内容正文:
第06讲 导数应用:切线、单调、极值
知识核心
1、瞬时变化率:如果当时,平均变化率无限趋近于一个确定的值,即有极限,则称在处可导,并把这个确定的值叫作在处的导数(也称为瞬时变化率),记作或,即。
2、导数的四则运算法则
(1)函数和差求导法则:
(2)函数积的求导法则:
(3)函数商的求导法则:,则
(4)复合函数的导数和函数,的导数间关系为
4、基本初等函数的导数公式表
1、若,则;
2、若,则;
3、若,则;
4、若,则;
5、若,则;
6、若,则;
7、若,则;
8、若,则
9、若f(x)=sin x,则f′(x)=cos x
10、若f(x)=cos x,则f′(x)=-sin x
5、求切线方程的方法
(1)在点的切线方程
切线方程的计算:函数在点处的切线方程为,抓住关键.
(2)过点的切线方程
设切点为,则斜率,过切点的切线方程为:,
又因为切线方程过点,所以然后解出的值.(有几个值,就有几条切线)
3、求导数单调性
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)求出函数的导数;
(3)在定义域内求解不等式>0,求得其解集,再根据解集写出单调递增区间;
(4)在定义域内求解不等式<0,求得其解集,再根据解集写出单调递减区间.
4、求导数极值点
(1)解方程=0,当=0时:
●如果在附近的左侧>0,右侧<0,那么是极大值;
●如果在附近的左侧<0,右侧>0,那么是极小值。
(2)导数值为0的点不一定是函数的极值点。
例如,对于函数,我们有。虽然,但0不是函数的极值点。一般地,函数在一点的导数值为0是函数在这点取极值的必要条件,非充分条件。
5、常见不等式的证明:
(1)当>0时,; (2)当>0时,;
(3)当时,; (4)当>0时,。
考点一、真题
1.(2025·全国一卷·高考真题)若直线是曲线的切线,则 .
2.(2025·全国二卷·高考真题)若是函数的极值点,则
3.(2025·全国二卷·高考真题多选)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.当时,
C.当且仅当 D.是的极大值点
4.(2025·上海·高考真题)已知.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若函数满足在上存在极大值,求m的取值范围;
5.(2025·全国二卷·高考真题)已知函数,其中.
(1)证明:在区间存在唯一的极值点和唯一的零点;
(2)设分别为在区间的极值点和零点.
(i)设函数·证明:在区间单调递减;
(ii)比较与的大小,并证明你的结论.
6.(2025·全国一卷·高考真题)(1)设函数,求在的最大值;
(2)给定,设a为实数,证明:存在,使得;
考点二、切线问题
1.(2021·全国·高考真题)曲线在点处的切线方程为 .
2.(2023·全国·高考真题)曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
3.(2024·全国·高考真题)设函数,则曲线在点处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
4.(2024·全国·模拟预测)函数的图象在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
5.(2024·河北保定)曲线在点处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
6.(2022·全国·高考真题)曲线过坐标原点的两条切线的方程为 , .
7.(2024·贵州模拟)过点作曲线的切线,请写出切线的方程 .
8.(2024·全国·模拟预测)过坐标原点作曲线的切线,则切线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
9.(2024·湖南长沙)已知 ,,直线 与曲线 相切,则 的最小值是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
10.(2024高三下·全国)已知函数,若曲线在处的切线方程为,则 .
11.(2023·四川凉山)函数在区间的图象上存在两条相互垂直的切线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
12.(2024·河北邢台)已知函数的图像在,两个不同点处的切线相互平行,则下面等式可能成立的是( )
A. B. C. D.
13.(2024·全国·模拟)已知函数的图象上存在不同的两点,使得曲线在点处的切线都与直线垂直,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
14.(2024·全国·高考真题)若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则 .
15.(2024全国·高考真题)若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则 .
16.(2024·广东)曲线与曲线有公切线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
17.(2024·河北沧州)已知直线是曲线和的公切线,则实数a= .
18.(2024·上海·三模)设曲线和曲线在它们的公共点处有相同的切线,则的值为 .
19.(2024·全国·模拟)若函数,点是曲线上任意一点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
20.(24-25山东)若点是曲线上任意一点,则点到直线的最小距离为( )
A.1 B. C. D.
21.(2024·河南·模拟)函数与直线相切于点,则点的横坐标为( )
A. B.1 C.2 D.
考点三、不含参数求单调性
1.函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二·宁夏)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.和
3.已知定义在区间上的函数,则的单调递增区间为( )
A. B. C., D.
4、(24-25高二·江苏)函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二·全国)函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二下·北京)定义在区间上的函数,则的单调递减区间是( )
A. B.和 C. D.和
7.(2024·浙江·模拟)已知函数.当时,求的单调区间;
8.(2023·全国·高考真题)已知函数;当时,讨论的单调性;
考点四、含参数的一次型、二次型求单调性
9.(24-25高二·天津)已知函数,求函数的单调区间;
10.(2023·全国·高考真题)已知函数.讨论的单调性
10.(2024·江苏苏州)已知函数.讨论的单调性
11.(24-25高二·全国)已知函数,若,求函数的单调区间.
12.(2024高三·全国)已知函数,求的单调区间.
13.(24-25高二·全国)已知函数(),讨论的单调性.
14.(24-25高二·全国)已知函数,讨论的单调性.
15.(2024·全国·高考真题)已知函数.求的单调区间
16.(2024·广东东莞)已知函数.求函数的单调区间;
17.(24-25高二下·全国)设函数,其中.讨论的单调性.
18.求函数的单调递减区间.
19.(2024高三·全国)已知函数.讨论函数的单调性;
20.(24-25高二·陕西)讨论函数的单调性.
21.(24-25高二·江苏)已知函数.求函数的单调区间;
22.(2024高三·全国)已知函数,.若,求函数的单调区间.
23.已知函数.若,讨论函数的单调性;
24.(2021·全国·高考真题)已知函数.讨论的单调性;
25.(2024·新疆·三模)已知函数.讨论的单调性;
26.已知函数.若,讨论的单调性;
27.(2025高三·全国)已知函数.讨论的单调性;
28.(2024高三·全国)已知函数.讨论的单调性
29.(24-25高二下·广东)已知函数.若,讨论的单调性;
考点五、含参数求极值
1.(24-25高二下·四川)已知函数,
(1)讨论函数的极值点情况;(2)若,证明.
2.(24-25高二下·云南)已知函数.
(1)当时,求过点的切线方程;(2)若有极值且恒成立,求的取值范围.
3.(24-25高二下·安徽亳州)已知函数,其中为自然对数的底数.
(1)求的极值;(2)若有两个零点,求的取值范围.
4.(2024·山东济南·一模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;(2)讨论极值点的个数.
5.(河南省2025届高三)已知函数在点处的切线方程为.
(1)求的值;(2)求函数的单调区间和极值.
6.(2024·广东惠州·模拟预测)已知函数().
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)设,求函数的极大值.
7.(2024·贵州·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;(2)当时,求的极值.
8.(24-25高二下·北京通州·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的极大值与极小值.
9.(24-25高二下·辽宁·期中)已知函数(为常数),曲线在点处的切线平行于轴.
(1)求的值;
(2)求函数的单调减区间和极值.
10.(2024·重庆)已知函数在点处的切线与直线垂直.
(1)求的值;(2)求函数的极值.
11.(22-23高二下·陕西)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)讨论函数的极值点个数.
12.(24-25高二上·全国)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若均不为零,讨论函数的极值.
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第06讲 导数应用:切线、单调、极值
知识核心
1、瞬时变化率:如果当时,平均变化率无限趋近于一个确定的值,即有极限,则称在处可导,并把这个确定的值叫作在处的导数(也称为瞬时变化率),记作或,即。
2、导数的四则运算法则
(1)函数和差求导法则:
(2)函数积的求导法则:
(3)函数商的求导法则:,则
(4)复合函数的导数和函数,的导数间关系为
4、基本初等函数的导数公式表
1、若,则;
2、若,则;
3、若,则;
4、若,则;
5、若,则;
6、若,则;
7、若,则;
8、若,则
9、若f(x)=sin x,则f′(x)=cos x
10、若f(x)=cos x,则f′(x)=-sin x
5、求切线方程的方法
(1)在点的切线方程
切线方程的计算:函数在点处的切线方程为,抓住关键.
(2)过点的切线方程
设切点为,则斜率,过切点的切线方程为:,
又因为切线方程过点,所以然后解出的值.(有几个值,就有几条切线)
3、求导数单调性
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)求出函数的导数;
(3)在定义域内求解不等式>0,求得其解集,再根据解集写出单调递增区间;
(4)在定义域内求解不等式<0,求得其解集,再根据解集写出单调递减区间.
4、求导数极值点
(1)解方程=0,当=0时:
●如果在附近的左侧>0,右侧<0,那么是极大值;
●如果在附近的左侧<0,右侧>0,那么是极小值。
(2)导数值为0的点不一定是函数的极值点。
例如,对于函数,我们有。虽然,但0不是函数的极值点。一般地,函数在一点的导数值为0是函数在这点取极值的必要条件,非充分条件。
5、常见不等式的证明:
(1)当>0时,; (2)当>0时,;
(3)当时,; (4)当>0时,。
考点一、真题
1.(2025·全国一卷·高考真题)若直线是曲线的切线,则 .
【详解】对于,其导数为,因为直线是曲线的切线,直线的斜率为2,
令,即,解得,将代入切线方程,可得,
所以切点坐标为,因为切点在曲线上,所以,即,解得.
2.(2025·全国二卷·高考真题)若是函数的极值点,则
【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.
3.(2025·全国二卷·高考真题多选)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.当时,
C.当且仅当 D.是的极大值点
【详解】对A,因为定义在上奇函数,则,故A正确;
对B,当时,,则,故B正确;
对C,, 故C错误;
对D,当时,,则,
令,解得或(舍去),当时,,此时单调递增,
当时,,此时单调递减,
则是极大值点,故D正确;故选:ABD.
4.(2025·上海·高考真题)已知.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若函数满足在上存在极大值,求m的取值范围;
【详解】(1)因为,故,故,故,故即为,设,则,故在上为增函数,
而即为,故,故原不等式的解为.
(2)在有极大值即为有极大值点.
,
若,则时,,时,,
故为的极小值点,无极大值点,故舍;
若即,则时,,
时,,故为的极大值点,符合题设要求;
若,则时,,无极值点,舍;若即,则时,,时,,
故为的极大值点,符合题设要求;综上,且.
5.(2025·全国二卷·高考真题)已知函数,其中.
(1)证明:在区间存在唯一的极值点和唯一的零点;
(2)设分别为在区间的极值点和零点.
(i)设函数·证明:在区间单调递减;
(ii)比较与的大小,并证明你的结论.
【详解】(1)由题得,
因为,所以,设,
则在上恒成立,所以在上单调递减,
,令,
所以当时,,则;当时,,则,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以在上存在唯一极值点,
对函数有在上恒成立,
所以在上单调递减,
所以在上恒成立,
又因为,时,
所以时,所以存在唯一使得,即在上存在唯一零点.
(2)(i)由(1)知,则,,,则
,
,,
即在上单调递减.
(ii),证明如下:由(i)知:函数在区间上单调递减,
所以即,又,
由(1)可知在上单调递减,,且对任意,所以.
6.(2025·全国一卷·高考真题)(1)设函数,求在的最大值;
(2)给定,设a为实数,证明:存在,使得;
【详解】(1)法1:,
因为,故,故,当时,即,
当时,即,故在上为增函数,在为减函数,
故在上的最大值为.
(2)法1:由余弦函数的性质得的解为,,
若任意与交集为空,
则且,此时无解,
矛盾,故无解;故存在,使得,
法2:由余弦函数的性质知的解为,
若每个与交集都为空,
则对每个,必有或之一成立.
此即或,但长度为的闭区间上必有一整数,该整数不满足条件,矛盾.故存在,使得成立.
考点二、切线问题
1.(2021·全国·高考真题)曲线在点处的切线方程为 .
【详解】由题,当时,,故点在曲线上.
求导得:,所以.故切线方程为.
2.(2023·全国·高考真题)曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【详解】设曲线在点处的切线方程为,因为,
所以,所以所以
所以曲线在点处的切线方程为.故选:C
3.(2024·全国·高考真题)设函数,则曲线在点处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【详解】,则,
即该切线方程为,即,令,则,令,则,
故该切线与两坐标轴所围成的三角形面积.故选:A.
4.(2024·全国·模拟预测)函数的图象在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【详解】由,可得,则,又,
则所求切线方程为,即.
5.(2024·河北保定)曲线在点处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【详解】由,得,则,,
所以曲线在点处的切线方程为.
令,得,令,得,故该切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为.
6.(2022·全国·高考真题)曲线过坐标原点的两条切线的方程为 , .
解: 因为,当时,设切点为,由,所以,所以切线方程为,又切线过坐标原点,所以,解得,所以切线方程为,即; 当时,设切点为,由,所以,所以切线方程为,又切线过坐标原点,所以,解得,所以切线方程为,即;故答案为:;。
7.(2024·贵州模拟)过点作曲线的切线,请写出切线的方程 .
【详解】设切点为,而,所以切线的斜率,故切线方程为,因为切线过点,,
化简可得或,则切点为或,
则代入得切线方程为:或,故答案为:或.
8.(2024·全国·模拟预测)过坐标原点作曲线的切线,则切线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【详解】设切点为,由可得,
则过坐标原点的切线的斜率,
故,即,解得,故过坐标原点的切线共有1条.
9.(2024·湖南长沙)已知 ,,直线 与曲线 相切,则 的最小值是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【详解】由于直线 与曲线 相切,设切点为,且,所以,
则切点的横坐标 ,则,即 .
又,所以,即,
当且仅当 时取等号,所以 的最小值为1.
10.(2024高三下·全国)已知函数,若曲线在处的切线方程为,则 .
【详解】函数,,若曲线在处的切线方程为,则切点坐标为,切线斜率,则有,解得,所以.
11.(2023·四川凉山)函数在区间的图象上存在两条相互垂直的切线,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【详解】由,不妨设这两条相互垂直的切线的切点为,且若,则恒成立,不符合题意,可排除A项;
所以,此时易知单调递增,要满足题意则需.
12.(2024·河北邢台)已知函数的图像在,两个不同点处的切线相互平行,则下面等式可能成立的是( )
A. B. C. D.
【详解】因为,.所以,.由因为在,两个不同点处的切线相互平行,所以,又,所以,故CD错误;因为且,所以,故A不成立;
当时,.故B成立.故选:B
13.(2024·全国·模拟)已知函数的图象上存在不同的两点,使得曲线在点处的切线都与直线垂直,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】由题意知,因为切线与直线垂直,
所以曲线在点处的切线斜率都是,即关于的方程有两个不相等的正实数根,化简得,有两个不相等的正实数根,则,解得.
14.(2024·全国·高考真题)若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则 .
【详解】由得,,故曲线在处的切线方程为;
由得,设切线与曲线相切的切点为,
由两曲线有公切线得,解得,则切点为,
切线方程为,两切线重合,所以,解得
15.(2024全国·高考真题)若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则 .
【详解】试题分析:对函数求导得,对求导得,设直线与曲线相切于点,与曲线相切于点,则,由点在切线上得,由点在切线上得,这两条直线表示同一条直线,所以,解得.
16.(2024·广东)曲线与曲线有公切线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】两个函数求导分别为,设,图象上的切点分别为,,则过这两点处的切线方程分别为,,
则,,所以,设,,,
令,所以,所以在上单调递增,且,
则在上单调递减,在上单调递增,所以,.故选:B.
17.(2024·河北沧州)已知直线是曲线和的公切线,则实数a= .
【详解】设直线l与曲线相切于点,由,得,因为l与曲线相切,所以消去,得,解得.
设l与曲线相切于点,由,得,即,因为是l与曲线的公共点,所以消去,得,即,解得.
18.(2024·上海·三模)设曲线和曲线在它们的公共点处有相同的切线,则的值为 .
【详解】由已知得,解得,又,
所以得,所以,所以.
19.(2024·全国·模拟)若函数,点是曲线上任意一点,则点到直线的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
的定义域为,由函数,可得,
令,可得,负值舍去,又,所以平行于直线且与曲线相切的直线与曲线的切点坐标为.点到直线的距离,即点到线的距离的最小值为.
20.(24-25山东)若点是曲线上任意一点,则点到直线的最小距离为( )
A.1 B. C. D.
【详解】直线的斜率,函数定义域为,点是曲线上任意一点,设,由,令,解得或(舍去),
,此时,∴曲线上与直线平行的切线的切点为,
所以曲线上点到直线的最小距离,为点到直线的距离.选C.
21.(2024·河南·模拟)函数与直线相切于点,则点的横坐标为( )
A. B.1 C.2 D.
【详解】设函数与直线相切于点,直线的斜率为,
,所以,所以.故选:B.
考点三、不含参数求单调性
1.函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【详解】,则,由,得,所以单调递减区间是.D.
2.(24-25高二·宁夏)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.和
【详解】函数的定义域为,求导得,由,即,解得或,所以函数的单调减区间为和.故选:D
3.已知定义在区间上的函数,则的单调递增区间为( )
A. B. C., D.
【详解】,,则,,由有,由,解得或,所以的单调递增区间为和.故选:C.
4、(24-25高二·江苏)函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【详解】函数 的定义域为 , ,
由 得,解得 ,所以 的单调增区间为 .故选:B.
5.(24-25高二·全国)函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【详解】由函数,可得其定义域为,且,
令,解得,所以函数的单调增区间为.故选:C.
6.(24-25高二下·北京)定义在区间上的函数,则的单调递减区间是( )
A. B.和 C. D.和
【详解】由可得,令,
当时,由可得,解得;当时,由可得,解得;因此可得在的单调递减区间是和.故选:D
7.(2024·浙江·模拟)已知函数.当时,求的单调区间;
【详解】(1)当时,,所以,
当时,,所以,则,所以,在上单调递减.
当时,记,则,
因为,所以,在单调递增,
所以,即,所以在上单调递增.
8.(2023·全国·高考真题)已知函数;当时,讨论的单调性;
【详解】(1)
令,则,则,当,当,即.
当,即.所以在上单调递增,在上单调递减
考点四、含参数的一次型、二次型求单调性
9.(24-25高二·天津)已知函数,求函数的单调区间;
由题设,且,当时,,即的递增区间为,无递减区间;
当时,有,有,递增区间为,递减区间为.
10.(2023·全国·高考真题)已知函数.讨论的单调性
因为,定义域为,所以,
当时,由于,则,故恒成立,所以在上单调递减;
当时,令,解得,
当时,,则在上单调递减;
当时,,则在上单调递增;综上:当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增.
10.(2024·江苏苏州)已知函数.讨论的单调性
函数的定义域为,且.
当时,恒成立,所以在区间上单调递增;
当时,令,解得,
当时,在区间上单调递增,
当时,在区间上单调递减.
11.(24-25高二·全国)已知函数,若,求函数的单调区间.
【详解】解:当时,,定义域为,所以,,
所以,时,在上恒成立,故在上单调递增,
当时,令得,所以,当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
12.(2024高三·全国)已知函数,求的单调区间.
【详解】解:,当时,,在上为增函数,
当时,由,解得:,
当时,,在上为减函数,
当时,,在上为增函数.
13.(24-25高二·全国)已知函数(),讨论的单调性.
【详解】易得.当时,恒成立,所以在R上单调递增.
当时,令,得,
①当时,,所以在上单调递减;
②当时,,所以在上单调递增.
14.(24-25高二·全国)已知函数,讨论的单调性.
【详解】函数的定义域为,且,令,解得或2,
当时,令,解得或;令,解得;
可知在区间和上单调递减,在区间上单调递增;
当时,令,解得;令,解得或;
可知在区间和上单调递增,在区间上单调递减.
15.(2024·全国·高考真题)已知函数.求的单调区间
【详解】(1)定义域为,
当时,,故在上单调递减;
当时,时,,单调递增,
当时,,单调递减.综上所述,当时,的单调递减区间为;
时,的单调递增区间为,单调递减区间为.
16.(2024·广东东莞)已知函数.求函数的单调区间;
的定义域为 ,求导数,得 ,
若,则,此时在上单调递增,
若,则由得,当时,,在上单调递减,
当时, ,在上单调递增,
综上,当,的增区间为,无减区间,
若,减区间为,增区间为.
17.(24-25高二下·全国)设函数,其中.讨论的单调性.
【详解】的定义域是,若,,函数在上单调递增,
当时,,令,解得或,
若,则当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增;若,则当时,,当时,,所以在上单调递减,在上单调递增.
18.求函数的单调递减区间.
【解析】函数的定义域是,.
①当时,在上恒成立,故在上单调递减.
②当时,若,则;
若,则,所以在上单调递减,在上单调递增.
19.(2024高三·全国)已知函数.讨论函数的单调性;
【详解】因为的定义域为,又,
当时,在上恒成立,所以在上单调递增;
当时,令,解得(舍去),;当,,在上单调递减;
,,在上单调递增;
20.(24-25高二·陕西)讨论函数的单调性.
【详解】由题设,,当时,若即时,递减;若即时,递增;当时,,定义域上递增;当时,若即时,递减;若即时,递增;
21.(24-25高二·江苏)已知函数.求函数的单调区间;
【详解】函数的定义域为;则
当,时,恒成立,所以单调递减;
当时,令,解得或(舍去),令,,令,
所以在上单调递减;上单调递增.
22.(2024高三·全国)已知函数,.若,求函数的单调区间.
【详解】解:,,当时,令,得:;令,得;当时,令,得:或,令,得;
当时,在递增,在递减;当时,在,递减;在递增.
23.已知函数.若,讨论函数的单调性;
由题,由于,的解为.
①当,即时,,则在上单调递增;
②当,即时,在区间,上,,在区间上,,
所以在,上单调递增;在上单调递减;
③当,即时,在区间,上,,在区间上,,
所以在,上单调递增;在上单调递减.
24.(2021·全国·高考真题)已知函数.讨论的单调性;
由函数的解析式可得:,
当时,若,则单调递减,若,则单调递增;
当时,若,则单调递增,若,则单调递减,若,则单调递增;当时,在上单调递增;
当时,若,则单调递增,若,则单调递减,
若,则单调递增;
25.(2024·新疆·三模)已知函数.讨论的单调性;
【详解】(1)因为的定义域为,且,
当时,令,解得;令,解得,
所以在上单调递减,在上单调递增;
当时,时恒成立,当且仅当时等号成立,所以在上单调递增;
当时,,令,解得,令,解得或,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
当时,,令,解得,令,解得或,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.综上。。。.
26.已知函数.若,讨论的单调性;
,①时,,当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减;令,则
②且,即时,,在上单调递增,时,,
,则,或,得
所以在上单调递增,在上单调递增;
,则,则,所以在上单调递减,
27.(2025高三·全国)已知函数.讨论的单调性;
【详解】因为,当时,,此时在上恒成立,所以在上单调递减;
当时,在上单调递减,所以在上有唯一零点,
当时,,在上单调递增,当时在上单调递减;当时,在上有零点,
当和时,,所以在和上单调递减,
当时,,所以在上单调递增.
28.(2024高三·全国)已知函数.讨论的单调性
【详解】因为,当时,,所以在上单调递增.
当时,令,则.若,即时,恒成立,
所以在上单调递增.若,即时,方程的根为,
当时,或,在和上单调递增;
当时,,在上单调递减.
29.(24-25高二下·广东)已知函数.若,讨论的单调性;
【详解】,①时,,
当时,,在上单调递增,当时,,在上单调递减;
令,则
②且,即时,,在上单调递增,时,,
,则,或,得
所以在上单调递增,在上单调递增;
,则,则,所以在上单减.
考点五、含参数求极值
1.(24-25高二下·四川)已知函数,
(1)讨论函数的极值点情况;(2)若,证明.
【详解】(1),当时,,单调递增,无极值点;
当时,由得,由得,所以在上单调递增,在上单调递减,所以函数在处有极小值,无极大值,即极小值点为,无极大值点.
综上所述,时,无极值点;时,极小值点为,无极大值点;
(2)若,令,,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以,即.
2.(24-25高二下·云南)已知函数.
(1)当时,求过点的切线方程;(2)若有极值且恒成立,求的取值范围.
【详解】(1)的定义域,当时,,
,,,所以过点的切线方程为,即;
(2)由得,.当时,,在上单调递减,
无极值,故舍去;当时,,
当时,,在上单调递减,当时,,在上单调递增,所以存在极小值,且.令,,
,因为,所以,所以在上单调递增,
且,由得,所以.
3.(24-25高二下·安徽亳州)已知函数,其中为自然对数的底数.
(1)求的极值;(2)若有两个零点,求的取值范围.
【详解】(1).当时,在上单增,既没有极大值,也没有极小值.当时,令,则
当时,在上单减,当时,在上单增,所以的极小值为,没有极大值.
(2)由得,.令.则,当时,单增;当时,单减.因此.
显然当时,;当时,.当时,直线与函数的图象有且仅有两个公共点,即函数有两个零点.故的取值范围是.
4.(2024·山东济南·一模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;(2)讨论极值点的个数.
【详解】(1)当时,定义域为,又,
所以,由,解得,此时单调递增;
由,解得,此时单调递减,所以的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)函数的定义域为,由题意知,,当时,,所以在上单调递增,即极值点的个数为个;当时,易知,
故解关于的方程得,,,所以,
又,,所以当时,,即在上单调递增,当时,,即在上单调递减,即极值点的个数为个.
综上,当时,极值点的个数为个;当时,极值点的个数为个.
5.(河南省2025届高三)已知函数在点处的切线方程为.
(1)求的值;(2)求函数的单调区间和极值.
【详解】(1)的定义域为,由题知,,即①,
又,所以,即②,联立①②解得.
(2)由(1)知,,
当时,,当时,,
所以的单调递减区间为,单调递增区间为,所以当时,取得极小值,无极大值.
6.(2024·广东惠州·模拟预测)已知函数().
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)设,求函数的极大值.
【详解】(1)当时,,,则,
所以曲线在点处的切线方程为,即;
(2)函数的定义域为,,则,
则,当时,,此时函数无极值;
当时,令,则或;令,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以的极大值为;综上所述,当时,函数无极大值;当时,的极大值为.
7.(2024·贵州·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;(2)当时,求的极值.
【详解】(1)由得,,,,
又,在处的切线方程为.
(2)由得,可知函数的定义域为,,设,,在上单调递减,
当时,,此时,故在上单调递增,
当时,,此时,故在上单调递减,又,
在处有极大值,函数无极小值.
8.(24-25高二下·北京通州·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的极大值与极小值.
【详解】(1)由可得其定义域为,
且;
当时,恒成立,此时的单调递增区间为;
当时,,若或,;
若,;
因此的单调递增区间为和,单调递减区间为;
当时,,若或,;
若,;
因此的单调递增区间为和,单调递减区间为;
综上可得时,的单调递增区间为;
时,的单调递增区间为和,单调递减区间为;
时,的单调递增区间为和,单调递减区间为.
(2)当时,,此时;
由(1)可知的单调递增区间为和,单调递减区间为;
所以可得函数在时取得极大值,即,
在时取得极小值,即;所以函数的极大值为,极小值为.
9.(24-25高二下·辽宁·期中)已知函数(为常数),曲线在点处的切线平行于轴.
(1)求的值;
(2)求函数的单调减区间和极值.
【详解】(1)函数的定义域为,
在点处的切线平行于轴,,.
(2)由(1)可得,令得或,列表如下:
2
+
0
-
0
+
极大值
极小值
由表格知单调减区间为,极大值为,极小值为.
10.(2024·重庆)已知函数在点处的切线与直线垂直.
(1)求的值;(2)求函数的极值.
【详解】(1)函数,求导得,
则,即为切线的斜率,因为切线与直线垂直,则有,..
解得.
(2)由(1)知,函数,定义域为,
求导得,当或时,,当时,,
因此函数在上单调递增,在上单调递减,当时,取得极大值,当时,取得极小值,
所以函数的递增区间为,递减区间为,极大值,极小值.
11.(22-23高二下·陕西)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)讨论函数的极值点个数.
【详解】(1)当时,,切点为.,斜率,
所求切线方程为,即;
(2)函数的定义域为,,令,则,
,令,解得,当时,,即在上单调递减,当时,,即在上单调递增,
,
①当时,,函数单调递增,函数无极值点;
②当时,,
,即,因此函数在上有唯一零点,
当时,,因此函数在上有唯一零点,
当时,,即函数在上单调递增;
当时,,即函数在上单调递减;
当时,,即函数在上单调递增.
又当时,函数有两个极值点.
综上,当时,函数无极值点;当时,函数有两个极值点.
12.(24-25高二上·全国)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若均不为零,讨论函数的极值.
【详解】(1)函数的定义域为,当时,,则,
令,令,所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)的定义域为.
①当时,则恒成立,在区间内单调递增,无极值;
②当时,则恒成立,在区间内单调递减,无极值;
③当时,令,得(舍去),,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
故有唯一极小值点,极小值为,无极大值;
④当时,令,得(舍去),,
当时,,单调递增;当时,单调递减.
故有唯一极大值点,极大值为,无极小值.
综上所述,当时,函数无极值,
当时,有极小值,无极大值,
当时,有极大值,无极小值.
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