内容正文:
专题04 导数的综合应用
6大高频考点概览
考点01函数零点个数的判定与证明
考点02根据函数的零点个数求参数
考点03不等式恒成立求参
考点04不等式能成立求参
考点05 双变量问题
考点06 一元三次函数
考点07与数列结合的跨模块融合
地 城
考点01
函数零点个数的判定与证明
一、选择题
1.(24-25高二下·四川南部中学·期中)(多选)已知函数.则下列说法不正确的是( )
A.函数有唯一极值点 B.函数有两个零点
C.若函数两个零点,则 D.函数的值域
2.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.函数存在三个不同的零点
B.函数既存在极大值又存在极小值
C.若时,,则的最大值为1
D.当时,方程有且只有两个实根
3.(24-25高二下·四川成都第十二中学·期中)(多选)若函数的定义域为,且存在,使得,则称是的一个“二倍阶值点”.下列四个函数中,存在“二倍阶值点”的是( )
A. B. C. D.
二、解答题
4.(24-25高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)若在上恒成立,求的取值范围;
(3)讨论在上的零点个数.
地 城
考点02
根据函数的零点个数求参数
一、选择题
1.(24-25高二下·四川成都树德中学·期中)若函数恰有两个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·四川成都外国语学校·期中)若关于的不等式有且只有两个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)(多选)已知函数,函数,下列选项正确的是( )
A.点是函数的零点;
B.,,使
C.若关于的方程有一个根,则实数的取值范围是
D.函数的值域为
二、填空题
4.(24-25高二下·四川绵阳外国语学校·期中)函数有两个不同零点,则实数的取值范围是_______
5.(24-25高二下·四川达州·期中)已知函数的图象与直线有两个交点,则的取值范围为__________.
6.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数,若关于的方程有3个实数解,则实数的取值范围为_____.
三、解答题
7.(24-25高二下·四川嘉祥教育集团·期中)已知函数,.
(1)讨论单调性;
(2)若函数有两个零点,求实数的取值范围.
8.(24-25高二下·四川广元直属普通高中·期中)已知函数.
(1)当时,求在点处切线方程;
(2)若在上有两个零点,求的取值范围.
9.(24-25高二下·四川德阳博雅明德高级中学·期中)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若函数的极值点在区间内,求m的取值范围;
(3)若有两个零点,求m的取值范围.
10.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)已知函数在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)求函数在的最大值和最小值;
(3)若方程恰有两个不等的实根,求的取值范围.
11.(24-25高二下·四川南部中学·期中)已知函数 .
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间;
(3)若有两个零点,求的取值范围.
地 城
考点03
不等式恒成立求参
一、选择题
1.(24-25高二下·四川广元直属普通高中·期中)已知对恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)若不等式恒成立,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·四川成都石室中学·期中)若,不等式恒成立(其中是自然对数的底数),则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)函数,若存在,使得对任意,都有,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)(多选)对于函数,下列说法正确的是( )
A.在处取得极大值 B.有两个不同的零点
C. D.若在上恒成立,则
6.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)(多选)设定义在上的函数的导函数为,若满足,且,则下列结论正确的是( )
A.在上单调递增 B.不等式的解集为
C.若恒成立,则 D.若,则
二、填空题
7.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)若函数在定义域内是增函数,则实数的最小值为______.
8.(24-25高二下·四川成都第十二中学·期中)已知函数.为函数的导函数,若对任意恒成立,则整数k的最大值为________.
9.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)若恒成立,则实数的取值范围为_____.
10.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)已知函数若对于任意的都有成立,则实数a的取值范围为______.
11.已知函数,若,则的取值范围为_______.
12.(24-25高二下·四川成都盐道街中学·期中)已知函数,则下列命题叙述正确的是______.(填写番号)
①当时,;
②若不等式至少有3个正整数解,则;
③过点作函数图象的切线有且只有一条;
④设实数,若对任意的,不等式恒成立,则的最大值是.
三、解答题
13.(24-25高二下·四川成都第十七中学·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间.
(2)若对,恒成立,求实数的取值范围.
14.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)已知函数,
(1)求函数的单调区间;
(2)若对一切的,恒成立,求实数的取值范围.
15.(24-25高二下·四川资阳中学·期中)已知函数,.
(1)若的最大值是0,求的值;
(2)若对任意,恒成立,求的取值范围.
16.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)已知.
(1)讨论函数在的单调性;
(2)当时,若恒成立,求b的取值范围.
17.(24-25高二下·四川成都石室中学·期中)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)若不等式恒成立,且,求的最小值.
18.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)已知函数,.
(1)若,求m的值及函数的极值;
(2)讨论函数的单调性:
(3)若对定义域内的任意x,都有恒成立,求整数m的最小值.
19.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,求函数的单调区间;
(3)当时,函数的图像与的图像关于直线对称.若不等式对恒成立,求实数k的取值范围.
地 城
考点04
不等式能成立求参
一、选择题
1.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)已知,若有且只有两个整数解使成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)已知函数,其中是自然对数的底数.,使得不等式成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·四川成都盐道街中学·期中)已知,.若存在,,使得成立,则下列结论中正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.存在,使得成立 D.恒成立,则
二、填空题
4.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)已知e是自然对数的底数.若,使,则实数m的取值范围为__________.
5.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数,,若关于的不等式有解,则的最小值是__________.
三、解答题
6.(24-25高二下·四川阆中北大博雅骏臣学校·期中)已知函数.
(1)若在上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)若,使得,求实数a的取值范围.
7.(24-25高二下·四川成都第十七中学·期中)已知函数,在处取得极值.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的极值;
(3)设函数,若对于任意,总存在,使得,求实数a的取值范围.
8.(24-25高二下·四川成都金牛区成都七中·期中)已知函数和
(1)若,证明:
(2)若,试判断和的公切线条数
地 城
考点05
双变量问题
一、选择题
1.已知函数有两个零点,且,则下列说法不正确的是( )
A. B. C. D.有极小值点
2.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)若函数有两个极值点,,()则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
3.(24-25高二下·四川成都外国语学校·期中)若关于的方程有三个不等的实数解,且,其中,为自然对数的底数,则的值为______
三、解答题
4.(24-25高二下·川泸州蔺阳中学·期中)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,证明;
(3)若对任意的不等正数,总有,求实数的取值范围.
5.(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)已知函数.
(1)时,求函数的极值;
(2)时,讨论函数的单调性;
(3)若对任意,当 时,恒有 成立,求实数的取值范围.
6.(24-25高二下·四川成都石室中学·期中)已知曲线与直线有且仅有两个不同的交点,,且.(其中是自然对数的底数)
(1)求实数的取值范围;
(2)证明:.
7.(24-25高二下·四川嘉祥教育集团·期中)已知函数,.
(1)设,求函数的极值;
(2)若恒成立,求实数k的取值范围;
(3)若直线l与曲线分别相切于点,且.求证:.
8.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)已知函数.
(1)求函数的最小值;
(2)求证:函数存在两个零点(记为),且.
9.(24-25高二下·四川达州·期中)已知函数的导函数为,我们称函数的导函数为函数的二阶导函数,若一个连续函数在区间上的二阶导函数,则称为上的凹函数,若二阶导函数,则称为上的凸函数.
(1)若函数是上的凸函数,求实数的取值范围.
(2)已知函数.
①若是上的凹函数,求实数的取值范围;
②若在内有两个不同的零点,证明:.
地 城
考点06
一元三次函数
一、选择题
1.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)函数的图象经过四个象限的一个充分必要条件是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)函数的图象如图所示,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·四川绵阳外国语学校·期中)(多选)已知函数在处取得极小值,则下列结论正确的是( )
A.或 B.函数有且仅有一个零点
C.函数恰有两个极值点 D.函数在有最小值,无最大值
4.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)(多选)已知三次函数有极小值点,则下列说法中正确的有( )
A. B.函数有三个零点
C.函数的对称中心为 D.过可以作两条直线与的图象相切
5.(24-25高二下·四川成都金牛区成都七中·期中)(多选)已知函数,下列说法正确的是( )
A.函数的图象是中心对称图形 B.有两个零点
C.过点只能做一条直线与相切 D.在上最大值为2,则
6.(24-25高二下·四川广元直属普通高中·期中)(多选)已知函数,则下列说法中正确的有( )
A.是的极大值点 B.的图象关于点对称
C.若关于的方程有一解,则 D.当时,
7.(24-25高二下·川泸州蔺阳中学·期中)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.函数在上单调递减,则
B.当时,若有2个零点,则实数或
C.当时,若,则
D.若直线与曲线有3个不同的交点,,,且,则
二、解答题
8.(24-25高二下·四川南部中学·期中)已知函数
(1)求函数的极值
(2)求函数在上的最大值与最小值
9.(24-25高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程
(2)若,求函数的最大值与最小值.
10.(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)已知函数,其导函数为,且.
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程
(Ⅱ)求函数在上的最大值和最小值.
11.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数
(1)求的单调增区间和单调减区间
(2)若在区间上的最小值为,求实数的值
12.(24-25高二下·四川绵阳外国语学校·期中)函数
(1)若在处取得极小值,求实数的取值范围,
(2)若在区间上的最大值是,最小值是,求的值.
13.(24-25高二下·四川阆中北大博雅骏臣学校·期中)设
(1)求函数的单调递增、递减区间;
(2)当时,恒成立,求实数m的取值范围.
地 城
考点07
与数列融合跨模块应用
一、选择题
1.(24-25高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)已知不等式在上恒成立(当且仅当时等号成立),下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
二、解答题
2.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)当时,,证明:;
(3)设,证明:.
3.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)已知函数.
(1)若函数在单调递减,求a的范围;
(2)若恒成立,求a的值;
(3)求证:.
4.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围;
(3)证明:.
5.(24-25高二下·四川成都第十二中学·期中)已知函数,
(1)讨论的单调性;
(2)当时,以为切点,作直线交的图像于异于的点,再以为切点,作直线交的图像于异于的点,…,依此类推,以为切点,作直线交的图像于异于的点,其中.求的通项公式.
(3)在(2)的条件下,证明:
6.(24-25高二下·四川成都树德中学·期中)已知函数,其中e为自然对数的底数,.
(1)求函数的单调区间;
(2)若不等式在上成立,求实数的取值范围;
(3)设,证明:.
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专题04 导数的综合应用
6大高频考点概览
考点01函数零点个数的判定与证明
考点02根据函数的零点个数求参数
考点03不等式恒成立求参
考点04不等式能成立求参
考点05 双变量问题
考点06 一元三次函数
考点07与数列结合的跨模块融合
地 城
考点01
函数零点个数的判定与证明
一、选择题
1.(24-25高二下·四川南部中学·期中)(多选)已知函数.则下列说法不正确的是( )
A.函数有唯一极值点 B.函数有两个零点
C.若函数两个零点,则 D.函数的值域
【答案】ABC
【详解】对求导,可得:.令,即,因为恒成立,所以,解得.当时,,,则,单调递减;
当时,,,则,单调递增.所以是函数的极小值点,极小值为,极值点是,而是函数图象上的点,不是极值点,A选项错误.令,因为恒成立,所以,解得,即函数只有一个零点,B选项错误.函数有两个零点,即与的图象有两个交点.由前面分析可知在处取得极小值,且当时,,当时,,所以当时,与的图象有两个交点,C选项错误.由的单调性可知,在处取得最小值.当时,,所以函数的值域是,D选项正确.故选:ABC.
2.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.函数存在三个不同的零点
B.函数既存在极大值又存在极小值
C.若时,,则的最大值为1
D.当时,方程有且只有两个实根
【答案】BCD
【详解】由可得,令,得或,
当或时,,即在上单调递减,当时,,即在上单调递增,则有极小值,极大值为,B正确;又,,即在内有1个零点;又,故在内有1个零点;
当时,,此时无零点,故函数存在2个不同的零点,A错误;结合以上分析可作出函数图象:函数在时取极大值,故时,,则的最大值为1,C正确;结合函数图像可知当时,图象与只有2个交点,故方程有且只有两个实根,D正确,故选:BCD
3.(24-25高二下·四川成都第十二中学·期中)(多选)若函数的定义域为,且存在,使得,则称是的一个“二倍阶值点”.下列四个函数中,存在“二倍阶值点”的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】对于A,,,由得,解得,所以函数存在“二倍阶值点”,A正确;对于B,,,由得,因为,,解得,所以函数存在“二倍阶值点”,B正确;对于C,,,由得,令,,当时,,单调递减,当时,,单调递增,所以当时,有极小值也是最小值,所以无解,
所以函数不存在“二倍阶值点”,C错误;对于D,,,
由得,令,,
所以在上单调递增,又,,根据零点存在性定理可知在上存在零点,所以方程有解,所以函数存在“二倍阶值点”,D正确;故选:ABD
二、解答题
4.(24-25高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)若在上恒成立,求的取值范围;
(3)讨论在上的零点个数.
【详解】(1)的定义域为R,
①当时,,在R上单调递减.
②当时,令,解得,当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
综上:若,在R上单调递减;
若,在上单调递减,在上单调递增
(2)由(1)可知,①当时,在上单调递减,
所以,不满足在上恒成立.
②当时,在上单调递减,在上单调递增.
1)若,即,在上单调递增,
那么,满足在上恒成立.
(3)若,即,,则在上单调递减,在上单调递增..不满足在上恒成立.
综上,的取值范围是
(3)①当,在R上单调递减,
当;当,所以有一个零点.
②当时,在上单调递减,在上单调递增.
令所以在上单调递增,又
所以当时,,函数有一个零点.
当时,,函数无零点.
当时,,
当;当函数有两个零点.
综上:当,有一个零点;当时,函数有两个零点;当时,函数有一个零点;
当时,函数无零点
地 城
考点02
根据函数的零点个数求参数
一、选择题
1.(24-25高二下·四川成都树德中学·期中)若函数恰有两个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由函数,可得,若,,在单调递增,此时至多有一个零点,舍去;若,令,解得,当时,,在单调递减;当时,,在单调递增,所以当时,函数取得极小值,也时最小值,又由时,,且时,,
要使得函数恰有两个零点,则满足,即,解得,所以实数的取值范围为.故选:C.
2.(24-25高二下·四川成都外国语学校·期中)若关于的不等式有且只有两个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设,则不等式即有且只有两个整数解.因为,且,所以当时,单调递增,当时,单调递减.当时,,当时,,当时,,当无限趋向于负无穷大时,无限趋向于负无穷大,当无限趋向于正无穷大时,无限趋向于0.因为函数在上单调递增,,,,则,函数的大致图象如图由图可知,要使有且只有两个整数解,这两个整数解必然是0,1,所以解得.又,所以.故选:C.
3.(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)(多选)已知函数,函数,下列选项正确的是( )
A.点是函数的零点;
B.,,使
C.若关于的方程有一个根,则实数的取值范围是
D.函数的值域为
【答案】BD
【详解】令,可得,是函数的零点,零点是实数0,不是点,A错误;
因为,当时,,当时,,当时,,当时,,所以在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,且的极小值为和,且,当时,,当时,,如图,作出函数的图像,,观察图像可知,,,使,所以B正确;函数的值域为,D正确;对于C,由,得,因为,则,令,得或或,当变化时,,的变化情况,如下表
x
0
+
0
-
0
+
递增
递减
0
递增
x
1
2
-
0
+
递减
递增
如图,当或或时,关于的方程有一个根,所以a的取值范围是,C不正确.故选:BD.
二、填空题
4.(24-25高二下·四川绵阳外国语学校·期中)函数有两个不同零点,则实数的取值范围是_______
【答案】
【详解】原函数,.因为函数有两个不同的零点,化简得:.所以该条件演变成直线与有两个不同的交点.对函数求导得:.令导数为0,则或.当时,,所以在上单调递增;当且时,,所以在上单调递减;当时,,所以在上单调递增;而.当时,;当时,;当时,;为了保证直线与有两个不同的交点.则的取值范围为.故答案为:为.
5.(24-25高二下·四川达州·期中)已知函数的图象与直线有两个交点,则的取值范围为__________.
【答案】
【详解】令,可得,构建,原题意等价于在定义域内有两个零点,因为,令,解得;令,解得;可知在上单调递减,在上单调递增,则,且当趋近于或时,趋近于,可知,即,所以的取值范围为.
故答案为:.
6.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数,若关于的方程有3个实数解,则实数的取值范围为_____.
【答案】
【详解】.可知在区间上单调递减,在区间上单调递增,当时,有极小值.作出函数的图象如图, 令,则方程,化成,即,解得或,显然有1个实数解,应该有2个实数解,,实数的取值范围为.故答案为:.
三、解答题
7.(24-25高二下·四川嘉祥教育集团·期中)已知函数,.
(1)讨论单调性;
(2)若函数有两个零点,求实数的取值范围.
【详解】(1)的定义域为,.
令,解得,或(舍);由解得.
∴在单调递增,在单调递减.
(2).
若函数有两个零点,还需满足
即,解得.
8.(24-25高二下·四川广元直属普通高中·期中)已知函数.
(1)当时,求在点处切线方程;
(2)若在上有两个零点,求的取值范围.
【详解】(1)由,则,,故,,
则切线方程,即.
(2)由在具有两个零点,则具有两个零点,
设,则,令则,
所以,,在单调递增,
,,在单调递减,
所以,又,,
因为的图象与有两个点,所以.
9.(24-25高二下·四川德阳博雅明德高级中学·期中)已知函数.
(1)若,求函数的单调区间;
(2)若函数的极值点在区间内,求m的取值范围;
(3)若有两个零点,求m的取值范围.
【详解】(1)当时,,的定义域为.
则,
令,则,即,解得,
令,则,即,解得.
函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由可得:的定义域为,.
要使函数的极值点在内,需满足在上有解.
因为的定义域为,
所以在上有解,则,解得,即m的取值范围为.
(3)由(2)知,.则.
当时,有,则,
此时函数在上单调递增,不可能有两个零点,不符合题意;
当时,令,得,当时,;当时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,则.
又因为当时,;当时,,
所以要使有两个零点,须满足恒成立.
令,则恒成立;,
所以函数在上单调递增,又因为, 所以,解得.
综上所述,m取值的范围为.
10.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)已知函数在点处的切线方程为.
(1)求的值;
(2)求函数在的最大值和最小值;
(3)若方程恰有两个不等的实根,求的取值范围.
【详解】(1),因为在点处的切线方程为
所以有所以解得
(2)由(1)可得当或
单调递增
单调递减
单调递增
所以在和上单调递增,上单调递减,又因为计算可得,
所以在的最大值为,最小值为
(3)由(2)可知,的极大值为,极小值为
当所以当时,.所以当且仅当时,方程恰有两个不等实根.
11.(24-25高二下·四川南部中学·期中)已知函数 .
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间;
(3)若有两个零点,求的取值范围.
【详解】(1)当时,,则,,
所以曲线在点处的切线斜率为,
切线方程为:,即.
(2)由可得:.
因为,所以当时,,此时函数在上单调递减;
当时,令,得;令,得,
此时函数在区间上单调递减;在区间上单调递增.
综上可得:当时,函数的单调减区间为,无单调增区间;
当时,函数的单调减区间为,单调增区间为.
(3)由(2)可得:当时,根据零点存在性定理可得函数在上不会有两个零点,不符合题意;
当时,
函数的最小值为,
且当时,,当时,,
因为有两个零点,所以,.
因为函数为上的增函数,且,
所以的解为.
故当有两个零点, 的取值范围为.
地 城
考点03
不等式恒成立求参
一、选择题
1.(24-25高二下·四川广元直属普通高中·期中)已知对恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设,则.∵时,,,∴,故在上单调递增.∵对恒成立,∴当时,,则有,当时,可等价变形为.∵在上单调递增,且,(),∴由可得,即对恒成立.设,则.令得,令得,令得,∴在上单调递增,在上单调递减,∴当时,.∵对恒成立,
∴,即实数的取值范围是.故选:B
2.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)若不等式恒成立,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】不等式恒成立,即恒成立.构造函数,可得,所以在定义域上单调递增,则不等式恒成立等价于恒成立,即恒成立,进而转化为恒成立,设,可得,当时,单调递增;当时,单调递减.所以当,函数取得最大值,最大值为,所以,即实数的取值范围是.故选:A
3.(24-25高二下·四川成都石室中学·期中)若,不等式恒成立(其中是自然对数的底数),则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知:,,即,
构造函数,其中,则,所以函数在上为增函数,又,所以,其中,令,则,当时,,函数单调递增;当时,,函数单调递减,所以,即,故实数的最小值为.故选:A
4.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)函数,若存在,使得对任意,都有,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,又,因为任意,都有,所以是函数的最小值,也是极小值,故有两实根,即有两实根,则,记二次函数的零点为,且,则在,上单调递增,在上单调递减,当时,,因为是最小值,所以,即,解得,故,故选:B.
5.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)(多选)对于函数,下列说法正确的是( )
A.在处取得极大值 B.有两个不同的零点
C. D.若在上恒成立,则
【答案】ACD
【详解】A选项,,定义域为,,令,解得,当时,,函数在上单调递增,当时,,函数在上单调递减,函数在时取得极大值也是最大值,故A对,B选项,时,,,当时,如下图所示:函数有且只有唯一一个零点,故B错,C选项,当时为单调递减函数,,
,,故C对,D选项,,故,由于函数在上恒成立,,设,定义域为,则,设,解得,单调递增,单调递减,,故,故D对.故选:ACD.
6.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)(多选)设定义在上的函数的导函数为,若满足,且,则下列结论正确的是( )
A.在上单调递增 B.不等式的解集为
C.若恒成立,则 D.若,则
【答案】ACD
【详解】由可得,设,则,所以(为常数),所以因为,所以,即
对于A,因为,所以时,,单调递减;时,,单调递增,所以在上单调递增.故A正确;对于B,当时,,不合题意;
当时,,不合题意;当时,,且由A可知,在单调递增.所以,解得,故B不正确;对于C,若即,当时,恒成立;
当时,等价于,即,设,则,所以在上单调递增,在上单调递减,,所以,故C正确;对于D,,即,因为当时,,当时,在单调递增,且,所以,且,则,又因为,所以,即,故D正确.故选:ACD.
二、填空题
7.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)若函数在定义域内是增函数,则实数的最小值为______.
【答案】
【详解】的定义域为,,因为在上为增函数,故在上恒成立,且不恒为零.在上恒成立等价于在上恒成立,故即,而当,当且仅当时有,故不恒为零.
的最小值为. 填.
8.(24-25高二下·四川成都第十二中学·期中)已知函数.为函数的导函数,若对任意恒成立,则整数k的最大值为________.
【答案】3
【详解】由题,,因为,对恒成立,则对恒成立,令,则对恒成立,令,则,令,则当时,,所以在上单调递增,又,,,当,,则,此时单调递减;当,,则,此时单调递增,则,
又,代入,则整数.故答案为:3
9.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)若恒成立,则实数的取值范围为_____.
【答案】
【详解】因为,所以,即.
设函数,因为,导函数为,令,解得.所以在上, ,单调递减,在上,,单调递增.
所以,所以在上单调递增.又因为,所以,即,令,所以,令,解得.所以在上, ,单调递增,在上,,单调递减.所以,所以.
故答案为:.
10.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)已知函数若对于任意的都有成立,则实数a的取值范围为______.
【答案】
【详解】对于任意的都有恒成立,等价于在上恒成立.令,则,,当时,,即在上递增,故,所以,所以在上单调递增,所以,所以,所以实数的取值范围是.故答案为:.
11.已知函数,若,则的取值范围为_______.
【答案】
【详解】等价于,令,则.当时,,单调递增;当时,,单调递减.所以.
故转化为,即恒成立.令,,则,则,因为恒成立,所以.
故的取值范围为.故答案为:.
12.(24-25高二下·四川成都盐道街中学·期中)已知函数,则下列命题叙述正确的是______.(填写番号)
①当时,;
②若不等式至少有3个正整数解,则;
③过点作函数图象的切线有且只有一条;
④设实数,若对任意的,不等式恒成立,则的最大值是.
【答案】①③④
【详解】对于①:当,∴,,∵,∴,故①正确;对于②:由,得,画出与的图象,根据函数的图象, 要想至少有3个正整数解,要满足,∴,故②错误;对于③:设切点,则,∴,即,设,求导得,当时,,
∴是单调递增函数,∴最多只有一个根,又,∴,由得切线方程是,故③正确;对于④.:由题意.设,则,于是在上是增函数.因为,所以,即对任意的恒成立,因此只需.设,,所以在上为增函数,所以,所以,即的最大值是,故④正确;故答案为:.①③④.
三、解答题
13.(24-25高二下·四川成都第十七中学·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间.
(2)若对,恒成立,求实数的取值范围.
【详解】(1)因,
由可解得,或;由可解得,.
故函数的单调递增区间为:和;
函数的单调递减区间为:.
(2)因等价于,依题意,需求函数在区间上的最小值.
由(1)知,函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
故,所以.
即实数的取值范围为.
14.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)已知函数,
(1)求函数的单调区间;
(2)若对一切的,恒成立,求实数的取值范围.
【详解】(1)函数的定义域为,
因为,所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)因为,
所以对一切的,恒成立,即恒成立,
可得,即,
令,其中,则,
则当时,,此时函数单调递增,当时,,此时函数单调递减,
所以,则,解得,所以的取值范围为.
15.(24-25高二下·四川资阳中学·期中)已知函数,.
(1)若的最大值是0,求的值;
(2)若对任意,恒成立,求的取值范围.
【详解】(1)由函数,可得其定义域为,且.
若,则,在定义域内单调递增,无最大值,不符合题意,舍去;
若,则当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
所以当时,取得极大值,也是最大值,
其最大值为,解得,
显然符合题意,所以的值为1.
(2)解:对任意,恒成立,即在上恒成立,
设,可得,
设,可得,
所以在上单调递增,且,,
所以有唯一零点,且,
所以,
构造函数,则.
又由函数在上是增函数,所以,
由在上单调递减,在上单调递增,
可得,
所以,解得,所以的取值范围是.
16.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)已知.
(1)讨论函数在的单调性;
(2)当时,若恒成立,求b的取值范围.
【详解】(1)由题可得,令,得.
①若,则,即,
故当时,,在上单调递减.
②若则,即,
当时,,故在上单调递增,
当时,,在上单调递减.-
(2)法一:当时,即恒成立,
令,则,
令,则,
所以在上单调递增,又,
所以存在唯一的,使得(☆),
当时,,即,则在上单调递减,
当时,,即,则在上单调递增,
则.
由(☆)得,
设,则,易知在上单调递增,所以,得,
由,得,故,
故,
因此,故b的取值范围为.-
法二:当时,即恒成立,令,则,
而,令,则,
令,得,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以,故,即,当且仅当时取等号.
所以,即,
所以,当且仅当时等号成立.
令,则在上单调递增,又,
所以存在,使得,当时,取得最小值1.
因此,故的取值范围为.
17.(24-25高二下·四川成都石室中学·期中)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)若不等式恒成立,且,求的最小值.
【详解】(1)因为,
当时,,单调递增;当时,,单调递减;
所以当时,函数取得极大值,无极小值.
(2)因为不等式恒成立,即恒成立,
由于,则,设,
则,
设,则,所以在上单调递减,
又,,
所以存在,使,即.
当时,,函数单调递增,当时,,函数单调递减.
所以.
又,则,由于恒成立,,且
所以的最小值为1.
18.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)已知函数,.
(1)若,求m的值及函数的极值;
(2)讨论函数的单调性:
(3)若对定义域内的任意x,都有恒成立,求整数m的最小值.
【详解】(1)的定义域为,
因为,,则,解得.
当时,,.
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减;
所以在时取得极大值且极大值为,无极小值.
(2)因为,
当时,在上恒成立,此时在上单调递增;
当时,当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减;
综上:当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减,
(3)解法一:若对定义域内的任意x,都有恒成立,
所以,即在上恒成立,
即在上恒成立,
设,则.
设,则,所以在上单调递减,
因为,,
所以,使得,即.
当时,,当时,.
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以.
因为,所以,故整数m的最小值为1
解法二:若对定义域内的任意x,都有恒成立,
由(2)可知,当时,在上单调递增,
因为,显然不符合对定义域内的任意x,都有恒成立
由(2)可知,当时,在上单调递增,在上单调递减,
所以有最大值.
若对定义域内的任意x,都有恒成立,只需要即可.
设,显然在上单调递减,
因为,,
所以要使,只需要整数,
故整数m的最小值为1
19.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,求函数的单调区间;
(3)当时,函数的图像与的图像关于直线对称.若不等式对恒成立,求实数k的取值范围.
【详解】(1)当时,,则,
则切线方程的斜率,切点,
故切线方程为,即.
(2)当时,,则,,
,当时,
x
0
小于零
等于零
大于零
单调递减
极小值
单调递增
则单调递增区间为,单调递减区间为;
当时,
x
0
小于零
等于零
大于零
等于零
小于零
单调递减
极小值
单调递增
极大值
单调递减
则单调递增区间为,单调递减区间为、;
当时,,则单调递减区间为,无单调递增区间;
当时,
x
0
小于零
等于零
大于零
等于零
小于零
单调递减
极小值
单调递增
极大值
单调递减
则单调递增区间为,单调递减区间为、,
综上:当时,则单调递增区间为,单调递减区间为;
当时,则单调递增区间为,单调递减区间为、;
当时,则单调递减区间为,无单调递增区间;
当时,则单调递增区间为,单调递减区间为、.
(3)当时,,
因为函数的图像与的图像关于直线对称,所以,
因为对恒成立,
所以对恒成立,
整理可得对恒成立,
令,,则,
由有且仅有唯一的根为,
则所以,则,
x
大于零
等于零
小于零
单调递增
极大值
单调递减
则,解得.
地 城
考点04
不等式能成立求参
一、选择题
1.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)已知,若有且只有两个整数解使成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,①当时,由可得,令,则,由,可得或(舍),当时,,此时函数单调递减,当时,,此时函数单调递增,且,无解;②当时,由可得,令,则,
由,可得(舍)或,当时,,此时函数单调递增,
当时,,此时函数单调递减,因为,因为,,如下图所示:因为有且只有两个整数解使成立,
所以,,即.综上所述,.故选:A.
2.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)已知函数,其中是自然对数的底数.,使得不等式成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为不等式等价于,所以使得不等式成立,等价于,即.当时,,所以在上单调递增,故;当时,,令,则,所以在上单调递减,则,即,所以在上单调递减,得,所以,即.故选:B
3.(24-25高二下·四川成都盐道街中学·期中)已知,.若存在,,使得成立,则下列结论中正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.存在,使得成立 D.恒成立,则
【答案】ABC
【详解】选项A,因为,所以,则,且,由,得,当时,,则在上递增,所以当时,有唯一解,故,所以,故A正确;选项B,由A正确,得,令,则,所以当时,,函数在上单调递增,当时,,函数在上单调递减,所以,所以,所以,故B正确;选项C,由,,得,
又验证知,故存在,使得,故C正确;选项D,由,恒成立,即恒成立,令,则,由在上递增,又,,存在,使,所以在上递减,在上递增(其中满足,即).所以,要使恒成立,所以,所以存在满足题意,故D错误.故选:ABC..
二、填空题
4.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)已知e是自然对数的底数.若,使,则实数m的取值范围为__________.
【答案】
【详解】当时,,显然成立,符合题意;当时,由,,可得,即,,令,,在上单增,又,故,即,即,,即使成立,令,则,当时,单增,当时,单减,故,故;综上:.故答案为:.
5.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数,,若关于的不等式有解,则的最小值是__________.
【答案】/
【详解】由得,显然,所以有解,令,则,令,则,所以当时,当时,所以在上单调递减,在上单调递增,所以,即,所以,则,即的最小值是.故答案为:
三、解答题
6.(24-25高二下·四川阆中北大博雅骏臣学校·期中)已知函数.
(1)若在上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)若,使得,求实数a的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,
因为在上单调递增,所以在上恒成立,即恒成立,
所以,易知在上单调递减,故,
所以.
(2)因为,使得,所以能成立,
则能成立,又,故能成立,
令,则,,
令,则恒成立,
所以在上单调递减,注意到,
所以当时,,则在单调递增;
当时,,则在单调递减;
所以,
故,即实数a的取值范围为.
【点睛】结论点睛:“恒成立问题”与“有解问题”在等价转换上的区别:
恒成立问题:
(1)恒成立;恒成立.
(2)恒成立;恒成立.
(3)恒成立;恒成立;
(4),,.
有解问题:
(1)有解;有解.
(2)有解;有解.
(3)有解;有解.
7.(24-25高二下·四川成都第十七中学·期中)已知函数,在处取得极值.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的极值;
(3)设函数,若对于任意,总存在,使得,求实数a的取值范围.
【详解】(1)∵,则,
由题意可得 ,解得,
则函数的解析式为,且,
令,解得:,则当变化时,的变化情况如下表:
减
极小值
增
极大值
减
故符合题意,即.
(2)由(1)可得:当时,函数有极小值;当时,函数有极大值2.
(3)∵函数在时,,在时,且,
∴由(1)知:当时,函数有最小值,
又∵对任意总存在,使得,则当时,的最小值不大于,
对于开口向上,对称轴为,
当时,则在上单调递增,故的最小值为,得;
当时,则在上单调递减,故的最小值为,得;
当时,则在上单调递减,在上单调递增,的最小值为,
得或,不合题意,舍去;
综上所述:的取值范围是.
8.(24-25高二下·四川成都金牛区成都七中·期中)已知函数和
(1)若,证明:
(2)若,试判断和的公切线条数
【详解】(1)令,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
则,即,等号成立时;
令,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
则,即,等号成立时;
则当时,,
但因等号成立条件不同,故当时,,即成立.
(2)设曲线的切点为,因,则切线斜率为,
故切线方程为,即;
设曲线的切点为,因,则切线斜率为,
则切线方程为,即;
由题意得,得,
则,即,
设,则,
设,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
因,,
则由零点存在性定理可知,使得,即,
又时,,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
则,
因,,
则由零点存在性定理可知,在和上分别存在一个零点,
则方程存在两个根,
所以和存在两条公切线.
地 城
考点05
双变量问题
一、选择题
1.已知函数有两个零点,且,则下列说法不正确的是( )
A. B. C. D.有极小值点
【答案】C
【详解】由题意,函数,则,
当时,在上恒成立,所以函数单调递增,不符合题意;
当时,令,解得,令,解得,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
因为函数有两个零点且,
对A,则,且,所以,解得,所以A项正确;
对B,,且,,故,,所以,所以B正确;
对C,由,则,但不能确定,所以C不正确;
对D,由函数在上单调递减,在上单调递增,
所以函数的极小值点为,且,所以D正确;
故选:C.
2.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)若函数有两个极值点,,()则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【详解】A选项,,令得,令,,则与有两个不同的交点,,令得,令得,所以在上单调递增,在上单调递减,且,,当时,恒成立,
要想与有两个不同的交点,则,解得,A正确;BC选项,因为,所以,画出与的图象如下:
令得,令得,故在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,所以,,B错误,C正确;D选项,,故,先证明,理由如下:
因为,不等式变形为,即,令,则,令,,则恒成立,故在上单调递减,故,所以,结论得证,故,结合A选项,,D正确.故选:
二、填空题
3.(24-25高二下·四川成都外国语学校·期中)若关于的方程有三个不等的实数解,且,其中,为自然对数的底数,则的值为______
【答案】
【详解】由关于的方程,令,则有,令函数,则,当时,当时,在上单调递增,在上单调递减,且时,,其图象如下:
要使关于的方程有3个不相等的实数解,,,
且,结合图象可得关于的方程一定有两个实根,,
且,,由韦达定理知,,,所以,又,
可得.故答案为:.
三、解答题
4.(24-25高二下·川泸州蔺阳中学·期中)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,证明;
(3)若对任意的不等正数,总有,求实数的取值范围.
【详解】(1)由题意得:定义域为,;
当时,,,在上恒成立,在上单调递增;
当时,令,解得:,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减;
综上所述:当时,在上单调递增;当时,在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)知:;
要证,只需证,即证;
设,则,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,;
又,,即.
(3)不妨设,则由得:,即,
令,则在上单调递增,
在上恒成立,
即,又,;
令,则,
令,解得:(舍)或,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减,
,,解得:;
的取值范围为.
5.(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)已知函数.
(1)时,求函数的极值;
(2)时,讨论函数的单调性;
(3)若对任意,当 时,恒有 成立,求实数的取值范围.
【详解】(1)当=时, = ,∴ ,
令 =得,=,
当时, ,函数单调递增;当 时, ,函数单调递减,
∴函数的极大值为=,无极小值;
(2)当 时,函数= ,
,
①当时,,令 =,得=,
∴当时, ,函数单调递增;当 时, ,
函数单调递减;
②当时,令 =,得=或,
若,则,
∴当时, ,函数单调递增;当时, ,函数单调递减,
当时, ,函数单调递增;
若时,则 恒成立,∴函数在 上单调递增,
若,则,∴当时, ,函数单调递增;当时, ,
函数单调递减,
当 时, ,函数单调递增;
(3)当时,由(2)可知,函数在 上单调递增,
∴ ,
∵ 对任意的,当 时恒成立,
∴ 对任意的恒成立,即对任意的恒成立,
∵当时,=,∴,故实数的取值范围为: ;
综上,的极大值为=,无极小值,单调性见解析,的取值范围为:.
6.(24-25高二下·四川成都石室中学·期中)已知曲线与直线有且仅有两个不同的交点,,且.(其中是自然对数的底数)
(1)求实数的取值范围;
(2)证明:.
【详解】(1)因为曲线与直线有且仅有两个不同的交点,
所以关于的方程有且仅有两个不同的实数根,
即有且仅有两个不同的实数根.
令,则,又,由得,
所以时,,单调递减;时,,单调递增,
当时,取得极小值,也是最小值,要使有两个零点,
则,即,解得,
当时,得,则在区间上有且只有一个零点;
当时,,
设,则,所以在上单调递增,
则,所以,
则在上有且只有一个零点,故有且仅有两个零点,
实数的取值范围为:.
(2)由(1)可知:,分别为函数的两个零点,不妨设,
要证,即证,因为,所以,
由(1)知在上单调递增,故只需证明,而,
所以只需证,令,且
所以,,
所以在上单调递减,,
所以在上恒成立,即,
综上所述:.
7.(24-25高二下·四川嘉祥教育集团·期中)已知函数,.
(1)设,求函数的极值;
(2)若恒成立,求实数k的取值范围;
(3)若直线l与曲线分别相切于点,且.求证:.
【详解】(1)因为,则,
则,令,解得,
所以在单调递增,在单调递减,
所以当时,取得极小值,为;无极大值.
(2)由题意,
① 当时,,所以恒成立;
② 当时,不等式变为,即为,
此时,由(1)知在单调递增,
所以的解为,即恒成立.
令,,,令,解得
所以在上单调递增,在上单调递减,最大值为
所以.
(3)直线l与曲线分别相切于点,
因为,,,,
则直线l与曲线相切的切线方程为,即为,①
直线l与曲线相切的切线方程为,即为,②
联立①、②,有
法一,由③得 ,即,⑤
将③⑤代入④,得,即,又,
所以,
令,则,
令,则,当时,,
所以函数,在上单调递增,所以,
所以,所以.
法二,由③式可得,代入④式可得,
,即,又,
则,所以.
8.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)已知函数.
(1)求函数的最小值;
(2)求证:函数存在两个零点(记为),且.
【详解】(1)由
设,
因此当时,函数单调递增,,
当时,,因此,所以单调递增;
当时,,因此,所以单调递减,
因此当时,有最小值,即;
(2)由(1)可知:在时,单调递减,在时,单调递增,
,因为,,
所以函数在内有且只有一个零点,不妨设,在内有且只有一个零点,设为,即,即函数有两个零点, 即
构造函数
,当时,单调递减,
因此有,即,
因为,所以,
而,因此,
因为,所以,因为在时,单调递减,
所以由.
9.(24-25高二下·四川达州·期中)已知函数的导函数为,我们称函数的导函数为函数的二阶导函数,若一个连续函数在区间上的二阶导函数,则称为上的凹函数,若二阶导函数,则称为上的凸函数.
(1)若函数是上的凸函数,求实数的取值范围.
(2)已知函数.
①若是上的凹函数,求实数的取值范围;
②若在内有两个不同的零点,证明:.
【详解】(1)因为,定义域为,
所以,.
因为是上的凸函数,所以在上恒成立,
即当时,恒成立.
函数图象的对称轴为直线,
当,即时,只需时,即可,所以,
当,即时,只需时,即可,所以,
综上可得.
(2)①因为,,所以,.
因为是上的凹函数,所以在上恒成立,即在上恒成立.
令,则.
当时,,则,单调递增;
当时,,则,单调递减.
所以,所以,解得,
所以实数的取值范围是.
②证明:由①知,因为在内有两个不同的零点,,
所以方程在内有两个根,,即.
因为在上单调递增,在上单调递减,所以.
欲证,即证.
因为且在上单调递减,
所以只需证明,即证.
欲证,即证,即,
只需证,即证,而该式显然成立.
欲证,即证.
因为,所以只需证,
即证,即需证.
令,,则,
所以在上单调递增,所以,则原不等式得证.
故.
地 城
考点06
一元三次函数
一、选择题
1.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)函数的图象经过四个象限的一个充分必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据选择项只要判断当时,即可,函数的导数.若,当或,,当,,即当时,函数取得极小值,当时函数取得极大值,要使函数的图象经过四个象限,则有,且(1),
,即函数的图象经过四个象限的充要条件为,故选D.
2.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)函数的图象如图所示,则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】因为,,由图可知,,,,则,故C错误;,,两式相减得,即,,则,所以,则,所以,故AB正确;则,故D正确.故选:ABD.
3.(24-25高二下·四川绵阳外国语学校·期中)(多选)已知函数在处取得极小值,则下列结论正确的是( )
A.或 B.函数有且仅有一个零点
C.函数恰有两个极值点 D.函数在有最小值,无最大值
【答案】BC
【详解】对于A项,由已知.又函数在处取得极小值,
所以有,解得或.当时,有.
解可得,或,所以在上单调递增,在上单调递增;解可得,,所以在上单调递减.所以,函数在处取得极小值,满足条件;当时,有.解可得,或,所以在上单调递增,在上单调递增;解可得,,所以在上单调递减.所以,函数在处取得极大值,不满足条件,舍去.故.A项错误;对于B项,由A知,,且在上单调递增,在上单调递增,在上单调递减.又,,根据函数的单调性以及零点存在定理可知,在上没有零点,在上没有零点.又,根据函数的单调性以及零点存在定理可知,在上有一个零点,在上没有零点.综上所述,函数有且仅有一个零点.故B正确;对于C项,由A可知在上单调递增,在上单调递增,在上单调递减,所以,在处取得极大值,在处取得极小值.故C正确;对于D项,由A知,在上单调递增,在上单调递减.所以,在处取得最大值,无最小值.故D错误.故选:BC.
4.(24-25高二下·四川成都列五中学·期中)(多选)已知三次函数有极小值点,则下列说法中正确的有( )
A. B.函数有三个零点
C.函数的对称中心为 D.过可以作两条直线与的图象相切
【答案】ACD
【详解】,因为函数有极小值点,所以,解得,所以,,当或时,,当时,,所以函数在上单调递增,在上单调递减,所以,,又,所以函数仅有个在区间上的零点,故A正确,故B错误;对于C,由,得,所以函数的图象关于对称,故C正确;对于D,设切点为,则,故切线方程为,又过点,所以,整理得,即,解得或,所以过可以作两条直线与的图象相切,故D正确.故选:ACD.
5.(24-25高二下·四川成都金牛区成都七中·期中)(多选)已知函数,下列说法正确的是( )
A.函数的图象是中心对称图形 B.有两个零点
C.过点只能做一条直线与相切 D.在上最大值为2,则
【答案】AD
【详解】对于A,易知,则,令,可知,又,
所以函数的图象关于成中心对称,即A正确;对于B,令,解得或,
因此当时,,即在上单调递增,当时,,即在上单调递减;当时,,即在上单调递增;因此在处取得极小值,在处取得极小大值;画出函数图象如下图所示:
由图易知有三个零点,即B错误;对于C,设过点与相切的切点坐标为;
易知切线斜率为,此时切线方程为,即;
将点代入切线可得,即,解得或;
因此过点能做两条直线与相切,即C错误;对于D,由B选项分析可知在上的最大值为2,又,因此当时,在上最大值为2,即D正确.故选:AD
6.(24-25高二下·四川广元直属普通高中·期中)(多选)已知函数,则下列说法中正确的有( )
A.是的极大值点 B.的图象关于点对称
C.若关于的方程有一解,则 D.当时,
【答案】ABD
【详解】对于A,,则,
所以当或时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以的极大值点为,极小值点为,故A正确;对于B,,因为,所以的图象关于点对称,故B正确;对于C,由A可知的图象如下所示:由图可知,当或时,和有一个交点,即方程有一解,故C错误;
对于D,当时,,由在上单调递减,则,即,故D正确.故选:ABD.
7.(24-25高二下·川泸州蔺阳中学·期中)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.函数在上单调递减,则
B.当时,若有2个零点,则实数或
C.当时,若,则
D.若直线与曲线有3个不同的交点,,,且,则
【答案】ABD
【详解】对于A,由函数在上单调递减,得,,则,而函数在上单调递增,当时,,因此,A正确;对于B,当时,,当或时,;当时,,函数在处取得极大值,在处取得极小值,又有2个零点,因此或,即或,B正确;对于C,由选项B知在上单调递增,,则,C错误;
对于D,
,则函数的图象关于点成中心对称,由直线与曲线有3个不同的交点,且,得点,即,,D正确.故选:ABD
二、解答题
8.(24-25高二下·四川南部中学·期中)已知函数
(1)求函数的极值
(2)求函数在上的最大值与最小值
【详解】(1)根据题意可得,令,则,.
和上,,在、上单调递增.
上,,在上单调递减.
当时,有极大值,极大值为.
当时,有极小值,极小值为.
(2)由(1)可知,在区间上单调减,在区间上单调增.且,,
故在上最大值为,最小值为.
9.(24-25高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程
(2)若,求函数的最大值与最小值.
【详解】(1)由题,则切线的斜率为,
故曲线在点处的切线方程为,即为;
(2)∵,令,解得:或,
令,解得:,
∴在单调递增,在单调递减,在单调递增;
∴,,
又,,,,
所以在上的最大值为,最小值为.
10.(24-25高二下·四川资阳安岳中学·期中)已知函数,其导函数为,且.
(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程
(Ⅱ)求函数在上的最大值和最小值.
【答案】(1) .
(2) ,.
【详解】 (Ⅰ),∵,∴.解得
∴,,∴,.
∴曲线在点处的切线方程为
(Ⅱ)出(Ⅰ),当时,解得或
当变化时,,的变化情况如下表:
-
0
+
单调递减
极小值
单调递增
∴的极小值为
又,,∴,.
11.(24-25高二下·四川泸州龙马潭田家炳中学联考·期中)已知函数
(1)求的单调增区间和单调减区间
(2)若在区间上的最小值为,求实数的值
【详解】(1),令,得或,
如图,的变化关系如下表,
0
0
单调递减
单调递增
单调递减
所以函数的单调递增区间是,单调递减区间是和;
(2)根据(1)的结果,得到如下表,
(-3,-1)
(-1,3)
(3,4)
4
0
0
9+a
单调递减
+a
单调递增
9+a
单调递减
+a
如表可知,的最小值为,得.
12.(24-25高二下·四川绵阳外国语学校·期中)函数
(1)若在处取得极小值,求实数的取值范围,
(2)若在区间上的最大值是,最小值是,求的值.
【详解】(1)因为,令得或,
当时,
所以在递增,在递减,则为极大值点,不符合题意;
当时,
在递减,在递增,则为极小值点,符合题意;
所以的取值范围为.
(2)当时,
在递增,在递减,又,,
,,,满足,则,
当时,在递减,在递增,
,,
,满足,则,综上:.
13.(24-25高二下·四川阆中北大博雅骏臣学校·期中)设
(1)求函数的单调递增、递减区间;
(2)当时,恒成立,求实数m的取值范围.
【详解】(1),令,解得或,
当或时,,为增函数,当时, ,为减函数
综上:函数的单调递增区间为和,递减区间为.
(2)当时,恒成立,只需使在上最大值小于m即可
由(1)知最大值为、端点值中的较大者.
∴在上的最大值为,∴,所以实数m的取值范围是
地 城
考点07
与数列融合跨模块应用
一、选择题
1.(24-25高二下·四川绵阳南山中学实验学校·期中)已知不等式在上恒成立(当且仅当时等号成立),下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【详解】对于A,将替换为,则,所以,所以A正确;对于B,由A可得,故,又由题设得,故,即,故B正确;
对于C,D由已知和 A得,令得,
即,所以C,D错误;故选:AB.
二、解答题
2.(24-25高二下·四川天立教育集团·期中)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)当时,,证明:;
(3)设,证明:.
【详解】(1)当时,,则,
当时,,当时,,故的减区间为,增区间为.
(2)要证,只要证,令,则,
所以只需证成立,即对任意的恒成立.
设,则恒成立,
所以时,单调递减,所以,所以,
即证得.
(3)对任意的恒成立.所以对任意的,有,
所以,所以,
所以,
所以.
3.(24-25高二下·四川内江第六中学·期中)已知函数.
(1)若函数在单调递减,求a的范围;
(2)若恒成立,求a的值;
(3)求证:.
【详解】(1)
由题意得对于任意恒成立,则恒成立,所以,从而.
(2)由题意得,
①当时,,所以在上单调递增,
所以当时,,与矛盾
②当时,当时,单调递减,
当时,,单调递增,所以,
因为恒成立,所以.记,
当时,单调递增,当时,单调递减,
所以,所以.
又,所以,所以.
(3)先证,设,则,
所以在区间上单调递减,所以,即.
所以,再证.
由(2)可知,当时等号成立,
令,则,即,
所以,
累加可得,
所以.
4.(24-25高二下·四川射洪中学校·期中)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围;
(3)证明:.
【详解】(1)当时,,,,
则,所以,
所以曲线在点处的切线方程为,即;
(2)因为,恒成立,所以恒成立.
令,则,
令,则且不恒为0,
即在上单调递减,则,
所以当时,且不恒为0,
所以在区间上单调递减,故,所以,
综上,实数的取值范围为;
(3)取,由(2)得当时,,所以.
取,则有,
即,
所以,,,,
将上述式子相加得,得证.
5.(24-25高二下·四川成都第十二中学·期中)已知函数,
(1)讨论的单调性;
(2)当时,以为切点,作直线交的图像于异于的点,再以为切点,作直线交的图像于异于的点,…,依此类推,以为切点,作直线交的图像于异于的点,其中.求的通项公式.
(3)在(2)的条件下,证明:
【详解】(1)
①若,当时,;当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
②若,则,则在R上单调递增,
③若,当时,;当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
综上所述:
①当时,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
②当时,则在R上单调递增;
③当时,在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
(2)当时,,,切点,切线斜率:,
故切线方程为:,
联立得:,
化简得:,
因式分解得:.故
上式亦满足由作切线而得到的的横坐标,故,
,则是以为首项,以为公比的等比数列,
故,故.
(3)构造,
,故在上单调递减,故
故当时,,
故,
则,,……,
将上式累加,得
,
故,
故.
6.(24-25高二下·四川成都树德中学·期中)已知函数,其中e为自然对数的底数,.
(1)求函数的单调区间;
(2)若不等式在上成立,求实数的取值范围;
(3)设,证明:.
【详解】(1)函数的定义域为,
因为,所以,
若时,在上单调递增;
若时,令,解得,
当单调递减;当单调递增;
若时,令,解得,
当单调递增;当单调递减;
(2)不等式在上成立,等价于在上成立,
即在上成立,
设函数,,.
(i)若,当时,
单调递减,,与题意矛盾,舍去;
(ii)若,.
由零点存在定理可知,存在,使得,
当时,单调递减,,与题意矛盾,舍去;
(iii)若,当时,,
故单调递增,;
综上所述,实数的取值范围为;
(3)由(2)知,当时,在恒成立,令(其中),
所以①恒成立,
因为,,所以①可化为②,
因为②都成立,所以累加之后也成立,即.
又因为,所以.
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