内容正文:
专题04 函数与导数(选填题)目录
第一部分 题型解码 微观解剖,精细教学
典例剖析 方法提炼 变式
题型01 抽象函数问题
题型02 分段函数问题
题型03 构造函数问题
题型04 零点问题
题型05 不等式恒(能)成立问题
题型06 新定义问题
第二部分 强化实训 整合应用,模拟实战
题型01 抽象函数问题
【例1-1】(2025·北京·高考真题)关于定义域为的函数,给出下列四个结论:
①存在在上单调递增的函数使得恒成立;
②存在在上单调递减的函数使得恒成立;
③使得恒成立的函数存在且有无穷多个;
④使得恒成立的函数存在且有无穷多个.
其中正确结论的序号是 .
【答案】②③
【详解】对于①,若存在在上的增函数,满足,
则,即,
故时,,故,
故即,矛盾,故①错误;
对于②,取,该函数为上的减函数且,故该函数符合,故②正确;
对于③,取,
此时,由可得有无穷多个,故③正确;
对于④,若存在,使得,
令,则,但,矛盾,
故满足的函数不存在,故④错误.故答案为:②③
【例1-2】(2025·北京·高考真题)已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】若函数的值域为,则对任意,一定存在,使得,
取,则,充分性成立;
取,,则对任意,一定存在,使得,
取,则,但此时函数的值域为,必要性不成立;
所以“的值域为”是“对任意,存在,使得”的充分不必要条件.故选:A.
1.抽象函数的定义域:
(1)若已知函数的定义域为,则复合函数的定义域由求出.
(2)若已知函数的定义域为,则的定义域为在时的值域.
2.对称轴:或者 关于对称;
3.对称中心:或者 关于对称;
4.周期:如果同时关于对称,又关于对称,则的周期.
【变式1-1】(2025·陕西西安·模拟预测)已知函数,对任意的,恒有,且,则下列说法正确的是( )
A. B.为奇函数 C. D.
【答案】C
【详解】对于A:令,则,又,所以,故A错误;
对于B:因为,所以不为奇函数,故B错误;
对于C:令,则,即,得.
由的任意性可知,故C正确;
对于D:令,则,,则
,所以,可得,
可知是周期为6的周期函数.所以,故D错误.
故选:C.
【变式1-2】(2025·安徽合肥·一模)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由的定义域为,得的定义域为.
所以或,综上,的定义域为.故选:C.
【变式1-3】(2025·江西南昌·模拟预测)(多选题)已知定义在上的单调函数,满足,,,则下列说法正确的是( )
A. B.可能是单调递减函数
C.为奇函数 D.若,则
【答案】ACD
【详解】因为定义在R上的单调函数,则,.
对于A,令,则或,若,
则对,取,都有,不满足单调函数性质,故,故A正确;
对于B,令,则或(舍),则,
因,结合为定义在R上的单调函数,则只能是单调递增函数;
对于C,令,则(舍),
则,取,取,
则,又定义为R,则为奇函数,故C正确;
对于D,令,则,令,则,
则,故D正确.故选:ACD
题型02 分段函数问题
【例2-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为在上单调递增,且时,单调递增,
则需满足,解得,即a的范围是.故选:B.
【例2-2】(2025·上海·高考真题)已知,是平面内三个不同的单位向量.若,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】若,则,
又三个向量均为平面内的单位向量,故向量两两垂直,显然不成立;
故.不妨设,则,
不妨设,,则,则,
则,
由,,则,
故.故答案为:.
“分段函数,分段解决”遇到分段函数要时刻盯住自变量的范围,并根据自变量的范围选择合适的解析式.
(1)求函数值:在求分段函数值时,分清所在的取值范围是关键,然后选择相应的解析式代入即可.
(2)求自变量的值:由的值求,可通过图像得出所在的范围,再选择相应的解析式列方程求解,求参数值(范围)也是如此.
(3)技巧方法:
①图象法或单调性法:直接画出分段函数的图象(单调性),根据图象直接解不等式.
②分类讨论:将每段解析式代入不等式中解,求出解后求并集.
③借助单调性和奇偶性求解.
【变式2-1】(2025·河南·模拟预测)已知函数,在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数,在上单调递增,
所以,即.所以实数的取值范围是.故选:D
【变式2-2】(2025·广东深圳·模拟预测)已知函数的值域为,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,函数在上单调递增,函数值集合为,
由函数的值域为R,得函数在上的值域包含,
当时,函数,求导得,而,
当时,,函数在上单调递增,函数值集合为,
而恒成立,则;
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,,
函数值集合为,于是,解得,则,
所以a的取值范围是.故选:A
【变式2-3】(2025·四川成都·模拟预测)(多选题)已知函数,下列说法正确的有( )
A.存在实数a,使得成立 B.若为奇函数,则
C.若在上单调递增,则 D.若方程有两个不等实根,则
【答案】BCD
【详解】对于A:,即,其判别式,
所以该方程无解,即不存在实数a,使得成立,故A错误;
对于B:若为奇函数,则,
当时, ,则,
,其对都成立,解得;
当时同理可得;
当时,也符合题意,故,B正确;
对于C:函数在单调递增;
当时,,单调递增,又,即处连续,
所以在单调递增,符合题意;
当时,,即在单调递减,单调递增,又处连续
因此,函数在单调递增,所以,,得,则;
当时,,又处连续,因为,所以在单调递增,
因此,函数在单调递增,符合题意,
综上可知,若在上单调递增,则,故C正确.
对于D:由单调性可知,当时在单调递增,则方程有一个实根;
当时, 在单调递减,在单调递增,
则,所以方程有两个不等实根;
综上可知,方程有两个不等实根,则.故选:BCD
题型03构造函数问题
【例3-1】(2025·四川成都·三模)若,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】已知,将等式进行移项可得.
根据对数运算法则,进一步变形为.
因为,则,所以,
令,对求导可得,所以在上单调递增.
因为,,,
所以,根据的单调性可知,即,
再根据对数函数的性质,所以,C错,D对;
若,此时,且,
而,
所以,则,此时,排除A,
若,此时,且,
若时,,必有,排除B;故选:D.
【例3-2】(2025·湖北·模拟预测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令,则,
在上单调递增,,即,
,又,,即;
令,则,
令,则,在上单调递减,
,在上单调递减,
,即,;
综上所述:.故选:C.
1.与和相关的常见同构模型
①,构造函数或;
②,构造函数或;
③,构造函数或.
2.添项同构
乘法同构:,对变形要求低,找亲戚函数与易实现,但构造的函数与均不是单调函数
加法同构:,要求不等式两边互为反函数,构造后的函数为单调函数,可直接由函数不等式求参数范围.
3.常见结构
①;
②;
③
④;
5.常见函数的变形
(1)对于不等式,构造函数
(2)对于不等式,构造函数
(3)对于不等式,构造函数
(4)对于不等式,构造函数
(5)对于不等式,构造函数
(6)对于不等式,构造函数
(7)对于不等式,构造函数
【变式3-1】(25-26高三上·湖北·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】,
当时,,
故函数在单调递增.
构造函数,
,
故函数在单调递减,
则.故选:C.
【变式3-2】(2025·四川眉山·模拟预测)已知可导函数的导函数为,若对任意,都有,且,则不等式的解集为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设函数,求导得,
由,得,函数在R上单调递减,
,即,
由,得,因此,解得,
所以原不等式的解集为.故选:
【变式3-3】(2025·四川·模拟预测)若实数,且,则、的关系不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为实数,且,所以,则,
对于A选项,则,令,其中,
则,故函数在上单调递减,
当时,;当时,,
故当时,,此时,当时,,此时,
当时,,此时,则.A选项不合乎要求;
对于B选项,,令,其中,
则,当时,,即函数在上为增函数,
当时,,即函数在上为减函数,
故函数在处取得最大值,即,
综上所述,当时,,B选项不合乎要求;
对于C选项,由A选项可知,当时,,
此时,则.C选项不合乎要求;
对于D选项,,令,其中,则,
由得,可得,解得,
由得,可得,解得.
故函数的减区间为,增区间为,
所以函数在处取得最小值,即,故,
故,D选项合乎题意.故选:D.
题型04 零点问题
【例4-1】(2025·四川南充·一模)已知函数,若直线与两条曲线和共有四个不同的交点、、、,且,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】由函数,可得,
当时,可得,单调递减;当时,可得,单调递增;
又由,可得,
当时,可得,单调递减;当时,可得,单调递增,
画出函数,和的图象,如图所示,
可得或,可得,
又由,
①当时,
即,可得,即,
所以,所以.
②又由,可得,即,
所以,所以,
综上可得:.故选:A.
【例4-2】(2025·陕西西安·模拟预测)定义域为的函数满足,,,且函数满足对任意,都有,则方程解的个数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】B
【详解】中取,,得,即,
取,,得,即,所以,
得,
是周期为2的周期函数,,作出函数的图象及直线,
可得两图象有7个交点,故选:B.
1.零点存在定理:连续函数在满足,则在一定存在零点
2.判断函数零点个数问题一般化为两个函数,判断两个函数的交点个数
3.根据函数零点的存在情况求参数
①若题目中出现唯一零点,求参数,要想到偶函数的性质,结合零点的唯一性求解
②若题目给出零点的个数,求参数,一般通过画出函数的图象,转化为交点个数问题解决
【变式4-1】(25-26高三上·四川绵阳·开学考试)已知函数,若关于的方程有4个不同的实数根,则的取值范围是
【答案】
【详解】作出的图象,
令,则方程,即为,
有4个不同的实数根,则在内有两个不等实根,
所以,解得,所以实数m的取值范围为.故答案为:.
【变式4-2】(2025·江苏常州·模拟预测)已知正实数满足,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知为正实数,且,化简得到,进一步变形为;
同理,由,可得到,即;
由,可得到,即;
令,,对求导得,
当时,,即,因为,所以,此时函数在上单调递减;
当时,,即,因为,所以,此时函数在上单调递增;
当时,;
满足的即为函数与交点的横坐标;
满足的即为函数与交点的横坐标;
满足的即为函数与交点的横坐标;
在同一平面直角坐标系中画出,,,的图象,如图所示:
从图象中可以直观地看出,三个交点的横坐标关系为.故选:A.
【变式4-3】(25-26高三上·四川绵阳·月考)已知函数恰有4个零点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,
令,则,
,令,得,且,
当时,,即单调递减,
当时,,即单调递增,
又,,所以函数仅有两个零点,
所以恰有4个零点,即方程和共有4个根,
令,则,
当时,,即在上单调递增,
故和至多各一个根,不合题意;
当时,,令,得,
当时,,即单调递增,
当时,,即单调递减,
,且时,,时,,
要使方程和共有4个根,则,
即,解得,
综上,实数的取值范围为.故选:C.
题型05 不等式恒(能)成立问题
【例5-1】(2025·河南·模拟预测)若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】设函数,可得,
当时,可得,在上单调递减;
当时,可得,在上单调递增,
所以当时,函数取得极小值,也是最小值,所以,
再设函数,可得,
令,即,解得;
令,即,解得,
所以函数在上单调递增,在单调递减,
所以当时,函数取得极大值,也是最大值,所以,
要使得不等式对任意恒成立,
即不等式对任意恒成立,所以,
所以实数的取值范围为.故答案为:.
【例5-2】(2025·湖南益阳·三模)设实数,,使成立,则实数α的取值范围 .
【答案】
【详解】由,得,
即不等式在上能成立.
设,则,
令,
所以在上单调递减,在上单调递增,
则,所以,
即实数a的取值范围为.故答案为:
1.利用导数研究不等式恒成立问题的求解策略
(1)通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;
(2)利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题;
(3)根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.
2.单变量不等式:一般利用参变分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1),
(2),
(3),
(4),
3.双变量不等式:一般地,已知函数,
(1)若,,总有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有成立,故.
【变式5-1】(2025·湖南长沙·三模)已知函数,若在上恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】设函数,则,
所以是奇函数,且时,单调递增,
则单调递增,且,
所以,
即,,则不等式恒成立,,
设,,
设,,,
所以在上单调递增,,
所以恒成立,则恒成立,
则在上单调递增,
,根据洛必达法则可知,.故答案为:
【变式5-2】(2025高三·全国·专题练习)已知函数,若恒成立,则 .
【答案】4
【详解】显然时,无意义,
当时,由可得,即函数定义域为,
此时,若,则,即,解得,
故在定义域上不恒成立,不合题意;
当时,由可得,即函数定义域为,
由,解得,当时,,由,
需,
当时,,由,需,
由于,上述两种情况都需成立,所以只需,即,
此时,对于,都有恒成立.故答案为:4
【变式5-3】(2025·江西·二模)已知对任意的,不等式恒成立,则的取值集合为 .
【答案】
【详解】当时,由,可得对任意的恒成立,
即对任意的恒成立,此时不存在;
当时,由对任意的恒成立,
作出的大致图象,如图所示:
由题意可知,又是整数,
所以或或.故答案为:.
题型06 新定义问题
【例6-1】(2025·山东临沂·模拟预测)直角坐标系内两点满足:(1)点都在的图象上;(2)点关于原点对称,则称点对是函数的一个“姊妹点对”, 与可看作一个“姊妹点对”,已知函数,则的“姊妹点对”有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】根据题意可知,“姊妹点对”满足两点:都在函数图象上,且关于坐标原点对称.
可作出函数的图象关于原点对称的图象,判断其与函数图象 交点个数即可,
如图所示:
当时,,当时,,且,观察图象可得:
它们有2个交点,故的“姊妹对点”有2个.故选:B.
【例6-2】(2025·江苏·三模)已知函数在闭区间上连续,在开区间内可导,则内至少存在一个点,使得,其中称为函数在闭区间上的“中值点”.则函数在区间上的“中值点”的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,则,且,,
由题意可得,可得,解得,
因此,函数在区间上的“中值点”的个数为.故选:C.
审题,结合题意处理问题.
【变式6-1】(2025·江西南昌·一模)我们约定:若两个函数的极值点个数相同,并且图象从左到右看,极大值点和极小值点分布的顺序相同,则称这两个函数的图象“相似”.已知,则下列给出的函数其图象与的图象“相似”的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,则,令,则,
如图,作出函数的图象,由图可知函数的图象有两个交点,
即函数有两个零点,且,令,则或,令,则,
所以在上单调递增,在上单调递减,所以的极大值点为,极小值点为.
对于A,函数在上单调递减,在单调递增,
所以函数有极小值点,无极大值点,故A选项不符;
对于B,函数在上单调递增,在单调递减,
所以函数有极大值点,无极小值点,故B选项不符;
对于C,,当或时,,当时,,
所以函数的极大值点为,极小值点为,故C选项符合题意;
对于D,,则函数的极小值点为,极大值点为,故D选项不符.
故选:C.
【变式6-2】(2025·贵州遵义·模拟预测)高斯(Gauss)是德国著名的数学家,是历史上最杰出的数学家之一,被誉为“数学王子”.称为高斯函数,其中表示不超过的最大整数,例如:.设,当时,的值域为 ;当,. .
【答案】
【详解】第一空:当,,所以,
当,,,
当,,所以,
所以当时,的值域为;
第二空:,
所以,所以,
又因为,所以,所以,
所以.
故答案为:①;②.
【变式6-3】(2025·广东肇庆·一模)(多选题)不动点理论是泛函分析与拓扑学中的重要理论,简单地讲就是对于满足一定条件的连续函数,存在一个点,使得,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称为该函数的一个不动点,依据不动点理论,下列说法正确的是( )
A.只有1个不动点
B.若()没有不动点,则没有零点
C.若()没有不动点,则方程无实根
D.有3个不动点
【答案】AC
【详解】对于A,令,,,当且仅当时取“=”,
则在上单调递减,而,即在上只有一个零点,函数只有一个不动点,A正确;
对于B,没有不动点等价于的图象与直线没有交点,
没有零点等价于的图象与轴没有交点,
显然,当对称轴在轴左边,的图象与没有交点时,不能推出与轴没有交点,B错误;
对于C,依题意,没有不动点等价于方程无实数根无实数根,
即,
当时,二次函数的图象开口向上,则恒成立,
即,恒有,而,因此有恒成立,即方程无实根,
当时,二次函数的图象开口向下,则恒成立,
即,恒有,而,因此有恒成立,即方程无实根,
所以函数()没有不动点,则方程无实根,C正确;
对于D,由,得,易知
当时,,单调递减,且,
所以当时,的图象与直线有且只有一个交点;
当时,,单调递减,且;
当时,,单调递增.令,得,
解得,此时,所以直线与曲线相切于点.
所以直线与曲线共有两个交点,所以只有两个不动点,故D错误;故选:AC.
1.(2025·陕西西安·模拟预测)已知函数,函数有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当时,,为开口向下,对称轴为的抛物线,
因为有三个零点,不妨令,
所以有三个不相等的根,
即与图象有三个不同的交点,
作出图象,如图所示
所以,
因为为方程,即的两个不相等实根,所以,
因为为方程的根,所以,所以,
令,则,所以在上单调递增,
所以,即,所以.故选:D
2.(2025·安徽蚌埠·三模)已知函数及其导函数的定义域都是,若函数是偶函数,也是偶函数,且,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为为偶函数,则,等式两边求导可得,①
因为函数为偶函数,则,②
联立①②可得,
令,则,且不恒为零,
所以,函数在上为减函数,即函数在上为减函数,
故当时,,所以,函数在上为减函数,
由可得,
所以,,整理可得,解得或.故选:D.
3.(2025·河北保定·三模)已知定义在上的奇函数,当时,,若,,都有,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由,求导得,
则当 时,,当时,,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,当时,,即当时,,
由奇函数的性质可知时,,故时有,
如图所示,,都有,所以,
故由恒成立可得.故选:C.
4.(25-26高三上·江西·月考)已知定义在上的函数的导函数为,若恒成立,且,则的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】构造函数, 则,
由,得,故在上单调递减.
计算.
将变形为,即.
因单调递减,故,解得.故选:C
5.(2025·广东·模拟预测)设,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】令,则,,.其中.
取,此时,,
,此时x最大.
又与比较,等价于比较7与,等价于比较49与27大小,故.
同理比较与,可得,故,故.综上,当时,.故A是可能的.
取.此时,,,故且.
比较y和z,即与,,且是增函数,
所以,又底数,所以,故.
综上,当时,.故B是可能的.
取极小正数,取,此时,,,易知x最小.
现在比较和,即比较与,即和,比较和,
易知,故.
综上,取,.故C是可能的.
下面证明D选项不可能.若,则和同时成立.
若,则.当时,,当时,,
同理可得,故存在,使得,所以成立的必要条件是.
若,则,设,
则,且取时,,等价于,
又,等价于,,易知其在时成立,
已证当时,,所以在上单调递增,
因为,所以当时,,即恒成立,
故和不可能同时成立,即D不可能.故选:D.
6.(2025·浙江温州·二模)函数满足:①②,.则的最大值等于 .
【答案】/0.5
【详解】,①.
则交换可得,,
化为②
由①②可得③,
③中令可得,
化简可得,当时等号成立,
所以的最大值等于.故答案为:
7.(2025·河北邢台·三模)已知函数的定义域为,为的导函数,且,,则的极大值为 .若恰有2个整数解,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】由,,可得,
即,故,为常数,
又,解得,故,,则,
故当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,故的极大值;
由可得,,
因为,且在上单调递减,所以,
所以要使恰有2个整数解,则整数解为2,3,
所以,即,化简得,故实数的取值范围为.
故答案为:;
8.(2025·天津·三模)设函数,记函数有且仅有个互不相同的零点,则当取到最大值时,实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】,即,
当时,,即,故满足要求,
若,则无解,若,则,解得不满足;
若,则的解,
若,则的解,且当时,,
故当时,在上有两个零点,
当取其他值时,只有1个零点,时,,
显然当时,无解,
当且时,,令,
,
当时,,当时,,
当时,,当时,,当时,,
故在,,上单调递增,在,上单调递减,
又时,,其中,,,,
画出的图象如下:
当或或或时,有一个零点,
当时,有2个零点,当时,有3个零点,
当时,无零点,综上:最多有4个零点,
则.故答案为:.
9.(2025·山东潍坊·二模)(多选题)曲线的曲率定义如下:若是的导数,是的导数,则曲线在点处的曲率,则( )
A.曲线上不存在曲率大于的点
B.曲线在点处的曲率最大
C.曲线在点处的曲率为
D.曲线在点与处曲率相等,则
【答案】ABD
【详解】对于A选项,设,则,,
所以,,
所以,曲线上不存在曲率大于的点,A对;
对于B选项,令,则,,所以,,
故当时,取最小值,此时取最大值,且,
所以,曲线在点处的曲率最大,B对;
对于C选项,由可得,
令,则,
则,所以,,,
所以,曲线在点处的曲率为,C错;
对于D选项,设,则,,
则在点处的曲率,
因为曲线在点与处曲率相等,
即,即,
即,整理可得,
因为且、均为正数,所以,,
由基本不等式可得,
即,令,则,
即,由于,解得,即,D对.故选:ABD.
10.(2025·河北·模拟预测)(多选题)已知函数定义域为,函数是的导函数,,,则下列说法正确的是( )
A. B.的一个周期为2
C.的图象关于对称 D.
【答案】ACD
【详解】,关于对称,,故A正确;
对求导可得,
即,关于对称,
又,关于对称,
的一个周期为4,关于对称,故B错误,故C正确;
将代入,可得,
将代入,可得,
,,
,故D正确.
故选:ACD.
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专题04 函数与导数(选填题)目录
第一部分 题型解码 微观解剖,精细教学
典例剖析 方法提炼 变式
题型01 抽象函数问题
题型02 分段函数问题
题型03 构造函数问题
题型04 零点问题
题型05 不等式恒(能)成立问题
题型06 新定义问题
第二部分 强化实训 整合应用,模拟实战
题型01 抽象函数问题
【例1-1】(2025·北京·高考真题)关于定义域为的函数,给出下列四个结论:
①存在在上单调递增的函数使得恒成立;
②存在在上单调递减的函数使得恒成立;
③使得恒成立的函数存在且有无穷多个;
④使得恒成立的函数存在且有无穷多个.
其中正确结论的序号是 .
【例1-2】(2025·北京·高考真题)已知函数的定义域为D,则“的值域为”是“对任意,存在,使得”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
1.抽象函数的定义域:
(1)若已知函数的定义域为,则复合函数的定义域由求出.
(2)若已知函数的定义域为,则的定义域为在时的值域.
2.对称轴:或者 关于对称;
3.对称中心:或者 关于对称;
4.周期:如果同时关于对称,又关于对称,则的周期.
【变式1-1】(2025·陕西西安·模拟预测)已知函数,对任意的,恒有,且,则下列说法正确的是( )
A. B.为奇函数 C. D.
【变式1-2】(2025·安徽合肥·一模)已知函数的定义域为,则函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2025·江西南昌·模拟预测)(多选题)已知定义在上的单调函数,满足,,,则下列说法正确的是( )
A. B.可能是单调递减函数
C.为奇函数 D.若,则
题型02 分段函数问题
【例2-1】(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知函数在上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例2-2】(2025·上海·高考真题)已知,是平面内三个不同的单位向量.若,则的取值范围是 .
“分段函数,分段解决”遇到分段函数要时刻盯住自变量的范围,并根据自变量的范围选择合适的解析式.
(1)求函数值:在求分段函数值时,分清所在的取值范围是关键,然后选择相应的解析式代入即可.
(2)求自变量的值:由的值求,可通过图像得出所在的范围,再选择相应的解析式列方程求解,求参数值(范围)也是如此.
(3)技巧方法:
①图象法或单调性法:直接画出分段函数的图象(单调性),根据图象直接解不等式.
②分类讨论:将每段解析式代入不等式中解,求出解后求并集.
③借助单调性和奇偶性求解.
【变式2-1】(2025·河南·模拟预测)已知函数,在上单调递增,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2025·广东深圳·模拟预测)已知函数的值域为,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(2025·四川成都·模拟预测)(多选题)已知函数,下列说法正确的有( )
A.存在实数a,使得成立 B.若为奇函数,则
C.若在上单调递增,则 D.若方程有两个不等实根,则
题型03构造函数问题
【例3-1】(2025·四川成都·三模)若,,且,则( )
A. B. C. D.
【例3-2】(2025·湖北·模拟预测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
1.与和相关的常见同构模型
①,构造函数或;
②,构造函数或;
③,构造函数或.
2.添项同构
乘法同构:,对变形要求低,找亲戚函数与易实现,但构造的函数与均不是单调函数
加法同构:,要求不等式两边互为反函数,构造后的函数为单调函数,可直接由函数不等式求参数范围.
3.常见结构
①;
②;
③
④;
5.常见函数的变形
(1)对于不等式,构造函数
(2)对于不等式,构造函数
(3)对于不等式,构造函数
(4)对于不等式,构造函数
(5)对于不等式,构造函数
(6)对于不等式,构造函数
(7)对于不等式,构造函数
【变式3-1】(25-26高三上·湖北·期中)已知,则( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(2025·四川眉山·模拟预测)已知可导函数的导函数为,若对任意,都有,且,则不等式的解集为( ).
A. B. C. D.
【变式3-3】(2025·四川·模拟预测)若实数,且,则、的关系不可能是( )
A. B. C. D.
题型04 零点问题
【例4-1】(2025·四川南充·一模)已知函数,若直线与两条曲线和共有四个不同的交点、、、,且,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【例4-2】(2025·陕西西安·模拟预测)定义域为的函数满足,,,且函数满足对任意,都有,则方程解的个数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
1.零点存在定理:连续函数在满足,则在一定存在零点
2.判断函数零点个数问题一般化为两个函数,判断两个函数的交点个数
3.根据函数零点的存在情况求参数
①若题目中出现唯一零点,求参数,要想到偶函数的性质,结合零点的唯一性求解
②若题目给出零点的个数,求参数,一般通过画出函数的图象,转化为交点个数问题解决
【变式4-1】(25-26高三上·四川绵阳·开学考试)已知函数,若关于的方程有4个不同的实数根,则的取值范围是
【变式4-2】(2025·江苏常州·模拟预测)已知正实数满足,则的大小关系是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(25-26高三上·四川绵阳·月考)已知函数恰有4个零点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型05 不等式恒(能)成立问题
【例5-1】(2025·河南·模拟预测)若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是 .
【例5-2】(2025·湖南益阳·三模)设实数,,使成立,则实数α的取值范围 .
1.利用导数研究不等式恒成立问题的求解策略
(1)通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;
(2)利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题;
(3)根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.
2.单变量不等式:一般利用参变分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1),
(2),
(3),
(4),
3.双变量不等式:一般地,已知函数,
(1)若,,总有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有成立,故.
【变式5-1】(2025·湖南长沙·三模)已知函数,若在上恒成立,则实数的取值范围为 .
【变式5-2】(2025高三·全国·专题练习)已知函数,若恒成立,则 .
【变式5-3】(2025·江西·二模)已知对任意的,不等式恒成立,则的取值集合为 .
题型06 新定义问题
【例6-1】(2025·山东临沂·模拟预测)直角坐标系内两点满足:(1)点都在的图象上;(2)点关于原点对称,则称点对是函数的一个“姊妹点对”, 与可看作一个“姊妹点对”,已知函数,则的“姊妹点对”有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【例6-2】(2025·江苏·三模)已知函数在闭区间上连续,在开区间内可导,则内至少存在一个点,使得,其中称为函数在闭区间上的“中值点”.则函数在区间上的“中值点”的个数为( )
A. B. C. D.
审题,结合题意处理问题.
【变式6-1】(2025·江西南昌·一模)我们约定:若两个函数的极值点个数相同,并且图象从左到右看,极大值点和极小值点分布的顺序相同,则称这两个函数的图象“相似”.已知,则下列给出的函数其图象与的图象“相似”的是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(2025·贵州遵义·模拟预测)高斯(Gauss)是德国著名的数学家,是历史上最杰出的数学家之一,被誉为“数学王子”.称为高斯函数,其中表示不超过的最大整数,例如:.设,当时,的值域为 ;当,. .
【变式6-3】(2025·广东肇庆·一模)(多选题)不动点理论是泛函分析与拓扑学中的重要理论,简单地讲就是对于满足一定条件的连续函数,存在一个点,使得,那么我们称该函数为“不动点”函数,而称为该函数的一个不动点,依据不动点理论,下列说法正确的是( )
A.只有1个不动点
B.若()没有不动点,则没有零点
C.若()没有不动点,则方程无实根
D.有3个不动点
1.(2025·陕西西安·模拟预测)已知函数,函数有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2025·安徽蚌埠·三模)已知函数及其导函数的定义域都是,若函数是偶函数,也是偶函数,且,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2025·河北保定·三模)已知定义在上的奇函数,当时,,若,,都有,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高三上·江西·月考)已知定义在上的函数的导函数为,若恒成立,且,则的解集为( )
A. B. C. D.
5.(2025·广东·模拟预测)设,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A. B. C. D.
6.(2025·浙江温州·二模)函数满足:①②,.则的最大值等于 .
7.(2025·河北邢台·三模)已知函数的定义域为,为的导函数,且,,则的极大值为 .若恰有2个整数解,则实数的取值范围为 .
8.(2025·天津·三模)设函数,记函数有且仅有个互不相同的零点,则当取到最大值时,实数的取值范围是 .
9.(2025·山东潍坊·二模)(多选题)曲线的曲率定义如下:若是的导数,是的导数,则曲线在点处的曲率,则( )
A.曲线上不存在曲率大于的点
B.曲线在点处的曲率最大
C.曲线在点处的曲率为
D.曲线在点与处曲率相等,则
10.(2025·河北·模拟预测)(多选题)已知函数定义域为,函数是的导函数,,,则下列说法正确的是( )
A. B.的一个周期为2
C.的图象关于对称 D.
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