内容正文:
专题04 导数及其应用
7大考点概览
考点01导数的运算与几何意义
考点02利用导数研究函数的单调性及极值
考点03利用导数研究函数的最值
考点04利用导数研究函数的零点
考点05利用导数研究恒成立问题
考点06利用导数证明不等式
考点07导数中的创新融合问题
(
导数的运算与几何意义
考点1
)
1.(2026·山东淄博·二模)曲线在处的切线如图所示,则=( )
A.0 B.2 C.-2 D.-1
【答案】C
【解析】设曲线在处的切线方程为,
则解得
所以曲线在处的切线方程为,则切线斜率为1,
所以,因此,.故选:C.
2.(2026·山东青岛·二模)已知直线与曲线相切,则的值为( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】C
【解析】设切点坐标为,
因为,所以,
所以切线的斜率,解得,
又,即,所以.
3.(2026·山东菏泽·二模)已知函数满足,则________.
【答案】
【解析】先对求导:.
令,得.
移项得,即.
所以,代入,.
4.(2026·山东淄博·二模)将曲线绕坐标原点顺时针旋转后第一次与轴相切,则________.
【答案】
【解析】设直线与曲线相切,且切点为,
由题意得,由,则,
故,解得,
切点为,则.
5.(2026·山东济宁·二模)曲线在点(0,1)处的切线方程为_________.
【答案】
【解析】:,,切线斜率为,
切线方程为,即.故答案为.
(
利用导数研究函数的
单调性及
极值
考点2
)
1.(2026·山东聊城·二模)函数的单调递减区间为______.
【答案】/
【解析】函数的定义域为,
,
当时,,由可得,
故函数的单调递减区间为.
2.(2026·山东泰安·二模)实数满足,则( )
A.2025 B.2026 C.2027 D.2028
【答案】C
【解析】设,因为,所以当时,,即,
又函数和函数在上都单调递增,
故在上也单调递增,
又,,,
.
3.(2026·山东济南·二模)已知正实数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由于,所以,
设,则,所以在上单调递增,
那么,所以,,
,设,,
所以,在上单调递减,,
即,
由于,那么,
,
综上,.
4.(多选)(2026·山东淄博实验中学·二模)已知函数,则( )
A.有两个极值点 B.当且仅当
C.当时, D.若,则
【答案】ABC
【解析】已知,求导得,
令,得或,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,极大值,极小值,
因式分解得:,
对于A选项:有两个极值点有两个实数根和,
且在这两点左右两侧导数异号,因此这两个点都是极值点,故A正确;
对于B选项,因为,其中,
要使,必须有且,
解,得,此时自然满足,
因此不等式解集为,故B正确;
对于C选项:当时,,当时,,
且,故两者均处于的单调递增区间,
,因为,所以,即,
又函数在上单调递增,故,故C正确;
对于D选项:取,计算得,为了使和为4,
需要,令,即,
分解得,解得或,
若取,满足,但此时,
因此原命题不一定成立,故D错误.
5.(2026·山东历城二中·二模)已知函数在处取得极小值,则__________.
【答案】
【解析】由,又函数在处取得极小值,
则,解得,或,
当时,,
令,则,或,
当时,,当时,,则处取得极小值,
故时符合题意;
当时,,
令,则,或,
当时,,当时,,则处取得极大值,
故时不符合题意.
6.(2026·山东日照·二模)已知正实数a,b满足,则______________.
【答案】
【解析】设 ,求导得 ,
因此:在单调递减,在 单调递增,最小值为 ,
原等式右边整理为 ,求导得 ,
因此:在 单调递增,在 单调递减,最大值为 ,
原等式即为,而 ,,等号成立当且仅当: ,
故 .
7.(2026·山东历城二中·二模)设函数.
(1)求的单调区间;
(2)若存在极值点,且存在,使得,证明:.附
【解】(1)解:,
当时,(不恒为零),的增区间为,无减区间;
若,则当时,,
当时,,
故的增区间为,减区间为,
综上:时,的增区间为,无减区间;
时,的增区间为,减区间为.
(2)证明:因为是的极值点,故,故,
所以,
因为存在,使得,
所以,即,
因为,
所以,
因为,
所以,
因为
所以,即,
所以,即,
因为,
所以,即.
8.(2026·山东济南·二模)已知函数.
(1)若曲线在处的切线斜率为,求;
(2)若是的极大值点,求的取值范围.
【解】(1)因为,由题意可得,
由导数的几何意义可得,解得.
(2)因为是的极大值点,,则,
令,其中,则,,
①当时,对任意的恒成立,则在上为减函数,
当时,,即函数在上单调递增,
当时,,即函数在上单调递减,
此时为函数的极大值点;
②当时,函数在为增函数,由可得,
由可得,由可得,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
(i)当时,即当时,
若时,,即函数在上单调递增,
当时,,即函数在上单调递减,
此时为函数的极大值点;
(ii)当时,即当时,
若时,;若时,.
此时函数在上单调递增,无极值点;
(iii)当时,即当时,
若时,,即函数在上单调递减,
若时,,即函数在上单调递增,
此时为函数的极小值点
综上所述,,即实数的取值范围是.
(
利用导数研究函数的最值
考点3
)
1.(2026·山东德州·二模)若存在,对任意的,都有,则当取到最大值时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】任意的,都有,
则在上恒成立,
令,,
则,令,得,
当时,,当时,,
则函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,
因此存在,使,
令,则,令,得,
当时,当时,
则函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,
所以时,的最大值为.
2.(2026·山东淄博实验中学·二模)已知函数的定义域为,,函数.对任意,曲线在点处的切线方程为
(1)求的最小值;
(2)讨论的单调性;
(3)已知,求过点且与曲线相切的直线的条数.
【解】(1)由题意可知曲线在点处的切线斜率为,
所以,
令,得,
单调递减
极小值
单调递增
所以函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以函数在有最小值,即;
(2),
令,,则,
当时,,当时,,
所以函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
所以函数在处有最小值,即函数在处有最小值,
所以,故函数在区间上单调递增;
(3)由题意可得点在切线上,
所以①,
令,
,
由(2)可知,当时,,
所以当时,,当时,,
所以函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,
因为,所以1是方程①的一个解;
又,,
所以函数在处有一个零点且在区间内存在唯一零点,
所以有两个解,
即过点且与曲线相切的直线的条数有2条.
(
利用导数研究函数的零点
考点4
)
1.(2026·山东枣庄·二模)已知函数,则( )
A.是的极小值点 B.有三个不同零点
C.当时, D.当时,
【答案】ACD
【解】因为,
所以当时,,单调递减;当时,,单调递增,所以是的极小值点,故A正确;
因为,所以函数只有两个零点,故B错误;
因为当时,,单调递减,且,所以,故C正确;
当时,令,由A选项知在上递减,在上递增,
所以,又,
所以,所以,故D正确.
2.(2026·山东东营·二模)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若过点可作曲线的两条切线,求的取值范围;
(3)若曲线的切线过点,其中,求证:曲线上除切点外的点都在直线的上方.
【解】(1)函数的定义域为,求导得:.
令,解得,令,解得.
所以的单调递减区间为,单调递增区间为;
(2)设切点坐标为,其中,由(1)知切线斜率,
则切线方程为,
因为切线过点,代入整理得:,
过点可作两条切线,等价于关于的方程在其定义域内有两个不同的实根,
当时无意义,故,
令且,则,
当时,,则在和上单调递减;
当时,,则在单调递增.
又当且时,;当且时,,
当,且时,,.
由图知,要使有两根,需,故的取值范围是;
(3)证明:设切点为,由(2)知.
切线的方程为,要证曲线上除切点外的点都在直线上方,
即证:对恒成立.
将代入上式,即证:,
令,
当时,单调递减;
当时,单调递增.所以.
因此,当时,,即曲线上除切点外的点都在直线的上方.
(
利用导数研究恒成立问题
考点
5
)
1.(2026·山东东营·二模)已知函数,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】已知函数对恒成立,
则,
令,求导得,
单调递增,
,由单调性得,即,
令,求导得,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
在处取得极大值:,
要使恒成立,只需满足,
的取值范围是.
2.(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.
【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.
3.(2026·山东菏泽·二模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)设数列的前项和为,当时,均存在两个极值点,,且满足,证明:;
(3),,都有,求实数的最小值.
【解】(1)的定义域为,.
当时,.
所以的单调递增区间为,无单调递减区间.
(2)当时,
令
则①
且,
所以
即
由①得,化简得
(3)方法一:由题意得
①当时,,在上单调递增,所以
所以,所以
②当时,令得,且,
不妨设,则
所以当时,令得;令得
所以在上单调递增,在上单调递减.
因为,所以
所以
所以
化简得
令,所以.
令得;令得.
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以,.
因为,所以,的最小值为.
方法二:由得,化简为.
①当时,.
②当时,.
此时无论为何值,一定存在使得,
③当时,,则,
所以为保证存在满足,必须有,
所以.
令,则在上单调递增.
所以,所以.
综上所述,的最小值为.
(
利用导数证明不等式
考点
6
)
1.(2026·山东德州·二模)已知函数.
(1)求在上的最大值;
(2)证明:.
【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
.
2.(2026·山东枣庄·二模)已知.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)若有两个实数根,证明:;
(3)若方程有实根,设的最大值为,证明:.
【解】(1)因为,
所以,
切线方程为:,
即.
(2),即,
令,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,要证,即证,
因,在上单调递增,
故只需证,又,即证,
令,,
则,
当时,,所以,
所以在上单调递减,又,故,即,
得证.
(3)有实根,即有实根,的最大值为,
令,
当时,,
在上单调递减,当时,,,
所以,使得,
当时,,单调递增,当时,,单调递减,
所以的极大值为;
当时,,,
令,则,
所以在上单调递减,,
即,在上单调递减;
综上,在上单调递增,在上单调递减,
所以,所以,
因为在上单调递减,,,
所以,所以,
故.
3.(2026·山东聊城·二模)设函数,
(1)若有极值点、无零点,求的取值范围;
(2)若的图象在区间内存在两条互相垂直的切线,求的取值范围;
(3)设,若方程有两个实数根、,且,求证:,且.
【解】(1)因为,则,
当时,,此时函数在上单调递增,函数无极值点,不符合题意;
当时,由可得,由可得,
此时函数在上单调递减,在上单调递增,
则函数有极小值点,故的极小值为,
因为函数无零点,所以,即,即,解得,
综上,的取值范围为.
(2)由的图象在区间内存在两条互相垂直的切线,
可知存在、使得.
当,则,不符合题意.
当时,在上单调递增.
所以在内的值域为.
所以,由题意可得,
整理可得,解得,
因此,的取值范围为.
(3)设,则,
因为,所以.
当时,,在上单调递增,不符合题意,所以.
由,得.
设,则,所以在上单调递增.
又因,所以,
所以,所以,
所以,所以,
设,则,
因为当时,,所以在上单调递减,
又因为,所以当时,,即.
因为,所以,即,
又因,所以,所以,
又因为,,所以.
(
导数中的创新融合问题
考点
7
)
1.(2026·山东济宁·二模)已知实数,设函数.
(1)若,讨论函数的单调性;
(2)若,证明:函数有唯一极大值点,且;
(3)记函数在内的从小到大的第个极值点为,判断数列是否为等比数列,若为等比数列,求出该数列的公比;若不为等比数列,请说明理由.
【解】(1)已知,定义域.
求导: ,
因为 恒成立,符号由决定
所以,当,时,,单调递增;
当,时,,单调递减.
(2),
因为,恒成立,所以的符号完全由决定.
,
当时,,,所以,因此在上单调递减.
因为,
由零点存在定理:存在唯一,使,即,
当 时,,故,单调递增;
当 时,,故,单调递减
故为唯一极大值点.
由,可得:,利用三角恒等式:
因此:
现在只需证明:,
对不等式两边取自然对数(两边均为正),即证:
令,只需证对所有成立.
化简:,
对求导:
通分整理:
可见,,且仅当时.
因此, 在上单调递减.
,
当时, ,故恒成立
因此:恒成立,
即:
综上,函数 在内有唯一极大值点,且.
(3),
,时,即,
方程在 (0,+∞) 内的所有解为:,
按从小到大排列,第个极值点为:, .
,
设,则,由三角恒等式:,
因此:,
代入:,
,,
故数列是等比数列,公比.
2.(2026·山东青岛·二模)已知函数的定义域为.对于正实数,定义集合.
(1)若,求集合;
(2)若,且集合中有3个元素,求实数的取值范围;
(3)是否存在非常数函数,使得?若存在,写出一个符合要求的函数,并给出证明;若不存在,说明理由.
【解】(1)由题意,若,
则,
即,
所以或,
所以或,
所以或.
(2)设,
①当时,,所以,
,
所以在上无解;
②当时,,
整理得,因为,
所以在实数范围内有两个不相等的实数解为,
又因为,
所以在上最多有两个解.
③当时,,所以,
由得,
令,所以,
令即,解得,
易知在单调递增,
所以当时,单调递减,
所以当时,单调递增,
所以,
而,
此时在上最多有两个解,
为了满足集合中有3个元素,
所以在上有两解且在上有一个解,
或者在上有一个解且在上有两个解,
所以或或,
分别解得或或无解,
综上,的取值范围是或.
(3)存在.
证明:.
3.(2026·山东淄博·二模)已知函数,,a,.
(1)当时,若函数有一个零点,求b的取值范围;
(2)当,且时,令,设是从小到大的第n个极值点,证明:数列是等比数列;
(3)当且时,令,且,有唯一的正零点,证明:.
【解】(1)当时,,则,
当时,,所以函数在单调递增,此时;
所以在上无零点;
当时,令,则,当时,,
则函数在单调递减;时,,
则函数在单调递增,
由于,所以,
且当趋于时,趋于,所以在有一个零点,符合题意,
综上所述,;
(2)因为,所以
.其中.
因为,所以,根据周期性,可取,
令得,
由得,解得,
,当时,时,;
当时,时,.
因此,在正数范围内的区间与上
的符号总相反,所以是的极值点.
所以,
.
假设,则.
而,所以无实数解,这说明.
所以,为非零常数,
所以数列是等比数列.
(3),所以单调递增.
由题意可知.
易知,所以,所以.
即,也即,可得.
所以有.
故,
又易知,
根据题意可知,即,
从而有,
即,可得,进一步得,
所以,
易知,令得,
所以,
当时, ,所以,所以,
故 .
综上得.
4.(2026·山东日照·二模)已知函数定义域为.若存在,对任意,当时,都有,则称为在上的“凸点”.
(1)求函数在上的最大“凸点”;
(2)若函数在上不存在“凸点”,求的取值范围;
(3)设,且.证明:在上的“凸点”个数不小于.
【解】(1)设 ,则 ,
当或时,,单调递增;
当时, ,单调递减,
又 ,所以在 上最大值为,
所以都满足,所以函数在上最大的“凸点”为5.
(2)因为函数 在上不存在“凸点”,所以在上恒成立,,令,
则 ,
当时,恒成立,故在上单调递减,则 ,
故在上单调递减,此时,符合要求.
当时,令,则,
(i),即时,,即在上单调递增,
则,即在上单调递增,有,不符合要求,故舍去;
(ii)当,即时,恒成立,故在上单调递减,
则,故在上单调递减,此时,符合要求;
(iii)当,即时,若,,若,,
即在上单调递减,在上单调递增,
则若需恒成立,有 ,解得,因为,
且,即时,符合要求,
综上所述.
(3)若在上的“凸点”个数为0,则,符合要求;
若在上的“凸点”个数为,令在上的“凸点”分别为
其中,,,
若,则若,由,则,即,
若,由题意,,,故,
即,又,故,符合要求;
若,则, ,
由,则,
若,即,则 ,
若,由题意,,且,
又,故 ,
即,,,,
即有 ,即,
由 ,故,又,故,
即在上的“凸点”个数不小于.
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专题04 导数及其应用
7大考点概览
考点01导数的运算与几何意义
考点02利用导数研究函数的单调性及极值
考点03利用导数研究函数的最值
考点04利用导数研究函数的零点
考点05利用导数研究恒成立问题
考点06利用导数证明不等式
考点07导数中的创新融合问题
(
导数的运算与几何意义
考点1
)
1.(2026·山东淄博·二模)曲线在处的切线如图所示,则=( )
A.0 B.2 C.-2 D.-1
2.(2026·山东青岛·二模)已知直线与曲线相切,则的值为( )
A.1 B.0 C. D.
3.(2026·山东菏泽·二模)已知函数满足,则________.
4.(2026·山东淄博·二模)将曲线绕坐标原点顺时针旋转后第一次与轴相切,则________.
5.(2026·山东济宁·二模)曲线在点(0,1)处的切线方程为_________.
(
利用导数研究函数的
单调性及
极值
考点2
)
1.(2026·山东聊城·二模)函数的单调递减区间为______.
2.(2026·山东泰安·二模)实数满足,则( )
A.2025 B.2026 C.2027 D.2028
3.(2026·山东济南·二模)已知正实数满足,则( )
A. B. C. D.
4.(多选)(2026·山东淄博实验中学·二模)已知函数,则( )
A.有两个极值点 B.当且仅当
C.当时, D.若,则
5.(2026·山东历城二中·二模)已知函数在处取得极小值,则__________.
6.(2026·山东日照·二模)已知正实数a,b满足,则______________.
7.(2026·山东历城二中·二模)设函数.
(1)求的单调区间;
(2)若存在极值点,且存在,使得,证明:.附
8.(2026·山东济南·二模)已知函数.
(1)若曲线在处的切线斜率为,求;
(2)若是的极大值点,求的取值范围.
(
利用导数研究函数的最值
考点3
)
1.(2026·山东德州·二模)若存在,对任意的,都有,则当取到最大值时,的值为( )
A. B. C. D.
2.(2026·山东淄博实验中学·二模)已知函数的定义域为,,函数.对任意,曲线在点处的切线方程为
(1)求的最小值;
(2)讨论的单调性;
(3)已知,求过点且与曲线相切的直线的条数.
(
利用导数研究函数的零点
考点4
)
1.(2026·山东枣庄·二模)已知函数,则( )
A.是的极小值点 B.有三个不同零点
C.当时, D.当时,
2.(2026·山东东营·二模)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若过点可作曲线的两条切线,求的取值范围;
(3)若曲线的切线过点,其中,求证:曲线上除切点外的点都在直线的上方.
(
利用导数研究恒成立问题
考点
5
)
1.(2026·山东东营·二模)已知函数,若恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(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.
3.(2026·山东菏泽·二模)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)设数列的前项和为,当时,均存在两个极值点,,且满足,证明:;
(3),,都有,求实数的最小值.
(
利用导数证明不等式
考点
6
)
1.(2026·山东德州·二模)已知函数.
(1)求在上的最大值;
(2)证明:.
2.(2026·山东枣庄·二模)已知.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)若有两个实数根,证明:;
(3)若方程有实根,设的最大值为,证明:.
3.(2026·山东聊城·二模)设函数,
(1)若有极值点、无零点,求的取值范围;
(2)若的图象在区间内存在两条互相垂直的切线,求的取值范围;
(3)设,若方程有两个实数根、,且,求证:,且.
(
导数中的创新融合问题
考点
7
)
1.(2026·山东济宁·二模)已知实数,设函数.
(1)若,讨论函数的单调性;
(2)若,证明:函数有唯一极大值点,且;
(3)记函数在内的从小到大的第个极值点为,判断数列是否为等比数列,若为等比数列,求出该数列的公比;若不为等比数列,请说明理由.
2.(2026·山东青岛·二模)已知函数的定义域为.对于正实数,定义集合.
(1)若,求集合;
(2)若,且集合中有3个元素,求实数的取值范围;
(3)是否存在非常数函数,使得?若存在,写出一个符合要求的函数,并给出证明;若不存在,说明理由.
3.(2026·山东淄博·二模)已知函数,,a,.
(1)当时,若函数有一个零点,求b的取值范围;
(2)当,且时,令,设是从小到大的第n个极值点,证明:数列是等比数列;
(3)当且时,令,且,有唯一的正零点,证明:.
4.(2026·山东日照·二模)已知函数定义域为.若存在,对任意,当时,都有,则称为在上的“凸点”.
(1)求函数在上的最大“凸点”;
(2)若函数在上不存在“凸点”,求的取值范围;
(3)设,且.证明:在上的“凸点”个数不小于.
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