专题五:利用导数研究函数的单调性与极值(7考点12考法)期末专项训练-2025-2026学年高二下学期数学人教A版选择性必修第二册
2026-06-01
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学人教A版选择性必修第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 5.3.1函数的单调性,5.3.2 函数的极值与最大(小)值 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 502 KB |
| 发布时间 | 2026-06-01 |
| 更新时间 | 2026-06-01 |
| 作者 | 数海匠心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58138000.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
专题五“利用导数研究函数的单调性与极值”以导数应用为主线,构建从基础概念到综合应用的递进训练体系,强化逻辑推理与数学建模素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|判断单调性|考法1-3(1-11题)|选择/填空/解答,含参数讨论与单调性应用|从导数与单调性关系(基础)到含参数讨论(深化)再到比较大小/解不等式(应用)|
|极值与最值|考点3-4(17-32题)|选择/多选/解答,极值点存在性与开闭区间最值|从极值定义(概念)到存在性讨论(推理)再到最值求解(应用)|
|综合应用|考点5-7(33-39题)|含参数极值/零点问题,解答题为主|从已知极值/最值求参数(逆向思维)到导数几何意义(工具)再到零点问题(综合)|
内容正文:
专题五:利用导数研究函数的单调性与极值(解析卷)
考点1:利用导数判断函数的单调性 2
考法1:利用导数求函数的单调区间 2
考法2:判断含参数函数的单调性 5
考法3:利用函数的单调性比较大小或解不等式 6
考点2:已知单调性求参数取值范围 7
考法4:已知单调区间求参数取值范围 7
考法5:已知函数在区间上单调求参数范围 8
考点3:利用导数求函数的极值 9
考法6:求函数的极值点和极值 9
考法7:极值点存在性讨论 12
考点4:利用导数求函数的最值 13
考法8:求函数在闭区间上的最值 13
考法9:求函数在开区间上的最值 15
考点5:已知极值或最值求参数 18
考法10:已知极值点求参数值 18
考点6:导数的几何意义 19
考法11:求曲线在某点处的切线方程 19
考点7:利用导数研究函数的零点 20
考法12:已知函数零点个数求参数范围 20
1
2
3
4
5
D
C
AD
6
7
8
9
10
见解析
当 时,在 上单调递减;当 时,在 上单调递减,在 上单调递增
当 时,在 上单调递减;当 时,在 上单调递减,在 上单调递增
A
C
11
12
13
14
15
C
B
16
17
18
19
20
D
C
BCD
BCD
21
22
23
24
25
A
存在极小值点 ,无极大值点
D
26
27
28
29
30
见详解
D
AD
31
32
33
34
35
(1),证明见解析 (2) (3),
A
ACD
36
37
38
39
A
考点1:利用导数判断函数的单调性
考法1:利用导数求函数的单调区间
1.(单选)
【答案】D
【解析】由题得 ,
对于A,当 时 ,,当 时 ,,所以函数在 上单调递减,在 上单调递增,故A不符合;
对于B,当 时 ,,当 时 ,,所以函数在 上单调递增,在 上单调递减,故B不符合;
对于C,当 时 ,,所以函数在 上单调递减,故C不符合;
对于D,当 时 ,,所以函数在 上单调递增,故D符合.
【点拨】判断三角函数的单调性时,求导后需结合三角函数在各象限的符号准确判断导数的正负,注意区间的划分.
2.(单选)
【答案】C
【解析】函数 的定义域为 ,
,
令 ,解得 或 (舍去),
当 时,,当 时,,
所以函数 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以函数 的极小值点为 ,无极大值点.
由题意,极值点在区间 内,且该区间必须在定义域 内,
所以 ,解得 .
故实数 的取值范围是 .
【点拨】已知极值点所在区间求参数范围时,首先要通过导数求出确切的极值点,然后将极值点代入区间不等式中求解,同时务必注意区间必须在函数的定义域内,这是易错点.
3.(多选)
【答案】AD
【解析】对于A,当 时,,,由于 是奇函数,所以 ,故A正确;
对于B,当 时,,当 时,,所以B错误;
对于C,当 时,令 得 .因为 是奇函数,所以 ,且 ,所以函数有3个零点:,故C错误;
对于D,当 时,,在 上 , 单调递减.因为 是奇函数,其单调性在对称区间上相同,所以在 上也单调递减,故D正确.
【点拨】处理分段函数或奇偶函数的单调性与零点问题时,通常先研究已知解析式的一侧(如 ),再利用奇偶性的对称特征(奇函数关于原点对称,单调性一致)推广到另一侧.
4.(填空)
【答案】
【解析】由题意知,函数 的定义域为 ,
,
令 ,即 ,解得 ,
所以函数 的单调递增区间是 .
【点拨】求对数型函数的单调区间时,第一步必须先确定函数的定义域,然后在定义域内解导数不等式.
5.(填空)
【答案】
【解析】由图象可知,
当 时,,且 单调递增,,此时 ;
当 时,,且 单调递增,,此时 ;
当 时,,且 单调递减,,此时 ;
当 时,,且 单调递减,,此时 .
综上所述, 的解集为 .
【点拨】分式不等式 等价于 与 同号.结合图象,分别在原函数值为正和为负的区间内观察其增减性即可快速求解.
6.(解答)
【答案】见解析
【解析】证明:由题意得 …………………………………… 1 分
则 ……………………………………………………………… 3 分
令 ,则 ……………………………… 5 分
令 ,解得 ……………………………………………………… 6 分
当 时,, 单调递减;
当 时,, 单调递增 …………………………… 8 分
所以 ………………………… 10 分
即 在 上恒成立 ……………………………………………………… 11 分
所以 在 上单调递增 ……………………………………………………… 13 分
【点拨】当一次求导后导函数的符号仍不易判断时,可构造新函数(即求二阶导数),通过求导函数的最小值来证明导函数恒大于0,从而得出原函数的单调性.
7.(解答)
【答案】当 时,在 上单调递减;当 时,在 上单调递减,在 上单调递增
【解析】解:(2) 函数的定义域为 ………………………………………… 1 分
………… 4 分
当 时,,又 ,所以 ………………………… 6 分
此时函数 在 上单调递减 ………………………………………… 8 分
当 时,令 ,解得 ………………………………………… 10 分
当 时,,函数 单调递减;
当 时,,函数 单调递增 ……………………… 12 分
综上所述,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 …… 15 分
【点拨】含参函数的单调性讨论,关键在于对导函数分子因式分解后,根据参数的符号分类讨论零点的存在性及大小关系.
考法2:判断含参数函数的单调性
8.(解答)
【答案】当 时,在 上单调递减;当 时,在 上单调递减,在 上单调递增
【解析】解:(2) 依题意, 的定义域为 ……………………………… 1 分
…………………………………………………… 2 分
…… 5 分
因为 ,所以 ……………………………………………………… 6 分
当 时,, ………………………………………… 8 分
所以 在 上单调递减 ……………………………………………… 10 分
当 时,令 ,解得 ……………………………………… 12 分
当 时,, 单调递减;
当 时,, 单调递增 ………………………… 14 分
综上所述,当 时, 在 上单调递减;
当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增 …… 15 分
【点拨】对数与多项式组合的函数求导后,通分并进行十字相乘因式分解是标准动作.讨论时以导数零点是否在定义域内为分类标准.
考法3:利用函数的单调性比较大小或解不等式
9.(单选)
【答案】A
【解析】因为 ,所以 .
令函数 ,则 .
因为 ,所以 是定义在 上的增函数,
所以 ,即 ,
从而 .
故选: A.
【点拨】遇到结构对称的不等式,优先考虑同构法.将不等式转化为 的形式,再利用导数判断 的单调性,从而脱去函数符号比较自变量的大小.
10.(单选)
【答案】C
【解析】由 ,显然 ,
变形得 ,即 ,
令 ,则 在 上单调递增,
所以 ,即 ,所以 .
由 ,显然 ,即 ,
变形得 ,即 ,
即 ,
所以 ,即 ,
所以 .
令 ,则 在 上单调递增,
因为 ,,所以 ,即 .
因为 ,,
所以 .
对于A,,故A错误;
对于B,,因为 ,所以 ,所以 ,故B错误;
对于C,,
因为 ,所以 ,故C正确;
对于D,,故D错误.
故选: C.
【点拨】处理复杂的超越方程,核心在于“同构”.通过代数变形凑出 的形式,结合单调性得出 ,再利用隐零点定理估算根的范围.
11.(解答)
【答案】
【解析】解:(2) 易知 ,所以 在 上单调递增 …… 8 分
又 ,所以 为奇函数 …………………………… 9 分
不等式 可化为 … 10 分
因为 在 上单调递增,
所以 ,即 对任意的 恒成立 ……… 11 分
①当 时, 恒成立,符合题意;……………………………………… 12 分
②当 时,需满足 ………………… 14 分
解得 …………………………………………………………………… 15 分
综上所述,实数 的取值范围为 ………………………………………… 16 分
【点拨】利用函数的奇偶性与单调性解抽象不等式,关键是将不等式转化为 的形式,再利用单调性脱去函数符号,转化为代数不等式恒成立问题.
考点2:已知单调性求参数取值范围
考法4:已知单调区间求参数取值范围
12.(单选)
【答案】C
【解析】由题意知, 的定义域为 ,
,
因为 在 内存在单调递减区间,
所以 在 内有解,
即 在 内有解,
所以 ,
令 ,
当 时,,
要使 有解,只需 即可,所以 .
故选:C.
【点拨】“存在单调递减区间”等价于“导数小于0有解”,利用分离参数法转化为求函数的最值问题,即 .
13.(解答)
【答案】
【解析】解:(1) 因为 ,则 …………………… 1 分
由题意知 在区间 内恒成立,
所以 在区间 内恒成立 …………………………………… 2 分
令 ,,因为 在区间 内单调递减 …… 4 分
所以 ,所以 ………………………………………… 6 分
即实数 的取值范围为 ……………………………………………… 7 分
【点拨】已知函数在某区间单调递增,等价于导函数在该区间上恒大于等于0.采用分离参数法,转化为求新函数的最大值是通性通法.
考法5:已知函数在区间上单调求参数范围
14.(单选)
【答案】B
【解析】因为函数 在 上单调递增,
所以必须满足各分段部分单调递增,且在分界点处左侧的极限值小于等于右侧的函数值,
即 ,
解得 .
故选:B.
【点拨】分段函数在整个定义域上单调,除了要求各段自身单调外,还必须保证在分界点处满足单调性的衔接条件(即左端点值小于等于右端点值).
15.(填空)
【答案】
【解析】由 ,
得 ,
因为函数 在区间 上单调递增,
所以 在区间 上恒成立,
即 在区间 上恒成立,
又 ,所以 ,即 ,
因为 在区间 上单调递减,
所以当 时,,
所以 ,即实数 的取值范围是 .
【点拨】指数型函数求导后提取 ,由于 ,单调性完全由剩余多项式的符号决定.结合区间特点分离参数求最值即可.
16.(解答)
【答案】
【解析】解:(2) 由题意知, ……………………………… 8 分
因为 在区间 上存在单调递减区间,
所以 在 上有解 ……………………………………………… 10 分
即 在 上有解 ………………………………………… 12 分
设 ,,
则 …………………………………………………………… 14 分
所以 在 上单调递增,
所以 ,
所以 ……………………………………………………………………… 16 分
即实数 的取值范围为 …………………………………………… 17 分
【点拨】“存在单调递减区间”转化为“导数小于0有解”,分离参数后求新函数的值域,注意开区间无最小值时利用极限或单调性求边界.
考点3:利用导数求函数的极值
考法6:求函数的极值点和极值
17.(单选)
【答案】D
【解析】由 ,
则 ,
令 ,得 或 .
结合 的图象可知,函数 在 上的极值点共有8个.
则 ; ; ; 互为相反数,因 ,
则 ,,又注意到 ,
则 .
故选:D.
【点拨】对于含有三角函数的极值点求和问题,不必求出具体的极值点,利用三角函数的对称性将极值点配对相加,可使奇函数部分抵消为0.
18.(单选)
【答案】C
【解析】因为 ,
所以 ,
所以 ,
令 ,则 ,
因为0是 的极小值点,
所以在 的左侧,,在 的右侧,,
所以 ,解得 ,即 取值范围是 .
故选:C.
【点拨】已知某点为极小值点,则该点处导数为0,且导函数在该点附近“左负右正”.通过对导函数再次求导判断导函数的单调性是破题关键.
19.(多选)
【答案】BCD
【解析】对于A:当 时,,,,令 得 ,,所以对称中心为 ,故A错误.
对于B:,若 在 上递增,则 恒成立,即 ,解得 ,故B正确.
对于C:,令 得 ,当 时,;当 时,,所以函数图像过定点 和 ,故C正确.
对于D:,令 得 或 .
因为 有极大值和极小值,所以 .
极大值与极小值互为相反数,即 ,
,
化简得 ,即 .
设 ,因为 ,
,,,所以 ,故D正确.
故选:BCD.
【点拨】三次函数的对称中心横坐标为二阶导数的零点;极值互为相反数即极值之和为0,代入极值点化简求解即可.
20.(多选)
【答案】BCD
【解析】对于A,,它是二次函数,没有拐点,故A错误.
对于B,.
又 .
若 ,则 ,解得 ,故B正确.
对于C,若 且有极值,则 .
又 ,故C正确.
对于D,若 ,则 ,.
极值点为0和2,极大值为 ,极小值为 .
有三个零点,则 且 ,即 且 .
又 ,代入得 ,故D正确.
故选:BCD.
【点拨】理解新定义“拐点”的本质是二阶导数为0的点,结合三次函数极值点与零点的关系,利用韦达定理和判别式进行转化.
21.(填空)
【答案】
【解析】易得 ,设 ,
令 ,得 或 ,
由 ,得 ,则在同一坐标系中函数 的图象和直线 有两个不同的公共点.
(1) 当 时,注意到,当 时,直线 是曲线 的一条切线,故 ,
此时 ,
由图可知 ,且在 附近 左正右负, 左正右负, 是极大值点,不符合题意;
(2) 当 时,注意到,当 时,直线 是曲线 的一条切线,故 ,
此时 ,,从而在0附近, 左正右负,0是极大值点;
由图可知,,且在 附近 左负右正, 左正右负, 是极大值点;
,且在 附近 左正右负, 左负右正, 是极小值点;符合题意;
所以实数 的取值范围是 .
【点拨】处理导数方程的超越根,可转化为两函数图象的交点问题.通过数形结合判断交点附近的符号变化,进而确定极值点的性质.
22.(解答)
【答案】
【解析】解:(1) 的定义域为 , …………………… 1 分
若 ,恒有 , 单调递增,没有最小值,不符合题意 …………… 2 分
若 ,令 ,解得 .
当 时,, 单调递减;
当 时,, 单调递增 ……………………………………… 3 分
故 在 处取得极小值,也是最小值 ……………………………………… 5 分
所以 ,解得 ………………………………………………… 7 分
【点拨】已知函数的最值求参数,先通过求导确定函数的单调性及最值点(通常含参),再将最值点代入原函数建立关于参数的方程.
考法7:极值点存在性讨论
23.(单选)
【答案】A
【解析】函数的定义域为 ,
,
因为函数 有两个极值点,
所以 在 上有两个变号零点,
即 在 上有两个不相等的实数根.
当 时,抛物线开口向下,,所以一根小于-1,一根大于-1.在 内只有一个根,不能有两个极值点.
当 时,抛物线开口向上,,对称轴 ,所以两根都在 内.
此时只需 或 .
所以 .
故选:A.
【点拨】函数有两个极值点等价于导函数有两个变号零点.转化为二次方程根的分布问题,结合开口方向、对称轴、端点函数值及判别式综合求解.
24.(解答)
【答案】存在极小值点 ,无极大值点
【解析】解:(2) , …………………………… 5 分
当 时,,, 单调递增,无极值 …………… 6 分
当 时,,令 得 .
当 时,, 单调递增;
当 时,, 单调递减;
当 时,, 单调递增 ……………………… 7 分
所以 存在极大值点 ,极小值点 ……… 8 分
【点拨】判断极值点的存在性,本质是讨论导函数的变号零点.对二次型导函数,依据判别式 的符号分类讨论即可.
考点4:利用导数求函数的最值
考法8:求函数在闭区间上的最值
25.(单选)
【答案】D
【解析】根据题意可知 ,则 ( 为常数),
① ,根据二次函数的最值可知当销量 件时,总收益最大,①正确;
②若销量为800件时,总收益为 ,
所以 ,解得 ,
则当销量增加400件,即 件,总收益
,②正确;
③当销量从500件增加到501件时,
,
总收益改变量的近似值为500.③正确.
故选:D.
【点拨】边际收益是收益函数的导数,通过积分(或逆向求导)可恢复原函数,再利用二次函数的性质判断最值及对称性.
26.(填空)
【答案】
【解析】由题意应为 ,
.
令 ,得 或 .
当 时,.
.
当 时, 取得最小值,
.
【点拨】三角函数求最值,通常先求导,利用二倍角公式化简为同名三角函数,解出驻点后代入原函数比较大小.
27.(解答)
【答案】
【解析】解:(2) 依题意 ………… 11 分
又 , …………………… 13 分
在 上单调递增,
……………………………… 15 分
【点拨】先根据独立重复试验概率公式列出函数解析式,再利用导数求出函数在指定闭区间上的单调性,进而求得最值.
28.(解答)
【答案】(1)当 时,;(2)当 时,;(3)当 时,;(4)当 时,;(5)当 时,
【解析】解:(3) ,
当 时,,
故 ……………………… 8 分
同理,当 时,,
(i) ,
(ii) …………………… 12 分
当 时,,
(i) ,
(ii) ……………… 16 分
综上所述:
(1) 当 时,;
(2) 当 时,;
(3) 当 时,;
(4) 当 时,;
(5) 当 时, ……………………… 17 分
【点拨】含绝对值的二次函数在闭区间上的最值问题,需根据对称轴、区间端点以及绝对值零点的位置关系进行详细的分类讨论.
考法9:求函数在开区间上的最值
29.(单选)
【答案】D
【解析】因为 ,且
则 ,
即命题 :, 为假命题,
所以 :,,且 为真命题.
故选:D.
【点拨】处理新定义运算,先严格代入定义化简函数解析式,再利用指数函数的性质求出函数的值域,最后根据全称命题与特称命题的否定关系进行判断.
30.(多选)
【答案】AD
【解析】对于A,若 ,则 ,,,
为奇函数,故A正确;
对于B,若 ,,,
当且仅当 时等号成立,即最小值为4,无最大值,故B错误;
对于C,若 ,则 ,,
当 时,,当且仅当 ,即 时等号成立,
所以 无最小值,故C错误;
对于D,若 为奇函数,则 ,所以 ,
若 ,使得 成立,
则 ,
若 ,则 ,
则 ,即 能成立,
因为 ,
当且仅当 ,即 时等号成立,
所以 ,即 的最小值为 ,故D正确.
故选:AD.
【点拨】处理存在性问题,分离参数后转化为求新函数的最小值.利用基本不等式求最值时,务必注意验证等号成立的条件.
31.(解答)
【答案】
【解析】解:(2) 对 求导得 …… 6 分
设 ,在 单调递增.
因为函数 存在极小值点 ,所以 在 存在零点 ,即
, ………………………………………… 8 分
此时 ,即
……………………………………………………… 10 分
设 ,对其求导得 .
令 ,即 ,解得 .
当 , 单调递增;当 , 单调递减 …… 12 分
又 ,当 ,;当 ,.
所以 ……………………………………………………………… 14 分
又 在 上单调递增,所以 ……………………… 15 分
【点拨】极值点通常是导函数的零点,将极值点代入原函数,利用极值点满足的方程消去参数,转化为关于极值点的单变量函数求最值.
32.(解答)
【答案】(1),证明见解析 (2) (3),
【解析】解:(1) 由题意,, …… 2 分
证明:要证
只需证
由于 ①
②
①+②得
即
得证 ………………………………………… 5 分
(2) 存在 ,使得 成立,即 …… 6 分
由题知, …… 7 分
令 ,, ………… 8 分
即 ,解得 (舍去), …………………… 9 分
,, 单调递增,,, 单调递减
的最大值为 ,即 ……………………………… 11 分
(3) ,,令 , …… 12 分
,,,, … 13 分
当 时,,
当 ,,
当 , ………………………………………… 15 分
又 最多只有三个解且 ,由三次函数图象,…… 16 分
,,,
的单调增区间是 , ……………… 17 分
【点拨】利用三角换元处理三次方程的根是高等数学背景下的常见技巧.将代数多项式转化为切比雪夫多项式,再利用三角函数的有界性和周期性求解.
考点5:已知极值或最值求参数
考法10:已知极值点求参数值
33.(单选)
【答案】A
【解析】由 ,得 ,
因为函数 在 处取得极值,
所以 ,解得 .
所以 ,.
当 时,, 单调递增;
当 时,, 单调递减.
又 ,,
所以 在 内的最小值为2.
故选:A.
【点拨】已知极值点求参数,直接将极值点代入导函数令其为0即可求出参数,但求出后必须代回检验该点是否确为极值点.
34.(多选)
【答案】ACD
【解析】由题意应为 在 处取得极小值,
.
因为 在 处取得极小值,
所以 ,解得 ,故A正确;
当 时,, 单调递增,
所以 ,故B错误;
,
,
所以 ,故C正确;
当 且 时,
.
因为 ,故D正确.
故选:ACD.
【点拨】极值点处的导数值为0,求出参数后需验证导数在极值点两侧的符号.判断两点函数值之差的最值,通常转化为单调性求区间端点值.
35.(填空)
【答案】
【解析】 的定义域为 ,
.
因为 存在极值点,所以 在 上有变号零点,
即 在 上有解.
设 ,则 .
设 ,则 .
当 时,, 单调递增;
当 时,, 单调递减.
所以 ,
所以 在 上恒成立,
所以 在 上单调递减.
当 时,;当 时,.
所以 的值域为 .
要使 有解,必须 ,解得 .
故实数 的取值范围为 .
【点拨】函数存在极值点等价于导函数存在变号零点.通过分离参数转化为求新函数的值域,注意利用极限思想判断开区间端点处的取值趋势.
考点6:导数的几何意义
考法11:求曲线在某点处的切线方程
36.(填空)
【答案】
【解析】由 ,得 .
所以 .
又 ,
所以曲线 在点 处的切线方程为 ,即 .
【点拨】求在某点处的切线方程,直接求导得到斜率,再利用点斜式写出直线方程即可.注意区分“在某点”与“过某点”的区别.
37.(解答)
【答案】
【解析】解:(1) 当 时,,
则 …………………………………………………… 2 分
所以 ………………………………………………… 3 分
因为 …………………………………………………………… 4 分
所以 在 处的切线方程为 ,
即 ……………………………………………………… 5 分
【点拨】求切线方程的标准步骤:一求切点纵坐标,二求导数得斜率,三代入点斜式化简.
考点7:利用导数研究函数的零点
考法12:已知函数零点个数求参数范围
38.(单选)
【答案】A
【解析】设 是 上一点,则 ,
且 关于 轴对称点坐标为 在 上,
由题意得, 有两个不同的实数解,
即 有两个不同的实数解.
令 ,则 ,
当 时,, 单调递减;
当 时,, 单调递增;
所以 ,,.
有两个不同的实数解等价于 与 有两个交点,
所以 ,所以 .
故选:A.
【点拨】将图像的对称关系转化为方程的根的问题,再利用分离参数法,将方程有解转化为两函数图象的交点问题,通过求导画出函数草图即可直观求解.
39.(解答)
【答案】
【解析】解:(2) 由 ,,则 …… 5 分
当 时,,则 在 单调递增,此时至多有一个零点,不符合题意;
当 时,令 ,解得 ;令 ,解得 ,
故 在 上单调递减,在 上单调递增 ………… 7 分
要使 有两个零点,需 ,
则 ,解得 ………………………………………… 9 分
而 ,,
当 时,令 ,
则 ,所以函数 在 上单调递增,
故 ,则 ……… 11 分
所以 ,,
由零点存在性定理可知, 在 与 上分别存在唯一零点.
综上所述,实数 的取值范围为 ……………………………… 12 分
【点拨】函数有两个零点,通常要求其极小值小于0,且在极小值点两侧各能找到一个函数值为正的点,从而利用零点存在性定理加以证明.
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专题五:利用导数研究函数的单调性与极值
考点1:利用导数判断函数的单调性 1
考法1:利用导数求函数的单调区间 1
考法2:判断含参数函数的单调性 3
考法3:利用函数的单调性比较大小或解不等式 3
考点2:已知单调性求参数取值范围 3
考法4:已知单调区间求参数取值范围 3
考法5:已知函数在区间上单调求参数范围 4
考点3:利用导数求函数的极值 4
考法6:求函数的极值点和极值 4
考法7:极值点存在性讨论 6
考点4:利用导数求函数的最值 6
考法8:求函数在闭区间上的最值 6
考法9:求函数在开区间上的最值 7
考点5:已知极值或最值求参数 9
考法10:已知极值点求参数值 9
考点6:导数的几何意义 9
考法11:求曲线在某点处的切线方程 9
考点7:利用导数研究函数的零点 10
考法12:已知函数零点个数求参数范围 10
注意事项
1. 请认真审题,注意计算过程的严谨性和规范性.
2. 选择题请注意选项的布局,解答题请在规定区域内作答.
3. 考试过程中请保持卷面整洁.
考点1:利用导数判断函数的单调性
考法1:利用导数求函数的单调区间
1.(单选)函数在下面哪个区间上单调递增( )
A. B. C. D.
2.(单选)若函数在其定义域内的区间内有极值点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(多选)已知函数是定义在上的奇函数,当时,,则( )
A. 当时, B. ,都有
C. 函数有两个零点 D. 函数在区间上单调递减
4.(填空)函数的单调递增区间是______.
5.(填空)函数,图像如图所示,设的导函数为,则的解集为______.
6.(解答)已知函数.
(1) 若,求证:在上单调递增;
7.(解答)设函数.
(2) 讨论函数的单调性.
考法2:判断含参数函数的单调性
8.(解答)已知函数,.
(2) 讨论函数单调性.
考法3:利用函数的单调性比较大小或解不等式
9.(单选)若,则( )
A. B. C. D.
10.(单选)若,,其中是自然对数的底数,则(附:)( )
A. B. C. D.
11.(解答)设函数.
(2) 若不等式恒成立,求实数的取值范围.
考点2:已知单调性求参数取值范围
考法4:已知单调区间求参数取值范围
12.(单选)已知函数在定义域内存在单调递减区间,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
13.(解答)已知函数,.
(1) 若函数在区间内单调递增,求实数的取值范围.
考法5:已知函数在区间上单调求参数范围
14.(单选)已知函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.(填空)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是______.
16.(解答)已知函数,.
(2) 若在区间上存在单调递减区间,求的取值范围.
考点3:利用导数求函数的极值
考法6:求函数的极值点和极值
17.(单选)已知函数在上的所有极值点从小到大依次记为,,,,则( )
A. 12 B. 15 C. 18 D. 24
18.(单选)已知函数,若0是极小值点,则取值范围是( )
A. B. C. D.
19.(多选)已知函数,则( )
A. 当时,的对称中心为
B. 若函数在上递增,则
C. 函数的图像过定点
D. 若的极大值与极小值互为相反数,且,则
20.(多选)定义:设是的导函数,是的导数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”.经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”,且“拐点”就是三次函数图象的对称中心.已知三次函数的对称中心为,则( )
A. 存在拐点
B. 若,则
C. 当,且有极值时,
D. 当,且函数有三个零点时,
21.(填空)已知函数(且)存在三个极值点,若是极小值点,则实数的取值范围是______.
22.(解答)已知函数,且的最小值为1.
(1) 求的值.
考法7:极值点存在性讨论
23.(单选)已知函数有两个极值点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
24.(解答)已知函数,.
(2) 若,试判断函数是否存在极值,若存在,请确定极值点;若不存在,请说明理由.
考点4:利用导数求函数的最值
考法8:求函数在闭区间上的最值
25.(单选)在经济学中,将产品销量为件时的总收益称为收益函数,记为,相应地把称为边际收益函数,它可以帮助企业决定最优的生产或销售水平.假设一个企业的边际收益函数 (注:经济学中涉及的函数有时是离散型函数,但仍将其看成连续函数来分析).给出下列三个结论:
①当销量为1000件时,总收益最大;
②若销量为800件时,总收益为,则当销量增加400件时,总收益仍为;
③当销量从500件增加到501件时,总收益改变量的近似值为500.
其中正确结论的个数为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
26.(填空)已知函数,则的最小值为______.
27.(解答)某4名射击手进行射击训练,他们互不影响地同时对同一目标进行射击,每人击中的概率均为.
(2) 若目标被一人击中不会被摧毁,被2人击中而被摧毁的概率为,被3人击中而被摧毁的概率为,被4人击中则肯定被摧毁.设目标被摧毁的概率为,当时,求的最大值.
28.(解答)已知.
(3) 当时,求的最大值,最小值.
考法9:求函数在开区间上的最值
29.(单选)定义新运算:,设,命题:,,则( )
A. :,,且为假
B. :,,且为假
C. :,,且为真
D. :,,且为真
30.(多选)空旷的田野上两根电线杆之间的电线有相似的曲线形态.这些曲线在数学上称为悬链线,悬链线在工程上有广泛的应用.在恰当的坐标系中,这类函数的表达式可以表示为(其中,为非零常数),则对于函数以下结论正确的是( )
A. 若,则为奇函数
B. 若,,则函数的最大值为4
C. 若,则函数的最小值为2
D.
为奇函数,且,使得成立,则的最小值为
31.(解答)已知函数,其中,为自然对数的底数.
(2) 若函数存在极小值点,且,求实数的取值范围.
32.(解答)记 ,,.
(1) 求 ,并证明:;
(2) 若 ,使得 成立,求 取值范围;
(3) 求函数 的单调增区间.
考点5:已知极值或最值求参数
考法10:已知极值点求参数值
33.(单选)若函数在处取得极值,则在内的最小值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 6
34.(多选)已知函数在处取得极大值,的导函数为,则( )
A.
B. 当时,
C.
D.
当且时,
35.(填空)已知函数存在极值点,则实数的取值范围______.
考点6:导数的几何意义
考法11:求曲线在某点处的切线方程
36.(填空)已知函数,则曲线在点处的切线方程为______.
37.(解答)已知函数.
(1) 当时,求曲线在点处的切线方程.
考点7:利用导数研究函数的零点
考法12:已知函数零点个数求参数范围
38.(单选)已知函数(,为自然对数的底数)的图像上存在2个点、分别与的图像上2个点、关于轴对称,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
39.(解答)已知函数,.
(2) 若有两个零点,求实数的取值范围.
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