摘要:
**基本信息**
导数专题汇编覆盖14个核心考点,精选云南多地期末/模拟真题,基础题与综合题梯度分布,适配高三复习与高二同步巩固。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择/多选/填空|约60题|导数概念、切线方程、单调性、极值、恒成立、零点、极值点偏移|结合容器注液(考点01)、足球运动(考点01)等情境,基础题考查导数计算(考点02),综合题含含参单调性讨论(考点06)|
|解答题|15题|公切线方程、最值求解、不等式证明、极值点偏移|融入2024新课标Ⅰ卷公切线真题(考点04),极值点偏移证明(考点14)体现高考命题趋势|
内容正文:
专题02 导数及其应用
高频考点概览
考点01导数的概念
考点02导数的计算
考点03在点和过点的切线方程
考点04 公切线方程和距离最值
考点05 三次函数和常见函数的性质
考点06 求单调区间、分类讨论函数的单调性
考点07 已知单调区间求参
考点08 求极值和已知极值点求参
考点09 极值范围和极值点个数
考点10 函数求解最值
考点11 恒成立与能成立问题
考点12 导数中的零点问题
考点13 不等式问题
考点14 极值点偏移
(
考点01
导数的概念
)
1.(22-23高三上·云南楚雄·期末)已知某容器的高度为20cm,现在向容器内注入液体,且容器内液体的高度h(单位:cm)与时间t(单位:s)的函数关系式为,当时,液体上升高度的瞬时变化率为3cm/s,则当时,液体上升高度的瞬时变化率为( )
A.5cm/s B.6cm/s
C.8cm/s D.10cm/s
2.(20-21高三上·云南德宏·期末)已知,则( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二下·云南昆明·阶段检测)设是可导函数,且,则( )
A. B.
C. D.
4.(2026·云南昆明·模拟预测)函数的图象如图所示,为的导函数,下列排序正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.(25-26高二下·云南楚雄·阶段检测)(多选)在某次足球比赛中,运动员甲带球突破,其运动路线可视为直线运动,且位移(单位:)与时间(单位:)的函数关系式是,则( )
A.在这段时间内,运动员甲的平均速度为
B.在这段时间内,运动员甲的平均速度为
C.运动员甲在时的瞬时速度为
D.运动员甲在时的瞬时速度为
(
考点0
2
导数的计算
)
1.(25-26高二上·云南昭通·期末)下列运算正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高二下·云南昭通·期中)下列求导数运算正确的有( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·云南昆明·期末)下列求导运算错误的是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高二下·云南楚雄·阶段检测)已知为函数的导函数,若,则( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高三下·云南丽江·阶段检测)法国数学家拉格朗日于1797年在其著作《解析函数论》中提出一个定理:如果函数满足条件①在闭区间上是连续不断的,②在开区间上都有导数,那么在开区间上至少存在一个实数,使得,其中被称为拉格朗日中值.函数在区间上的拉格朗日中值所在的区间为( )
A. B.
C. D.
6.(24-25高二下·云南昆明·期中)(多选)下列命题正确的是( )
A.
B.已知函数在上可导,若,则
C.已知函数,若,则
D.设函数的导函数为,且,则
(
考点0
3
在点和过点的切线方程
)
1.(2026·云南·模拟预测)若函数的图象与直线相切于点,则实数( )
A. B.2
C. D.3
2.(25-26高二上·云南昭通·阶段检测)已知直线是曲线的切线,则切点的横坐标为( )
A. B.1
C. D.2
3.(23-24高二下·云南玉溪·期末)过点的直线l与曲线相切,则直线l的斜率为( )
A.不存在 B.-1
C.3 D.3或-1
4.(23-24高三上·云南昆明·阶段检测)若曲线存在垂直于轴的切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高二上·云南曲靖·期末)已知直线与曲线在处的切线垂直,则________.
6.(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数,若曲线在处的切线与直线垂直,则______.
7.(24-25高三上·云南昆明·阶段检测)函数的图象在点处的切线与坐标轴围成的三角形面积为______.
8.(2023·云南·模拟预测)若曲线有两条过坐标原点的切线,则实数a的取值范围为____________.
9.(2026·云南昆明·模拟预测)已知函数图象关于点对称.
(1)求a,b;
(2)若过点存在三条直线与曲线相切,求实数m的取值范围.
(
考点0
4
公切线方程和距离最值
)
1.(24-25高二下·云南丽江·阶段检测)已知函数(为自然对数的底数),,直线既与相切又与相切,则直线的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
2.(23-24高二下·云南楚雄·期末)若直线是曲线与的公切线,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(22-23高三上·云南昆明·阶段检测)若点为曲线上的动点,点为直线上的动点,则的最小值为( )
A. B.
C.1 D.
4.(20-21高二下·云南·期末)点在函数的图像上,若满足到直线的距离为1的点有且仅有1个,则( )
A. B.
C. D.
5.(2020·云南昆明·模拟预测)若实数a,b,c,d满足,则的最小值为( )
A. B.
C.8 D.18
6.(2025·云南昆明·模拟预测)若直线同时与曲线和曲线相切,则直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则__________.
8.(23-24高三上·云南·阶段检测)已知点在函数上,若满足到直线的距离为的点有且仅有两个,则实数的取值范围是______.
9.(2023·云南昆明·模拟预测)已知曲线与曲线有公共点,且在公共点处的切线相同,则a的值为______.
10.(25-26高三上·云南楚雄·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)点是函数图象上任意一点,求点到直线距离的最小值.
(
考点0
5
三次函数和常见函数的性质
)
1.(25-26高二上·云南昆明·期末)(多选)设函数的导函数为,则( )
A. B.是函数的极大值点
C.有且仅有两个零点 D.在上的最小值为
2.(25-26高三上·云南保山·期末)(多选)已知函数,则( )
A.恒成立 B.时,单调递减
C.在取得极大值 D.只有一个零点
3.(2025·云南·一模)(多选)已知函数,则下列结论正确的有( )
A.函数在区间上单调递减 B.函数的极大值为4
C.函数图象的对称中心为 D.函数有3个零点
4.(24-25高二上·云南昆明·期中)(多选)设函数,则( )
A.当时,有一个零点 B.当时,无极值点
C.,使在上是减函数 D.图象对称中心的横坐标不变
5.(25-26高三上·云南红河·阶段检测)(多选)已知是定义在上的偶函数,且当时,,则( )
A.当时, B.
C.在和上单调递减 D.有2个极小值点
6.(25-26高三上·云南·阶段检测)(多选)已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A.在上单调递增
B.的图象与轴有7个交点
C.是的极小值点
D.存在实数,使得方程有且仅有5个实数根
7.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)(多选)对于函数,下列说法正确的是( )
A.在处取得极大值
B.有两个不同的零点
C.
D.若有两个不同的实根,则a的取值范围是
(
考点0
6
求单调区间,分类讨论函数的单调性
)
1.(2026·云南红河·模拟预测)已知函数,则在上单调递减的区间为_____
2.(25-26高二上·云南昭通·期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求曲线在点处的切线方程.
3.(25-26高三下·云南·阶段检测)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与直线垂直,求的方程;
(2)讨论的单调性.
4.(24-25高二下·云南·期中)已知函数,.
(1)若,求函数的值域;
(2)求函数的单调区间;
(3)若直线为的切线,求的值.
5.(23-24高二下·云南昆明·阶段检测)已知函数(为实常数).
(1)当时,求函数在上的最大值与最小值及相应的值;
(2)讨论函数的单调性.
6.(23-24高二下·云南曲靖·阶段检测)已知函数.
(1)若函数的图象在点处的切线过坐标原点,求实数的值;
(2)讨论函数的单调性.
7.(2024·云南·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)讨论函数的单调性.
8.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若,证明:在上恒成立;
(2)讨论函数的单调性.
9.(24-25高二下·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)讨论的单调性.
(
考点0
7
已知单调区间求参
)
1.(25-26高三下·云南楚雄·开学考试)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围为________.
2.(25-26高二上·云南玉溪·阶段检测)已知函数在上单调递减,则实数a的最小整数是______.
3.(24-25高二上·云南昆明·期中)设,若函数在区间上单调,则的取值范围是__________.
4.(24-25高二下·云南玉溪·期中)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是_____________.
5.(25-26高三上·云南·开学考试)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a的取值范围;
(
考点0
8
求极值和已知极值点求参
)
1.(2026·云南·模拟预测)已知函数没有极值点,则______.
2.(24-25高二下·云南·期末)已知函数在处取得极小值,则__________.
3.(2022·云南玉溪·模拟预测)若函数的极小值小于0,则实数a的取值范围为___________.
4.(20-21高二下·云南昭通·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)当时,求函数的极值.
5.(2026·云南·三模)已知函数在处的切线的斜率为1.
(1)求的值;
(2)当时,求的极值.
6.(25-26高二下·云南昆明·期中)已知函数.
(1)若曲线在处的切线经过点,求的值;
(2)若有极小值,且极小值小于0,求的取值范围;
(
考点0
9
极值范围和极值点个数
)
1.(2026·云南昭通·模拟预测)已知函数有2个极值,则的取值范围是________.
2.(24-25高三上·云南昆明·期中)已知函数有两个极值点,则的取值范围为________;若的极小值小于零,则的取值范围为________.
3.(25-26高三下·云南楚雄·阶段检测)已知函数.
(1)若,讨论的单调性;
(2)若有两个极值点,求的取值范围.
4.(26-27高二上·云南·期末)已知函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)已知有两个极值点.
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若的极小值大于零,求的取值范围.
5.(25-26高三上·云南昭通·期末)设为实数,函数.
(1)若曲线过点,求的值;
(2)当时,求的最小值;
(3)若恰有两个极值点,求的取值范围.
6.(25-26高三上·云南红河·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)已知有两个极值点,且,
(i)求实数a的取值范围;
(ii)求的最小值.
7.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若函数在处的切线方程为,求实数;
(2)若函数存在两个极值点()
①求a的取值范围;
②证明:
(
考点
10
函数求解最值
)
1.(2023·云南红河·二模)若是函数的极小值点,则函数在区间上的最大值为______.
2.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知曲线在点处的切线方程为,a,.
(1)求a;
(2)求在区间上的最大值与最小值.
3.(2026·云南·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)当时,求函数的最小值;
(3)若函数存在极小值点,且,求的值.
4.(2025·云南红河·三模)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求函数的极值;
(3)设,求函数在区间上的最大值.
5.(24-25高二下·云南玉溪·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求函数的极值;
(2)求在上的最大值.
(
考点
11
恒
成立与能成立问题
)
1.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
2.(2024·云南曲靖·一模)已知函数.
(1)若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)设,当时,函数的图象在函数的图象的下方,求的最大值.
3.(2024·云南昆明·一模)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,若恒成立,求的取值范围.
4.(23-24高二下·云南丽江·期末)已知.
(1)讨论的单调性;
(2)若任意的,求的取值范围.
5.(24-25高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若,求证:;
(2)若且在上恒成立,求的最大值.
6.(23-24高三上·云南昆明·期中)已知(其中e为自然对数的底数,)
(1)求的单调区间;
(2)若存在实数,使能成立,求正数a的取值范围.
7.(23-24高三上·云南曲靖·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)(),若对任意,均存在,使得,求实数a的取值范围.
8.(25-26高三下·云南·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)判断函数的零点个数;
(3)若对任意的,都有成立,求整数的最大值.
(
考点
12
导数中的零点问题
)
1.(25-26高二上·云南昭通·期末)已知函数在处有极值.
(1)求的值;
(2)若函数恰有2个零点,求实数m的取值范围.
2.(2025·云南昆明·模拟预测)已知,.
(1)当时,求函数的极值;
(2)若关于x的方程有两个不等实根,求a的取值范围.
3.(24-25高二上·云南曲靖·阶段检测)已知函数.
(1)判断函数的单调性,并求出的极值;
(2)画出函数的大致图象;
(3)若方程有个不同的根,求实数的取值范围.
4.(25-26高三上·云南普洱·期末)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有且仅有两个零点,求的取值范围.
5.(2026·云南玉溪·模拟预测)已知函数.
(1)若函数与的图象关于点对称,求的解析式;
(2)当时,求的最大值;
(3)判断函数在的零点个数,并说明理由.
6.(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数.
(1)若,证明:当时,;
(2)若,求的最小值;
(3)讨论的零点个数.
(
考点
13
不等式问题
)
1.(23-24高二下·云南保山·阶段检测)已知曲线在处的切线过点.
(1)试求的值;
(2)讨论的单调性;
(3)证明:当时,.
2.(24-25高三下·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)讨论的零点个数;
(2)记,证明:在上,当时,的图象恒在的图象上方.
3.(24-25高三上·云南·阶段检测)设.
(1)求在处的切线方程;
(2)求证:当时,;
(3)设为整数,且对于任意正整数都有,求的最小值.
4.(25-26高二下·云南德宏·期中)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数在定义域内恒成立,求实数的取值范围;
(3)求证:当时,.
5.(2026·云南昭通·模拟预测)已知函数,其中.
(1),
(i)当时,讨论的单调性;
(ii)若存在,使得成立,求的取值范围;
(2)当时,证明:对任意的,.
(
考点
14
极值点偏移
)
1.(21-22高二下·云南昆明·期末)已知函数f(x)=ex(lnx+a).
(1)若f(x)是增函数,求实数a的取值范围;
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:x1+x2>2.
2.(22-23高三上·云南·阶段检测)已知函数,.
(1)若,求的取值范围;
(2)证明:若存在,,使得,则.
3.(2020·云南红河·模拟预测)已知函数.
(Ⅰ)若函数在处的切线与直线平行,求实数n的值;
(Ⅱ)若时,函数恰有两个零点,证明:.
4.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若存在两个零点,求实数a的取值范围;
(2)设函数,若有两个极值点,证明:.
5.(24-25高三上·云南·阶段检测)已知函数.
(1)若为增函数,求的取值范围;
(2)若有两个极值点,证明:.
6.(23-24高三上·云南昆明·阶段检测)设,为函数()的两个零点.
(1)求实数的取值范围;
(2)证明:.
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专题02 导数及其应用
高频考点概览
考点01导数的概念
考点02导数的计算
考点03在点和过点的切线方程
考点04 公切线方程和距离最值
考点05 三次函数和常见函数的性质
考点06 求单调区间、分类讨论函数的单调性
考点07 已知单调区间求参
考点08 求极值和已知极值点求参
考点09 极值范围和极值点个数
考点10 函数求解最值
考点11 恒成立与能成立问题
考点12 导数中的零点问题
考点13 不等式问题
考点14 极值点偏移
(
考点01
导数的概念
)
1.(22-23高三上·云南楚雄·期末)已知某容器的高度为20cm,现在向容器内注入液体,且容器内液体的高度h(单位:cm)与时间t(单位:s)的函数关系式为,当时,液体上升高度的瞬时变化率为3cm/s,则当时,液体上升高度的瞬时变化率为( )
A.5cm/s B.6cm/s
C.8cm/s D.10cm/s
【答案】C
【分析】利用导数的定义直接求得.
【详解】由,求导得:.
当时,,解得(舍去).
故当时,液体上升高度的瞬时变化率为.
故选:C
2.(20-21高三上·云南德宏·期末)已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据增量变形,由导数定义可得.
【详解】因为,
所以
所以.
故选:C
3.(23-24高二下·云南昆明·阶段检测)设是可导函数,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由导数的定义计算即可得出结果.
【详解】,则.
故选:C.
4.(2026·云南昆明·模拟预测)函数的图象如图所示,为的导函数,下列排序正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】根据的图象判断的符号以及单调性,由此确定正确答案.
【详解】根据的图象可知,在区间上单调递增,
且函数增长的速度逐渐减慢,切线斜率递减.
所以,且单调递减,
所以.
5.(25-26高二下·云南楚雄·阶段检测)(多选)在某次足球比赛中,运动员甲带球突破,其运动路线可视为直线运动,且位移(单位:)与时间(单位:)的函数关系式是,则( )
A.在这段时间内,运动员甲的平均速度为
B.在这段时间内,运动员甲的平均速度为
C.运动员甲在时的瞬时速度为
D.运动员甲在时的瞬时速度为
【答案】BC
【详解】已知,
在这段时间内,运动员甲的平均速度如下,
为,故A错误;
在这段时间内,运动员甲的平均速度如下,
为,故B正确;
由,得,
运动员甲在时的瞬时速度为,故C正确;
运动员甲在时的瞬时速度为,故D错误.
(
考点0
2
导数的计算
)
1.(25-26高二上·云南昭通·期末)下列运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据导数的四则运算,复合函数的求导法则逐一进行判断.
【详解】对于A选项,,A错;
对于B选项,,B对;
对于C选项,,C错;
对于D选项,,D错,
故选:B.
2.(25-26高二下·云南昭通·期中)下列求导数运算正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A选项,,所以A选项正确;
B选项,,所以B选项错误;
C选项,,所以C选项错误;
D选项,,所以D选项错误.
3.(23-24高二上·云南昆明·期末)下列求导运算错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据导数的运算法则依次得出答案.
【详解】因为,所以A选项正确;
因为,所以B选项正确;
因为,所以C选项错误;
因为,所以D选项正确.
故选:C.
4.(25-26高二下·云南楚雄·阶段检测)已知为函数的导函数,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先对函数求导,再代入求值即可.
【详解】由,得,
所以,解得.
5.(24-25高三下·云南丽江·阶段检测)法国数学家拉格朗日于1797年在其著作《解析函数论》中提出一个定理:如果函数满足条件①在闭区间上是连续不断的,②在开区间上都有导数,那么在开区间上至少存在一个实数,使得,其中被称为拉格朗日中值.函数在区间上的拉格朗日中值所在的区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用导数思想,结合零点存在的区间端点值的大小分析即可得解.
【详解】由题可知,,,
则,,即,
由指数函数和一次函数的单调性可知:在上单调递增,
又,,
所以所在的区间为.
故选:
6.(24-25高二下·云南昆明·期中)(多选)下列命题正确的是( )
A.
B.已知函数在上可导,若,则
C.已知函数,若,则
D.设函数的导函数为,且,则
【答案】BC
【分析】根据复合函数的求导法则判断A,根据导数的定义判断B,求出函数的导函数,解得即可判断C,求出函数的导函数,令计算可判断D.
【详解】对于A:,故A错误;
对于B:因为,所以,故B正确;
对于C:因为,所以,
因为,即,解得或(舍去),故C正确;
对于D:因为,所以,
所以,解得,故D错误.
故选:BC
(
考点0
3
在点和过点的切线方程
)
1.(2026·云南·模拟预测)若函数的图象与直线相切于点,则实数( )
A. B.2
C. D.3
【答案】A
【分析】根据导数的几何意义求出,进而求出切点坐标,代入直线方程求解即可.
【详解】,则,解得,
所以,即切点为,
代入直线整理得,解得.
2.(25-26高二上·云南昭通·阶段检测)已知直线是曲线的切线,则切点的横坐标为( )
A. B.1
C. D.2
【答案】B
【分析】根据给定条件,求出函数的导数,再设出切点为,再利用导数的几何意义求解作答.
【详解】由,则,
设直线与曲线相切的切点为,
则根据题意可知且,解得,故B正确.
故选:B.
3.(23-24高二下·云南玉溪·期末)过点的直线l与曲线相切,则直线l的斜率为( )
A.不存在 B.-1
C.3 D.3或-1
【答案】D
【分析】分切点在处与不在处,利用导数的几何意义求解.
【详解】解:因为,所以,,
当为切点时,;
当不为切点时,设切点为,,
所以,
所以切线方程为,
又切线过点,
所以,
即,即,
解得或(舍去),所以切点为,
所以.
综上所述,直线l的斜率为3或-1.
故选:D
4.(23-24高三上·云南昆明·阶段检测)若曲线存在垂直于轴的切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由在有解求解.
【详解】解:由题意,在有解,
则在有解,
因为在上单调增,
所以,
则,
故选:C.
5.(25-26高二上·云南曲靖·期末)已知直线与曲线在处的切线垂直,则________.
【答案】
【分析】先对曲线求导得到在处的切线斜率,再利用两直线垂直时斜率乘积为的关系求出参数的值.
【详解】,则曲线在处的切线的斜率,
由切线垂直得:,即.
故答案为:
6.(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数,若曲线在处的切线与直线垂直,则______.
【答案】/
【分析】根据导数的几何意义,即可求解.
【详解】因为,所以,
又在处的切线与直线垂直,
所以,解得
故答案为:
7.(24-25高三上·云南昆明·阶段检测)函数的图象在点处的切线与坐标轴围成的三角形面积为______.
【答案】/
【分析】求导确定切线方程,求得切线与坐标轴的交点,即可求解.
【详解】由,得,则.
又,所以所求切线方程为.
又切线与轴、轴分别交于点,,
所以所求的三角形面积.
故答案为:.
8.(2023·云南·模拟预测)若曲线有两条过坐标原点的切线,则实数a的取值范围为____________.
【答案】
【分析】先求得曲线过坐标原点的切线方程,再列出关于实数a的不等式,进而求得实数a的取值范围.
【详解】设切点坐标为:,
所以切线斜率为,
所以切线方程为,
又切线过坐标原点,所以,
整理得,
又曲线有两条过坐标原点的切线,所以该方程有两个实数解,
所以,解得,
又因为,所以实数a的取值范围为.
故答案为:.
9.(2026·云南昆明·模拟预测)已知函数图象关于点对称.
(1)求a,b;
(2)若过点存在三条直线与曲线相切,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据代入函数解析式,对比系数即可求解;
(2)将问题转化为与有三个交点,利用导数研究的单调性,极值和图像即可求解.
【详解】(1)因为函数图象关于对称,
所以,故,
化简可得,
所以,解得.
(2)由(1)可知,函数,所以,
设切点坐标为,
所以切线方程为,因为切线过点,
所以,即,
令,则,
令,解得,或.
当x变化时,,的变化情况如下表所示,
x
1
0
0
单调递减
单调递增
0
单调递减
因此,当时,有极小值;
当时,有极大值.
过点存在3条直线与曲线相切,等价于
关于x的方程有三个不同的根,则,
所以实数m的取值范围是.
(
考点0
4
公切线方程和距离最值
)
1.(24-25高二下·云南丽江·阶段检测)已知函数(为自然对数的底数),,直线既与相切又与相切,则直线的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】先设切点,再根据导数几何意义列等量关系,解出切点,即得切线方程.
【详解】设与相切于点,,则切线的斜率为,
切线方程:,即,
设与相切于点,,则切线的斜率为,
切线方程:,即
∴,解得,或,,
则直线的方程:或.所以满足条件的直线有2条.
故选:C.
2.(23-24高二下·云南楚雄·期末)若直线是曲线与的公切线,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分别设两曲线上的两个切点坐标,然后利用导数求斜率,用斜率相等建立方程①,再利用两点坐标求斜率再次利用斜率相等建立方程②,解方程组即可求得切点横坐标,最后求得切点与斜率即可得解.
【详解】由,得,由,得.
设直线与曲线切于点,与曲线切于点,
则,又,
由方程①②解得,所以直线过点,斜率为1,
即的方程为.
故选:B.
3.(22-23高三上·云南昆明·阶段检测)若点为曲线上的动点,点为直线上的动点,则的最小值为( )
A. B.
C.1 D.
【答案】A
【分析】根据、图象分析最小时P的位置,利用导数几何意义求上斜率为1的切线,应用平行线距离公式求的最小值.
【详解】由题意,要使的最小,为平行于的直线与的切点,
令,可得,故切点为,
以为切点平行于的切线为,此时有.
故选:A
4.(20-21高二下·云南·期末)点在函数的图像上,若满足到直线的距离为1的点有且仅有1个,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求导,设直线与相切于点,利用导数几何意义和切点在曲线、直线上求得切点,再利用到直线的距离为1,结合图象解得参数即可.
【详解】函数的导函数为,设直线与相切于点,
则,解得切点为,
由题可知到直线的距离为1,
所以,解得,结合图象可知,.
故选:B.
5.(2020·云南昆明·模拟预测)若实数a,b,c,d满足,则的最小值为( )
A. B.
C.8 D.18
【答案】C
【分析】根据题意可得点在曲线上,点在曲线上,由的几何意义就是曲线到曲线上点的距离最小值的平方,利用导数求出曲线上点到直线的距离即可求解.
【详解】,
∴,,
∴点在曲线上,
点在曲线上,
的几何意义就是曲线
到曲线上点的距离最小值的平方.
曲线平行于直线的切线,
∵,令,解得或(舍去),
∴切点为,该切点到直线的距离
就是所要求的两曲线间的最小距离,故的最小值为,
故选:C.
【点睛】本题考查了利用导数求曲线上的点到直线的距离的最值,考查了转化与化归的思想,属于中档题.
6.(2025·云南昆明·模拟预测)若直线同时与曲线和曲线相切,则直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设切线分别切两曲线于,,则直线斜率为,从而可得,,再利用导数,即可求解.
【详解】因为和曲线,
所以,,,
设切线分别切两曲线于,,
则直线斜率为,所以,
所以,,
设,,则,,
所以当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
所以,且当与时,,
所以
故选:B.
7.(2024·新课标Ⅰ卷·高考真题)若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则__________.
【答案】
【分析】先求出曲线在的切线方程,再设曲线的切点为,求出,利用公切线斜率相等求出,表示出切线方程,结合两切线方程相同即可求解.
【详解】由得,,
故曲线在处的切线方程为;
由得,
设切线与曲线相切的切点为,
由两曲线有公切线得,解得,则切点为,
切线方程为,
根据两切线重合,所以,解得.
故答案为:
8.(23-24高三上·云南·阶段检测)已知点在函数上,若满足到直线的距离为的点有且仅有两个,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】求得,设切点,令,求得切点,求得点到直线的距离为时,,求得的值,结合图象,即可求解.
【详解】由函数,可得,
设切点,令,即,解得,即切点
所以点到直线的距离为时,,解得或,
当时,函数图象与直线不相交(如图所示),
从而函数的图象上只有一点到直线的距离为;
当时,函数图象与直线相交(如图所示),
从而函数的图象上有且仅有三个点到直线的距离为,
综上,要满足点到直线的距离为的点有且仅有两个时,满足,
即实数的取值范围为.
故答案为:.
9.(2023·云南昆明·模拟预测)已知曲线与曲线有公共点,且在公共点处的切线相同,则a的值为______.
【答案】.
【分析】根据题意可设两曲线公共点坐标为,对分别求导,利用在公共点处的切线相同可求出a的值.
【详解】设两曲线公共点坐标为,显然,,
由题意,,则,,
有,,,则的值为,
故答案为:.
10.(25-26高三上·云南楚雄·期中)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)点是函数图象上任意一点,求点到直线距离的最小值.
【答案】(1)单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)
【分析】(1)确定函数的定义域,求导,求,在定义域内的解得单调区间;
(2)设点(),利用点到直线的距离公式构造新函数求解最值即可;或者根据几何性质,当曲线上过一点的切线与已知直线平行时,切点到直线的距离即所求最值.
【详解】(1)函数的定义域为,
对函数求导得,
令,得;令,得,
所以函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)解法一:设点(),
所以点到直线的距离为,
令,则,
令,得(舍去)或,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以在处取到极大值,也是最大值,
所以,当且仅当时等号成立,
即点到直线距离的最小值为.
解法二:直线的斜率,
设(),又,令,
得,解得(舍)或,所以点的坐标为,
所以曲线上与直线平行的切线的切点为,
由题意知点到直线距离的最小值即为点到直线的距离,
又点到直线的距离,
所以点到直线距离的最小值为.
(
考点0
5
三次函数和常见函数的性质
)
1.(25-26高二上·云南昆明·期末)(多选)设函数的导函数为,则( )
A. B.是函数的极大值点
C.有且仅有两个零点 D.在上的最小值为
【答案】AD
【分析】求导,令得到,确定,再根据导数的运算法则,结合极值点、零点、导数的性质逐一判断即可.
【详解】由,
求导得,令,得,
即,
则.
A:因为,所以A正确;
B:因为当时,单调递增,
当时,单调递减,且,
所以是函数的极小值点,因此B错误;
C:,或,
由,因此有且仅有三个零点,所以C不正确;
D:当时,单调递增,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
因为,所以在上的最小值为,因此D正确,
故选:AD
2.(25-26高三上·云南保山·期末)(多选)已知函数,则( )
A.恒成立 B.时,单调递减
C.在取得极大值 D.只有一个零点
【答案】BCD
【分析】根据函数的零点和对函数求导分析极值点,单调性逐一分析判断选项.
【详解】,,.
,
当时,,此时函数单调递增,
当时,,此时函数单调递减,B选项正确;
,C选项正确;
当时,,此时,A选项错误;
由,可得,解得,D选项正确.
故选:BCD
3.(2025·云南·一模)(多选)已知函数,则下列结论正确的有( )
A.函数在区间上单调递减 B.函数的极大值为4
C.函数图象的对称中心为 D.函数有3个零点
【答案】BC
【分析】求导研究其单调性得函数在上单调递增,上单调递减,上单调递增,进而得极大值为判断AB;根据为奇函数,得函数图象的对称中心为判断C;根据判断D.
【详解】对于A,由,得.
当时,,所以函数在上单调递增,故A错误;
对于B,令,解得或.
当时,,则函数在上单调递增;
当时,,则函数在上单调递减;
当时,,则函数在上单调递增,
因此,是的极大值点,极大值为,故B正确;
对于C,令,定义域为,因为,
所以是奇函数,其图象的对称中心为.又因为由图象向上平移2个单位长度可得图象,
所以函数图象的对称中心为,故C正确;
对于D,令,即
,解得或,
所以函数有2个零点,故D错误.
故选:BC.
4.(24-25高二上·云南昆明·期中)(多选)设函数,则( )
A.当时,有一个零点 B.当时,无极值点
C.,使在上是减函数 D.图象对称中心的横坐标不变
【答案】ABD
【分析】利用导数求出函数的极大值判断A;由恒成立判断B;由的解集能否为R判断C;求出图象的对称中心判断D.
【详解】对于A,当时,,
令,得或,
当时,,当或时,,
则在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
又,
因为为三次函数的极大值,且极大值小于,所以只有一个零点,故A正确;
对于B,,若无极值点,则,解得,故B正确;
对于C,要使在上是减函数,则恒成立,显然不等式的解集不是,故C错误;
对于D,由,
得图象对称中心坐标为,图象对称中心的横坐标不变,故D正确.
故选:ABD.
5.(25-26高三上·云南红河·阶段检测)(多选)已知是定义在上的偶函数,且当时,,则( )
A.当时, B.
C.在和上单调递减 D.有2个极小值点
【答案】ABD
【分析】对A,利用偶函数的性质,结合条件,即可求解;对B,直接求出,即可判断正误;对C,利用导数与函数单调性间的关系及偶函数的性质,求出单调区间,即可判断正误;对D,利用C中结果,由极值的定义及偶函数的性质,即可求解.
【详解】对于A,因为是定义在上的偶函数,且时,,
所以时,,则,
又,所以当时,,故A正确;
对于B,由选项A知时,,
所以当,,则,所以B正确;
对于C,因为当时,,
令可得,或(舍去)
当时,,函数在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
又是定义在上的偶函数,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以在和上单调递增,故C错误;
对于D,由选项C可函数在上单调递减,在上单调递增,且,
所以当时,是的极小值点,
因为是偶函数,图象关于轴对称,所以也是的极小值点,
故有2个极小值点,所以D正确.
故选:ABD.
6.(25-26高三上·云南·阶段检测)(多选)已知是定义在上的奇函数,且当时,,则( )
A.在上单调递增
B.的图象与轴有7个交点
C.是的极小值点
D.存在实数,使得方程有且仅有5个实数根
【答案】BD
【分析】求出函数的导数,讨论函数在上的单调性,从而可判断A,结合零点存在定理和奇函数可判断B的正误,利用函数的对称性可判断C的正误,结合函数图像可可判断D的正误.
【详解】对于A,当时,,
所以,
所以当时,
当时,所以在上单调递增,在上单调递减,
在上单调递增,故A错误;
对于B,,
,,所以当时,函数有3个零点,
又是定义在上的奇函数,所以函数有7个零点,
即的图象与x轴有7个交点,故B正确;
对于C,由B可知是的极小值点,由函数为奇函数可得是的极大值点,故C错误;
对于D,令,,所以作出图象如图所示,
所以由图可知当时,方程有且仅有5个实数根,故D正确.
故选:BD.
7.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)(多选)对于函数,下列说法正确的是( )
A.在处取得极大值
B.有两个不同的零点
C.
D.若有两个不同的实根,则a的取值范围是
【答案】AC
【分析】先求出导函数,再根据导函数的正负得出函数单调性进而得出极值判断A,根据单调性判断C,应用对数运算判断B,应用单调性结合函数值域即可判断D.
【详解】由已知得,
令得,令得,
故在上单调递增,在单调递减,所以的极大值为,A正确;
又令得,即,所以只有1个零点,B不正确;
函数在上单调递减,因为,所以,故C正确;
若有两个不同的实根,由在上单调递增,在单调递减,
所以的最大值为,
当时,,当时,,
当有两个不同的实根,则,故D不正确.
故选:AC
(
考点0
6
求单调区间,分类讨论函数的单调性
)
1.(2026·云南红河·模拟预测)已知函数,则在上单调递减的区间为_____
【答案】
【详解】由题意得,
因,则,
由可得,
因正弦函数在上单调递增,则,即.
故在上单调递减的区间为.
2.(25-26高二上·云南昭通·期末)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)求曲线在点处的切线方程.
【答案】(1)的单调递增区间为,;单调递减区间为.
(2)
【分析】(1)利用导数求解即可;
(2)利用导数的几何意义求解即可.
【详解】(1)因为,
令,得或,
所以的单调递增区间为,;
,得,的单调递减区间为.
综上,的单调递增区间为,;单调递减区间为.
(2)因为,且,
所以切线方程为,
即.
所以曲线在点处的切线方程为.
3.(25-26高三下·云南·阶段检测)已知函数.
(1)若曲线在点处的切线与直线垂直,求的方程;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)利用导数的几何意义求解即可;
(2)分,和三种情况讨论导数的正负即可求解.
【详解】(1),
则.
因为,
所以,得.
又,
所以的方程为,即.
(2).
当时,,则在上单调递增.
当时,令,得或,令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减.
当时,令,得或,令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减.
4.(24-25高二下·云南·期中)已知函数,.
(1)若,求函数的值域;
(2)求函数的单调区间;
(3)若直线为的切线,求的值.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【分析】(1)求导,确定函数的单调性即可求解;
(2)求得导函数,并对分和讨论,即可判断函数的单调性;
(3)设切点为,结合导数的几何意义可得,令,转化为仅一个零点,利用导数判断求解;
【详解】(1)时,,
求导得:,
易得时,,时,,
所以在单调递减,在单调递增,
最小值为,又时,,
所以值域为:
(2)由,,
当时,,在单调递增,
当时,令,解得,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
综上,
当时,递增区间为,无递减区间;
当时,递减区间为,递增区间为.
(3)设切点为,依题意,,所以,
又,代入可得,,
设,则,
所在单调递增,
因为,所以,
所以.
5.(23-24高二下·云南昆明·阶段检测)已知函数(为实常数).
(1)当时,求函数在上的最大值与最小值及相应的值;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)当时,有最小值为,当时,有最大值;
(2)当时,在上递增,当时,在上递减,在上递增.
【分析】(1)函数求导后,由导数的正负可求出函数的单调区间,从而可求出函数的最值;
(2)对函数求导后,分和两种情况讨论导数的正负,从而可求出函数的单调区间.
【详解】(1)当时,,则,
由,得,由,得,
所以在上递减,在上递增,
所以在上递减,在上递增,
所以当时,有最小值为,
因为,所以当时,有最大值;
(2)由,得,
当时,在上恒成立,所以在上递增,
当时,由,得,由,得,
所以在上递减,在上递增.
6.(23-24高二下·云南曲靖·阶段检测)已知函数.
(1)若函数的图象在点处的切线过坐标原点,求实数的值;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)1
(2)答案见解析
【分析】(1)根据导数的几何意义求出切线的斜率,利用点斜式写出切线方程,再根据切线过点,可求的值.
(2)求导,在函数的定义域内讨论导函数的符号,确定函数的单调区间.
【详解】(1)由,有,,
可得曲线在点处的切线方程为,
整理为,
代入原点,有,可得,
故实数的值为1.
(2)由,.
①当时,在上恒成立,可得函数的增区间为,没有减区间;
②当时,令,可得,故函数的减区间为,增区间为.
综上可知,当时,在单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
7.(2024·云南·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)最小值
(2)
当时,为上的单调递减函数,为上的单调递增函数;
当时,为上的单调递增函数,为上的单调递减函数,
为上的单调递增函数;
当时,为上的单调递增函数;
当时,为上的单调递增函数,为上的单调递减函数;
为上的单调递增函数.
【分析】(1)根据导数即可求解;
(2)求出,对分情况讨论即可.
【详解】(1)当时,由,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,
所以.
①当时,若时,,
所以为上的单调递减函数,
若时,,所以为上的单调递增函数,
②当时,,
若时,,
所以为上的单调递增函数,
若时,,
所以为上的单调递减函数,
若时,,所以为上的单调递增函数,
③当时,,
对,所以为上的单调递增函数,
④当时,,
若时,,所以为上的单调递增函数;
若时,,所以为上的单调递减函数;
若,所以为上的单调递增函数.
【点睛】关键点点睛:本题(2)关键在于对的分类讨论.
8.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若,证明:在上恒成立;
(2)讨论函数的单调性.
【答案】(1)证明见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)先构造差函数,再对求导,分析导数在区间内的符号(判断单调性),最后验证最小值≥0即可完成证明;
(2)先明确函数的定义域,对原函数求导并化简,再找出导函数的零点(临界点),根据参数对零点的影响,分类讨论参数取值,并在每类参数范围内,分析导函数的符号确定单调性,最后综合所有情况总结结论即可.
【详解】(1)若,则,要证在上恒成立,
等价于证明:在上恒成立,
令,,
则,
令,,
因为在上单调递增,故,则,
故在上单调递增,则,即,
故在上恒成立.
(2)因为函数的定义域为,
所以,
令,即,则或,解得或;
①若:
则当时,,,,单调递减,
当时,,,,单调递增;
②若:
则当时,,,,单调递增,
当时,,,,单调递减,
当时,,,,单调递增;
③若:则当时,单调递增;
④若:
则当时,,,,单调递增,
当时,,,,单调递减,
当时,,,,单调递增.
综上,当的单调递减区间为,单调递增区间为;
当的单调递减区间为,单调递增区间为和;
当无单调递减区间,单调递增区间为;
当的单调递减区间为,单调递增区间为和.
9.(24-25高二下·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求的极值;
(2)讨论的单调性.
【答案】(1)极小值为,无极大值
(2)当时,在R上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【分析】(1)首先求出函数的解析式,然后对函数求导,令导数为0求出极值点,并判断单调性,即可求出函数的极值.
(2)首先对原函数求导,然后分别讨论当时函数的单调性.
【详解】(1)当时,,,
∴,
∵在上恒成立,∴由得,
∵当时,;当时,,
∴在上单调递减,在上单调递增,
则的极小值为,无极大值.
(2)由题意得,,
当时,,,即恒成立,所以在R上单调递减;
当时,令,则,得,
时,,时,,
故在上单调递减,在上单调递增.
综上,当时,在R上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(
考点0
7
已知单调区间求参
)
1.(25-26高三下·云南楚雄·开学考试)若函数在区间上单调递增,则实数的取值范围为________.
【答案】
【分析】由题可得导函数在该区间上恒大于等于0,然后分离参数,构造新函数,利用基本不等式或导数法求新函数在区间上的最小值,进而即得.
【详解】因为,所以.
又因为函数在区间上单调递增,所以在上恒成立,
即当时,恒成立.
因为,当且仅当时,等号成立,且在定义域内.
即,所以,
即实数的取值范围为.
2.(25-26高二上·云南玉溪·阶段检测)已知函数在上单调递减,则实数a的最小整数是______.
【答案】5
【分析】由题意在上恒成立,再参变分离求导分析单调性求解最值即可.
【详解】由题意得的定义域为.
在上恒成立,即在上恒成立.
设,则,.
当时,,
所以在上单调递增,所以,所以,
即实数a的最小整数是5.
故答案为:5
3.(24-25高二上·云南昆明·期中)设,若函数在区间上单调,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】利用导数求的单调区间,由在区间上单调,求的取值范围.
【详解】因为,
所以,
设,则,
所以时,,故在上单调递减,即在上单调递减,
又,所以时;时,
所以在区间上单调递增,在区间上单调递减,
故,所以的取值范围是.
故答案为:
4.(24-25高二下·云南玉溪·期中)已知函数在上单调递增,则实数的取值范围是_____________.
【答案】
【分析】问题转化为在上恒成立,则恒成立,利用导数确定函数在上的单调性得最值即可得实数的取值范围.
【详解】由题可知,在上恒成立,
即恒成立,
令,则,所以函数在上单调递增
所以,解得,则实数的取值范围是.
故答案为:.
5.(25-26高三上·云南·开学考试)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a的取值范围;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出导函数得出切线斜率,再结合点斜式方程即可求出切线方程;
(2)根据函数单调性得出导函数大于等于0,再应用参数分离构造,最后应用导数得出函数最值即可得出范围.
【详解】(1)当时,,,,,
所以曲线在点处的切线方程,即.
(2)因为在上单调递增,所以在区间上恒成立,
所以,
令,则,
令,则,
当时,,单调递增,,
所以,所以单调递增,
,
所以.
(
考点0
8
求极值和已知极值点求参
)
1.(2026·云南·模拟预测)已知函数没有极值点,则______.
【答案】1
【详解】函数的定义域为且函数没有极值点,即函数是单调函数,
所以函数至多有一个零点,
令,则或或,
∴,即,
∴.
2.(24-25高二下·云南·期末)已知函数在处取得极小值,则__________.
【答案】1
【分析】根据题意可得,即可求得的值,进而进行验证即可.
【详解】由,,得,
因为函数在处取得极小值,
所以,解得,
此时,
,
令,得或;令,得,
则函数在上单调递增,在上单调递减,
即在处取极小值,符合题意,则.
故答案为:1.
3.(2022·云南玉溪·模拟预测)若函数的极小值小于0,则实数a的取值范围为___________.
【答案】
【分析】根据导数的性质,结合函数的导函数的零点的大小关系、极小值的定义分类讨论进行求解即可.
【详解】由,
当时,即时,,
所以函数是实数集上的增函数,故没有极小值;
当时,即时,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
所以是极大值点,是极小值点,
由题意可知:,
而,所以;
当时,即时,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
当时,单调递增,
所以是极大值点,是极小值点,
,不符合题意,
综上所述:实数a的取值范围为,
故答案为:
【点睛】关键点睛:根据导函数零点的大小分类讨论是解题的关键.
4.(20-21高二下·云南昭通·期中)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)当时,求函数的极值.
【答案】(1)答案见解析
(2),.
【分析】(1)求导,分类讨论和,即可根据导函数的单调性即可求解,
(2)求导,即可根据函数的单调性求解极值点.
【详解】(1),
若,由,得;由,得,
的递减区间为,递增区间为.
若,由,得;由,得,
的递减区间为,递增区间为.
(2)当时,,
.
由,得或.
当变化时,与的变化情况如下表:
2
-
0
+
0
-
递减
极小值
递增
极大值
递减
,
.
5.(2026·云南·三模)已知函数在处的切线的斜率为1.
(1)求的值;
(2)当时,求的极值.
【答案】(1)
(2)极小值为1,无极大值
【分析】(1)由导数的几何意义求解即可;
(2)利用导数确定函数的单调性,再根据单调性求解即可.
【详解】(1)由题可知,
因为在处切线的斜率为1,
所以,
解得
(2)由(1)得,因此,
所以,
令,则.
因为,所以,所以,而,
所以在区间上恒成立,
所以在上单调递增,即在上单调递增.
又,
所以当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,
所以时,取得极小值为,在上无极大值.
综上所述,在上的极小值为1,无极大值.
6.(25-26高二下·云南昆明·期中)已知函数.
(1)若曲线在处的切线经过点,求的值;
(2)若有极小值,且极小值小于0,求的取值范围;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用导数的几何意义求解即可;
(2)求导,分,两种情况讨论求解即可;
【详解】(1)由题意得:,即切点为.
因为,则.
据题意,切线经过点,则,解得.
(2)由题意得,
若,因为,则恒成立,
所以在上单调递增,无极值,不符合题意;
若,令,得,令,得,
则在内单调递减,在内单调递增,所以为的极小值点,
由已知,,即,
则,即,得,
所以的取值范围是.
(
考点0
9
极值范围和极值点个数
)
1.(2026·云南昭通·模拟预测)已知函数有2个极值,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】将极值问题转化为导数零点问题,再构造函数,结合导数分析单调性,建立不等式组,求解参数范围即可.
【详解】由题意的定义域为,且,
因为有2个极值,所以有2个变号零点,
令,可得,
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减,
当时,,当时,,
而,可得,解得,
故的取值范围是.
2.(24-25高三上·云南昆明·期中)已知函数有两个极值点,则的取值范围为________;若的极小值小于零,则的取值范围为________.
【答案】;
【分析】空1:求导,利用导数有两个正根可得,求解即可;空2:利用空1,可得函数的单调性,可得时,函数取得极小值,由已知计算可得,根据可求结论.
【详解】空1:函数的定义域为
求导得,令,可得,
因为函数有两个极值点,所以有两个不等的正根,
设两根分别为且,所以可得,解得,
所以的取值范围为;
空2:由(1)可得时,,当时,,
当时,,所以时,函数取得极小值,
所以且,即,
极小值,所以,
令,求导可得,
所以在上为减函数,
又,所以时,,
由,可得,
令,可得,
所以在上单调递增,,所以,
所以的取值范围为.
故答案案为:;.
【点睛】思路点睛:函数有极值点转化为导数为0的方程的根的问题,进而可转化为函数的零点问题.
3.(25-26高三下·云南楚雄·阶段检测)已知函数.
(1)若,讨论的单调性;
(2)若有两个极值点,求的取值范围.
【答案】(1)在上单调递增,在上单调递减
(2)
【分析】(1)求出函数导数,利用导数求函数单调区间即可;
(2)由题意可转化为与有两个不同交点,利用导数分析函数的极值、单调性,作出函数大致图象,数形结合求解.
【详解】(1)当时,函数.
所以.
显然当或时,单调递增;
当时,单调递减.
故在上单调递增,在上单调递减.
(2)
若有两个极值点,则有两个不同的变号零点.
令,即有两个不同的变号零点.
则.
易知当时,单调递增;
当或时,单调递减.
故当时.取得极小值,也是最小值,
当时,取得极大值.
又.当时,.
所以.当时.,当时,.
作出大致图象如图所示:
要使得有两个不同的根,只需与有两个不同交点.
由图可得.
注意到当时,在附近,,
即,不符合题意,舍去.
所以的取值范围是.
4.(26-27高二上·云南·期末)已知函数.
(1)若,求的单调区间;
(2)已知有两个极值点.
(ⅰ)求的取值范围;
(ⅱ)若的极小值大于零,求的取值范围.
【答案】(1)单调递增区间为、,单调递减区间为
(2)(ⅰ);(ⅱ).
【分析】(1)当时,利用函数单调性与导数的关系可得出函数的增区间和减区间;
(2)(i)利用函数的极值点与导数的关系可知,关于的方程有两个不等的正根,根据二次方程根的分布可得出关于的不等式组,由此可解得实数的取值范围;
(ii)利用导数分析函数的单调性,可求出函数的极小值为,根据极值点的定义得出,根据得出,构造函数,利用导数分析该函数的单调性,结合求出的取值范围,再结合结合函数的单调性可得出的取值范围.
【详解】(1)若,,定义域为,
,
由,解得或,由,解得,
所以的单调递增区间为、,单调递减区间为.
(2)(ⅰ)函数的定义域为,
求导得,令,可得,
因为函数有两个极值点,
所以有两个不等的正根,设两根分别为、且,
所以可得,解得,所以的取值范围为;
(ⅱ)由(ⅰ)可得时,,当时,,
当时,,
所以时,函数取得极小值,
所以且,即,
极小值,所以,
令,求导可得,
所以在上为减函数,
又,
所以时,,所以的取值范围是,
由,可得,
令,可得,
所以在上单调递增,,
所以,所以的取值范围为.
5.(25-26高三上·云南昭通·期末)设为实数,函数.
(1)若曲线过点,求的值;
(2)当时,求的最小值;
(3)若恰有两个极值点,求的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【分析】(1)利用代入法进行求解即可;
(2)根据导数的性质,运用二次求导法进行求解即可;
(3)根据极值的定义,结合(2)的结论进行求解即可.
【详解】(1)因为曲线过点,
所以,即.
又因为,所以或.
(2)当时,,
所以.
令,则,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
则在上单调递减,在上单调递增.
又因为,
所以,,单调递减,
,,单调递增,
所以.
(3),
由(2)解答可知在上单调递减,在上单调递增,
且,.
若恰有两个极值点,则即,
所以的取值范围为.
6.(25-26高三上·云南红河·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求的单调区间;
(2)已知有两个极值点,且,
(i)求实数a的取值范围;
(ii)求的最小值.
【答案】(1)增区间为和;减区间为
(2)(i);(ii)
【分析】(1)先求出函数的导数,再根据函数的正负来确定函数的单调区间即可;
(2)(i)先求出导数,根据函数有两个极值点可知导数对应的方程有两个不同的正根,再结合二次函数的性质来确定参数的取值范围;
(ii)先根据韦达定理得到与的关系,将表示为关于的函数,最后利用导数求该函数的最小值.
【详解】(1)当时,,的定义域为,
,
令,得或,
单调递增;
单调递减;
单调递增.
综上,的增区间为和;减区间为.
(2)(i),
又是函数的两个极值点,所以是方程的两个正根
则,解得,
经检验,当时,符合题意.
所以实数的取值范围为.
(ii)由(i)知,则,,
,
令,
则,
当时,,则单调递减
当时,,则单调递增
故当时,取得最小值,
所以,即的最小值为.
7.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若函数在处的切线方程为,求实数;
(2)若函数存在两个极值点()
①求a的取值范围;
②证明:
【答案】(1);
(2)
①;
②因为或,
而,
所以,而,
所以,
令,所以,所以在上单调递减,
所以,
所以.
【分析】(1)根据导数的几何意义和函数在处切线的概念,可求的值.
(2)①问题转化为有两个不同的解求参数的取值范围;
②先结合①的结论,确定的取值范围,在根据得到的表达式,通过对函数单调性的分析,可求的取值范围.
【详解】(1)因为在处的切线斜率为0,
所以,即;此时切点坐标为,所以.
(2)①因为,
当时,在单调递增,只有一解,显然不符合题意;
当时,设,则.
由;由.
所以即在上单调递增,在上单调递减.
因为函数存在两个极值点.
所以需有两解,所以为必要条件,即为必要条件,
当时,时,时,,
分别在及各有一零点,
综上:.
②略.
(
考点
10
函数求解最值
)
1.(2023·云南红河·二模)若是函数的极小值点,则函数在区间上的最大值为______.
【答案】/
【分析】求导,根据极值点可得,进而解得或,代入验证极值点可确定,进而根据极大值以及端点处的函数值进行比较即可求解.
【详解】由,得,
因为是函数的极小值点,所以,即,
即,解得或.
当时,,
当或时,,当时,,
所以,在区间,上单调递增,在上单调递减,
所以是函数的极大值点,不符合题意;
当时,,
当或时,,当时,,
所以在区间,上单调递增,在上单调递减,
所以是函数的极小值点,是函数的极大值点,故
又因为,,
所以函数在的最大值为.
故答案为:.
2.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知曲线在点处的切线方程为,a,.
(1)求a;
(2)求在区间上的最大值与最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为10,最小值.
【分析】(1)根据求出值即可;
(2)代入值直接求导列表即可得到答案.
【详解】(1)由,得,
由题意可得,即,解得.
(2)由(1)可得,
,
令,可得或,所以在区间上,随的变化情况如下表:
0
2
3
0
0
1
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
10
由上表可得在区间上的最大值为10,最小值.
3.(2026·云南·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求函数在处的切线方程;
(2)当时,求函数的最小值;
(3)若函数存在极小值点,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先对函数求导,计算处的函数值和导数值,再用点斜式即可写出切线方程;
(2)求导后判断导数为0的点,判断函数的单调性,确定极小值即为最小值;
(3)由极小值点的导数为0得到与的关系,代入求解方程即可.
【详解】(1)当时,函数,所以,即切点为,
又因为,所以切线斜率,
所以切线方程为,即.
(2)当时,,定义域为,所以,
因为在上单调递增,而在上单调递减,
所以在上单调递增,
又因为,所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以是的极小值点,也是最小值点,
即最小值为.
(3)已知,所以,
因为是极小值点,所以,即,化简得:.
又因为,代入得:,将代入得:,即,
设,求导得:,令得,
且当时,,当时,,
所以在单调递减,在单调递增,
所以在处取得最小值,
又因为当时,时,,
故有唯一解为,代入得.
4.(2025·云南红河·三模)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)求函数的极值;
(3)设,求函数在区间上的最大值.
【答案】(1)
(2)极大值,无极小值
(3)
当时,;
当时,;
当时,.
【分析】(1)先求导函数,再计算斜率,利用点斜式即可求切线;
(2)解不等式和,得出函数单调性,即可求出极值;
(3)结合(2)求出的单调性,分三种情况讨论函数在上的单调性,即可求最值.
【详解】(1)函数的定义域为,
由,则切线的斜率,
又,故切点为,
所以切线的方程为,即.
(2)因为,
则,得;,得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故当时,有极大值,无极小值.
(3)由(2)得:当且,即时,
在上恒成立,函数在上单调递增,
所以;
当,即时,
时,,时,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以;
当时,在上恒成立,函数在上单调递减,
所以,
综上所得:当时,;
当时,;
当时,.
5.(24-25高二下·云南玉溪·阶段检测)已知函数.
(1)当时,求函数的极值;
(2)求在上的最大值.
【答案】(1)极大值,无极小值
(2)
【分析】(1)先利用导数求出函数的单调区间,再根据极值的定义即可得解;
(2)分,和三种情况讨论得出函数在上的单调性,再根据函数的单调性即可得解.
【详解】(1)函数的定义域为,
当时,,则,
令,则,令,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以的极大值为,无极小值;
(2),
当时,,所以函数在上单调递减,
此时,;
当时,令,则,令,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
此时,;
当时,,
所以函数在上单调递增,此时,,
综上所述,.
(
考点
11
恒
成立与能成立问题
)
1.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)求出的导数,再分类讨论导数值的正负即可得解;
(2)原不等式可转化为在上恒成立,只需即可,令,利用导数求单调性进而求最大值即可.
【详解】(1)由题意可知,,
令,则,
当时,恒成立,单调递增,
当时,由解得,由解得,
所以在单调递增,在单调递减,
综上所述当时,单调递增,当时,在单调递增,在单调递减.
(2)由(1)可知不等式即在上恒成立,
即在上恒成立,只需即可,
令,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以,
所以.
2.(2024·云南曲靖·一模)已知函数.
(1)若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)设,当时,函数的图象在函数的图象的下方,求的最大值.
【答案】(1)
(2)答案见详解
(3)
【分析】(1)对函数求导后,利用,求解即可;
(2)对函数求导后,讨论的范围,考查的正负即可;
(3)依题意,恒成立,不等式化为,构造函数,求得的最大值,令最大值小于零,即,构造函数,考查函数的单调性,进一步分析即可.
【详解】(1)由题,函数的定义域为,
则,,
由于曲线在点处的切线与直线垂直,
则,所以,
解得,.
(2),
故当时,恒成立,则在上单调递增;
当时,令,得,
令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减.
综上所述:
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递增,在上单调递减.
(3)依题知,当时,恒成立,
即恒成立,
化简为,
设,
则,
当时,恒成立,
故在单调递增,
此时不符合题意;
当时,,
令,得,令,得,
所以在单调递增,在单调递减,
故在处取最大值,
则恒成立,
化为恒成立,
设,
则当时,恒成立,
则在上单调递增,
又,且,,
故的最大值为.
【点睛】方法点睛:函数的单调性是函数的重要性质之一,根据题目的特点构造一个适当的函数,对其求导,根据的取值讨论与的大小,若不等式恒成立,则只需恒成立即可,再次够造新函数,利用它的单调性即可解题.
3.(2024·云南昆明·一模)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)求导后对分类讨论即可得;
(2)由函性质可得时,,则,再结合函数单调性进行分类讨论计算即可得.
【详解】(1)函数的定义域为,
,
①当时,令,得,则当时,,
当时,,所以在上单调递减,在上单调递增,
②当时,令,得或,
ⅰ)当时,则当或时,,
当时,,所以在和上单调递增,在上单调递减,
ⅱ)当时,当时,,所以在上单调递增,
ⅲ)当时,则当或时,,当时,,
所以在和上单调递增,在上单调递减,
(2)当时,令,则,
时,,则,
故,则,
故当时,,
所以当时,,解得,
由(1)可知,当时,在上的极小值为,
由题,则有,解得,
当,解得,
①当时,,,符合题意,
②当时,,,符合题意.
综上,当时,恒成立.
【点睛】恒成立问题解题思路:
(1)参变量分离:
(2)构造函数:
①构造函数,研究函数的单调性,求出函数的最值,解不等式即可;
②构造函数后,研究函数单调性,利用单调性解不等式,转化之后参变分离即可解决问题.
4.(23-24高二下·云南丽江·期末)已知.
(1)讨论的单调性;
(2)若任意的,求的取值范围.
【答案】(1)分类讨论,答案见解析.
(2)
【分析】(1)先确定函数的定义域,接着对函数进行求导,令,得到临界点和,最后根据与的大小关系,分四种情况讨论在不同区间的符号,从而确定的单调性.
(2)根据,构造函数,由条件得出在上单调递增,所以在上恒成立,变形得到在上恒成立,最后求的最大值即可得到的取值范围.
【详解】(1)的定义域为.
若,则.
①若,当时,;当时,,
所以在(0,2)上单调递减,在上单调递增;
②若,当或时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增;
③若,当且仅当时取等号,此时在上单调递增;
④若,当或时,;当时,,
所以在(0,2)上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
综上所述,当时,在(0,2)上单调递减,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;
当时,在上单调递增;
当时,在(0,2)上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
(2)不妨设,则
.
设,则,
所以在上单调递增,所以对恒成立,
所以对恒成立,
又,所以当时,取最大值,
所以,解得,即的取值范围为.
5.(24-25高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若,求证:;
(2)若且在上恒成立,求的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)利用导数可得,计算可得结论;
(2)令,则在上恒成立,求导得,分和两种情况讨论可求解.
【详解】(1)的定义域为,
当时,,,
当时,,所以在上单调递增,
当时,,所以在上单调递减,
所以.
(2)令,则在上恒成立.
求导,得,
当时,在上恒成立,所以在上单调递增.
又,不符合题意,舍去.
当时,若,可得,所以在上单调递增,
若,可得,所以在上单调递减,
所以,
只需即可.
设,则,
所以在上单调递增.
又,所以当时,恒成立,所以.
又,所以的最大值为.
6.(23-24高三上·云南昆明·期中)已知(其中e为自然对数的底数,)
(1)求的单调区间;
(2)若存在实数,使能成立,求正数a的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;
(2).
【分析】(1)对求导,然后分和两种情况求的单调区间;
(2)存在实数,使能成立只需,然后构造函数,解不等式即可.
【详解】(1)的定义域是,则,
当时,,递减区间为;
当时,令得:,令得:,
故递增区间为,递减区间为;
(2)由题设,结合(1)知,
若上存在实数x,使能成立,则.
令,则,
当时,当时.
∴在上为减函数,在上为增函数,
而上,,.
∴实数a的取值范围是.
7.(23-24高三上·云南曲靖·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程;
(2)(),若对任意,均存在,使得,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出导函数,由得到切线斜率,再根据切点坐标即可得到切线方程;
(2)转化问题为,结合二次函数性质可求得的最大值,构造,由的导函数判断的单调性,利用端点值和极值判断的正负,进而判断的单调性,求得,即可求解.
【详解】(1)由题意,
则,即切线的斜率,
且,即切点坐标为,
所以曲线在处的切线方程为,即.
(2)由题意可知:,
因为的图象开口向上,对称轴为直线,
则在上单调递减,可得,
由(1)可设,则,
所以,
当时,;当时,,
则在区间上单调递减,在区间上单调递增.
且,
可知在区间上只有一个零点,设为,
当时,;当时,,
所以在区间上单调递减,在区间上单调递增,
且,可得当时,,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
【点睛】方法点睛:两招破解不等式的恒成立问题
(1)分离参数法
第一步:将原不等式分离参数,转化为不含参数的函数的最值问题;
第二步:利用导数求该函数的最值;
第三步:根据要求得所求范围.
(2)函数思想法
第一步:将不等式转化为含待求参数的函数的最值问题;
第二步:利用导数求该函数的极值;
第三步:构建不等式求解.
8.(25-26高三下·云南·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)判断函数的零点个数;
(3)若对任意的,都有成立,求整数的最大值.
【答案】(1)
(2)两个零点
(3)3
【分析】(1)根据导数的几何意义求解;
(2)利用导数确定函数的单调性,然后结合零点存在定理判断;
(3)不等式分离参数化为,引入函数,,利用导数求得其最小值并判断最小值所在范围后可得结论.
【详解】(1)因为,,所以,
所以曲线在点处的切线的斜率为,
又因为,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)因为,,所以.
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得极小值,也是最小值,.
因为当时,,,
所以由函数零点存在定理,得在内和内各存在一个零点,
所以函数有两个零点.
(3)因为对任意的,都有,所以.
设,,
则.
由(2)知,在上单调递增.
因为,,
所以在内存在唯一的零点,即.
所以当时,,所以,在上单调递减;
当时,,所以,在上单调递增.
所以在处取得极小值,也是最小值,
.
因为,所以.
所以,所以整数的最大值为.
(
考点
12
导数中的零点问题
)
1.(25-26高二上·云南昭通·期末)已知函数在处有极值.
(1)求的值;
(2)若函数恰有2个零点,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出导函数,再根据极值点导函数为0计算求出参数,再代入检验即可;
(2)先根据导函数求出单调性及极值,再结合图象根据零点个数列式计算求解.
【详解】(1)由函数,可得,
因为在处取极值,可得,解得,
当时,,
当或时,;当,,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
故满足在处取极值,所以.
(2)由(1)知:函数在上单调递增,在上单调递减,
在上单调递增,
所以,,
由于当时,,时,,
时,,当时,,
画出函数的图象,如图所示,
又因为方程有2个实数根时,即函数与的图象有两个公共点,
结合图象,可得或,
所以恰有2个零点时,实数的取值范围为.
2.(2025·云南昆明·模拟预测)已知,.
(1)当时,求函数的极值;
(2)若关于x的方程有两个不等实根,求a的取值范围.
【答案】(1)极小值为1,无极大值
(2)
【分析】(1)求出函数的导数,根据函数的极值与导数的关系,即可求得答案;
(2)先判断出,即可将方程有两个不等实根,转化为与有2个交点的问题,结合函数的导数判断函数单调性,即可求解.
【详解】(1)当时,,定义域为R,,
令,得,
当时,,函数在区间上单调递减,
当时,,函数在区间上单调递增,
所以在处取到极小值为,无极大值.
(2)方程,当时,显然方程不成立,
所以,则,方程有两个不等实根,
即与的图象有2个交点,
,当或时,,
在区间和上单调递减,且时,,
当时,,
当时,,在区间上单调递增,
时,当时,取得极小值也即最小值,,
所以与有2个交点时,,
故a的取值范围为.
3.(24-25高二上·云南曲靖·阶段检测)已知函数.
(1)判断函数的单调性,并求出的极值;
(2)画出函数的大致图象;
(3)若方程有个不同的根,求实数的取值范围.
【答案】(1)增区间为,减区间为,极小值为,无极大值;
(2)作图见解析;
(3).
【分析】(1)求出函数的导数,利用导数求出单调区间及极值.
(2)结合(1)的信息作出函数图象.
(3)化方程为或,结合(2)求出的范围.
【详解】(1)函数的定义域为R,求导得,
由,得;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,在处取极小值,无极大值,
所以函数的单调增区间为,单调减区间为;极小值为,无极大值.
(2)由(1)知,函数在上单调递增,在上单调递减,,
当时,函数的图象在轴下方,随着的减小,的图象无限接近轴,
函数的大致图象如图:
(3)方程,解得或,
解,得,依题意,方程有2个不等实根,
即直线与函数的图象有2个交点,由(2)知,,
所以实数的取值范围是.
4.(25-26高三上·云南普洱·期末)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数有且仅有两个零点,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)求导,分和两种情况讨论其单调性;
(2)结合第一问分和两种情况讨论,应用单调性结合最小值及零点存在性定理可判断零点个数;
【详解】(1)函数,定义域为,则,
若,则,故函数在上单调递增,
若,则得;得,
故函数在上单调递减,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.
(2)当时,函数在上单调递增,
故函数至多有一个零点;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
且的最小值为,
,
若函数有且仅有两个零点,则,,
所以,即,
当时,函数在上有一个零点,
且函数在内有一个零点,
所以当时,函数有且仅有两个零点.
5.(2026·云南玉溪·模拟预测)已知函数.
(1)若函数与的图象关于点对称,求的解析式;
(2)当时,求的最大值;
(3)判断函数在的零点个数,并说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)1,理由如下:
令,则,整理得,
令,则,
当时,,所以在上单调递减,
又,,所以由零点存在性定理得,在上存在唯一零点.
当时,,,两个不等式等号无法同时成立,
,此时函数无零点,
综上所述,在上存在唯一零点,
即函数在上的零点个数为.
【分析】(1)由对称性可得,计算即可得;
(2)求导后可得函数单调性,即可得其最大值;
(3)令,可得,构造函数,借助导数可研究其单调性,利用单调性与零点存在性定理即可得解.
【详解】(1)由题意得,;
(2)由题意得,,,令,解得,
所以当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以的最大值为;
(3)略
6.(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数.
(1)若,证明:当时,;
(2)若,求的最小值;
(3)讨论的零点个数.
【答案】(1)证明过程见解析
(2)
(3)答案见解析
【分析】(1)利用导数的性质,结合函数的单调性进行运算证明即可;
(2)根据导数的性质,结合函数的单调性进行求解即可;
(3)根据参变量分离法,通过构造新函数,利用数形结合思想分类讨论进行求解即可.
【详解】(1),
因为,,
所以,因此,
所以当时,函数在上单调递减,
于是由,证毕;
(2)当时,,,
当时,,所以函数在时,单调递增,
当时,,,显然,
因此,所以函数在时,单调递减,
所以当时,函数有最小值;
(3)当时,,
所以此时该函数是实数集上的减函数,而,
所以此时函数有唯一零点;
,
设,
当时,,此时函数单调递减,
当时,,此时函数单调递增,且,
函数的图象和直线的图象如下图所示:
显然当时,直线和函数的图象有唯一交点;
函数在处的切线斜率为,
因此当时,直线和函数的图象有唯一交点;
因此当时,直线和函数的图象有两个交点,
当时,直线和函数的图象有两个交点,
综上所述:当时,函数有两个零点,
当时,函数有一个零点.
(
考点
13
不等式问题
)
1.(23-24高二下·云南保山·阶段检测)已知曲线在处的切线过点.
(1)试求的值;
(2)讨论的单调性;
(3)证明:当时,.
【答案】(1)0;
(2)
当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)证明如下:
由(2)得,
要证明,即证,即证,
令,求导得,
由,得,由,得,
即函数在上单调递减,在上单调递增,
因此,即恒成立,
所以当时,.
【分析】(1)利用导数的几何意义求出切线方程,再代入计算即得.
(2)求出函数的导数,再分类讨论求出单调区间.
(3)由(2)求出函数的最小值,利用分析法,构造函数并利用导数证明不等式.
【详解】(1)函数,求导得,则,而,
因此曲线在处的切线方程为,即,
依题意,,所以则.
(2)由(1)知函数,其定义域为,求导得,
当时,在上单调递减;
当时,由,得,
当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增;
所以当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(3)略
2.(24-25高三下·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)讨论的零点个数;
(2)记,证明:在上,当时,的图象恒在的图象上方.
【答案】(1)
当时,函数的零点个数是2;
当或时,函数的零点个数是1;
当时,函数的零点个数是0.
(2)
令,则,
令得,令得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以,所以成立,所以,
要证的图象恒在的图象上方,
即证在上恒成立,
又,只需证,
故只需证,
令,则,
当时,单调递减;
当时,单调递增.
故,
所以当时,,所以恒成立,
所以的图象恒在的图象上方.
【分析】(1)令,将问题转化为直线与曲线的交点个数问题,求得函数的增减区间和最值,再对a分情况讨论即可得到结果;
(2)令,求导计算得到,要证的图象恒在的图象上方,只需证,求导得到,结论即可证明.
【详解】(1)令,得,
即的零点个数可看作直线与曲线的交点个数问题;
令,则,
当时,单调递增,
当时,单调递减,
故,当时,,当时,,
当时,,当时,.
所以当时,直线与曲线有2个交点;
当或时,直线与曲线有1个交点;
当时,直线与曲线无交点.
故当时,函数的零点个数是2;
当或时,函数的零点个数是1;
当时,函数的零点个数是0.
(2)略
3.(24-25高三上·云南·阶段检测)设.
(1)求在处的切线方程;
(2)求证:当时,;
(3)设为整数,且对于任意正整数都有,求的最小值.
【答案】(1)
(2)证明如下:
,,所以,
令,解得,
可知当时,,所以在区间上单调递增,
当时,,所以在区间上单调递减,
所以当时,取得最小值,
所以.
(3)
【分析】(1)求导,根据导数的几何意义可得切线方程;
(2)求导,根据导数判断函数单调性及最值即可得证;
(3)由(2)可知当时,可得,根据等比数列求和可知,即可得解.
【详解】(1)已知,则,
则,又,
所以切线方程为,即.
(2)略
(3)由(2)可知当时,,即,
令,可得,
从而,
,
即,
则对于任意正整数都有,只需,又为整数,
所以的最小值为.
【点睛】方法点睛:两招破解不等式的恒成立问题
(1)分离参数法第一步:将原不等式分离参数,转化为不含参数的函数的最值问题;第二步:利用导数求该函数的最值;第三步:根据要求得所求范围.
(2)函数思想法第一步:将不等式转化为含待求参数的函数的最值问题;第二步:利用导数求该函数的极值;第三步:构建不等式求解.
4.(25-26高二下·云南德宏·期中)已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若函数在定义域内恒成立,求实数的取值范围;
(3)求证:当时,.
【答案】(1)当时,在单调递增;当时,在单调递增,在单调递减.
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)对函数求导得到,再对分类讨论即可;
(2)在定义域内恒成立只需要在定义域内满足,由(1)知当时,,故只需考虑的情况即可求解;
(3)取时,然后将待证不等式的左边取对数,让左边的式子结构能和产生联系;
【详解】(1)函数定义域为,;
当时,恒成立,因此在单调递增;
当时,令,得到,
当时,,在单调递增;
当时,,在单调递减;
综上所述,当时,在单调递增;
当时,在单调递增,在单调递减.
(2)由(1)知,当时,,不满足题设,
当时,在单调递增,在单调递减,
因为函数在定义域内恒成立,所以,解得,
故实数的取值范围为.
(3)由(2)得,当时,当且仅当时等号成立,
所以对任意整数,,结合对数的运算法则可得
所以,
故得证.
5.(2026·云南昭通·模拟预测)已知函数,其中.
(1),
(i)当时,讨论的单调性;
(ii)若存在,使得成立,求的取值范围;
(2)当时,证明:对任意的,.
【答案】(1)(i)在上单调递增;(ii)
(2)证明见解析
【分析】(1)(i)由在时恒成立,得的单调性;(ii)问题转化为存在,使得成立,令,利用导数求最值即可.
(2)令,通过导数研究函数单调性证明在时恒成立即可.
【详解】(1)(i)当时,,
则,
,,,所以,
所以在上单调递增.
(ii)存在,使得成立,即存在,使得成立,
令,,
由(i)可得,所以,
令,,
所以在上单调递增,
,所以,所以在上单调递增,
存在,使得成立,即,
综上:.
(2)证明:当时,令,
.
令,,
令,.
令,在时恒成立,
在上单调递减,,,
所以,使得.
当时,,,单调递增;
当时,,,单调递减,
,,,
所以,使得.
当时,,,单调递增,
当时,,,单调递减,
,,,
所以,使得.
当时,,,单调递增;
当时,,,单调递减,
,,
,即对任意的,.
(
考点
1
4
极值点偏移
)
1.(21-22高二下·云南昆明·期末)已知函数f(x)=ex(lnx+a).
(1)若f(x)是增函数,求实数a的取值范围;
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:x1+x2>2.
【答案】(1)[﹣1,+∞)
(2)证明见解析
【分析】(1)求导,由f(x)是增函数,转化为f′(x)≥0对任意x>0恒成立,即恒成立,构造新函数,求导得单调性,求出最小值,得到a的取值范围.
(2)设出两个极值点,即两个极值点是的两个零点,要证明x1+x2>2,只需证x2>2﹣x1,只需证g(x2)﹣g(2﹣x1)=g(x1)﹣g(2﹣x1)>0,设,求导,证h(x)在(0,1)上单调递减,从而得到g(x)在(1,+∞)上单调递增,所以x2>2﹣x1成立,即x1+x2>2成立.
【详解】(1)函数的定义域为,
若f(x)是增函数,即f′(x)≥0对任意x>0恒成立,故恒成立,
设,则,
所以当0<x<1时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
当x>1时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
所以当x=1时,g(x)min=g(1)=a+1,由a+1≥0得a≥﹣1,
所以a的取值范围是[﹣1,+∞).
(2)不妨设0<x1<x2,因为x1,x2是f(x)的两个极值点,
所以,即,同理,
故x1,x2是函数的两个零点,即g(x1)=g(x2)=0,
由(1)知,g(x)min=g(1)=a+1<0,故应有a∈(﹣∞,﹣1),且0<x1<1<x2,
要证明x1+x2>2,只需证x2>2﹣x1,
只需证g(x2)﹣g(2﹣x1)=g(x1)﹣g(2﹣x1)
,
设,
则,
所以h(x)在(0,1)上单调递减,因为x1∈(0,1),所以h(x1)>h(1)=0,
即g(x2)﹣g(2﹣x1)>0,g(x2)>g(2﹣x1),
又x2>1,2﹣x1>1,及g(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以x2>2﹣x1成立,即x1+x2>2成立.
2.(22-23高三上·云南·阶段检测)已知函数,.
(1)若,求的取值范围;
(2)证明:若存在,,使得,则.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)求出函数的导数后可得函数的单调性,结合单调性可求最大值,从而可求参数的取值范围.
(2)利用极值点偏移可证,结合不等式放缩可证.
【详解】(1),,令,解得,
所以当时,,在上单调递增;
当时,,在单调递减,
所以,要使,则有,而,故,
所以的取值范围为.
(2)证明:当时,由(1)知,当时,单调递增;
当时,单调递减,
设,所以,,
①若,则,成立;
②若,先证,此时,
要证,即证,即,,
令,,
,
所以在上单调递增,所以,
即,,所以,
因为,,所以,
即.
【点睛】思路点睛:对于导数中的多变量的不等式问题,应该根据要证明的不等式合理构建新的不等式,而后者可借助极值点偏移来处理,注意前者在构建的过程中可利用一些常见的不等式来处理.
3.(2020·云南红河·模拟预测)已知函数.
(Ⅰ)若函数在处的切线与直线平行,求实数n的值;
(Ⅱ)若时,函数恰有两个零点,证明:.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)证明见解析.
【分析】(Ⅰ)求出导函数,由可得;
(Ⅱ)由零点定义得,消去参数后,引入,把表示为的函数,转化一下,只要证,这可构造新函数,利用导数给予证明.
【详解】解:(Ⅰ)因为,,
所以.
(Ⅱ)当时,,
由题意知:
②─①得:
即,③
令,则,且,
又因为,由③知:
所以
要证:,
只需证:
即证:
即:
令,则
所以在上单调递增且,
所以当时,,即.
【点睛】本题考查导数的几何意义,用导数证明有关函数零点的不等式,解题思路是对两个零点,引入参数,把有关的表达式表示为的函数,然后再由导数研究新函数得证结论.
4.(25-26高三上·云南昆明·阶段检测)已知函数.
(1)若存在两个零点,求实数a的取值范围;
(2)设函数,若有两个极值点,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)将函数求导,根据参数的取值进行分类,判断函数的单调性和最值,由题意列出含参数的不等式求解即得;
(2)利用函数的极值概念得到,消元得到,设,化简得,而要证,即证,将其转化为证明,设,利用求导证明函数的单调性即可证得结论.
【详解】(1)函数的定义域为,则,
当时,,此时在上单调递增,至多只有一个零点,不合题意;
当时,由可得;由,可得.
则在上单调递增,在上单调递减,
又当时,,当时,,
故有最大值,若存在两个零点,则需使,解得.
综上, 实数a的取值范围为 .
(2)因,则
有两个极值点,不妨设,
则,即,
故,
令,所以.
要证,即证,即证,
即证,只需证.
令,则
故在上单调递增,所以,即.
故成立,即成立.
5.(24-25高三上·云南·阶段检测)已知函数.
(1)若为增函数,求的取值范围;
(2)若有两个极值点,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1),由题意得恒成立,,求导分析的单调性,即的单调性,求出的最值,即可求解.
(2)由(1)知,当时,有两个极值点,设,则,设,求导得出的单调性,可得,继而可得,即,由的单调性可得,继而即可证明.
【详解】(1)为增函数,则恒成立,
设,则,
令,则,
当时,,所以在上单调递减;
当时,,所以在上单调递增,
所以是函数的极小值点,
故当,即恒成立,
所以当为增函数,的取值范围为.
(2),,,由(1)知当,
即时,有两个极值点,
故,设,则,
设,
则,
故在上单调递增,所以,
所以,又,
故,
所以,
又在上单调递减,
故,
所以.
6.(23-24高三上·云南昆明·阶段检测)设,为函数()的两个零点.
(1)求实数的取值范围;
(2)证明:.
【答案】(1)
(2)证明:由(1)可设,
由可得,令,则,
所以,故,所以,
要证,即证,即证,
因为,即证,即,
令,,,
令,则,
当时,,当时,,
故在内单调递减,在单调递增,
所以,所以,令得,
故,在定义域内单调递减,
故,即,,,
则,证毕.
【分析】(1)求出定义域,求导,得到的单调性和极值情况,根据函数零点个数,得到,求出,结合题目条件,得到当时,,根据零点存在性定理得到在内存在唯一零点,同理得到在内存在唯一零点,从而求出答案;
(2)设,由可得,令,故,,推出要证,即证,构造,,求导,对分子再构造函数,证明出,在定义域内单调递减,故,即,证明出结论.
【详解】(1)的定义域为R,,
当时,,当时,,
故在内单调递减,在单调递增,
故要使有两个零点,则需,故,
由题目条件,可得,
当时,因为,又,
故在内存在唯一零点,
又,故在内存在唯一零点,
则在R上存在两个零点,故满足题意的实数的取值范围为;
(2)略
【点睛】导函数处理零点个数问题,由于涉及多类问题特征(包括单调性,特殊位置的函数值符号,隐零点的探索、参数的分类讨论等),需要学生对多种基本方法,基本思想,基本既能进行整合,注意思路是通过极值的正负和函数的单调性判断函数的走势,从而判断零点个数,较为复杂和综合的函数零点个数问题,分类讨论是必不可少的步骤,在哪种情况下进行分类讨论,分类的标准,及分类是否全面,都是需要思考的地方
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