内容正文:
2026年寒假高二数学下学期常考题型归纳
【专题04:导数研究极值与最值】
总览
题型梳理
题型分类
知识讲解与常考题型
【A·基础达标题型】
【题型1:导函数图像与极值最值的关系】
【练方法】
知识点:
1.极值点的判定:若处,且在两侧变号,则为极值点
2.极值与导函数符号:左正右负→极大值;左负右正→极小值;不变号→不是极值点
3.最值:闭区间上的最值在极值点或端点处取得
考点:
由导函数图像判断原函数的单调性、极值点个数及类型
由导函数图像判断原函数的最值位置
极值与最值的概念辨析
解题思路:
1.看导函数图像与轴的交点,即的根(驻点)
2.看驻点左右的符号:左正右负→极大值点;左负右正→极小值点
3.结合区间端点函数值,比较极值与端点值,确定最值
【多选题】(25-26高二上·江苏南京·期末)已知函数的导函数的图象如下图所示,则( )经典例题1例题
A.函数的图象在处的切线斜率小于零
B.函数在区间上单调递增
C.当时,函数取得极值
D.当时,函数取得极值
【多选题】(25-26高二上·陕西榆林·期末)已知定义在区间上的函数的导函数为的图象如图所示,则下列结论一定正确的是( )经典例题2例题
A.在上单调递增
B.
C.有且仅有一个极大值
D.至多有3个零点
【多选题】(25-26高三上·河北邢台·月考)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则下列结论正确的是( )小试牛刀1
A.可能有三个极值点 B.若,则在上单调递减
C.若,则的极大值点为 D.若,则
(2025·四川成都·模拟预测)已知定义域为的函数的导函数为,且函数的部分图象如图所示,则下列说法中正确的是( )小试牛刀2
A.有极小值,极大值
B.有极小值,极大值
C.有极小值,极大值和
D.有极小值,极大值
(24-25高二下·天津武清·月考)如图所示是的导数的图象,下列结论中不正确的有( )小试牛刀3
A.的单调递增区间是,
B.是的极小值点
C.在区间上是减函数,在区间上是增函数
D.是的极小值点
【题型2:求已知函数的极值/极值点】
【练方法】
知识点:
1.极值的定义:在附近,若,则为极大值;若,则为极小值
2.极值点的必要条件:或不存在
3.极值点的充分条件:在两侧变号(或二阶导数)
考点:
求函数的极值点和极值
区分极值点与驻点(驻点不一定是极值点)
极值的计算与符号判断
解题思路:
1.求导,解方程,找出所有驻点和不可导点
2.列表分析在各区间的符号,判断单调性
3.由单调性变化,确定极值点和极值
(2026高三·北京·专题练习)已知函数().经典例题1例题
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的极小值点;
(25-26高二上·陕西西安·期末)已知函数在点处的切线与直线垂直.经典例题2例题
(1)求实数的值;
(2)求的单调区间;
(3)求的极值.
(25-26高二上·河南许昌·期末)已知函数,则的极小值点为 .小试牛刀1
(25-26高二上·湖南长沙·月考)函数的极大值点为( )小试牛刀2
A.1 B. C. D.
(25-26高三上·重庆·月考)已知函数,.小试牛刀3
(1)若对任意,恒成立,求实数m的取值范围;
(2)判断的极值点个数并说明理由.
【题型3:由极值/极值点求参数】
【练方法】
知识点:
1.极值点的必要条件:
2.极值的定义:是极值,需满足在两侧变号
3.参数与极值的关系:参数影响导函数的零点及符号变化
考点:
已知极值/极值点,反求函数中的参数
验证极值的充分条件(避免增解)
解题思路:
1.由极值点必要条件列方程,求出参数的初步值
2.代入原函数,验证在两侧是否变号(或用二阶导数验证)
3.舍去不满足极值条件的参数解
(25-26高三上·广西河池·期末)若是函数的极值点,则的极小值为 .经典例题1例题
(25-26高二上·陕西榆林·期末)已知函数,若为的极小值点,则实数的值为( )经典例题2例题
A. B.1 C.3 D.1或3
(25-26高三上·河北邢台·期末)已知函数为其一个极值点,且,则 .小试牛刀1
(25-26高二上·江苏宿迁·期末)设,函数有大于零的极值点,则实数的取值范围是( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(26-27高二上·重庆·期末)已知函数,若函数在处取得极小值,则实数的取值范围为( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【题型4:求已知函数的最值】
【练方法】
知识点:
1.闭区间最值:连续函数在闭区间上必有最值,且在极值点或端点处取得
2.开区间最值:不一定存在,需结合单调性判断
3.最值与极值的关系:最值是全局概念,极值是局部概念
考点:
求闭区间上的最值
求开区间或无穷区间上的最值
最值的计算与比较
解题思路:
1.求导,找出区间内的驻点和不可导点
2.计算这些点及区间端点的函数值
3.比较所有函数值,最大的为最大值,最小的为最小值
(2026高三·全国·专题练习)函数在上的值域为 .经典例题1例题
(25-26高二上·河北石家庄·期末)已知函数.经典例题2例题
(1)求的单调区间;
(2)求的极值;
(3)求在区间上的最值.
(25-26高二上·陕西榆林·期末)已知函数,求:小试牛刀1
(1)的单调区间;
(2)在上的最小值和最大值.
(25-26高二上·云南昭通·期末)已知函数,则当时,的最大值为( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(25-26高二上·山东临沂·期末)已知函数的图像经过点.小试牛刀3
(1)求;
(2)求在区间上的最大值与最小值.
【题型5:由函数的最值求参数】
【练方法】
知识点:
1.最值的定义:(或)对区间内所有成立,且存在使等号成立
2.参数影响函数的单调性、极值,从而影响最值
考点:
已知最值,反求函数中的参数
最值条件下的参数范围判断
解题思路:
1.先求函数的最值表达式(含参数)
2.令最值等于已知值,解方程求参数
3.验证参数对应的函数是否确实在该点取得最值(必要时用单调性验证)
(2025·四川德阳·一模)已知函数(,且),函数的图象与的图象关于直线对称.经典例题1例题
(1)求;
(2)若的最小值是2,求.
(2026高三·全国·专题练习)已知函数.若在上的最小值为,求的取值范围.经典例题2例题
(25-26高三上·湖北省直辖县级单位·期中)已知函数,.小试牛刀1
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若在内的最大值为2,求的值.
(25-26高三上·湖南邵阳·月考)已知函数.小试牛刀2
(1)讨论的单调性;
(2)若在内的最大值为2,求的值;
(3)若,求的取值范围.
(2025高三·全国·专题练习)已知函数,在区间上的最小值为,求实数的取值范围.小试牛刀3
【B·能力提升题型】
【题型1:含参函数的极值分析】
【练方法】
知识点:
1.含参函数:中含有参数(如)
2.参数影响导函数的零点个数及符号变化,从而影响极值的个数和位置
3.分类讨论:根据参数的不同取值,讨论的零点及单调性
考点:
对参数进行分类讨论,分析极值的个数和类型
含参函数的单调性与极值的综合判断
解题思路:
1.求导,解方程,得到根与参数的关系
2.根据根的个数、大小关系,对参数进行分类讨论
3.每一类中,列表分析单调性,确定极值的个数和类型
(25-26高三上·山东·月考)已知函数.经典例题1例题
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数极值点的个数.
(25-26高三上·北京东城·期中)已知函数.经典例题2例题
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论函数在区间上的极值点的个数;
(3)若函数在区间上有唯一零点,证明:.
(2025高三·全国·专题练习)已知,.小试牛刀1
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数的极值点个数.
(25-26高三上·上海·期中)已知,.小试牛刀2
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数的极值点个数;
(3)若对于任意总有,求实数的取值范围.
(2025高三·全国·专题练习)设函数,其中为常数.若函数的有极值点,求:小试牛刀3
(1)实数的取值范围;
(2)的极值点.
【题型2:由极值/极值点个数求参数范围】
【练方法】
知识点:
1.极值点个数=的变号零点个数
2.的零点个数由导函数的图像与轴交点个数决定
3.利用导数研究的单调性、极值,判断其零点个数
考点:
由极值点个数,反求参数的取值范围
分类讨论与数形结合思想
解题思路:
1.求,将极值点个数问题转化为的变号零点个数问题
2.研究的单调性、极值,判断其零点个数与参数的关系
3.由零点个数条件,解不等式求参数范围
(25-26高二上·福建厦门·期末)已知函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .经典例题1例题
(2026·辽宁大连·模拟预测)已知函数.经典例题2例题
(1)若,求实数的值;
(2)若在上有且仅有两个不同极值点,求实数的取值范围.
(25-26高二上·陕西西安·月考)已知函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .小试牛刀1
(25-26高三上·河南·月考)已知函数.小试牛刀2
(1)若,求的单调区间;
(2)若没有极值点,求a的取值范围.
(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .小试牛刀3
【题型3:函数的最值模型的应用】
【练方法】
知识点:
1.实际问题中的最值:如面积最大、费用最少、利润最大等
2.建模步骤:将实际问题转化为函数,确定定义域
3.利用导数求最值:若函数在定义域内只有一个极值点,则该极值即为最值
考点:
建立函数模型,利用导数求最值
实际问题中定义域的确定(易错点)
最值的实际意义解释
解题思路:
1.审题,设变量,建立函数,确定定义域
2.求导,找极值点
3.若只有一个极值点,直接判断为最值;若有多个,比较函数值
4.结合实际意义,给出最值的合理解释
(25-26高二上·山西·月考)如图,周长为的五边形由一个正三角形与一个矩形组成,设该正三角形与该矩形的面积分别为,则当取得最大值时,( )经典例题1例题
A.1 B.2 C.3 D.
(25-26高二上·福建厦门·期末)在三棱锥中,,,且直线与平面所成的角为.若,则长度的取值范围为 .当变化时,三棱锥体积的最大值为 .经典例题2例题
(2026·河南南阳·模拟预测)在三棱锥中,平面平面,,是等腰直角三角形,,记三棱锥的内切球半径为,点到平面的距离为,则的最小值为( )小试牛刀1
A. B. C. D.
(25-26高二上·安徽蚌埠·期末)在一项手工活动中,同学们首先裁出一个边长为10的正六边形,然后将六个角各切去一个四边形,这些四边形彼此全等(如图所示),再沿虚线折起,做成一个无盖的正六棱柱纸盒.当这个正六棱柱纸盒的容积最大时,底面边长为( )小试牛刀2
A. B. C. D.5
(2026·山东济南·一模)已知正方体的棱长为2,点均在某圆锥的侧面上,点均在该圆锥的底面上,则该圆锥的体积的最小值为 .小试牛刀3
【C·拓展培优题型】
【题型1:极值点偏移】
【练方法】
知识点:
1.极值点偏移:若函数有两个零点,极值点为,若,则称极值点偏移
2.偏移的本质:函数图像在极值点两侧的单调性不对称
3.常用方法:构造对称函数,利用单调性证明不等式
考点:
判断极值点偏移的方向(左偏/右偏)
利用偏移证明不等式(如)
与函数单调性、导数的综合
解题思路:
1.确定极值点,设
2.构造对称函数,求导判断单调性
3.利用单调性得到(或)的符号,推导出与的大小关系
(2025高二·全国·专题练习)已知函数,.当,,是方程的两个根,求证:.经典例题1例题
(2025高二·全国·专题练习)已知函数.当时,若函数有两个不同的零点,.经典例题2例题
(1)求m的取值范围;
(2)证明:.
(2025高三·全国·专题练习)已知函数.若关于的方程在内有两个根,证明:.小试牛刀1
(25-26高三上·陕西咸阳·月考)已知函数.小试牛刀2
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在上的值域;
(3)若关于的方程在内有两个根,证明:.
(24-25高二下·江苏扬州·月考)已知函数,,是自然对数的底数.小试牛刀3
(1)讨论函数的极值;
(2)当时,若,(其中)满足,求证:.
【题型2:不等式的恒成立与有解问题】
【练方法】
知识点:
1.恒成立:对所有成立
2.有解:在上有解
3.含参不等式:转化为最值问题,利用导数求最值
考点:
将不等式问题转化为最值问题
利用导数求函数最值,解决恒成立/有解问题
分类讨论与参数范围求解
解题思路:
1.分离参数(若可行):恒成立
2.若不能分离参数,构造,求的最值
3.由最值与0的关系,解不等式求参数范围
(2026·河北秦皇岛·模拟预测)已知当时,恒成立,则实数的取值范围为 .经典例题1例题
(2025高二·全国·专题练习)已知函数对任意有成立,则k的最小值为 .经典例题2例题
(25-26高三上·广东惠州·月考)若不等式对恒成立,则的最大值为 .小试牛刀1
(25-26高三上·安徽六安·月考)已知函数(),,若,,恒成立,则实数的取值范围是 .小试牛刀2
(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数,若在上恒成立,则实数取到的最大整数值为 .小试牛刀3
【题型3:三次函数的极值与最值】
【练方法】
知识点:
1.三次函数一般形式:
2.导函数为二次函数:
3.极值个数:由判别式决定
:两个极值点(一极大一极小)
:一个驻点(非极值点)
:无极值点
考点:
三次函数的极值个数判断
三次函数在闭区间上的最值求解
与二次函数、方程根的分布的综合
解题思路:
1.求导,计算判别式,判断极值个数
2.若有极值点,求出极值,再结合区间端点函数值,确定最值
3.若无极值点,函数单调,最值在端点处取得
【多选题】(25-26高三上·山东青岛·期末)已知函数,是的一个极值点,则( )经典例题1例题
A.
B.的图像在点处的切线方程为
C.若方程有一个解,则
D.
【多选题】(25-26高二上·陕西渭南·期末)若函数,则( )经典例题2例题
A.在上单调递减 B.有且仅有两个极值点
C.只有一个零点 D.当时,的值域为
【多选题】(26-27高二上·重庆·期末)已知函数,若关于的方程恰有三个不同实根且满足,则下列说法正确的有( )小试牛刀1
A.的极小值为
B.
C.为定值
D.的取值范围为
【多选题】(25-26高三上·浙江绍兴·期末)设函数,其中.则下列说法正确的是( )小试牛刀2
A.可能为奇函数
B.既有极大值也有极小值
C.若恒成立,则
D.若是方程的两个不同实根,且,则
【多选题】(25-26高二上·浙江绍兴·期末)设函数,则下列说法正确的是( )小试牛刀3
A.当时,无极值点
B.当时,是的极大值点
C.,图象存在对称轴
D.,图象对称中心的横坐标不变
课后过关检测
一、单选题
1.(25-26高二上·天津·期末)已知函数的定义域为,导函数在区间上的图象如图所示,函数在上极大值点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(25-26高三上·湖北武汉·期末)当时,函数取得最大值,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·四川成都·期末)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则( )
A.在上为增函数
B.的最小值为
C.的极大值为,极小值为
D.的极小值点为0,极大值点为1
4.(25-26高三上·甘肃嘉峪关·期末)若函数,则下列选项中,为函数的极大值点的是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·江苏南京·期末)若函数在区间上存在最大值,则实数的取值范围为()
A. B. C. D.
6.(25-26高三上·江西·月考)若函数有唯一极值点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(25-26高二上·安徽宣城·期末)已知函数,则( )
A.有两个极值点
B.有三个零点
C.点是曲线的对称中心
D.过点且与曲线相切的直线恰有两条
8.(25-26高三上·山东菏泽·期末)已知函数,则下列说法正确的有( )
A.若,则在处的切线斜率为
B.若,则在上有且仅有一个极值点
C.若,则在上的最大值为3
D.若,则在上有两个零点
9.(25-26高二上·江苏南京·期末)已知函数有两个极值点,则( )
A.
B.当时,有三个零点
C.当时,仅有一个零点
D.
10.(25-26高二上·山西运城·期末)已知是函数的极大值点,则 ( )
A.
B.若函数有三个零点,则实数的取值范围为
C.若函数在区间存在最小值,则实数的取值范围为
D.过点存在3条直线与曲线相切
三、填空题
11.(25-26高二上·云南昭通·期末)若是函数的一个极值点,则 .
12.(2026·安徽黄山·一模)若函数在处取得极大值,则实数的取值范围为 .
13.(25-26高二上·江苏南京·期末)若对任意的,恒有,则实数的取值范围为 .
四、解答题
14.(25-26高二上·山西长治·期末)给定函数.
(1)判断函数的单调性,并求出的极值.
(2)求函数在区间上的最大值与最小值.
15.(25-26高二上·福建厦门·期末)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的增区间和极小值.
16.(25-26高二上·安徽六安·期末)已知是函数的一个极值点.
(1)求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值.
17.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)已知函数.
(1)若,,求函数的单调区间及极值;
(2)若,,且在定义域内恒成立,求实数b的取值范围.
18.(25-26高二上·山西朔州·期末)设函数.
(1)若当时,取得极值,求a的值,并说明此时的单调性;
(2)若存在极值,求a的取值范围.
19.(25-26高二上·浙江绍兴·期末)已知函数,.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若函数恰有三个极值点,求的取值范围.
20.(25-26高二上·江苏无锡·期末)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若存在使得成立,求的取值范围;
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【题型1:导函数图像与极值最值的关系】
【练方法】
知识点:
1.极值点的判定:若处,且在两侧变号,则为极值点
2.极值与导函数符号:左正右负→极大值;左负右正→极小值;不变号→不是极值点
3.最值:闭区间上的最值在极值点或端点处取得
考点:
由导函数图像判断原函数的单调性、极值点个数及类型
由导函数图像判断原函数的最值位置
极值与最值的概念辨析
解题思路:
1.看导函数图像与轴的交点,即的根(驻点)
2.看驻点左右的符号:左正右负→极大值点;左负右正→极小值点
3.结合区间端点函数值,比较极值与端点值,确定最值
【多选题】(25-26高二上·江苏南京·期末)已知函数的导函数的图象如下图所示,则( )经典例题1例题
A.函数的图象在处的切线斜率小于零
B.函数在区间上单调递增
C.当时,函数取得极值
D.当时,函数取得极值
【答案】BC
【分析】根据导数的几何意义判断A;利用导函数的正负,分析函数的单调性,判断B;利用极值点的定义判断C,D.
【详解】由图可知,所以函数的图象在处的切线斜率大于零,所以A错误.
当时,恒成立,所以函数在区间上单调递增,所以B正确.
由图可知,在的附近,当时,;当时,.
即是的一个变号零点,所以在处取得极值.所以C正确.
在的附近,恒成立,所以单调递增,所以不是的极值点,所以D错误.
故选:BC.
【多选题】(25-26高二上·陕西榆林·期末)已知定义在区间上的函数的导函数为的图象如图所示,则下列结论一定正确的是( )经典例题2例题
A.在上单调递增
B.
C.有且仅有一个极大值
D.至多有3个零点
【答案】ACD
【分析】根据的图象,分析的单调性、极值、最值、零点即可.
【详解】根据的图象,可得:
当时,恒成立,所以在上单调递增,所以A正确;
当时,,所以在上单调递减,
所以,所以不是函数的最小值,所以B不正确;
当时,,所以在上单调递增;
当时,,所以在上单调递减;
当时,恒成立,所以在上单调递增.
所以函数仅在处有极大值,所以C正确.
由函数的单调性,知函数图象与直线最多有三个交点,所以至多有3个零点,所以D正确.
故选:ACD.
【多选题】(25-26高三上·河北邢台·月考)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则下列结论正确的是( )小试牛刀1
A.可能有三个极值点 B.若,则在上单调递减
C.若,则的极大值点为 D.若,则
【答案】ABC
【分析】根据导数的图象研究函数的单调性,结合极值点的概念和单调区间,逐项判定,即可求解.
【详解】由图可得,0,2是的零点,当时,有3个变号零点,
所以可能有三个极值点,A正确.
若,,由图可得当时,,单调递减,B正确.
若,,由图可得当时,,
当时,,所以的极大值点为,C正确.
若,则,由图可得,
得或,所以或,D错误.
故选:ABC
(2025·四川成都·模拟预测)已知定义域为的函数的导函数为,且函数的部分图象如图所示,则下列说法中正确的是( )小试牛刀2
A.有极小值,极大值
B.有极小值,极大值
C.有极小值,极大值和
D.有极小值,极大值
【答案】B
【分析】根据给定的函数图象,分析判断值为正或负的x取值区间作答.
【详解】观察图象知,当时,或且,
当时,或,
而当时,,当时,,因此当或时,,
当时,,当且仅当时取等号,
则在和上单调递减,在上单调递增,
所以有极小值,极大值,A,C,D不正确;B正确.
故选:B
(24-25高二下·天津武清·月考)如图所示是的导数的图象,下列结论中不正确的有( )小试牛刀3
A.的单调递增区间是,
B.是的极小值点
C.在区间上是减函数,在区间上是增函数
D.是的极小值点
【答案】D
【分析】A.利用函数的单调性与导数的正负的关系判断;B.利用极小值点的定义判断;C. 利用函数的单调性与导数的正负的关系判断;D.利用极小值点的定义判断;
【详解】根据图象知当时,,函数在上单调递增,A选项正确;
当时,,函数在上单调递减,故C正确;
函数在上单调递减,在上单调递增,所以当时,取得极小值,是的极小值点,故B正确;
函数在上单调递增,在上单调递减,当时,取得极大值,不是的极小值点,故D错误.
故选:D.
【题型2:求已知函数的极值/极值点】
【练方法】
知识点:
1.极值的定义:在附近,若,则为极大值;若,则为极小值
2.极值点的必要条件:或不存在
3.极值点的充分条件:在两侧变号(或二阶导数)
考点:
求函数的极值点和极值
区分极值点与驻点(驻点不一定是极值点)
极值的计算与符号判断
解题思路:
1.求导,解方程,找出所有驻点和不可导点
2.列表分析在各区间的符号,判断单调性
3.由单调性变化,确定极值点和极值
(2026高三·北京·专题练习)已知函数().经典例题1例题
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求的极小值点;
【答案】(1).
(2)当时,的极小值点为;当时,无极小值点.
【分析】(1)先求出函数在该点的导数,再结合该点的坐标,利用点斜式方程求出切线方程;
(2)先求出函数的定义域,再对函数求导,根据导数的正负判断函数的单调性,进而求出极小值点.
【详解】(1)由题意得,,
则,
,即切线的斜率为,
又,
所以切线方程为,即.
(2),,
时,定义域为,,无极小值;
当时,定义域为.
令,即,则,
所以,
解得或,
当时,,解得或,
在区间和上, 单调递增;
,解得且,
在区间和上, 单调递减,
的极小值点为.
当时,在区间和上, 单调递减;
在区间和上, 单调递增,
的极小值点为.
综上,当时,的极小值点为;当时,无极小值点.
(25-26高二上·陕西西安·期末)已知函数在点处的切线与直线垂直.经典例题2例题
(1)求实数的值;
(2)求的单调区间;
(3)求的极值.
【答案】(1);
(2)的递增区间为和,递减区间为;
(3)极大值为,极小值为.
【分析】(1)由斜率乘积为,求得参数的取值;
(2)求导后根据导函数的正负来确定原函数的增减区间;
(3)由第二问的增减性结合极值定义求得极值.
【详解】(1),
则,
由题意可得,解得.
(2)由,故,定义域,
则,,
由得到,1.
故当时,,当时,,当时,,
故的递增区间为和,的递减区间为.
(3)由可知,在处取得极大值;
在处取得极小值.
(25-26高二上·河南许昌·期末)已知函数,则的极小值点为 .小试牛刀1
【答案】
【分析】先求,根据导数的正负判断函数的单调性,进而确定函数的极值点.
【详解】定义域为,
,
令,解得:或,
当,,
在区间单调递增;
当,,
在区间单调递减;
是的极大值点,
当,,
在区间单调递增;
是的极小值点.
故答案为:
(25-26高二上·湖南长沙·月考)函数的极大值点为( )小试牛刀2
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】对求导,利用导数判定原函数的单调性和极值点.
【详解】由题意可知:函数的定义域为,且,
令,解得,在单调递增;
令,解得,在单调递减;
可知函数的极大值点为.
故选:B
(25-26高三上·重庆·月考)已知函数,.小试牛刀3
(1)若对任意,恒成立,求实数m的取值范围;
(2)判断的极值点个数并说明理由.
【答案】(1)
(2)有且仅有一个极值点,理由见解析
【分析】(1)化简恒成立的不等式可得,由可得取值范围;
(2)令,利用导数可知单调递减,结合零点存在定理可得存在唯一零点,进而得到单调性,根据极值点定义可得出结论.
【详解】(1)在上恒成立,
在上恒成立,
当时,在上取得最大值,
,即实数的取值范围为;
(2)由(1)知:,
当时,,在上单调递增;
当时,令,则,
在上单调递减,又,,
,使得,且当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,
综上所述:在上单调递增,在上单调递减,
有且仅有一个极值点.
【题型3:由极值/极值点求参数】
【练方法】
知识点:
1.极值点的必要条件:
2.极值的定义:是极值,需满足在两侧变号
3.参数与极值的关系:参数影响导函数的零点及符号变化
考点:
已知极值/极值点,反求函数中的参数
验证极值的充分条件(避免增解)
解题思路:
1.由极值点必要条件列方程,求出参数的初步值
2.代入原函数,验证在两侧是否变号(或用二阶导数验证)
3.舍去不满足极值条件的参数解
(25-26高三上·广西河池·期末)若是函数的极值点,则的极小值为 .经典例题1例题
【答案】
【分析】求得,根据,得到,进而求得函数的单调性,结合极值点和极值的定义,代入计算,即可求解.
【详解】由函数,
可得,
因为是函数的极值点,可得,解得,
所以,
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
所以当时,函数取得极小值,极小值为.
故答案为:.
(25-26高二上·陕西榆林·期末)已知函数,若为的极小值点,则实数的值为( )经典例题2例题
A. B.1 C.3 D.1或3
【答案】B
【分析】根据为的极值点,可得,求得的值,并检验是否是极小值点.
【详解】函数,定义域为.
所以.
由题可知,,即,所以或.
当时,.
令,则或;令,则.
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以在处取得极小值.
当时,.
令,则或;令,则.
所以在上单调递增,在上单调递减.
所以在处取得极大值.
综上,实数的值为.
故选:B.
(25-26高三上·河北邢台·期末)已知函数为其一个极值点,且,则 .小试牛刀1
【答案】4
【分析】求导,利用极值点处导数为0求出,进而代入求出.
【详解】由,求导得,
为其一个极值点,,解得,
,此时,
当时,,函数在上单调递增,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,
所以满足条件,又,
,解得.
故答案为:4.
(25-26高二上·江苏宿迁·期末)设,函数有大于零的极值点,则实数的取值范围是( )小试牛刀2
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先对函数求导,再通过极值点大于零分析的符号求解即可.
【详解】由已知可得,
令,可得,
若,所以不符合题意,舍去;
因此,则,解得.
因为,所以,要让,必须满足,
所以,解得.
故选:
(26-27高二上·重庆·期末)已知函数,若函数在处取得极小值,则实数的取值范围为( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】对函数求导,根据的取值分成,和三类情况,讨论函数的单调性,根据极值情况分析判断即得.
【详解】因的定义域为,
求导得,
若,则,由可得,由,可得,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
即函数在处取得极小值,符合题意;
若,则由可得或,由,可得,
故函数在上单调递增,在上单调递减,
故函数在处取得极小值,符合题意;
若,则,函数在上单调递增,无极值点,不合题意;
若,则由可得或,由,可得,
即此时函数在上单调递增,在上单调递减,
故函数在处取得极大值,不合题意.
综上可得,实数的取值范围为.
故选:A.
【题型4:求已知函数的最值】
【练方法】
知识点:
1.闭区间最值:连续函数在闭区间上必有最值,且在极值点或端点处取得
2.开区间最值:不一定存在,需结合单调性判断
3.最值与极值的关系:最值是全局概念,极值是局部概念
考点:
求闭区间上的最值
求开区间或无穷区间上的最值
最值的计算与比较
解题思路:
1.求导,找出区间内的驻点和不可导点
2.计算这些点及区间端点的函数值
3.比较所有函数值,最大的为最大值,最小的为最小值
(2026高三·全国·专题练习)函数在上的值域为 .经典例题1例题
【答案】
【详解】设,利用角的范围和三角恒等变换求出的范围,将原函数转化成关于的函数,通过求导判断函数单调性求出其极值,比较端点函数值即得原函数的值域.
【分析】设,
由可得,则.
因为,
所以,.
求导得,
当或时,,当时,,
故在,上单调递增,在上单调递减,
又,,,,
所以在上的值域为,
即在上的值域为.
故答案为:.
(25-26高二上·河北石家庄·期末)已知函数.经典例题2例题
(1)求的单调区间;
(2)求的极值;
(3)求在区间上的最值.
【答案】(1)单调递增区间是,单调递减区间是;
(2)极大值为,无极小值
(3)最大值;最小值.
【分析】(1)对求导,根据导数的正负确定函数的单调区间;
(2)结合(1)问,即可求出极值;
(3)结合(1)问,在上递增,在上递减,分别求出,比较大小即可求解.
【详解】(1)由题意知函数的定义域为,
令,得,
列表如下:
2
+
0
-
由上表知,在上,单调递增;
在上,单调递减;
的单调递增区间是,单调递减区间是;
(2)极大值为,无极小值
(3),
,
由(1)知,在上递增,在上递减,
∴当时,取最大值;
∴当时,取最小值.
(25-26高二上·陕西榆林·期末)已知函数,求:小试牛刀1
(1)的单调区间;
(2)在上的最小值和最大值.
【答案】(1)单调增区间为,,单调减区间为
(2)最大值为,最小值为
【分析】(1)利用导数求得的单调区间.
(2)结合的单调区间、极值、区间端点的函数值来求得在区间的最大值和最小值.
【详解】(1) ,
由得或;
由得.
故的单调增区间为,,单调减区间为.
(2)由(1)得函数在上单调递增,在上单调递减,
由于,,,
所以函数在区间上的最大值为,最小值为.
(25-26高二上·云南昭通·期末)已知函数,则当时,的最大值为( )小试牛刀2
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用导数研究函数的单调性,进而可求得的最大值.
【详解】由,可得,
当时,;当时,;
故在上单调递增,在上单调递减,
故当时,在时取得极大值,也即最大值.
故选:D.
(25-26高二上·山东临沂·期末)已知函数的图像经过点.小试牛刀3
(1)求;
(2)求在区间上的最大值与最小值.
【答案】(1)2
(2)最大值为,最小值为.
【分析】(1)把点代入解析式可求;
(2)求导,利用导数分析函数的单调性,进而可求函数的最大值与最小值.
【详解】(1)函数的图像过点,
,即,
,.
(2)由(1)得,,
,
由,得或,
当时,,单调递增;
当时,单调递减;
当时,单调递增,
,,,,
且,
在上的最大值为,最小值为.
【题型5:由函数的最值求参数】
【练方法】
知识点:
1.最值的定义:(或)对区间内所有成立,且存在使等号成立
2.参数影响函数的单调性、极值,从而影响最值
考点:
已知最值,反求函数中的参数
最值条件下的参数范围判断
解题思路:
1.先求函数的最值表达式(含参数)
2.令最值等于已知值,解方程求参数
3.验证参数对应的函数是否确实在该点取得最值(必要时用单调性验证)
(2025·四川德阳·一模)已知函数(,且),函数的图象与的图象关于直线对称.经典例题1例题
(1)求;
(2)若的最小值是2,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由指数函数和对数函数的关系即可直接得解;
(2)先由题设分析得到,再利用导数工具研究函数的单调性和最值,结合即可求解.
【详解】(1)依题意得;
(2)由题对恒成立,
当时,为增函数,所以函数在上单调递增,且,
则函数无最小值,不符合,所以,
所以为增函数,令,
所以时,时,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,又,所以.
综上所述,.
(2026高三·全国·专题练习)已知函数.若在上的最小值为,求的取值范围.经典例题2例题
【答案】
【分析】根据进行分类讨论,确定出的单调性并求解出最小值,注意最小值与的关系,由此可求出的取值范围.
【详解】因为,所以,
当时,因为,所以,所以,
所以,所以在上单调递增,所以,故符合题意;
当时,令,解得或,
若,则,则在上单调递减,
若,则,则在上单调递增,
所以,故不符合题意;
当时,因为,所以,所以,
所以,所以在上单调递减,
所以,故不符合题意;
综上所述,的取值范围是.
(25-26高三上·湖北省直辖县级单位·期中)已知函数,.小试牛刀1
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若在内的最大值为2,求的值.
【答案】(1)单调递增区间为,,单调递减区间为.
(2)
【分析】(1)利用导数求函数的单调区间;
(2)由函数在区间内的单调性求解函数的最大值,可得的值.
【详解】(1)函数的定义域为,
则,
当时,
令,解得:;令,解得:,
所以函数的单调递增区间为和,单调递减区间为.
(2)
①当时,在内恒成立,在内单调递增,
则,解得与矛盾;
②当时,有,时;时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
∴,即,
令,则,
则在上单调递减,
又,故;
综上,.
(25-26高三上·湖南邵阳·月考)已知函数.小试牛刀2
(1)讨论的单调性;
(2)若在内的最大值为2,求的值;
(3)若,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2);
(3).
【分析】(1)求导,分、、、四种情况讨论;
(2)结合第1问的单调性求出最值即可;
(3)利用参变分离求最值即可.
【详解】(1)求导得,
当时,,则,得,,得,
所以在上单调递增,在上单调递减;
当时,令,解得或,
当时,,则,得或,,得,
则在内单调递减,在和上单调递增;
当时,,,则在区间上单调递增;
当时,,则,得或,,得,
则在区间内单调递减,在和上单调递增,
综上,时,在上单调递增,在上单调递减;
时,在内单调递减,在和上单调递增;
时,在区间上单调递增;
时,在区间内单调递减,在和上单调递增.
(2)由(1)知,当时,在内单调递增,
则,解得与矛盾;
当时,在上单调递增,在上单调递减,
所以,即,
令则,
则在上单调递减,
又,故;
综上,.
(3)由可得,
即,
令,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
则,则,
故,令,
则,令,解得,
则当时,,当时,,
则在上单调递增,在上单调递减,
则,所以,
故的取值范围为.
(2025高三·全国·专题练习)已知函数,在区间上的最小值为,求实数的取值范围.小试牛刀3
【答案】
【分析】根据题意,求得,分,和,三种情况讨论,求得函数的单调区间和最小值,进而得到答案.
【详解】由函数,
可得,
当,即时,在上恒成立,单调递增,
所以,符合题意;
当,即时,若,则,单调递减;
若,则,单调递增,
所以,不符合题意;
当,即时,在上恒成立,单调递减,
所以,不符合题意.
综上所述,的取值范围是.
【B·能力提升题型】
【题型1:含参函数的极值分析】
【练方法】
知识点:
1.含参函数:中含有参数(如)
2.参数影响导函数的零点个数及符号变化,从而影响极值的个数和位置
3.分类讨论:根据参数的不同取值,讨论的零点及单调性
考点:
对参数进行分类讨论,分析极值的个数和类型
含参函数的单调性与极值的综合判断
解题思路:
1.求导,解方程,得到根与参数的关系
2.根据根的个数、大小关系,对参数进行分类讨论
3.每一类中,列表分析单调性,确定极值的个数和类型
(25-26高三上·山东·月考)已知函数.经典例题1例题
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数极值点的个数.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用导数的几何意义求出切线斜率,然后利用点斜式直线方程求解即可;
(2)按照,,,分类讨论研究函数的单调性,进而利用极值点的定义求解即可.
【详解】(1)∵,
∴,
∴在处的切线方程为,即.
(2)由题意,函数的定义域为.
,
①当时,由,得,由,得,
∴在上单调递减,在上单调递增,
∴在处取得极小值.
②当时,,
∴在上单调递增,无极值.
③当时,由,得或,
由,得,
∴在上单调递增,在上单调递减,
∴在处取得极大值,在处取得极小值.
④当时,由,得或,
由,得,
∴在单调递增,在单调递减,
∴在处取得极大值,在处取得极小值.
综上,当时,的极值点个数为0;
当时,有1个极值点;
当且时,有2个极值点.
(25-26高三上·北京东城·期中)已知函数.经典例题2例题
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论函数在区间上的极值点的个数;
(3)若函数在区间上有唯一零点,证明:.
【答案】(1);
(2)答案见解析;
(3)证明见解析;
【分析】(1)直接根据导数的几何意义可求得切线方程;
(2)先对函数求导,再分,,三种情况对导数讨论可得函数的极值点;
(3)由(2)解析过程知,函数要有唯一零点t,必有函数的唯一极小值点,再通过构造函数,,只需用导数证明的零点即可.
【详解】(1)当时,函数,
所以,.
所以曲线在点处的切线方程为,
即.
(2)由函数,.
令,,.
①若时,,所以在上单调递增,且,
即在上单调递增,且,
所以函数在上单调递增,函数无极值点;
②当时,,,
当,所以.
所以函数在上单调递增且有唯一零点,
即函数在上单调递增且有唯一零点,
当;当,
所以函数在有唯一的极小值点,无极大值点;
③当时,因为,所以,
所以函数在上单调递减,无极值点.
综上所述:当或时,函数在上无极值点;
当时,函数在上有唯一的极小值点,无极大值点.
(3)由(2)可知,当时,函数在上单调递减,且,
所以函数在上无零点;
当时,函数在上单调递增,且,
所以函数在上无零点;
当时,函数在有唯一的极小值点,且,
要使函数在区间上有唯一零点,所以.
所以 ,
令,得,即.
再令,,
所以在上单调递增,
且.
所以函数在上有唯一零点,
所以,即.
(2025高三·全国·专题练习)已知,.小试牛刀1
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数的极值点个数.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【分析】(1)求出导函数,利用导数的几何意义求出切线斜率,然后利用点斜式直线方程求解即可;
(2)按照和分类讨论研究函数的单调性,利用极值的定义求解即可.
【详解】(1)因为,所以,
所以,即切线的斜率为,
又,所以所求的切线方程为,
即;
(2)由,得,,
因为,所以,当且仅当时等号成立,
①当,即时,对恒成立,
此时在单调递增,故没有极值点;
②当,即时,方程有两个不等正数解,
,
不妨设,则当时,,单调递增;
时,,单调递减;
时,,单调递增;
所以分别为极大值点和极小值点,有两个极值点.
综上所述,当时,没有极值点;当时,有两个极值点.
(25-26高三上·上海·期中)已知,.小试牛刀2
(1)求函数在处的切线方程;
(2)讨论函数的极值点个数;
(3)若对于任意总有,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【分析】(1)求出导函数,利用导数的几何意义求出切线斜率,然后利用点斜式直线方程求解即可;
(2)按照和分类讨论研究函数的单调性,利用极值的定义求解即可;
(3)参变分离得对于恒成立,设,然后利用导数法求得的最小值,即可得解.
【详解】(1)因为,所以,所以,即切线的斜率为,
又,所以所求的切线方程为,即;
(2)由得,
因为,所以,当且仅当时等号成立,
①当,即时,对恒成立,
此时在单调增,故没有极值点;
②当,即时,方程有两个不等正数解,
,
不妨设,则当时,单调递增;
时,单调递减;
时,单调递增;
所以分别为极大值点和极小值点,有两个极值点.
综上所述,当时,没有极值点;当时,有两个极值点.
(3),
由,得对于恒成立,设,
则,
因为,所以时,单调递减,
时,单调递增,所以,所以.
(2025高三·全国·专题练习)设函数,其中为常数.若函数的有极值点,求:小试牛刀3
(1)实数的取值范围;
(2)的极值点.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)分析可知有2个不相等的实数根,且有正的实数根,结合韦达定理以及判别式运算求解;
(2)分和两种情况,利用导数判断的单调性和极值点.
【详解】(1)由题意可知:的定义域为,且,
令,可得,
若有极值点 ,则有2个不相等的实数根,且有正的实数根,
设方程的根为,
若有两个极值点,即,则,解得;
若有一个极值点,则,解得;
综上所述:实数的取值范围为.
(2)由(1)可知:,则方程的两根为:,
当时,则,
可得的单调区间为:
单调递增
单调递减
单调递增
所以的极大值点为,极小值点为;
当时,
可得的单调区间为:
单调递减
单调递增
所以的极小值点为,无极大值点;
综上所述:当时,的极大值点为,极小值点为;
当时,的极小值点为,无极大值点.
【题型2:由极值/极值点个数求参数范围】
【练方法】
知识点:
1.极值点个数=的变号零点个数
2.的零点个数由导函数的图像与轴交点个数决定
3.利用导数研究的单调性、极值,判断其零点个数
考点:
由极值点个数,反求参数的取值范围
分类讨论与数形结合思想
解题思路:
1.求,将极值点个数问题转化为的变号零点个数问题
2.研究的单调性、极值,判断其零点个数与参数的关系
3.由零点个数条件,解不等式求参数范围
(25-26高二上·福建厦门·期末)已知函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .经典例题1例题
【答案】
【分析】求解导数,根据导数有两个变号零点,结合图象可求答案.
【详解】,令可得,
因为有两个极值点,所以有两个变号零点,
令,则,
当时,,单调递减,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
当趋近于时,趋近于,当趋近于时,趋近于,
当从负半轴趋近于时,趋近于,当从正半轴趋近于时,趋近于,
又,简图如下,
由图可知,,即实数的取值范围是.
故答案为:
(2026·辽宁大连·模拟预测)已知函数.经典例题2例题
(1)若,求实数的值;
(2)若在上有且仅有两个不同极值点,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导,代入即可求解,
(2)求导,将问题转化为在上仅有一个不为1的,实数根构造函数由导数求解函数的单调性,进而求解最值得解.
【详解】(1),
,故
(2)令,则在上有且仅有两个实数根,
由于,所以在上仅有一个实数根,则在上仅有一个不为1的实数根,
令则,
当时, 在上单调递增,
当时, 在上单调递减,
且
而故
(25-26高二上·陕西西安·月考)已知函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .小试牛刀1
【答案】
【分析】令,分离常数,然后利用构造函数法,结合导数求得的取值范围.
【详解】由题意知有两个相异实根,即,
也即与的图象有两个交点.
,所以当时,,单调递增,
当时,,单调递减.
且,当时,,
所以在处取得极大值也即是最大值为.
画出的图象如下图所示,
由图可知,要使与的图象有两个交点,则需.
故答案为:
(25-26高三上·河南·月考)已知函数.小试牛刀2
(1)若,求的单调区间;
(2)若没有极值点,求a的取值范围.
【答案】(1)单调递减区间是和,单调递增区间是
(2)
【分析】(1)求出导数,分别求出和的解,即可得到单调区间;
(2)分类讨论的范围,从而得到的单调性,即可求解.
【详解】(1)若,则, 函数定义域为,
.
当时,;
当时,;
当时,,
故的单调递减区间是和,单调递增区间是.
(2),
函数,当,即时,恒成立,
则有,单调递减,此时没有极值点,符合题意.
当时,方程有两个实数根,,不妨设,
则,.
当时,,此时在区间,上单调递减,
在区间上单调递增,所以是的极小值点,是的极大值点,不符合题意;
同理可知,当时,在区间上单调递增,上单调递减,是的极大值点,不符合题意.
综上,a的取值范围是.
(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)函数有两个极值点,则实数的取值范围是 .小试牛刀3
【答案】
【分析】原问题等价于有两个不同的根,令,利用导数法求出单调性,数形结合即可求解.
【详解】由得,
因为函数有两个极值点,所以有两个异号零点,
即有两个不同的根,显然,则有两个不同的根,令,
则与的图象有两个不同的交点,
,当和时,,单调递减,
当时,,单调递增, 在时,取得极小值,作出图象如图:
由图可知,所以,所以m的取值范围是 .
故答案为:
【题型3:函数的最值模型的应用】
【练方法】
知识点:
1.实际问题中的最值:如面积最大、费用最少、利润最大等
2.建模步骤:将实际问题转化为函数,确定定义域
3.利用导数求最值:若函数在定义域内只有一个极值点,则该极值即为最值
考点:
建立函数模型,利用导数求最值
实际问题中定义域的确定(易错点)
最值的实际意义解释
解题思路:
1.审题,设变量,建立函数,确定定义域
2.求导,找极值点
3.若只有一个极值点,直接判断为最值;若有多个,比较函数值
4.结合实际意义,给出最值的合理解释
(25-26高二上·山西·月考)如图,周长为的五边形由一个正三角形与一个矩形组成,设该正三角形与该矩形的面积分别为,则当取得最大值时,( )经典例题1例题
A.1 B.2 C.3 D.
【答案】C
【分析】根据周长的定义,结合矩形和正三角形的面积公式、导数的性质进行求解即可.
【详解】设,,则,
得,则,,
设函数,
则,
当0时,,单调递增,
当时,,单调递减,
则当时,取得最大值,即取得最大值.
故选:C.
(25-26高二上·福建厦门·期末)在三棱锥中,,,且直线与平面所成的角为.若,则长度的取值范围为 .当变化时,三棱锥体积的最大值为 .经典例题2例题
【答案】
【分析】根据三角形形成的条件求解长度的取值范围;设,由椭圆的定义可知点在以,为焦点,且2为长半轴长的椭圆上,利用几何法求得的面积最大值,然后结合等体积法利用锥体体积公式求得,设且,利用导数法求解最大值即可.
【详解】设,在中,,,则,解得,
所以长度的取值范围为;
不妨设,由中,可得,
又由,故点在以,为焦点,且2为长半轴长的椭圆上,
当在该椭圆的上顶点时,的面积最大,此时,
取的中点,可得,
则,设点到平面的距离为,
因为直线与平面所成的角为,可得,
所以,
设且,则,
当时,单调递增;
当时,单调递减,
所以,
所以,
当且仅当,且时,等号成立,
所以三棱锥体积的最大值为.
故答案为:;
(2026·河南南阳·模拟预测)在三棱锥中,平面平面,,是等腰直角三角形,,记三棱锥的内切球半径为,点到平面的距离为,则的最小值为( )小试牛刀1
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据等体积法求得三棱锥的内切球半径,再构造函数,利用导数求最值即可.
【详解】取中点,因为是等腰直角三角形,,
所以,
因为,所以,
因为平面平面,平面平面,平面
所以平面,即点到平面的距离为,
因为,所以,
因为,
又,
,
所以,
所以由,得,
所以
令,则,,
令得,解得,
当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,
故当时,取得最小值.
即的最小值为.
故选:D.
(25-26高二上·安徽蚌埠·期末)在一项手工活动中,同学们首先裁出一个边长为10的正六边形,然后将六个角各切去一个四边形,这些四边形彼此全等(如图所示),再沿虚线折起,做成一个无盖的正六棱柱纸盒.当这个正六棱柱纸盒的容积最大时,底面边长为( )小试牛刀2
A. B. C. D.5
【答案】C
【分析】设正六棱柱容器的底面边长为,则正六棱柱容器的高为,则可得正六棱柱容器的容积为,再利用导函数求得最值即可求解.
【详解】设正六棱柱容器的底面边长为,则正六棱柱容器的高为,,
所以正六棱柱容器的容积为,
由知,
当时,;时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,取得最大值,
故选:C
(2026·山东济南·一模)已知正方体的棱长为2,点均在某圆锥的侧面上,点均在该圆锥的底面上,则该圆锥的体积的最小值为 .小试牛刀3
【答案】.
【分析】设圆锥底面半径为,高为,过正方体的一组对棱作圆锥的截面,利用三角形相似对应边成比例列方程得到与关系,把圆锥的体积表示为关于的函数,利用导数求最小值.
【详解】设圆锥底面半径为,高为,则,
过正方体的一组对棱作圆锥的截面,如图所示:
由题意可得:,,
正方体的棱长为2,则,
面对角线,所以,
由,可得,,
即,解得:,
所以圆锥的体积,
令,则,
时,,单调递减,
时,,单调递增,
所以,时,圆锥的体积有最小值.
故答案为:
【C·拓展培优题型】
【题型1:极值点偏移】
【练方法】
知识点:
1.极值点偏移:若函数有两个零点,极值点为,若,则称极值点偏移
2.偏移的本质:函数图像在极值点两侧的单调性不对称
3.常用方法:构造对称函数,利用单调性证明不等式
考点:
判断极值点偏移的方向(左偏/右偏)
利用偏移证明不等式(如)
与函数单调性、导数的综合
解题思路:
1.确定极值点,设
2.构造对称函数,求导判断单调性
3.利用单调性得到(或)的符号,推导出与的大小关系
(2025高二·全国·专题练习)已知函数,.当,,是方程的两个根,求证:.经典例题1例题
【答案】证明见解析
【分析】由已知构造函数,是的两个零点,由导数确定的单调性,确定的范围,然后构造函数,由导数确定单调性,由单调性证明.
【详解】方程可化为,
设,则,,
令得,
当时,,时,,
所以在上递增,在上递减,
又,,,
所以在和上各有一零点,即在和上各有一零点,
不妨设,即,则,
设,则,
,
时,,所以在上递增,而,
所以时,,,即,
因为,
所以,
又在上递减,
所以,所以.
(2025高二·全国·专题练习)已知函数.当时,若函数有两个不同的零点,.经典例题2例题
(1)求m的取值范围;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)当时,可化为,令,求导得,求其单调性,找到最小值,根据题意求m的取值范围即可;
(2)要证明,即证,只需要证,即证,令,根据导函数求其单调性,然后证明即可.
【详解】(1)当时,可化为,
令,求导得,
令,因为,所以,解得.
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增.
所以的最小值为,
当时,;当时,,
函数有两个不同的零点,,
即与在上有两个不同交点,
所以的取值范围是;
(2)由(1)可知,要证明,即证,
因为,且在上单调递增,
所以只需要证,又因为,
所以只需要证,即证,
即证,两边同时除以,得,
化简为,因为,
所以只需证,即证
令,
求导得,
令,
求导得在上恒成立,
所以在上单调递增,
所以当时,,
即在上恒成立,所以在上单调递减,
所以当时,,
即,故,
即,所以.
(2025高三·全国·专题练习)已知函数.若关于的方程在内有两个根,证明:.小试牛刀1
【答案】证明见解析
【分析】利用导数求出函数在内的单调性,再利用极值点偏移推理得证.
【详解】函数,求导得,
而,
,则
当时,,则;
当时,,,则,
因此函数在上单调递增,在上单调递减,
由方程在内有两个根,得,
要证,只需证,而,
则只需证,又,就证,
令,求导得则
,
由,得,则,
因此,函数在上单调递增,即,
而,则,即,所以.
(25-26高三上·陕西咸阳·月考)已知函数.小试牛刀2
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求在上的值域;
(3)若关于的方程在内有两个根,证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)求导,得到,结合,从而利用导数几何意义求出切线方程;
(2)法1:求导,得到,求出的单调性,得在上的值域为.
法2:求导,得到,求出的单调性,求出在上的值域为;
(3)由(2)知的单调性,所以,要证,只需证,只需证,只需证,构造差函数,求导,得到单调性,结合,所以,问题得证.
【详解】(1)
所以,
又,
故所求切线方程为,即;
(2)法1:由(1)知,
,
,
①当时,,所以;
②当时,,所以;
③当时,,所以;
④当时,,所以,
所以在上单调递增,在上单调递减,
又,
所以在上的值域为.
法2:由(1)知,
因为,
,
所以
,
当时,,所以;
当时,,,所以;
当时,,所以;
当时,,,所以.
所以在上单调递增,在上单调递减,
又,
所以在上的值域为.
(3)证明:由(2)知在上单调递增,在上单调递减,
所以,要证,只需证,
因为,所以,所以只需证,
因为,所以只需证.
令,
则
.
因为,所以,
所以,所以,
所以在上单调递增,所以,
又,所以,所以,问题得证.
(24-25高二下·江苏扬州·月考)已知函数,,是自然对数的底数.小试牛刀3
(1)讨论函数的极值;
(2)当时,若,(其中)满足,求证:.
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)求导得,对分类讨论即可得解;
(2)分析得只需证明,构造函数(),利用导数即可得证.
【详解】(1)求导得,
当时,恒成立,此时函数在上单调递增,
此时函数无极值;
当时,,,
所以在单调递增,在单调递减,
此时极大值,无极小值.
综上所述,时,无极值,当时,极大值,无极小值.
(2)当时,
,
在单调递增,在单调递减,
又且,
∴要证,即证,
即证,即证,
设(),
,
∴在单调递增,又,
∴,又,
∴,∴.
【题型2:不等式的恒成立与有解问题】
【练方法】
知识点:
1.恒成立:对所有成立
2.有解:在上有解
3.含参不等式:转化为最值问题,利用导数求最值
考点:
将不等式问题转化为最值问题
利用导数求函数最值,解决恒成立/有解问题
分类讨论与参数范围求解
解题思路:
1.分离参数(若可行):恒成立
2.若不能分离参数,构造,求的最值
3.由最值与0的关系,解不等式求参数范围
(2026·河北秦皇岛·模拟预测)已知当时,恒成立,则实数的取值范围为 .经典例题1例题
【答案】
【分析】根据恒成立,构造函数,求解导数,判断单调性,求出函数的最值即可.
【详解】原不等式等价于恒成立,
设,,因为,所以,
令,,为增函数,
又,,所以存在唯一,使得,
即,.
当时,,为减函数;当时,,为增函数;
所以的最小值为.
实数的取值范围为.
故答案为:
(2025高二·全国·专题练习)已知函数对任意有成立,则k的最小值为 .经典例题2例题
【答案】/
【分析】先判定时不符合题意,再由时,令,求得,分类讨论求得函数的单调性与最值,即可求解.
【详解】由题意,函数对有成立,
当时,取时,可得,所以不符合题意,舍去;
当时,令,
则,
令,可得或,
(1)当时,则,则在上恒成立,
因此在单调减,从而对任意,总有,
即对任意,都有成立,所以符合题意;
(2)当时,,对于,因此在内单调递增,
所以当时,,即,
所以不符合题意,舍去,
综上可得,实数的取值范围是,即实数的最小值为.
故答案为:.
(25-26高三上·广东惠州·月考)若不等式对恒成立,则的最大值为 .小试牛刀1
【答案】/
【分析】设,将问题转化为,利用导数求出,再转化为,设,利用导数求出即可.
【详解】设,因为对任意的恒成立,则,
求导得
令得,,
当时,,函数在区间单调递减;
当时,,函数在区间单调递增;
所以,所以,
则,
设,,
当时,,函数在区间单调递增;
当时,,函数在区间单调递减;
所以,即的最大值为,的最大值为.
故答案为:.
(25-26高三上·安徽六安·月考)已知函数(),,若,,恒成立,则实数的取值范围是 .小试牛刀2
【答案】
【分析】由题意,利用导数分别求出,得,解不等式即可.
【详解】,
令,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以;
,
令,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以.
又恒成立,
所以,即,
由,解得,
即的取值范围为.
故答案为:
(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数,若在上恒成立,则实数取到的最大整数值为 .小试牛刀3
【答案】1
【分析】先根据恒成立,取得,再计算时不合题意,再时应用导数得出函数单调性及最值即可确定参数最大整数.
【详解】由题设,恒成立,取得.
当时,,当时,,不合题意;
当时,,,,,
所以,使得,即,
令,,当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
又时,,
所以当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
因此,满足题意.
综上所述,实数取到的最大整数值是1.
故答案为:1.
【题型3:三次函数的极值与最值】
【练方法】
知识点:
1.三次函数一般形式:
2.导函数为二次函数:
3.极值个数:由判别式决定
:两个极值点(一极大一极小)
:一个驻点(非极值点)
:无极值点
考点:
三次函数的极值个数判断
三次函数在闭区间上的最值求解
与二次函数、方程根的分布的综合
解题思路:
1.求导,计算判别式,判断极值个数
2.若有极值点,求出极值,再结合区间端点函数值,确定最值
3.若无极值点,函数单调,最值在端点处取得
【多选题】(25-26高三上·山东青岛·期末)已知函数,是的一个极值点,则( )经典例题1例题
A.
B.的图像在点处的切线方程为
C.若方程有一个解,则
D.
【答案】BCD
【分析】利用极值点的定义可判断A;利用切线的方程的求法可判断B;利用三次函数图象的特点可判断C;代入作差,可判断D.
【详解】求导得 ,
由题意得,解得 或 ,
由 得 ,故 A 错误;
由 得 ,,
,
点处的切线斜率,
所以切线方程为 ,即 ,B 正确;
令,得或,
当 时, ,所以函数单调递增,
当 时, ,所以函数递减,
当 时, ,所以函数递增.
所以的极大值为,
的极小值为.
为三次函数,要使只有一个解,只需的极小值或 的极大值.
所以或,故C正确;
易知,则.
即 恒成立,故D 正确.
故选:BCD
【多选题】(25-26高二上·陕西渭南·期末)若函数,则( )经典例题2例题
A.在上单调递减 B.有且仅有两个极值点
C.只有一个零点 D.当时,的值域为
【答案】ABC
【分析】求导,利用导数确定函数单调性、极值、零点与最值,即可判断.
【详解】函数,求导得
选项A:由,解得,所以在上单调递减,故A正确;
选项B:由,解得或,在和上单调递增,
令,解得或,
所以有且仅有两个极值点,故B正确;
选项C:由于的极大值,极小值
又,
所以只有一个零点,故C正确;
选项D:当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
又,
所以当时,的值域为,故D错误.
故选:ABC.
【多选题】(26-27高二上·重庆·期末)已知函数,若关于的方程恰有三个不同实根且满足,则下列说法正确的有( )小试牛刀1
A.的极小值为
B.
C.为定值
D.的取值范围为
【答案】ACD
【分析】利用导数直接求解函数极小值,判断选项A,根据函数图像,利用方程的根与图像交点转化,即可判断选项B,根据三次方程的韦达定理,化简即可判断选项C,构造函数,利用导数即可求出函数值域,判断选项D.
【详解】因为,
所以,
所以或时,,单调递增
当时,,单调递减,
所以的极小值为,A正确;
又,所以可得的图像如下,
则要使与图像有三个交点,则,B错误;
因为方程恰有三个不同实根且满足,
所以是即的三个实根,
所以,
所以,
所以,C正确;
由上式知,,
且,所以,,
令,,
所以,
所以时,,单调递增,
又,所以,
即的取值范围为,D正确.
故选:ACD
【多选题】(25-26高三上·浙江绍兴·期末)设函数,其中.则下列说法正确的是( )小试牛刀2
A.可能为奇函数
B.既有极大值也有极小值
C.若恒成立,则
D.若是方程的两个不同实根,且,则
【答案】BCD
【分析】对于A根据判断;对于B求导判断函数的单调性即可;对于C由的正负性和单调性可得;对于D根据韦达定理以及计算.
【详解】对于A,若为奇函数,则,则,或,
均与矛盾,故不可能为奇函数,故A错误;
对于B,
因为
,
所以存在两个不等实根,不妨设,
则得或;得,
则在上单调递增,在上单调递减,
故在处取极大值,在处取极小值,故B正确;
对于C,由以及的单调性可知,
当或时;当或时;
因为,且恒成立,所以,即,故C正确;
对于D,因为是方程的两个不同实根,
所以,
令,则,
令,得,
则关于点对称,即关于点对称,
由以及在区间上单调递减、
可得,又,,
可得,
所以,故D正确.
故选:BCD
【多选题】(25-26高二上·浙江绍兴·期末)设函数,则下列说法正确的是( )小试牛刀3
A.当时,无极值点
B.当时,是的极大值点
C.,图象存在对称轴
D.,图象对称中心的横坐标不变
【答案】ABD
【分析】求出函数的导函数,由,即可判断A,求出函数的单调区间,即可判断B,根据三次函数的性质判断C,求出函数的对称中心,即可判断D.
【详解】对于A:因为,则,
当时,所以恒成立,
所以在上单调递增,所以无极值点,故A正确;
对于B:当时,
所以当或时,当时,
所以的单调递增区间为,,单调递减区间为,
所以是的极大值点,故B正确;
对于C:对,当时,当时,
所以不存在对称轴,故C错误;
对于D:因为,,
所以
,
所以关于对称,所以,图象对称中心的横坐标不变,均为,故D正确.
故选:ABD
课后过关检测
一、单选题
1.(25-26高二上·天津·期末)已知函数的定义域为,导函数在区间上的图象如图所示,函数在上极大值点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】根据图象分析导函数在区间上的正负,得到的单调性,即可求得极大值个数.
【详解】由图可知,当时,;当时,.
所以在上单调递增,在上单调递减.
所以在处取得极大值,是的唯一极大值点.
故选:B.
2.(25-26高三上·湖北武汉·期末)当时,函数取得最大值,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的导函数,依题意可得,即可求出、,再检验,即可求出的值.
【详解】因为的定义域为,又,
依题意可得,即,解得,
此时,则,
所以当时,则在上单调递增;
当时,则在上单调递减,
则在处取得极大值,符合题意;
所以.
故选:D
3.(25-26高三上·四川成都·期末)已知是定义域为的函数的导函数,且函数的图象如图所示,则( )
A.在上为增函数
B.的最小值为
C.的极大值为,极小值为
D.的极小值点为0,极大值点为1
【答案】D
【分析】根据图象先判断的单调性,然后逐项判断即可.
【详解】由图像可知,当时,,所以.
所以,所以在上为减函数,A错误;
当时,,所以.
所以,所以在上为增函数,
当时,,所以.
所以,所以在上为减函数,所以的最小值为或,B错误;
因为在上为减函数,在上为增函数,在上为减函数,
所以的极大值为,极小值为,极大值点为1,极小值点为0,所以C错误D正确;
故选:D.
4.(25-26高三上·甘肃嘉峪关·期末)若函数,则下列选项中,为函数的极大值点的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用三角恒等变换化简函数,再利用正弦函数的性质及极大值点的意义判断即可.
【详解】函数
,
由,得函数的极大值点,
当时,,不存在整数使得,,,A是;BCD不是.
故选:A
5.(25-26高二上·江苏南京·期末)若函数在区间上存在最大值,则实数的取值范围为()
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求导确定函数单调性与极大值点,通过分析极值点必须位于区间内,结合开区间端点函数值趋势与极大值的比较,即当右端点函数值不超过极大值时,最大值才能在区间内取到,从而解得参数的范围.
【详解】对函数求导得:,
令解得极值点和,
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增,
因此,为极大值点,,为极小值点,,
区间需满足,
为在区间内存在最大值,必须将极大值点包含在区间内,即,得,
考察右端点的函数值,比较极大值:
若,则会成为区间最大值,但此时区间是开区间,最大值不存在,
解不等式,得,即,
由于,当时该不等式成立,此时,区间内不存在最大值;
当时,,区间内最大值即为,能够取到,
分析左端点的取值:当时,左端点,
在时,,函数严格单调递增,
因此,对于任意,有,
特别地,对左端点,有:
即在区间内,所有函数值均小于,
综上,当且仅当时,函数在区间上存在最大值.
故选:D
6.(25-26高三上·江西·月考)若函数有唯一极值点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先对函数求导,然后根据导数的性质分析函数的单调性,进而确定极值点的情况,从而求出实数a的取值范围.
【详解】因为只有1个极值点,所以,,
由,得,设,,
则在区间上单调递减,在区间上单调递增,在区间上单调递减,
且,,当时,,当时,,
当 时,直线 与 的图象仅在 区间有1个交点,
且该交点为变号零点( 在 单调递减),则只有1个极值点,
当 时,直线 与 的图象有3个交点,则有3个极值点,
当 时,直线 与 的图象无交点,无极值点,
所以当时有唯一极值点,
综上,实数 的取值范围是.
故选:A.
二、多选题
7.(25-26高二上·安徽宣城·期末)已知函数,则( )
A.有两个极值点
B.有三个零点
C.点是曲线的对称中心
D.过点且与曲线相切的直线恰有两条
【答案】ABD
【分析】对于A,分析函数的单调性即可得出极值点个数;对于B, 利用函数的极值与零点存在定理可得出零点个数;对于C,通过检验是否恒成立即可判断;对于D,利用导数的几何意义写出切线方程,由求出的切点个数即可判断.
【详解】对于A,由求导得.
令,得或,令,得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以和2是函数的两个极值点,故A正确;
对于B,由A项分析,在时取得极大值,在时取得极小值,
且当时,,当时,,故函数在定义域上有三个零点,故B正确;
对于C,由,
因为,
故曲线关于点不成中心对称,故C错误;
对于D,设切点为,则切线的方程为,
代入,可得,化简得,解得或.
故过点且与曲线相切的直线恰有两条,故D正确.
故选:ABD.
8.(25-26高三上·山东菏泽·期末)已知函数,则下列说法正确的有( )
A.若,则在处的切线斜率为
B.若,则在上有且仅有一个极值点
C.若,则在上的最大值为3
D.若,则在上有两个零点
【答案】BC
【分析】将,的值分别代入,对函数求导,通过导数的性质,零点存在定理分别求解即可.
【详解】对于A选项,,则,所以,故A错误;
对于B选项,,则,时,,当时,,
当,,故在上有且仅有一个极值点,故B正确;
对于C选项,若,则,则,
则,则有或,即或,当时,,,
因为在上,,所以在上单调递增,故最大值为,故C正确;
对于D选项,若,则,则,
因为,则在上,则在上单调递增,,,
由零点存在定理可得,在上,存在一点,使得,故有且仅有一个零点.
故选:BC.
9.(25-26高二上·江苏南京·期末)已知函数有两个极值点,则( )
A.
B.当时,有三个零点
C.当时,仅有一个零点
D.
【答案】BCD
【分析】求导,根据函数有两个极值点,可得,计算可判断A;分和两种情况讨论可判断BC;利用韦达定理可得,计算可判断D.
【详解】对于A,由,得,
因为函数有两个极值点,
所以有两个不等的实数根,
即有两个不等的实数根,
所以,解得或,故A错误;
对于B,当时,二次函数与轴有两个不同的交点,开口向上,
当时,;当,;当,,
所以是极大值,是极小值,又,则可得有三个零点.
同理可得当时,有三个零点,故B正确;
对于C,当时,由B可知是极小值,又,所以,
此时极大值,所以函数在,函数从递增到有1个零点,
其余区间内无零点,
同理可得当时,函数仅有一个零点,
综上所述:当时,仅有一个零点,故C正确;
对于D,由韦达定理可得,
,
又,
所以,故D正确.
故选:BCD.
10.(25-26高二上·山西运城·期末)已知是函数的极大值点,则 ( )
A.
B.若函数有三个零点,则实数的取值范围为
C.若函数在区间存在最小值,则实数的取值范围为
D.过点存在3条直线与曲线相切
【答案】AB
【分析】对函数求导,并根据极值点解得或,经检验可得符合题意,因此A正确,利用函数与方程思想可得函数与有三个交点,画出函数图象求出其极值可得B正确,由区间上存在最小值得出不等式可解得,因此C错误,设出切点坐标求出切线方程并代入点得出方程,求出方程根的个数可判断D错误.
【详解】对于A,易知,
依题意可得,解得或;
当时,,当时,当或时,
可得在上单调递减,在上单调递增,在上单调递增;
显然是函数的极小值点,不合题意;
当时,易知,
当时,当或时,
可得在上单调递减,在上单调递增,在上单调递增;
此时是函数的极大值点,所以,即A正确;
对于B,若函数有三个零点,即方程有三个不相同的实数根,
也即函数与有三个交点,根据已有分析可知在处取得极大值,在处取得极小值,
画出函数的图象如下图:
结合图象可知,即B正确;
对于C,若函数在区间存在最小值,则需满足且;
解得,因此C错误,
对于D,设过点的直线与曲线相切于点,
易知切线斜率为,
所以切线方程为,
代入点并化简可得,
也即,所以,
即,显然或,
因此只存在两个切点,所以过点存在2条直线与曲线相切,即D错误.
故选:AB
三、填空题
11.(25-26高二上·云南昭通·期末)若是函数的一个极值点,则 .
【答案】
【分析】对函数进行求导,是极值点,则,计算出的值代入原函数计算即可.
【详解】,
因为是函数的极值点,
所以,即,
故,所以,.
故答案为:
12.(2026·安徽黄山·一模)若函数在处取得极大值,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】求导,通过讨论和0的大小,确定函数的单调性,进而可求解.
【详解】由,求导可得
令,可得:或,
当时,即,恒成立,在定义域上单调递减,不符合题意;
当时,因为,所以,
由,得,由,得或,
即在和单调递减,在单调递增,
即函数在处取得极小值,不符合题意;
当时,因为,所以,
由,得,由,得或,
即在和单调递减,在单调递增,
即函数在处取得极大值,符合题意;
综上实数的取值范围为,
故答案为:
13.(25-26高二上·江苏南京·期末)若对任意的,恒有,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】首先对不等式进行移项,将含的部分合并得到,观察到两边可以统一为函数,利用其单调递增性将问题转化为对恒成立,进而通过求的最大值得到参数范围.
【详解】原不等式移项得:,
令,则,,
设,,
故在上单调递增;
,
原不等式等价于:
又单调递增,则,
,令,
求导:,令,得,
当时,,递增;当时,,递减,
因此,
要使得对所有成立,只需.
故答案为:
四、解答题
14.(25-26高二上·山西长治·期末)给定函数.
(1)判断函数的单调性,并求出的极值.
(2)求函数在区间上的最大值与最小值.
【答案】(1)答案见解析
(2)最小值为,最大值为
【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,解关于导函数的不等式,即可求出函数的单调区间,从而求出函数的极值;
(2)结合(1)可得函数的单调性,求出区间端点的函数值,即可求出函数的最值.
【详解】(1)函数的定义域为,
又,
由,解得或,由,解得,
所以函数的单调递增区间为,;单调递减区间为.
则在处取得极大值,且,
在处取得极小值,且,
综上可得的单调递增区间为,;单调递减区间为;
,.
(2)由(1)知,函数在上单调递减,在上单调递增,
∴函数在上的最小值为,
又,函数在上的最大值为.
∴函数在上的最小值为,最大值为.
15.(25-26高二上·福建厦门·期末)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的增区间和极小值.
【答案】(1)
(2)函数的增区间为,极小值为.
【分析】(1)对函数求导,然后求出切点处的导数和函数值,进而求得切线方程.
(2)对函数求导,求出极值点,然后根据函数的单调性确定增区间和极小值.
【详解】(1)对函数求导得.
所以.
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)令,则,解得或.
当时,因为,所以或,
所以在单调递增;
当时,因为,所以,所以在单调递减;
所以函数的增区间为,极小值为.
16.(25-26高二上·安徽六安·期末)已知是函数的一个极值点.
(1)求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值.
【答案】(1)减区间为,,增区间为
(2)112
【分析】(1)根据极值点列出方程求解,再利用导数求函数的单调区间即可;
(2)根据(1)可知函数解析式及单调性,据此求解即可.
【详解】(1),
∵是函数的一个极值点,
∴,∴,
经检验满足条件,
∴,
令,解得或;令,解得.
所以函数的减区间为,,增区间为.
(2)由(1)知,
又∵在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,
∴函数的极大值为,又,
∴函数在区间上的最大值为.
17.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)已知函数.
(1)若,,求函数的单调区间及极值;
(2)若,,且在定义域内恒成立,求实数b的取值范围.
【答案】(1)单调增区间是,单调减区间是,极大值为,无极小值;
(2)
【分析】(1)先求出函数的定义域,求导判断函数的单调性,进而求出极大值,判断无极小值即可;
(2)依题求出的值,即得函数解析式,由不等式参变分离可得在上恒成立,令,利用求导判断其单调性求出其最小值,即得参数范围.
【详解】(1)当,时,,函数的定义域为,
所以,令,得,
当时,,在上是增函数;
当时,,在上是减函数,
所以的极大值为,无极小值,
所以函数的单调增区间是,单调减区间是,
极大值为,无极小值;
(2)由,,得,则,故,
由,可得,
又∵,由上式可得在上恒成立,
令,可得,
令,解得,
当时,,在上是减函数;
当时,,在上是增函数,
∴,所以,
故实数b的取值范围是.
18.(25-26高二上·山西朔州·期末)设函数.
(1)若当时,取得极值,求a的值,并说明此时的单调性;
(2)若存在极值,求a的取值范围.
【答案】(1),在上单调递增,在上单调递减
(2)
【分析】(1)根据极值点的性质即可求出,通过导数与函数单调性的关系即可求出单调性;
(2)对求导得,,分为和两种情况讨论,在讨论时,再判断是否在定义域中,结合极值的概念,即可求出答案.
【详解】(1),
依题意有,解得,
从而,
易知的定义域为,
令,可得或,
∵当时,,当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减.
(2)由题可知的定义域为,
方程的判别式,
①若,即,则在内,恒成立,
故无极值;
②若,即或,
则有两个不同的实根,
当时,,,
,,
,,
,
从而在内没有零点,故无极值;
当时,,,
,
,在内有两个不同的零点,
当时,,当时,,
易知在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
在处取得极大值,在处取得极小值.
综上,当存在极值时,的取值范围为.
19.(25-26高二上·浙江绍兴·期末)已知函数,.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若函数恰有三个极值点,求的取值范围.
【答案】(1)在上单调递减,在上单调递增;
(2)
【分析】(1)求出函数的导数,根据导数的正负来求函数的单调区间即可;
(2)将问题转化为恰有3个互不相等的实根,结合函数的单调性以及函数的零点的个数判断的范围即可.
【详解】(1)当时,,,
令,得,
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增;
(2)定义域为,,
要使函数恰有三个极值点,则有三个不同实数根,
令,得或,
即有两个除的实数根,
所以,
令,则,
令,解得,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
所以,
当时,,当时,,
因此当时,方程有两个不同的正根,
综上所述:的取值范围为
20.(25-26高二上·江苏无锡·期末)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若存在使得成立,求的取值范围;
【答案】(1)取得极小值为,无极大值.
(2)详解见解析
(3)
【分析】(1)求导,利用导数分析单调性确定极值点,进而求出函数极值;
(2)求出导函数,按的范围分类讨论的正负,可得单调性;
(3)讨论的范围求出函数的单调区间,根据题意列出的不等式,从而确定的范围.
【详解】(1)当时,,
,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以的极小值为,无极大值.
(2)因为,
所以,
当时,,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
当时,令得或,
①当时,,,所以在单调递增,
②当时,,
当时,,当时,,
当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
③当时,,
当时,,当时,,
当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减.
(3)当时,,
若,则,即,不符合题意;
当时,在单调递减,
,则,解得,
又,所以;
当时,所以在单调递增,,不符合题意;
当时,,
①当时,在单调递增,在单调递减,
由题意得,
即,恒不成立,故无解,
②当时,在单调递减,
,则,解得:,不满足题意;
当时,在单调递增,,不符合题意;
所以的取值范围是.
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