内容正文:
第03讲 导数与函数的极值、最值
目录
第一部分:基础知识 1
第二部分:高考真题回顾 2
第三部分:高频考点一遍过 3
高频考点一:函数图象与极值(点)、最值的关系 3
高频考点二:求已知函数的极值(点) 4
高频考点三:根据函数的极值(点)求参数 5
高频考点四:求函数的最值(不含参) 5
高频考点五:求函数的最值(含参) 6
高频考点六:根据函数的最值求参数 8
第四部分:典型易错题型 9
第一部分:基础知识
1、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.
2、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.
3、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.
第二部分:高考真题回顾
1.(2025·全国二卷·高考真题)若是函数的极值点,则
2.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.
3.(2023·北京·高考真题)设函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)设函数,求的单调区间;
(3)求的极值点个数.
第三部分:高频考点一遍过
高频考点一:函数图象与极值(点)、最值的关系
典型例题
例题1.(24-25高二下·新疆吐鲁番·期中)如图是函数的导函数的图象,对于下列四个判断,其中正确的是( )
A.当时,取得最小值 B.在上单调递增
C.当时,取得极大值 D.在上不具备单调性
例题2.(24-25高三下·安徽·阶段练习)已知函数及其导函数均为上的连续函数,且函数的图象如图所示,则( )
A.是的极小值点 B.0是的极大值点
C.是的最大值 D.
精练高频考点
1.(24-25高三下·江西·阶段练习)已知函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.在上单调递减 B.在处取得极小值
C.有2个极值点 D.有极大值,没有极小值
2.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)已知函数的导函数的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.是函数的极大值点 B.是函数的最小值点
C.函数在区间上单调递增 D.曲线在处切线的斜率小于零
高频考点二:求已知函数的极值(点)
典型例题
例题1.(24-25高三下·河北衡水·阶段练习)已知函数是奇函数,则的极小值是( )
A. B.0 C.2 D.
例题2.(24-25高二下·北京·期中)设函数,则( ).
A.为的极大值点 B.为的极小值点
C.为的极大值点 D.为的极小值点
例题3.(24-25高三下·内蒙古包头·阶段练习)已知函数在处取得极值,其中b为常数,则的极大值点为 .
精练高频考点
1.(24-25高三下·内蒙古赤峰·阶段练习)函数的极小值为( )
A. B.2 C. D.
2.(24-25高二下·甘肃白银·期中)已知函数的导函数的图象如图所示,则的极大值点为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·重庆·期中)函数的极大值点为 .
高频考点三:根据函数的极值(点)求参数
典型例题
例题1.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期中)已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A.B. C. D.
例题2.(24-25高二下·四川遂宁·期中)已知函数在处取得极大值6,则( )
A. B.8 C. D.12
例题3.(24-25高二下·山东潍坊·期中)已知函数在处取得极值,则( )
A. B. C.5 D.9
精练高频考点
1.(24-25高三下·江西·阶段练习)若函数存在极值点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二下·浙江·期中)若,,且函数在处有极值,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(2025·四川成都·模拟预测)若函数存在唯一极值点,则实数a的取值范围为 .
高频考点四:求函数的最值(不含参)
典型例题
例题1.(24-25高三下·广东·阶段练习)函数的最小值为 .
例题2.(24-25高二下·福建·期中)设函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
精练高频考点
1.(2025·河南驻马店·模拟预测)函数在区间上的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·江苏扬州·期中)已知函数,且满足.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在区间上的最大值与最小值.
高频考点五:求函数的最值(含参)
典型例题
例题1.(2025·辽宁·三模)已知函数.
(1)当时,判断过点且与曲线相切的直线有几条,并求出切线方程;
(2)求的最值.
例题2.(24-25高二下·广西贵港·阶段练习)已知函数;
(1)若,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数在上的最大值.
精练高频考点
1.(24-25高二下·上海徐汇·期中)已知,.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)设,若,求时函数的最大值.
2.(24-25高二下·山东青岛·期中)已知函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值.
高频考点六:根据函数的最值求参数
典型例题
例题1.(24-25高二下·福建福州·期中)已知函数在上的最大值为,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
例题2.(2025·福建·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的极值点;
(2)若函数在区间上的最小值为0,求实数的值.
例题3.(24-25高二下·上海·期中)已知函数 .
(1)当时,判断在定义域上的单调性;
(2)若函数在上的最小值为,求实数的值.
精练高频考点
1.(2025·江苏扬州·三模)若函数的最小值为2,则实数a的值是 .
2.(2025·河北·三模)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若函数在区间上的最小值为0,求实数的值.
3.(24-25高二下·江苏常州·期中)已知函数(其中为常数)在处取得极值.
(1)当时,求的极值;
(2)若在上的最大值为2,求的值.
第四部分:典型易错题型
备注:已知函数极值(点)求参数,忽视了回代检验答案
1.(24-25高二下·湖南·阶段练习)已知函数,当时,有极大值,则( )
A. B. C.0 D.或1
2.(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
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第03讲 导数与函数的极值、最值
目录
第一部分:基础知识 1
第二部分:高考真题回顾 2
第三部分:高频考点一遍过 5
高频考点一:函数图象与极值(点)、最值的关系 5
高频考点二:求已知函数的极值(点) 8
高频考点三:根据函数的极值(点)求参数 10
高频考点四:求函数的最值(不含参) 13
高频考点五:求函数的最值(含参) 15
高频考点六:根据函数的最值求参数 19
第四部分:典型易错题型 24
第一部分:基础知识
1、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.
2、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.
3、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.
第二部分:高考真题回顾
1.(2025·全国二卷·高考真题)若是函数的极值点,则
【答案】
【分析】由题意得即可求解,再代入即可求解.
【详解】由题意有,
所以,
因为是函数极值点,所以,得,
当时,,
当单调递增,当单调递减,
当单调递增,
所以是函数的极小值点,符合题意;
所以.
故答案为:.
2.(2024·新课标Ⅱ卷·高考真题)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导,结合导数的几何意义求切线方程;
(2)解法一:求导,分析和两种情况,利用导数判断单调性和极值,分析可得,构建函数解不等式即可;解法二:求导,可知有零点,可得,进而利用导数求的单调性和极值,分析可得,构建函数解不等式即可.
【详解】(1)当时,则,,
可得,,
即切点坐标为,切线斜率,
所以切线方程为,即.
(2)解法一:因为的定义域为,且,
若,则对任意恒成立,
可知在上单调递增,无极值,不合题意;
若,令,解得;令,解得;
可知在内单调递减,在内单调递增,
则有极小值,无极大值,
由题意可得:,即,
构建,则,
可知在内单调递增,且,
不等式等价于,解得,
所以a的取值范围为;
解法二:因为的定义域为,且,
若有极小值,则有零点,
令,可得,
可知与有交点,则,
若,令,解得;令,解得;
可知在内单调递减,在内单调递增,
则有极小值,无极大值,符合题意,
由题意可得:,即,
构建,
因为则在内单调递增,
可知在内单调递增,且,
不等式等价于,解得,
所以a的取值范围为.
3.(2023·北京·高考真题)设函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)设函数,求的单调区间;
(3)求的极值点个数.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)3个
【分析】(1)先对求导,利用导数的几何意义得到,,从而得到关于的方程组,解之即可;
(2)由(1)得的解析式,从而求得,利用数轴穿根法求得与的解,由此求得的单调区间;
(3)结合(2)中结论,利用零点存在定理,依次分类讨论区间,,与上的零点的情况,从而利用导数与函数的极值点的关系求得的极值点个数.
【详解】(1)因为,所以,
因为在处的切线方程为,
所以,,
则,解得,
所以.
(2)由(1)得,
则,
令,解得,不妨设,,则,
易知恒成立,
所以令,解得或;令,解得或;
所以在,上单调递减,在,上单调递增,
即的单调递减区间为和,单调递增区间为和.
(3)由(1)得,,
由(2)知在,上单调递减,在,上单调递增,
当时,,,即
所以在上存在唯一零点,不妨设为,则,
此时,当时,,则单调递减;当时,,则单调递增;
所以在上有一个极小值点;
当时,在上单调递减,
则,故,
所以在上存在唯一零点,不妨设为,则,
此时,当时,,则单调递增;当时,,则单调递减;
所以在上有一个极大值点;
当时,在上单调递增,
则,故,
所以在上存在唯一零点,不妨设为,则,
此时,当时,,则单调递减;当时,,则单调递增;
所以在上有一个极小值点;
当时,,
所以,则单调递增,
所以在上无极值点;
综上:在和上各有一个极小值点,在上有一个极大值点,共有个极值点.
【点睛】关键点睛:本题第3小题的解题关键是判断与的正负情况,充分利用的单调性,寻找特殊点判断即可得解.
第三部分:高频考点一遍过
高频考点一:函数图象与极值(点)、最值的关系
典型例题
例题1.(24-25高二下·新疆吐鲁番·期中)如图是函数的导函数的图象,对于下列四个判断,其中正确的是( )
A.当时,取得最小值 B.在上单调递增
C.当时,取得极大值 D.在上不具备单调性
【答案】C
【分析】根据图象判断的单调性,由此求得的极值点和最值,进而确定正确选项.
【详解】由图可知,在区间上,单调递减;
在区间上,单调递增.
所以当时,取不到最小值,当时,取得极大值.
所以ABD选项错误,C选项正确.
故选:C.
例题2.(24-25高三下·安徽·阶段练习)已知函数及其导函数均为上的连续函数,且函数的图象如图所示,则( )
A.是的极小值点 B.0是的极大值点
C.是的最大值 D.
【答案】C
【分析】讨论的范围,进而由图可得与0的关系,进而可知的单调性和极值点.
【详解】对于A,根据题意,当时,,则,所以在上单调递增;
当时,,则,所以在上单调递减;
当时,,则,所以在上单调递减,
且,所以是的极大值点,故A错误;
对于B,由上分析,0不是的极值点,故B错误;
对于C,因是的极大值点,又,故是的最大值,故C正确;
对于D,由于是的最大值,所以,故D错误.
故选:C.
精练高频考点
1.(24-25高三下·江西·阶段练习)已知函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.在上单调递减 B.在处取得极小值
C.有2个极值点 D.有极大值,没有极小值
【答案】D
【分析】利用导函数的图象得出导函数的正负,得出函数的单调区间,即可知为的极大值点,无极小值点,可判断得出结论.
【详解】由图可知在上恒成立,则在上单调递增,A错误.
因为在上恒成立,在上恒成立,
所以在单调递增,在单调递减,
所以在处取得极大值,没有极小值,B和C错误,D正确.
故选:D
2.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)已知函数的导函数的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.是函数的极大值点 B.是函数的最小值点
C.函数在区间上单调递增 D.曲线在处切线的斜率小于零
【答案】C
【分析】根据导函数的图象,得到函数的单调区间与极值点,即可判断;
【详解】解:由导函数的图象可知,
当时,当时,当时,当或时,
则在上单调递增,在上单调递减,
所以函数在处取得极小值即最小值,所以是函数的极小值点与最小值点,
因为,所以曲线在处切线的斜率大于零,
综上可知ABD错误,C正确.
故选:C
高频考点二:求已知函数的极值(点)
典型例题
例题1.(24-25高三下·河北衡水·阶段练习)已知函数是奇函数,则的极小值是( )
A. B.0 C.2 D.
【答案】D
【分析】由奇函数可求得,可得,求导可求得极小值.
【详解】易得的定义域为,且为奇函数,
故,
对应相等可得,故,,
令,即,解得或;令,即,解得;
则在,上单调递增,在上单调递减,故的极小值是.
故选:D.
例题2.(24-25高二下·北京·期中)设函数,则( ).
A.为的极大值点 B.为的极小值点
C.为的极大值点 D.为的极小值点
【答案】A
【分析】求导,即可根据单调性求解.
【详解】由可得,
当时,在单调递增,
当时,在单调递减,
故为的极大值点,
故选:A
例题3.(24-25高三下·内蒙古包头·阶段练习)已知函数在处取得极值,其中b为常数,则的极大值点为 .
【答案】/0.5
【分析】根据处取得极值,利用导数为0,求出,再列表得出函数的极值点.
【详解】因为,
所以,∴,
则,
、随x的变化情况如下表:
x
1
0
0
↗
极大值
↘
极小值
↗
∴的单调递增区间为和,单调递减区间为,
∴的极大值点为.
故答案为:
精练高频考点
1.(24-25高三下·内蒙古赤峰·阶段练习)函数的极小值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【分析】求导分析函数单调性即可求出极小值.
【详解】,
令或,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的极小值为.
故选:D.
2.(24-25高二下·甘肃白银·期中)已知函数的导函数的图象如图所示,则的极大值点为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据导函数的图象得到的取值情况,即可得到的单调性,从而得到函数的极大值点.
【详解】由导函数的图象可知,当时,当时,
当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以的极大值点为.
故选:B
3.(24-25高二下·重庆·期中)函数的极大值点为 .
【答案】
【分析】求出函数的导数,进而求出其极大值点.
【详解】函数的定义域为R,求导得,
当或时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的极大值点为,极小值点为1.
故答案为:
高频考点三:根据函数的极值(点)求参数
典型例题
例题1.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期中)已知函数在上无极值,则实数的取值范围为( )
A.B. C. D.
【答案】B
【分析】求导,结合题意得出,即可求得实数的取值范围.
【详解】对函数求导得,
因为函数在上无极值,则,解得.
因此,实数的取值范围是.
故选:B.
例题2.(24-25高二下·四川遂宁·期中)已知函数在处取得极大值6,则( )
A. B.8 C. D.12
【答案】C
【分析】先求函数的导数,把极值点代入导数则可等于0,再把极值点代入原函数则可得到极值,解方程组即可得到,从而验证,即可求解的值.
【详解】因为,所以,
所以,解得,
当时,,
当或时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
因此是的极大值点,故,所以.
故选:C
例题3.(24-25高二下·山东潍坊·期中)已知函数在处取得极值,则( )
A. B. C.5 D.9
【答案】D
【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.
精练高频考点
1.(24-25高三下·江西·阶段练习)若函数存在极值点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求得,根据函数存在极值点,可得,进而求得实数的取值范围.
【详解】由函数,可得,
因为函数存在极值点,则满足,
即,解得或,
所以实数的取值范围为.
故选:B.
2.(24-25高二下·浙江·期中)若,,且函数在处有极值,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对求导,得到,根据条件有,得到,再利用基本不等式,即可求解.
【详解】因为,则,
由题有,得到,所以,
得到,当且仅当时,取等号,
故选:D.
3.(2025·四川成都·模拟预测)若函数存在唯一极值点,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】求导后构造,再求导分析单调性数形结合可得.
【详解】,因为存在唯一极值点,所以存在唯一变号根.
即存在唯一变号根,设,,
函数在上单减;在上单增,在上单减;
当时,;当时,;则实数a的取值范围为.
故答案为:.
高频考点四:求函数的最值(不含参)
典型例题
例题1.(24-25高三下·广东·阶段练习)函数的最小值为 .
【答案】
【分析】求导确定函数单调性即可求解.
【详解】,令得.
当时,,当时,,
所以函数在单调递减,在单调递增,
所以的最小值为.
故答案为:
例题2.(24-25高二下·福建·期中)设函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
【分析】(1)由导数的几何意义求切点处的切线方程;
(2)求导,确定单调性后即可求解最值.
【详解】(1)由题意知,,即切点为,
由已知,则,
曲线在点处的切线方程为,即;
(2),得或.
当时,,所以函数在区间上单调递增,
当时,,所以函数在区间上单调递减.
所以函数的极小值点为,极小值为,
因为,,故在区间上的最大值为,最小值为.
精练高频考点
1.(2025·河南驻马店·模拟预测)函数在区间上的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用导数判断函数的单调性,进而可求得最大值.
【详解】,,
,,即,
在上单调递增,.
故选:D.
2.(24-25高二下·江苏扬州·期中)已知函数,且满足.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在区间上的最大值与最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
【分析】(1)由可求出的值,即可得出函数的解析式;
(2)利用导数分析函数在区间上的单调性,求出其极大值、极小值以及、的值,比较大小后可得出结果.
【详解】(1)因为,所以,
则得,故.
(2)令,得或,列表如下:
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
所以,函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以,的极大值为,极小值为,
又因为,,
因此,函数在区间上的最大值为,最小值为.
高频考点五:求函数的最值(含参)
典型例题
例题1.(2025·辽宁·三模)已知函数.
(1)当时,判断过点且与曲线相切的直线有几条,并求出切线方程;
(2)求的最值.
【答案】(1)只有1条,
(2)当时,,没有最大值;当时,,没有最小值.
【分析】(1)分是切点与不是切点两种情况求解,当不是切点时,利用导数几何意义求得对应切线方程,结合已知点在切线上可得,进而求解判断即;
(2)分与两种情况,可得的单调性,进而可求最值.
【详解】(1)当时,,则,
由题意可知点在曲线上,
①所以当是切点时,则切线斜率为
进而切线方程为,即,
②当不是切点时,设切点为,且,
则切线斜率为,
进而切线方程为,
化简得,
将代入上式,得,
化简得,解得(舍),进而此时没有切线,
综上所述,过点且与曲线相切的直线只有1条,切线方程为.
(2),
当时,由解得,由解得,
在上单调递减,在上单调递增,
所以,没有最大值;
当时,由解得,由解得,
在上单调递增,在上单调递减,
所以,没有最小值.
综上,当时,,没有最大值;
当时,,没有最小值.
例题2.(24-25高二下·广西贵港·阶段练习)已知函数;
(1)若,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数在上的最大值.
【答案】(1)单调增区间为,单调减区间为.
(2)答案见解析.
【分析】(1)代入得,求导得,分析其单调性即可;
(2)求导得,分和讨论即可.
【详解】(1)函数定义域为,
当时,,
则,
令,
令,
所以的单调增区间为,单调减区间为.
(2),
令解得
①当时,
当时,在区间上单调递增,
当时,在区间上单调递减.
.
②当时,
当时,,在区间单调递增.
.
综上所述,当时,,
当时,.
精练高频考点
1.(24-25高二下·上海徐汇·期中)已知,.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)设,若,求时函数的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据导数的几何意义确定切线斜率与切点纵坐标,从而得函数的切线方程;
(2)求导函数,根据已知条件确定函数的单调性即可得最值.
【详解】(1),则,
所以,
所以函数在处的切线方程为,即;
(2),
则,,
因为,则恒成立,所以函数在上单调递减,
所以.
2.(24-25高二下·山东青岛·期中)已知函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值.
【答案】(1)单调递增区间为,,单调减区间为
(2)答案见解析
【分析】(1)由,求解即可;
(2)通过,,讨论函数单调性,即可求解.
【详解】(1)当时,,,
令,解得或
当变化时,和的变化情况如表所示:
0
4
0
0
单调递增
单调递减
单调递增
所以函数的单调递增区间为,,单调减区间为.
(2),令,解得或
当时,
若,则,所以在区间上单调递增,
此时
当时,
若,则,所以在区间上单调递增,
若,则,所以在区间上单调递减;
此时
当时,
若,则,所以在区间上单调递减;
此时
综上所述,当时,;
当时,;
当时,
高频考点六:根据函数的最值求参数
典型例题
例题1.(24-25高二下·福建福州·期中)已知函数在上的最大值为,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由解析式可得,求函数的导函数,分,,,结合导数分析函数在上的单调性,再结合条件确定的范围.
【详解】由可得,
函数,的导函数,,
若,当时,,函数在上单调递增,的最大值为,不符合题意;
若,当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
由函数在上的最大值为,可得,
所以,又,
所以;
若,当时,,函数在上单调递减,
函数在上的最大值为,满足条件,
所以时,函数在上的最大值为.
综上所述,的范围是.
故选:D.
例题2.(2025·福建·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的极值点;
(2)若函数在区间上的最小值为0,求实数的值.
【答案】(1)极小值点为,无极大值点
(2)
【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,即可求出函数的单调区间,从而求出函数的极值点;
(2)分、、三种情况讨论,得到函数的单调性,求出函数的最小值,即可得解.
【详解】(1)函数的定义域为,
又,
所以当时,当时,
所以的单调递减区间为,单调递增区间为,
所以为的极小值点,无极大值点.
(2)当,即时,在上单调递增,
所以在处取得最小值,,不符合题意;
当,即,此时在上单调递减,在上单调递增,
所以,解得;
当,即,此时在上单调递减,
所以,不符合题意;
综上可得.
例题3.(24-25高二下·上海·期中)已知函数 .
(1)当时,判断在定义域上的单调性;
(2)若函数在上的最小值为,求实数的值.
【答案】(1)在上单调递减,在上单调递增
(2)
【分析】(1)先对求导得到,再结合参数范围讨论导函数正负,进而得到原函数单调性即可.
(2)利用分离参数法得到,再构造,利用导数得到,最后确定的取值即可.
【详解】(1)由题意得函数的定义域为,
因为,所以,
当时,令,,令,,
则在上单调递减,在上单调递增.
(2)若函数在上的最小值为,
则对于恒成立,且存在使得等号成立,
得到恒成立,即对于恒成立,
令,则恒成立,而,
令,,令,,
故在上单调递减,在上单调递增,
得到,故.
精练高频考点
1.(2025·江苏扬州·三模)若函数的最小值为2,则实数a的值是 .
【答案】1
【分析】由函数求导,根据参数与零的大小关系,利用导数与函数单调性的关系,求得函数最小值,建立方程,可得答案.
【详解】由,求导可得,
当时,令,可得,
由可得,由得,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
故,解得;
当时,,显然函数在上单调递减,故不合题意;
当时,,函数在上单调递减,故不合题意.
故答案为:
2.(2025·河北·三模)已知函数.
(1)当时,求曲线在处的切线方程;
(2)若函数在区间上的最小值为0,求实数的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)把代入,求出函数的导数,利用导数的几何意义求出切线方程.
(2)求出函数的导数,按分类求出单调区间,再结合区间及最小值讨论求解.
【详解】(1)当时,函数,求导得,则,而,
所以曲线在处的切线方程为,即.
(2)函数的定义域为,求导得,
当时,,函数在上单调递减,
,解得,不符题意舍去;
当时,由得,;由得,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
①当,即时,在上单调递减,在上单调递增,
,解得,满足,则;
②当,即时,在上单调递减,
则,解得,不满足,不符题意舍去.
所以.
3.(24-25高二下·江苏常州·期中)已知函数(其中为常数)在处取得极值.
(1)当时,求的极值;
(2)若在上的最大值为2,求的值.
【答案】(1)极大值为:,极小值
(2)或.
【分析】(1)由函数的解析式,可求出函数导函数的解析式,进而根据是的一个极值点,可构造关于,的方程,根据求出值;可得函数导函数的解析式,分析导函数值大于0和小于0时,的范围,可得函数的单调区间;
(2)对函数求导,写出函数的导函数等于0的的值,列表表示出在各个区间上的导函数和函数的情况,做出极值,把极值同端点处的值进行比较得到最大值,最后利用条件建立关于的方程求得结果.
【详解】(1)因为,所以,
因为函数在处取得极值,,
当时,,,
,随的变化情况如下表:
1
+
0
-
0
+
增
极大值
减
极小值
增
所以的单调递增区间为,;单调递减区间为,
极大值为:,极小值,
(2)当时,由,可知,
,,
易知当时,,当时,,
所以,在单调递增,在单调递减,
此时最大值为,不符合题意,
当时,由,得到,
所以,
令,,,
因为在处取得极值,所以,
当时,易得在上恒成立,
在上单调递减;
所以在区间上的最大值为,
令,解得,
当,;
当时,易得在恒成立,
在上单调递增,
所以,解得,符合;
当时,
由得,由得
所以在上单调递减,上单调递增,
所以最大值2可能在或处取得,而,
所以,
解得,与矛盾
当时,可以在恒成立,
所以在单调递减,
所以最大值2可能在处取得,而,矛盾
综上所述,或.
第四部分:典型易错题型
备注:已知函数极值(点)求参数,忽视了回代检验答案
1.(24-25高二下·湖南·阶段练习)已知函数,当时,有极大值,则( )
A. B. C.0 D.或1
【答案】A
【分析】求出导函数,由导数在极值点处的函数值为零可求或,检验后可得参数的值.
【详解】由题知在时取得极大值,
,解得或,
当时,,
由,在区间上单调递增;
由在区间上单调递减.
此时在时取得极大值,满足题意,
当时,,则在上单调递增,不符合题意,故舍去.
.
故选:A.
2.(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
【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.
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