专题03 函数导数综合(期末真题汇编,江西专用)高二数学下学期北师大版
2026-05-25
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学北师大版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二章 导数及其应用 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 函数与导数 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 221 KB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | 学易优高中数学 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58027223.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦函数导数综合应用,汇集江西多地高二期末真题,覆盖六大核心考点,梯度设计适配期末复习与能力提升。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|解答题|15题|函数奇偶性、导数求切线、极值最值、不等式恒成立、零点问题、新定义|梯度设计:从基础证明(如奇函数判定)到综合应用(如零点个数讨论),贴合高考命题趋势,融入跨考点综合题(如导数与不等式证明结合)|
内容正文:
专题03 函数导数综合
高频考点概览
考点01函数的综合
考点02利用导数求切线方程和判断单调性
考点03 利用导数求函数的极值和最值
考点04 利用导数研究不等式恒成立问题
考点05 利用导数研究函数零点问题
考点06 函数新定义问题
1.(24-25高二下·江西·期末)已知函数.
考点01
函数的综合
(1)证明:是奇函数;
(2)若在区间上单调递减,求的取值范围.
2.(24-25高二下·江西赣州·期末)已知函数是定义域为的奇函数,.
(1)求的值,并判断的单调性(不需要证明);
(2)当时,恒成立,求实数k的取值范围.
3.(24-25高二下·江西南昌江西师范大学附属中学·期末)已知函数
(1)解关于x的不等式;
(2)若不等式对一切恒成立,求m的取值范围.
4.(24-25高二下·江西赣州·期末)已知,.
(1)解不等式:;
(2)若使得,,成等比数列,求实数m的取值范围.
考点02
利用导数求切线方程和判断单调性
1.(24-25高二下·江西萍乡·期末)已知函数
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在上单调递增,求实数的取值范围.
2.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)已知函数
(1)直线在处与函数相切,求实数的值;
(2)若在上单调,求实数的取值范围.
考点03
利用导数求函数的极值和最值
1.(24-25高二下·江西定南中学·期末)已知函数
(1)求函数的单调区间.
(2)求函数的极值.
3
0
0
增
极大值
减
极小值
增
2.(24-25高二下·江西宜春中学·期末)已知函数
(1)求函数的单调区间以及极值;
(2)求函数在上的最小值.
3.(24-25高二下·江西上进联考·期末)已知函数
(1)求的极值;
(2)若过点可作3条直线与的图象相切,求的取值范围.
4.(24-25高二下·江西南昌南昌中学(三经路校区)·期末)已知曲线在点处的切线的斜率为0,且当时,函数取得极值.
(1)求函数的极值;
(2)若存在,使得不等式成立,求m的取值范围.
5.(24-25高二下·江西上饶·期末)已知函数
(1)求曲线在处的切线与坐标轴围成的图形面积;
(2)求在上的单调性与最值.
6.(24-25高二下·江西吉安·期末)已知函数
(1)求的单调区间和极值;
(2)证明:.
7.(24-25高二下·江西新余·期末)已知函数,为的导函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在处取得极值,求的单调区间和最值.
考点04
利用导数研究不等式恒成立问题
1.(24-25高二下·江西新余·期末)已知函数
(1)讨论函数的单调性;
(2)设函数有两个极值点,.
(i)求实数a的取值范围;
(ii)证明:.
2.(24-25高二下·江西抚州·)已知函数
(1)若函数在处取得极值8,求函数在区间上的值域;
(2)是否存在实数,对任意的,且,有恒成立?若存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由.
3.(24-25高二下·江西南昌南昌中学(三经路校区)·期末)已知幂函数满足.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数,,且的最小值为0,求实数m的值;
(3)若函数,是否存在实数,使函数在上的值域为?若存在,求出实数n的取值范围,若不存在,请说明理由.
4.(24-25高二下·江西萍乡·期末)已知函数,,.
(1)求的极值;
(2)若恒成立,求的取值范围.
5.(24-25高二下·江西九师联盟·期末)已知定义域都为的函数与满足:是奇函数,是偶函数,.
(1)求函数与的解析式;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围.
6.(24-25高二下·江西南昌江西师范大学附属中学·期末)已知函数,()
(1)讨论的单调性;
(2)如果时,恒成立.
(ⅰ)求实数a的取值范围;
(ⅱ)若正实数、()满足,证明:.
7.(24-25高二下·江西定南中学·期末)已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)当时恒成立,求实数b的最小值.
(3)当时,方程有5个解,求m的取值范围.
考点05
利用导数研究函数零点问题
1.(24-25高二下·江西宜春丰城第九中学·期末)已知函数
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若,讨论方程的根的个数.
2.(24-25高二下·江西南昌南昌中学(三经路校区)·期末)已知函数有两个零点.
(1)求a的取值范围;
(2)设是的两个零点,证明:.
3.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若有两个零点,求实数a的取值范围;
(3)若函数,证明:.
4.(24-25高二下·江西宜春中学·期末)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)证明:时,;
(3)判断函数的零点个数.
考点06
函数新定义问题
1.(24-25高二下·江西上进联考·期末)已知定义在上的函数的导函数为,且满足,记.
(1)若,写出一个符合条件的函数,使得的值域中只有1个元素,并求出该元素;
(2)若,证明:;
(3)已知,判断是否存在,使得,若存在,求出的最小值;若不存在,请说明理由.
2.(24-25高二下·江西赣州·期末)对于函数,若存在区间,使得当时,的值域是(),则称函数为“k倍区间函数”, 为函数的一个“k倍区间”.已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数在区间上是“k倍区间函数”,求k的取值范围;
(3)判断函数在区间内是否存在“2倍区间”,并说明理由.(注:)
3.(24-25高二下·江西萍乡·期末)若函数满足:在定义域内,对任意实数,,使成立,则称为上的“函数”.
(1)判断函数是否为上的函数,并说明理由;
(2)若函数是上的函数,求实数的取值范围;
(3)已知函数是上的函数,且,,当时,都有成立,求实数的最大值.
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专题03 函数导数综合
高频考点概览
考点01函数的综合
考点02利用导数求切线方程和判断单调性
考点03 利用导数求函数的极值和最值
考点04 利用导数研究不等式恒成立问题
考点05 利用导数研究函数零点问题
考点06 函数新定义问题
1.(24-25高二下·江西·期末)已知函数.
考点01
函数的综合
(1)证明:是奇函数;
(2)若在区间上单调递减,求的取值范围.
【详解】(1)证明:由题得,
故,则的定义域为,关于原点对称,
又因为,
所以是奇函数.
(2)因为,
当时,单调递减,且在定义域上为增函数,
故在区间上单调递减,
同理可得在区间上单调递减.
因为在区间上单调递减,
所以或,解得或,
所以的取值范围是.
2.(24-25高二下·江西赣州·期末)已知函数是定义域为的奇函数,.
(1)求的值,并判断的单调性(不需要证明);
(2)当时,恒成立,求实数k的取值范围.
【详解】(1)因为函数是定义域为的奇函数,
所以,得,
又,即,得,
则,经检验符合题意.
又,所以是减函数.
(2)由在时恒成立,
因为是单调递减的奇函数.
所以,即在时恒成立,
所以,
又,当且仅当时等号成立
所以.
3.(24-25高二下·江西南昌江西师范大学附属中学·期末)已知函数
(1)解关于x的不等式;
(2)若不等式对一切恒成立,求m的取值范围.
【详解】(1),即,
当时,即,解集为;
当时,
当,即时,,
因为,所以解集为或.
当,即时,,
因为,所以解集为.
综上所述:当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为或.
(2),即,
因为恒成立,所以,
设,则,
所以,
因为,当且仅当时取等号,所以,当且仅当时取等号,
所以当时,.即.
4.(24-25高二下·江西赣州·期末)已知,.
(1)解不等式:;
(2)若使得,,成等比数列,求实数m的取值范围.
【详解】(1),即,
所以,
由单调性知,
解不等式,即,得,
所以,又因为,
所以原不等式的解集为;
(2)因为是与的等比中项,
所以,代入得,
即,
则.
因为,所以,
设,由辅助角公式得,
所以且
所以,即.
考点02
利用导数求切线方程和判断单调性
1.(24-25高二下·江西萍乡·期末)已知函数
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在上单调递增,求实数的取值范围.
【详解】(1)当时,,则,
则,,即切线斜率为0,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2),
若在上单调递增,则在上恒成立,
即,,
令,,
当时,,单调递增,
故当时,取得极小值,也是最小值,且,
所以实数的取值范围为.
2.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)已知函数
(1)直线在处与函数相切,求实数的值;
(2)若在上单调,求实数的取值范围.
【详解】(1)解:因为函数,所以.
所以.
所以函数在处的切线的斜率为.
由题可知:就是函数在处的切线方程.所以,所以
又切线过点,所以即所以
所以
(2)解:因为在上单调,或在上恒成立.
因为,且恒成立,所以或在上恒成立,
所以或在上恒成立.所以或.
所以的取值范围是:
考点03
利用导数求函数的极值和最值
1.(24-25高二下·江西定南中学·期末)已知函数
(1)求函数的单调区间.
(2)求函数的极值.
【详解】(1)因为,
则,
令,可得或,列表如下:
3
0
0
增
极大值
减
极小值
增
所以,函数的增区间为和,减区间为;
(2)由(1)可知,
函数的极大值为,
极小值为.
2.(24-25高二下·江西宜春中学·期末)已知函数
(1)求函数的单调区间以及极值;
(2)求函数在上的最小值.
【详解】(1)函数的定义域是.
又,令,得,令,得,
故函数的单调递增区间为,单调递减区间为,
所以函数的极大值为,无极小值.
(2)由(1)可知,在上单调递增,在上单调递减,
所以在上的最小值为.
因为,所以,
所以函数在上的最小值为1.
3.(24-25高二下·江西上进联考·期末)已知函数
(1)求的极值;
(2)若过点可作3条直线与的图象相切,求的取值范围.
【详解】(1)因为,所以.
令,得或,
则当时,单调递增;
当时,单调递减;
当时,,单调递增,
所以当时,取得极大值,且,当时,取得极小值,且,
所以的极大值为,极小值为0.
(2)设过点的直线与的图象切于点,切线斜率,
则该切线的方程为,
把代入方程并整理得,
由过点可作3条直线与的图象相切,
则关于的方程有3个不同实根,
设,
则,
令,得或,
所以,
所以或且,
所以的取值范围是.
4.(24-25高二下·江西南昌南昌中学(三经路校区)·期末)已知曲线在点处的切线的斜率为0,且当时,函数取得极值.
(1)求函数的极值;
(2)若存在,使得不等式成立,求m的取值范围.
【详解】(1)由题得:,结合题意可得:
,解得,
可得:,.
当,,所以在上单调递增,
当,,所以在上单调递减,
当,,所以在上单调递增,
所以当时,函数取得极大值,
当时,函数取得极小值,
故函数取得极大值为,极小值为
(2)由(1)可知在上单调递增,在上单调递减,
又因为,所以在时有最小值,
所以要使不等式能成立,则.所以
故取值范围是.
5.(24-25高二下·江西上饶·期末)已知函数
(1)求曲线在处的切线与坐标轴围成的图形面积;
(2)求在上的单调性与最值.
【详解】(1)因为,所以,所以,
解得,而,
所以曲线在处的切线为,
令,解得,令,解得,
故所求为;
(2)由(1)可知,设,
求导得,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
而,
注意到,
所以在上的最小值为,最大值为.
6.(24-25高二下·江西吉安·期末)已知函数
(1)求的单调区间和极值;
(2)证明:.
【详解】(1),
令,解得,令,解得,
故在的单调增区间为,单调减区间为
由此可得在处取得极大值,无极小值
(2)要证明,只需证明,即证明
令,则,
令,得,且当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减.
故在处取最大值,即,
所以,故.
7.(24-25高二下·江西新余·期末)已知函数,为的导函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在处取得极值,求的单调区间和最值.
【详解】(1)当时,,
则,则,又,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)由,,则,
所以,
则,
因为函数在处取得极值,
所以,解得,
此时,
则,
令,得;令,得,
所以函数在上单调递减,在上单调递增,
则时,函数取得极小值,满足题意,即,
则函数的单调递减区间为,单调递增区间为,
当时,函数取得最小值,无最大值.
考点04
利用导数研究不等式恒成立问题
1.(24-25高二下·江西新余·期末)已知函数
(1)讨论函数的单调性;
(2)设函数有两个极值点,.
(i)求实数a的取值范围;
(ii)证明:.
【详解】(1)由定义域为,且,
令得,或,
①当时,,,单调递增,
,,单调递减,
,,单调递增,
②当时,,在单调递增,
③当时,,,单调递增,
,,单调递减,
,,单调递增,
综上:
当时,的单调递增区间为、,的单调递减区间为;
当时,的单调递增区间为;
当时,的单调递增区间为、,的单调递减区间为.
(2)(i)由已知,,则,
函数有两个极值点,,即在上有两个不等实根,
令,只需,故,
(ii)由(i)知,,,且,
,
要证,即证,只需证,
令,,则,
因为恒成立,所以在上单调递减,
又,,
由零点存在性定理得,使得,即,
所以时,,单调递增,
时,,单调递减,
则 ,
∵在上显然单调递增,
∴,
∴,即,得证.
2.(24-25高二下·江西抚州·)已知函数
(1)若函数在处取得极值8,求函数在区间上的值域;
(2)是否存在实数,对任意的,且,有恒成立?若存在,求出的取值范围;若不存在,说明理由.
【详解】(1)对函数求导得,
则有,,
解得或,对应的或.
当时,,
此时函数在定义域上单调递增,没有极值,所以不合题意.
当时,,
当时,或;当时,.
所以函数在,上单调递增,在上单调递减.
且,所以在处取得极值,所以满足题意.
在区间上,函数在上单调递增,在上单调递减.
此时函数的最大值为,而.
所以函数在区间上的值域为.
(2)对任意,且,有恒成立,
若,则有恒成立;,则有恒成立;
令,则在上单调递增,所以恒成立.
因为,所以在恒成立,
当时,,
所以在恒成立,所以.
所以存在实数,对任意,且,有恒成立,此时.
3.(24-25高二下·江西南昌南昌中学(三经路校区)·期末)已知幂函数满足.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数,,且的最小值为0,求实数m的值;
(3)若函数,是否存在实数,使函数在上的值域为?若存在,求出实数n的取值范围,若不存在,请说明理由.
【详解】(1)∵是幂函数,∴得,解得:或,
当时,,不满足,
当时,,满足,
∴故得,函数的解析式为;
(2)由函数,即,令,
∵,∴,记,其对称轴在,
①当,即时,则,
解得:,此时满足,保留;
②当时,即,
则,解得:,此时不满足,舍去;
③当时,即时,
则,解得:,此时不满足,舍去;
综上所述,存在使得的最小值为0;
(3)由函数在定义域内为单调递减函数,
若存在实数,使函数在上的值域为,
则,
由两式相减可得:
,
所以有,代入可得:
,令,
因为,,
即,,
所以,即,则,
而.故得实数的取值范围.
4.(24-25高二下·江西萍乡·期末)已知函数,,.
(1)求的极值;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【详解】(1)由题,
令得,
且时,;时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,有极小值为.
故极小值为,无极大值.
(2)由恒成立,
令,,则,
令,,则,所以在上单调递增,
又,,所以,使得,即,且,则,
当时,;当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
故,
因为恒成立,即,即.
所以的取值范围为.
5.(24-25高二下·江西九师联盟·期末)已知定义域都为的函数与满足:是奇函数,是偶函数,.
(1)求函数与的解析式;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围.
【详解】(1)因为,是奇函数,是偶函数,
则,可得,
联立方程,解得,.
(2)因为,即,
又因为,令,则,
可得,整理可得,
原题意等价于在上恒成立,
又因为,当且仅当,即时,等号成立,
可得,即,
所以实数的取值范围为.
6.(24-25高二下·江西南昌江西师范大学附属中学·期末)已知函数,()
(1)讨论的单调性;
(2)如果时,恒成立.
(ⅰ)求实数a的取值范围;
(ⅱ)若正实数、()满足,证明:.
【详解】(1)依题意可得的定义域为,
由,
当时,恒成立,此时在上单调递增;
当时,,
令,则,
则令时,得和,
此时在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
综上,
当时,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.
(2)(ⅰ)根据(1)当时,在上单调递增,且,
所以时,恒成立;
当时,,
则时,成立,
此时在上单调递减,
所以当时,,
所以时,不恒成立.
综上,实数a的取值范围为.
(ⅱ)证明:不妨设,
根据(ⅰ),且、满足,得,
由在上单调递增,
则,
又,
所以只要证明,即证明即可.
设,
则,
所以在上单调递增,
又,所以当时,成立,
即当时,成立,
即成立,
即成立.
7.(24-25高二下·江西定南中学·期末)已知函数
(1)讨论的单调性;
(2)当时恒成立,求实数b的最小值.
(3)当时,方程有5个解,求m的取值范围.
【详解】(1)函数的定义域为,求导得,
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,由,得或;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,恒成立,函数在上单调递增;
当时,由,得或;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,函数在上单调递增,在上单调递减;
当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)知当时,函数在上单调递增,在上单调递减,
则,
依题意,,即恒成立,
令函数,求导得,
当时,,当时,,
所以函数在上递增,在上递减,
即,因此,
所以的最小值为.
(3)由方程,
所以或
当时,由,得或;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,
因为,所以,,
当时,,
当时,,
则当时,由上可得此时方程有两个解,
为了使得方程有5个解,
则,解得.
考点05
利用导数研究函数零点问题
1.(24-25高二下·江西宜春丰城第九中学·期末)已知函数
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若,讨论方程的根的个数.
【详解】(1)的定义域为,则,
因,由,解得,
①当时,恒成立,
所以的无递增区间,递减区间为;
②当时,,
令,得;令,得,
所以的递增区间为,递减区间为;
③当时,,
令,得;令,得,
所以的递增区间为,递减区间为;
综上所述,
当时,无递增区间,递减区间为;
当时,的递增区间为,递减区间为;
当时,的递增区间为,递减区间为;
(2)由题设,
令,则,即在上单调递增,
故上式中满足,则有,可得,
令,则,由解得.
当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减,
当时,且,当时,,
故.
结合图象,可知,
当时,方程有0个实根;
当或时,方程有1个实根;
当时,方程有2个实根.
2.(24-25高二下·江西南昌南昌中学(三经路校区)·期末)已知函数有两个零点.
(1)求a的取值范围;
(2)设是的两个零点,证明:.
【详解】(1)解:由,得,
设,则,,
因为,所以当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增.
又因为,所以,
,
,
所以a的取值范围是.
(2)证明:不妨设,
由(1)知,则,,,
又在上单调递增,
所以等价于,即.
设,
则.
设,则,
设,则,当时,,单调递减,
当时,,单调递增,又因为,,,
所以存在,使得,当时,,即,
当时,,即,
所以在上单调递减,在上单调递增.
又因为,,
所以当时,,当时,,
所以当时,,单调递减,
因为,所以,
所以,即原命题得证.
3.(24-25高二下·江西九江第一中学·期末)已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若有两个零点,求实数a的取值范围;
(3)若函数,证明:.
【详解】(1)由题意,,,
在中,,
①当时,,函数在单调递减,
②当时,令,解得,
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增,
∴当时,函数在上单调递减,
当时,函数在上单调递减,在上单调递增.
(2)由题意及(1)得,,,
在中,,
∵有两个零点,
∴,函数在上单调递减,在上单调递增,
当时,取得最小值,最小值为.
∵当时,;时,,
∴要函数有两个零点,当且仅当.
在中,,
∴函数在单调递增.
∵,
∴当时,,
∴a的取值范围是.
(3)由题意,(1)及(2)证明如下,,,
在中,,
在中,
,,
∵为指数函数单调递增,为反比例函数单调递减,
∴在上单调递增,
又,,
∴存在使得,即,即,即,
∴在上单调递减,在上单调递增,
∴,
因为对勾函数函数在上单调递增,
所以,
所以.
4.(24-25高二下·江西宜春中学·期末)已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)证明:时,;
(3)判断函数的零点个数.
【详解】(1)函数,求导得,
则,而,
所以所求切线方程为,即.
(2)不等式,
令函数,即,
而,求导得
,则函数在上单调递增,,
所以.
(3)函数的零点个数,即方程根的个数,
而时,方程不成立,则原函数零点个数即为方程根的个数,
令,原函数零点个数即为函数的零点个数,
当时,,而,则,
因此函数在时无零点;
当时,,函数在上单调递增,
,因此函数在时只有一个零点0;
当时,令,求导得,
显然函数在上单调递增,而,,
则存在使得,当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,又,
则存在,使得,当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,
而,因此函数在上只有一个零点;
当时,,即,
因此函数在时无零点,
所以函数有2个零点,即函数的零点个数为2.
考点06
函数新定义问题
1.(24-25高二下·江西上进联考·期末)已知定义在上的函数的导函数为,且满足,记.
(1)若,写出一个符合条件的函数,使得的值域中只有1个元素,并求出该元素;
(2)若,证明:;
(3)已知,判断是否存在,使得,若存在,求出的最小值;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)取,则,
则,
故的值域中只有1个元素3.(答案不唯一)
(2)因为,
所以,
设,则,
所以在区间上单调递减,
因为,
所以存在,使得,即,
当时, 在上单调递增,
当时, 在上单调递减,
所以.
(3),因为,,所以不可能小于1,
下面证明的最小值为1:
因为,所以,
当时,,
所以,即,
即,
设,
则,
则在区间上单调递增,
所以,
所以存在,使得,且的最小值为1.
2.(24-25高二下·江西赣州·期末)对于函数,若存在区间,使得当时,的值域是(),则称函数为“k倍区间函数”, 为函数的一个“k倍区间”.已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)若函数在区间上是“k倍区间函数”,求k的取值范围;
(3)判断函数在区间内是否存在“2倍区间”,并说明理由.(注:)
【详解】(1)由求导得,
令,求导得恒成立,即在上单调递增.
又,故当时,,即,即的单调递减区间是;
当时,,即,即的单调递增区间是.
(2),因为在区间上是“k倍区间函数”,
则存在区间,使得的值域是().
因,当时,,则在上单调递增,
则,即方程在上有两个不同的根,
即在上有两个不同的根,
令,求导得,
则在单调递减,在单调递增,在处取得极小值
当时,,当,.
要使与在上有两个不同的交点,需使,解得,
即k的取值范围是;
(3)假设函数在区间内存在“2倍区间”.
因为在上单调递增,所以,即.
令,则在至少有两个实根,
,令,,所以在单调递增.
,,
所以存在唯一的,使得,即,则
当时,有,即,所以在上单调递减;
当时,有,即,所以在上单调递增.
所以在处取得极小值,
因函数在单调递减,且,
故,
即在上没有实根,
所以函数在区间内不存在“2倍区间”.
3.(24-25高二下·江西萍乡·期末)若函数满足:在定义域内,对任意实数,,使成立,则称为上的“函数”.
(1)判断函数是否为上的函数,并说明理由;
(2)若函数是上的函数,求实数的取值范围;
(3)已知函数是上的函数,且,,当时,都有成立,求实数的最大值.
【详解】(1)因为,
因为时,,所以是上的函数.
(2)由题知,在上恒成立,
则,令,,
则,
当时,;当时,,
则在上单调递增,在上单调递减,
所以,
所以实数的取值范围为.
(3)因为对上恒成立,
所以,
当时,得,
又,当且仅当时取等号;
且当时,单调递减,
所以当时,有最大值,即,
当时,恒成立;
当时,,
又,当且仅当时取等号,
又时,单调递减,
所以当时,有最小值,即,
综上得,
不妨设,则,即,
令,则,使函数在上单调递增,.
则,即,即,对成立,即,
所以实数的最大值为6.
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