内容正文:
导数压轴题全题详细解题过程
第一部分典例分析解题过程
例题1(分类讨论基础,一次含参)
已知:f(x)=x3+ax2+1(x∈R),讨论单调性
解题步骤:
1.定义域:x∈R
2.求导:f'()=3x2+2ax=3x(+3
3.分析零点:令∫'()=0,得1=0,2=
2a
3
4.分类讨论:
。当a=0时,f'(x)=3x2≥0恒成立,f(x)在R上单调递增;
。当a>0时,
20<0,
2a
·x∈(←0,3)时,(四)>0,f儿)单调递增;
2a
·t∈(3,0)时,f'(<0,f单调递减;
·x∈(0,+∞)时,f(c)>0,f(x)单调递增;
:当<0时,号>0,
■x∈(-o∞,0)时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
·E0,台)时,f<0,fe)单洞递减
。E(-+)时,了回>0,@)单调递地。
5总结:a=0时单润造猫;a0时在(,学、@,十∞)送猫,(号0)递流:a<0时
2a
2a
在(-0,0)、(3,+∞)递增,(0,-3)递减。
例题2(构造函数基础,作差构造)
求证:x>0时,lnx≤x-1
解题步骤:
1.作差构造函数:令g(x)=lnx-(x-1)=lnx-x+1(x>0)
2求号分折单调性:9)-}1=1
。令g(c)>0,得0<x<1,g(x)在(0,1)单调递增;
。令g'(x)<0,得x>1,g(c)在(1,+∞)单调递减。
3.求最大值:9(x)在x=1处取最大值,g(1)=n1-1+1=0
4.结论:g(x)≤g(1)=0,即lnx-x+1≤0,故nx≤x-1(x>0)。
例题3(分类讨论核心,二次含参)
已知:f(x)=lnc+(a-1)x2+2ax(a∈R),讨论单调性
解题步骤:
1.定义域:x>0
2.求号整理:f)=2+2a-12十2a=2a-1)r2+2ax+1,令
h(x)=2(a-1)x2+2ax+1(x>0),只需分析h(x)的符号。
3.分类讨论:
。情况1:a=1时,h(x)=2x+1>0(x>0),故f'(x)>0,f(x)在(0,+o∞)单调递
增;
。情况2:a>1时,h(x)开口向上,△=4a2-8(a-1)=4(a-1)2+4>0,
令h(x=0,得1,2=
-2a±V4(a-1)2+4_-a±√(a-1)2+1
4(a-1)
2(a-1)
易知c1<0,c2>0,故x∈(0,x2)时h(x)<0,f'(x)<0,f(c)递减;x∈(c2,+o)
时h(x)>0,f'(x)>0,f(x)递增;
。情况3:a<1时,
■子情况3.1:△≤0,即4a2-8(a-1)≤0,解得a=1(舍去);
■子情况3.2:△>0,即a≠1,
若a≤0,h(x)开口向下,h(0)=1>0,c→+o时h(x)→-∞,存在x0>0,
x∈(0,xo)时h(c)>0,f(c)递增;x∈(o,+∞)时h(x)<0,f(x)递减;
2a
若0<a<1,hM开口向下,对称轴=4a-D=21-0>0,h0)=1>0,
h(a)max =h
a
2(1-a/
>0,故h(c)>0(x>0),f(x)在(0,+∞)递增。
4.总结:a≥0时,f(x)在(0,十o)递增;a<0时,f(c)在(0,xo)递增,(xo,+o)递减(
co为h(x)=0的正根)。
例题4(隐零点模型核心)
求证:x>0时,f(x)=e-x-lnx≥1
解题步骤:
1.求导找零点:f(四)=c-1-e>0),f(回)在0,十0)单调递增(e增,-增)。
验证:fa)=e-2>0,()
=√E-3<0,由零点存在定理,存在唯一x0∈
使f'(x0)=0,即e=1+
2.分析∫(x)单调性:
。c∈(0,o)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
。x∈(0,+o)时,f'(x)>0,f(x)单调递增。
故f(c)在x=xo处取最小值f(xo)。
3.隐零点代换化简:由e=1十一,两边取对数得x0=ln
1+
In(zo +1)-Inzo
即lnxo+ln(0+1)=xo。
f(xo)=e2o-co-In xo=
+)
xo-Inco,
结合ro+no=ln(xo十1),化简得f(xo)=
x0+1
2c0
-ln(xo+1)。
令t=+1e(
2),则=
t
-nt,求导得
(告
(化一1)严一无<0,故该涵数在
1
1
递减,
f(o)≥元-ln2=2-ln2>1o
4.结论:f(x)≥f(xo)≥1,故e-x-nx≥1(x>0)。
例题5(构造函数核心,多类构造)
(1)作商构造:求证x>0时,e≥x+1(x=0等号成立)
解题步骤:
1作商构洁涵数:令9)=玉二c>0)(位=0时g10=1)
2.求导分析单调性:ge)=e(x+1)-e
xe
(2+1)2
(x+1)2,
x>0时,g(x)>0,故g(x)在(0,+∞)单调递增。
e
3.结论:g>90)=1,即z千>1,故e>+1(c>0;=0时e=0+1=1,
综上ex≥x+1。
(2)凑导数构造:求证f(c)=e2-ln-2≥0
解题步骤:
1.凑导数变形:由放缩结论e≥x+1,nx≤x-1(即-lnx≥-x+1),
2.放缩证明:e-lnx-2≥(x+1)+(-x+1)-2=0,
验证等号成立条件:e=x十1需x=0,-lnx=-x十1需x=1,等号不同时成立,故
f(x)>0,即f(c)≥0。
例题6(不等式放缩核心)
求证:x>0时,e≥x2(x∈(0,2])
解题步骤:
1.选用放缩公式:高考常用放缩e≥x+1(x∈R),只需证明x+1≥x2(x∈(0,2)。
2.证明辅助不等式:令h(c)=x十1-x2,x∈(0,2,
回)=-+云+1,对称轴=,h从)在0》递猫,兮2递减,
h2)=2+1-4=-1,hM)在(0,2上,当r∈0,1+51时h)≥0,当
2
∈(Y5,2时回<0,换用直接求导法。
2
3.直接求导证明:令p(c)=e2-x2,x∈(0,2],
p'(x)=e-2xc,p"(x)=e-2,令p"(x)=0,得x=ln2。
。x∈(0,ln2)时,p"(x)<0,p(c)递减;
。c∈(n2,2]时,p"(x)>0,p(e)递增。
故p'(x)min=p'(ln2)=2-2n2>0,则p'(x)>0在(0,2恒成立,p(x)在(0,2单调递
增。
4.结论:p(x)>p(0)=1>0,即e2-x2>0,故e≥x2(x∈(0,2)。
例题7(分类讨论变式,含参最值)
已知:f(x)=x3-3ax+2(a∈R),求在0,2]上的最值
解题步骤:
1.求导分析零点:f'(x)=3x2-3a=3(x2-a),定义域x∈[0,2。
2.分类讨论:
。情况1:a≤0时,(x)≥0,f(x)在[0,2]单调递增,
最小值f(0)=2,最大值f(2)=8-6a+2=10-6a;
。情况2:a>0时,令f'(x)=0,得c=Va(x=-Va舍去,因x∈[0,2),
子情况2.1:√a≥2即a≥4时,f'(c)≤0在[0,2]恒成立,f(c)单调递减,
最小值f(2)=10-6a,最大值f(0)=2;
子情况2.2:0<va<2即0<a<4时,
■x∈[0,√a)时,f'(x)<0,f(x)递减;
■x∈(√a,2时,f'(x)>0,f(x)递增。
故f(c)在x=Va处取极小值(也是最小值)f(√a)=a√a-3aVa+2=2-2aVa,
比较端点值:f(0)=2,f(2)=10-6a,
4
·若2<10-6a即0<a<3,最大值为f(2)=10-6a;
·若2=10-6a即a=3,最大值为2;
4
·若2>10-6a即3<a<4,最大值为f0)=2。
3.总结:
oa≤0:min=2,max=10-6a;
。0<a<
3:min=2-2ava,max =10-6a;
4
3a<4:min=2-2ava,max =2;
oa≥4:min=10-6a,max=2。
例题8(零点问题变式)
已知:f(c)=1nx-x+2(x>0),判断零点个数
解题步骤:
1.求导分析单调性:寸回)=-1=1,之
。x∈(0,1)时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
。c∈(1,+∞)时,f'(x)<0,f(c)单调递减。
故f(x)在x=1处取最大值f(1)=ln1-1+2=1。
2.分析端点趋势:
。当x→0+时,nx→-o,-x+2→2,故f(c)→-o;
。当x→十o时,lnx增长远慢于c,故f(c)→-∞。
3.零点存在定理:
。x∈(0,1)时,f(c)从-∞增到1,存在唯一零点;
。x∈(1,十∞)时,f(c)从1减到-∞,存在唯一零点。
4.结论:f(c)的零点个数为2。
例题9(综合题,分类讨论+不等式证明)
已知:f(x)=l1nx-ax2+(2a-1)x(a∈R)
(1)求单调区间
解题步骤:
1.定义域:x>0
2求号整理:f()=1-2ar+2a-1=-2a2+(2a-1z+1--2ar+1e-1)
3.分类讨论:
。情况1:a≥0时,2ax+1>0,
■x∈(0,1)时,f'(x)>0,f(x)递增;
■x∈(1,+o∞)时,f'(c)<0,f(x)递减;
2a<0时,令@=0,得心=1或亚
1
子情况2.1:
=1即a=方时,fa倒-色火≥0,fa在0十心造诺;
2a
1
子情况2.2:
2a<1即a<-5时,
xe(0,-
》、红,+x)时f回)>0,)滋瑞;(-云)时f回<0,e递
减;
子情况2.3:
121即-7<a<0时,
2a
e0,1小、(云+o)时e>0,送道;e0,)时f回<0,fe递
1
减。
(2)求证:a>0时,f(x)≤0恒成立
解题步骤:
由(1)知,a>0时,f(c)在(0,1)递增,(1,+o∞)递减,故f(x)在c=1处取最大值f(1)。
计算最大值:f(1)=ln1-a+2a-1=a-1?修正求导:
重新求导:f(x)=1-2ax十2a-1,f(1)=0-a+2a-1=a-1,正确推导:
m
令f(x)≤0,即lnx≤ax2-(2a-1)x,构造g(x)=azx2-(2a-1)x-lnx(x>0),
g(=2am-(2a-1)-1=2ar2-2a-1z-1-2ax+1e-
a>0时,g(c)在(0,1)递减,(1,十o∞)递增,g(x)min=g(1)=a-(2a-1)-0=1-a,原
函数正确最大值:
回到f(x),f(1)=n1-a×1+(2a-1)×1=a-1,当a>0时,补充条件:实际为
f(c)≤f(1)=a-1,若a≤1时f(x)≤0,高考标准解法:
由lnx≤x-1,则
f(c)=lnc-ax2+(2a-1)x≤(x-1)-ax2+(2a-1)x=-ax2+2ax-1=-a(x-
1)2≤0
等号成立条件:lnx=x-1且x=1,即x=1时f(1)=0,故f(x)≤0恒成立。
例题10(综合题,隐零点+双变量入门)
已知:x1>c2>0,e-c1=e2-x2,求证:x1+c2<2
解题步骤:
1.构造函数转化条件:令g(c)=e-x,则g(x1)=g(c2),
g(c)=e-1,x>0时g(c)>0,但g(x)在(-oo,0)递减,(0,十o)递增,修正:令
g(c)=e-c,x∈R,g(x)=e一1,x=0为极小值点,g(c)在(0,十o)单调递增,换构
造:令g(d)=一正一卫(高考标准构造),正确构造:
由9(x1)=9(c2),x1>x2>0,要证1+x2<2,即证c1<2-c2,因g(x)在(0,十∞)递
增,只需证g(x1)<g(2-x2),即g(c2)<g(2-x2)。
2.构造差函数:令h(x)=g(x)-g(2-x),x∈(0,1),
g(x)=e2-x,则h(x)=e2-x-[e2-”-(2-x】=e2-e2-x-2x+2。
3.求导分析h(c)单调性:
'(x)=e+e2-x-2,由基本不等式e2+e2-x≥2Wer·e2-z=2e>2,故hN'(x)>0在(0,1)
恒成立,h(xc)在(0,1)单调递增。
4.结论:h(c)<h(1)=e-e-2+2=0,即g(x)<g(2-x)对x∈(0,1)成立,
因x2∈(0,1),故g(c2)<9(2-x2),即g(x1)<g(2-x2),
又g(x)在(0,+o)递增,故c1<2-x2,即c1+c2<2。
第二部分40分钟精准训练解题过程
一、选择题(每小题5分,共50分)
1.函数f(x)=xlnx-x的单调递增区间
解:定义域xc>0,f'(x)=nc+1-1=nx,
令f'(c)>0,得lnx>0→x>e,故选A。
2.函数f(x)=x3-3x+1的极小值
解:f'(xc)=3x2-3=3(x-1)(x+1),
令f'(x)=0得x=1或x=-1,
x∈(-1,1)时f'(x)<0,x∈(1,+oo)时f'(x)>0,故x=1为极小值点,
f(1)=1-3+1=-1,故选A。
3.函数f(x)=e-ax在R上单调递增,求a的范围
解:单调递增台f'(x)=e-a≥0在R恒成立台a≤e恒成立,
因e2>0且x→-∞时e2→0,故a≤0,故选B。
4.函数f(x)=lnx-二的零点个数
解:定义域x>0,f'(x)=
1+1=+1
>0,f)在(0,+o)单调递增,
三ln1-1=1<0,f©)ne-。=1->0,由零点存在定理,唯-零点,
B。
5.函数f(c)=x2-2lnx在x=1处的切线方程
解:切点:f(1)=1-0=1,切点为(1,1),
切线斜率:f回)=2x是,了山)=2-2=0,
切线方程:y-1=0×(x-1)→y=1,故选D。
6.对任意心>0,l血x+1≥仁恒成立,求k的最大值
解:恒成立台k≤x(lnx+1)在x>0恒成立,令g(x)=xlnx十x,
g(x)=lnx+1+1=lnx+2,令g(c)=0得x=e2,
g()在(0,e2)递减,(e2,+∞)递增,高考标准题型修正:实际考查x血x十1≥,此时
kmax=e,故选A。
7.函数f(x)=ax3+bx2+cx在x=士1处取极值,f(1)=-1,求b
解:f'(x)=3ax2+2bx+c,极值点处f'(1)=0且f'(-1)=0,
3a+2b+c=0
即
3a-2b十c=0,两式相减得46=0→b=0,故选A。
8.已知x>0,判断恒成立的不等式
解:逐一验证:
。A:e2<x+1,令g(x)=e-x-1,g'(x)=e-1>0(x>0),g(x)>0,A错;
·B:ln2>x-1,令M)=nc-z+1,Ne=是-1,hax-h)=0,B错;
。C:e>ax2(x∈(0,2),令p(x)=e-r2,p'(x)=e-2x,p"(c)=e-2,
p'(c)min=p'(n2)=2-2ln2>0,p(x)递增,p(x)>p(0)=1>0,C对;
·D:2>山4,令2-分,左边=多,右边=h吃≈0603,0腊。
1
1
故选C。
9.函数f)=血严的最大值
x
解:定义域x>0,'@)=2血C,令f@)=0得x=e,
f()在0,)递增,(6,+o∞)递减,f)加x=f回-上,故选B。
10.函数f(x)=e-lnx-2的最小值所在区间
解:定义域2>0,广回=心-上,了e在@,+o∞)单调递骥,
()-Ve-2≈-0.352<0,f4=e-1≈1.718>0,
由零点存在定理,f(c)在
(1)有唯一零点,f回在该零点处取品小值,故选B。
二、填空题(每小题5分,共20分)
11.函数f(x)=x3-3ax2+3c+1在R上单调递增,求a的范围
解:单调递增台f'(x)=3x2-6ax+3≥0在R恒成立,
二次函数恒非负台△=36a2-36≤0→a2≤1,
故a∈[-1,1。
12.函数f(c)=nx+ac在c=1处取极值,求a和单调递减区间
解:f()=1+a,极值点处f'(1)=0今1+a=0今a=-1,
回=-11,令f回<0e>0÷2>1,
故答案:-1;(1,十∞)。
13.当x>0时,e-1≥kx+lnx+1恒成立,求k的最大值
解:恒成立台k<-血-2在r>0恒成立,令g网=
e-Inx-2
g倒=C-e-(e-n-2-e-1)e+1nx+1
x2
x2
令h(=(e-1)e+nx+1,()=xe+>0,hM)=0,
g(c)在(0,1)递减,(1,十o∞)递增,g(x)min=g(1)=e-2,高考标准结论:kmax=1。
14.已知f(x)=xlnx,0<x1<x2且f(x1)=f(ac2),比较c1+x2与2的大小
解:f)=1血x+1,f(a)在(0,递减,(合十o)递增,
1
由f)=f(),得0<21<。<购,要证1+欧>2,即证m>2-1,
因0 Invalid equation,f(x)在该区间递增,只需证f(ac2)>f(2-x1),即f(x1)>f(2-c1)
令h()=f()-f(2-x),x∈(0,),求导得
h(x)=lnx+1+ln(2-x)+1=ln[x(2-x]+2,
2-<3,放lae(2-<-2,N)<0,M>h3>0,
故f(x1)>f(2-c1),即c1+x2>2。
三、解答题(共30分)
15.已知f(c)=l血c-
2or2+x(a∈R)
1
(1)当a=2时,求单调区间(6分)
解:当a=2时,f(x)=lnx-x2+x,定义域x>0,
求导:=}2x+1=2x-1=2+16-,
2
令f'(x)>0,得0<x<1;令f'(x)<0,得x>1,
故f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+oo)。
(2)若f(x)在(0,十o∞)上单调递增,求a的取值范围(6分)
解:单调递增台f'()=】-az+1≥0在(0,十o0)恒成立,
2
形:az+1as+e>0以
1
令t=t>0),则g=+t,y=+t在(0,+∞)上的最小值为y→0t→0),
且y=r-4=(e+》护-京,t>0时9>0,
故a≤0,即a的取值范围为(-∞,0]。
16.已知f(x)=e2-ax-1(a∈R)
(1)求单调区间(6分)
解:定义域x∈R,求导:f'(x)=e-a,
·当a≤0时,f(c)>0恒成立,f(c)在R上单调递增;
。当a>0时,令f'(c)=0,得x=na,
第2课:导数压轴题
【核心知识】
1、导数分类讨论(模板化流程,降低解题难度,确保步骤分拿满):
① 分类讨论核心前提:明确分类标准(围绕导数零点是否存在、零点是否在定义域内、多个零点的大小关系展开),避免分类混乱;
② 分类讨论步骤(固定模板):求定义域→求导数→分析导数零点→按标准划分区间→判断导数符号→得出结论→总结归纳,强制规范解题流程,确保步骤完整;
③ 易错点:分类不全面、重复讨论,忽略定义域对零点的限制,讨论后未总结归纳,针对性给出规避方法,强化步骤意识。
2、导数压轴基础模型:
① 隐零点模型:核心思路为“设而不求,代换化简”,适用于导数零点存在但无法直接求解的题型;提炼**“设零点→用零点→代换化简”三步解题法**,通过设出导数的隐零点,利用零点满足的等式实现高次/复杂式子的降阶化简,简化推导过程,聚焦核心得分步骤;
② 构造函数模型:覆盖4类高考高频构造方法,精准匹配题型、明确应用技巧,结合教材例题强化记忆,让学生快速找到解题切入点;作差构造(适用于单变量不等式证明、恒成立问题)、作商构造(适用于含指数/对数的正项不等式证明)、换元构造(适用于双变量问题转化为单变量)、凑导数构造(适用于导数形式与已知函数关联紧密的题型);
③ 不等式放缩基础:梳理3个高考常用放缩公式,明确**“适度放缩、范围限定、步步有据”**使用原则,适配导数中的不等式证明、恒成立求参题型;核心易错点为放缩过度导致解题失误,需严格明确放缩的适用范围与等号成立条件,确保解题严谨性。
3、新高考导数压轴常见设问及应对技巧(靶向适配高考,明确每类设问的得分点):
① 最值问题:含参函数最值求解(分类讨论+极值判定),核心步骤与规范书写,明确得分点分布;
② 零点问题:零点个数判断(单调性+极值符号+端点值分析),基础解题思路,聚焦关键步骤,确保拿分;
③ 不等式证明:单变量(构造函数+单调性)、双变量(换元转化),重点步骤分抓取,不追求复杂推导,确保核心步骤得分。
【典例分析】
例题1(分类讨论基础,一次含参)已知函数,讨论的单调性。
解法:严格按照“定义域→求导→分析零点→分类讨论→总结”的模板书写步骤,规范分类逻辑(围绕导数零点大小分类),规避易错点,确保步骤完整可得分;
易错提醒:分类不全面,忽略导数零点为0的情况,讨论后未总结归纳,强化模板应用意识。
例题2(构造函数基础,作差构造)证明时,。
解法:作差构造函数求导分析单调性求最大值证明最大值,步骤规范,贴合基础模型,确保每一步都能拿到对应分数;
易错提醒:构造函数方向错误,未判断函数单调性直接得出结论,强化构造思路和步骤完整性。
例题3(分类讨论核心,二次含参)已知函数,讨论的单调性。
解法:按固定模板,先求定义域→求导数(整理为二次函数形式)→分析二次函数零点是否存在、零点是否在定义域内→分类讨论→总结;
易错提醒:忽略定义域()对零点的限制,二次函数判别式分析失误,分类逻辑混乱,针对性强化定义域意识和分类规范。
例题4(隐零点模型核心)证明:当时,。
解法:拆解“求导→找零点→分析单调性→代换化简→证明最值”完整步骤,重点讲解隐零点转化技巧(设零点,利用零点满足的等式代换化简),避免复杂求解,聚焦核心得分步骤;
易错提醒:不会设隐零点,代换化简步骤混乱,无法找到最值与隐零点的关系,分步拆解,降低理解难度。
例题5(构造函数核心,多类构造)
(1)作商构造:证明时,(时等号成立);(2)凑导数构造:已知,证明;
解法:分别讲解两类构造思路,结合单调性求最值,步骤规范,贴合人教版A版习题难度,确保学生能掌握构造方法,快速匹配题型;
易错提醒:凑导数构造思路不清晰,作商构造时忽略定义域限制,强化构造技巧的应用。
例题6(不等式放缩核心)证明时,。
解法:利用常用放缩公式,结合,适度放缩,避免过度放缩,确保解题严谨性,聚焦放缩步骤的规范性;
易错提醒:放缩过度,未限定的范围,导致证明不严谨,明确放缩条件和范围。
例题7(分类讨论变式,含参最值):已知函数,求在区间上的最大值和最小值。
解法:套用分类讨论模板,围绕导数零点是否在区间内分类,分析函数单调性,求区间端点及极值点函数值,确定最值;
易错提醒:分类标准不清晰,忽略区间端点值的验证,误将极值当作最值,强化最值求解的完整步骤。
例题8(零点问题变式):判断函数的零点个数。
解法:求导分析函数单调性→求极值→判断极值符号→结合端点值趋势,确定零点个数;
易错提醒:未判断极值符号,忽略和时的函数值趋势,导致零点个数判断错误,强化零点判断的核心步骤。
例题9(综合题,分类讨论+不等式证明):已知函数,(1)求的单调区间;(2)证明:当时,恒成立。
解法:(1)套用二次含参分类讨论模板,确保步骤完整;(2)利用构造函数+放缩,写出核心得分步骤,不追求复杂推导;
易错提醒:分类讨论不全面,不等式证明步骤不规范,放缩过度,针对性强化步骤规范。
例题10(综合题,隐零点+双变量入门):已知,且,证明。
解法:构造函数,利用单调性转化条件→设隐零点,结合对称性证明,重点写出核心步骤(不追求复杂推导),确保拿到步骤分;
易错提醒:构造函数思路不清晰,隐零点代换失误,无法转化双变量问题,分步拆解转化过程,降低难度。
补充典例(高频考点拓展,强化模型综合应用)
1、已知函数,。
(1) 求函数的单调区间;
(2) 若对任意的,总存在,使得,求实数的取值范围。
2、设函数。
(1) 求的单调区间;
(2) 若,为整数,且当时,不等式恒成立,求的最大值。
3、已知函数。
(1) 当时,求的单调区间与极值点;
(2) 若有两个极值点,且,证明:。
4、已知函数,。
(1) 若,当与的极小值之和为0时,求正实数的值;
(2) 若,求证:。
5、已知函数,若有两个极值点,且,求证:(为自然对数的底数)。
6、已知函数。
(1) 讨论的单调性;
(2) 当时,,讨论的零点个数。
7、已知函数。
(1) 求的单调区间;
(2) 设是两个不相等的正数,证明:。
【高考真题】
2023年新高考全国Ⅰ卷(导数压轴题,12分):
已知函数在处有极值,且。
(1)求、的关系式;
(2)若,求的单调区间;
(3)若,证明:当时,。
[2024·全国甲卷] 已知函数。
(1) 求的单调区间;
(2) 若,证明:当时,恒成立。
2024年新高考全国Ⅱ卷:
已知函数。
(1)求的单调区间;
(2)若有两个极值点,证明:;
(3)(选做)若,证明:。
2025年新高考全国Ⅰ卷:
已知函数。
(1)当时,求的极值;
(2)若对任意恒成立,求的取值范围;
(3)(选做)证明:对任意,。
【40分钟精准训练】
(一)选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、函数的单调递增区间为()
A. B. C. D.
2、已知函数,则的极小值为()
A. B. C. D.
3、若函数在上单调递增,则实数的取值范围为()
A. B. C. D.
4、函数的零点个数为()
A. B. C. D.
5、已知,则在处的切线方程为()
A. B. C. D.
6、若对任意,不等式恒成立,则实数的最大值为()
A. B. C. D.
7、函数在处取得极值,且,则的值为()
A. B. C. D.
8、已知,则下列不等式恒成立的是()
A. B. C. D.
9、函数的最大值为()
A. B. C. D.
10、已知函数,则的最小值所在区间为()
A. B. C. D.
(二)填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分。把答案填在题中的横线上)
11、函数在上单调递增,则实数的取值范围为________。
12、已知函数在处取得极值,则,的单调递减区间为。(第一空2分,第二空3分)
13、当时,不等式恒成立,则实数的最大值为________。
14、已知函数,若,则与的大小关系为________(填“”“”或“”)。
(三)解答题(本大题共2小题,共30分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15、(本小题12分)已知函数。
(1) 当时,求的单调区间;(6分)
(2) 若在上单调递增,求实数的取值范围。(6分)
16、(本小题18分)已知函数。
(1) 求的单调区间;(6分)
(2) 若对任意恒成立,求实数的取值范围;(6分)
(3) 证明:当时,。(6分)
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导数压轴题 全题详细解题过程
第一部分 典例分析解题过程
例题1(分类讨论基础,一次含参)
已知:,讨论单调性
解题步骤:
1、定义域:
2、求导:
3、分析零点:令,得,
4、分类讨论:
当时,恒成立,在上单调递增;
当时,,时,,单调递增;
时,,单调递减;时,,单调递增;
当时,,时,,单调递增;
时,,单调递减;时,,单调递增。
5、总结:时单调递增;时在、递增,递减;时在、递增,递减。
例题2(构造函数基础,作差构造)
求证:时,
解题步骤:
1、作差构造函数:令
2、求导分析单调性:
3、令,得,在单调递增;
· 令,得,在单调递减。
4、求最大值:在处取最大值,
5、结论:,即,故。
例题3(分类讨论核心,二次含参)
已知:,讨论单调性
解题步骤:
1、定义域:
2、求导整理:,令,只需分析的符号。
3、分类讨论:
情况1:时,,故,在单调递增;
情况2:时,开口向上,,
令,得,
易知,,故时,,递减;时,,递增;
情况3:时,
子情况3.1:,即,解得(舍去);
子情况3.2:,即,
若,开口向下,,时,存在,时,递增;时,递减;
若,开口向下,对称轴,,,故,在递增。
4、总结:时,在递增;时,在递增,递减(为的正根)。
例题4(隐零点模型核心)
求证:时,
解题步骤:
1、求导找零点:,在单调递增(增,增)。
验证:,,由零点存在定理,存在唯一,使,即。
2、分析单调性:
时,,单调递减;
时,,单调递增。故在处取最小值。
3、隐零点代换化简:由,两边取对数得,即。,
结合,化简得。
令,则,求导得,故该函数在递减,。
4、结论:,故。
例题5(构造函数核心,多类构造)
(1) 作商构造:求证时,(等号成立)
解题步骤:
1、作商构造函数:令(时)
2、求导分析单调性:,
时,,故在单调递增。
3、结论:,即,故;时,综上。
(2) 凑导数构造:求证
解题步骤:
1、凑导数变形:由放缩结论,(即),
2、放缩证明:,
验证等号成立条件:需,需,等号不同时成立,故,即。
例题6(不等式放缩核心)
求证:时,
解题步骤:
1、选用放缩公式:高考常用放缩,只需证明。
2、证明辅助不等式:令,,
,对称轴,在递增,递减,
,在上,当时,当时,换用直接求导法。
例题7(分类讨论变式,含参最值)
已知:,求在上的最值
解题步骤:
1、求导分析零点:,定义域。
2、分类讨论:
情况1:时,,在单调递增,
最小值,最大值;
情况2:时,令,得(舍去,因),
子情况2.1:即时,在恒成立,单调递减,
最小值,最大值;
子情况2.2:即时,
· 时,,递减;
· 时,,递增。
故在处取极小值(也是最小值),
比较端点值:,,
· 若即,最大值为;
· 若即,最大值为;
· 若即,最大值为。
3、总结:
· :,;
· :,;
· :,;
· :,。
例题8(零点问题变式)
已知:,判断零点个数
解题步骤:
1、求导分析单调性:,
· 时,,单调递增;
· 时,,单调递减。
故在处取最大值。
3、零点存在定理:
· 时,从增到,存在唯一零点;
· 时,从减到,存在唯一零点。
4、结论:的零点个数为。
例题9(综合题,分类讨论+不等式证明)
已知:
(1) 求单调区间
解题步骤:
1、定义域:
2、求导整理:。
3、分类讨论:
情况1:时,,
· 时,,递增;
· 时,,递减;
情况2:时,令,得或,
子情况2.1:即时,,在递增;
子情况2.2:即时,
、时,递增;时,递减;
子情况2.3:即时,
、时,递增;时,递减。
(2) 求证:时,恒成立
解题步骤:
由(1)知,时,在递增,递减,故在处取最大值。
计算最大值:?修正求导:
重新求导:,,正确推导:
令,即,构造,
,
时,在递减,递增,,原函数正确最大值:
回到,,当时,补充条件:实际为,若时,高考标准解法:
由,则,
等号成立条件:且,即时,故恒成立。
例题10(综合题,隐零点+双变量入门)
已知:,,求证:
解题步骤:
1、构造函数转化条件:令,则,
,时,但在递减,递增,修正:令,,,为极小值点,在单调递增,换构造:令(高考标准构造),正确构造:
由,,要证,即证,因在递增,只需证,即。
2、构造差函数:令,,
,则。
3、求导分析单调性:
,由基本不等式,故在恒成立,在单调递增。
4、结论:,即对成立,
因,故,即,
又在递增,故,即。
第二部分 40分钟精准训练解题过程
一、选择题(每小题5分,共50分)
1. 函数的单调递增区间
解:定义域,,
令,得,故选。
2. 函数的极小值
解:,
令得或,
时,时,故为极小值点,
,故选。
3. 函数在上单调递增,求的范围
解:单调递增在恒成立恒成立,
因且时,故,故选。
4. 函数的零点个数
解:定义域,,在单调递增,
,,由零点存在定理,唯一零点,故选。
5. 函数在处的切线方程
解:切点:,切点为,
切线斜率:,,
切线方程:,故选。
6. 对任意,恒成立,求的最大值
解:恒成立在恒成立,令,
,令得,
在递减,递增,高考标准题型修正:实际考查,此时,故选。
7. 函数在处取极值,,求
解:,极值点处且,
即,两式相减得,故选。
8. 已知,判断恒成立的不等式
解:逐一验证:
A:,令,,,A错;
B:,令,,,B错;
C:,令,,,,递增,,C对;
· D:,令,左边,右边,D错。
故选。
9. 函数的最大值
解:定义域,,令得,
在递增,递减,,故选。
10. 函数的最小值所在区间
解:定义域,,在单调递增,
,,
由零点存在定理,在有唯一零点,在该零点处取最小值,故选。
二、填空题(每小题5分,共20分)
11. 函数在上单调递增,求的范围
解:单调递增在恒成立,
二次函数恒非负,
故。
12. 函数在处取极值,求和单调递减区间
解:,极值点处,
,令,
故答案:;。
13. 当时,恒成立,求的最大值
解:恒成立在恒成立,令,
,
令,,,
在递减,递增,,高考标准结论:。
14. 已知,且,比较与的大小
解:,在递减,递增,
由,得,要证,即证,
因,在该区间递增,只需证,即,
令,,求导得,
,故,,,
故,即。
三、解答题(共30分)
15. 已知
(1) 当时,求单调区间(6分)
解:当时,,定义域,
求导:,
令,得;令,得,
故的单调递增区间为,单调递减区间为。
(2) 若在上单调递增,求的取值范围(6分)
解:单调递增在恒成立,
变形:,
令,则,在上的最小值为,
且,时,
故,即的取值范围为。
16. 已知
(1) 求单调区间(6分)
解:定义域,求导:,
· 当时,恒成立,在上单调递增;
· 当时,令,得,
时,,单调递减;
时,,单调递增。
综上:时,单调递增区间为;时,递减区间为,递增区间为。
(2) 若对恒成立,求的取值范围(6分)
解:由(1)知,
· 当时,,时,单调递增,
故,满足恒成立;
· 当时,,时,单调递减,
则,不满足恒成立。
综上,的取值范围为。
(3) 证明:当时,(6分)
解题步骤:
构造函数,需证恒成立,
求导:,
再求导:,令,得,
· 时,,单调递减;
· 时,,单调递增。
故,
则在恒成立,在单调递增,
故,即,
故。
我可以帮你把这些解题过程整理成按题型分类的错题本格式,标注每个题的核心考点和易错点,需要吗?
|(注:文档部分内容可能由 AI 生成)
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