内容正文:
5.3.2 极大值与极小值
题型一:导函数图象与极值的关系
1.(多选)(22-23高二下·江苏盐城·期中)定义在上的可导函数的导函数的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.-2是函数的极大值点,-1是函数的极小值点
B.0是函数的极小值点
C.函数的单调递增区间是
D.函数的单调递减区间是
2.(多选)(24-25高二上·江苏南京·期末)如图是函数的导函数的图象,则( )
A.函数的图象在处切线的斜率小于零
B.函数在区间上单调递增
C.在时,函数取得极值
D.在时,函数取得极值
3.(多选)(22-23高二上·江苏镇江·期末)已知函数的定义域为R,函数的导函数的图象
如图所示,则下列选项正确的是( )
A.函数的单调递减区间是
B.函数的单调递增区间是,
C.处是函数的极值点
D.时,函数的导函数小于0
4.(多选)(22-23高二上·江苏常州·期末)函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.是函数的极值点 B.3是函数的极大值点
C.在区间上单调递减 D.1是函数的极小值点
题型二:导函数图像与极值点的关系
5.(24-25高二下·江苏南京·期中)已知的导函数图象如图,则的极大值点为( )
A. B. C. D.
6.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知函数的定义域为,导函数的图象如图所示,则函数的极小值点的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
7.(多选)(23-24高二上·江苏南通·月考)对于定义在R上的可导函数,为其导数,下列说法正确的是( )
A.使得的x一定是函数的极值点
B.“在R上单调递增”是“在R上恒成立”的必要不充分条件
C.函数在给定的区间上必存在最值
D.若在R上存在极值,则它在R一定不单调
题型三:求已知函数的极值
8.(24-25高二上·江苏连云港·期末)函数的极小值为( )
A. B. C.15 D.17
9.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)在等比数列中,是函数的极值点,则( )
A. B.4 C.3 D.
10.(24-25高二下·江苏南通·月考)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的极值.
11.(23-24高二下·江苏南京·开学考试)设,函数的单调增区间是.
(1)求实数a;
(2)求函数的极值.
12.(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极大值与极小值.
题型四:根据极值求参数
13.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知函数在处取得极小值1,则( )
A. B.
C. D.
14.(22-23高二下·江苏镇江·期末)若函数与函数有相等的极小值,则实数( )
A. B. C.2 D.
15.(21-22高二上·江苏盐城·期末)已知函数既有极大值,又有极小值,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
16.(22-23高二上·江苏连云港·期末)已知函数,,.
(1)若,函数在处取得极大值,求实数a的值;
(2)若,求函数的单调区间.
17.(23-24高二上·江苏南京·月考)设,函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当函数与都存在极小值,且它们的极小值之和为0时,求的值.
题型五:求已知函数的极值点
18.(多选)(23-24高二上·江苏淮安·期末)设函数在上可导,其导函数为,且函数的图象如图所示,则下列结论正确的有( )
A.仅有两个极值点
B.有两个极大值点
C.是函数的极大值点
D.是函数的极大值点
19.(多选)(21-22高二下·江苏苏州·期中)已知函数,则( )
A.和0是函数的极值点
B.在上单调递增
C.的极大值为
D.的极小值为
20.(23-24高二上·江苏南通·期末)已知函数.
(1)求函数的极值点;
(2)记曲线在处的切线为,求证,与有唯一公共点.
题型六:根据极值点求参数
21.(24-25高三上·江苏常州·期末)若函数在处取得极小值,则实数( )
A. B.2 C.2或0 D.0
22.(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知函数的导函数,若是函数的极大值点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
23.(多选)(21-22高二上·江苏常州·期末)已知函数f(x)=(x-a)(x-3)2,当x=3时,f(x)有极大值,则a的取值可以是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
24.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知在处取得极小值,则实数的值为 .
25.(23-24高二上·江苏徐州·月考)已知函数在上不是单调函数,则实数的取值范围为 .
26.(23-24高二上·江苏南通·月考)若函数在内有两个不同的极值点,则实数a的取值范围为 .
27.(24-25高三上·江苏无锡·期末)已知函数.
(1)若在处有极小值,求的单调递增区间;
(2)若函数的图象与直线相切,求实数的值.
28.(24-25高三上·江苏无锡·期中)已知函数.
(1)若函数有两个不同的极值点,求的取值范围;
(2)求函数的单调递减区间.
29.(23-24高二上·江苏无锡·期末)已知曲线.
(1)若在处有极大值,求的值;
(2)若,求过点(2,8)且与曲线相切的直线方程.
一、单选题
1.(24-25高二上·江苏南京·期末)设函数在上可导,其导函数为,且函数在处取得极小值,则函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·江苏南通·月考)已知函数在处取得极小值10,则的值为( )
A.2或 B.或 C. D.
二、多选题
3.设为函数的导函数,已知,,则下列结论正确的是( )
A.在单调递增 B.在单调递减
C.在上有极大值 D.在上有极小值
4.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.在区间上单调递增
B.在区间上有且仅有2个极值点
C.在区间上最多有4个零点
D.在区间上存在极大值点
5.(24-25高二上·江苏南京·期末)对于函数,下列说法正确的是( )
A.函数在上单调递减
B.对于任意实数恒成立
C.0是函数的一个极大值点
D.函数有无数个极大值点
6.(24-25高二上·江苏南京·期末)函数的所有极值点从小到大排列成数列,设是的前项和,则( )
A.数列为等差数列 B.
C.为函数的极大值点 D.
三、填空题
7.(2024·江苏·二模)如果函数在区间[a,b]上为增函数,则记为,函数在区间[a,b]上为减函数,则记为.如果,则实数m的最小值为 ;如果函数,且,,则实数 .
8.(24-25高三上·江苏盐城·月考)若函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .
四、解答题
9.已知函数.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)是否存在实数a,使得函数f(x)的极值大于0?若存在,求a的取值范围;若不存在,说明理由.
10.(24-25高二下·江苏常州·期末)已知函数.
(1)若在其定义域内单调递减,求实数的取值范围;
(2)是否存在实数,使得函数为偶函数?若存在,求的值,若不存在,说明理由;
(3)函数在区间上有且仅有一个极值点,求正数的取值范围.
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5.3.2 极大值与极小值
题型一:导函数图象与极值的关系
1.(多选)(22-23高二下·江苏盐城·期中)定义在上的可导函数的导函数的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.-2是函数的极大值点,-1是函数的极小值点
B.0是函数的极小值点
C.函数的单调递增区间是
D.函数的单调递减区间是
【答案】BC
【分析】根据导函数的正负,即可判断原函数单调性和极值,得出正确选项.
【详解】由题意可得,当时,,
当时,,
所以函数的单调递减区间是,单调递增区间是,
所以0是函数的极小值点,所以B,C正确,A,D错误.
故选:BC
2.(多选)(24-25高二上·江苏南京·期末)如图是函数的导函数的图象,则( )
A.函数的图象在处切线的斜率小于零
B.函数在区间上单调递增
C.在时,函数取得极值
D.在时,函数取得极值
【答案】BC
【分析】根据导函数图象分析原函数的性质判断各项的正误即可.
【详解】对于A,的图象在处的切线斜率为,故A错误;
对于B,当时,且,此时单调递增,故B正确;
对于C,是导函数的一个变号零点,故当时取得极值,故C正确;
对于D,不是导函数的一个变号零点,故当时不能取得极值,故D错误.
故选:BC
3.(多选)(22-23高二上·江苏镇江·期末)已知函数的定义域为R,函数的导函数的图象
如图所示,则下列选项正确的是( )
A.函数的单调递减区间是
B.函数的单调递增区间是,
C.处是函数的极值点
D.时,函数的导函数小于0
【答案】BD
【分析】综合应用函数的单调性与导函数的关系即可解决.
【详解】根据导函数的图象,对于A项,在上,,可得函数的单调递减区间是,故A错误;
对于B项,在上,,在上,可得函数的单调递增区间是,,故B正确;
对于C项,是的变号零点,且时,,当时,,故是函数的极大值点,
是的不变号零点,不是函数的极值点,故C错误;
对于D项,,故D正确.
故选:BD.
4.(多选)(22-23高二上·江苏常州·期末)函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.是函数的极值点 B.3是函数的极大值点
C.在区间上单调递减 D.1是函数的极小值点
【答案】AC
【分析】根据导函数的图象,得出函数的单调区间,进而即可得出函数的极值情况.
【详解】对于A项,由图象可知,
当时,,所以在上单调递增;
当时,,所以在上单调递减.
所以,在处取得极大值.故A正确;
对于B项,由图象可知,
当时,恒成立,且不恒为0,所以在上单调递减.
所以,3不是函数的极大值点.故B错误;
对于C项,由B可知,在区间上单调递减.故C正确;
对于D项,由B可知,在上单调递减.
所以,1不是函数的极小值点.故D错误.
故选:AC.
题型二:导函数图像与极值点的关系
5.(24-25高二下·江苏南京·期中)已知的导函数图象如图,则的极大值点为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据导函数的图象判断区间单调性,进而确定极大值点.
【详解】由图知上,上且仅有,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以的极大值点为.
故选:D
6.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知函数的定义域为,导函数的图象如图所示,则函数的极小值点的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】利用导函数图象可得出原函数图象的单调性,即可得出函数的极小值点的个数.
【详解】根据导函数的图象可知,有三个变号零点,
则可得函数在上的单调性为先增再减,再增又减,
所以函数的极小值点的个数为1个.
故选:A
7.(多选)(23-24高二上·江苏南通·月考)对于定义在R上的可导函数,为其导数,下列说法正确的是( )
A.使得的x一定是函数的极值点
B.“在R上单调递增”是“在R上恒成立”的必要不充分条件
C.函数在给定的区间上必存在最值
D.若在R上存在极值,则它在R一定不单调
【答案】BCD
【分析】根据极值点和极值的定义,导数与函数单调性和极值的关系,函数最值的定义,对选项进行判断.
【详解】对于A:的x不一定是函数的极值点,
比如:,,,在R上单调递增,
但不是的极值点,故A错误;
对于B:若“在R上恒成立”则“在R上单调递增”,若“在R上单调递增”则“在R上恒成立”
故“在R上单调递增”是“在R上恒成立”的必要不充分条件,故B正确;
对于C:由最值的定义可知,函数在给定的区间上必存在最值,C正确;
对于D:根据极值点和极值的定义可以判断,若在R上存在极值,则它在R上一定不单调,故D正确.
故选:BCD.
题型三:求已知函数的极值
8.(24-25高二上·江苏连云港·期末)函数的极小值为( )
A. B. C.15 D.17
【答案】B
【分析】对函数求导,令导数等于0,求得,分别研究导函数在,和时的单调性,从而得极小值点,代入函数解析式求得极小值.
【详解】由函数,求导得,
令,得,
当时, ,函数单调递增;
当时, ,函数单调递减;
当时, ,函数单调递增;
所以是极小值点,所以函数的极小值为.
故选:B
9.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)在等比数列中,是函数的极值点,则( )
A. B.4 C.3 D.
【答案】D
【分析】首先通过函数求导得出极值点所满足的方程,利用韦达定理得到与的乘积和和,再根据等比数列的性质求出的值,结合的正负确定的值.
【详解】已知,对求导可得.
因为,是函数的极值点,所以,是方程的两个根.
所以,. 所以,则.
由,且,可知与同号,
又因为,所以,.在等比数列中,奇数项的符号相同,
所以,因此.
故选:D.
10.(24-25高二下·江苏南通·月考)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的极值.
【答案】(1)
(2)极大值,极小值
【分析】(1)求出切点坐标,利用导数求出切线斜率,即可得解;
(2)根据导函数的正负确定函数的单调性,即可求解.
【详解】(1),
,
故曲线在点处的切线方程为.
(2)由得或,
由于,故当时,,当时,,当时,,
故在单调递增,在单调递减,在单调递增,
故的极大值为,极小值为.
11.(23-24高二下·江苏南京·开学考试)设,函数的单调增区间是.
(1)求实数a;
(2)求函数的极值.
【答案】(1)2
(2)极小值为,极大值为0.
【分析】(1)因为函数的单调增区间是,所以的解集为,由此可求参数的值.
(2)求导,分析函数的单调性,可求函数的极值.
【详解】(1)函数的定义域为:
且
因为函数的单调增区间是,
所以的解集是.
所以方程的解是,,
所以.
(2)当时,令,则或
当变化时,,的变化情况如下表:
x
1
f'(x)
+
0
f(x)
↘
极小值
↗
极大值
↘
当时,有极小值;
当时,有极大值.
12.(24-25高二上·江苏连云港·期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求函数的极大值与极小值.
【答案】(1)增区间为和,减区间为
(2)极大值为,极小值为
【分析】(1)对函数求导,由导数大于零和小于零求出单调区间;
(2)列表,由单调性求出极值.
【详解】(1)因为函数,
所以,
由得或,由得,
则函数的增区间为:和,减区间为:.
(2)由(1)可得
-2
+
0
0
↑
极大值
↓
极小值
↑
则函数的极大值为,极小值为.
题型四:根据极值求参数
13.(23-24高二上·江苏泰州·期末)已知函数在处取得极小值1,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据极值定义进行求解即可.
【详解】由,
因为在处取得极小值1,
所以有,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以是函数的极小值点,故满足题意,
于是有.
故选:C
14.(22-23高二下·江苏镇江·期末)若函数与函数有相等的极小值,则实数( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】由对勾函数可知:的极小值,对求导,利用导数判断的单调性和极值,运算求解即可.
【详解】由对勾函数可知:在时取到极小值,
对于,则有:
当时,在定义域内单调递减,无极值,不合题意;
当时,,
令,解得;令,解得;
则在上单调递减,在上单调递增,
所以的极小值为,解得.
故选:B.
15.(21-22高二上·江苏盐城·期末)已知函数既有极大值,又有极小值,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用导数的运算公式和法则求出,根据极值点与方程的解之间的关系即可得出结果.
【详解】由题意知,,
由函数有极小值和极大值,
得方程有两个不同的实根,
所以或,
即的取值范围为.
故选:C
16.(22-23高二上·江苏连云港·期末)已知函数,,.
(1)若,函数在处取得极大值,求实数a的值;
(2)若,求函数的单调区间.
【答案】(1)
(2)单调增区间是和,减区间是
【分析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的方程,求出的值即可.
(2)代值,求导,根据导数正负得到函数单调区间.
【详解】(1),令,解得;或,
若函数在处取得极大值,则,解得,
当时,,或,
所以函数f(x)在上单调递减,在上单调递增.
此时函数在处取得极大值,满足题意.
故.
(2),则,
当时,和;
当时,,
所以函数的单调增区间是和,减区间是.
17.(23-24高二上·江苏南京·月考)设,函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)当函数与都存在极小值,且它们的极小值之和为0时,求的值.
【答案】(1)答案见详解
(2)
【分析】(1)利用导数对函数的单调性进行讨论即可;
(2)根据第一小问的结果,分析的单调性求出极小值,得到的值.
【详解】(1)因为,函数定义域为,
可得,
当时,,在内单调递增;
当时,当时,,在内单调递减;
当时,,在内单调递增;
综上所述:当时,在内单调递增;
当时,在内单调递减,在内单调递增.
(2)对于函数,由(1)可知:
当时,在内单调递增,无极值,不合题意;
当时,在内单调递减,在内单调递增,
则在处取得极小值,符合题意;
综上所述:,且的极小值为.
对于函数:可知的定义域为,且,
令,解得;令,解得;
可知在内单调递增,在内单调递减,
所以在处取极小值
因为函数与的极小值之和为,即,
构建,则,
可知在定义域内单调递增,且,
所以关于a的方程的根为1,即
题型五:求已知函数的极值点
18.(多选)(23-24高二上·江苏淮安·期末)设函数在上可导,其导函数为,且函数的图象如图所示,则下列结论正确的有( )
A.仅有两个极值点
B.有两个极大值点
C.是函数的极大值点
D.是函数的极大值点
【答案】BC
【分析】根据的图象,得到的正负,得到单调性和极值情况,得到答案.
【详解】根据的图象,可得
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以在,处取得极大值,在处取得极小值,故A错误;B正确;C正确;D错误.
故选:BC.
19.(多选)(21-22高二下·江苏苏州·期中)已知函数,则( )
A.和0是函数的极值点
B.在上单调递增
C.的极大值为
D.的极小值为
【答案】ACD
【分析】先求导,再求出函数的单调区间和极值,判断即得解.
【详解】解:由题得
当或时,,函数单调递增;当时,,函数单调递减.
所以和0分别是函数的极大值点和极小值点,所以选项A正确;
所以在上单调递减,所以选项B错误;
函数的极大值为,所以选项C正确;
函数的极小值为,所以选项D正确.
故选:ACD
20.(23-24高二上·江苏南通·期末)已知函数.
(1)求函数的极值点;
(2)记曲线在处的切线为,求证,与有唯一公共点.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析
【分析】(1)利用导数的性质,结合极值点的定义进行求解即可;
(2)根据导数的几何意义,结合导数的性质进行运算证明即可.
【详解】(1),
令,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
所以函数的极值点为;
(2)由(1)可知:,而,
所以切线的方程为,
由,或,
当时,,此时,与有公共点,
当时,设,
当时,单调递减,
当时,单调递增,所以,
即,当且仅当时取等号,
所以由,即,此时与有公共点,
综上所述:与有唯一公共点.
题型六:根据极值点求参数
21.(24-25高三上·江苏常州·期末)若函数在处取得极小值,则实数( )
A. B.2 C.2或0 D.0
【答案】D
【分析】对函数求导,根据极小值点求参数,注意验证即可得答案.
【详解】由,则,得或2,
时,,在R上单调递增,不满足;
时,,在上,在上,
所以在上单调递增,在上单调递减,满足题设,
所以.
故选:D
22.(23-24高二上·江苏盐城·期末)已知函数的导函数,若是函数的极大值点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分析得导函数必有2个零点,并且1必为小的零点,据此列不等式求解.
【详解】令,则或,
明显函数在上单调递增,且值域为,
所以方程必有根,设为,
即的根为或,
又是函数的极大值点,
则函数在上单调递增,上单调递减,上单调递增,
即,所以,得.
故选:B.
23.(多选)(21-22高二上·江苏常州·期末)已知函数f(x)=(x-a)(x-3)2,当x=3时,f(x)有极大值,则a的取值可以是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】ABC
【分析】求得导数函数只需即可满足题意.
【详解】
令 ,则或,
当时,即时,在单调递增,单调递减,单调递增,
此时,当x=3时,f(x)有极大值,
则a的取值可以是4,5,6.
故选:ABC.
24.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知在处取得极小值,则实数的值为 .
【答案】1
【分析】根据给定条件,求出导数进而求出值,再验证即可.
【详解】由,求导得,由在处取得极小值,
得,解得,此时,
当时,,当且仅当时取等号,当时,,
因此是函数的极小值点,所以.
故答案为:1
25.(23-24高二上·江苏徐州·月考)已知函数在上不是单调函数,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】分析可知,函数在内存在极值点,根据导函数在上单调递增可得出关于实数的不等式组,解之即可.
【详解】因为,则,
因为函数在上不是单调函数,则函数在内存在极值点,
又因为函数在上是增函数,
所以,,解得,
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
26.(23-24高二上·江苏南通·月考)若函数在内有两个不同的极值点,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】本题根据极值点既是导函数的零点,又是导函数对应方程的根,解出方程的根,再由根的分布范围列出不等式即可求出参数a的范围.
【详解】因为函数的导数,
所以在上有两个不同的实数解,
令 ,解得 或 ,
所以 ,解得 且 ,
所以实数a的取值范围是 .
27.(24-25高三上·江苏无锡·期末)已知函数.
(1)若在处有极小值,求的单调递增区间;
(2)若函数的图象与直线相切,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导,根据极值点的性质可得或6,并结合单调性检验即可得结果;
(2)根据导数的几何意义求切线方程,结合题意列方程求解即可.
【详解】(1)由题意可知:,
因为在处有极小值,则,解得或6,
当时,则,
令,解得或;令,解得;
可知在上单调递增,在上单调递减,
可知在处有极小值,符合题意;
当时,则,
令,解得或;令,解得;
可知在上单调递增,在上单调递减,
可知在处有极大值,不符合题意;
综上所述:,的单调增区间为.
(2)由(1)可知:,
设与切于,
则切线斜率,
可得切线方程为,
它与重合,则,显然,
整理可得,解得,
代入可得,所以.
28.(24-25高三上·江苏无锡·期中)已知函数.
(1)若函数有两个不同的极值点,求的取值范围;
(2)求函数的单调递减区间.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)求导,可得有两个大于的不等实根,进而可得,求解即可;
(2)求导数,对分类讨论可求得单减区间.
【详解】(1)函数的定义域为,
求导得,
令,可得,
因为函数有两个不同的极值点,所以有两个大于的不等实根,
所以,解得.
所以的取值范围为;
(2),
求导得
,
令,解得或,
当时,,由,可得,
函数在上单调递减,
当,,由,可得,函数无单调递减区间,
当,,由,可得,
函数在上单调递减,
当时,,由,可得,函数在上单调递减,
综上所述:当时,函数在上单调递减,
当时,函数无单调递减区间,
当时,函数在上单调递减,
当时,函数在上单调递减.
29.(23-24高二上·江苏无锡·期末)已知曲线.
(1)若在处有极大值,求的值;
(2)若,求过点(2,8)且与曲线相切的直线方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)函数在处有极大值,令,求得极值点,经过验证即可得出结论.
(2)当时,,,设切点为,可得切线方程为,将点代入,解得,即可得到切线方程.
【详解】(1)函数在处有极大值,
令,
解得或,
若,解得,则,
时,时,
可得函数在上单调递增;在上单调递减;在上单调递增.
函数在处有极大值,满足题意.
若,,
时,时,
可得函数在上单调递增;在上单调递减;在上单调递增.
可得处有极小值,舍去,
.
(2)当时,,,
设切点为,则切线斜率为,
则切线方程为,
将点代入,化为,
因式分解为,
解得或,
故切线方程为或.
一、单选题
1.(24-25高二上·江苏南京·期末)设函数在上可导,其导函数为,且函数在处取得极小值,则函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用导数与函数极值点的关系判断可得出合适的选项.
【详解】因为函数在处取得极小值,
在左侧附近,,此时,,
在右侧附近,即存在,使得当,使得,
此时,,C选项合乎题意.
故选:C.
2.(23-24高二上·江苏南通·月考)已知函数在处取得极小值10,则的值为( )
A.2或 B.或 C. D.
【答案】C
【分析】函数在处取得极小值10,则有,解出的值并检验极小值点,再求的值即可.
【详解】,,
又 在处取得极小值10,
则有,可得,
解得,或,
当 ,时, ,
当 时, ,当 时, ,
在处取得极小值;
当 , 时, ,
当 时, ,当 时, ,
在处取得极大值,不合题意.
所以,, 则有
故选:C.
二、多选题
3.设为函数的导函数,已知,,则下列结论正确的是( )
A.在单调递增 B.在单调递减
C.在上有极大值 D.在上有极小值
【答案】AD
【分析】根据题意,由条件可得,从而可得的单调区间,即可得到结果.
【详解】由得,则,即,
设,由得,
由得,
即函数在单调递增,在单调递减,
即当时,函数取得极小值,
故选:AD.
4.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则( )
A.在区间上单调递增
B.在区间上有且仅有2个极值点
C.在区间上最多有4个零点
D.在区间上存在极大值点
【答案】CD
【分析】结合导数图像的正负性,判断原函数的单调性,进而逐一对选项辨析即可.
【详解】由图可知,在区间为负,单调递减,
在区间为正,单调递增,故A错误;
在区间上有3个零点,且零点附近左右两边的值一正一负,
故有3个极值点,故B错误;
在区间,为负,单调递减,
在区间,为正,单调递增,
则在与时取得极小值,
在时取得极大值,则当与时,
,且时,
在区间上最多有4个零点,
故C正确;
在区间上为正,单调递增,
在区间上为负,单调递减,
则为极大值点,故D正确;
故选:CD.
5.(24-25高二上·江苏南京·期末)对于函数,下列说法正确的是( )
A.函数在上单调递减
B.对于任意实数恒成立
C.0是函数的一个极大值点
D.函数有无数个极大值点
【答案】BCD
【分析】对A,由,举反例可判断;对B,由可判断;对C,由,结合,结合极大值定义判断;对D,求导,令,即,利用图象分析判断得解.
【详解】对于A,由,,则,
所以在上不是单调递减函数,故A错误;
对于B,因为,故B正确;
对于C,由,结合,在附近,均有,由极大值的定义可得0是极大值点,故C正确;
对于D,由,令,
所以,即,
如图,则有无数个解,所以函数有无数个极大值点,故D正确.
故选:BCD.
6.(24-25高二上·江苏南京·期末)函数的所有极值点从小到大排列成数列,设是的前项和,则( )
A.数列为等差数列 B.
C.为函数的极大值点 D.
【答案】BC
【分析】求出函数在上的极值点的表达式,结合等差数列的定义可判断A选项;利用列举法求出,可判断B选项;利用函数的极值点与导数的关系可判断C选项;利用正弦函数的对称性、等差数列的求和公式以及诱导公式可判断D选项.
【详解】对于函数,则,
令可得,解得或,
由题意可得,,,,
显然,则数列不是等差数列,A错B对;
当时,;当时,.
所以,函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,为函数的极大值点,C对;
由正弦函数的对称性可知,点、关于直线对称,则,
点、关于直线对称,则,,
以此类推可知,,
所以,
,
所以,,D错.
故选:BC.
三、填空题
7.(2024·江苏·二模)如果函数在区间[a,b]上为增函数,则记为,函数在区间[a,b]上为减函数,则记为.如果,则实数m的最小值为 ;如果函数,且,,则实数 .
【答案】 4 1
【分析】第一空:令,可得,可得函数的单调性可求得的最小值;第二空由题意可得是函数的极值点,可得,求解检验即可.
【详解】对于第一空:由题意在上单调递增,
因为,所以,令,则,
由对勾函数性质得当时,的单调递增区间为,
所以,即实数的最小值为2,所以实数的最小值为4;
对于第二空:函数可导,所以,
由题意在上单调递减,在上单调递增,即是函数的极值点,
所以,解得或,
经检验不满足题意,符合题意,所以.
故答案为:4;1.
8.(24-25高三上·江苏盐城·月考)若函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求导,将有两个极值点转化为和的图象有两个交点,画出图象,通过切线解决即可.
【详解】因为,所以,
因为有两个极值点,故有两个实数根,
即有两个实数根,
即和的图像有两个交点,画出图象,又恒过定点,
若,显然只有1个交点,不合题意;
若,则无交点,不合题意;
若,设直线和相切于点,由,则,
所以,
所以,解得,故切点是,所以,解得,
综上可得实数的取值范围为.
故答案为:.
四、解答题
9.已知函数.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)是否存在实数a,使得函数f(x)的极值大于0?若存在,求a的取值范围;若不存在,说明理由.
【详解】(1),,,
当时,由于,故,于是,
,故在上单调递增;
当时,令,即,
解得,
,
,
时,,单调递增,当时,,单调递减.
综上,时,f(x)的单调增区间是,无单调减区间;
时,f(x)的单调增区间是,单调减区间是.
(2)由(1)可知,当时,在上单调递增,无极大值;
当时,f(x)在处取到极大值.
由(1)可知,,即,
极大值,
令,∵在单调递增,且,
时,,即时,,
∴,
当时,,不等式显然成立;
当,即时,,∴,
综上,0<a<2.
10.(24-25高二下·江苏常州·期末)已知函数.
(1)若在其定义域内单调递减,求实数的取值范围;
(2)是否存在实数,使得函数为偶函数?若存在,求的值,若不存在,说明理由;
(3)函数在区间上有且仅有一个极值点,求正数的取值范围.
【详解】(1),则,
因为在其定义域内单调递减,所以恒成立,
结合二次函数的性质,开口向下,令可得.
(2)设存在,
则,即,
代入展开可得,
比较的系数可得,即,
验证其它项也满足,故.
(3)
,
令,因为,所以,
则原函数可变为,则,
因为函数在区间上有且仅有一个极值点,
所以在上有且仅有一个极值点,即在有且仅有一个变号零点,
,,
所以,
所以正数的取值范围为.
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