内容正文:
第18讲导数与函数的单调性、极值、最值
(知识清单+8典例精讲+7方法技巧+分层训练)
近3年考查情况
题型
分值
利用 判断单调区间,极值判定: 且两侧导数变号
解答题
12分
函数单调性辨析、极值点个数判断、区间最值与导数综合应用
单选、多选、解答题
5分/6分/12分
含参数函数单调性分类讨论,利用极值、最值求解参数范围
解答题
12分
综合考查单调区间求解、极值判定、闭区间最值比较
解答题
12分
极值点正误辨析,单调性结合最值求解函数值域与不等式问题
多选、解答题
6分/12分
单峰函数极值、最值快速求解,利用单调性比较函数值大小
多选、解答题
6分/12分
导数讨论单调性,结合极值点分析函数零点个数问题
多选、填空题
6分/5分
单调性比大小、极值最值综合,含参函数单调性分类讨论
解答题
12分
极值点判定、单调区间求解、导数最值的实际综合应用
多选、解答题
6分/12分
含参复杂函数单调性讨论,极值存在性判断与最值求解
多选、填空、解答题
6分/5分/12分
【知识点01】函数的单调性与导数的关系
条件
恒有
结论
函数y=f(x)在区间(a,b)上可导
f'(x)>0
f(x)在区间(a,b)上单调递增
f'(x)<0
f(x)在区间(a,b)上单调递减
f'(x)=0
f(x)在区间(a,b)上是常数函数
【例1】判断函数 的导数符号与单调性。
解析:求导:
当 时,,函数单调递增;
当 时,,函数单调递减;
当 时,,函数单调递增。
【知识点02】利用导数判断函数单调性的步骤
第1步,确定函数f(x)的定义域;
第2步,求出导数f'(x)的零点;
第3步,用f'(x)的零点将f(x)的定义域划分为若干个区间,列表给出f'(x)在各区间上的正负,由此得出函数y=f(x)在定义域内的单调性.
【例2】求函数 的单调区间。
解析:定义域:
求导:
令 ,得 (舍去负根)
当 时,,函数单调递减;
当 时,,函数单调递增。
【知识点03】函数的极值
(1)函数的极小值
函数y=f(x)在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点处的函数值都小,f'(a)=0;而且在点x=a附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0,则a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值.
(2)函数的极大值
函数y=f(x)在点x=b处的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点处的函数值都大,f'(b)=0;而且在点x=b附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0,则b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.
(3)极小值点、极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.
【例3】求函数 的极值。
解析:定义域:
令 ,得
:左增右减,,为极大值;
:左减右增,,为极小值。
【知识点04】函数的最大(小)值
(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:
如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.
(2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:
①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的极值;
②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
【例4】求函数 在区间 上的最值。
解析:,在 内驻点
极值:
端点值:
对比得:
最大值
最小值
【题型一】用导数判断或证明已知函数的单调性
【例1】(2024·河北衡水·模拟预测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】通过,确定是最小的,然后通过变换,,构造函数,利用导数求解函数的单调性,从而确定的大小,从而得到答案.
【详解】,,,
又,,令,则,
当时,,单调递减,
所以,即,
所以,所以,所以,
又,.所以,所以,故A正确.
【变式1】(2026·贵州毕节·三模)已知函数(且),若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先判断函数的奇偶性,再根据导数判断单调性,先利用基本不等式求的最小值,再估算的范围,以及确定的数值范围,得到三个自变量的大小关系,进而结合单调性判断的大小关系.
【详解】,
因此是偶函数,故.
当时,
对任意,,,
因此对恒成立,在上单调递增.
,
而,因此 ,
即,
结合在上单调递增可得.
【变式2】(多选)(2024·河北衡水·模拟预测)下列函数在定义域上为增函数的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】由,得所以在上是增函数,故A正确.
由,则,当时,,当时,,所以在定义域上不是增函数,故B错误.
由,,在定义域上是增函数,故C正确.
由,得,定义域为,当时,,当时,,在定义域内不是增函数,故D错误.
【变式3】(2026·四川凉山·二模)已知,则的取值范围为__________.
【答案】
【分析】利用,,将转化为的函数,利用导数分析其单调性,得到其取值范围.
【详解】由,,得,所以.
.
令,则.
因为,所以,所以,即,
即恒成立,所以是减函数.
所以.
所以的取值范围为.
【题型二】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【例1】(2025·陕西榆林·模拟预测)在一个电路中,流过的电荷量(单位:C)关于时间(单位:)的函数关系式为.记时流过的电荷量为时流过的电荷量为,下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】C
【分析】对函数求导,判断单调性,进而可判断各选项.
【详解】对函数求导得,当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,C正确,D错误.
若,则的大小关系不确定,错误.
故选:C.
【变式1】(多选)(2026·浙江·三模)已知a,x,,,,则( )
A.当时, B.存在实数a,使得
C.对任意,都有 D.当时,
【答案】ABD
【分析】对于A,利用指数不等式的解法求解即可;对于B,当时,.即可判断;对于C,设,结合导数研究单调性即可判断;对于D,根据,即可判断,利用,即可判断。
【详解】对于选项A,当时,,所以,选项A正确.
对于选项B,当时,.选项B正确.
对于选项C,由题意,设,则.
,则.
故,当时,单调递减,.
故使,故选项C错误.
对于选项D由题意:,因为,所以,
另一方面:,因为,
即,所以,选项D正确,
【变式2】(2026·山东聊城·二模)函数的单调递减区间为______.
【答案】/
【分析】利用函数单调性与导数的关系可得出函数的单调递减区间.
【详解】函数的定义域为,
,
当时,,由可得,
故函数的单调递减区间为.
【变式3】(2025·河南鹤壁·模拟预测)设的导数为,若函数的图象关于直线对称,且.
(1)求实数的值;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1),;
(2)的单调递增区间为,;单调递减区间为.
【分析】(1)求得,根据二次函数对称性,以及,即可求得;
(2)根据(1)中所求解析式,判断的正负,即可判断原函数单调性,从而求得单调区间.
【详解】(1)因,故.
因为的图象关于直线对称,即,解得.
又由于,即,解得;
故.
(2)由知,.
令,即,解得.
当时,,故在上为增函数;
当时,,故在上为减函数;
当时,,故在上为增函数.
综上所述,的单调递增区间为,;单调递减区间为.
【题型三】由函数在区间上的单调性求参数
【例3】(2025·河南·模拟预测)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数在上单调递减可知在上恒成立,进而利用二次函数的性质求解即可.
【详解】由题知在上恒成立,所以,得.
故选:D.
【变式1】(2025·山东威海·三模)已知函数在上存在单调递减区间,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求导,由题意将问题转换成有解,构造函数,由其单调性得到,求解即可.
【详解】求导可得,
由题意有解,
即有解,
即有解,
令,
因为,易知在单调递增,
此时,所以,
又,,
所以,解得:,
所以的取值范围是.
故选:B.
【变式2】(2026·河北保定·一模)已知函数在区间上单调递增,则a的取值范围为______.
【答案】
【分析】根据函数的单调性与导数的关系,将问题转化为不等式恒成立的问题,再通过参数分离即可求出.
【详解】函数的定义域为,,
因为函数在上单调递增,
所以在上恒成立,即在上恒成立,
所以,令,则,
因为,所以,则,
故在上单调递减,
故,故的取值范围为.
【变式3】(2024·重庆·三模)已知函数
(1)当时,求在点处的切线方程;
(2)若在区间上单调递增,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由得到,再利用导数的几何意义求解;
(2)求导,根据在区间上单调递增,由恒成立求解.
【详解】(1)解:当时,,
,
则,,
所以当时,在点处的切线方程为
(2),
因为在区间上单调递增,
所以在区间上恒成立,
即在区间上恒成立,
所以在区间上恒成立,
因为当时,,
所以,即a的取值范围是
【题型四】利用导数求函数(含参)的单调区间
【例4】(2026·四川成都·二模)已知函数
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为,单调递减区间为
【分析】(1)利用导数的几何意义求解;
(2)利用导函数研究函数的单调性.
【详解】(1)当时,,
,则,
又,∴曲线在点处的切线方程为.
(2),,
,,由,得,由,得.
的单调递增区间为,单调递减区间为.
【变式1】(2026·云南·模拟预测)已知函数.
(1)若函数在点处的切线斜率为2,求实数a的值;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)根据导数的几何意义,函数在某点处的切线斜率等于该点处的导数值,因此先对函数 求导,再将 代入导函数,结合已知切线斜率列出方程,进而求解 的值;
(2)先求出函数 的定义域和导函数 ,然后根据判别式 的取值情况,分情况讨论导函数的正负性,从而确定函数 的单调性.
【详解】(1)已知 ,其定义域为 ,
,则,
因为函数 在点 处的切线斜率为 2 ,所以 ,
即 ,解得 .
(2)由(1)可知 ,
令 ,其判别式 ,
当 ,即 时 在 上恒成立,
又因为 ,所以 在 上恒成立,
所以 在 上单调递增;
当 ,即 或 时,由 ,即 ,
根据求根公式可得.
若 ,则 ,因为 ,所以 在 上恒成立,
即 在 上恒成立,所以 在 上单调递增;
若 ,则 ,且 ,
当 0 或 时, ,则 单调递增,
当 时, ,则 单调递减;
综上,当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 和 上单调递增,在 , 上单调递减.
【变式2】(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.
【变式3】(2026·河北秦皇岛·模拟预测)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与轴平行,求实数的值;
(2)若,,求的单调区间.
【答案】(1)
(2)递增区间是,递减区间是(其中是的唯一零点).
【分析】(1)求出函数的导数,利用导数的几何意义求出并验证即得.
(2)求出函数及导数,探讨的单调性及零点,进而求出的单调区间.
【详解】(1)函数,求导得,
由曲线在点处的切线与轴平行,
得,,
此时,直线方程为,该直线与轴平行,符合题意,
所以.
(2)当时,的定义域为,
求导得,
函数在上都递减,
则函数在上递减,
而,
因此存在,使得,当时,;当时,,
函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的递增区间是,递减区间是(其中是的唯一零点).
【题型五】求已知函数的极值
【例5】(2025·河南·模拟预测)函数的极小值为( )
A. B. C. D.7
【答案】C
【分析】求导得,令,求得极值点,进而可得的单调性,代入求解,即可得答案.
【详解】由题意,,,
令,解得或1,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以当,取得极小值,且.
故选:C
【变式1】(2026·河北张家口·三模)若,,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分离参数可得,利用导数求得极大值点即可求解.
【详解】易知,则,等价于,,则.
令,则,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
所以,所以.
【变式2】(2026·广东·模拟预测)函数的极小值为____________.
【答案】
【分析】求导得,令,结合的单调性可求函数的极小值.
【详解】函数的定义域为,
由,得,
所以,
令,
因为,
所以为单调递增函数,为单调递减函数,
所以为单调递增函数,
又
,
当时,,所以,
当时,,,
所以函数在处取得极小值,极小值为.
【变式3】(2026·贵州六盘水·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)极大值为,极小值为;
(2)答案见解析.
【分析】(1)把代入,利用导数求出函数的极值.
(2)求出函数的导数,再按分类求出导函数值为正为负的解集即可.
【详解】(1)当时,函数的定义域为,
求导得,由,得或;
由,得,
则函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的极大值为,极小值为.
(2)函数的定义域为,
求导得,
当时,由,得;由,得,
函数在上单调递减,在上单调递增;
当时,由,得;由,得或,
函数在上单调递减,在上单调递增;
当时,恒成立,函数在上单调递增;
当时,由,得;由,得或,
函数在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,函数在上单调递减,在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增;
当时,函数在上单调递增;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增.
【题型六】根据极值点求参数
【例6】(2026·贵州安顺·模拟预测)已知函数在处取得极值,则( )
A. B. C. D.3
【答案】D
【分析】根据极值的概念可知,再解方程即可.
【详解】解:,又在处取得极值,
,解得或,
经检验符合题意,
时,单调递增无极值,故舍去,
则.
【变式1】(2026·贵州·模拟预测)(多选)已知函数在处取得极小值,则的取值可能是( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
【答案】ABC
【分析】求出,再按照、以及的零点大小分类讨论函数的单调性即可.
【详解】.
当时,,则得;得;
则在上单调递减,在上单调递增,
所以是的极小值点,符合题意;
当时,令,得或,
当时,,则得或;得;
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以是的极小值点,符合题意;
当时,在上单调递增,没有极值;
当时,,则得或;得;
则在上单调递增,在上单调递减,
所以是的极大值点,不符合题意,
综上,,则符合题意的有ABC选项.
故选:ABC
【变式2】(2026·重庆渝中·二模)已知是函数()的极值点,则______.
【答案】2
【分析】对函数求导并结合求参数值,注意验证是否为极值点.
【详解】由题设,且,即,
此时且,则,
当时,,则在上单调递减,
当时,,则在上单调递增,
所以是的极小值点,满足题设,故.
【变式3】(2025·四川乐山·模拟预测)已知曲线在点处的切线方程是.
(1)求,的值;
(2)若在区间有唯一极值点,求的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由切点在切线方程上,求出,又利用切线的斜率建立方程得到,即解出.
(2)由(1)知,利用导数研究的单调性即可求解.
【详解】(1)因为切点在切线方程上,所以.
对于,可变形为,
则曲线在点处的切线的斜率是,
而,.
综上可得,,.
(2)由(1)知,,令,解得.
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
若在区间有唯一极值点,
则或,
解得或,
则的取值范围为.
【题型七】由导数求函数的最值(不含参)
【例7】(2025·河南驻马店·模拟预测)函数在区间上的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用导数判断函数的单调性,进而可求得最大值.
【详解】,,
,,即,
在上单调递增,.
故选:D.
【变式1】(2026·湖北恩施·二模)已知,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【答案】AD
【分析】通过三角恒等变换,引入中间变量将和分别转化为关于的函数,并根据的范围确定的取值范围,再利用导数求函数的单调性,进而求出值域,从而判断各选项的正误.
【详解】,
令,则,
即,则,
,
因为,所以,则
设,则,
时,即在上单调递减,
当时,,
当时,,所以
故有最小值,无最大值;故A正确B错误;
,
设,则,
时,即在上单调递增,
当时,,
当时,,所以
则有最大值,无最小值,故D正确C错误.
【变式2】(2026·湖北襄阳·二模)已知曲线,,,,当轴时,________.
【答案】
【分析】设,则,构造函数,利用导函数研究其最小值.
【详解】当轴时,设,则,则
记,则,
故当时,,则在区间上单调递减;
当时,,则在区间上单调递增;
故有,故
【变式3】(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知函数.
(1)当时,求的最小值;
(2)若是的两个极值点,且,求a的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求定义域,求导,得到函数单调性,进而求出最小值;
(2)求导,得到是方程的两个正根,从而得到不等式,求出,由韦达定理整理得到,结合函数单调性得到,求出答案.
【详解】(1)当时,,定义域为,
所以,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以的最小值为.
(2)由题意知,函数的定义域为,求导得,
因为是的两个极值点,
所以是方程的两个正根,
则有
解得.
且,
而,
所以,
又,下面证明在上单调递增,理由如下:
在上恒成立,故在上单调递增,
易知,即,
所以,
故.
【题型八】函数单调性、极值与最值的综合应用
【例8】已知e是自然对数的底数,则下列不等关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】观察选项的式子的特点,构造函数,对函数进行求导,判断单调区间,根据增减性判断函数值的大小,化简变换后即可选出结果.
【详解】先判断,及,大小,即及的大小,设函数,
则,当时,在内单减;当时, 在内单增.因此,故, 故,,所以,
故选:A.
【变式1】(2024·江苏南通·二模)若函数有大于零的极值点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出函数的导数,求出极值点,利用极值点大于0,求出的范围.
【详解】函数,
可得,
若,此时单调递增,无极值点,
故,令,解得,
当时,,当时,,
故是的极值点
由于函数有大于零的极值点,
,解得.
故选:C.
【变式2】(2024·全国·模拟预测)已知函数,若,且,则的最小值为______.
【答案】
【分析】设,可得,,构造函数,根据导数判断函数的单调性与最值.
【详解】设,即,,,则,
所以,,则,
令,
则,
所以当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增,
所以当时,取得最小值,为,
即取得最小值,为,
故答案为:.
【变式3】(2025·四川成都·模拟预测)已知.
(1)若是的极值点,求的值,并判断是的极大值点还是极小值点;
(2)设的最小值为.
(i)求的解析式;
(ii)证明:的最大值为2.
【答案】(1),是的极小值点
(2)(i);(ii)证明见解析
【分析】(1)对求导,根据算出值,再分析导数正负确定单调性,进而得到极小值点.
(2)(i)先对求导,令导数为求出极值点,根据导数正负判断单调性,得出表达式.
(ii)要证最大值为,先注意到,将问题转化为证明,构造函数,对其求导判断单调性,得出,从而证明不等式,得出最大值为.
【详解】(1)由,且,得.
当时,在上单调递减,上单调递增,
所以是的极小值点.
(2)(i),令,得,即,
所以在上单调递减,上单调递增,
所以.
(ii)证明:注意到,要证的最大值为2,只需证明,
即证,即,等价于.
设函数,
则,令,得,即,
所以在上单调递减,上单调递增,
所以,
,即得证.
综上所述,的最大值为2.
【解题大招01】函数单调性快速判定技巧
核心技巧:求导后不复杂解方程,优先因式分解、判断导函数正负,快速划分单调区间,规避多余计算。
核心结论
避错口诀:定义域优先、因式再判号、零点分区间、正负定增减。
【例1】求函数 的单调区间。
解析:定义域:
求导:
令 ,得
当 时,,函数单调递增;
当 时,,函数单调递减。
【解题大招02】含参函数单调性分类讨论技巧
核心思路:导函数为一次、二次型含参函数,优先讨论参数范围、零点大小、开口方向,按顺序分类,不重不漏。
讨论顺序:二次项系数→判别式→根的大小。
【例2】讨论函数 ()的单调性。
解析:定义域:,
1. 当 时, 在 上恒增, 时 ;
函数在 单调递增,在 单调递减;
2. 对任意实数 ,单调区间统一结论:
递减区间:,递增区间:。
【解题大招03】极值快速判定秒杀技巧
核心技巧:驻点 只是必要条件,左右导数变号才是极值核心,不变号一定无极值。
秒杀结论
左正右负 极大值点,左负右正 极小值点
【例3】求 的极值。
解析:
令 ,得
:左正右负,,极大值;
:左负右正,,极小值。
【解题大招04】真假极值点辨析技巧
易错点: 不一定是极值点,若导数在该点左右符号不变,为假极值点。
典型反例技巧:幂函数、三次函数常出现驻点非极值点情况。
【例4】判断 是否存在极值。
解析:,令 得
左右导数均为正,符号不变,无极值。
【解题大招05】闭区间最值万能求解技巧
万能步骤:不求复杂单调性,只找区间内极值点+计算端点值,三者对比直接出最值。
核心公式
【例5】求 在 上的最值。
解析:区间内极值点:
极值:
端点值:
对比得:最大值 ,最小值
【解题大招06】开区间最值快速判断技巧
核心结论:开区间 函数无端点值,只有极值,无绝对最值;若函数单调,则无最值。
【例6】判断 在 内是否存在最值。
解析:,函数在区间内单调递减
开区间无端点,无最大值、无最小值。
【解题大招07】导数比大小秒杀技巧(利用单调性)
比较多个函数值大小,无需代入计算,求导判断单调性,利用自变量大小直接比函数值。
若函数单调递增:
若函数单调递减:
【例7】已知 ,比较 的大小。
解析:, 时 ,单调递增
由 ,得
【基础过关】(共8题)
一、单选题
1.若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】构造函数,利用函数单调性可得,进一步分析各选项即可.
【详解】依题意,得:,
令,,
则,
在上单调递增;
又,得,
又,即,
又在上单调递增,
,,
即,
∴,故A正确,B不正确;
取得:,
此时,故C、D都不正确.
故选:A
2.(2025·四川·模拟预测)已知函数,则的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出函数的定义域,解不等式,即可得出函数的增区间.
【详解】函数的定义域为,则,
因为,由,可得,
故函数的单调递增区间为.
故选:A.
3.(2026·福建漳州·二模)已知是函数的一个极值点,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【详解】由题意得:,
又是的一个极值点,所以,所以,
所以,所以.
二、多选题
4.(2025·海南海口·模拟预测)是定义在区间上的函数,其导函数的图象如图所示,则在区间内( )
A.函数有三个极值点 B.函数的单调增区间为
C.函数的最大值可能为 D.函数的最小值可能为
【答案】BC
【分析】利用导数图象分析函数的单调性,结合极值与最值与导数的关系逐项判断即可.
【详解】对于AB选项,由图象可知,当或时,,当时,.
所以,函数的减区间为、,增区间为,
所以,函数只有两个极值点,A错,
函数的单调增区间为,B对;
对于CD选项,函数的最大值可能为,C对,
因为函数在上单调递减,则,故函数的最小值不可能为,D错.
故选:BC.
三、填空题
5.(2026·河北承德·一模)已知函数是增函数,则实数a的取值范围是________.
【答案】
【详解】函数的定义域为,
由题可知恒成立,故,
当时,,当且仅当时等号成立,故.
6.(2026·江苏扬州·三模)函数在区间上的最大值为_________.
【答案】2
【详解】∵ ,,
∴ 对求导得.
令,解得,,均属于区间.
分别计算在区间端点和极值点处的函数值:
当时,.
当时,.
当时,.
当时,.
比较上述函数值大小:,
∴ 函数在区间上的最大值为.
四、解答题
7.(2025·湖北·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)极小值为,无极大值;
(2)
【分析】(1)利用导数研究函数的单调性,得到函数的极小值点,求得极小值.
(2)把所解不等式移项后,构造函数,利用导数研究函数的单调性,利用单调性解得不等式.
【详解】(1)函数的定义域为,求导得,
当时,,在时为减函数;
当时,,在时为增函数,
所以的极小值为,无极大值.
(2)不等式,
令函数,求导得,
函数在上单调递减,且,由,解得,
所以原不等式的解集为.
8.(2025·湖北·模拟预测)已知函数.
(1)若函数的图像在点处的切线与直线垂直,求实数的值;
(2)若,求函数的单调区间.
【答案】(1)
(2)函数的单调增区间为,单调减区间为.
【分析】(1)根据导数的几何意义求解即可;
(2)先对函数求导,利用导函数的正负确定函数单调区间即可.
【详解】(1)由题意知的定义域为,
由题设知函数的图象在点处的切线斜率为,即,
所以;
(2)由于的定义域为,
当时,单调增;当单调减,
故函数的单调增区间为,单调减区间为.
【拔高选练】(共6题)
一、单选题
1.(2026·山东泰安·模拟预测)已知函数为增函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出函数的导数,利用给定单调性建立不等式,分离参数并构造函数,再利用导数求出最小值即可.
【详解】函数的定义域为R,求导得,
由函数是增函数,得,恒成立,
令函数,求导得,
令函数,求导得,
函数,即在R上单调递增,当时,;当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,,则,
所以的取值范围是.
2.(2026·江苏·三模)设上的可导函数满足,且是偶函数.若,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据导数的正负得出的单调性,再结合是偶函数得出的对称轴,由函数图像的对称性即可求解.
【详解】由得,当时,,当时,,
所以在单调递减,在单调递增,
又是偶函数,所以的对称轴为直线,
因为,所以,
所以,
又,,
所以,
所以.
二、多选题
3.(2026·重庆北碚·模拟预测)已知函数,其中.则下列说法正确的是( )
A.的图象为中心对称图形
B.时,函数在上单调递减
C.对任意的实数,,既没有最大值,也没有最小值
D.若有两个不同的极值点,则的取值范围为
【答案】ACD
【分析】对A:计算可得,即的图象关于点中心对称;对B:求导后计算即可得;对C:分及进行讨论,计算值域即可得;对D:求导后结合极值点定义计算即可得.
【详解】对A:,
故的图象关于点中心对称,故A正确;
对B:,
当时,,
故函数在上单调递增,故B错误;
对C:由,
则当时,,无最大、最小值;
当时,,则,无最大、最小值;
综上可得,对任意的实数,,既没有最大值,也没有最小值,故C正确;
对D:,令,则,
若有两个不同的极值点,则有两个不同根,
当时,,,无实数根,不符;
当时,若,则,不符,则,
令,,
有,则为偶函数,
当时,,则由对勾函数性质可知单调递增,
又单调递增,故单调递减,且,
故,则;
故有两个不同的极值点的充要条件为,故D正确.
三、填空题
4.(2026·四川眉山·模拟预测)若直线为曲线的一条切线,则的最大值为______.
【答案】
【分析】先设切点为,根据切线方程可得,进而可得,再构造函数,用导数求得函数的最大值可得.
【详解】设切点为,对曲线求导得:.
因为切线斜率为,因此:且,
所以,即,得.
再将代入得:,即,
两边取对数整理得: .
所以,
令,求导: ,
令,得,即,
因为在上单调递减,
所以当时,;当时,.
因此函数在上单调递增,在单调递减,
所以是函数的极大值点也是最大值点,
因此.
故的最大值为.
四、解答题
5.(2024·全国甲卷·高考真题)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)当时,证明:当时,恒成立.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)求导,含参分类讨论得出导函数的符号,从而得出原函数的单调性;
(2)先根据题设条件将问题可转化成证明当时,即可.
【详解】(1)定义域为,
当时,,故在上单调递减;
当时,时,,单调递增,
当时,,单调递减.
综上所述,当时,的单调递减区间为;
时,的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2),且时,,
令,下证即可.
,再令,则,
显然在上递增,则,
即在上递增,
故,即在上单调递增,
故,问题得证
6.(2025·全国二卷·高考真题)已知函数,其中.
(1)证明:在区间存在唯一的极值点和唯一的零点;
(2)设分别为在区间的极值点和零点.
(i)设函数.证明:在区间单调递减;
(ii)比较与的大小,并证明你的结论.
【答案】(1)证明见解析;
(2)(i)证明见解析;(ii),证明见解析.
【分析】(1)先由题意求得,接着构造函数,利用导数工具研究函数的单调性和函数值情况,从而得到函数的单调性,进而得证函数在区间上存在唯一极值点;再结合和时的正负情况即可得证在区间上存在唯一零点;
(2)(i)由(1)和结合(1)中所得导函数计算得到,再结合得即可得证;
(ii)由函数在区间上单调递减得到,再结合,
和函数的单调性以以及函数值的情况即可得证.
【详解】(1)由题得,
因为,所以,设,
则在上恒成立,所以在上单调递减,
,令,
所以当时,,则;当时,,则,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以在上存在唯一极值点,
对函数有在上恒成立,
所以在上单调递减,
所以在上恒成立,
又因为,时,
所以时,
所以存在唯一使得,即在上存在唯一零点.
(2)(i)由(1)知,则,,
,
则
,
,
,
即在上单调递减.
(ii),证明如下:
由(i)知:函数在区间上单调递减,
所以即,又,
由(1)可知在上单调递减,,且对任意,
所以.
【错题复盘】(共5题)
一、单选题
1.(2026·河南南阳·模拟预测)下列函数中,满足“,当时,都有”的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】构造函数则单调递减,利用函数图象,导数,依次判断函数的单调性即可.
【详解】“,当时,都有等价于,当时,都有.令则单调递减.
对于A,,,故该函数在上不单调,不满足题意;
对于B, ,该函数在上不单调,不满足题意;
对于C,,在上单调递增,在上单调递增,又,故在上单调递增,不满足题意;
对于D,,
时,,在上单调递减;
时,显然在上单调递减;又,
故在上单调递减,满足题意.
故选:D
二、多选题
2.(2025·浙江宁波·模拟预测)已知,若,则下列选项正确的是( )
A.有两个极值点 B.当时,
C.当时, D.对任意的实数,
【答案】ABD
【分析】对于A选项,通过求导可得存在两个极值点;对于B、C、D选项,结合集合的定义,即在时的取值范围,结合其单调性和极值点进行判断即可.
【详解】,,,,解得或,
当时,,当时,,当时,,
所以为其极小值点,为其极大值点,故A正确;
当时,,,即为在时的取值范围,
又当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以时,取得最大值,
又,当时,,
所以,故B正确;
当时,,,即,
当时,,单调递减,所以时,取得最大值,
又时,,所以,
所以,故C错误;
对任意的实数,当时,
若,的最大值为,此时;
若,的最大值为,此时;
综上所述,,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题
3.(2026·湖北宜昌·二模)已知函数的两个极值点为,记,.点在的图象上,满足均垂直于轴,设点的横坐标为.
(1)______;
(2)若四边形为菱形,则______.
【答案】 0
【分析】因为函数有两个极值点,所以先对求导,利用导数与极值点的关系,得到是导数为0的方程的两根,再结合韦达定理得到的值,因为垂直于y轴,所以A和B、C和D的纵坐标相等,由此建立关于m、n的方程,继而推导出与的关系,即可求得第一空答案;若四边形为菱形,则,建立关于a的方程求解,可求得第二空答案.
【详解】由,得,
由题意可知为的两实数根,则判别式,即,
则,且,
均垂直于轴,则,即,
整理得,而,故,
结合,得,解得或(此时重合,舍),
同理可得,故;
由上面分析可知,
此时的中点为,即,
的中点为,即,
即,的中点重合,四边形为平行四边形;
若四边形为菱形,则垂直,则;
,
由于,则,
则,
,
由,得,结合,解得.
四、解答题
4.(2026·江西宜春·模拟预测)已知函数,其中.
(1)证明:当时,仅有一个零点.
(2)设的三个零点为,,().
(ⅰ)求的取值范围.
(ⅱ)证明:为定值.
【答案】(1)证明见解析
(2)(ⅰ);(ⅱ)证明见解析
【分析】(1)把代入,利用函数零点的意义变形并构造函数,再利用导数确定函数单调性即可推理得证.
(2)(i)利用函数零点的意义变形并构造函数,求出导数,按,分类讨论确定单调性,结合零点存在性定理判断即可;
(ii)由(i)的信息确定,,的取值范围,再确定,关系即可推理得证.
【详解】(1)证明:当时,,定义域为.
由,得.
令,则,
则函数在上单调递增,
而,即为的唯一零点.
故当时,仅有一个零点.
(2)(ⅰ)函数的定义域为,
由,得.
令,依题意,则函数有3个零点,
,方程,.
当,即时,,
函数在上单调递增,最多一个零点,不符合题意;
当,即时,方程的两个根为,.
又,则,
又,则.
当,时,;当时,,
所以函数在,上单调递增,在上单调递减,
则,而,
因此,,
又当时,,当时,,
则函数在,,各有一个零点,故函数有3个零点,
即函数有3个零点.
综上,.
(ⅱ)由(ⅰ)得,,,.
而
,
故,而,所以.
则也是函数的一个零点,
又,函数只有3个零点,所以,
所以,
因此,为定值.
5.(2026·湖北黄冈·二模)设,.
(1)若,讨论的单调性;
(2)若,求的最大值(用表示);
(3)若有三个极值点,求的取值范围.
【答案】(1)在上单调递增,在上单调递减
(2)
(3)
【分析】(1)对求导后分析导数符号即可得的单调性;
(2)将的解析式变为,令,通过分析单调性得到使得,再利用得到,且可在处取得等号,从而最大值即为,也可以通过分析的单调性,得到其只有一个零点,进而得到在取得最大值并结合求出最大值表达式;
(3)依题意有三个变号零点,从而得到有三个变号零点,首先判断出时是减函数,至多有一个零点,不合题意,再令,求得其极小值为,根据和分类讨论得到的符号变化,进而得到的单调性,最后分析的零点情况.
【详解】(1)的定义域为,
当时,,则.
令,则,
所以在上单调递减,
又,所以当时,,即;当时,,即,
故在上单调递增,在上单调递减.
(2)解法一:,
令,若,则在上单调递增,
又时,;当时,,
所以,使得,接下来证明一个不等式:
设,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
所以在处取得极小值也即最小值,
所以恒成立,当且仅当时等号成立,
于是有(当且仅当时等号成立),
所以,时等号成立,所以.
解法二:,
令,
若,则,在上递减,
又时,,,
所以在上存在唯一的()使得,
当时,,即,递增;
当时,,即,递减,
所以在处取得极大值,也是最大值,且有,
即,变形得.
设,则,在上递增,
又,所以,得,
故.
(3)依题意有三个变号零点,
令,则有三个变号零点,
.
若,,在上递减,至多有一个零点,不合题意;
因此,令,
则,
故当或时,,递增;
当或时,,递减,
在取得极小值,又,当时,,
①若,此时,即在上恒成立,
所以在上递减,至多有一个零点,不合题意;
②若,即,解得,
又,且,所以,
故在上有且只有两个零点,设为,如图所示,
当或时,,即,递减;
当时,,即,递增,
因为,所以,,
,
令,,则,在上递增,
所以,从而,
,由知,
设,,则,
所以在上递增,有,即,
又时,,时,,如图所示,
所以有三个变号零点,
综上,.
1
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$
第18讲导数与函数的单调性、极值、最值
(知识清单+8典例精讲+7方法技巧+分层训练)
近3年考查情况
题型
分值
利用 判断单调区间,极值判定: 且两侧导数变号
解答题
12分
函数单调性辨析、极值点个数判断、区间最值与导数综合应用
单选、多选、解答题
5分/6分/12分
含参数函数单调性分类讨论,利用极值、最值求解参数范围
解答题
12分
综合考查单调区间求解、极值判定、闭区间最值比较
解答题
12分
极值点正误辨析,单调性结合最值求解函数值域与不等式问题
多选、解答题
6分/12分
单峰函数极值、最值快速求解,利用单调性比较函数值大小
多选、解答题
6分/12分
导数讨论单调性,结合极值点分析函数零点个数问题
多选、填空题
6分/5分
单调性比大小、极值最值综合,含参函数单调性分类讨论
解答题
12分
极值点判定、单调区间求解、导数最值的实际综合应用
多选、解答题
6分/12分
含参复杂函数单调性讨论,极值存在性判断与最值求解
多选、填空、解答题
6分/5分/12分
【知识点01】函数的单调性与导数的关系
条件
恒有
结论
函数y=f(x)在区间(a,b)上可导
f'(x)>0
f(x)在区间(a,b)上单调递增
f'(x)<0
f(x)在区间(a,b)上单调递减
f'(x)=0
f(x)在区间(a,b)上是常数函数
【例1】判断函数 的导数符号与单调性。
【知识点02】利用导数判断函数单调性的步骤
第1步,确定函数f(x)的定义域;
第2步,求出导数f'(x)的零点;
第3步,用f'(x)的零点将f(x)的定义域划分为若干个区间,列表给出f'(x)在各区间上的正负,由此得出函数y=f(x)在定义域内的单调性.
【例2】求函数 的单调区间。
【知识点03】函数的极值
(1)函数的极小值
函数y=f(x)在点x=a处的函数值f(a)比它在点x=a附近其他点处的函数值都小,f'(a)=0;而且在点x=a附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0,则a叫做函数y=f(x)的极小值点,f(a)叫做函数y=f(x)的极小值.
(2)函数的极大值
函数y=f(x)在点x=b处的函数值f(b)比它在点x=b附近其他点处的函数值都大,f'(b)=0;而且在点x=b附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0,则b叫做函数y=f(x)的极大值点,f(b)叫做函数y=f(x)的极大值.
(3)极小值点、极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.
【例3】求函数 的极值。
【知识点04】函数的最大(小)值
(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:
如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.
(2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:
①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的极值;
②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
【例4】求函数 在区间 上的最值。
【题型一】用导数判断或证明已知函数的单调性
【例1】(2024·河北衡水·模拟预测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【变式1】(2026·贵州毕节·三模)已知函数(且),若,,,则( )
A. B. C. D.
【变式2】(多选)(2024·河北衡水·模拟预测)下列函数在定义域上为增函数的有( )
A. B.
C. D.
【变式3】(2026·四川凉山·二模)已知,则的取值范围为__________.
【题型二】利用导数求函数的单调区间(不含参)
【例1】(2025·陕西榆林·模拟预测)在一个电路中,流过的电荷量(单位:C)关于时间(单位:)的函数关系式为.记时流过的电荷量为时流过的电荷量为,下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【变式1】(多选)(2026·浙江·三模)已知a,x,,,,则( )
A.当时, B.存在实数a,使得
C.对任意,都有 D.当时,
【变式2】(2026·山东聊城·二模)函数的单调递减区间为______.
【变式3】(2025·河南鹤壁·模拟预测)设的导数为,若函数的图象关于直线对称,且.
(1)求实数的值;
(2)求函数的单调区间.
【题型三】由函数在区间上的单调性求参数
【例3】(2025·河南·模拟预测)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1】(2025·山东威海·三模)已知函数在上存在单调递减区间,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】(2026·河北保定·一模)已知函数在区间上单调递增,则a的取值范围为______.
【变式3】(2024·重庆·三模)已知函数
(1)当时,求在点处的切线方程;
(2)若在区间上单调递增,求实数a的取值范围.
【题型四】利用导数求函数(含参)的单调区间
【例4】(2026·四川成都·二模)已知函数
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的单调区间.
【变式1】(2026·云南·模拟预测)已知函数.
(1)若函数在点处的切线斜率为2,求实数a的值;
(2)讨论的单调性.
【变式2】(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.
【变式3】(2026·河北秦皇岛·模拟预测)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与轴平行,求实数的值;
(2)若,,求的单调区间.
【题型五】求已知函数的极值
【例5】(2025·河南·模拟预测)函数的极小值为( )
A. B. C. D.7
【变式1】(2026·河北张家口·三模)若,,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】(2026·广东·模拟预测)函数的极小值为____________.
【变式3】(2026·贵州六盘水·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)讨论的单调性.
【题型六】根据极值点求参数
【例6】(2026·贵州安顺·模拟预测)已知函数在处取得极值,则( )
A. B. C. D.3
【变式1】(2026·贵州·模拟预测)(多选)已知函数在处取得极小值,则的取值可能是( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
【变式2】(2026·重庆渝中·二模)已知是函数()的极值点,则______.
【变式3】(2025·四川乐山·模拟预测)已知曲线在点处的切线方程是.
(1)求,的值;
(2)若在区间有唯一极值点,求的取值范围.
【题型七】由导数求函数的最值(不含参)
【例7】(2025·河南驻马店·模拟预测)函数在区间上的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式1】(2026·湖北恩施·二模)已知,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【变式2】(2026·湖北襄阳·二模)已知曲线,,,,当轴时,________.
【变式3】(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知函数.
(1)当时,求的最小值;
(2)若是的两个极值点,且,求a的最大值.
【题型八】函数单调性、极值与最值的综合应用
【例8】已知e是自然对数的底数,则下列不等关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式1】(2024·江苏南通·二模)若函数有大于零的极值点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】(2024·全国·模拟预测)已知函数,若,且,则的最小值为______.
【变式3】(2025·四川成都·模拟预测)已知.
(1)若是的极值点,求的值,并判断是的极大值点还是极小值点;
(2)设的最小值为.
(i)求的解析式;
(ii)证明:的最大值为2.
【解题大招01】函数单调性快速判定技巧
核心技巧:求导后不复杂解方程,优先因式分解、判断导函数正负,快速划分单调区间,规避多余计算。
核心结论
避错口诀:定义域优先、因式再判号、零点分区间、正负定增减。
【例1】求函数 的单调区间。
【解题大招02】含参函数单调性分类讨论技巧
核心思路:导函数为一次、二次型含参函数,优先讨论参数范围、零点大小、开口方向,按顺序分类,不重不漏。
讨论顺序:二次项系数→判别式→根的大小。
【例2】讨论函数 ()的单调性。
【解题大招03】极值快速判定秒杀技巧
核心技巧:驻点 只是必要条件,左右导数变号才是极值核心,不变号一定无极值。
秒杀结论
左正右负 极大值点,左负右正 极小值点
【例3】求 的极值。
【解题大招04】真假极值点辨析技巧
易错点: 不一定是极值点,若导数在该点左右符号不变,为假极值点。
典型反例技巧:幂函数、三次函数常出现驻点非极值点情况。
【例4】判断 是否存在极值。
【解题大招05】闭区间最值万能求解技巧
万能步骤:不求复杂单调性,只找区间内极值点+计算端点值,三者对比直接出最值。
核心公式
【例5】求 在 上的最值。
【解题大招06】开区间最值快速判断技巧
核心结论:开区间 函数无端点值,只有极值,无绝对最值;若函数单调,则无最值。
【例6】判断 在 内是否存在最值。
【解题大招07】导数比大小秒杀技巧(利用单调性)
比较多个函数值大小,无需代入计算,求导判断单调性,利用自变量大小直接比函数值。
若函数单调递增:
若函数单调递减:
【例7】已知 ,比较 的大小。
【基础过关】(共8题)
一、单选题
1.若,则( )
A. B.
C. D.
2.(2025·四川·模拟预测)已知函数,则的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
3.(2026·福建漳州·二模)已知是函数的一个极值点,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
二、多选题
4.(2025·海南海口·模拟预测)是定义在区间上的函数,其导函数的图象如图所示,则在区间内( )
A.函数有三个极值点 B.函数的单调增区间为
C.函数的最大值可能为 D.函数的最小值可能为
三、填空题
5.(2026·河北承德·一模)已知函数是增函数,则实数a的取值范围是________.
6.(2026·江苏扬州·三模)函数在区间上的最大值为_________.
四、解答题
7.(2025·湖北·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)求不等式的解集.
8.(2025·湖北·模拟预测)已知函数.
(1)若函数的图像在点处的切线与直线垂直,求实数的值;
(2)若,求函数的单调区间.
【拔高选练】(共6题)
一、单选题
1.(2026·山东泰安·模拟预测)已知函数为增函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2026·江苏·三模)设上的可导函数满足,且是偶函数.若,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(2026·重庆北碚·模拟预测)已知函数,其中.则下列说法正确的是( )
A.的图象为中心对称图形
B.时,函数在上单调递减
C.对任意的实数,,既没有最大值,也没有最小值
D.若有两个不同的极值点,则的取值范围为
三、填空题
4.(2026·四川眉山·模拟预测)若直线为曲线的一条切线,则的最大值为______.
四、解答题
5.(2024·全国甲卷·高考真题)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)当时,证明:当时,恒成立.
6.(2025·全国二卷·高考真题)已知函数,其中.
(1)证明:在区间存在唯一的极值点和唯一的零点;
(2)设分别为在区间的极值点和零点.
(i)设函数.证明:在区间单调递减;
(ii)比较与的大小,并证明你的结论.
【错题复盘】(共5题)
一、单选题
1.(2026·河南南阳·模拟预测)下列函数中,满足“,当时,都有”的是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
2.(2025·浙江宁波·模拟预测)已知,若,则下列选项正确的是( )
A.有两个极值点 B.当时,
C.当时, D.对任意的实数,
三、填空题
3.(2026·湖北宜昌·二模)已知函数的两个极值点为,记,.点在的图象上,满足均垂直于轴,设点的横坐标为.
(1)______;
(2)若四边形为菱形,则______.
四、解答题
4.(2026·江西宜春·模拟预测)已知函数,其中.
(1)证明:当时,仅有一个零点.
(2)设的三个零点为,,().
(ⅰ)求的取值范围.
(ⅱ)证明:为定值.
5.(2026·湖北黄冈·二模)设,.
(1)若,讨论的单调性;
(2)若,求的最大值(用表示);
(3)若有三个极值点,求的取值范围.
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