解答题专训22 利用导数研究恒成立问题(专项训练)(北京专用)2027年高考数学一轮复习讲练测
2026-06-09
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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 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 导数的综合应用 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.65 MB |
| 发布时间 | 2026-06-09 |
| 更新时间 | 2026-06-09 |
| 作者 | 汪洋 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58272904.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以导数为工具,系统构建恒成立问题“类型-通法-变式”三层解题体系,通过分层训练培养数学抽象与逻辑推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|方法技巧|恒成立/能成立2类8种类型|分离参数/构造函数/分类讨论,双变量最值比较|从单变量到双变量,从基础到综合,形成“类型解析-通法提炼-变式应用”链条|
|题型通法|3题型(各1典例+2变式)|恒成立等价转化,能成立与恒成立对比,双函数最值关系|典例覆盖北京等地区期中/模拟题,突出参数范围求解核心考法|
|分层过关|巩固12题+创新4题|结合二次/对数/指数函数单调性,贴合新高考“基础综合”特点|由易到难,从单一到综合,强化知识迁移与问题解决能力|
内容正文:
解答题专训22 利用导数研究恒成立问题
内容导航
解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 1
题型1 利用导数研究函数恒成立问题 2
题型2 利用导数研究函数能成立问题 5
题型3 利用导数研究双变量恒成立问题 8
重难专题分层过关练 12
巩固过关 12
创新提升 22
解题方法及技巧提炼
1.恒成立问题常见类型
自变量,范围为,为函数;为参数,
(1)的值域为
①,则只需要
,则只需要
②,则只需要
,则只需要
(2)若的值域为
① ,则只需要
,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
② ,则只需要
,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
2.能成立(有解)问题常见类型
自变量,范围为,为函数;为参数,
(1)若的值域为
①,则只需要
,则只需要
②,则只需要
,则只需要
(2)若的值域为
① ,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
,则只需要
② ,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
,则只需要
题型通法及变式提升
题型1 利用导数研究函数恒成立问题 1
【典例1】(25-26高三下·北京西城·期中)已知函数.
(1)当时,求的极值点;
(2)若不等式对恒成立,求a的取值范围.
【解】(1)由题意得,
当时,令,得或,
当时,,在上单调递增,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
则函数的极小值点为,极大值点为0.
(2)由,得到,
因为,所以,则,
令,则,
当时,,即在区间上单调递增,
当时,,即在区间上单调递减,所以,
得到,所以,故的取值范围为.
恒成立问题常见处理方法:①分离参数,化为 或 对定义域内所有 成立,转化为求 的最大值或最小值;②直接构造新函数 ,利用导数求其最小值,令最小值 (或 )。若参数不可分离,则需对参数分类讨论,结合导数零点划分单调区间,最终通过最值条件求解。注意端点及定义域的限制。
【变式1】(25-26高三下·北京延庆·期中)已知函数.
(1)求函数的单调增区间和减区间:
(2)求函数的极值:
(3)若恒成立,求实数m的取值范围.
【解】(1),
令,解得或,
当或时,,单调递增,
当时, ,单调递减
综上:函数的单调递增区间为和,递减区间为.
(2)由(1)可知,令,解得或,
x
1
+
0
-
0
+
单调递增
单调递减
单调递增
当时,取得极大值,,
当时,取得极小值,,
因此的极大值为的极小值为.
(3)当时,恒成立,
只需使在上最大值小于等于m即可,
由(1)知最大值为、中的较大者.
∴在上的最大值为,
∴,
所以实数m的取值范围是.
【变式2】已知函数.
(1)求曲线垂直于y轴的切线方程;
(2)求的极值
(3)若对于任意,不等式恒成立,求实数m的取值范围
【解】(1),设切点为,
则,即,解得,
故,所以曲线垂直于y轴的切线方程为;
(2),令得,
故当时,,当时,,
故为的极小值点,的极小值为,无极大值;
(3),即,
,,只需,
令,则,
令得,,解得,
当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,
故在处取得极小值,也是最小值,,
所以;
题型2 利用导数研究函数能成立问题 3
【典例2】(2026·北京石景山·一模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数是上的单调递增函数,求的值;
(3)若存在,使得成立,求的取值范围.
【解】(1)对函数求导得,所以.
因为,所以曲线在点处的切线方程为,
即.
(2)对函数求导得,因为函数是上的单调递增函数,
所以在上恒成立.
令,则.
当时,,所以,在上单调递增.
又因为,当时,,不满足在上恒成立,所以.
令,即,解得.
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
所以在处取得最小值.
因为在上恒成立,所以,即.
令,对求导,可得.
令,即,解得.
当时,,单调递增;当时,,单调递减;
所以在处取得最大值.
因为,且,所以,此时.
(3)令,所以原问题变为存在,使得成立,
对求导得,,令.
求导得,当时,,
所以在上单调递增,所以,
所以在上单调递增,所以,即.
此时不存在,使得成立,不符合题意;
当时,令,则.
当时,;当时,;
当,即时,在上单调递增,所以.
所以在上单调递增,所以,即.
此时不存在,使得成立,不符合题意;
当,即时,在上单调递增,在上单调递减,
因为 ,所以在区间上,
因此在上单调递减,
又,故存在,使得,即成立,
综上,所以.
“存在 使得不等式成立”等价于不等式对应函数的最值满足条件:存在 使 ⇔ ;存在 使 ⇔ 。分离参数后: 有解 ⇔ ; 有解 ⇔ 。注意与恒成立问题的最值方向恰好相反。
【变式1】(25-26高三上·北京怀柔·期中)已知函数.
(1)当时,求的单调区间、最大值;
(2)设函数,若存在实数,使得,求m的取值范围.
【解】(1)当时,函数为,定义域为,
求导得,
当时,,,故,函数单调递增;
当时,,,故,函数单调递减;
函数在上单调递增,在上单调递减;
函数在处取得极大值,即为最大值,.
(2)已知,存在实数,使得,
即不等式 在其定义域 上有解,
令,则问题等价于,
当时,,,求导得,
其中,故,在上单调递增,
;
当时,,故,求导得,
其中,故,在上单调递减,
,
综上可得,,要存在实数,使得,只需满足,
的取值范围为.
【变式2】(2026·浙江杭州一模)已知函数(a为实常数).
(1)若,求证:在上是增函数;
(2)当时,求函数在上的最大值与最小值及相应的x值;
(3)若存在,使得成立,求实数a的取值范围.
【解】(1)由题设,则,
则在上有,故在上是增函数,得证;
(2)由题设,则,
当时,当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,且,
所以最小值为时,最大值为时;
(3)由题设在上能成立,则,
对于,则在上恒成立,
故在上单调递增,且时,即在上恒成立,
所以在上能成立,
令且,则,
对于且,则,
当时,,即在上单调递减,
当时,,即在上单调递增,
当,,即在上恒成立,
在上恒成立,则在上单调递增,故,
所以.
题型3 利用导数研究双变量恒成立问题 6
【典例3】(2026·北京顺义高三·开学考试)已知函数的一个极值点是.
(1)求a与b的关系式;
(2)求出的单调区间;
(3)设,,若存在,使得成立,求实数a的取值范围.
【解】(1)因为,
所以,
因为函数的一个极值点是,
所以,即;
则有,
当时,,函数在R上单调递减,此时函数没有极值点,不符合题意.
所以.
(2),由(1)可知.
①当时,令得或,列表如下:
x
2
-
0
+
0
-
满足是函数的极值点;
②当时,令得或,列表如下:
x
2
-
0
+
0
-
满足是函数的极值点.
所以当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为和;
当时,函数的单调递增区间为,单调递减区间为和.
(3)由(1)(2)知,,
且时,在单调递增,在单调递减,
又因为,,
所以在上的最大值为,最小值为
又当时,函数在单调递增,
所以在上的最大值为,最小值为.
因为存在,使得成立,
即存在,使得成立,
即,又,所以解得,
所以实数a的取值范围为.
1.双函数恒成立核心等价关系:,恒成立 ;若为,则等价于,牢记等价关系避免出错;
2.函数最值求解技巧:分别求两个函数在定义域内的最值(或最值趋势),重点关注“无最值”的情况;
3.分类讨论技巧:针对含参函数,按参数符号或取值范围分类,分别判断函数的单调性与最值,再结合等价关系求解参数;
4.新高考适配技巧:双函数恒成立常结合二次函数、对数函数、指数函数的单调性,重点考查“最值比较”,解题时优先判断函数单调性,再确定最值,无需复杂放缩,贴合新高考“基础综合”的命题特点。
【变式1】(2026·湖南·三模)已知函数,.
(1)若函数在上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)若为函数的极值点,求a的值;
(3)设函数,当时,若对于任意,总存在,使得,求实数b的取值范围.
【解】(1)的定义域为,,
令,得,故函数在上单调递增,
因为函数在上单调递增,所以,解得,
故实数a的取值范围是.
(2)令,得;令,得;令,得,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
故函数在处取得极小值,也是唯一的极值点,所以,解得.
(3)由(1)知:当时,函数有最小值,
若,则,
又因为对任意总存在,使得,
则当时,的最小值不大于,
函数的图象开口向上,对称轴为,
当,即时,则在上单调递增,
故的最小值为,
解得,故;
当,即时,则在上单调递减,
故的最小值为,解得,故;
当时,即时,则在上单调递减,在上单调递增,
故的最小值为,解得或.
故或,
综上所述,实数b的取值范围是.
【变式2】(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数.
(1)若时,求曲线在处切线的斜率;
(2)求的单调区间;
(3)设,若对任意,均存在,使得,求的取值范围.
【解】(1)当时,,则,
,在处切线的斜率为.
(2)由题意知:的定义域为,,
①当时,,,,
在上单调递增;
②当时,令,解得:,
当时,;当时,;
在上单调递增,在上单调递减;
综上所述: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.
(3)对任意,均存在,使得,;
,当时,,
在上恒成立,即在上恒成立,;
令,则,
令,解得:,
当时,;当时,;
在上单调递减,在上单调递增,,
,即实数的取值范围为.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·北京房山一模)已知函数.
(1)求函数的单调区间和极值.
(2)若对恒成立,求实数的取值范围.
【解】(1)因为,则,
令,可得或,列表如下:
增
极大值
减
极小值
增
所以,函数的增区间为、,减区间为,
函数的极大值为,极小值为.
(2)由(1)可知,函数在区间上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
且,,
故当时,,
因为对恒成立,则,解得,
因此,实数的取值范围是.
2.(2026·吉林长春二模)已知函数.
(1)求函数在处的切线方程;
(2)若恒成立,求实数的取值范围.
【解】(1)函数的导函数为,所以,
又,所以在处的切线方程为,即;
(2)函数的定义域为,
由恒成立,得恒成立,
设,则,
当时,,所以函数在区间上单调递减;
当时,,所以函数在区间上单调递增,
所以,所以,
故实数的取值范围是.
3.(2026·山西吕梁一模)已知函数.
(1)求在处的切线方程;
(2)若在上有解,求实数的取值范围.
【解】(1),,
所以在处的切线方程为:,即.
(2)因为在上有解,所以在上有解,
当时,在上有解,
令,则,
令,则,
当时,,单调递增,故,
则当时,,即.
所以,当时;当时,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,,所以,
综上可知,实数的取值范围是.
4.已知函数(为自然对数的底数).
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)已知函数在处取得极小值,在上有解,求实数的取值范围.
【解】(1),
当时,,
单调递增区间是,单调递减区间是,
当时,单调递增区间是,递减区间是;
(2)当时,在单调递增,
无极值不合题意,
当时,由(1)可得取得极小值,
函数在处取得极小值,
有解,
,设
不等式在上有解,,
,
当,
在单调递减,在单调递增,
取得极小值,也是最小值为,
.
5.(2026·甘肃武威·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)若关于的不等式在上恰有3个整数解,求的取值范围.(注:,,)
【解】(1)当时,,,所以,
则当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以的极小值为,无极大值.
(2)不等式在上恰有3个整数解,等价于在上恰有3个整数解,
令,,
则,
所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以,
又,
,
所以要使有3个整数解,需满足,
即,此时的整数解为:2,3,4.
所以的取值范围为.
6.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数,(,且,,且).
(1)当时,曲线在点处的切线与直线垂直,求的值;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
【解】(1)当时,,,
,由条件可知,,得;
(2),,
当时,恒成立,所以在单调递增,
当时,令,得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
综上可知,时,的增区间是,无减区间,当时,的减区间是,增区间是;
(3)当,当时,,,所以,即,不满足条件,
当时,由(2)可知,在处取得最小值,最小值为,
若对任意的,恒成立,即
即,得,即,
所以的取值范围是.
7.(24-25高三下·北京朝阳·期末)已知函数的图象经过点.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间;
(3)若对恒成立,求实数的取值范围.
【解】(1)代入可得,解得,
当时,所以,
又,
故切线方程为,即
(2)定义域为,
,
令解得或,
当时,此时,此时在上单调递增,
当时,令,则或,令,则,
故的单调递减区间为,单调递增区间为,
当时,令,则或,令,则,
故的单调递减区间为,的单调递增区间为,
(3)当时,有(2)知:在上单调递增,
所以当时,,
当时,,由(2)知:在上单调递增,
所以当时,,
当时,,由(2)可知在上单调递减,
所以,矛盾,
综上可得
8.(25-26高三下·北京顺义·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)判断函数在区间上的单调性;
(3)是否存在,使得成立,若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解】(1)函数,求导得,
则,而,所以曲线在点处的切线方程为.
(2)当时,,,因此,
所以函数在区间上的单调递增.
(3)假定存在,使得成立,即存在,不等式成立,
令,求导得,
令,求导得,即函数在上递增,
则,即,于是,而,
因此,函数在上单调递增,,,则,
所以的取值范围是.
9.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数,.
(1)若在点处的切线为,求实数的值;
(2)设函数,求函数的单调区间与极值;
(3)若存在,使得成立,求的取值范围.
【解】(1),
,又在点处的切线为,得,
即,解得.
(2),
,,
令,解得,令,解得,
,单调递增,,单调递减,
在处取得极大值,极大值为,无极小值.
(3)令,,使得,
等价于在上,,
,,
,,
令,,令,,
即在上单调递减,在上单调递增,
当即时,在上单调递减,
,则,解得,
,,
当即时,在上单调递减,在上单调递增,
,因为,所以,
则,即,不合题意,
综上,的取值范围为.
10.(25-26高三下·北京·阶段检测)设函数,其中是自然对数的底数.
(1)当时,求函数的极值.
(2)若在其定义域内为单调函数,求实数的取值范围.
(3)设,若在上至少存在一点,使得成立,求实数的取值范围.
【解】(1)解:由已知,得,
时,.令,可得或,
函数在,,上为单调增函数,在,上为单调减函数,
所以函数的极大值为,极小值为.
函数的极大值为,极小值为.
(2)解:,
令,要使在其定义域内是单调函数,只需在内,
满足或恒成立,
当且仅当时,,时,,
因为,所以当且仅当时,,时,,
因为在内有,当且仅当即时取等号,
所以当时,,,此时在单调递增,
当时,,,此时在单调递减,
综上,的取值范围为或.
(3)解:,在,上是减函数,
时,;时,,即,.
①时,由(2)知在,递减(1),不合题意.
②时,由,,
不合题意
③时,由(1)知在,上是增函数,故只需,
,,而(e),,
,解得.
故的取值范围为,.
11.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数
(1)当时,求曲线在点(1,f(1)处曲线的切线方程;
(2)求函数的单调区间;
(3)设,若对任意,均存在,使得,求a的取值范围.
【解】(1)时,,,
故,,
故切线方程是:,整理得:.
(2)的定义域为,
求导函数可得
当时,由于,故,,所以的单调递增区间为;
当时,由,得
在区间上,;在区间上,,
所以,函数的单调递增区间为,单调递减区间为,
综上:当时,的单调递增区间为;
当时,的单调递增区间为,单调递减区间为.
(3)由已知转化为
,,
,
由知,当时,在上单调递增,值域为R,故不符合题意.
或者举出反例:存在,故不符合题意.
当时,在上单调递增,在上单调递减,
故的极大值即为最大值,,
所以,所以,
解得:,
所以a的取值范围为.
12.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数.
(1)若在处取得极值,求的值;
(2)若对于任意的,都有,求实数的取值范围.
【解】(1)的定义域为,
,
若在处取得极值,
,即,
经验证在处取得极小值,所以.
(2),且,
所以当时,,
对于任意的恒成立,
即对任意恒成立,
即恒成立.
令,则.
当时,递增;当时,递减,
当时,的最大值为,
,即的取值范围是.
创新提升
13.(25-26高三上·北京·期中)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的零点个数;
(3)若对于任意,恒成立,求的取值范围.
【解】(1)函数,因为,所以切点为,
由,得,即曲线在点处的切线斜率为0,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)由(1)可知,
因为,所以,令,则.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
又因为,,
所以,由零点存在定理可知,存在唯一的使得,存在唯一的使得.故函数有且仅有两个零点.
(3)由(2)可知,,
即恒成立,即恒成立.
所以当时,恒成立,
下证当时,存在,使得.
令
因为,
故当时,对于任意不恒成立.
故.
14.(2025·北京房山·一模)已知函数,,
(Ⅰ)当时,求曲线在处的切线方程;
(Ⅱ)求的单调区间;
(Ⅲ)设,若对于任意,总存在,使得成立,求的取值范围.
【解】(Ⅰ)当时,,所以
所以
所以曲线在处的切线方程为,即
(Ⅱ)的定义域是,
令,得
①当时,,所以函数的单调增区间是
②当时,变化如下:
+
-
-
+
↗
极大值
↘
↘
极小值
↗
所以函数的单调增区间是,单调减区间是
③当时,变化如下:
+
-
-
+
↗
极大值
↘
↘
极小值
↗
所以函数的单调增区间是,单调减区间是
(Ⅲ)因为,所以
当时,
所以在上恒成立,所以在上单调递增
所以在上的最小值是,最大值是
即当时,的取值范围为
由(Ⅱ)知,当时,,在上单调递减,在上单调递增
因为,所以不合题意
当时,,在上单调递减
所以在上的最大值为,最小值为
所以当时,的取值范围为
“对于任意,总存在,使得成立”等价于
即,解得
所以的取值范围为
15.(25-26高三上·北京·期中)已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间;
(3)当且时,判断与的大小,并说明理由.
【解】(1)当时,;;
而,;
故曲线在点处的切线方程为,即.
(2)的定义域为,且;令,得.
当变化时,与的变化情况如下表:
﹣
﹣
0
+
单调递减
单调递减
极小值
单调递增
所以的单调递增区间为;单调递减区间为和;
(3)当且时,,证明如下:
令,则.
设,则.
所以当时,;当时,.
所以在上单调递减,在上单调递增.
从而,即,
所以的单调递增区间为和.
当时,,即;
当时,,即.
综上,当且时,.
16.(25-26高三下·上海嘉定·期末)已知.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)已知函数在区间上有零点,求的值;
(3)记,设、是函数的两个极值点,若,且恒成立,求实数的取值范围.
【解】(1)因为,所以,所以切线斜率为,
又,切点为,所以切线方程为;
(2),,
当时,,函数单调递减;
当时,,函数单调递增,
所以的极小值为,,
在区间上存在一个零点,此时;
又,,
在区间上存在一个零点,此时.
综上,的值为0或3;
(3)函数,,
所以,
由得,依题意方程有两不相等的正实根、,
,,,
又,,,解得,
,
构造函数,,
所以,
在上单调递减;
所以当时,,
所以.
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解答题专训22 利用导数研究恒成立问题
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解题方法及技巧提炼 1
题型通法及变式提升 1
题型1 利用导数研究函数恒成立问题 2
题型2 利用导数研究函数能成立问题 5
题型3 利用导数研究双变量恒成立问题 8
重难专题分层过关练 12
巩固过关 12
创新提升 22
解题方法及技巧提炼
1.恒成立问题常见类型
自变量,范围为,为函数;为参数,
(1)的值域为
①,则只需要
,则只需要
②,则只需要
,则只需要
(2)若的值域为
① ,则只需要
,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
② ,则只需要
,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
2.能成立(有解)问题常见类型
自变量,范围为,为函数;为参数,
(1)若的值域为
①,则只需要
,则只需要
②,则只需要
,则只需要
(2)若的值域为
① ,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
,则只需要
② ,则只需要(注意与(1)中对应情况进行对比)
,则只需要
题型通法及变式提升
题型1 利用导数研究函数恒成立问题 1
【典例1】(25-26高三下·北京西城·期中)已知函数.
(1)当时,求的极值点;
(2)若不等式对恒成立,求a的取值范围.
恒成立问题常见处理方法:①分离参数,化为 或 对定义域内所有 成立,转化为求 的最大值或最小值;②直接构造新函数 ,利用导数求其最小值,令最小值 (或 )。若参数不可分离,则需对参数分类讨论,结合导数零点划分单调区间,最终通过最值条件求解。注意端点及定义域的限制。
【变式1】(25-26高三下·北京延庆·期中)已知函数.
(1)求函数的单调增区间和减区间:
(2)求函数的极值:
(3)若恒成立,求实数m的取值范围.
【变式2】已知函数.
(1)求曲线垂直于y轴的切线方程;
(2)求的极值
(3)若对于任意,不等式恒成立,求实数m的取值范围
题型2 利用导数研究函数能成立问题 3
【典例2】(2026·北京石景山·一模)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数是上的单调递增函数,求的值;
(3)若存在,使得成立,求的取值范围.
“存在 使得不等式成立”等价于不等式对应函数的最值满足条件:存在 使 ⇔ ;存在 使 ⇔ 。分离参数后: 有解 ⇔ ; 有解 ⇔ 。注意与恒成立问题的最值方向恰好相反。
【变式1】(25-26高三上·北京怀柔·期中)已知函数.
(1)当时,求的单调区间、最大值;
(2)设函数,若存在实数,使得,求m的取值范围.
【变式2】(2026·浙江杭州一模)已知函数(a为实常数).
(1)若,求证:在上是增函数;
(2)当时,求函数在上的最大值与最小值及相应的x值;
(3)若存在,使得成立,求实数a的取值范围.
题型3 利用导数研究双变量恒成立问题 6
【典例3】(2026·北京顺义高三·开学考试)已知函数的一个极值点是.
(1)求a与b的关系式;
(2)求出的单调区间;
(3)设,,若存在,使得成立,求实数a的取值范围.
1.双函数恒成立核心等价关系:,恒成立 ;若为,则等价于,牢记等价关系避免出错;
2.函数最值求解技巧:分别求两个函数在定义域内的最值(或最值趋势),重点关注“无最值”的情况;
3.分类讨论技巧:针对含参函数,按参数符号或取值范围分类,分别判断函数的单调性与最值,再结合等价关系求解参数;
4.新高考适配技巧:双函数恒成立常结合二次函数、对数函数、指数函数的单调性,重点考查“最值比较”,解题时优先判断函数单调性,再确定最值,无需复杂放缩,贴合新高考“基础综合”的命题特点。
【变式1】(2026·湖南·三模)已知函数,.
(1)若函数在上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)若为函数的极值点,求a的值;
(3)设函数,当时,若对于任意,总存在,使得,求实数b的取值范围.
【变式2】(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数.
(1)若时,求曲线在处切线的斜率;
(2)求的单调区间;
(3)设,若对任意,均存在,使得,求的取值范围.
重难专题分层过关练
巩固过关
1.(2026·北京房山一模)已知函数.
(1)求函数的单调区间和极值.
(2)若对恒成立,求实数的取值范围.
2.(2026·吉林长春二模)已知函数.
(1)求函数在处的切线方程;
(2)若恒成立,求实数的取值范围.
3.(2026·山西吕梁一模)已知函数.
(1)求在处的切线方程;
(2)若在上有解,求实数的取值范围.
4.已知函数(为自然对数的底数).
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)已知函数在处取得极小值,在上有解,求实数的取值范围.
5.(2026·甘肃武威·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)若关于的不等式在上恰有3个整数解,求的取值范围.(注:,,)
6.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数,(,且,,且).
(1)当时,曲线在点处的切线与直线垂直,求的值;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
7.(24-25高三下·北京朝阳·期末)已知函数的图象经过点.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间;
(3)若对恒成立,求实数的取值范围.
8.(25-26高三下·北京顺义·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)判断函数在区间上的单调性;
(3)是否存在,使得成立,若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.
9.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数,.
(1)若在点处的切线为,求实数的值;
(2)设函数,求函数的单调区间与极值;
(3)若存在,使得成立,求的取值范围.
10.(25-26高三下·北京·阶段检测)设函数,其中是自然对数的底数.
(1)当时,求函数的极值.
(2)若在其定义域内为单调函数,求实数的取值范围.
(3)设,若在上至少存在一点,使得成立,求实数的取值范围.
11.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数
(1)当时,求曲线在点(1,f(1)处曲线的切线方程;
(2)求函数的单调区间;
(3)设,若对任意,均存在,使得,求a的取值范围.
12.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知函数.
(1)若在处取得极值,求的值;
(2)若对于任意的,都有,求实数的取值范围.
创新提升
13.(25-26高三上·北京·期中)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求函数的零点个数;
(3)若对于任意,恒成立,求的取值范围.
14.(2025·北京房山·一模)已知函数,,
(Ⅰ)当时,求曲线在处的切线方程;
(Ⅱ)求的单调区间;
(Ⅲ)设,若对于任意,总存在,使得成立,求的取值范围.
15.(25-26高三上·北京·期中)已知函数,其中.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)求的单调区间;
(3)当且时,判断与的大小,并说明理由.
16.(25-26高三下·上海嘉定·期末)已知.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)已知函数在区间上有零点,求的值;
(3)记,设、是函数的两个极值点,若,且恒成立,求实数的取值范围.
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