变式10-3】已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若时,,求的取值范围.
【解析】(1)当时,,
则,故,
又,所以处的切线方程为,
即.
(2)
当时,,在,上单调递增,
时,,在单调递减;
当时,,在,上单调递增,
时,,在单调递减;
当时,时恒成立,在单调递增.
综上所述,当时,在,上单调递增,单调递减;
当时,在,上单调递增,单调递减;
当时,在单调递增.
(3)由题意得对于任意的恒成立,且当时,等号成立.
令则,,
①若,则.
令,则,显然在上恒成立,
在上单调递增,即在上单调递增.
当,即时,.
又,易证,
,
,使,
时,,即在上单调递减,
对,,不符合题意;
当,即时,,
在上单调递增,
,,,符合题意,所以;
②当时,只需证明当时,即可.
令,则,
易得,即在上单调递增,故时,,
,,即在上单调递增,
所以,即当时,在上恒成立,
综上所述,的取值范围是.
题型十一:必要性探路
【例11】已知函数 ,若 恒成立,求实数 的取值范围.
【解析】 恒成立,
,解得 .
下面证明当 时, 恒成立,
将 视为关于 的函数 ,
易知 单调递增,
,
又 ,
,
即 ,所以 ,
综上, 的取值范围是 .
【变式11-1】(2025·浙江绍兴·模拟预测)已知函数有两个极值点,满足.
(1)求的取值范围;
(2)判断并证明函数的对称性;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)由题意知:
有两个变号零点;
令,在上递减,上递增;
,
又,得,即;
(2),则对称性有关的横坐标:,且,
又,
有,
故有对称中心,无对称轴;
(3)法一:
有,
故有;
当时,,故.
下证充分性:
有.
令,
则,
令,有,
故在上递减,又,
故存在,使得,故在上递增,在上递减.
又,故恒成立,
若,有,
由,故存在,使得,故不合题意.
综上,若恒成立,则实数.
法二:
有,
故有,
参变分离得,
令,有,
其中,令,
有在上成立,故在上递增,
又,故,
令,
有,
在上,且单调递减,且单调递增,
故在上单调递增,又,故,
故在上单调递减,又,
故存在使得.
故在上递减,在上递增,
又,故.
【变式11-2】(2025·江西·三模)已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,求的取值范围.
【解析】(1)若,则,.
故曲线在点处的切线方程为.
(2)(解法一)因为函数的定义域为,
所以等价于.
设函数,则.
当时,在上为增函数.
因为,所以在上恒成立,不符合题意.
当时,函数是减函数.
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减.
所以.
因为,所以.
设函数,则.
当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增.
所以,
所以有唯一解,即.
故的取值范围是.
(解法二)因为的定义域为.
所以等价于.
设函数,则.
因为,所以.
因为,所以,解得.
下面证明时,.
当时,,.
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减.
所以,故,得证,故的取值范围是.
【变式11-3】(2025·安徽合肥·三模)已知函数.
(1)若,求曲线在处的切线方程;
(2)若关于x的不等式恒成立,求m的取值构成的集合.
【解析】(1)当时,函数,可得,
则且,所以切线的斜率为,切点为,
故所求切线方程为,即.
(2)由函数,可得其定义域为,
不等式恒成立,等价于恒成立,
令,可得,其中,
因为在区间上恒成立,
所以是的最大值点,也是极大值点,则,
可得,解得,
当时,可得,令,则,
所以在上单调递减,
当时,,即,单调递增;
当时,,即,单调递减,
所以,满足条件,所以
综上所述,实数m的取值构成的集合为.
题型十二:朗博同构
【例12】(2025·广东·模拟预测)已知函数.
(1)求的极值;
(2)当时,,求实数的取值范围.
【解析】(1)求导得,
所以当时,;当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以有极小值,无极大值.
(2)方法一:由题知不等式在上恒成立,
则原问题等价于不等式在上恒成立,
记,
则,
记,则恒成立,
所以在上单调递增,又,
所以存在,使得,
即当时,,此时;当时,,此时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
由,得,
即,
所以,
①当时,
因为,所以不等式恒成立,
所以;
②当时,
因为存在,使得,而,
此时不满足,
所以无解.
综上所述,.
方法二:由题知不等式在上恒成立,
原问题等价于不等式在上恒成立,
即在上恒成立.
记,则,当单调递减,单调递增,
因为即,
①当时,
因为,所以不等式恒成立,所以;
②当时,令,显然单调递增,且,
故存在,使得,即,而,此时不满足,所以无解.
综上所述,.
【变式12-1】(2025·贵州贵阳·模拟预测)已知函数,.
(1)若过点作曲线的切线有且仅有一条,求实数t的值;
(2)若恒成立,求a的取值范围.
【解析】(1)设切点,由,求导得,
根据导数的几何意义,得,
化简可得,,依题意方程仅只一个实根,
于是,解得或,
所以当或时,过点P作曲线的切线有且仅有一条.
(2)设,,则恒成立,
于是在上单调递增,则,即,
因此当时,恒有成立,
则有,
当且仅当时等号成立,
令,,则恒成立,
即在上单调递增,又,,
根据零点存在定理可得,,使得,
于是在上恒成立,
所以当时,,即成立;
当时,存在满足,即,
此时,,不合题意,
综上,a的取值范围是.
【变式12-2】(2025·吉林长春·模拟预测)已知函数,,若恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,
令,
则,令,,
∵,∴p(x)在(0,+)上单调递增,
∵,
∴当时,,,单调递减;
当时,,,单调递增;
∴,
∴≥恒成立,则.
故选:A
题型十三:整数恒成立问题
【例13】已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,在上恒成立,求整数的最大值.
【解析】(1)
当时,,单调递减;
当时,,此时若,则,单调递减;
若,则,单调递增;
若,则,单调递减;
当时,,此时若,则,单调递减;
若,则,单调递增;
若,则,单调递减;
综上所述:
当时,在上单调递减;
当时,在和上单调递减,在上单调递增;
当时,在和上单调递减,在上单调递增.
(2)当时,,即,
化简得,
因为,所以,即.
下证在上恒成立,
令,只需证.
,令,则,
因为,所以,所以单调递增,
,,
所以存在,使得,
即当,,,单调递减;
当,,,单调递增;
所以
,
因为,所以,所以,
所以整数的最大值为2.
【变式13-1】已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)试讨论函数的单调性;
(3)当时,不等式恒成立,求整数的最大值.
【解析】(1)当时,则,
可知的定义域为,且,
令,解得;令,解得;
可知的单调递减区间是,单调递增区间是;
所以函数的最小值为.
(2)由题意可知的定义域为,且,
当时,恒成立,
所以的单调递减区间是,无单调递增区间;
当时,令解得,
令,解得;令,解得;
所以的单调递减区间是,单调递增区间是;
综上所述:当时,的单调递减区间是,无单调递增区间;
当时,的单调递减区间是,单调递增区间是.
(3)当时,不等式恒成立,
即,整理可得,
原题意等价于对任意恒成立,
令,
则,
令,则,
所以在区间上单调递增,
因为,,
所以在区间内存在唯一零点,
即,所以,
当时,,即;
当时,,即;
可知在区间上单调递减,在区间上单调递增;
所以,
因为,则,即,
且为整数,则,所以整数的最大值是.
【变式13-2】已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若时
(Ⅰ)函数存在两个极值点,,求的取值范围;
(Ⅱ)当时,均有恒成立,求整数的最小值.
【解析】(1)的定义域为,,
当时,恒成立,故在上单调递增,
②当时,由得,
当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增.
综上,当时,在上单调递增,
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)(Ⅰ),
,
令,要使存在两个极值点,,
则方程有两个不相等的正数根,,
所以 ,
解得, 所以的取值范围为.
(Ⅱ)由于在上恒成立,
在上恒成立,
令,则在上恒成立,
则,
当时,,
令,则,在上单调递增,
又,,
存在使得,即,,
故当时,,此时,
当时,,此时,
故函数在上单调递增,在上单调递减,
从而,
令,,则,
在上单调递增,,
又为整数,故,即整数的最小值为.
【变式13-3】已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)当为整数时,若恒成立,求的最小值.
【解析】(1)当时,,
,
曲线在处的切线方程为:.
(2)的定义域为,
,
①当时,恒成立,在上单调递减;
②当时,令,得,令,得,
在上单调递减,在上单调递增.
(3),即.
设,则.
设,则.
设,则,
令,得;令,得.
时,为增函数,时,为减函数,
,即在上为减函数.
,
,使,
时,,从而为增函数;
时,,从而为减函数;
的最大值为.
由得,
,
,
,
整数的最小值为1.
【变式13-4】若,恒有,则正整数的最大值为 .(参考数据:)
【答案】3
【解析】由题,任意,,恒有,则.
令(),则.
令得,则在上单调递增,在上单调递减,
则有最大值.
令(),则.
令,.
当时,在单调递增,,此时,必有成立;
当时,则在上单调递减,在上单调递增,故有最小值.
则,即.
两边取自然对数可得,即求最大的使得.
因,则上述不等式可转化为.
令,即求使得的最大的正整数.
恒成立,则在上单调递减.
因为,,则使成立的最大正整数为3.
故答案为:3
题型十四:共零点模型
【例14】设函数,若恒成立,则的最大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【解析】要使得在上恒成立,则,且无变号零点,
分析与的符号情况如下:
当时,,当时,,令,即,
①当时,,所以且,又,所以
所以,满足题意;
②当时,,所以且,又,所以
所以,满足题意;
③当时,,所以且,又,所以
所以,满足题意;
综上,当时,在上恒成立.
所以,令,,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
所以,即
故选:C
【变式14-1】已知函数,,,则( )
A. B. C.4 D.16
【答案】D
【解析】设,,
,
令,解得,
令,解得,
所以在上单调递增,
在上单调递减,
的极小值为,
又因为,,所以有两个零点,,
,且,即得,(*)
若,,则的零点也为,,
且代入(*)式得:,所以.
故选:D.
【变式14-2】设函数,若恒成立,则的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】由题意知,则,因为函数在定义域上单调递增,函数在定义域上也单调递增.
当在区间上,函数与有相同的零点,且符号相同,就满足函数恒成立.
解,得,解,得,
所以,解,得,所以,所以.
令,则,
解,得,解,得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,所以.
故选:C.
【变式14-3】函数,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】的定义域为,
由题意得,即在上恒成立,
由于在上单调递增,故需在上单调递增,
且与两函数零点相同时,
可保证在上恒成立,
令得,令得,
即,且,所以,
,
令,,
则,
令得,令得,
故在上单调递增,在上单调递减,
故,又时,,
所以.
故选:B
题型十五:双参数问题
【例15】已知不等式对任意的实数t恒成立,则的最大值为 .
【答案】
【解析】依题意可知对任意的实数t恒成立.
设,则.
当时,,在R上单调递增,当时,,不合题意.
当时,由可得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以当时,.
因为对任意的实数t恒成立,
故恒成立,
即恒成立,
则恒成立.
令,,
则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减.
故,
故,当,时等号成立,故的最大值为.
故答案为:
【变式15-1】设函数,若恒成立,则的最小值为 .
【答案】
【解析】因为,所以.
对函数求导得:.
①当时,,此时,那么函数在上单调递减.
要使得,则并不恒成立,所以.
②当时,令,则,即.
所以此时函数在上单调递增;
令,则,即.
所以此时函数在上单调递减;
此时函数在上取得最大值为.
要使得恒成立,则,即,
此时.
令,求导得,
因为,所以当时,,所以在上单调递增;
当时,,所以在上单调递减,
此时,所以的最小值为.
③当时,因为,则,
所以,所以此时函数在上单调递减.此时函数无最大值,
那么并不恒成立.
综上所述,只有当时,恒成立,此时的最小值为.
故答案为:.
【变式15-2】已知,若不等式对任意实数恒成立,则的最大值为 .
【答案】/
【解析】令,由不等式对任意实数恒成立等价于,
所以,令有,令,
由有,有,所以在单调递增,在单调递减,
所以,
所以,
令,
所以,令有,
由有,由有,
所以在单调递增,在上单调递减,
所以,
所以,
故答案为:.
【变式15-3】已知函数(,),,若对,不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,,
令,
则,恒成立,即恒成立,即,
,
令,解得,
令,即在上单调递增;
令,即在上单调递减.
,
,,
令,,
令,即在单调递增;
令,即在单调递减;
,
,即的取值范围为.
故选:B
题型十六:放缩变形、两边夹
【例16】已知.
(1)讨论函数在的单调性;
(2)当时,若恒成立,求b的取值范围.
【解析】(1)由题可得,令,得.
①若,则,即,
故当时,,在上单调递减.
②若则,即,
当时,,故在上单调递增,
当时,,在上单调递减.-
(2)法一:当时,即恒成立,
令,则,
令,则,
所以在上单调递增,
又,
所以存在唯一的,使得(☆),
当时,,即,则在上单调递减,
当时,,即,则在上单调递增,
则.
由(☆)得,
设,则,易知在上单调递增,
所以,得,
由,得,故,
故,
因此,故b的取值范围为.-
法二:当时,即恒成立,
令,则,
而,-
令,则,
令,得,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以,故,即,
当且仅当时取等号.
所以,即,
所以,当且仅当时等号成立.
令,则在上单调递增,又,
所以存在,使得,当时,取得最小值1.
因此,故的取值范围为.
【变式16-1】(2025·湖北·模拟预测)已知a,b为实数,若对任意,都有恒成立,则的最小值为 .
【答案】1
【解析】对任意,都有恒成立,故.
由,得,所以,
从而恒成立,故,易知,于是.
设.
设.
故在上单调递增,结合,
当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增.
故,所以的最小值为1,此时.
故答案为:.
【变式16-2】若不等式恒成立,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为,所以,则.
令,则.当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
故,即,
从而,当且仅当时,等号成立.
又,所以,则,所以.
令,则.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.故,
且当时,.
故答案为:.
【变式16-3】设,若不等式成立,则 .
【答案】/
【解析】不等式,
令,求导得,当时,,当时,,
则函数在上单调递减,在上单调递增,,
因此,当且仅当时取等号,则,
于是,从而,此时,
所以.
故答案为:
【变式16-4】已知实数,满足,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可得,
设,则,
故,即,
令,则,
当时,,在单调递增;
当,,在单调递减.
所以,所以,
令,则,
当,,在单调递增;
当,,在单调递减.
故,所以.
由题意可知若,则,故,,
此时且,解得,故.
故选:A.
题型十七:双重最值恒成立
【例17】(2025·河南·三模)已知函数,,其中.
(1)求函数的零点;
(2).
(ⅰ)用表示m,n的最大值,证明:;
(ⅱ)是否存在实数a,使得,恒成立?若存在,求a的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)函数的定义域为R,
则,
当时,,则,
当时,,则,
所以函数在上为减函数.
又因为,故函数有且只有一个零点0.
(2)(ⅰ)函数的定义域为,
当时,,
当时,,
所以.
(ⅱ)由(1)知,当时,,
又,
所以当时,恒成立,
因为当时,恒成立,
所以等价于当时,恒成立,
又,
若,当时,由,
所以在上递增,所以此时恒成立.
若,当时,由,解得为,
在上递减,此时,不符合题意.
综上可知,存在实数a满足题意,a的取值范围是.
【变式17-1】(2025·高三·北京·开学考试)已知函数,,其中.
(1)当时,求曲线在点处切线的方程;
(2)求函数的零点;
(3)用表示、的最大值,记.问:是否存在实数,使得对任意,恒成立?若存在,求的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)当时,,则,
所以,,,
此时曲线在点处切线的方程为,即.
(2)函数的定义域为,且,
当时,,则;当时,,则,
所以函数在上为增函数,
又因为,故函数有且只有一个零点.
(3)函数的定义域为,
由(2)知,当时,,
又,所以当时,恒成立,
由于当时,恒成立,
所以等价于:当时,,且.
下面考虑,当时,恒成立,
①若,当时,,
故,在递增,此时,不合题意;
②若,当时,由知,
存在,使得,
根据余弦函数的单调性可知,在上递增,
故当,,递增,此时,不合题意;
③若,当时,由知,对任意,,递减,
此时,符合题意.
且当时,,合乎题意,
综上可知:存在实数满足题意,的取值范围是.
【变式17-2】(2025·高三·湖南长沙·期中)已知函数 ,设 表示 的最大值,记 .
(1)讨论 在 上的单调性;
(2)当 时, ,求 的取值范围.
【解析】(1) ,
,
令 ,则 ; 令 ,则 或 ,
在 上单调递减,在 上单调递增.
(2)由 (1) 知,
当 时,
当 时, ; 当 时, ,
故时,,
等价于 在 上恒成立.
.
令
当 时, ,
在 上单调递增, .
所以 的取值范围是 .
【变式17-3】(2025·贵州铜仁·三模)已知函数,.用表示的最大值,记.若对任意,恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由于,故,从而对和均有.
这表明在和上均单调递增,从而在上递增.
由于,故.
①若,则,且等号至多对成立,所以在上单调递减.
这就意味着对有,对有,从而始终有成立,满足条件;
②若,取,使得,则对有,从而在上递增.
这就意味着有,,所以,不满足条件.
综合①②两个方面可知,实数的取值范围为.
故选:D.
题型十八:已知恒成立,求具体参数值
【例18】(2025·辽宁·模拟预测)已知函数在处取得极小值.
(1)求的值;
(2)证明:;
(3)若,求的值.
【解析】(1)由题得,
又在处取得极小值,所以,解得,
此时,,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以在处取得极小值,故.
(2)由(1)得,要证,即证,
只需证,只需证.
令,则,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以,所以,故可得.
(3)由题得,令,
其中,且,
令,解得.
①若,则,,
令,则,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以,
当时,,所以,且,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以,符合题意.
令,则.
②若,当时,,在区间上单调递增,
所以,
又,且,
所以存在,使得,
则当时,,所以单调递减,
则,不符合题意.
③若,当时,,在区间内单调递增,
所以,
又以及的连续性,所以存在,使得当时,,所以单调递增,则,不符合题意.
综上,的值为.
【变式18-1】(2025·高三·云南·期中)已知函数
(1)求曲线过点的切线方程;
(2)若
(i) 当 时,求的极值;
(ii) 若恒成立,求实数.
【解析】(1)设切点为,则,
故切线方程为,
将代入可得,解得,
故切线方程为,即.
(2)(i)当时,.
的定义域为,且;
令得,或(舍去);
所以当时,,函数在上单调递减;
当时,,函数在上单调递增;
故函数的极小值为,无极大值.
(ii)令,,
所以.
由当时,恒成立,
得,恒成立,
而,所以是函数的最小值.
①当时,,;
令,,所以当时,,
所以在上单调递减,则当时,,
故当时,,
则,;
所以,,
则在上单调递增,
则当时,,不符合题意.
②当时,令,,
所以,则在上单调递增;
又当时,,当时,,
所以存在唯一,使得;
所以当时,,函数在上单调递减;
当时,,函数在上单调递增;
故函数,则,所以.
综上,得.
【变式18-2】(2025·湖南邵阳·模拟预测)已知函数.
(1)当时,证明:恒成立;
(2)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)当时,,.
令,,则.
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
.
.
当时,在上恒成立.
(2)令,,
则.
若对任意,恒成立,则.
令,,
.
①当时,.
由(1)知.在上恒成立,且不恒为0.
在上单调递增.
,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
,符合题意.
②当时,.当时,,,
;当时,,,;
在上单调递增.
,
.∴存在,使得.
当时,,则在上单调递减;,则在上单调递减;
,则在上单调递减;
故当时,,不合题意.
③当时,.
若,由②知在上单调递增.
则存在,使得,且当时,,在上单调递增;
若,由②知在上单调递增.
当时,,单调递增.
当时,函数在上单调递增.
当时,,在上单调递减,
,在上单调递增.
故时,,不合题意.
综上所述,存在,使得任意,都有恒成立.
实数的取值范围为.
【变式18-3】已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若,恒成立,求的值;
【解析】(1)当时,,,则.
令,则.
当时,,单调递减;当时,,单调递增,所以,
所以当时,恒成立,
所以的单调递增区间为,无单调递减区间.
(2)由,得,.
因为当时,恒成立,
所以是在区间上的最小值,
即当时,是的极小值点,
所以,解得.
当时,.
令,则.
由(1)知,
所以当时,
恒成立,
所以在区间上单调递增,即在区间上单调递增.
又,所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以是的极小值点,符合题意.
故.
1.已知函数,若关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,定义域
因为可变形为,所以的反函数为,
则要使得不等式恒成立,则必须且只需要恒成立,
因为,则分离参变量得,即,,
构造,求导得,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
所以,所以,又因为,所以,
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
【解析】①因,则,
由得,;得,,
所以在上单调递增,上单调递减,
因,则,
因,则,即,
则,
又,
则由零点存在性定理可知,在和内分别存在一个零点,
②若,则在上单调递增;
若,则在上单调递减,在上单调递增;
③因为恒成立,
所以和有两个相同正根,且,
对于方程,即,
则,且,;
由和,可得,
两式相加得,,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·河北廊坊·模拟预测)当时,关于的不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由得,
即,
令,则,
所以在上单调递增,
由,
可得,,即在时恒成立,
令,则,令得,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以,所以.
故选:D.
4.(2025·湖北·二模)已知,函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得的定义域为.设,
则,令,得,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以,
又当时,,当时,,
所以在内有两个零点,设为,
则当时,,当时,.
设,
由,得当时,,
当时,,则为方程的两个实数根,
所以,,.
又,,所以,,
所以,
即,则,所以.
易知,,故,
设,则,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以,故的最小值为.
解法二 由,,,
得.
在同一平面直角坐标系中作出函数,,的大致图象,
数形结合可知,若,
则与,的图象的两个交点重合,
如图,设这两个交点分别为,则为方程的两个实数根,
所以,,.
易知为方程的两个实数根,所以,,
以下同解法一.
故选:C.
5.(2025·辽宁·一模)设函数,若恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【解析】当时,,不满足恒成立;
当时,令,可得或,
函数的零点为和,
因为恒成立,所以,
所以,
令,则,
令,
所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
则,
所以的最小值为1.
故选:D
6.设函数,若恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意函数的定义域为,当时,,
则由,得恒成立,因为的值域为,故不可能恒成立,故不成立;
当时,由,得,由得,
由,得,由得,因为恒成立,故,即,
故,设,则,由,得到,
当时,,则在上单调递减,
当时,,则在上单调递增,
故,所以的最小值为,
故选:D.
7.(2025·安徽六安·模拟预测)设函数,若,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意,函数的定义域为,
要使得恒成立,即恒成立,
只需恒成立,即恒成立,
令,则,
令,则,
所以在上单调递增,且,
当时,,,函数单调递减,
当时,,,函数单调递增,
所以,从而,
则,又,得,
所以由恒成立,得恒成立,
设,则,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
所以当时,函数取得最大值,最大值为,即,
设,则,
当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
所以当时,函数取得最小值,最小值为1,即,
所以只需,即实数a的取值范围是.
故答案为:.
8.若关于的不等式且在上恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】由得,
令,则,
由二次函数性质可知在单调递增,且,所以,
即,即在上恒成立.
令,则,由可得,
当时,;当时,;
所以在单调递增,在单调递减,
故,所以,即,
可得实数的取值范围为.
故答案为:
9.已知恒成立,则正数的取值范围为 .
【答案】
【解析】由有,
令,即,由,当时,,
所以在上单调递增,由有,
即,令,所以,
所以,令有,由有,有,
所以单调增区间为,单调减区间为,
所以,所以,即,
故答案为:.
10.,,恒成立,则最小值为 .
【答案】
【解析】由,可得,
因为,则,可得,故,故,
构造函数,其中,
则对任意的恒成立,
所以函数在上为增函数,
由可得,故,
令,其中,
则,当且仅当时,等号成立,
因为,则,故对任意的时,恒成立,
此时函数在上为减函数,此时,合乎题意.
综上所述,整数的最小值为.
故答案为:.
11.(2025·河南信阳·模拟预测)若函数的最小值为1,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】,
令,
原式可化为,
当单调递增,当单调递减,
当且仅当时,取得最小值1,
所以有解,
即有解.
记,
当在单调递增,当在单调递减,
故,且当,
所以,所以,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
12.已知函数,对任意,恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为对任意恒成立,显然,
所以对任意恒成立,
即对任意恒成立,
即对任意恒成立,
令,,
则,所以在上单调递增,
所以对任意恒成立,
又当时,当时,,
当时,,显然满足对任意恒成立,
当时不等式对任意恒成立,
等价于对任意恒成立;
综上可得,即对任意恒成立,
即对任意恒成立,
令,,则,
所以当时,当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,
所以,则,即实数的取值范围是.
故答案为:
13.(2025·高三·江苏南京·开学考试)已知函数,若,且,恒有,则正实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】若,且,恒有,
令,则,,
令,则时,即在上单调递减,
则,所以,,
令,恒成立,在上单调递增,
故由,得,恒成立,所以,
令,,令得,
时,,在上单调递减,时,,在上单调递增,
所以,故.
故答案为:.
14.关于x的不等式恒成立,则a的取值范围为 .
【答案】
【解析】关于x的不等式恒成立,
所以恒成立,
所以即恒成立,
令,则恒成立,
所以在R上单调递增,又因为恒成立,
所以即恒成立,
则,所以当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,所以a的取值范围为.
故答案为:.
15.已知,若关于x的不等式对一切正实数x恒成立,则当取最小值时,实数的值为 .
【答案】
【解析】不等式对一切正实数恒成立,
即直线恒在曲线的上方.
当最小,即直线与交点的纵坐标最小.
根据图象可知,
当时,,
所以当直线与曲线相切于点时,取最小值.
因为,所以,所以.
故答案为:
16.已知函数,其中,若恒成立,则实数a与b的大小关系是 .
【答案】
【解析】令,则,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
故,即,仅当时等号成立;
由于恒成立,即,
等价于,而,即;
由于,
当且仅当等号成立,∴,
故答案为:
17.(2025·高三·河北邢台·期末)已知不等式对任意的实数恒成立,则的最大值为 .
【答案】
【解析】令,则原不等式可化为对任意实数恒成立,
即恒成立,
令,则,
当时,,在上单调递增,时,,不合题意;
当时,由,可得,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以当时,,
又因为恒成立,所以,
所以,所以,
令,,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,所以,即.
故答案为:.
18.已知对于任意,不等式都成立(是自然对数的底数),则的最小值是 .
【答案】
【解析】对任意的,不等式恒成立,等价于,
令,其中,则.
①当时,则对任意的恒成立,
所以,函数在上单调递增,无最小值,不符合题意;
②当时,由可得,由可得,
所以,函数的减区间为,增区间为,
所以,,
所以,,则,
令,其中,则,
由可得,由可得,
所以,函数的减区间为,增区间为,
所以,,故的最小值为.
故答案为:.
19.(2025·全国·模拟预测)已知,为正实数,若对任意的,都有成立,则的最大值是 .
【答案】
【解析】设过点的直线与曲线切于点,
因为,所以,所以直线的方程为,
因为直线经过点,所以,得,所以直线的方程为.
故要使对任意的恒成立,只需存在正实数,,
使得,即成立,所以,
设,则,
所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
所以,则,故的最大值为.
故答案为:
20.(2025·山东泰安·模拟预测)已知函数,.
(1)讨论函数的极值点情况;
(2)设,若对任意,,有恒成立,求实数的取值范围.
【解析】(1)函数的定义域为, ,
令,则或,
因为,所以,当,即时,,
所以在单调递增,无极值点,
当,即时,在和上,单调递增;在上,单调递减,
所以是极大值点,是极小值点,
当,即时,在和上,单调递增;在上,单调递减,
所以是极大值点,是极小值点,
综上,当时,无极值点,
当时,是极大值点,是极小值点,
当时,是极大值点,是极小值点,
(2)当时,,
不妨设,则恒成立,等价于恒成立,
令,,则在上单调递增,
所以在上恒成立,即在上恒成立,
由均值不等式(当且仅当时取等号),
所以,则,故实数的取值范围是.
21.已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)求的单调区间;
(3)若对任意,都有成立,求整数的最大值.
【解析】(1)当时,,所以,
,所以在切线斜率,
所以切线方程为
(2)函数定义域为,
令,解得,
当时,单调递减区间为;
当时,时,单调递减;
当时,单调递增;
综上,当时,单调递减区间为;无增区间,
当时,单调递减区间为,单调递增区间为.
(3)当时,恒成立,
即恒成立.
令,
,
由(2)知,在上单调递增,
,故存在唯一的使得,即.
故当时单调递减,
故当时单调递增,
为极小值且为最小值,
,
,
故整数的最大值为2.
22.已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)当时,求的极值;
(3)当时,,求的取值范围.
【解析】(1)当时,定义域为,又,
当时,当时,
所以的单调递减区间为,单调递增区间为;
(2)当时,,定义域为,
,显然,
令,则,
所以在上单调递增,
所以当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
故在时,取得极小值为,无极大值;
(3)由题意得,不等式为在上恒成立,
①当时,不等式为,显然成立,符合题意,此时;
②当时,不等式等价于,
令,
则.
令,则,令,
而,所以,所以在上单调递减,
所以,即.
从而在上单调递减,
所以,即在上恒成立.
所以当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减.
所以在处取得极大值,也是最大值,.
因此.
综上可得,实数的取值范围是.
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培优点13 一网打尽恒(能)成立问题
目录
01 重点解读 2
02 思维升华 3
03 典型例题 5
题型一:转化为单调性问题 5
题型二:任意存在型 5
题型三:指对同构法 6
题型四:直接法(换元、虚设零点) 6
题型五:参数全分离 7
题型六:换元后参数分离 8
题型七:参数半分离 9
题型八:主元变换法 10
题型九:一阶端点效应 11
题型十:二阶端点效应 12
题型十一:必要性探路 13
题型十二:朗博同构 14
题型十三:整数恒成立问题 15
题型十四:共零点模型 16
题型十五:双参数问题 17
题型十六:放缩变形、两边夹 17
题型十七:双重最值恒成立 18
题型十八:已知恒成立,求具体参数值 19
04 课时精练 21
不等式恒成立与能成立问题是高考数学的重要考点,常与函数、导数等知识结合,以压轴题形式出现。恒成立问题要求不等式在定义域内对所有变量值都成立,需通过求函数最值确定参数范围;能成立问题则只需不等式在定义域内有解,通常转化为求函数值域问题。解题时,需灵活运用参数分离、数形结合、分类讨论等方法。考生需熟练掌握函数性质、导数应用等基础知识,加强综合运用能力训练,以应对高考中不等式恒成立与能成立问题的挑战。
在处理不等式恒成立或能成立问题时,以下是一些常用的解题策略:
1、完全参数分离法
方法描述:首先,将原不等式中的参数与变量进行完全分离,使得不等式转化为形如(或 )的形式。
应用条件:当分离后的函数结构相对简单,且易于求取其最值时,此方法尤为有效。
解题步骤:
(1)对原不等式进行变形,将参数与变量完全分离。
(2)求解函数 的最值。
(3)根据最值确定参数的取值范围。
2、 部分参数分离法
方法描述:将原不等式转化为形如(或 )的形式,其中 是一个既包含参数 a 又包含变量 x 的函数。
应用条件:当完全参数分离法难以实施或结果复杂时,可考虑此方法。
解题步骤:
(1)对原不等式进行变形,实现部分参数分离。
(2)通过绘制函数图像或分析临界状态(如切线、端点等),确定参数 a 的取值范围。
3、不分离参数法(隐零点、端点效应)
方法描述:在某些情况下,不直接分离参数,而是利用函数的隐零点或端点效应来求解不等式。
应用条件:当参数与变量之间的关系复杂,难以直接分离时,此方法可能更为适用。
解题步骤:
(1)分析函数的性质,如单调性、极值点等。
(2)利用隐零点或端点效应,结合不等式的条件,确定参数的取值范围。
4、 特殊方法(如同构法)
方法描述:针对某些具有特殊结构的不等式,可以采用同构等特殊方法进行求解。
应用条件:当不等式具有某种特定的结构或形式时,可考虑使用此方法。
解题步骤:
(1)识别不等式的特殊结构或形式。
(2)应用同构等特殊方法,将不等式转化为更易求解的形式。
(3)求解转化后的不等式,确定参数的取值范围。
综上所述,解决不等式恒成立或能成立问题时,应根据不等式的具体形式和特点,选择合适的解题策略。
题型一:转化为单调性问题
【例1】若对,,,恒成立,则的最小值为 .
【变式1-1】已知函数 对于 恒有 则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】任意实数,当时,恒有成立,则的范围为 .
【变式1-3】(2025·江苏盐城·模拟预测)已知函数,其中为实常数.对于函数图象上对任意不同两点,,设直线的斜率为,若恒成立,的取值范围为 .
【变式1-4】已知函数,若,且,有恒成立,则实数的取值范围是 .
题型二:任意存在型
【例2】已知函数,函数,若对任意的,存在,使得,则实数m的取值范围为 .
【变式2-1】已知若存在,使得成立,则的最大值为 .
【变式2-2】设函数,函数,若对于,使成立,则实数的取值范围是 .
【变式2-3】已知函数,,对于任意的,存在,使得成立,则的最大值为 .
题型三:指对同构法
【例3】(2025·江西新余·模拟预测)若关于的不等式在上恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】已知对任意的正数,不等式 恒成立,则正数的最大值为( )
A. B. C. D.1
【变式3-2】对任意,不等式恒成立,则正数的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式3-3】已知对恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-4】(2025·甘肃金昌·三模)若关于的不等式在上恒成立,则实数的取值范围为( ).
A. B. C. D.
题型四:直接法(换元、虚设零点)
【例4】已知函数,若函数恒成立,求实数a的取值范围.
【变式4-1】已知函数,若对任意的,不等式恒成立,则的最小值是 .
【变式4-2】(2025·湖北·模拟预测)已知函数
(1)求在处的切线方程;
(2)若关于的不等式恒成立,求实数的取值范围.
【变式4-3】已知函数.
(1)当时,求的单调递增区间;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围.
【变式4-4】已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若时,,求的取值范围.
题型五:参数全分离
【例5】已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,直接写出的单调区间;
(3)当时,,,求的取值范围.
【变式5-1】已知函数在处取得极值,其图象在点处的切线与直线平行.
(1)求的值;
(2)若对任意,都有恒成立,求的取值范围.
【变式5-2】已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)若时,都有成立,求实数的取值范围.
【变式5-3】(2025·云南·模拟预测)已知函数.
(1)求的解析式;
(2)若在内有两个零点,求m的取值范围;
(3)若对任意的,不等式恒成立,求整数k的值组成的集合.
【变式5-4】已知函数,,若对于任意的,恒成立,则实数的最小值为 .
题型六:换元后参数分离
【例6】函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,解方程;
(3)当时,不等式恒成立,求的取值范围.
【变式6-1】(2025·河北秦皇岛·模拟预测)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)证明:;
(3)若,求的取值范围.
【变式6-2】(2025·山东烟台·三模)若不等式恒成立,则实数a的取值范围为( ).
A. B. C. D.
【变式6-3】已知函数 .
( 1 )若 ,求 的单调区间和极值点;
(2)若 ,且当 时, 恒成立,求实数 的取值范围.
题型七:参数半分离
【例7】若不等式 恒成立,求实数 的取值范围.
【变式7-1】已知函数,其中.
(1)求在处的切线方程;
(2)求函数的单调区间和极值;
(3)若关于x的不等式在上有解,求实数a的取值范围.
【变式7-2】(2025·河南·模拟预测)若,,且,则实数的取值范围是 .
题型八:主元变换法
【例8】函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若存在唯一的极值点,求实数a的取值范围;
(3)若存在,使得对任意成立,求实数b的取值范围.
【变式8-1】已知函数(),若对于任意的,不等式在上恒成立,则的取值范围 .
【变式8-2】已知不等式 对任意的 恒成立,求 的取值范围.
【变式8-3】已知函数 ,对任意 和任意 , 恒成立,求实数 的取值范围.
题型九:一阶端点效应
【例9】(2025·甘肃白银·模拟预测)已知函数,.
(1)若在其定义域上单调,求的取值范围;
(2)若.
(ⅰ)证明:;
(ii)若,求的取值范围.
【变式9-1】已知函数
(1)当时,求在处的切线方程
(2)求函数的单调区间和极值
(3)当时,若不等式恒成立,求实数m的取值范围
【变式9-2】(2025·黑龙江大庆·一模)已知函数,其中.
(1)证明:当时,;
(2)若时,有极小值,求实数的取值范围;
(3)对任意的恒成立,求实数的取值范围.
【变式9-3】(2025·江苏扬州·三模)已知函数.
(1)若,且,求a的最小值;
(2)证明:曲线是中心对称图形;
(3)若当且仅当,求b的取值范围.
【变式9-4】(2025·北京海淀·三模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线;
(2)当时,讨论函数的单调性;
(3)当时,若对任意的,恒成立,求的取值范围.
题型十:二阶端点效应
【例10】(2025·湖北·三模)已知函数(为自然对数的底数).
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【变式10-1】(2025·北京东城·模拟预测)已知函数,,.
(1)证明:在区间恒成立;
(2)若的最小值为0,求的值;
(3)若在区间内恒成立,求的取值范围.
【变式10-2】(2025·辽宁沈阳·模拟预测)已知函数.
(1)当时,曲线与关于点中心对称,求函数的解析式;
(2)讨论在上的单调性;
(3)若关于x的不等式在上恒成立,求实数λ的取值范围.
【变式10-3】已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若时,,求的取值范围.
题型十一:必要性探路
【例11】已知函数 ,若 恒成立,求实数 的取值范围.
【变式11-1】(2025·浙江绍兴·模拟预测)已知函数有两个极值点,满足.
(1)求的取值范围;
(2)判断并证明函数的对称性;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
【变式11-2】(2025·江西·三模)已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,求的取值范围.
【变式11-3】(2025·安徽合肥·三模)已知函数.
(1)若,求曲线在处的切线方程;
(2)若关于x的不等式恒成立,求m的取值构成的集合.
题型十二:朗博同构
【例12】(2025·广东·模拟预测)已知函数.
(1)求的极值;
(2)当时,,求实数的取值范围.
【变式12-1】(2025·贵州贵阳·模拟预测)已知函数,.
(1)若过点作曲线的切线有且仅有一条,求实数t的值;
(2)若恒成立,求a的取值范围.
【变式12-2】(2025·吉林长春·模拟预测)已知函数,,若恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型十三:整数恒成立问题
【例13】已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,在上恒成立,求整数的最大值.
【变式13-1】已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)试讨论函数的单调性;
(3)当时,不等式恒成立,求整数的最大值.
【变式13-2】已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若时
(Ⅰ)函数存在两个极值点,,求的取值范围;
(Ⅱ)当时,均有恒成立,求整数的最小值.
【变式13-3】已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)当为整数时,若恒成立,求的最小值.
【变式13-4】若,恒有,则正整数的最大值为 .(参考数据:)
题型十四:共零点模型
【例14】设函数,若恒成立,则的最大值为( )
A. B. C. D.1
【变式14-1】已知函数,,,则( )
A. B. C.4 D.16
【变式14-2】设函数,若恒成立,则的最小值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【变式14-3】函数,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型十五:双参数问题
【例15】已知不等式对任意的实数t恒成立,则的最大值为 .
【变式15-1】设函数,若恒成立,则的最小值为 .
【变式15-2】已知,若不等式对任意实数恒成立,则的最大值为 .
【变式15-3】已知函数(,),,若对,不等式恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型十六:放缩变形、两边夹
【例16】已知.
(1)讨论函数在的单调性;
(2)当时,若恒成立,求b的取值范围.
【变式16-1】(2025·湖北·模拟预测)已知a,b为实数,若对任意,都有恒成立,则的最小值为 .
【变式16-2】若不等式恒成立,则的取值范围为 .
【变式16-3】设,若不等式成立,则 .
【变式16-4】已知实数,满足,则的值为( )
A. B. C. D.
题型十七:双重最值恒成立
【例17】(2025·河南·三模)已知函数,,其中.
(1)求函数的零点;
(2).
(ⅰ)用表示m,n的最大值,证明:;
(ⅱ)是否存在实数a,使得,恒成立?若存在,求a的取值范围;若不存在,请说明理由.
【变式17-1】(2025·高三·北京·开学考试)已知函数,,其中.
(1)当时,求曲线在点处切线的方程;
(2)求函数的零点;
(3)用表示、的最大值,记.问:是否存在实数,使得对任意,恒成立?若存在,求的取值范围;若不存在,请说明理由.
【变式17-2】(2025·高三·湖南长沙·期中)已知函数 ,设 表示 的最大值,记 .
(1)讨论 在 上的单调性;
(2)当 时, ,求 的取值范围.
【变式17-3】(2025·贵州铜仁·三模)已知函数,.用表示的最大值,记.若对任意,恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型十八:已知恒成立,求具体参数值
【例18】(2025·辽宁·模拟预测)已知函数在处取得极小值.
(1)求的值;
(2)证明:;
(3)若,求的值.
【变式18-1】(2025·高三·云南·期中)已知函数
(1)求曲线过点的切线方程;
(2)若
(i) 当 时,求的极值;
(ii) 若恒成立,求实数.
【变式18-2】(2025·湖南邵阳·模拟预测)已知函数.
(1)当时,证明:恒成立;
(2)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
【变式18-3】已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)若,恒成立,求的值;
1.已知函数,若关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
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·河北廊坊·模拟预测)当时,关于的不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2025·湖北·二模)已知,函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
5.(2025·辽宁·一模)设函数,若恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
6.设函数,若恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(2025·安徽六安·模拟预测)设函数,若,则的取值范围是 .
8.若关于的不等式且在上恒成立,则实数的取值范围为 .
9.已知恒成立,则正数的取值范围为 .
10.,,恒成立,则最小值为 .
11.(2025·河南信阳·模拟预测)若函数的最小值为1,则实数的取值范围为 .
12.已知函数,对任意,恒成立,则实数的取值范围是 .
13.(2025·高三·江苏南京·开学考试)已知函数,若,且,恒有,则正实数的取值范围为 .
14.关于x的不等式恒成立,则a的取值范围为 .
15.已知,若关于x的不等式对一切正实数x恒成立,则当取最小值时,实数的值为 .
16.已知函数,其中,若恒成立,则实数a与b的大小关系是 .
17.(2025·高三·河北邢台·期末)已知不等式对任意的实数恒成立,则的最大值为 .
18.已知对于任意,不等式都成立(是自然对数的底数),则的最小值是 .
19.(2025·全国·模拟预测)已知,为正实数,若对任意的,都有成立,则的最大值是 .
20.(2025·山东泰安·模拟预测)已知函数,.
(1)讨论函数的极值点情况;
(2)设,若对任意,,有恒成立,求实数的取值范围.
21.已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)求的单调区间;
(3)若对任意,都有成立,求整数的最大值.
22.已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)当时,求的极值;
(3)当时,,求的取值范围.
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