内容正文:
专题02 函数与导数
题型概览
题型01 函数及其性质
题型02 指对幂函数
题型03 函数的应用
题型04 导数的几何意义
题型05 利用导数研究函数的单调性、极值和最值
(
题型01
)函数及其性质
1.(2025·云南·一模)定义在上的函数满足,且为奇函数,则下列结论正确的是( )
A.函数关于点对称
B.函数关于直线对称
C.函数的周期为4
D.
2.(2025·云南·一模)定义在上的函数,如果对任意,都有,且等号仅在时成立,则称函数为 “凸函数”.下列函数是凸函数的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025·云南·一模)已知函数的定义域为,若存在常数,使得对任意,都有成立,则称为 “类周期函数”.下列函数中是类周期函数的是( )
A. B. C. D.
4.(2025·云南·一模)已知,,,则( )
A. B. C. D.
5.(2025·云南·一模)已知函数是定义在上的偶函数,且当时,.若对任意的恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2025·云南·一模)定义:若函数对于定义域内的任意,都有,则称函数为 “下凸函数”;反之,若,则称函数为 “上凸函数”.已知函数().
(1)当,,时,判断函数是 “上凸函数” 还是 “下凸函数”,并说明理由.
(2)若函数是 “下凸函数”,求的取值范围.
(3)若函数在区间上是 “下凸函数”, 在区间上不单调,且在区间上的最大值为,最小值为,求证:.
7.(2025·云南昆明·一模)已知函数的图象与有两个交点,则的最小值为 .
8.(2025·云南昆明·一模)悬链线是一根目睹均匀的绳子或铁链两端固定在水平杆上,受重力的作用自然下垂后形成的曲线,建立适当的平面直角坐标系后,得到悬链线的函数解析式为,其中,则下列说法正确的是( )
A.是偶函数 B.在上单调递增
C., D.
9.(2025·云南曲靖·一模)已知,函数,若,使得关于的不等式成立,则实数的取值范围是 .
10.(2025·云南昭通·一模)函数的定义域为,在区间上单调递增,且满足,函数为奇函数,下列结论正确的是( )(注)
A. B.
C. D.
11.(2025·云南昆明·一模)已知函数,曲线在,两点(不重合)处的切线互相垂直,垂足为,两切线分别交轴于,两点,设△面积为,若恒成立,则的最小值为 .
12.(2025·云南昆明·一模)已知函数满足,则实数 .
13.(2025·云南·一模)已知函数,若,都有成立,则实数的取值范围为 .
14.(2025·云南·一模)设是定义域为的可导函数,若存在非零常数,使得对任意的实数恒成立,则称函数具有性质.则( )
A.若函数具有性质,则也具有性质
B.若具有性质,则
C.若具有性质,且,则
D.若函数(,)具有性质,则的取值范围是
15.(2025·云南·一模)函数y=f(x)与函数y=g(x)的图像如图1和图2,则函数y=f(x)∙g(x)的图像可能是( )
A. B. C. D.
16.(2025·云南·一模)定义在R上的函数满足,若且,则( )
A. B. C. D.与的大小不确定
(
题型02
)指对幂函数
17.(2025·云南·一模)已知函数为偶函数,,其中.若函数与的图象有且只有一个公共点,则( )
A.
B.
C.
D.
18.(2025·云南·一模)某工厂产生的废气经过过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:)间的关系为,若在前消除了的污染物,当污染物减少时,所需时间约为 (精确到,参考数据:,,).
19.(2025·云南·一模)已知实数满足,则下列不等式可能成立的是( )
A. B.
C. D.
20.(2025·云南昆明·一模)已知函数则 .
21.(2025·云南昆明·一模)已知函数(),实数,满足,,则( )
A. B. C. D.
22.(2025·云南·一模)某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储藏温度x(单位:)满足函数关系(…为自然对数的底数,k,b为常数).若该食品在的保鲜时间是192小时,在的保鲜时间是48小时,则该食品在的保鲜时间是 小时.
23.(2025·云南·一模)若函数的定义域分别为,且,则( )
A.0 B. C. D.1
(
题
型
0
3
)函数的应用
24.(2025·云南昆明·一模)已知函数,,且,若当时,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
25.(2025·云南·一模)对,设是关于的方程的实数根,,其中符号表示不超过的最大整数,则( )
A.1012 B.1013 C.2022 D.2025
26.(2025·云南·一模)设函数满足,且当时,,若在区间上,有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
27.(2025·云南·一模)已知函数,其导函数的图象关于直线对称,且.若函数有三个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
28.(2025·云南·一模)已知函数,若函数至少有2个零点,则实数的取值范围为 .
29.(2025·云南昭通·一模)若函数,满足.若函数存在零点,则( )
A. B. C. D.
30.(2025·云南曲靖·一模)已知是函数的零点,是函数的零点,则的值为( )
A. B. C. D.2025
31.(2025·云南·一模)已知函数在上仅有两个零点,把函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则下列有关函数的描述正确的是( )
A.是偶函数
B.图象关于点对称
C.在上是减函数
D.在上的值域为
32.(2025·云南·一模)已知函数.若函数有两个不同的零点,则实数的取值范围是 .
33.(2025·云南·一模)已知函数在区间上有且仅有4条对称轴,给出下列四个结论:
①在区间上有且仅有3个不同的零点;
②的最小正周期可能是;
③的取值范围是;
④在区间上单调递增.
其中所有正确结论的序号是( )
A.①④ B.②③ C.②④ D.②③④
(
题型0
4
)导数的几何意义
34.(2025·云南·一模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,设,若恒成立,求实数的取值范围.
35.(2025·云南昆明·一模)已知函数.
(1)若在点处的切线与曲线相切,求;
(2)若是的两个极值点,设,,直线的斜率为,证明:.
(
题型0
5
)利用导数研究函数的单调性、极值和最值
36.(2025·云南·一模)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.
37.(2025·云南昆明·一模)已知函数,,其中.
(1)求函数的单调区间;
(2)若曲线在点处的切线与曲线在点处的切线平行,求的值.
38.(2025·云南·一模)设,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
39.(2025·云南·一模)已知函数.
(1)求的极值;
(2)若当时,,求实数的取值范围;
(3)设实数,满足,证明:.
40.(2025·云南·一模)若函数在上单调,为实数,则( )
A. B.
C. D.
41.(2025·云南昭通·一模)已知函数(,)在处取得极值,则( )
A. B.是的极大值点
C. D.的最大值为2
42.(2025·云南曲靖·一模)当今社会,每天都有海量信息通过网络等渠道快速传播,虽提供了丰富知识和多样视角,但也存在信息过载、虚假信息等问题,需要我们谨慎筛选辨别.信息论之父香农(C.E.Shannon)在1948年发表的论文《通信的数学理论》中指出,任何信息都存在冗余,冗余大小与信息中每个符号(数字、字母或单词)的出现概率或者说不确定性有关,把信息中排除了冗余后的平均信息量称为“信息熵”,并给出了计算“信息熵”的数学表达式,从而解决了对信息的量化度量问题.设随机变量的所有可能取值为1,2,…,,且,,定义的“信息熵”为.
(1)当时,求的值;
(2)当时,若,探究与是正相关还是负相关,说明理由;
(3)若,,,求此时的.
43.(2025·云南曲靖·一模)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若有两个零点,求的取值范围.
44.(2025·云南昭通·一模)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若对于任意,都有成立,求的取值范围.
45.(2025·云南昆明·一模)已知函数().
(1)若,求的极值;
(2)讨论的单调性.
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专题02 函数与导数
题型概览
题型01 函数及其性质
题型02 指对幂函数
题型03 函数的应用
题型04 导数的几何意义
题型05 利用导数研究函数的单调性、极值和最值
(
题型01
)函数及其性质
1.(2025·云南·一模)定义在上的函数满足,且为奇函数,则下列结论正确的是( )
A.函数关于点对称
B.函数关于直线对称
C.函数的周期为4
D.
【答案】AC
【分析】利用复合函数的奇函数定义及复合函数的导数法则,结合函数的对称性及周期性即可求解.
【详解】对于A,因为为奇函数,所以,
所以函数关于点对称,故A正确;
对于B,因为,所以,
所以,
又,所以,
所以,即,
所以函数的图象关于点对称,故B错,
对于C,因为,所以,所以,为常数,
因为,所以,所以,
取,可得.所以,
由,得,
所以,即,
所以,所以函数是周期函数,且周期为,
又,即,
所以函数也是以周期得周期函数,故C正确;
对于D,因为,,
所以,即,
所以,则,
所以,
,无法确定该值,故D错误.
故选:AC.
2.(2025·云南·一模)定义在上的函数,如果对任意,都有,且等号仅在时成立,则称函数为 “凸函数”.下列函数是凸函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【分析】对A:,化简即可判断;对B:,化简即可判断;对C:,结合对数函数性质化简即可判断;对D:即可判断.
【详解】对于A:
对,,恒成立.
左右平方得,化简得,显然恒成立,故A正确.
对B:对,,恒成立.
化简得显然不恒成立,故B不正确;
对于C,对,,恒成立
由在上单调递增,故,
化简可得,显然对恒成立,故C正确;
对D:,
,即,故D错误.
故选:AC.
3.(2025·云南·一模)已知函数的定义域为,若存在常数,使得对任意,都有成立,则称为 “类周期函数”.下列函数中是类周期函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据“类周期函数”定义,判断四个选项即可.
【详解】对于A,因为,所以,所以为 “类周期函数”,故A正确;
对于B,因为,所以,所以不为 “类周期函数”,故B错误;
对于C,因为,当且时, ,
所以为 “类周期函数”,故C正确;
对于D,因为,所以,所以不为 “类周期函数”,故D错误;
故选:AC.
4.(2025·云南·一模)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数,利用导数求解单调性即可得解.
【详解】设,则,
当时,,故在单调递减,
因此,故,
故选:B.
5.(2025·云南·一模)已知函数是定义在上的偶函数,且当时,.若对任意的恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据相切时,即可根据图象求解.
【详解】当时,对任意的恒成立,
令所以,令,则,
故当时,直线与相切,此时对任意的恒成立,
结合图象以及是偶函数,可知的图象往右平移即可满足对任意的恒成立,所以,
故选:C
6.(2025·云南·一模)定义:若函数对于定义域内的任意,都有,则称函数为 “下凸函数”;反之,若,则称函数为 “上凸函数”.已知函数().
(1)当,,时,判断函数是 “上凸函数” 还是 “下凸函数”,并说明理由.
(2)若函数是 “下凸函数”,求的取值范围.
(3)若函数在区间上是 “下凸函数”, 在区间上不单调,且在区间上的最大值为,最小值为,求证:.
【答案】(1)函数是 “下凸函数”,理由见解析
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)先分别计算,再比较大小,根据定义即得结果;(2)根据定义恒成立,计算化简即得的取值范围;(3)先化简再根据对称轴与定义区间位置关系证明不等式.
【详解】(1)当,,时,.
设,为定义域内任意两个不相等的实数,
则
因为,所以
因此,即函数是 “下凸函数”.
(2)因为函数是 “下凸函数”,
所以对于任意,有
即
展开化简得
因为,所以恒成立,从而.
即的取值范围为
(3)因为函数在区间上是 “下凸函数”,所以由 (2) 知,
因为对称轴为,在上不单调,
所以,因此,.
①若,
则
即,
所以.
②若,
则
即,
所以.
综上,.
7.(2025·云南昆明·一模)已知函数的图象与有两个交点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】由函数解析式可知为偶函数,再结合对勾函数性质以及基本不等式可求出函数单调性,利用偶函数对称性画出函数图象,采用数形结合求得的取值范围可求得结果.
【详解】根据函数解析式可知函数的定义域为,
且满足,故得为偶函数,
当时,可得,
当且仅当,即时,等号成立,
由对勾函数的性质可知:函数在上单调递减,在单调递增,
且在时,取得最小值:;
由对称性可得,又;
再由偶函数性质可知其图象如下图所示:
因函数的图象与有两个交点,由图象可知或;
因此的最小值为3.
故答案为:3.
【点睛】关键点点睛:在求解函数图象交点个数问题时,经常利用函数解析式求出函数奇偶性,再由基本不等式以及对勾函数性质画出函数图象,利用数形结合即可求解.
8.(2025·云南昆明·一模)悬链线是一根目睹均匀的绳子或铁链两端固定在水平杆上,受重力的作用自然下垂后形成的曲线,建立适当的平面直角坐标系后,得到悬链线的函数解析式为,其中,则下列说法正确的是( )
A.是偶函数 B.在上单调递增
C., D.
【答案】ACD
【分析】对A,根据偶函数的定义判断;对B,通过导数可判断;对C,由基本不等式判断;对D,直接计算可判断.
【详解】对A,由题知定义域为,
所以,是偶函数,故选项A正确.
对B,函数的导数,
所以当时,当时,
所以单调递减区间为,单调递增区间为.
又,所以函数在单调递增,
由复合函数的单调性,可知 在上单调递减,故选项B错误.
对C,由基本不等式可知,当且仅当时取等号,故选项C正确.
对D,,
,
则,故选项D正确.
故选:ACD.
9.(2025·云南曲靖·一模)已知,函数,若,使得关于的不等式成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】首先作出的图象,即可求出在的取值范围,依题意可得,结合图象可得的解集,即可得解.
【详解】因为,则定义域为,
所以的图象是取与图象位于下方的部分,
作出的图象如下所示(实线部分):
当时,显然在上单调递减,且;
因为,使得关于的不等式成立,
所以,令,解得,
结合图象可得的解集为或,
即实数的取值范围是.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是画出的图象,结合图象得到的解集.
10.(2025·云南昭通·一模)函数的定义域为,在区间上单调递增,且满足,函数为奇函数,下列结论正确的是( )(注)
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】结合已知条件,得到函数的对称中心,对称轴,以及周期;然后由周期性和单调性可得A错误;由对称性和单调性可得B正确;由对称性和对数函数的运算可得C错误;由函数的单调性结合对数函数的运算和三角函数的单调性可得D正确;
【详解】为奇函数,则关于点中心对称,则,
又因为,令则,则故则关于直线轴对称.
又因为,故,则的周期为8.
对于A:则,又因为在区间上单调递增,则故A错误;
对于B:关于点中心对称,则,而在上也单调递增,故,则,故B正确;
对于C:在上也单调递增,故C错误;
对于D:则
而在上也单调递增,则,故D正确.
故选:BD.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是能够利用已知得到函数的对称轴,对称中心.
11.(2025·云南昆明·一模)已知函数,曲线在,两点(不重合)处的切线互相垂直,垂足为,两切线分别交轴于,两点,设△面积为,若恒成立,则的最小值为 .
【答案】1
【分析】先根据已知条件求出,进而得到,再求出,根据的范围得出的范围,最后根据恒成立求出的最小值.
【详解】由函数,设,,.
对求导得,所以在点处切线.
对求导得,所以在点处切线.
因为切线垂直,则,所以.
此时,因为,即,所以,,于是.
由,因为,,则,
解得. 因为,
又,根据基本不等式,所以.
由恒成立,则.则的最小值为1.
故答案为:1.
12.(2025·云南昆明·一模)已知函数满足,则实数 .
【答案】1
【分析】根据推导出,即可得到,解得即可.
【详解】因为函数满足,
则,即,所以,
所以,解得,经检验符合题意.
故答案为:
13.(2025·云南·一模)已知函数,若,都有成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】采用分离常数法先化简,然后利用基本不等式结合函数单调性求解出在上的值域,再将问题转化为最值之间的关系,由此求解出的取值范围.
【详解】,
令,则,
因为,所以,当且仅当时,等号成立,
因为,所以,则函数在上单调递减,则,
所以当时,,,
因为,都有成立,即恒成立,
所以,解得,
所以,故的取值范围为,
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:解答本题的关键点有两个,一方面是分离常数法的运用,先将问题变为熟悉的基本不等式求最值或者对勾函数求值域的问题,另一方面是转化法的运用,根据条件将问题转化为恒成立问题,从而通过函数最值关系求解出参数范围.
14.(2025·云南·一模)设是定义域为的可导函数,若存在非零常数,使得对任意的实数恒成立,则称函数具有性质.则( )
A.若函数具有性质,则也具有性质
B.若具有性质,则
C.若具有性质,且,则
D.若函数(,)具有性质,则的取值范围是
【答案】ABC
【分析】对给定等式两边求导,再利用定义判断A;求出的周期计算判断B;由性质求出数列的通项,再计算前n项和判断C;取说明判断D.
【详解】对于A,函数具有性质,即存在非零常数,使得对任意的实数恒成立,
对两边求导得,
因此存在非零常数,使得对任意的实数恒成立,也具有性质,A正确;
对于B,函数具有性质,则对任意的实数,,即,
于是,即函数的周期是4,因此,
所以,B正确;
对于C,函数具有性质,则,有,
取,则,而当时,,
因此数列是以为首项,为公比的等比数列,
则,C正确;
对于D,函数(,)具有性质,即存在非零常数,
使得对任意的实数恒成立,即,而,因此,
当时,令,求导得,当时,,当时,,
即函数在上单调递减,在上单调递增,,
于是当时,的解为,与非零常数矛盾,即,
因此的取值范围不是,D错误.
故选:ABC
【点睛】思路点睛:涉及函数新定义问题,理解新定义,找出数量关系,联想与题意有关的数学知识和方法,再转化、抽象为相应的数学问题作答.
15.(2025·云南·一模)函数y=f(x)与函数y=g(x)的图像如图1和图2,则函数y=f(x)∙g(x)的图像可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据定义域排除部分选项,再利用奇偶性判断.
【详解】解:因为函数y=g(x)的图像与y轴没有公共点,
所以函数y=f(x)∙g(x)的图象与y轴没有公共点,排除CD;
由函数y=f(x)与函数y=g(x)的图像可知:
函数y=f(x)是偶函数,函数y=g(x)是奇函数,
所以函数y=f(x)∙g(x)是奇函数,故排除B,
故选:A
16.(2025·云南·一模)定义在R上的函数满足,若且,则( )
A. B. C. D.与的大小不确定
【答案】B
【分析】根据,得到函数的图象关于直线对称,又,所以在上递增,在上递减,根据,分和 两种情况讨论求解.
【详解】因为,
所以函数的图象关于直线对称,
又因为,
所以在上递增,在上递减,
当时,,
当时,因为,所以,
所以,
所以,
综上:.
故选:B.
【点睛】本题主要考查函数的对称性和导数与函数的单调性,还考查了转化问题和运算求解的能力,属于中档题.
(
题型02
)指对幂函数
17.(2025·云南·一模)已知函数为偶函数,,其中.若函数与的图象有且只有一个公共点,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【分析】由偶函数的性质即可求出;令,题目等价于在上只有一解,讨论,和三种情况讨论求解.
【详解】∵是偶函数,
∴对任意恒成立,
即恒成立,
∴.
,,,
令,则,由可得,
因而等价于关于的方程(*)在上只有一解,
①当时,解得,不合题意;
②当时,记,其图象的对称轴,
∴函数在上递减而,
∴方程(*)在无解.
③当时,记,其图象的对称轴,
所以,只需,即,此时方程(*)恒成立,
∴此时的范围为,
综上所述,所求的取值范围.
故选:AC
18.(2025·云南·一模)某工厂产生的废气经过过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:)间的关系为,若在前消除了的污染物,当污染物减少时,所需时间约为 (精确到,参考数据:,,).
【答案】33
【分析】由题意列式,再根据指数化成对数,利用对数的运算即可得出结果.
【详解】由题意可知,当时,,
所以当污染物减少时,,
解得.
故答案为:33
19.(2025·云南·一模)已知实数满足,则下列不等式可能成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设指数函数,在同一坐标系中作出三个函数的图象,结合函数图象即可求解.
【详解】设函数,
作出函数图象如下,
设,
对A,当时,直线与函数的图象交点的横坐标为,
由函数图象可知,,A错误;
对C,当时,直线与函数的图象交点的横坐标为,
由函数图象可知,,C错误;
因为,所以,
设,
作出函数的图象如下,
对B,当时,直线与函数的图象交点的横坐标为,
由函数图象可知,,B正确;
对D,当时,直线与函数的图象交点的横坐标为,
由函数图象可知,,D错误;
故选:B.
20.(2025·云南昆明·一模)已知函数则 .
【答案】
【分析】结合对数的运算性质,根据题中分段函数解析式运算求解即可.
【详解】因为,且,
所以.
故答案为:.
21.(2025·云南昆明·一模)已知函数(),实数,满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知条件代入运算可得,求得.
【详解】根据题意,可得,可得,
.
故选:B.
22.(2025·云南·一模)某食品的保鲜时间y(单位:小时)与储藏温度x(单位:)满足函数关系(…为自然对数的底数,k,b为常数).若该食品在的保鲜时间是192小时,在的保鲜时间是48小时,则该食品在的保鲜时间是 小时.
【答案】24
【分析】将两组数据代入解析式可得,,当时,利用指数函数的运算即可得到保鲜时间.
【详解】由已知得①,②,
将①代入②得,则.
当时,,
所以该食品在33℃的保鲜时间是24小时,
故答案为:24
23.(2025·云南·一模)若函数的定义域分别为,且,则( )
A.0 B. C. D.1
【答案】A
【分析】分求出集合,再根据交集的定义即可求出,即可得解.
【详解】由题意,
因为,
所以,解得,
所以.
故选:A.
(
题
型
0
3
)函数的应用
24.(2025·云南昆明·一模)已知函数,,且,若当时,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用三次函数图象性质以及零点的符号即可判断得出结论.
【详解】由三次函数解析式可知其图象呈现“N”形,
又当时,,所以函数的所有零点均为非正数,
又,且,因此,即函数的所有零点均小于零;
可知,解得.
故选:A
【点睛】关键点点睛:本题关键在于熟练掌握三次函数图象性质,根据零点符号直接限定得出结果.
25.(2025·云南·一模)对,设是关于的方程的实数根,,其中符号表示不超过的最大整数,则( )
A.1012 B.1013 C.2022 D.2025
【答案】A
【分析】先构造函数,利用函数单调性确定方程实数根的范围,进而得到的表达式,最后根据的表达式计算的值.
【详解】设,对其求导可得.
因为,所以,这表明在上单调递增.
.
当时,,所以,.
根据零点存在定理,因为在上单调递增且,,所以.
由可得,即.
因为,所以.
,根据等差数列求和公式可得:
.
则.
故选:A.
26.(2025·云南·一模)设函数满足,且当时,,若在区间上,有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合条件得到在上的函数解析式,问题转化为函数的图象与直线有两个交点,画出图象即可得到答案.
【详解】∵时,,∴当时,,,
由得,,故,
∴.
当时,为减函数,且当时,,
作出在上的函数图象,如图所示,
由得,.
由函数有两个零点可知函数的图象与直线有两个交点,
其中直线斜率为,直线过定点.
当直线过点时,函数的图象与直线有两个交点,此时,
当直线过点时,函数的图象与直线有一个交点,,
结合图象得,当时,函数的图象与直线有两个交点,
∴实数的取值范围是.
故选:B.
27.(2025·云南·一模)已知函数,其导函数的图象关于直线对称,且.若函数有三个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先求,再借助已知代入即可解出,利用导数可求函数单调性,再求出极值,据题意列出不等式组,即可求出实数的取值范围.
【详解】因为,
所以,
因为的图象关于直线对称,
所以,所以,
又,
解得,
所以,
所以,
当或时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以当时,取到极大值,
当时,取到极小值,
函数有三个零点,
所以,解得.
故选:C
28.(2025·云南·一模)已知函数,若函数至少有2个零点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】画出的图象,依题意直线与的图象至少有2个交点,结合图象即可得解.
【详解】因为,作出的大致图象如图所示,
则至少有2个零点等价于直线与的图象至少有2个交点,
由图可知,即实数的取值范围为.
故答案为:
29.(2025·云南昭通·一模)若函数,满足.若函数存在零点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用函数的单调性,结合函数的零点判断定理判断选项的正误即可.
【详解】函数的定义域为,
因为函数在上都是增函数,
所以函数在上单调递增,
因为,所以,
又因为,则或,
若,由零点存在性定理;
若,而,则,由零点存在性定理,
综上所述,则C一定正确.
故选:C.
30.(2025·云南曲靖·一模)已知是函数的零点,是函数的零点,则的值为( )
A. B. C. D.2025
【答案】D
【分析】根据题意可得,利用函数得单调性可得,运算得解.
【详解】由题可得,可得,
因为函数在上单调递增,
所以,则.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是由题得到,构造函数并根据单调性得到.
31.(2025·云南·一模)已知函数在上仅有两个零点,把函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则下列有关函数的描述正确的是( )
A.是偶函数
B.图象关于点对称
C.在上是减函数
D.在上的值域为
【答案】BC
【分析】A选项,利用辅助角公式得到,根据零点个数得到不等式,求出,确定,由平移变换得到,确定A错误;B选项,利用判断,C选项,利用判断;D选项,整体法求解函数的值域.
【详解】A选项,因为,
由于函数在上仅有两个零点,
则,解得,所以,
所以.因为,所以,所以.
将函数的图象沿轴向右平移个单位长度,
得到函数的图象.
函数的定义域为,
函数为奇函数,A错误;
B选项,,所以函数的图象关于点对称,B正确;
C选项,当时,,由于在上单调递减,
则函数在上是减函数,C正确;
D选项,当时,,则,所以.
所以函数在区间上的值域为,D错误.
故选:BC.
32.(2025·云南·一模)已知函数.若函数有两个不同的零点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】画出的图象,由与的图象有两个交点来求得的取值范围.
【详解】画出的图象如下图所示,
,
即与的图象有两个交点,
由图可知,的取值范围是.
故答案为:
33.(2025·云南·一模)已知函数在区间上有且仅有4条对称轴,给出下列四个结论:
①在区间上有且仅有3个不同的零点;
②的最小正周期可能是;
③的取值范围是;
④在区间上单调递增.
其中所有正确结论的序号是( )
A.①④ B.②③ C.②④ D.②③④
【答案】B
【分析】令,则,由函数在区间上有且仅有4条对称轴,即有4个整数符合,可求出判断③,再利用三角函数的性质可依次判断①②④.
【详解】由函数,
令,则
函数在区间上有且仅有4条对称轴,即有4个整数符合,
由,得,则,
即,,故③正确;
对于①,,,
当时,在区间上有且仅有3个不同的零点;
当时,在区间上有且仅有4个不同的零点;故①错误;
对于②,周期,由,则,,
又,所以的最小正周期可能是,故②正确;
对于④,,,又,
又,所以在区间上不一定单调递增,故④错误.
故正确结论的序号是:②③
故选:B
【点睛】方法点睛:函数的性质:
(1) .
(2)周期
(3)由 求对称轴,由求对称中心.
(4)由求增区间;由求减区间.
(
题型0
4
)导数的几何意义
34.(2025·云南·一模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,设,若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1); (2).
【分析】(1)代入a的值,求出函数的导数,求出切线斜率,从而求出切线方程即可;
(2)问题转化为a≤,令h(x)=,求出函数的导数判断函数的单调性,求出a的范围即可.
【详解】(1)当时,,则函数在点处的切线的斜率为.又,故函数在点处的切线方程为即.
(2)由可得,即.
因为,所以.
令,则.
令则(8分)
因为,所以,
所以在上单调递增,则,
所以,
即实数的取值范围.
【点睛】本题考查了求切线方程的问题,考查函数的单调性,最值问题,考查导数的应用以及转化思想,属于中档题.
35.(2025·云南昆明·一模)已知函数.
(1)若在点处的切线与曲线相切,求;
(2)若是的两个极值点,设,,直线的斜率为,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,由导数的几何意义求得切线方程,然后联立切线与曲线方程,由代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,由极值点的定义代入计算可得,然后表示出直线的方程,将问题转化为,然后构造函数,求导,即可得到结果.
【详解】(1)由题意知,的定义域为,,所以,
故在点处的切线方程为,
联立,可得,
由,解得.
(2)由题意知,,且,
所以,,,所以,
不妨设,则,则直线的斜率,
故要证,即证,即证,
设函数,,则,
所以在单调递增,又,故,
即成立,所以.
(
题型0
5
)利用导数研究函数的单调性、极值和最值
36.(2025·云南·一模)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,.
37.(2025·云南昆明·一模)已知函数,,其中.
(1)求函数的单调区间;
(2)若曲线在点处的切线与曲线在点处的切线平行,求的值.
【答案】(1)单调递减区间,单调递增区间为
(2)
【分析】(1)由题意可得,由以及即可解出;
(2)分别求出两切线方程,根据直线平行的条件得,两边取对数即可求得.
【详解】(1)由已知,,有.
令,解得.
由,可知当变化时,,的变化情况如下表:
0
0
+
极小值
所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)由,可得曲线在点处的切线斜率为.
由,可得曲线在点处的切线斜率为.
因为这两条切线平行,故有,即.
两边取以为底的对数,得,
所以.
38.(2025·云南·一模)设,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知条件构造函数,利用导数判断函数在区间单调递增,根据函数的单调性得不等式求解.
【详解】设,,则.
令得,所以函数在区间单调递减.
因为,所以,
即,所以.
故选:C
39.(2025·云南·一模)已知函数.
(1)求的极值;
(2)若当时,,求实数的取值范围;
(3)设实数,满足,证明:.
【答案】(1)极大值为,无极小值
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)对求导,再利用极值的定义,即可求解;
(2)构造函数,根据条件得当时,恒成立,对分类讨论,利用导数与函数单调性间的关系,求出在区间上的最小值,即可求解;
(3)利用(1)和(2)中结果,在同一直角坐标系中作出,,结合条件,数形结合,即可求解.
【详解】(1)由题可知,令,得,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,取得极大值,没有极小值.
(2)设,根据题意,当时,恒成立.
又,
若,则,令,得,
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,所以,不符合题意,
若,令,得或.
若,则恒成立,所以在上单调递增,
又当时,,不符合题意,
若,则,当时,,所以在上单调递增,
当时,,不符合题意 ,
若,则,当时,,
当时,,所以在和上单调递增,在上单调递减,
又因为,所以在上成立,
要使在上也成立,只需,即,得,
故的取值范围是.
(3)由(1)可知在上单调递增,在上单调递减,且当时,.
又由(2)知当时,,故可作出,在上的大致图象如下,
除了点,的图象都在的图象的下方,
当时,直线与曲线有两个交点,横坐标分别为,,
直线与曲线有两个交点,横坐标分别为和,
由图可知.
【点睛】关键点点晴,本题的关键在第(3),根据(1)和(2)中结果,在同一坐标系中作出,的图象,将问题转化用图形直观反映.
40.(2025·云南·一模)若函数在上单调,为实数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】对函数求导,根据函数单调的性质得出的特点,进而得到与的关系,再通过构造函数,利用导数研究函数单调性来比较与、与的大小关系.
【详解】,
因为在上单调,所以无变号零点,则是方程的解,
故,即,,
令,则,令,解得,
时,,时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,,
所以,即;,
令,在上单调递增,无最值,则大小不确定,
故选:D.
41.(2025·云南昭通·一模)已知函数(,)在处取得极值,则( )
A. B.是的极大值点
C. D.的最大值为2
【答案】D
【分析】利用极值点时导数为零可得A错误;求导后结合二次函数的对称轴可得B错误;由A结合已知可得C错误;由A结合基本不等式可得D正确;
【详解】A:,
因为函数在处取得极值,所以,即,故A错误;
B:的对称轴为,所以是的极小值点,故B错误;
C:因为,由可得,所以,故C错误;
D:因为(当且仅当,即时,取等号),即,故D正确.
故选:D.
42.(2025·云南曲靖·一模)当今社会,每天都有海量信息通过网络等渠道快速传播,虽提供了丰富知识和多样视角,但也存在信息过载、虚假信息等问题,需要我们谨慎筛选辨别.信息论之父香农(C.E.Shannon)在1948年发表的论文《通信的数学理论》中指出,任何信息都存在冗余,冗余大小与信息中每个符号(数字、字母或单词)的出现概率或者说不确定性有关,把信息中排除了冗余后的平均信息量称为“信息熵”,并给出了计算“信息熵”的数学表达式,从而解决了对信息的量化度量问题.设随机变量的所有可能取值为1,2,…,,且,,定义的“信息熵”为.
(1)当时,求的值;
(2)当时,若,探究与是正相关还是负相关,说明理由;
(3)若,,,求此时的.
【答案】(1)0
(2)负相关,理由见解析
(3)
【分析】(1)直接利用公式求解;
(2)先求出,再判断单调性即可求解;
(3)由可知数列从第二项起,是首项为,公比为4的等比数列,故而可求出,再由可得的解析式.
【详解】(1)当时,,.
(2)与负相关,理由如下:
当时,,.
令,,
则,
因为,则,所以,即,
函数在上单调递减.
与负相关.
(3)由题意知,
.
.
.
令①
则②
由①-②得,,
.
.
.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是理解新定义,特别是第三问,根据等比数列定义写出,进而写出的通项公式,应用错位相减法及等比数列前项和公式求化简.
43.(2025·云南曲靖·一模)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若有两个零点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3).
【分析】(1)利用导数的几何意义,求出切线斜率和切点坐标,即得切线方程;
(2)函数求导分解因式后,对参数分类讨论导函数的符号即得原函数的单调性;
(3)根据(2)的结论,对参数分类,分析函数的单调性,极值以及图象变化趋势,结合特殊值,即可得解.
【详解】(1)当时,,
,.
又,故在处的切线方程为:.
(2).
当时,,故在上单调递增;
当时,令,得,令,得,
故在上单调递减,在上单调递增.
综上所述,当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)当时,在上单调递增,不符合题意,故.
由(2)知,当时,.
有两个零点,.
又,.
令,则,
在上单调递减,且,
当时,,即.
又,
在上有一个零点;
,.
当时,,
在上有一个零点.
综上所述,有两个零点时,的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:本题第三问解题的关键是由(2)得,,构造函数利用导数研究零点.
44.(2025·云南昭通·一模)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若对于任意,都有成立,求的取值范围.
【答案】(1)单调增区间为和,单调减区间为.
(2)
【分析】(1)利用导数分析单调区间即可;
(2)分离参数后构造函数,利用导数分析其单调性,求出最值即可;
【详解】(1)若,则,
.
令,可得或;令,可得,
所以单调增区间为和,单调减区间为.
(2)因为对于任意,都有成立,
所以对于任意,都有成立,
即对于任意,.
因为,所以对于任意,.
设,其中,则,
因为,所以,
当时,.
因此在上单调递增,在上单调递减,
所以,
所以,即,故的取值范围为.
45.(2025·云南昆明·一模)已知函数().
(1)若,求的极值;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)无极大值,极小值为
(2)答案见解析
【分析】(1)求出的解析式和定义域,根据导数求解;
(2)求出,分、、、和结合导数即可求解.
【详解】(1)时,,定义域为,
,由得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以有极小值,无极大值,极小值为;
(2),
①当时,,,
当时,,,单调递增,
当时,,,单调递减;
②当时,,,,
,
时,,,,单调递增,
时,,,,单调递减,
时,,,,单调递增;
③当时,,在上单调递增;
④当时,,,,
时,,,,单调递增,
时,,,,单调递减,
时,,,,单调递增;
⑤当时,,
时,,,单调递减,
时,,,单调递增.
【点睛】关键点点睛:本题(2)关键在于对取值范围的正确分类.
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