内容正文:
专题07 导数
4大考点概览
考点01导数的概念和几何意义
考点02利用导数求极值和最值
考点03零点问题
考点04不等式恒成立问题
(
导数
的
概念
和
几何意义
考点1
)
一、多选题
1.(2026·安徽宿州·一模)设函数,则( )
A.在处的切线方程为 B.是的极大值点
C.当时, D.
【答案】AD
【分析】对于A选项求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程,对于B,C选项求出函数的单调区间,从而得到函数的极大值点以及函数值的范围,对于D,代入函数解析式验证即可求解.
【详解】对于A,,在处的切线方程为,化简可得,故A选项正确;
对于B,,令,解得:,
令,解得:或,
令,解得:,
所以函数在和递增,在递减,
则是的极小值点,故B选项错误;
对于C,由于函数在和递增,在递减,故当时,最小值为,最大值为,所以,故C选项错误:
对于D选项,由于,D选项正确.
故选:AD
二、解答题
2.(2026·安徽芜湖·一模)已知曲线在处的切线为.
(1)求切线的方程;
(2)求证:切线在曲线的下方(切点除外).
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)由导数的几何意义求切线方程即可;
(2)结合(1),将问题化为证明,令,利用导数证明恒成立,即可.
【详解】(1)由,得,所以,
又,所以切线方程为,即;
(2)结合(1),令,则,
令,则,
令,得,所以时,时,
所以在上单调递减且恒小于0,在上单调递增,
注意到,所以有唯一根,
时,在上单调递减,
时,在上单调递增,
所以函数,则,当且仅当时取等号,
所以切线在曲线的下方(切点除外),得证.
(
利用
导数
求
极值
和
最值
考点
2
)
一、单选题
1.(2026·安徽马鞍山·一模)函数的导函数的图象如图所示,则函数在区间上的极值点有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】根据给定的函数图象确定的变号零点个数即可.
【详解】函数的图象与轴有3个公共点,从左到右依次记为,
当时,;当时,;当时,,
当且仅当时取等号,则函数在上单调递增,在上单调递减,
因此函数在处取得极大值,在处取得极小值,所以极值点个数为2.
故选:B
2.(2026·安徽宿州·一模)已知正实数m,n,满足,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题可得或,结合对数函数,指数函数的性质依次判断各选项即可.
【详解】因为正实数m,n,满足,且,可得或,
对于A选项,取,显然,A错误;
对于B选项,取,显然,B错误;
对于C选项,设函数,令,则,
当在上单调递增,当,在单调递减,
又因为,所以恒成立,即恒成立,即在上均单调递减,
所以当或时,,即,
由于,所以即,C正确;
选项D,取,显然,而,故,D错误.
故选:C.
3.(2026·安徽淮北·一模)函数在AI神经网络中作为激活函数使用,可提升模型的非线性拟合能力.下列函数图象中,可以作为大致图象的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出排除选项BD,利用导数法求出的单调性得到结论.
【详解】,,排除选项BD,
,,
设,,
当时,即,,则在范围内是单调递增函数;
当时,即,,则在范围内是单调递减函数;
当时,,,在范围内是单调递增函数;
当时,在范围内是单调递增函数,
,
,
,使得,
当时,,,则在是单调递减函数;
当时,,,则在是单调递增函数;
则选项A符合.
故选:A.
二、多选题
4.(2026·安徽滁州·一模)若x,y,,且,则( )
A.当时, B.
C.当取得最大值时, D.当取得最小值时,
【答案】BCD
【分析】对A,根据条件,利用基本不等式,即可求解;对B,根据条件,利用重要不等式,即可求解;对C,根据条件,利用基本不等式得到,构造函数,利用导数求出的单调区间,即可求解;对于D,根据条件,利用基本不等式得到,再利用基本不等式,即可求解.
【详解】对于A,当时,由,得到,即
又x,y,,所以,
所以,得到,当且仅当时取等号,所以A错误,
对于B,因为,即,
当且仅当时取等号,所以B正确,
对于C,由,得到,则 ,
所以,当且仅当时取等号,
则,令,则,
当时,,当时,,
即在区间上单调递增,在区间上递减,
即当,有最大值,所以C正确,
对于D,由选项C知,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
又因为,所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当,即时取等号,
此时,所以D正确.
三、填空题
5.(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:
四、解答题
6.(2026·安徽安庆·一模)已知定义在区间上的函数,,若对,,存在一个正实数,满足,则称是的“-陪伴函数”.
(1)已知,判断函数是否为函数的“-陪伴函数”,并说明理由,若为“-陪伴函数”,求的最小值;
(2)证明:任何一给定闭区间上的函数是函数的“-陪伴函数”;
(3)已知,若函数是函数的“3-陪伴函数”,求实数p的取值范围.
【答案】(1)是,理由见解析,
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据陪伴函数定义计算得,则,则确定的最小值;
(2)通过放缩得,再记,则,则得到,即证明原命题;
(3)根据陪伴函数的定义得,即可推出,则通过合理变形并整体求导并分离参数得.再设新函数,通过多次求导和隐零点法即可得到p的范围.
【详解】(1)假设是的“—陪伴函数”,
则,
即,
则.
因为且,所以,则,
因此,因此是的“-陪伴函数”,且的最小值是.
(2)已知,
,
.
记,则.
记,则,
即成立,
因此是的“M—陪伴函数”,
即在同一给定闭区间上的函数是函数的“M—陪伴函数”.
(3)由题知,
即,不妨假设,
则,
则,且,
所以函数在上单调递增,函数在上单调递减,
所以,
则.又,,
所以,
故,且,
即,且,
由于在上单调递增,故,则
可得,且,
即,
令,则,
令,,结合,显然,
即,则在上单调递减,
故,故;
令,则,
令,,则,
令,,则,
该函数在上单调递减,,,
故存在,使得,即,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
故,
而,,
故,则在上单调递增,
即得,故,
则在上单调递增,故,
则,综合可得,
即p的取值范围为.
7.(2026·安徽合肥·一模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)当时,,求的取值范围;
(3)设,证明:.
【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)当时,利用导数可求函数的单调区间;
(2)分和两种情况分别判断是否成立,进而可求得求的取值范围;
(3)由(1)可得当时,,再证明,,记,计算可证结论.
【详解】(1)当时,,
所以当时,;当时,.
所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)因为,所以当时,,由(1)知,
当时,.
又当时,,,
所以,即.所以在区间单调递减,
所以,不符合题意.综上,的取值范围是.
(3)由(1)知,当时,函数在区间单调递增,
所以当时,,
即,所以当时,.
当时,,则有.
令,求导得,当时,;
当时,,所以,
所以,所以,所以.
所以.记,
所以.
所以.综上,原不等式成立.
8.(2026·安徽马鞍山·一模)已知函数,其中.
(1)当时,求在区间上的最大值;
(2)若在上有且仅有一个极值点,求实数的取值范围;
(3)设为在内的极小值点,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)利用导数求函数最大值即可;
(2)先分析的单调性,再分类讨论分析的零点,据此分析的单调性得出是否存在唯一极值即可;
(3)原不等式可转化为证明,构造函数,利用导数求函数的最值即可得证.
【详解】(1)当时,,,
时,,故,单调递增,
故.
(2)由题,,令,则,
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减.
①当时,,则在上恒成立,此时单调递减,不存在极值点;
②当时,,
由零点存在性定理知,存在,当时,单调递减,
当时,单调递增,当时,单调递减,此时有唯一极小值点,极大值点;
③当时,,
存在唯一,使得,
所以在上单调递增,在上单调递减,此时在上有唯一极大值点;
④当时,恒成立,在上单调递增,此时无极值点.
综上,实数的取值范围为.
(3)由题知,,即,
要证,即证,
令,则,
令 ,得,
再令,,
当时,,则单调递减,
所以,单调递减,
所以,从而,可得单调递减,
所以有,
则有,
因此.
9.(2026·安徽淮南·一模)已知函数在点处的切线方程为.
(1)求实数的值;
(2)设.
(i)证明:存在唯一极小值;
(ii)设的极小值点为,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析(ii)证明见解析
【分析】(1)求出的导函数,根据切线的斜率为,及点在切线上列方程,求出的值;
(2)(i)由(1)得,利用导数分析函数的单调性,即可证明存在唯一极小值;(ii)由(i)可得的取值范围,构造新函数,利用导数可分析新函数的取值范围,从而证明.
【详解】(1)因为在点处的切线方程为,即.
所以切线的斜率为,且当时,.
因为,所以,
所以,所以.
(2)(i)因为,其定义域为.
所以.
令,得或,
设,所以在上恒成立,所以在上单调递减.
又,所以存在唯一,使.
故时,,单调递减,
时,,单调递增,
时,,单调递减,
所以是函数的唯一极小值点,所以存在唯一极小值.
(ii)因为的极小值点为,所以.
又,且在上单调递增,所以;
又,两边取自然对数得,即,即.
所以,
设,
则在上恒成立,故在上单调递减,
故,即.综上所述:.
(
零点
问题
考点
3
一、多选题
1.(2026·安徽宿州·一模)设函数
,则(
)
A.
在
处的切线方程为
B.
是
的极大值点
C.当
时,
D.
【答案】AD
【分析】对于A选项求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程,对于B,C选项求出函数的单调区间,从而得到函数的极大值点以及函数值的范围,对于D,代入函数解析式验证即可求解.
【详解】对于A,
,在
处的切线方程为
,化简可得
,故A选项正确;
对于B,
,令
,解得:
,
令
,解得:
或
,
令
,解得:
,
所以函数
在
和
递增,在
递减,
则
是
的极小值点,故B选项错误;
对于C,由于函数
在
和
递增,在
递减,故当
时,最小值为
,最大值为
,所以
,故C选项错误:
对于D选项,由于
,D选项正确.
故选:AD
二、解答题
2.(2026·安徽芜湖·一模)已知曲线
在
处的切线为
.
(1)求切线
的方程;
(2)求证:切线
在曲线
的下方(切点除外).
【答案】(1)
;
(2)证明见解析.
【分析】(1)由导数的几何意义求切线方程即可;
(2)结合(1),将问题化为证明
,令
,利用导数证明
恒成立,即可.
【详解】(1)由
,得
,所以
,
又
,所以切线方程为
,即
;
(2)结合(1),令
,则
,
令
,则
,
令
,得
,所以
时
,
时
,
所以
在
上单调递减且恒小于0,在
上单调递增,
注意到
,所以
有唯一根
,
时,
在
上单调递减,
时,
在
上单调递增,
所以函数
,则
,当且仅当
时取等号,
所以切线
在曲线
的下方(切点除外),得证.
)
一、单选题
1.(2026·安徽滁州·一模)已知函数,若函数恰有个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用奇函数的定义及导数与函数单调性间的关系,可得为奇函数且为减函数,从而将问题转化成函数与函数的图象有个交点,再利用导数求出的单调性,进而得出的图象,数形结合,即可求解.
【详解】因为,易知的定义域为,定义域关于原点对称,
又,所以为奇函数,
又恒成立,所以为减函数,
令,得到,所以,整理得到,令,
因为函数恰有个零点,则函数与函数的图象有个交点,
又,当时,,当时,,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为,
又时,,时,,时,,
时,,且恒成立,其图象如图所示,
由图可知,要使函数与函数的图象有个交点,则,
解得,所以实数的取值范围是.
2.(2026·安徽安庆·一模)已知,若函数恰有1个零点,则( )
A.e B. C.1 D.3
【答案】B
【详解】由,可得恒为的一个零点,
令,则恰有1个零点,
等价于的唯一零点是,或无零点.
因为,且,
所以恒成立,在上单调递增.
又时,时,因此必然存在唯一零点.
当的零点是时,可得
即,解得,.
3.(2026·安徽淮北·一模)已知函数及其导函数的定义域均为,若函数和均为偶函数,则( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于直线对称
C.3是的一个周期 D.
【答案】D
【分析】根据题设,结合偶函数的性质及函数的对称性可得的周期为12,进而得到,进而求解判断D;举例,即可判断ABC.
【详解】因为为偶函数,所以,
则,两边求导得,则,
由为偶函数,得,则,
由,,
得,则,
所以,则的周期为12,
由,令,得,即,
由,令,得,
由,令,得,即,
则,
所以,故D正确;
对于ABC,设,则,
而,则,
所以函数和均为偶函数,满足题意,
而,则的图象不关于直线对称,故A错误,
而,则的图象不关于直线对称,故B错误,
而的最小正周期为,故C错误.
故选:D
4.(2026·安徽合肥·一模)已知函数有且仅有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,利用导函数研究其单调性画出图象,将问题转化为一元二次方程的根的问题即可求解.
【详解】因为有且仅有三个零点,则方程有且仅有三个根,
令,则,
由得;得;
则在单调递增,在上单调递减,则,
因为时;时,且时,
所以的函数图象如图:
因为不是的根,
所以有两个根,其中一个根位于,另一根位于或另一根是,
但方程的两根的乘积为,
所以一个根位于,另一根位于,
则,得,
故的取值范围是.
故选:C
二、解答题
5.(2026·安徽宿州·一模)已知函数.
(1)证明函数存在唯一零点;
(2)的零点为,证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)分析函数的单调性,再结合零点存在定理证明;
(2)根据得到满足的关系式,再将转化,最后通过研究函数的单调性来证明不等式.
【详解】(1)函数的定义域为,当时,,(这是因为)
故函数在没有零点;
当时,,易见在上是减函数,
且,故存在,使得在上递增,在上递减,
且,
所以在上存在唯一零点,又,所以在上无零点,
故在上存在唯一零点.
(2)注意到,由(1)知存在唯一使得,
即有,故.
令,
令,显然当时,.故在上单调递减,
所以.
6.(2026·安徽淮北·一模)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线方程为,求实数的值;
(2)当时,
(i)证明:在上存在唯一极小值点和唯一零点;
(ii)在(i)的条件下,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【分析】(1)利用导数的几何意义求解;
(2)(i)将整理为,当时可得,从而得到在的单调性;再讨论时的情形,构造函数,通过构造函数得到的单调性,从而得到的单调性,从而得证; (ii)由(i)知,且,及在上是单调递增函数,,要证只需证,即证明即可,再补证:当时,,从而得到证明.
【详解】(1),
,
,
(2)(i)
,
当时,,,
,,,,
在区间上是单调递增函数;
下面讨论时的情形,
令,,
再令,,
则在区间上是单调递增函数,
即在区间上是单调递增函数,
而,,
故,使得,
且当时,,是单调递减函数,
当时,,是单调递增函数,
注意到,而,
从而必然使得.
且当时,,即,
当时,,
从而在递减,在递增.
又,
因此必然唯一的使得,
于是在上存在唯一的极值点和唯一的零点.
(ii)由(i)知,且,及在上是单调递增函数,,
要证只需证,即即可.
,
由时,,得到,
则.
下面补证:当时,;
构造函数 ,
因此在区间上是单调递增函数,,故得证.
7.(2026·安徽黄山·一模)已知函数.
(1)若,讨论函数的单调性;
(2)若函数有三个零点,且.
(Ⅰ)求实数的取值范围;
(Ⅱ)若三个零点成等差数列,求这三个零点.
【答案】(1)答案见解析
(2)(Ⅰ)(Ⅱ),
【分析】(1)求导得到导数表达式,再结合参数的不同取值范围,分别讨论导数在相应区间上的正负,从而确定函数的单调性.
(2)(Ⅰ)根据单调性和函数值的符号排除不符合条件的情形,再通过极值点的函数值符号建立不等式,得到参数的取值范围;
(Ⅱ)零点成等差数列时利用零点所满足的方程变形得到比例关系,结合等差数列的定义建立关于公差的方程并求解.
【详解】(1)由,
①当时,,在上单调递减,在上单调递增;
②当时,若,则,即在上单调递增;
若,则,
令,
若,即时,
当时,;当时,;
当时,.
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
若,即时,当时,;
当时,,
由的连续性知在上单调递增.
综上所述,当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递增.
(2)(Ⅰ)①当时,由(1)知在上单调递增,则至多只有一个零点,与题不符;
②当时,由得,则在上只有一个零点,与题不符;
③当时,在上单调递减,而在上恒成立,且,
则函数无零点,与题不符;
④当,在上单调递增且,
所以在上恰有一个零点,
又时,,若使有个零点,则,
即,即,解得.
综上所述,实数的取值范围为.
(Ⅱ)令,即,
因为为函数的三个零点,且由(2)知,
所以有:,由于同号,两式相除得,
令等差数列的公差为,所以,得,
同理,由异号,所以,所以,得,
所以,得,解得.
代入,得,
所以.
(
不等式
恒成立
问题
考点
4
1.(2026·安徽宿州·一模)设函数
,则(
)
A.
在
处的切线方程为
B.
是
的极大值点
C.当
时,
D.
【答案】AD
【分析】对于A选项求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程,对于B,C选项求出函数的单调区间,从而得到函数的极大值点以及函数值的范围,对于D,代入函数解析式验证即可求解.
【详解】对于A,
,在
处的切线方程为
,化简可得
,故A选项正确;
对于B,
,令
,解得:
,
令
,解得:
或
,
令
,解得:
,
所以函数
在
和
递增,在
递减,
则
是
的极小值点,故B选项错误;
对于C,由于函数
在
和
递增,在
递减,故当
时,最小值为
,最大值为
,所以
,故C选项错误:
对于D选项,由于
,D选项正确.
故选:AD
二、解答题
2.(2026·安徽芜湖·一模)已知曲线
在
处的切线为
.
(1)求切线
的方程;
(2)求证:切线
在曲线
的下方(切点除外).
【答案】(1)
;
(2)证明见解析.
【分析】(1)由导数的几何意义求切线方程即可;
(2)结合(1),将问题化为证明
,令
,利用导数证明
恒成立,即可.
【详解】(1)由
,得
,所以
,
又
,所以切线方程为
,即
;
(2)结合(1),令
,则
,
令
,则
,
令
,得
,所以
时
,
时
,
所以
在
上单调递减且恒小于0,在
上单调递增,
注意到
,所以
有唯一根
,
时,
在
上单调递减,
时,
在
上单调递增,
所以函数
,则
,当且仅当
时取等号,
所以切线
在曲线
的下方(切点除外),得证.
)
一、单选题
1.(2026·安徽黄山·一模)已知函数,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题设可得对于恒成立,进而得到函数和在上有共同的零点,可得,进而得到,设,利用导数分析函数的单调性,进而求解即可.
【详解】由,则,
即对于恒成立,
而函数和在上均为增函数,
则函数和在上有共同的零点,
即,则,即,
设,则,
令,得或,令,得,
所以函数在和上单调递减,在上单调递增,
又时,,时,,且,
则,即的取值范围是.
故选:D
二、解答题
2.(2026·安徽滁州·一模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若不等式恒成立,求m的取值范围;
(3)证明:函数的最小值小于函数的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)代入得到函数解析式后求导得到处的切线斜率,结合切点坐标用点斜式化简得到切线方程;
(2)将恒成立问题转化为对恒成立,通过求导得到的最小值,进而确定的取值范围;
(3)先求出原函数的单调性与最小值点,分别得到内层函数和的值域,结合的单调性得到两个复合函数的最小值,通过比较大小完成证明.
【详解】(1)当,,定义域,
计算得,求导得,切线斜率,
由点斜式得切线方程,整理得 .
(2)恒成立等价于对任意恒成立,
设,则,
求导得,令得,
当 时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故, 因此的取值范围是 .
(3)对,,
由(2)可知在单调递减,在单调递增。
因为,所以由解析式可知,
由于,可以取到,
因此函数的最小值为 ,
设,则,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以,即.
由于在递增,因此函数的最小值为 ,
因为,所以,
因此的最小值小于的最小值,得证.
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专题07 导数
4大考点概览
考点01导数的概念和几何意义
考点02利用导数求极值和最值
考点03零点问题
考点04不等式恒成立问题
(
导数
的
概念
和
几何意义
考点1
)
一、多选题
1.(2026·安徽宿州·一模)设函数,则( )
A.在处的切线方程为 B.是的极大值点
C.当时, D.
【答案】AD
【分析】对于A选项求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程,对于B,C选项求出函数的单调区间,从而得到函数的极大值点以及函数值的范围,对于D,代入函数解析式验证即可求解.
【详解】对于A,,在处的切线方程为,化简可得,故A选项正确;
对于B,,令,解得:,
令,解得:或,
令,解得:,
所以函数在和递增,在递减,
则是的极小值点,故B选项错误;
对于C,由于函数在和递增,在递减,故当时,最小值为,最大值为,所以,故C选项错误:
对于D选项,由于,D选项正确.
故选:AD
二、解答题
2.(2026·安徽芜湖·一模)已知曲线在处的切线为.
(1)求切线的方程;
(2)求证:切线在曲线的下方(切点除外).
【答案】(1);
(2)证明见解析.
【分析】(1)由导数的几何意义求切线方程即可;
(2)结合(1),将问题化为证明,令,利用导数证明恒成立,即可.
【详解】(1)由,得,所以,
又,所以切线方程为,即;
(2)结合(1),令,则,
令,则,
令,得,所以时,时,
所以在上单调递减且恒小于0,在上单调递增,
注意到,所以有唯一根,
时,在上单调递减,
时,在上单调递增,
所以函数,则,当且仅当时取等号,
所以切线在曲线的下方(切点除外),得证.
(
利用
导数
求
极值
和
最值
考点
2
)
一、单选题
1.(2026·安徽马鞍山·一模)函数的导函数的图象如图所示,则函数在区间上的极值点有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】根据给定的函数图象确定的变号零点个数即可.
【详解】函数的图象与轴有3个公共点,从左到右依次记为,
当时,;当时,;当时,,
当且仅当时取等号,则函数在上单调递增,在上单调递减,
因此函数在处取得极大值,在处取得极小值,所以极值点个数为2.
故选:B
2.(2026·安徽宿州·一模)已知正实数m,n,满足,且,则下列不等式一定成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题可得或,结合对数函数,指数函数的性质依次判断各选项即可.
【详解】因为正实数m,n,满足,且,可得或,
对于A选项,取,显然,A错误;
对于B选项,取,显然,B错误;
对于C选项,设函数,令,则,
当在上单调递增,当,在单调递减,
又因为,所以恒成立,即恒成立,即在上均单调递减,
所以当或时,,即,
由于,所以即,C正确;
选项D,取,显然,而,故,D错误.
故选:C.
3.(2026·安徽淮北·一模)函数在AI神经网络中作为激活函数使用,可提升模型的非线性拟合能力.下列函数图象中,可以作为大致图象的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出排除选项BD,利用导数法求出的单调性得到结论.
【详解】,,排除选项BD,
,,
设,,
当时,即,,则在范围内是单调递增函数;
当时,即,,则在范围内是单调递减函数;
当时,,,在范围内是单调递增函数;
当时,在范围内是单调递增函数,
,
,
,使得,
当时,,,则在是单调递减函数;
当时,,,则在是单调递增函数;
则选项A符合.
故选:A.
二、多选题
4.(2026·安徽滁州·一模)若x,y,,且,则( )
A.当时, B.
C.当取得最大值时, D.当取得最小值时,
【答案】BCD
【分析】对A,根据条件,利用基本不等式,即可求解;对B,根据条件,利用重要不等式,即可求解;对C,根据条件,利用基本不等式得到,构造函数,利用导数求出的单调区间,即可求解;对于D,根据条件,利用基本不等式得到,再利用基本不等式,即可求解.
【详解】对于A,当时,由,得到,即
又x,y,,所以,
所以,得到,当且仅当时取等号,所以A错误,
对于B,因为,即,
当且仅当时取等号,所以B正确,
对于C,由,得到,则 ,
所以,当且仅当时取等号,
则,令,则,
当时,,当时,,
即在区间上单调递增,在区间上递减,
即当,有最大值,所以C正确,
对于D,由选项C知,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
又因为,所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当,即时取等号,
此时,所以D正确.
三、填空题
5.(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:
四、解答题
6.(2026·安徽安庆·一模)已知定义在区间上的函数,,若对,,存在一个正实数,满足,则称是的“-陪伴函数”.
(1)已知,判断函数是否为函数的“-陪伴函数”,并说明理由,若为“-陪伴函数”,求的最小值;
(2)证明:任何一给定闭区间上的函数是函数的“-陪伴函数”;
(3)已知,若函数是函数的“3-陪伴函数”,求实数p的取值范围.
【答案】(1)是,理由见解析,
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据陪伴函数定义计算得,则,则确定的最小值;
(2)通过放缩得,再记,则,则得到,即证明原命题;
(3)根据陪伴函数的定义得,即可推出,则通过合理变形并整体求导并分离参数得.再设新函数,通过多次求导和隐零点法即可得到p的范围.
【详解】(1)假设是的“—陪伴函数”,
则,
即,
则.
因为且,所以,则,
因此,因此是的“-陪伴函数”,且的最小值是.
(2)已知,
,
.
记,则.
记,则,
即成立,
因此是的“M—陪伴函数”,
即在同一给定闭区间上的函数是函数的“M—陪伴函数”.
(3)由题知,
即,不妨假设,
则,
则,且,
所以函数在上单调递增,函数在上单调递减,
所以,
则.又,,
所以,
故,且,
即,且,
由于在上单调递增,故,则
可得,且,
即,
令,则,
令,,结合,显然,
即,则在上单调递减,
故,故;
令,则,
令,,则,
令,,则,
该函数在上单调递减,,,
故存在,使得,即,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
故,
而,,
故,则在上单调递增,
即得,故,
则在上单调递增,故,
则,综合可得,
即p的取值范围为.
7.(2026·安徽合肥·一模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)当时,,求的取值范围;
(3)设,证明:.
【答案】(1)单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)当时,利用导数可求函数的单调区间;
(2)分和两种情况分别判断是否成立,进而可求得求的取值范围;
(3)由(1)可得当时,,再证明,,记,计算可证结论.
【详解】(1)当时,,
所以当时,;当时,.
所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)因为,所以当时,,由(1)知,
当时,.
又当时,,,
所以,即.所以在区间单调递减,
所以,不符合题意.综上,的取值范围是.
(3)由(1)知,当时,函数在区间单调递增,
所以当时,,
即,所以当时,.
当时,,则有.
令,求导得,当时,;
当时,,所以,
所以,所以,所以.
所以.记,
所以.
所以.综上,原不等式成立.
8.(2026·安徽马鞍山·一模)已知函数,其中.
(1)当时,求在区间上的最大值;
(2)若在上有且仅有一个极值点,求实数的取值范围;
(3)设为在内的极小值点,求证:.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)利用导数求函数最大值即可;
(2)先分析的单调性,再分类讨论分析的零点,据此分析的单调性得出是否存在唯一极值即可;
(3)原不等式可转化为证明,构造函数,利用导数求函数的最值即可得证.
【详解】(1)当时,,,
时,,故,单调递增,
故.
(2)由题,,令,则,
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减.
①当时,,则在上恒成立,此时单调递减,不存在极值点;
②当时,,
由零点存在性定理知,存在,当时,单调递减,
当时,单调递增,当时,单调递减,此时有唯一极小值点,极大值点;
③当时,,
存在唯一,使得,
所以在上单调递增,在上单调递减,此时在上有唯一极大值点;
④当时,恒成立,在上单调递增,此时无极值点.
综上,实数的取值范围为.
(3)由题知,,即,
要证,即证,
令,则,
令 ,得,
再令,,
当时,,则单调递减,
所以,单调递减,
所以,从而,可得单调递减,
所以有,
则有,
因此.
9.(2026·安徽淮南·一模)已知函数在点处的切线方程为.
(1)求实数的值;
(2)设.
(i)证明:存在唯一极小值;
(ii)设的极小值点为,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析(ii)证明见解析
【分析】(1)求出的导函数,根据切线的斜率为,及点在切线上列方程,求出的值;
(2)(i)由(1)得,利用导数分析函数的单调性,即可证明存在唯一极小值;(ii)由(i)可得的取值范围,构造新函数,利用导数可分析新函数的取值范围,从而证明.
【详解】(1)因为在点处的切线方程为,即.
所以切线的斜率为,且当时,.
因为,所以,
所以,所以.
(2)(i)因为,其定义域为.
所以.
令,得或,
设,所以在上恒成立,所以在上单调递减.
又,所以存在唯一,使.
故时,,单调递减,
时,,单调递增,
时,,单调递减,
所以是函数的唯一极小值点,所以存在唯一极小值.
(ii)因为的极小值点为,所以.
又,且在上单调递增,所以;
又,两边取自然对数得,即,即.
所以,
设,
则在上恒成立,故在上单调递减,
故,即.综上所述:.
(
零点
问题
考点
3
一、多选题
1.(2026·安徽宿州·一模)设函数
,则(
)
A.
在
处的切线方程为
B.
是
的极大值点
C.当
时,
D.
【答案】AD
【分析】对于A选项求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程,对于B,C选项求出函数的单调区间,从而得到函数的极大值点以及函数值的范围,对于D,代入函数解析式验证即可求解.
【详解】对于A,
,在
处的切线方程为
,化简可得
,故A选项正确;
对于B,
,令
,解得:
,
令
,解得:
或
,
令
,解得:
,
所以函数
在
和
递增,在
递减,
则
是
的极小值点,故B选项错误;
对于C,由于函数
在
和
递增,在
递减,故当
时,最小值为
,最大值为
,所以
,故C选项错误:
对于D选项,由于
,D选项正确.
故选:AD
二、解答题
2.(2026·安徽芜湖·一模)已知曲线
在
处的切线为
.
(1)求切线
的方程;
(2)求证:切线
在曲线
的下方(切点除外).
【答案】(1)
;
(2)证明见解析.
【分析】(1)由导数的几何意义求切线方程即可;
(2)结合(1),将问题化为证明
,令
,利用导数证明
恒成立,即可.
【详解】(1)由
,得
,所以
,
又
,所以切线方程为
,即
;
(2)结合(1),令
,则
,
令
,则
,
令
,得
,所以
时
,
时
,
所以
在
上单调递减且恒小于0,在
上单调递增,
注意到
,所以
有唯一根
,
时,
在
上单调递减,
时,
在
上单调递增,
所以函数
,则
,当且仅当
时取等号,
所以切线
在曲线
的下方(切点除外),得证.
)
一、单选题
1.(2026·安徽滁州·一模)已知函数,若函数恰有个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用奇函数的定义及导数与函数单调性间的关系,可得为奇函数且为减函数,从而将问题转化成函数与函数的图象有个交点,再利用导数求出的单调性,进而得出的图象,数形结合,即可求解.
【详解】因为,易知的定义域为,定义域关于原点对称,
又,所以为奇函数,
又恒成立,所以为减函数,
令,得到,所以,整理得到,令,
因为函数恰有个零点,则函数与函数的图象有个交点,
又,当时,,当时,,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为,
又时,,时,,时,,
时,,且恒成立,其图象如图所示,
由图可知,要使函数与函数的图象有个交点,则,
解得,所以实数的取值范围是.
2.(2026·安徽安庆·一模)已知,若函数恰有1个零点,则( )
A.e B. C.1 D.3
【答案】B
【详解】由,可得恒为的一个零点,
令,则恰有1个零点,
等价于的唯一零点是,或无零点.
因为,且,
所以恒成立,在上单调递增.
又时,时,因此必然存在唯一零点.
当的零点是时,可得
即,解得,.
3.(2026·安徽淮北·一模)已知函数及其导函数的定义域均为,若函数和均为偶函数,则( )
A.的图象关于直线对称 B.的图象关于直线对称
C.3是的一个周期 D.
【答案】D
【分析】根据题设,结合偶函数的性质及函数的对称性可得的周期为12,进而得到,进而求解判断D;举例,即可判断ABC.
【详解】因为为偶函数,所以,
则,两边求导得,则,
由为偶函数,得,则,
由,,
得,则,
所以,则的周期为12,
由,令,得,即,
由,令,得,
由,令,得,即,
则,
所以,故D正确;
对于ABC,设,则,
而,则,
所以函数和均为偶函数,满足题意,
而,则的图象不关于直线对称,故A错误,
而,则的图象不关于直线对称,故B错误,
而的最小正周期为,故C错误.
故选:D
4.(2026·安徽合肥·一模)已知函数有且仅有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,利用导函数研究其单调性画出图象,将问题转化为一元二次方程的根的问题即可求解.
【详解】因为有且仅有三个零点,则方程有且仅有三个根,
令,则,
由得;得;
则在单调递增,在上单调递减,则,
因为时;时,且时,
所以的函数图象如图:
因为不是的根,
所以有两个根,其中一个根位于,另一根位于或另一根是,
但方程的两根的乘积为,
所以一个根位于,另一根位于,
则,得,
故的取值范围是.
故选:C
二、解答题
5.(2026·安徽宿州·一模)已知函数.
(1)证明函数存在唯一零点;
(2)的零点为,证明.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)分析函数的单调性,再结合零点存在定理证明;
(2)根据得到满足的关系式,再将转化,最后通过研究函数的单调性来证明不等式.
【详解】(1)函数的定义域为,当时,,(这是因为)
故函数在没有零点;
当时,,易见在上是减函数,
且,故存在,使得在上递增,在上递减,
且,
所以在上存在唯一零点,又,所以在上无零点,
故在上存在唯一零点.
(2)注意到,由(1)知存在唯一使得,
即有,故.
令,
令,显然当时,.故在上单调递减,
所以.
6.(2026·安徽淮北·一模)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线方程为,求实数的值;
(2)当时,
(i)证明:在上存在唯一极小值点和唯一零点;
(ii)在(i)的条件下,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【分析】(1)利用导数的几何意义求解;
(2)(i)将整理为,当时可得,从而得到在的单调性;再讨论时的情形,构造函数,通过构造函数得到的单调性,从而得到的单调性,从而得证; (ii)由(i)知,且,及在上是单调递增函数,,要证只需证,即证明即可,再补证:当时,,从而得到证明.
【详解】(1),
,
,
(2)(i)
,
当时,,,
,,,,
在区间上是单调递增函数;
下面讨论时的情形,
令,,
再令,,
则在区间上是单调递增函数,
即在区间上是单调递增函数,
而,,
故,使得,
且当时,,是单调递减函数,
当时,,是单调递增函数,
注意到,而,
从而必然使得.
且当时,,即,
当时,,
从而在递减,在递增.
又,
因此必然唯一的使得,
于是在上存在唯一的极值点和唯一的零点.
(ii)由(i)知,且,及在上是单调递增函数,,
要证只需证,即即可.
,
由时,,得到,
则.
下面补证:当时,;
构造函数 ,
因此在区间上是单调递增函数,,故得证.
7.(2026·安徽黄山·一模)已知函数.
(1)若,讨论函数的单调性;
(2)若函数有三个零点,且.
(Ⅰ)求实数的取值范围;
(Ⅱ)若三个零点成等差数列,求这三个零点.
【答案】(1)答案见解析
(2)(Ⅰ)(Ⅱ),
【分析】(1)求导得到导数表达式,再结合参数的不同取值范围,分别讨论导数在相应区间上的正负,从而确定函数的单调性.
(2)(Ⅰ)根据单调性和函数值的符号排除不符合条件的情形,再通过极值点的函数值符号建立不等式,得到参数的取值范围;
(Ⅱ)零点成等差数列时利用零点所满足的方程变形得到比例关系,结合等差数列的定义建立关于公差的方程并求解.
【详解】(1)由,
①当时,,在上单调递减,在上单调递增;
②当时,若,则,即在上单调递增;
若,则,
令,
若,即时,
当时,;当时,;
当时,.
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
若,即时,当时,;
当时,,
由的连续性知在上单调递增.
综上所述,当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递增.
(2)(Ⅰ)①当时,由(1)知在上单调递增,则至多只有一个零点,与题不符;
②当时,由得,则在上只有一个零点,与题不符;
③当时,在上单调递减,而在上恒成立,且,
则函数无零点,与题不符;
④当,在上单调递增且,
所以在上恰有一个零点,
又时,,若使有个零点,则,
即,即,解得.
综上所述,实数的取值范围为.
(Ⅱ)令,即,
因为为函数的三个零点,且由(2)知,
所以有:,由于同号,两式相除得,
令等差数列的公差为,所以,得,
同理,由异号,所以,所以,得,
所以,得,解得.
代入,得,
所以.
(
不等式
恒成立
问题
考点
4
1.(2026·安徽宿州·一模)设函数
,则(
)
A.
在
处的切线方程为
B.
是
的极大值点
C.当
时,
D.
【答案】AD
【分析】对于A选项求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程,对于B,C选项求出函数的单调区间,从而得到函数的极大值点以及函数值的范围,对于D,代入函数解析式验证即可求解.
【详解】对于A,
,在
处的切线方程为
,化简可得
,故A选项正确;
对于B,
,令
,解得:
,
令
,解得:
或
,
令
,解得:
,
所以函数
在
和
递增,在
递减,
则
是
的极小值点,故B选项错误;
对于C,由于函数
在
和
递增,在
递减,故当
时,最小值为
,最大值为
,所以
,故C选项错误:
对于D选项,由于
,D选项正确.
故选:AD
二、解答题
2.(2026·安徽芜湖·一模)已知曲线
在
处的切线为
.
(1)求切线
的方程;
(2)求证:切线
在曲线
的下方(切点除外).
【答案】(1)
;
(2)证明见解析.
【分析】(1)由导数的几何意义求切线方程即可;
(2)结合(1),将问题化为证明
,令
,利用导数证明
恒成立,即可.
【详解】(1)由
,得
,所以
,
又
,所以切线方程为
,即
;
(2)结合(1),令
,则
,
令
,则
,
令
,得
,所以
时
,
时
,
所以
在
上单调递减且恒小于0,在
上单调递增,
注意到
,所以
有唯一根
,
时,
在
上单调递减,
时,
在
上单调递增,
所以函数
,则
,当且仅当
时取等号,
所以切线
在曲线
的下方(切点除外),得证.
)
一、单选题
1.(2026·安徽黄山·一模)已知函数,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题设可得对于恒成立,进而得到函数和在上有共同的零点,可得,进而得到,设,利用导数分析函数的单调性,进而求解即可.
【详解】由,则,
即对于恒成立,
而函数和在上均为增函数,
则函数和在上有共同的零点,
即,则,即,
设,则,
令,得或,令,得,
所以函数在和上单调递减,在上单调递增,
又时,,时,,且,
则,即的取值范围是.
故选:D
二、解答题
2.(2026·安徽滁州·一模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若不等式恒成立,求m的取值范围;
(3)证明:函数的最小值小于函数的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)代入得到函数解析式后求导得到处的切线斜率,结合切点坐标用点斜式化简得到切线方程;
(2)将恒成立问题转化为对恒成立,通过求导得到的最小值,进而确定的取值范围;
(3)先求出原函数的单调性与最小值点,分别得到内层函数和的值域,结合的单调性得到两个复合函数的最小值,通过比较大小完成证明.
【详解】(1)当,,定义域,
计算得,求导得,切线斜率,
由点斜式得切线方程,整理得 .
(2)恒成立等价于对任意恒成立,
设,则,
求导得,令得,
当 时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故, 因此的取值范围是 .
(3)对,,
由(2)可知在单调递减,在单调递增。
因为,所以由解析式可知,
由于,可以取到,
因此函数的最小值为 ,
设,则,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以,即.
由于在递增,因此函数的最小值为 ,
因为,所以,
因此的最小值小于的最小值,得证.
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