内容正文:
题号猜押05 上海卷高考数学第21题(解答题)
参考答案
溯源
考点
3年考题
考情分析
函数新定义与代数论证
2025年第21题
函数奇偶性的定义与判断、集合新定义、由函数在区间上的单调性求参数、由对数函数的单调性解不等式
2024年第21题
用导数判断或证明已知函数的单调性、由导数求函数的最值(不含参)、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、基本不等式求和的最小值
2023年第21题
求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数证明不等式、利用导数研究方程的根、等差中项的应用
预测
1. 作为最后一题,其难度、深度和创新度均为全卷之最。分值通常为18分,由2-3个小问构成,呈现“定义理解→初步应用→深度论证”的递进结构。
2. (1)“无迹”:题目背景是全新的,课本上绝对没有。可能涉及离散数学、初等数论、组合数学、抽象代数、图论等大学数学的简单思想,或是对基本概念(如运算、函数、序列、集合)的极端抽象和重新定义;(2)“有法”:解答所需的全部工具均不超纲,完全依赖于高中数学的基本概念、基本方法和基本逻辑(如函数性质、不等式、数学归纳法、反证法、分类讨论、构造法等)。
3. 通常剥离具体的几何或实际背景,呈现为纯粹的符号、定义和规则。要求考生在抽象的“符号世界”里进行逻辑演绎。
4. 重点考查数学抽象、逻辑推理、数学运算这三大核心素养,尤其是“用数学语言表达和交流”的能力。
备考核心
1. 认识到此题目的目标是区分“天才”和“优秀”,目标是“得步骤分”而非“得满分”。抱着学习和探索的心态去接触,即使不能完全解出,也要争取完成前两问(通常是理解和简单应用)并给出后续的论证思路。
2. 在老师指导下,有计划地接触一些简单的大学数学先修知识的思想,如集合与映射、初等数论(整除、同余)、组合原理(抽屉原理、算两次)、图论基础概念。
3.在日常练习中,刻意选择需要严格证明的小题或大题。学习并模仿规范的数学证明书写,做到逻辑清晰、语言精准、格式严谨。
考点1 函数新定义问题
【典例1】
【解】(1)由为“函数”,得,
即,解得,所以实数的值为.
(2)由函数为“G(1)函数”,得存在实数,,
即,则,且,
整理得,当时,,符合题意;
当时,由,即,
解得且,
所以实数的取值范围是.
(3)由为“函数”,得,即,则,,
不妨设,由,得,即,
令,则在区间上单调递增,
函数,函数的递增区间是,
因此,解得,
所以实数的最大值是1.
【变式1】
【解】(1)因为,
所以,
所以与为“友谊函数对”.
(2)若结论不成立,则对任意,
于是,又由函数严格减得,
于是,矛盾.
综上所述,命题得证.
(3)设,其中
则,
若恒成立,
则
由得,再由得
此时对任意的实数恒成立.
因此存在这样的一次函数和二次函数,
所有满足条件的.
【变式2】
【解】(1)因为,则,
所以函数在的大致图象如图所示:
且,
所以函数在的大致图象如图所示:
(2)因为,且,可得,
又因为,
当且仅当,即,时,等号成立,
所以的最小值为8,此时的取值范围为.
(3)对于①:,可得,
若,则,
可得,解得;
若,则,不合题意;
若,则,
可得,解得;
综上所述:的解集为;
对于②:,
若,则,可得,
但,即不成立,不合题意;
若,则,可得,
但,即不成立,不合题意;
若,则,可得,
但,即不成立,不合题意;
若,则,可得,
即,解得;
若,则,,即成立,符合题意;
若,由图象可知,
可得,即不成立,不合题意;
综上所述:的解集为.
考点2 导数新定义问题
【典例2】
【解】(1)对求导,根据复合函数求导公式,
令,则.
若是“自导函数”,则,即,
因为,所以.
故当时,是“自导函数”;当时,不是“自导函数”.
(2)因为函数是“自导函数”,所以,同时,
记,求导得,
由题干条件可知(实数为常数),又,
所以,故,于是.
(3)设,
由复合函数求导公式可得,
因为函数与是“共轭互导函数”,所以且,
于是,故(实数为常数),
而,所以.
下证且:
首先容易验证和是一对满足条件的“共轭互导函数”,
接着证明满足条件的函数只有和,采用反证法,
假设除了和外,还存在满足条件的一对“共轭互导函数”和,
即且,同时满足,
令,
则,
于是(实数为常数),又,所以,即①,
同理可令,则,
于是于是(实数为常数),又,所以,即②,
由①②可得,由此,满足条件的“共轭互导函数”只有一对,
所以且.
【变式1】
【解】(1)令,,
则,,
,,
当时,恒成立,
∴函数在区间上具有性质;
(2)∵,
∴,
∵在处取得极值,且为奇函数,
∴在处也取得极值,
∴,解得,
∴, ,
当时,令,解得;令,解得;
故在单调递减,在单调递增,满足在处取得极值,
∴,
当时,恒成立,
∴存在实数,使在区间上恒成立,
∴存在实数,使得在区间上具有性质,的取值范围是;
(3)∵,
∴,
令,
则,
令,
则,
当时,,在区间上单调递增,
又∵,,
∴存在,使,
∴当时,,,在区间上单调递减,
当时,,,在区间上单调递增,
∴当时,的最小值为,
由,有,
∴,
∵,∴,
又∵恒成立,
∴,
∵且,
∴的最大值为.
【变式2】
【解】(1)若要整数与“相关”于,即:
由于,故这等价于.
即,得到满足条件的全部为.
(2)由题意知,这十个数中,任取其中两个,其乘积都不为正数.
这意味着,这十个数中至多有一个正数,也至多有一个负数.
所以这十个数中至多有两个数不等于零.
假设不全为零,不全为零,也不全为零.
那么这十个数中已经出现了三个不为零的数,矛盾.
所以必定存在整数,使得.
此时,所以都与“相关”于.
(3)原条件等价于下列两个命题之一成立:
①存在使得,且集合是非空有限集;
②存在使得,且集合是非空有限集.
设,则,从而当时,当时.
所以在上递增,在上递减,从而.
对求导可得.
若,则当时,由且知;
当时,有.
所以,,从而都不是非空有限集,故此时命题①和②都不成立;
若,则当时,
得;
当时,由有
.
所以在上递减,从而对有.
所以对任意都有,从而命题①不成立;而同时这意味着包含一切非零整数,所以命题②不成立;
若,则当时,由,
得;
当时,由知,从而
,
故,从而一定是有限集.
而,,,
所以,从而一定是非空有限集.
同时,上面已经证明,所以此时命题②成立;
若,则当时,有;
当时,有.
所以,,从而都不是非空有限集,故此时命题①和②都不成立.
综上,的取值范围是,且此时存在使得,且集合是非空有限集.
这表明对每个满足条件的,都有.
考点3 抽象函数综合问题
【典例3】
【解】(1)因为, ①
令,可得,,
因为,所以,
由,得.
由,得,
解得.
因为,所以,
所以,则
,
所以.
解法二:因为,所以
.
.
因为,所以,
解得,或.
当时,,与已知矛盾,所以,
由,且,得
所以.
(2)由(1)得,,
①中,令可得,,
即,所以函数为偶函数;
(3)令得,,
即有,
从而可知,,
故,
即.
所以函数是一个周期为的周期函数.
(4)由(1)得,,
在中,
令,可得,
因为,所以,
所以,又因为在上是减函数,
所以在上有且仅有一个零点.
中,令,得.
所以在区间上有且仅有一个零点.
又因为是偶函数,所以在上有且仅有一个零点,即在一个周期内有且仅有2个零点.
,
所以在内的零点为和.
,,.
因此,对任意,在上有且仅有两个零点:
,.
在上有4048个零点:
,,,,,,,
其中,.
【变式1】
【解】(1),则;
,则,
故①否;②是.
(2)因为为阶梯函数,所以对任意有:
.
所以对任意,,
因为是最小正周期为的周期函数,
又因为,所以,.
(3)因为,所以函数,
则,
.
取,
则有,,
由于在上单调递减,因此在上单调递减,
结合,
则有在上有唯一零点,在上有唯一零点.
又由于,
则对任意,有,,
因此,对任意,在上有且仅有两个零点:,.
综上所述,存在,使得在上有4046个零点,
且,,,,,,,
其中,.
考点4 函数导数与三角深度融合
【典例4】
【解】(1)由题意可知,
故,
则m的取值范围为;
(2)证明:因为在上,当且仅当时,取得最大值1,
且为定义在上的奇函数,
故在上当且仅当时,取得最小值-1,
由对任意,有,可知图象关于点对称,
又,即,
故2a为函数的周期,
故,
,
当时,,
时,,
若,,,此时有为最大值;
当时,,
时,,
若,,此时有为最大值,
由于,故,
即不存在,使得,
所以与不具有“4关联”性.
【变式1】
【解】(1)由题意得:和的定义域是R,
当时,,满足“区间”的定义,
故在区间上的一个“区间”可以是及其非空子集;
(2)证明:由题意,当时,,故,
当时,,故,
∵在任意区间上不恒为0,故存在,使得,
又∵,
∴,
故不是偶函数;
(3)证明:当时,
当时,∵,
又∵在区间上单调递增,
故存在唯一使得,
且当时,,当时,,
当时,,故且存在使得,
当时,,故且存在使得,
由零点定理可知,
存在,使得,
故在区间上存在零点.
考点5 函数导数与数列深度融合
【典例5】
【解】(1)因为,所以函数图象在处的切线方程为,
即,令可得,即切线与轴的交点为,
所以
(2)若为等差数列,设其公差为,则,
令,则,
所以当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,
因此最多有两个不同的根,即最多项成等差数列,
若、、成等差数列,即,
由(1)可知,所以,
又,
令,则,
所以当时,所以在上单调递增,
又,
(其中,所以),
又,
所以存在,使得,
即存在,使得,即为等差数列,
此时,数列的项数.
【变式1】
【解】(1)由题意得,
故点处的切线方程为: ,
令,则.
(2)由(1) 知要比较与大小,只需比较和的大小.
设,求导 令 ,解得,
易知在上为严格减函数,在上为严格增函数,
所以有,所以,所以,当且仅当时成立.
故,即.
(3)假设存在依次成等差数列, 则必有,
因为,解得,又,
综上,变形 ,现在考虑该式是否存在使之成立,
设函数 ,求导,
因为 ,所以有,说明严格单调递增,且 ,
根据零点存在性定理可以知道,有唯一解使得方程成立,故是成立.
下面证明不成立:
利用零点唯一性得出矛盾,当时,有上面证明可知,
另一方面由第(2) 可知,数列为严格递减数列,矛盾,所以只有.
综上,满足题意的只有.
1.【解】(1)则曲线C在点An处的切线方程为:,
令x=0,则,所以,,;
(2),所以,
,
两式相减得,
.
2.【解】(1)由题意得:和的定义域是R,
当时,,满足“区间”的定义,
故在区间上的一个“区间”可以是及其非空子集;
(2)证明:由题意,当时,,故,
当时,,故,
∵在任意区间上不恒为0,故存在,使得,
又∵,
∴,
故不是偶函数;
(3)证明:当时,
当时,∵,
又∵在区间上单调递增,
故存在唯一使得,
且当时,,当时,,
当时,,故且存在使得,
当时,,故且存在使得,
由零点定理可知,
存在,使得,
故在区间上存在零点.
3.【解】(1),时,,
根据“保值函数”的定义可知,函数不是定义域上的“保值函数.
(2)因为在上单调递增,
结合题意易知在内单调递增,且定义域和值域都是,
所以或,,
因此是方程的两个不等实数根,
等价于方程有两个不等的实数根,
即,解得或,
当时,,所以,满足;
当时,,所以,满足;
所以实数的取值范围为.
(3),,
,
即为对恒成立.
令,易证在单调递增,
同理在单调递减.因此,,
,所以
解得,又或,
所以的取值范围是.
4.【解】(1)∵,
所以 ,则 ,故不具有性质;
∵,
∴恒成立,故具有性质.
(2)由 ,
则 ,
对任意恒成立,
显然时,上式不等式成立;
时, ,若 则,故不是对任意成立,舍去;
综上,.
(3)因为具有性质,所以 ,
因为函数的值域为,所以 , ,
则
∴ ,
∴ .
∵
∴ ,
所以 ,即具有性质.
5.【解】(1)
记,则,所以.
又,所以的广义反曲点是.
(2)函数,则,
记,则.
记,
设的广义反曲点的横坐标分别为,,,则,,是的全部零点.
证明的三个广义反曲点共线等价于证明,使得,.
即证,使得,,是方程的根,
即方程有且仅有三个不相同的根,,.
由,
所以,
即,由,解得,
代入成立,所以满足条件.
即的三个广义反曲点共直线.
6.【解】(1)因为,所以,
,故,,
由曲率公式得.
(2)因为,所以,
,由曲率公式得,
故,
则,
令,令,函数化为,
令,则,函数化为,
对进行变形,得到,
令,函数化为,
此时,我们研究的范围即可,而,
当时,恒成立,故在上单调递增,
而,,
故,即,故.
7.【解】(1)因为,且在上连续,在内可导,
所以,由罗尔中值定理得,.
(2)设,则.
当,即时,,
当,得,则在上单调递减,
当,得,则在上单调递增,
从而,故符合题意.
当时,即时,令,得或.
当,即时,
当或,得,则在和上单调递增,
当,得,则在上单调递减.
因为在上的最小值为,且,则,得;
当,即时,恒成立,则在上单调递增,故,不合题意;
当,即时,
当或,得,则在和上单调递增,
当,得,则在上单调递减,
从而,故,不合题意;
综上,a的取值范围为.
8.【解】(1)①因为,符合,
所以不是"无奇"函数;
②恒成立,
所以是“无奇”函数;
(2)在无解,
即在无解,
所以
(3)若不是“无奇”函数,
则有解,
即,
即有解,
令,
则
所以,即,
所以是“无奇”函数时,实数的取值范围是
9.【解】(1)假设是型函数,
则任取,都有恒成立
即
当时,
当时,
综上所述,
(2)设,
任取
则
则
则也是型函数.
(3)假设且
则
由于
或
①当时,假设存在且
若,则
若,则
均矛盾,故对任意,都有
此时,的解析式为
②同理,当时,的解析式为
综上,的解析式为或
10.【解】(1)指数函数不具有性质.
理由如下:指数函数的定义域为,
对于,,
因为,,
所以不存在满足,
因此函数不具有性质.
(2)因为,由于函数具有性质,
取,则存在,使得,
所以,
因此函数存在零点.
即“函数存在零点”是“”的必要条件.
若函数存在零点,
设,,则,
因为对于任意,则,则,
且满足,
所以函数具有性质,但,
因此“函数存在零点”不是“”的充分条件.
“函数存在零点”是“”的一个必要不充分条件;
(3)由唯一,则函数的定义域与值域关于对称,
因为,值域为,则,
i:当时,的值域为,此时不满足题意;
ii:当时,的对称轴为,
开口向上且,
值域为:,此时,
所以不满足题意,
iii:当时,的对称轴为,
开口向下,
①当即时,
且,
解得或(舍去),
②当即时,
且,
不满足题意;
③当即时,
且,满足题意;
综上所述:或.
11.【解】(1)解:由为偶函数可知,
所以.
(2)解:由得,
所以,由于,所以可化简得,所以.
构造函数,,所以函数在上递增,在上递减,
所以函数在处,有极大值,在处有极小值.
所以的取值范围是.
(3)解:构造函数,,
所以为偶函数.由于,
所以有最小值符合题意.在递减,在递增.
另补证明:由于为偶函数,只需求得上的单调性.
构造函数,,由于时,,
故,所以函数在上递增.
根据复合函数单调性同增异减可知,函数在上递增.
根据为偶函数可知,函数在递减.
12.【解】(1)(i)因为是等和积函数,所以,
即,所以;
(ii)由(i)得①,
则有②,
②①可得:,
因为,所以,即;
(2)因为是等和积函数,所以①,
则有②,
②①可得:,
变形可得:,
则有或者,
当时,,
此时,所以,
故,
所以成立,即是周期为3的周期函数,
又,
等号两边同除可得:
,
所以,,
变形可得:,
,
则,,
又因为函数在上连续,故即在上至少有一个解,且周期为3,故在一个周期内至少有2个解,
又函数在上共有675个周期,
所以函数在上至少有1350个零点.
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题号猜押05 上海卷高考数学第21题(解答题)
溯源
考点
3年考题
考情分析
函数新定义与代数论证
2025年第21题
函数奇偶性的定义与判断、集合新定义、由函数在区间上的单调性求参数、由对数函数的单调性解不等式
2024年第21题
用导数判断或证明已知函数的单调性、由导数求函数的最值(不含参)、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、基本不等式求和的最小值
2023年第21题
求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数证明不等式、利用导数研究方程的根、等差中项的应用
预测
1. 作为最后一题,其难度、深度和创新度均为全卷之最。分值通常为18分,由2-3个小问构成,呈现“定义理解→初步应用→深度论证”的递进结构。
2. (1)“无迹”:题目背景是全新的,课本上绝对没有。可能涉及离散数学、初等数论、组合数学、抽象代数、图论等大学数学的简单思想,或是对基本概念(如运算、函数、序列、集合)的极端抽象和重新定义;(2)“有法”:解答所需的全部工具均不超纲,完全依赖于高中数学的基本概念、基本方法和基本逻辑(如函数性质、不等式、数学归纳法、反证法、分类讨论、构造法等)。
3. 通常剥离具体的几何或实际背景,呈现为纯粹的符号、定义和规则。要求考生在抽象的“符号世界”里进行逻辑演绎。
4. 重点考查数学抽象、逻辑推理、数学运算这三大核心素养,尤其是“用数学语言表达和交流”的能力。
备考核心
1. 认识到此题目的目标是区分“天才”和“优秀”,目标是“得步骤分”而非“得满分”。抱着学习和探索的心态去接触,即使不能完全解出,也要争取完成前两问(通常是理解和简单应用)并给出后续的论证思路。
2. 在老师指导下,有计划地接触一些简单的大学数学先修知识的思想,如集合与映射、初等数论(整除、同余)、组合原理(抽屉原理、算两次)、图论基础概念。
3.在日常练习中,刻意选择需要严格证明的小题或大题。学习并模仿规范的数学证明书写,做到逻辑清晰、语言精准、格式严谨。
考点1 函数新定义问题
【典例1】(2026·上海金山·二模)设为给定的实常数,若函数在其定义域内存在实数,使得成立,则称函数为“函数”
(1)若函数为“函数”,求实数的值.
(2)若函数为“函数”,求实数的取值范围.
(3)已知为“函数”,设.若对任意的,当时,都有成立,求实数的最大值.
【解】(1)由为“函数”,得,
即,解得,所以实数的值为.
(2)由函数为“G(1)函数”,得存在实数,,
即,则,且,
整理得,当时,,符合题意;
当时,由,即,
解得且,
所以实数的取值范围是.
(3)由为“函数”,得,即,则,,
不妨设,由,得,即,
令,则在区间上单调递增,
函数,函数的递增区间是,
因此,解得,
所以实数的最大值是1.
【变式1】(2026·上海虹口·期末)若函数和函数定义域均为,且对任意的,都有成立,则称与为“友谊函数对”.
(1)已知,判断函数与是否互为“友谊函数对”,并说明理由;
(2)已知与为“友谊函数对”,函数是上的严格减函数,求证:存在,使得;
(3)是否存在一次函数和二次函数,其中,,使得与为“友谊函数对”?若存在,请给出所有这样的和的表达式:若不存在,请说明理由.
【解】(1)因为,
所以,
所以与为“友谊函数对”.
(2)若结论不成立,则对任意,
于是,又由函数严格减得,
于是,矛盾.
综上所述,命题得证.
(3)设,其中
则,
若恒成立,
则
由得,再由得
此时对任意的实数恒成立.
因此存在这样的一次函数和二次函数,
所有满足条件的.
【变式2】对于实数,定义符号表示不大于的最大整数,例如:,,.
(1)根据定义作出函数和在的大致图象;
(2)当时,求表达式的最小值及取到最小值时的取值范围;
(3)求下列方程的解集:①;②.
【解】(1)因为,则,
所以函数在的大致图象如图所示:
且,
所以函数在的大致图象如图所示:
(2)因为,且,可得,
又因为,
当且仅当,即,时,等号成立,
所以的最小值为8,此时的取值范围为.
(3)对于①:,可得,
若,则,
可得,解得;
若,则,不合题意;
若,则,
可得,解得;
综上所述:的解集为;
对于②:,
若,则,可得,
但,即不成立,不合题意;
若,则,可得,
但,即不成立,不合题意;
若,则,可得,
但,即不成立,不合题意;
若,则,可得,
即,解得;
若,则,,即成立,符合题意;
若,由图象可知,
可得,即不成立,不合题意;
综上所述:的解集为.
考点2 导数新定义问题
【典例2】函数的导函数有很多有趣的性质,例如:函数(实数c为常数)的导函数为;反之,若函数的导函数为,则(实数为常数).已知函数与定义域都是,导函数分别为和.若,则称是“自导函数”;落且,则称与是“共轭互导函数”.
(1)请判断函数是否是“自导函数”,并说明理由;
(2)若函数是“自导函数”,且满足,求证:;
(3)若函数与是“共轭互导函数”,满足,求证:.进而证明且.
【解】(1)对求导,根据复合函数求导公式,
令,则.
若是“自导函数”,则,即,
因为,所以.
故当时,是“自导函数”;当时,不是“自导函数”.
(2)因为函数是“自导函数”,所以,同时,
记,求导得,
由题干条件可知(实数为常数),又,
所以,故,于是.
(3)设,
由复合函数求导公式可得,
因为函数与是“共轭互导函数”,所以且,
于是,故(实数为常数),
而,所以.
下证且:
首先容易验证和是一对满足条件的“共轭互导函数”,
接着证明满足条件的函数只有和,采用反证法,
假设除了和外,还存在满足条件的一对“共轭互导函数”和,
即且,同时满足,
令,
则,
于是(实数为常数),又,所以,即①,
同理可令,则,
于是于是(实数为常数),又,所以,即②,
由①②可得,由此,满足条件的“共轭互导函数”只有一对,
所以且.
【变式1】(2026·上海普陀·一模)若函数同时满足下列两个条件,则称在上具有性质.
①在上的导数存在;
②在上的导数存在,且(其中)恒成立.
(1)判断函数在区间上是否具有性质?并说明理由.
(2)设、均为实常数,若奇函数在处取得极值,是否存在实数,使得在区间上具有性质?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
(3)设且,对于任意的,不等式成立,求的最大值.
【解】(1)令,,
则,,
,,
当时,恒成立,
∴函数在区间上具有性质;
(2)∵,
∴,
∵在处取得极值,且为奇函数,
∴在处也取得极值,
∴,解得,
∴, ,
当时,令,解得;令,解得;
故在单调递减,在单调递增,满足在处取得极值,
∴,
当时,恒成立,
∴存在实数,使在区间上恒成立,
∴存在实数,使得在区间上具有性质,的取值范围是;
(3)∵,
∴,
令,
则,
令,
则,
当时,,在区间上单调递增,
又∵,,
∴存在,使,
∴当时,,,在区间上单调递减,
当时,,,在区间上单调递增,
∴当时,的最小值为,
由,有,
∴,
∵,∴,
又∵恒成立,
∴,
∵且,
∴的最大值为.
【变式2】(2026·上海·三模)设函数定义域为.若整数满足,则称与“相关”于.
(1)设,,写出所有与“相关”于的整数;
(2)设满足:任取不同的整数,与均“相关”于.求证:存在整数,使得都与“相关”于;
(3)是否存在实数,使得函数,满足:存在,能使所有与“相关”于的非零整数组成一个非空有限集?若这样的存在,指出和的大小关系(无需证明),并求出的取值范围;若这样的不存在,说明理由.
【解】(1)若要整数与“相关”于,即:
由于,故这等价于.
即,得到满足条件的全部为.
(2)由题意知,这十个数中,任取其中两个,其乘积都不为正数.
这意味着,这十个数中至多有一个正数,也至多有一个负数.
所以这十个数中至多有两个数不等于零.
假设不全为零,不全为零,也不全为零.
那么这十个数中已经出现了三个不为零的数,矛盾.
所以必定存在整数,使得.
此时,所以都与“相关”于.
(3)原条件等价于下列两个命题之一成立:
①存在使得,且集合是非空有限集;
②存在使得,且集合是非空有限集.
设,则,从而当时,当时.
所以在上递增,在上递减,从而.
对求导可得.
若,则当时,由且知;
当时,有.
所以,,从而都不是非空有限集,故此时命题①和②都不成立;
若,则当时,
得;
当时,由有
.
所以在上递减,从而对有.
所以对任意都有,从而命题①不成立;而同时这意味着包含一切非零整数,所以命题②不成立;
若,则当时,由,
得;
当时,由知,从而
,
故,从而一定是有限集.
而,,,
所以,从而一定是非空有限集.
同时,上面已经证明,所以此时命题②成立;
若,则当时,有;
当时,有.
所以,,从而都不是非空有限集,故此时命题①和②都不成立.
综上,的取值范围是,且此时存在使得,且集合是非空有限集.
这表明对每个满足条件的,都有.
考点3 抽象函数综合问题
【典例3】已知函数的定义域为,且,.
(1)若,求A与;
(2)证明:函数是偶函数;
(3)证明函数是周期函数;
(4)若的周期为T,在上是减函数,记的正的零点从小到大依次为,,,,证明在区间上有4048个零点,且.
【解】(1)因为, ①
令,可得,,
因为,所以,
由,得.
由,得,
解得.
因为,所以,
所以,则
,
所以.
解法二:因为,所以
.
.
因为,所以,
解得,或.
当时,,与已知矛盾,所以,
由,且,得
所以.
(2)由(1)得,,
①中,令可得,,
即,所以函数为偶函数;
(3)令得,,
即有,
从而可知,,
故,
即.
所以函数是一个周期为的周期函数.
(4)由(1)得,,
在中,
令,可得,
因为,所以,
所以,又因为在上是减函数,
所以在上有且仅有一个零点.
中,令,得.
所以在区间上有且仅有一个零点.
又因为是偶函数,所以在上有且仅有一个零点,即在一个周期内有且仅有2个零点.
,
所以在内的零点为和.
,,.
因此,对任意,在上有且仅有两个零点:
,.
在上有4048个零点:
,,,,,,,
其中,.
【变式1】对于定义在上的函数和正实数若对任意,有,则为阶梯函数.
(1)分别判断下列函数是否为阶梯函数(直接写出结论):
①;
②.
(2)若为阶梯函数,求的所有可能取值;
(3)已知为阶梯函数,满足:在上单调递减,且对任意,有.若函数有无穷多个零点,记其中正的零点从小到大依次为;若时,证明:存在,使得在上有4046个零点,且.
【解】(1),则;
,则,
故①否;②是.
(2)因为为阶梯函数,所以对任意有:
.
所以对任意,,
因为是最小正周期为的周期函数,
又因为,所以,.
(3)因为,所以函数,
则,
.
取,
则有,,
由于在上单调递减,因此在上单调递减,
结合,
则有在上有唯一零点,在上有唯一零点.
又由于,
则对任意,有,,
因此,对任意,在上有且仅有两个零点:,.
综上所述,存在,使得在上有4046个零点,
且,,,,,,,
其中,.
考点4 函数导数与三角深度融合
【典例4】对于函数及实数m,若存在,使得,则称函数与具有“m关联”性质.
(1)若与具有“m关联”性质,求m的取值范围;
(2)已知,为定义在上的奇函数,且满足;
①在上,当且仅当时,取得最大值1;
②对任意,有.
求证:与不具有“4关联”性.
【解】(1)由题意可知,
故,
则m的取值范围为;
(2)证明:因为在上,当且仅当时,取得最大值1,
且为定义在上的奇函数,
故在上当且仅当时,取得最小值-1,
由对任意,有,可知图象关于点对称,
又,即,
故2a为函数的周期,
故,
,
当时,,
时,,
若,,,此时有为最大值;
当时,,
时,,
若,,此时有为最大值,
由于,故,
即不存在,使得,
所以与不具有“4关联”性.
【变式1】若函数和的图象均连续不断,和均在任意的区间上不恒为0,的定义域为,的定义域为,存在非空区间,满足:,均有,则称区间为和的“区间”.
(1)写出和在上的一个“区间”(无需证明);
(2)若,是和的“区间”,证明:不是偶函数;
(3)若,且在区间上单调递增,是和的“区间”,证明:在区间上存在零点.
【解】(1)由题意得:和的定义域是R,
当时,,满足“区间”的定义,
故在区间上的一个“区间”可以是及其非空子集;
(2)证明:由题意,当时,,故,
当时,,故,
∵在任意区间上不恒为0,故存在,使得,
又∵,
∴,
故不是偶函数;
(3)证明:当时,
当时,∵,
又∵在区间上单调递增,
故存在唯一使得,
且当时,,当时,,
当时,,故且存在使得,
当时,,故且存在使得,
由零点定理可知,
存在,使得,
故在区间上存在零点.
考点5 函数导数与数列深度融合
【典例5】已知函数,若数列的各项由以下算法得到:
①任取(其中),并令正整数;
②求函数图象在处的切线在轴上的截距;
③判断是否成立,若成立,执行第④步;若不成立,跳至第⑤步;
④令,返回第②步;
⑤结束算法,确定数列的项依次为.
根据以上信息回答下列问题:
(1)求证:;
(2)是否存在实数使得为等差数列,若存在,求出数列的项数;若不存在,请说明理由.参考数据:.
【解】(1)因为,所以函数图象在处的切线方程为,
即,令可得,即切线与轴的交点为,
所以
(2)若为等差数列,设其公差为,则,
令,则,
所以当时,当时,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,
因此最多有两个不同的根,即最多项成等差数列,
若、、成等差数列,即,
由(1)可知,所以,
又,
令,则,
所以当时,所以在上单调递增,
又,
(其中,所以),
又,
所以存在,使得,
即存在,使得,即为等差数列,
此时,数列的项数.
【变式1】已知函数,取点,过其作曲线切线交轴于点 ,取点,过其作曲线作切线交轴于,若,则停止操作,以此类推,得到数列.
(1)若正整数,证明
(2)若正整数,试比较与 大小;
(3)若正整数,是否存在k使得依次成等差数列? 若存在,求出k的所有取值,若不存在,试说明理由.
【解】(1)由题意得,
故点处的切线方程为: ,
令,则.
(2)由(1) 知要比较与大小,只需比较和的大小.
设,求导 令 ,解得,
易知在上为严格减函数,在上为严格增函数,
所以有,所以,所以,当且仅当时成立.
故,即.
(3)假设存在依次成等差数列, 则必有,
因为,解得,又,
综上,变形 ,现在考虑该式是否存在使之成立,
设函数 ,求导,
因为 ,所以有,说明严格单调递增,且 ,
根据零点存在性定理可以知道,有唯一解使得方程成立,故是成立.
下面证明不成立:
利用零点唯一性得出矛盾,当时,有上面证明可知,
另一方面由第(2) 可知,数列为严格递减数列,矛盾,所以只有.
综上,满足题意的只有.
1.已知函数的图象是曲线C,点是曲线C上的一系列点,
曲线C在点处的切线与y轴交于点.若数列是公差为2的等差
数列,且
(1)分别求出数列与数列的通项公式;
(2)设O为坐标原点,表示的面积,求数列的前项n和
【解】(1)则曲线C在点An处的切线方程为:,
令x=0,则,所以,,;
(2),所以,
,
两式相减得,
.
2.若函数和的图象均连续不断,和均在任意的区间上不恒为0,的定义域为,的定义域为,存在非空区间,满足:,均有,则称区间为和的“区间”.
(1)写出和在上的一个“区间”(无需证明);
(2)若,是和的“区间”,证明:不是偶函数;
(3)若,且在区间上单调递增,是和的“区间”,证明:在区间上存在零点.
【解】(1)由题意得:和的定义域是R,
当时,,满足“区间”的定义,
故在区间上的一个“区间”可以是及其非空子集;
(2)证明:由题意,当时,,故,
当时,,故,
∵在任意区间上不恒为0,故存在,使得,
又∵,
∴,
故不是偶函数;
(3)证明:当时,
当时,∵,
又∵在区间上单调递增,
故存在唯一使得,
且当时,,当时,,
当时,,故且存在使得,
当时,,故且存在使得,
由零点定理可知,
存在,使得,
故在区间上存在零点.
3.(2026·上海杨浦·期末)对于定义域为D的函数,如果存在区,其中,同时满足:
①在内是单调函数;
②当定义域是时,的值域也是,则称函数是区间上的“保值函数”,区间称为“保值区间”.
(1)求证:函数不是定义域上的“保值函数”;
(2)若函数是区间上的“保值函数”,求的取值范围;
(3)对(2)中函数,若不等式对恒成立,求实数a的取值范围.
【解】(1),时,,
根据“保值函数”的定义可知,函数不是定义域上的“保值函数.
(2)因为在上单调递增,
结合题意易知在内单调递增,且定义域和值域都是,
所以或,,
因此是方程的两个不等实数根,
等价于方程有两个不等的实数根,
即,解得或,
当时,,所以,满足;
当时,,所以,满足;
所以实数的取值范围为.
(3),,
,
即为对恒成立.
令,易证在单调递增,
同理在单调递减.因此,,
,所以
解得,又或,
所以的取值范围是.
4.(2026·上海奉贤·二模)对于函数,如果对于定义域D中任意给定的实数x,存在非负实数a,使得 恒成立,称函数具有性质 .
(1)判别函数 和 是否具有性质 ,请说明理由;
(2)函数,若函数 具有性质,求a满足的条件;
(3)若函数的定义域为一切实数,的值域为 ,存在常数 且具有性质,判别是否具有性质,请说明理由.
【解】(1)∵,
所以 ,则 ,故不具有性质;
∵,
∴恒成立,故具有性质.
(2)由 ,
则 ,
对任意恒成立,
显然时,上式不等式成立;
时, ,若 则,故不是对任意成立,舍去;
综上,.
(3)因为具有性质,所以 ,
因为函数的值域为,所以 , ,
则
∴ ,
∴ .
∵
∴ ,
所以 ,即具有性质.
5.记函数的导函数为,函数的导函数为,若,则称点为函数的广义反曲点.
(1)若,求的广义反曲点;
(2)已知函数有且仅有三个广义反曲点,证明函数的三个广义反曲点共线,并求出直线方程.
【解】(1)
记,则,所以.
又,所以的广义反曲点是.
(2)函数,则,
记,则.
记,
设的广义反曲点的横坐标分别为,,,则,,是的全部零点.
证明的三个广义反曲点共线等价于证明,使得,.
即证,使得,,是方程的根,
即方程有且仅有三个不相同的根,,.
由,
所以,
即,由,解得,
代入成立,所以满足条件.
即的三个广义反曲点共直线.
6.有一种速度叫“中国速度”,“中国速度”正在刷新世界对中国高铁的认知.由于地形等原因,在修建高铁、公路、桥隧等基建时,我们常用曲线的曲率(Curvature)来刻画路线弯曲度.曲线的曲率定义如下:记为的导函数,为的导函数,则曲线在点处的曲率为.
(1)已知函数,求曲线在点处的曲率;
(2)已知函数,求曲线的曲率的范围.
【解】(1)因为,所以,
,故,,
由曲率公式得.
(2)因为,所以,
,由曲率公式得,
故,
则,
令,令,函数化为,
令,则,函数化为,
对进行变形,得到,
令,函数化为,
此时,我们研究的范围即可,而,
当时,恒成立,故在上单调递增,
而,,
故,即,故.
7.以罗尔中值定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理为主体的“中值定理”反映了函数与导数之间的重要联系,是微积分学重要的理论基础,其中拉格朗日中值定理是“中值定理”的核心内容,其定理陈述如下:若定义在上的函数满足条件①在闭区间上连续,②在开区间内可导,则,.而罗尔中值定理是拉格朗日中值定理的特例:若,则.现已知函数.
(1)设可导函数,证明:,;
(2)若在上的最小值为,求a的取值范围.
【解】(1)因为,且在上连续,在内可导,
所以,由罗尔中值定理得,.
(2)设,则.
当,即时,,
当,得,则在上单调递减,
当,得,则在上单调递增,
从而,故符合题意.
当时,即时,令,得或.
当,即时,
当或,得,则在和上单调递增,
当,得,则在上单调递减.
因为在上的最小值为,且,则,得;
当,即时,恒成立,则在上单调递增,故,不合题意;
当,即时,
当或,得,则在和上单调递增,
当,得,则在上单调递减,
从而,故,不合题意;
综上,a的取值范围为.
8.设函数的定义域,若对任意,均有成立,则称为“无奇”函数.
(1)判断函数①和②是否为“无奇”函数,说明理由;
(2)若函数是定义在上的“无奇”函数,求实数a的取值范围;
(3)若函数是“无奇”函数,求实数m的取值范围.
【解】(1)①因为,符合,
所以不是"无奇"函数;
②恒成立,
所以是“无奇”函数;
(2)在无解,
即在无解,
所以
(3)若不是“无奇”函数,
则有解,
即,
即有解,
令,
则
所以,即,
所以是“无奇”函数时,实数的取值范围是
9.(23-24高一上·上海·月考)设函数定义域为,如果存在常数满足:任取,都有,则称是型函数,是这个型函数的常数
(1)判断函数,是不是型函数,并说明理由:如果是,给出一个常数;
(2)设函数是定义在区间上的型函数,是一个常数,求证:函数也是型函数;
(3)设函数是定义在上的型函数,其常数,且的值域也是,求的解析式
【解】(1)假设是型函数,
则任取,都有恒成立
即
当时,
当时,
综上所述,
(2)设,
任取
则
则
则也是型函数.
(3)假设且
则
由于
或
①当时,假设存在且
若,则
若,则
均矛盾,故对任意,都有
此时,的解析式为
②同理,当时,的解析式为
综上,的解析式为或
10.(2026·上海嘉定·月考)已知定义域为的函数,若存在实数,使得对任意,都存在满足,则称函数具有性质.
(1)判断函数是否具有性质,说明理由;
(2)若函数的定义域为D,且具有性质,求证:“函数存在零点”是“”的一个必要不充分条件;
(3)若存在唯一的实数a,使得函数,具有性质,求实数t的值.
【解】(1)指数函数不具有性质.
理由如下:指数函数的定义域为,
对于,,
因为,,
所以不存在满足,
因此函数不具有性质.
(2)因为,由于函数具有性质,
取,则存在,使得,
所以,
因此函数存在零点.
即“函数存在零点”是“”的必要条件.
若函数存在零点,
设,,则,
因为对于任意,则,则,
且满足,
所以函数具有性质,但,
因此“函数存在零点”不是“”的充分条件.
“函数存在零点”是“”的一个必要不充分条件;
(3)由唯一,则函数的定义域与值域关于对称,
因为,值域为,则,
i:当时,的值域为,此时不满足题意;
ii:当时,的对称轴为,
开口向上且,
值域为:,此时,
所以不满足题意,
iii:当时,的对称轴为,
开口向下,
①当即时,
且,
解得或(舍去),
②当即时,
且,
不满足题意;
③当即时,
且,满足题意;
综上所述:或.
11.(2026·上海·模拟预测)对于两个定义域相同的函数和,若存在实数m、n使,则称函数是由“基函数和”生成的.
(1)若和生成一个偶函数,求的值;
(2)若由函数(,且)生成,求的取值范围:
(3)试利用“基函数和”生成一个函数,使之满足下列条件:①是偶函数;②有最小值1.求函数的解析式并进一步研究该函数的单调性.(无需证明)
【解】(1)解:由为偶函数可知,
所以.
(2)解:由得,
所以,由于,所以可化简得,所以.
构造函数,,所以函数在上递增,在上递减,
所以函数在处,有极大值,在处有极小值.
所以的取值范围是.
(3)解:构造函数,,
所以为偶函数.由于,
所以有最小值符合题意.在递减,在递增.
另补证明:由于为偶函数,只需求得上的单调性.
构造函数,,由于时,,
故,所以函数在上递增.
根据复合函数单调性同增异减可知,函数在上递增.
根据为偶函数可知,函数在递减.
12.已知函数的定义域为,且的图像是一条连续不断的曲线,设,若对于任意的,均有,则称是等和积函数.
(1)若是等和积函数;
(i)证明:;
(ii)证明:;
(2)若是等和积函数,证明:函数在上至少有1350个零点.
【解】(1)(i)因为是等和积函数,所以,
即,所以;
(ii)由(i)得①,
则有②,
②①可得:,
因为,所以,即;
(2)因为是等和积函数,所以①,
则有②,
②①可得:,
变形可得:,
则有或者,
当时,,
此时,所以,
故,
所以成立,即是周期为3的周期函数,
又,
等号两边同除可得:
,
所以,,
变形可得:,
,
则,,
又因为函数在上连续,故即在上至少有一个解,且周期为3,故在一个周期内至少有2个解,
又函数在上共有675个周期,
所以函数在上至少有1350个零点.
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题号猜押05 上海卷高考数学第21题(解答题)
溯源
考点
3年考题
考情分析
函数新定义与代数论证
2025年第21题
函数奇偶性的定义与判断、集合新定义、由函数在区间上的单调性求参数、由对数函数的单调性解不等式
2024年第21题
用导数判断或证明已知函数的单调性、由导数求函数的最值(不含参)、求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、基本不等式求和的最小值
2023年第21题
求在曲线上一点处的切线方程(斜率)、利用导数证明不等式、利用导数研究方程的根、等差中项的应用
预测
1. 作为最后一题,其难度、深度和创新度均为全卷之最。分值通常为18分,由2-3个小问构成,呈现“定义理解→初步应用→深度论证”的递进结构。
2. (1)“无迹”:题目背景是全新的,课本上绝对没有。可能涉及离散数学、初等数论、组合数学、抽象代数、图论等大学数学的简单思想,或是对基本概念(如运算、函数、序列、集合)的极端抽象和重新定义;(2)“有法”:解答所需的全部工具均不超纲,完全依赖于高中数学的基本概念、基本方法和基本逻辑(如函数性质、不等式、数学归纳法、反证法、分类讨论、构造法等)。
3. 通常剥离具体的几何或实际背景,呈现为纯粹的符号、定义和规则。要求考生在抽象的“符号世界”里进行逻辑演绎。
4. 重点考查数学抽象、逻辑推理、数学运算这三大核心素养,尤其是“用数学语言表达和交流”的能力。
备考核心
1. 认识到此题目的目标是区分“天才”和“优秀”,目标是“得步骤分”而非“得满分”。抱着学习和探索的心态去接触,即使不能完全解出,也要争取完成前两问(通常是理解和简单应用)并给出后续的论证思路。
2. 在老师指导下,有计划地接触一些简单的大学数学先修知识的思想,如集合与映射、初等数论(整除、同余)、组合原理(抽屉原理、算两次)、图论基础概念。
3.在日常练习中,刻意选择需要严格证明的小题或大题。学习并模仿规范的数学证明书写,做到逻辑清晰、语言精准、格式严谨。
考点1 函数新定义问题
【典例1】(2026·上海金山·二模)设为给定的实常数,若函数在其定义域内存在实数,使得成立,则称函数为“函数”
(1)若函数为“函数”,求实数的值.
(2)若函数为“函数”,求实数的取值范围.
(3)已知为“函数”,设.若对任意的,当时,都有成立,求实数的最大值.
【变式1】(2026·上海虹口·期末)若函数和函数定义域均为,且对任意的,都有成立,则称与为“友谊函数对”.
(1)已知,判断函数与是否互为“友谊函数对”,并说明理由;
(2)已知与为“友谊函数对”,函数是上的严格减函数,求证:存在,使得;
(3)是否存在一次函数和二次函数,其中,,使得与为“友谊函数对”?若存在,请给出所有这样的和的表达式:若不存在,请说明理由.
【变式2】对于实数,定义符号表示不大于的最大整数,例如:,,.
(1)根据定义作出函数和在的大致图象;
(2)当时,求表达式的最小值及取到最小值时的取值范围;
(3)求下列方程的解集:①;②.
考点2 导数新定义问题
【典例2】函数的导函数有很多有趣的性质,例如:函数(实数c为常数)的导函数为;反之,若函数的导函数为,则(实数为常数).已知函数与定义域都是,导函数分别为和.若,则称是“自导函数”;落且,则称与是“共轭互导函数”.
(1)请判断函数是否是“自导函数”,并说明理由;
(2)若函数是“自导函数”,且满足,求证:;
(3)若函数与是“共轭互导函数”,满足,求证:.进而证明且.
【变式1】(2026·上海普陀·一模)若函数同时满足下列两个条件,则称在上具有性质.
①在上的导数存在;
②在上的导数存在,且(其中)恒成立.
(1)判断函数在区间上是否具有性质?并说明理由.
(2)设、均为实常数,若奇函数在处取得极值,是否存在实数,使得在区间上具有性质?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
(3)设且,对于任意的,不等式成立,求的最大值.
【变式2】(2026·上海·三模)设函数定义域为.若整数满足,则称与“相关”于.
(1)设,,写出所有与“相关”于的整数;
(2)设满足:任取不同的整数,与均“相关”于.求证:存在整数,使得都与“相关”于;
(3)是否存在实数,使得函数,满足:存在,能使所有与“相关”于的非零整数组成一个非空有限集?若这样的存在,指出和的大小关系(无需证明),并求出的取值范围;若这样的不存在,说明理由.
考点3 抽象函数综合问题
【典例3】已知函数的定义域为,且,.
(1)若,求A与;
(2)证明:函数是偶函数;
(3)证明函数是周期函数;
(4)若的周期为T,在上是减函数,记的正的零点从小到大依次为,,,,证明在区间上有4048个零点,且.
【变式1】对于定义在上的函数和正实数若对任意,有,则为阶梯函数.
(1)分别判断下列函数是否为阶梯函数(直接写出结论):
①;
②.
(2)若为阶梯函数,求的所有可能取值;
(3)已知为阶梯函数,满足:在上单调递减,且对任意,有.若函数有无穷多个零点,记其中正的零点从小到大依次为;若时,证明:存在,使得在上有4046个零点,且.
考点4 函数导数与三角深度融合
【典例4】对于函数及实数m,若存在,使得,则称函数与具有“m关联”性质.
(1)若与具有“m关联”性质,求m的取值范围;
(2)已知,为定义在上的奇函数,且满足;
①在上,当且仅当时,取得最大值1;
②对任意,有.
求证:与不具有“4关联”性.
【变式1】若函数和的图象均连续不断,和均在任意的区间上不恒为0,的定义域为,的定义域为,存在非空区间,满足:,均有,则称区间为和的“区间”.
(1)写出和在上的一个“区间”(无需证明);
(2)若,是和的“区间”,证明:不是偶函数;
(3)若,且在区间上单调递增,是和的“区间”,证明:在区间上存在零点.
考点5 函数导数与数列深度融合
【典例5】已知函数,若数列的各项由以下算法得到:
①任取(其中),并令正整数;
②求函数图象在处的切线在轴上的截距;
③判断是否成立,若成立,执行第④步;若不成立,跳至第⑤步;
④令,返回第②步;
⑤结束算法,确定数列的项依次为.
根据以上信息回答下列问题:
(1)求证:;
(2)是否存在实数使得为等差数列,若存在,求出数列的项数;若不存在,请说明理由.参考数据:.
【变式1】已知函数,取点,过其作曲线切线交轴于点 ,取点,过其作曲线作切线交轴于,若,则停止操作,以此类推,得到数列.
(1)若正整数,证明
(2)若正整数,试比较与 大小;
(3)若正整数,是否存在k使得依次成等差数列? 若存在,求出k的所有取值,若不存在,试说明理由.
1.已知函数的图象是曲线C,点是曲线C上的一系列点,
曲线C在点处的切线与y轴交于点.若数列是公差为2的等差
数列,且
(1)分别求出数列与数列的通项公式;
(2)设O为坐标原点,表示的面积,求数列的前项n和
2.若函数和的图象均连续不断,和均在任意的区间上不恒为0,的定义域为,的定义域为,存在非空区间,满足:,均有,则称区间为和的“区间”.
(1)写出和在上的一个“区间”(无需证明);
(2)若,是和的“区间”,证明:不是偶函数;
(3)若,且在区间上单调递增,是和的“区间”,证明:在区间上存在零点.
3.(2026·上海杨浦·期末)对于定义域为D的函数,如果存在区,其中,同时满足:
①在内是单调函数;
②当定义域是时,的值域也是,则称函数是区间上的“保值函数”,区间称为“保值区间”.
(1)求证:函数不是定义域上的“保值函数”;
(2)若函数是区间上的“保值函数”,求的取值范围;
(3)对(2)中函数,若不等式对恒成立,求实数a的取值范围.
4.(2026·上海奉贤·二模)对于函数,如果对于定义域D中任意给定的实数x,存在非负实数a,使得 恒成立,称函数具有性质 .
(1)判别函数 和 是否具有性质 ,请说明理由;
(2)函数,若函数 具有性质,求a满足的条件;
(3)若函数的定义域为一切实数,的值域为 ,存在常数 且具有性质,判别是否具有性质,请说明理由.
5.记函数的导函数为,函数的导函数为,若,则称点为函数的广义反曲点.
(1)若,求的广义反曲点;
(2)已知函数有且仅有三个广义反曲点,证明函数的三个广义反曲点共线,并求出直线方程.
6.有一种速度叫“中国速度”,“中国速度”正在刷新世界对中国高铁的认知.由于地形等原因,在修建高铁、公路、桥隧等基建时,我们常用曲线的曲率(Curvature)来刻画路线弯曲度.曲线的曲率定义如下:记为的导函数,为的导函数,则曲线在点处的曲率为.
(1)已知函数,求曲线在点处的曲率;
(2)已知函数,求曲线的曲率的范围.
7.以罗尔中值定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理为主体的“中值定理”反映了函数与导数之间的重要联系,是微积分学重要的理论基础,其中拉格朗日中值定理是“中值定理”的核心内容,其定理陈述如下:若定义在上的函数满足条件①在闭区间上连续,②在开区间内可导,则,.而罗尔中值定理是拉格朗日中值定理的特例:若,则.现已知函数.
(1)设可导函数,证明:,;
(2)若在上的最小值为,求a的取值范围.
8.设函数的定义域,若对任意,均有成立,则称为“无奇”函数.
(1)判断函数①和②是否为“无奇”函数,说明理由;
(2)若函数是定义在上的“无奇”函数,求实数a的取值范围;
(3)若函数是“无奇”函数,求实数m的取值范围.
9.(23-24高一上·上海·月考)设函数定义域为,如果存在常数满足:任取,都有,则称是型函数,是这个型函数的常数
(1)判断函数,是不是型函数,并说明理由:如果是,给出一个常数;
(2)设函数是定义在区间上的型函数,是一个常数,求证:函数也是型函数;
(3)设函数是定义在上的型函数,其常数,且的值域也是,求的解析
10.(2026·上海嘉定·月考)已知定义域为的函数,若存在实数,使得对任意,都存在满足,则称函数具有性质.
(1)判断函数是否具有性质,说明理由;
(2)若函数的定义域为D,且具有性质,求证:“函数存在零点”是“”的一个必要不充分条件;
(3)若存在唯一的实数a,使得函数,具有性质,求实数t的值.
11.(2026·上海·模拟预测)对于两个定义域相同的函数和,若存在实数m、n使,则称函数是由“基函数和”生成的.
(1)若和生成一个偶函数,求的值;
(2)若由函数(,且)生成,求的取值范围:
(3)试利用“基函数和”生成一个函数,使之满足下列条件:①是偶函数;②有最小值1.求函数的解析式并进一步研究该函数的单调性.(无需证明)
12.已知函数的定义域为,且的图像是一条连续不断的曲线,设,若对于任意的,均有,则称是等和积函数.
(1)若是等和积函数;
(i)证明:;
(ii)证明:;
(2)若是等和积函数,证明:函数在上至少有1350个零点.
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