摘要:
**基本信息**
聚焦导数基础与中档问题,以6大题型构建知识逻辑链条,通过各地模拟典例强化单调性、极值、恒成立等核心应用,培养数学推理能力与模型观念。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|导数与三角函数结合|6题|交汇性强,综合导数应用与三角性质|从导数几何意义到函数性质综合|
|单调性与极值|8题|含参数讨论,切线方程与单调区间分析|导数工具性的基础应用|
|恒成立与有解问题|8题|参数范围求解,不等式恒成立转化|函数最值与不等式的逻辑关联|
|取值范围与最值|9题|最值求解与参数范围综合|导数求最值的深化应用|
|零点的问题|4题|零点个数判断与参数关系|函数图像与导数应用的结合|
|证明类问题|7题|不等式证明,极值点应用|逻辑推理与数学表达的综合|
内容正文:
专题06 导数(基础+中档)
题型1:导数与三角函数结合的问题
题型2:单调性与极值
题型3:恒成立与有解问题
题型4:取值范围与最值问题
题型5:零点的问题
题型6:证明类问题
题型1:导数与三角函数结合的问题
1.(2026·湖南怀化·二模)已知函数.
(1)设.
①求曲线在点处的切线方程;
②求在上的最小值.
(2)若在上单调递减,求的取值范围.
【答案】(1)①;②.
(2).
【分析】(1)①求导,确定切线斜率即可求解,②通过二次求导,确定函数单调性,即可求解;
(2)通过二次求导,结合,讨论,即可.
【详解】(1)当时,,.
①因为,,
所以曲线在点处的切线方程为.
②令,则.
当时,,,且两个等号不能同时成立,
所以,在上单调递减.
又,,所以存在,使得.
当时,;当时,.
在上单调递增,在上单调递减.
又,,,
所以在上的最小值为.
(2).
令,则,
.
若,即,则存在,使得当时,,
所以在上单调递增.
因为,所以当时,,即在上单调递增,不符合题意.
若,即,则当时,,,两个等号不能同时成立,
所以当时,.
当时,,,
所以,在上单调递减.
因为,所以当时,,
所以当时,,在上单调递减,符合题意.
综上,的取值范围为.
2.(2026·上海黄浦·二模)已知.
(1)求函数的最小正周期与单调增区间;
(2)将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象.若同时满足:①图象关于点对称;②有且仅有个极大值点在区间上.求的取值范围.
【答案】(1)最小正周期为,单调增区间为
(2)
【分析】(1)利用三角恒等变换化简函数的解析式,利用正弦型函数的周期公式和正弦型函数的单调性可求得答案;
(2)利用三角函数图象变换可得出函数的解析式,根据函数满足条件①以及的范围可得出的值,再根据函数满足条件②可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】(1)因为,
所以函数的最小正周期为,
由,可得,
所以函数的单调增区间为.
(2)由(1)知,
将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象,
所以,
由的图象关于点对称,可得,
所以,解得,
又,可知,故,
当时,,
由②知,解得,
故的取值范围是.
3.(2026·上海松江·模拟预测)已知函数的表达式为.
(1)若将函数的图像向右平移个单位长度,得到函数的图像关于直线对称,求的最小值;
(2)若函数在区间上恰有2个极值点和2个零点,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用辅助角公式,结合平移变换和三角函数的对称性即可求解;
(2)利用相位整体思想,分析正弦函数的极值点和零点情况,即可确定动区间的范围,从而可求得参数范围.
【详解】(1)由,
当函数右移个单位得,则 ,
由关于对称,可得: ,
整理得:,又,取得最小正数,
即的最小值为;
(2)由(1)可得:,
当,令,
再由的零点满足:或,,
不妨取,可得两个正数零点是或,依次增大的第三个正数零点是,
再由的极值点满足:,,
同理可得两个正数极值点是,依次增大的第三个正数极值点是,
所以函数在区间上恰有2个极值点和2个零点,
即满足在内取到,,,,不能取到和,
则,
即所求实数m的取值范围.
4.(2026·辽宁辽阳·二模)已知.
(1)讨论在的单调性;
(2)求的值域.
【答案】(1)在、上单调递减,在上单调递增
(2)
【分析】(1)借助导数结合三角函数降幂公式计算即可得;
(2)计算可得为的周期,则在上的值域与在上的值域相同,结合(1)中所得单调性计算即可得解.
【详解】(1),
由,则恒成立,
令,且,解得或,
则当时,,当时,,
故在、上单调递减,在上单调递增;
(2),
故为的周期,则在上的值域与在上的值域相同,
由(1)知,在、上单调递减,在上单调递增,
又,
,
,
故的值域为.
5.(2026·河北保定·二模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,
(1)求的值;
(2)证明: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用正弦定理、余弦定理化简已知等式,结合正弦型函数的性质进行求解即可;
(2)根据(1)的结论,结合二倍角的正余弦公式,利用换元法、构造函数法、导数的性质进行求解证明即可.
【详解】(1)
,
因为,所以,
所以由,或,
由,
由,显然不成立,
所以;
(2)由(1)可知:,
所以,因为,
所以,
,
由,设,,
设,
则,令,
因为,所以解得,
当时,函数,所以函数在上单调递增,
当时,函数,所以函数在上单调递减,
因为,所以函数在时,值域为,
即当时,,
于是当时,.
6.(2026·四川凉山·二模)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求证:;
(2)若.
①求;
②证明:.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②证明见解析
【分析】(1)利用正弦定理将边化为角后,利用两角差的正弦公式计算即可得;
(2)①借助同角三角函数基本关系与二倍角公式计算可得、、,再利用三角形内角和与两角和的正弦公式计算即可得;②令,利用三角恒等变换公式可得,构造函数,利用导数研究其单调性,最后由零点的存在性定理计算即可得.
【详解】(1)由正弦定理可得,
即有,
则或,
若,则;
若,则,舍去;
故;
(2)①由,则,
由,则,
由,则,解得,,
故
;
②令,由,则,,
则
,
令,则,令,
则,故在上单调递减,
又,
,
由零点存在性定理可得,即.
题型2:单调性与极值
7.(2026·江苏·二模)已知函数,曲线在点处的切线方程为(为自然对数的底数).
(1)求的极值;
(2)证明:.
【答案】(1)极小值为0,无极大值.
(2)证明见解析
【分析】(1)通过求导判断函数的单调性从而找到极值;
(2)通过求导得到切线方程,构建辅助函数,根据辅助函数的单调性来判断函数的极值,进而对不等式进行证明.
【详解】(1),求导可得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以的极小值为,无极大值.
(2)因为,,所以在点处的切线方程为,即,所以,
设,求导可得,
设,求导可得,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以的极大值为,即,在上单调递减,
因为,
所以当时,,,
当时,,,
综上所述,.
8.(2026·湖北武汉·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若有极小值,且,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,在上单调递增;当时,在上单调递减,在上单调递增
(3)
【分析】(1)先对函数求导得到导函数表达式,代入已知条件确定参数后,算出处的导数值即切线斜率,再求出对应的函数值即切点坐标,最后用点斜式列出切线方程并整理成一般式即可.
(2)先把导函数通分并因式分解,结合定义域,按参数的正负分类讨论;时判断导函数在定义域内恒正,直接得出函数单调递增;时以为分界点,分别判断区间内导函数正负,进而得到函数的递减、递增区间,最后汇总两种情况的单调结论.
(3)先借助第二问单调性确定时函数在处取极小值也是最小值,代入求出最小值表达式;由恒成立转化为最小值大于等于0,化简不等式后构造新函数;通过求导判断新函数单调递减,结合特殊点,利用单调性分析出使不等式成立的的取值区间.
【详解】(1)当时,,所以
所以切线方程为即,
(2),
若,可得时,,所以在上单调递增;
若时,当时,,所以在上单调递减;
当时,,所以在上单调递增;
综上所述:当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)由(2)可知当时,有极小值,极小值为,
此时极小值也是最小值,由,可得,,
又,所以
令,求导得,
所以在上单调递减,又,
当时,,当时,,
所以时,,此时满足,
所以a的取值范围
9.(2026·湖北武汉·二模)已知函数,其中.
(1)当时,
(ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(ⅱ)求函数的单调区间;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)(ⅰ);(ⅱ)在上单调递减,在上单调递增.
(2).
【分析】(1)(ⅰ)根据导数的几何意义求切线方程;
(ⅱ)根据导数的正负求函数的单调区间;
(2)首先确定,再根据导数求函数的最小值,根据最小值,结合极值点化简不等式,求和的取值范围.
【详解】(1)当时,,.
(ⅰ)因,,所以切线方程为.
(ⅱ)由得,由得,
所以在上单调递减,在上单调递增.
(2)当时,,不满足题意.
所以,此时.
显然是上的增函数,且时,,时,,
所以存在唯一正实数使得,即.
此时在上单调递减,在上单调递增.
由题意.
将代入上式整理得:,解得:.
此时,代入后.
化简得:,解得:.
令,其中.
则,所以是区间上的增函数.
所以,代入得到的取值范围是.
10.(2026·四川宜宾·三模)已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)若函数存在极小值点,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出函数的导函数,即可求出函数的单调区间,从而求出函数的最小值;
(2)依题意可得,即可得到,再由得到关于的方程,结合函数的单调性,求出,即可得解.
【详解】(1)当时,定义域为,
又,
因为在上单调递增,而在上单调递减,
所以在上单调递增,
又,所以当时,,在上单调递减,
当时,,在单调递增,
所以是的极小值点,也是最小值点,
所以.
(2)函数的定义域为,
又,
因为是的极小值点,所以,即,化简得:.
又因为,代入得:,将代入得:,即,
设,则,令得,
所以当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得最小值,,
又因为当时,当时,,
故有唯一解为,代入得.
11.(2026·辽宁沈阳·三模)已知函数,其中e为自然对数的底数,
(1)当时,求在处的切线;
(2)若为实数,,求的最小值;
(3)已知,且在单调递增,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)最小值为1
(3)
【分析】(1)根据导数的几何意义求解;
(2)利用导数确定单调性后可得最小值;
(3),.注意,令,求出,分类讨论:时,由的单调性得出()不可能恒成立,时,证明()恒成立,从而可得参数范围.
【详解】(1)∵,∴,
∴,,
∴切线方程为,
整理得;
(2)∵,令,,则,
∴,∴时,,时,,
∴在单调递减,在单调递增,∴的最小值为,即的最小值为1;
(3)当时,
∵,∴,
令,则,
依题意,,,.
若,即时,使得时,
所以即在单调递减,∴时,不合题意,
∴,即,下面证明时符合题意.
∵,,,∴当时,
即在单调递增,∴,,
综上,实数a的取值范围为.
12.(2026·福建宁德·模拟预测)已知函数.
(1)已知曲线在处的切线方程为,求和的值;
(2)求证:不是函数的极值点;
(3)设,,是否存在,使得函数的最小值为2?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1),
(2)证明见详解
(3)存在,
【分析】(1)根据导数即可求解;
(2)根据、两种情况分析即可证明;
(3)根据、、三种情况分析的导数,并据此求出最值,并根据题干求出对应a的值,判断是否符合情况即可.
【详解】(1),由题意,
解得,,解得.
(2),且,
①当时,,令,求导得,
时,,单调递减;时,,单调递增;
故在处取得最小值,即恒成立,
因此不是极值点;
②当时,,不可能是极值点;
综上,不是函数的极值点.
(3),,求导,
①,此时恒成立,在上单调递减,
最小值在处,即,
令,得,与矛盾,舍去;
②,即,此时在上为负,单调递减;
在上为正,单调递增,
最小值在处,即,
令,得,满足,成立;
③,即此时在上恒成立,单调递减,
最小值在处,即,
令,得,与矛盾,舍去;
综上,存在,使得在上的最小值为2.
13.(2026·河北·二模)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与直线垂直,求的方程;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用导数的几何意义求解即可;
(2)分,和三种情况讨论导数的正负即可求解.
【详解】(1),
则.
因为,
所以,得.
又,
所以的方程为,即.
(2).
当时,,则在上单调递增.
当时,令,得或,令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减.
当时,令,得或,令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减.
14.(2026·江西南昌·二模)已知函数.
(1)当时,求在上的最大值;
(2)讨论在R上的单调递增区间.
【答案】(1)
(2)当时,的单调递增区间为;当时,单调递增区间为;当时,无增区间.
【分析】(1)根据导数与最值的关系求解即可.
(2)根据导数与单调性的关系,结合的范围分情况讨论即可.
【详解】(1)当时,,,
所以,,
令,即 ,解得,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以当时,取得极大值,即最大值,为
所以当时,在上的最大值为.
(2),
当时,令,则,即的单调递增区间为;
当时,令,则,即的单调递增区间为;
当时,,此时在R单调递减,无增区间.
综上,当时,的单调递增区间为;
当时,单调递增区间为;当时,无增区间.
题型3:恒成立与有解问题
15.(2026·四川泸州·模拟预测)已知函数,其中.
(1)当时,求函数的极小值;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导,分析函数单调性和极值点,进而求出函数的极小值;
(2)先转化不等式,构造函数并求导,分析函数单调性及极值点,进而求出的取值范围.
【详解】(1)当时,函数,求导得:
,
令,解得或,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
是极小值点,代入函数得.
(2)恒成立,
,不等式化为,
整理得,,问题转化为,
令,则,
,令分子为0,化简得
,整理得,
,,故,解得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
在处取得最大值:,
当时,,时,
且对所有,成立;
当时,处,不满足条件,
的取值范围为.
16.(2026·江西·三模)已知函数.
(1)设.
(i)求曲线在点处的切线方程;
(ii)求的单调区间.
(2)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)(i);(ii)的单调递增区间为;单调递减区间为.
(2)
【分析】(1)(i)利用导数的几何意义求切线方程即可;(ii)令、即可求解;
(2)(方法一)根据题意得,再令,利用导数求出的最值即可求解;(方法二)设,求导,得到,再解不等式即可.
【详解】(1)函数,定义域为,
若,则,
(i),
所以曲线在点处的切线方程为,即.
(ii)令,得,所以的单调递增区间为;
令,得,所以的单调递减区间为.
(2)(方法一)若恒成立,则,即恒成立.
设,则,
当时,在上单调递增,
当时,在上单调递减,
所以,
则,即,所以的取值范围为.
(方法二)设,
则.
令,得,
令,得,
则,
得.
17.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数在定义域内单调递减,并且对任意正数都有,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)利用导数分析单调性可得;
(2)结合(1)的结果,转化问题为,再构造函数,求导后分离常数再结合换元法和基本不等式可得.
【详解】(1),
①当时,恒成立,故在上递增;
②当时,在上递增,在上递减;
③当时,在上递减.
(2)因为在定义域内单调递减,所以.
不妨设,那么有,
于是不等式等价于,,
设,则,即在上递减,
故对恒成立,也即对恒成立,
令,则,故,
当且仅当时取等号,则,
所以实数的取值范围为.
18.(2026·安徽安庆·二模)设.
(1)解不等式;
(2)设,若存在,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因,则,
故,
即,解得,
故原不等式的解集为.
(2)因,
由,可得为奇函数.
又,因,,则
故在上单调递增.
故存在使得等价于存在使得,
等价于存在使得,
即存在使得,
因,,
则当时,取得最小值,故得.
故实数的取值范围是.
19.(2026·广西贵港·三模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)借助导数的几何意义计算即可得;
(2)求导后,分与进行讨论,当时,结合函数单调性可得该此时恒成立,符合题意;当时,可利用导数研究函数单调性从而可得,可通过构造函数证明,即可得不符合题意.
【详解】(1)当时,,则,
则,又,
故函数在处的切线方程为,即;
(2),,
若,,则在上单调递增,
故,符合题意;
若,则当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,
则,
令,则,
由单调递减,则,
故在上单调递减,故,
即,不符合题意;
综上可得:.
20.(2026·江西宜春·模拟预测)已知函数的图象在处的切线过点.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用函数导数求函数在某点处切线方程,切线过其它点建立方程求解即可.
(2)根据题意将不等式问题等价出恒成立问题,构造新函数,结合函数导数与函数单调性求最值(极值)对参数进行分类讨论即可求解.
【详解】(1)由,
所以函数在处的切点为:,
又,
所以,
所以函数在点处的切线方程为:,
将点代入切线方程中得:,解得:.
(2)由(1)得:,
所以对恒成立,
即在上恒成立,
即在上恒成立,
令,因为,所以,且,
将代入中化简得:
在上恒成立,
令,
由,
令,
则,因为,所以,
即在上单调递减,
所以,
当时,,
所以在上单调递减,
所以,满足题意,
当时,存在使得,且时,,
此时在上单调递增,所以,不满足题意.
综上实数的取值范围为
21.(2026·广西南宁·二模)已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若方程在上有解,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当时,求出、的值,利用导数的几何意义可得出所求的切线方程;
(2)由可得,令,其中,则实数的取值范围为函数在上的值域,利用导数求解即可.
【详解】(1)当时,,则,
所以,,
当时,曲线在点处的切线方程为,
即.
(2)当时,由可得,
令,其中,则,
令,则,
当时,,即函数在上为减函数,
当时,,即函数在上为增函数,
当时,,即,
故函数在上为增函数,
当时,,
故函数在上的值域为,
故实数的取值范围为.
22.(2026·山东青岛·一模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若存在,,,使得,求的最大值.
【答案】(1)当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)
【分析】(1)求导,分和,根据导函数的符号判断函数的单调性.
(2)先根据函数的单调性得,,设,,求导,分析函数的单调性,求函数的最大值即可.
【详解】(1)由题得,.
若,则在上恒成立,所以在上单调递减;
若,当时,;当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
综上,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)由(1)得,若存在,,使得,
则必有,由.
所以等价于,
即,化简得:.
设,,则,
所以在上单调递减,所以,
此时,.
所以当,时等号成立,所以的最大值为.
题型4:取值范围与最值问题
23.(2026·福建·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】利用导数的几何意义、导数的应用等基础知识求解即可.
【详解】(1)函数的定义域为,.
当时,因为,所以,
又,所以曲线在点处的切线方程为,
即.
(2)解法一:(i)当时,,在单调递增,此时存在,使,
不符合题意,舍去;
(ii)当时,显然成立;
(iii)当时,令,得,令,得;
所以在单调递减,在单调递增.
所以,解得.
综上所述,的取值范围为.
解法二:由已知,得.
(i)当时,可得.因为,所以,又因为时,,
所以;
(ii)当时,恒成立,所以;
(iii)当时,可得.
令,,
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
所以,所以.
综上所述,的取值范围为.
24.(2026·江西·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若存在最小值,且最小值小于2,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)先求出导数,再对参数范围分类讨论,最后得到单调区间即可.
(2)结合题意确定,再得到,构造函数并求导得到单调性,结合求解参数范围即可.
【详解】(1)由题意得的定义域为,
由,可得,
若,则在上恒成立,
则的单调递增区间为,无单调递减区间.
若,则当时,,当时,,
则的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由(1)可知,若存在最小值,则,
且的最小值为,
则,可得,即.
令,则.
因为恒成立,
所以恒成立,则在上单调递增.
又,令,解得,即,
故的取值范围为.
25.(2026·山东泰安·二模)已知.
(1)当时,求关于的函数在处的切线方程;
(2)当时,在上的解集非空,求的取值范围;
(3)若对于任意的,都有成立,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将代入,利用导数的几何意义求解即可;
(2)将问题转化为,使得成立,设,利用导数求出其最大值即可;
(3)由题意可得恒成立,即恒成立,其中,设,利用导数求出其最大值即可.
【详解】(1)当时,,
,,
,
在处的切线方程为;
(2)当时,.
在上的解集非空,
等价于,使得成立,
设,
则,
单调递减,,
.
(3)恒成立,恒成立,
令,则,恒成立,
设,
则,显然,单调递减,
,∴在上,单调递增,
在上,单调递减,
,
,即的最小值为.
26.(2026·陕西榆林·三模)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)证明:在上恒成立;
(3)已知,若存在极大值M,且,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)利用导数的几何意义求出切线斜率,再代入切点即可得到切线方程;
(2)将不等式恒成立问题转为函数最值问题,再通过导数分析单调性得到最值;
(3)对分类讨论存在极大值的情况,求出极大值关于的表达式,分析其单调性得到的范围.
【详解】(1)因为,则,
所以,又,
所以曲线在点处的切线方程为,
(2)设,,
则,
令,则,
所以在上单调递减,
又,所以在上恒成立,
所以在上单调递减,
又,所以在上恒成立,
所以在上恒成立.
(3)因为,所以,,
当时,,,在上单调递增,无极值;
当时,由,得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以当时,有极大值M,且,
所以,即,
设,因为,故有,
,的判别式,所以,
从而在上单调递增,所以根据可得,
的取值范围为.
27.(2026·陕西安康·三模)已知函数,且.
(1)求的值;
(2)若.
(i)求在上的最大值和最小值;
(ii)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)最大值为,最小值为;(ii).
【分析】(1)求导,由,即可求解;
(2)(i)由(1)得到,再求导,确定函数单调区间,即可求解;(ii)将问题转换成所以,进而可求解.
【详解】(1)因为,
所以,
则,
所以.
(2)(i)由(1)得,
则,
因为,令,得;
令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
,又,
所以在[0,3]上的最大值为,最小值为.
(ii)因为,
,
所以,
由(i)可知在上的最大值为,
由,
所以,
所以实数的取值范围为.
28.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,求的单调区间;
(3)若不等式恒成立,求的最大值.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为,单调递减区间为
(3)
【分析】(1)利用导数的几何意义求出切线斜率,再由点斜式方程求解即得;
(2)通过导函数的符号判断函数的单调性即可;
(3)依题将问题转化为不等式恒成立问题,设,利用求导得出该函数的最大值为,解对数不等式即可求得参数的范围.
【详解】(1)当时,,则,
得.又,
故曲线在点处的切线方程为,即.
(2)当时,,得,
令,得或(舍去),
当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
即的单调递增区间为,单调递减区间为.
(3)恒成立,即恒成立,
即恒成立.
令,则,
当时,则,函数在上单调递增,
因为,不符合题意;
当时,由,得,则函数在上单调递增,
由,得,则函数在上单调递减,
故的最大值为,
由和,解得.
综上可得,的最大值为.
29.(2026·山东德州·模拟预测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)关于的方程有三个实根,,,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)对函数求导,求出切线斜率和切点坐标,进而求得切线方程.
(2)先对函数进行分段讨论,然后结合方程有三个实根,分析函数与的关系,结合韦达定理和判别式求得范围.
【详解】(1)当时,,所以.
对上述函数求导得,所以.
所以曲线在点处的切线方程为:
,即.
(2)当时,;当时,,在上单调递增.
因为方程①有三个实根,,,且,
不妨设.
若,则,此时方程①任意三个实数解之和必大于0,不合题意;
若,当时,方程①可整理为②至多两个负数解,
当时,方程①即为③至多一个非负解,
所以方程②有两个不同的负实数解,且,.
因为方程③有非负解,由可知.
由,得,
又,所以.
方程②变为,由判别式,
并结合,可知.
经检验,此时为负数,符合题意,
综上,实数的取值范围是.
30.(2026·安徽合肥·二模)设函数.
(1)证明:曲线在点处的切线过定点,并求出该定点坐标;
(2)若有两个零点,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【分析】(1)借助导数几何意义计算可得曲线在点处的切线方程,再求出该切线所过定点即可得;
(2)求导后分及讨论该函数单调性,结合零点存在性定理可得不符, 时需满足,解出即可得.
【详解】(1)因为,,
所以,又,
所以曲线在点处的切线方程为:,
即,即,
所以曲线在点处的切线过定点;
(2),,
当时,,则在上单调递减,
此时最多有一个零点,不满足题意;
当时,令,解得,令,解得,
于是在上单调递减,在上单调递增,
所以,
当时,,当时,,
又因为有两个零点,
所以,即,
解得或,
因此,的取值范围为.
31.(2026·山东临沂·一模)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)已知在上有且仅有两个零点,求a的取值范围.
【答案】(1)当时,的单调递增区间为,无单调递减区间;当时,的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)
【分析】(1)求导后讨论的取值,从而判断导函数的正负,确定单调区间.
(2)根据(1)的结论,以及零点存在定理确定不等式,进而求解的取值范围.
【详解】(1)已知,其定义域为.求导.
当时,因为,所以,即.所以在上单调递增.
当时,令,即,因为,所以,解得.
当时,,则,所以在上单调递增;
当时,,则,所以在上单调递减.
综上,当时,的单调递增区间为,无单调递减区间;当时,的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由(1)可知,当时,在上单调递增,所以在上至多有一个零点,不符合题意.
所以,此时在上单调递增,在上单调递减.
要使在上有且仅有两个零点,当趋近于时,趋近于,
所以根据零点存在定理,
则需满足,
,解得.
,化简得,解得.
又因可得.
综上,的取值范围是.
题型5:零点的问题
32.(2026·山西晋城·模拟预测)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)令,求函数在上的零点个数.
【答案】(1)
(2)个
【分析】(1)当时,求出、的值,利用导数的几何意义可得出所求切线的方程;
(2)由可得,令,则函数的零点个数即为直线与函数的图象的公共点的个数,利用导数分析函数的单调性,即可得出结论.
【详解】(1)当时,,则,所以,,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)由题意可得,,
令可得,
令,则函数的零点个数即为直线与函数的图象的公共点的个数,
,
令,其中,
则,
令,则,
由可得,由可得,
所以函数在处取得极大值,也是最大值,
所以,所以,即恒成立,
所以函数在上单调递减,且,
故当时,,所以,则函数在上单调递减,
当时,;当时,.
所以直线与函数的图象有且只有一个公共点,
故函数在上只有一个零点.
33.(2026·四川眉山·二模)已知函数,(其中),其导函数为.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,求实数的取值范围,并探究函数的零点个数.
【答案】(1)
(2)的取值范围为;
当时,在定义域内无零点;
当时,在定义域内存在唯一零点;
当时,在定义域内存在两个零点.
【分析】(1)分别求出切点坐标和切线斜率,写出切线方程即得;
(2)对函数求导,根据参数进行分类讨论导函数的正负,得出函数的单调区间,分,和三种情况讨论函数的零点个数即可.
【详解】(1)当时,,,故,.
从而所求切线经过点且斜率为,故曲线在点处的切线方程为;
(2)由于,
故,
函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,
所以是的极大值点,即,且在左侧,右侧,
①当时,有,,
从而当或时;当时.
故函数在和上单调递增,在上单调递减,不符合条件
②当时,,从而对和均有,
故在和上单调递增,从而在上单调递增,不符合条件
③当时,有,,
从而当或时;当时.
故函数在和上单调递增,在上单调递减,不符合条件
④当时,对任意都有,
从而当时;当时,
故函数在上单调递增,在上单调递减,符合条件。
综上,的取值范围为
所以,
当,即时,在定义域内无零点;
当,即时,在处取得零点,且是唯一零点;
当,即时,
由于,,
根据零点存在性定理可得在存在唯一零点;
由于,根据零点存在性定理可得在存在唯一零点;
所以时,存在两个零点;
综上,当时,在定义域内无零点;
当时,在定义域内存在唯一零点;
当时,在定义域内存在两个零点.
34.(2026·安徽淮北·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若方程有两个不同的根,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导数,利用导数的几何意义即可求解;
(2)利用导数研究函数的单调性,结合零点存在定理即可求解.
【详解】(1)当时,函数,
函数的导函数,
所以,,
所以曲线在点处的切线方程是,即.
(2)函数的导函数,
当时,,单调递增,方程至多有一个实根,不符合题意舍去;
当时,令,解得,
当时,单调递增;
当时,单调递减;
时,;时,.
要使方程有两个不同的根则,
即,
所以,即,
令,
故在上单调递增,又,
所以时,.
综上:的取值范围是.
35.(2026·贵州·模拟预测)已知函数的导函数为.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若方程有两个根,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导,即可代入求解斜率,进而根据点斜式求解直线方程,
(2)将问题转化为直线与函数图象的交点个数为2,即可构造函数,利用导数判断函数的单调性,进而求解最值得解.
【详解】(1)因为,所以
因为,
所以所求切线方程为,即.
(2)因为,
所以的根即直线与函数图象的交点的横坐标.
令,则.由,得,
当,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以.
因为,且当时,,当,
所以的取值范围是
题型6:证明类问题
36.(2026·四川资阳·三模)已知函数在处有极大值.
(1)求实数的值;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明见详解
【分析】(1)对进行求导,令求出实数的值,再验证即可;
(2)要证,令只需要证明函数的最大值小于1即可.
【详解】(1)求导得,
又在处有极大值,,解得或,
当时,,
时,;时,,故为极大值点,符合题意,
当时,,
时,;时,,故为极小值点,不符合题意,
综上,实数的值为.
(2)由(1)得,
要证,即证对成立,
令则,
令,解得或,
令,解得或,
所以函数在和上单调递增,在和上单调递减,
所以函数的极大值为和,
且,,
即对所有成立,成立.
37.(2026·山东德州·二模)已知函数.
(1)求在上的最大值;
(2)证明:.
【答案】(1)0
(2)证明见解析
【分析】(1)先根据导数的符号判断函数的单调性,从而可求在上的最大值;
(2)根据(1)中结果可得,根据这个不等式可证题设中的不等式.
【详解】(1)由已知,,
因为,,
所以恒成立,
所以在单调递增,所以,
所以在最大值为0.
(2)由(1)知,即.
令,其中,则,
所以
.
38.(2026·河北沧州·模拟预测)已知函数.
(1)证明:;
(2)证明:存在唯一极值点;
(3)记(2)中的极值点为,证明:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)先通过得,令函数,求导判断单调性求出的最值即可得证;
(2)先判断在和 时的单调性,再设,求导结合零点存在性定理即可分析求证;
(3)利用极值点为得到,再证出,继而,最后利用(1)中的结论即可得证.
【详解】(1)易得,此时.
设函数,,
则时,,单调递减,
时,,单调递增.
于是,故原不等式成立.
(2),定义域为R,
显然当时,;
当时,.
当时,设,则,
因为,所以,
故,
所以即在区间上单调递增,而,
所以存在使得,
所以当时,当时,
所以存在唯一极值点.
(3)注意到,
,
又,故,故
在(1)中已证明,故,因此,故原不等式得证.
39.(2026·山西吕梁·三模)已知函数.
(1)设是的极值点,求,并求函数的单调区间;
(2)证明:.
【答案】(1),单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据,即可求出值,再求出单调区间即可;
(2)法一:求导后,再利用隐零点法即可证明不等式;法二:利用不等式进行合理放缩即可.
【详解】(1),,
由,得,
此时,令,则,
所以在上单调递增,
又,所以时,时,,
即的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)法一:,令,
则,即在上单调递增,
当时,,当时,,
所以,使得,即,
所以,
当时,时,,
所以,
当且仅当时取等.故得证.
法二:先证,
令,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,上单调递增,
故,即证得(当时取等),
将替换为,得,即(当时取等),
所以(当且,即时,等号成立).
故得证.
40.(2026·河南南阳·二模)已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)若,证明不等式在上恒成立.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)求出、的值,利用导数的几何意义可得出所求切线的方程;
(2)当时,要证不等式成立,即证对任意的恒成立,构造函数,其中,利用导数分析该函数在上的单调性,结合即可证得结论成立.
【详解】(1)当时,,则,,则,
此时函数在处的切线方程为.
(2)当时,,要证对任意的恒成立,
即证,即证,即证对任意的恒成立,
构造函数,其中,
,其中,令,则,
对任意的,恒成立,故函数在上单调递增,
当时,,故函数在上单调递增,
当时,,故原不等式得证.
41.(2026·江苏·二模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若曲线经过点,且在处的切线为.证明:除切点外,曲线在直线的下方.
【答案】(1)①当时,,则在上单调递增;
②当时,在上单调递增,在上单调递减.
(2)证明见解析
【分析】第1问将讨论函数单调性问题,转化为讨论导函数的正负问题即可,第2问将要证明曲线在直线的下方,转化为函数不等式问题即可,
【详解】(1)(1)因为的定义域为,
的导函数.
①当时,,则在上单调递增.
②当时,令,得;
令,得;
所以,在上单调递增,在上单调递减.
(2)(2)因为曲线经过点
所以,解得.
所以.
因为,所以的方程为.
要证除切点外,曲线在直线的下方,
即证:,
只需证:.
设,则,
令,得;令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以.
所以当时,,
所以原命题得证.
42.(2026·广东·一模)设函数,已知是函数的极值点.
(1)求的值;
(2)设函数,证明:.
【答案】(1)1
(2)证明见解析
【分析】(1)由极值点处导数为0即可求解出参数,代回检验得解;
(2)由(1)得,要证,即证,即证,构造函数,利用导数证明.
【详解】(1)因为,所以,
则,
因为是函数的极值点,
所以,解得,
当时,,,
当时,,则,,故,
所以函数在上单调递增;
当时,,则,,故,
所以函数在上单调递减;
综上,是函数的极值点,符合题意,故.
(2)由(1)得,所以,
由(1)可知,是函数的最小值点,所以对任意的,,
要证,即证,
即证,只需证,
令,则,
当时,,单调递减,当时,,单调递增,
所以,
综上,在上恒成立.
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专题06 导数(基础+中档)
题型1:导数与三角函数结合的问题
题型2:单调性与极值
题型3:恒成立与有解问题
题型4:取值范围与最值问题
题型5:零点的问题
题型6:证明类问题
题型1:导数与三角函数结合的问题
1.(2026·湖南怀化·二模)已知函数.
(1)设.
①求曲线在点处的切线方程;
②求在上的最小值.
(2)若在上单调递减,求的取值范围.
2.(2026·上海黄浦·二模)已知.
(1)求函数的最小正周期与单调增区间;
(2)将函数的图象上的所有点沿向量平移,得到的图象.若同时满足:①图象关于点对称;②有且仅有个极大值点在区间上.求的取值范围.
3.(2026·上海松江·模拟预测)已知函数的表达式为.
(1)若将函数的图像向右平移个单位长度,得到函数的图像关于直线对称,求的最小值;
(2)若函数在区间上恰有2个极值点和2个零点,求实数m的取值范围.
4.(2026·辽宁辽阳·二模)已知.
(1)讨论在的单调性;
(2)求的值域.
5.(2026·河北保定·二模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,
(1)求的值;
(2)证明: .
6.(2026·四川凉山·二模)在中,角的对边分别为,已知.
(1)求证:;
(2)若.
①求;
②证明:.
题型2:单调性与极值
7.(2026·江苏·二模)已知函数,曲线在点处的切线方程为(为自然对数的底数).
(1)求的极值;
(2)证明:.
8.(2026·湖北武汉·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论的单调性;
(3)若有极小值,且,求a的取值范围.
9.(2026·湖北武汉·二模)已知函数,其中.
(1)当时,
(ⅰ)求曲线在点处的切线方程;
(ⅱ)求函数的单调区间;
(2)若,求的取值范围.
10.(2026·四川宜宾·三模)已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)若函数存在极小值点,且,求的值.
11.(2026·辽宁沈阳·三模)已知函数,其中e为自然对数的底数,
(1)当时,求在处的切线;
(2)若为实数,,求的最小值;
(3)已知,且在单调递增,求实数的取值范围.
12.(2026·福建宁德·模拟预测)已知函数.
(1)已知曲线在处的切线方程为,求和的值;
(2)求证:不是函数的极值点;
(3)设,,是否存在,使得函数的最小值为2?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
13.(2026·河北·二模)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与直线垂直,求的方程;
(2)讨论的单调性.
14.(2026·江西南昌·二模)已知函数.
(1)当时,求在上的最大值;
(2)讨论在R上的单调递增区间.
题型3:恒成立与有解问题
15.(2026·四川泸州·模拟预测)已知函数,其中.
(1)当时,求函数的极小值;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
16.(2026·江西·三模)已知函数.
(1)设.
(i)求曲线在点处的切线方程;
(ii)求的单调区间.
(2)若恒成立,求的取值范围.
17.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数在定义域内单调递减,并且对任意正数都有,求实数的取值范围.
18.(2026·安徽安庆·二模)设.
(1)解不等式;
(2)设,若存在,使得,求实数的取值范围.
19.(2026·广西贵港·三模)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
20.(2026·江西宜春·模拟预测)已知函数的图象在处的切线过点.
(1)求;
(2)若,求实数的取值范围.
21.(2026·广西南宁·二模)已知函数.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若方程在上有解,求的取值范围.
22.(2026·山东青岛·一模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若存在,,,使得,求的最大值.
题型4:取值范围与最值问题
23.(2026·福建·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,求的取值范围.
24.(2026·江西·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若存在最小值,且最小值小于2,求的取值范围.
25.(2026·山东泰安·二模)已知.
(1)当时,求关于的函数在处的切线方程;
(2)当时,在上的解集非空,求的取值范围;
(3)若对于任意的,都有成立,求的最小值.
26.(2026·陕西榆林·三模)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)证明:在上恒成立;
(3)已知,若存在极大值M,且,求实数a的取值范围.
27.(2026·陕西安康·三模)已知函数,且.
(1)求的值;
(2)若.
(i)求在上的最大值和最小值;
(ii)若,求实数的取值范围.
28.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,求的单调区间;
(3)若不等式恒成立,求的最大值.
29.(2026·山东德州·模拟预测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)关于的方程有三个实根,,,且,求的取值范围.
30.(2026·安徽合肥·二模)设函数.
(1)证明:曲线在点处的切线过定点,并求出该定点坐标;
(2)若有两个零点,求的取值范围.
31.(2026·山东临沂·一模)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)已知在上有且仅有两个零点,求a的取值范围.
题型5:零点的问题
32.(2026·山西晋城·模拟预测)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)令,求函数在上的零点个数.
33.(2026·四川眉山·二模)已知函数,(其中),其导函数为.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,求实数的取值范围,并探究函数的零点个数.
34.(2026·安徽淮北·二模)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若方程有两个不同的根,求的取值范围.
35.(2026·贵州·模拟预测)已知函数的导函数为.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若方程有两个根,求的取值范围.
题型6:证明类问题
36.(2026·四川资阳·三模)已知函数在处有极大值.
(1)求实数的值;
(2)证明:.
37.(2026·山东德州·二模)已知函数.
(1)求在上的最大值;
(2)证明:.
38.(2026·河北沧州·模拟预测)已知函数.
(1)证明:;
(2)证明:存在唯一极值点;
(3)记(2)中的极值点为,证明:.
39.(2026·山西吕梁·三模)已知函数.
(1)设是的极值点,求,并求函数的单调区间;
(2)证明:.
40.(2026·河南南阳·二模)已知函数.
(1)若,求在处的切线方程;
(2)若,证明不等式在上恒成立.
41.(2026·江苏·二模)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若曲线经过点,且在处的切线为.证明:除切点外,曲线在直线的下方.
42.(2026·广东·一模)设函数,已知是函数的极值点.
(1)求的值;
(2)设函数,证明:.
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