摘要:
**基本信息**
以导数几何意义为基础,通过“考情-真题-模拟”三级体系,系统构建从单调性分析到综合应用的解题方法,突出逻辑推理与数学运算素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|导数几何意义|3典例+2真题|切线方程两步法(求导得斜率+点斜式),区分“在某点”与“过某点”切线|从导数概念延伸至几何应用,衔接基本初等函数求导|
|单调性与极值最值|4典例+5真题|含参函数分类讨论单调性,极值点判定与最值定位法|以导数符号为核心,建立函数变化趋势与极值关系|
|导数综合应用|5典例+11真题|参变分离/分类讨论处理恒成立,构造函数法证明不等式,数形结合分析零点|整合切线、单调性、极值知识,形成“求导-分析-论证”完整逻辑链|
内容正文:
专题07 导数及其应用
内容导览
考情概览:摸清命题规律,锁定复习重点
2026真题研析:拆解最新真题,示范分析路径
3年真题精炼:精练近年真题,吃透常见考法
最新模拟探源:跟进模拟新题,预判考查风向
命题解读
考向
考查统计
1.高频考点:
以导数的几何意义为基础考点,重点考查函数在某点处的切线方程求解,常结合基本初等函数交汇命题。核心考查利用导数研究函数单调性、极值与最值,重点处理含参函数的单调区间讨论、极值最值求解问题。高频考查导数综合应用,涵盖函数零点、方程解的个数、不等式证明及恒成立问题。
2.素养考向
逻辑推理:通过含参函数性质探究、不等式恒成立与零点问题,考查分类讨论、转化思想,侧重参数范围的严谨推导与逻辑论证。
工具应用:以导数为核心工具精准刻画函数变化趋势,结合数形结合分析函数图像与性质,有效突破函数综合难题,重点考查数学运算、逻辑推理与数学建模核心素养。
几何意义
2026全国一卷·T4(几何意义)
2025新课标Ⅰ卷·T12(几何意义)
2024新课标Ⅰ卷·T13(几何意义)
利用导数研究函数的单调性、极值与最值
2026全国一卷·T6(求最值)
2025全国一卷·T10(极值)
2025全国一卷·T13(极值点)
2024新课标Ⅰ卷·T10(极值)
2024新课标Ⅱ卷T11(极值,对称,零点)
2024新课标Ⅱ卷·T16(几何意义,极值问题)
导数的综合问题
2026全国二卷·T19(恒成立问题)
2026北京卷·T20(极值点个数,零点问题)
2026天津卷·T20(几何意义,恒成立问题。证明不等式)
2025全国一卷·T19(最值问题,恒成立问题)
2025全国二卷·T13(证明不等式,函数单调性)
2025北京卷·T20(双变量,恒成立问题)
2026天津卷·T20(几何意义,零点问题。证明不等式)
2024新课标Ⅰ卷·T11(最值,恒成立问题)
2024北京卷·T20(几何意义,零点问题)
2024天津卷·T20(几何意义,恒成立问题,证明不等式)
2026全国一卷导数综合性更强,小题依托指数函数考查切线方程,解答压轴结合新定义、不等式证明,侧重逻辑推理与分类讨论,区分尖子生。全国二卷难度更平缓,大题以指对型函数为载体,考查切线求解、恒成立求参、函数最值问题,题型贴近教材变式,侧重常规方法落实。
命题立足导数概念本质,淡化偏难怪技巧,强调运算规范与数形结合。常与基本初等函数、零点、不等式交汇,核心考点为切线方程、单调性分析、极值最值、零点与恒成立问题,仍是压轴主干,一卷重创新思维,二卷重常规解题能力。
考向一 导数的几何意义
典例1.(2026·全国一卷T4)曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,则,当时,,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
微点拨:求曲线切线分两步:先求导代入切点横坐标得切线斜率,再用点斜式写直线方程。务必分清 “在某点切线” 与 “过某点切线” 的区别,计算导数与化简方程时细心避免运算失误。
考向二 利用导数研究函数的单调性、极值和最值
典例2.(2026·全国一卷T6)已知函数的最大值为1,则( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【解析】法1:(1)当时,由,解得,
故函数定义域为.
①当时,,
当,则,故不存在最大值,不合题意;
②当时,此时,,
故最大值不为,不合题意;
③当时,,
当,则,故不存在最大值,不合题意;
(2)当时,则,则函数定义域为.
且由最大值为可知,,
即对任意恒成立,且等号能取到.
设,则,
当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
故,当且仅当时,,
由对任意恒成立,可知,
又当时,恒有,取不到等号,所以有,
故选:B.
法2:,
由选项知,则定义域为,
故最大值必在极值点处取到,不妨设此极值点为,
由,
则由,可得①,
且,即②,
联立①②解得.
验证:当时,,
则,
设,则,
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减;
,且,
且当,;当,;
作出函数的大致图象,
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减;
则,满足题意,故.
法3:由选项知,则定义域为,
由,解得.
验证:当时,由不等式可得,
故,当且仅当时等号成立,
故满足题意,由选项唯一可得.
微点拨:求解含参函数最值问题,先分析函数单调性,确定取得最大值的位置,列式建立参数方程求解。要注意定义域约束,分类讨论单调性情况,警惕最值取错位置导致参数求解出错。
考向三 导数的综合问题
典例3.(2026·全国二卷T19)已知函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求,;
(2)当时,,求的取值范围;
(3)当时,,求的最小值.
【解】(1),
由切点在直线上,也在函数图象上,
可知且,可得;
由,则切线的斜率为,
解得;
故.
(2)由(1)知,,
则
,
故题意可转化为对任意恒成立,
法一:令,,
则,
当时,由且,
则,即,
则在上单调递增,又,
要使对任意恒成立,
则,解得;
当时,不成立;
当时,,,且,
则,
即,则在上单调递减,
又当时,,不满足题意;
综上所述,的取值范围为.
法二:
不等式可转化为,
即对任意恒成立,
当时,不成立;
当时,设,,
当时,由,可知,
,
这与对任意恒成立矛盾;
当时,,
,
由,故在上单调递增,
故在上存在唯一零点,设为,
且当时,,即,
此时不等式不成立;
当时,,
则在上单调递增,
由,故,
故不等式,即恒成立,
综上所述,的取值范围为;
(3)法一:设,
则
,
令,
则,
其中,,.
当时,,
则在上单调递增,故,
故在上单调递增,故,
即当时,恒成立,满足题意;
当时,设
,
由,可知且,
则,可知在上单调递增,
故,即,
故在上单调递增,故,
故在上单调递增,故,
即当时,恒成立,满足题意;
当时,此时,又,
则存在正实数,使得,,
则在上单调递减,则,
即当,,不满足题意;
综上所述,,即的最小值为.
法二:由可得
,
则,即,
则,
由,可知,则,
故原不等式可转化为,
由,
设,,
则,
设,,令,
则,,
由,
再令,
,故在上单调递增,
故,则,故在上单调递增,
所以,即,
故在上单调递减,
又由洛必达法则可知,
故要使当时,恒成立,则,即的最小值为.
微点拨:第一问利用切点满足曲线与切线、导数等于斜率联立求参;第二、三问为导数恒成立题型,常用参变分离或分类讨论,结合单调性、端点分析求解范围与最值,注意定义域与边界检验。
考向一 导数的几何意义
1.(2024·新课标Ⅰ卷T13)若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则__________.
【答案】
【解析】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.
2.(2025·全国一卷T12)若直线是曲线的一条切线,则_________.
【答案】
【解析】法一:对于,其导数为,
因为直线是曲线的切线,直线的斜率为2,
令,即,解得,
将代入切线方程,可得,
所以切点坐标为,
因为切点在曲线上,
所以,即,解得.
故答案为:.
法二:对于,其导数为,
假设与的切点为,
则,解得.
考向二 利用导数研究函数的单调性、极值与最值
3.(2025·全国二卷T10)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.当时,
C.当且仅当 D.是的极大值点
【答案】ABD
【解析】对A,因为定义在上奇函数,则,故A正确;
对B,当时,,则,故B正确;
对C,, 故C错误;
对D,当时,,则,
令,解得或(舍去),
当时,,此时单调递增,
当时,,此时单调递减,
则是极大值点,故D正确;
故选:ABD.
4.(2024·新课标Ⅰ卷T10)设函数,则( )
A.是的极小值点 B.当时,
C.当时, D.当时,
【答案】ACD
【解析】对A,因为函数的定义域为R,而,
易知当时,,当或时,
函数在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,故是函数的极小值点,正确;
对B,当时,,所以,
而由上可知,函数在上单调递增,所以,错误;
对C,当时,,而由上可知,函数在上单调递减,
所以,即,正确;
对D,当时,,
所以,正确;
故选:ACD.
5.(2024·新课标Ⅱ卷T11)设函数,则( )
A.当时,有三个零点
B.当时,是的极大值点
C.存在a,b,使得为曲线的对称轴
D.存在a,使得点为曲线的对称中心
【答案】AD
【解】A选项,,由于,
故时,故在上单调递增,
时,,单调递减,
则在处取到极大值,在处取到极小值,
由,,则,
根据零点存在定理在上有一个零点,
又,,则,
则在上各有一个零点,于是时,有三个零点,A选项正确;
B选项,,时,,单调递减,
时,单调递增,
此时在处取到极小值,B选项错误;
C选项,假设存在这样的,使得为的对称轴,
即存在这样的使得,
即,
根据二项式定理,等式右边展开式含有的项为,
于是等式左右两边的系数都不相等,原等式不可能恒成立,
于是不存在这样的,使得为的对称轴,C选项错误;
D选项,
,若存在这样的,使得为的对称中心,
则,事实上,
,
于是
即,解得,即存在使得是的对称中心,D选项正确.
6.(2025·全国二卷T13)若是函数的极值点,则___________
【答案】
【解析】由题意有,
所以,
因为是函数极值点,所以,得,
当时,,
当单调递增,当单调递减,
当单调递增,
所以是函数的极小值点,符合题意;
所以.
7.(2024·新课标Ⅱ卷T16)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.
【解】(1)当时,则,,
可得,,
即切点坐标为,切线斜率,
所以切线方程为,即.
(2)解法一:因为的定义域为,且,
若,则对任意恒成立,
可知在上单调递增,无极值,不合题意;
若,令,解得;令,解得;
可知在内单调递减,在内单调递增,
则有极小值,无极大值,
由题意可得:,即,
构建,则,
可知在内单调递增,且,
不等式等价于,解得,
所以a的取值范围为;
解法二:因为的定义域为,且,
若有极小值,则有零点,
令,可得,
可知与有交点,则,
若,令,解得;令,解得;
可知在内单调递减,在内单调递增,
则有极小值,无极大值,符合题意,
由题意可得:,即,
构建,
因为则在内单调递增,
可知在内单调递增,且,
不等式等价于,解得,
所以a的取值范围为.
考向三 利用导数证明不等式
8.(2024·天津卷T20)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若对任意成立,求实数的值;
(3)若,求证:.
【解】(1)由于,故.
所以,,所以所求的切线经过,且斜率为,故其方程为.
(2)设,则,从而当时,当时.
所以在上递减,在上递增,这就说明,即,且等号成立当且仅当.
设,则
.
当时,的取值范围是,所以命题等价于对任意,都有.
一方面,若对任意,都有,则对有
,
取,得,故.
再取,得,所以.
另一方面,若,则对任意都有,满足条件.
综合以上两个方面,知的值是2.
(3)先证明一个结论:对,有.
证明:前面已经证明不等式,故,
且,
所以,即.
由,可知当时,当时.
所以在上递减,在上递增.
不妨设,下面分三种情况(其中有重合部分)证明本题结论.
情况一:当时,有,结论成立;
情况二:当时,有.
对任意的,设,则.
由于单调递增,且有
,
且当,时,由可知
.
所以在上存在零点,再结合单调递增,即知时,时.
故在上递减,在上递增.
①当时,有;
②当时,由于,故我们可以取.
从而当时,由,可得
.
再根据在上递减,即知对都有;
综合①②可知对任意,都有,即.
根据和的任意性,取,,就得到.
所以.
情况三:当时,根据情况一和情况二的讨论,可得,.
而根据的单调性,知或.
故一定有成立.
综上,结论成立.
9.(2026·天津卷T20)已知.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,证明;
(3)求实数的最大可能值,使得对任意的都成立.
【解】(1)由于,
所以,,
则曲线在点处的切线方程为:,
即;
(2)方法一:令,则,
当时,,,则,
所以在上单调递增,则,
所以在上恒成立,即在上恒成立;
当时,令,
所以,因为和在上单调递增,
所以在上单调递增,
所以,
因为,所以,所以,由于,
所以,
则在上单调递增,
则,即在恒成立,
所以在上单调递减,
所以,即在成立,
故在成立,
综上,在上恒成立,
方法二:若证明当时,,即证当时,,
设,,则,
当时,切线不等式,,当且仅当时,等号成立,
则,
所以在上恒成立,
当时,设,则,
可知在上单调递增,
则,
因为,则,可得,
且,则,
可知在上单调递增,则,即在恒成立,
可知在上单调递减,则,即在成立;
综上所述:在上恒成立,所以在上恒成立.
方法三:因为,即,可得,
令,,则,
设,,
当时,则,
当时,则,
因为,则,可得,即,
可知在内单调递减,且,
当时,,即;当时,,即;
综上所述:当时,;当时,;
可知在内单调递增,在内单调递减,则,
所以在内恒成立,
且,即在内恒成立,
所以在上恒成立.
(3)①当时,设
构造函数,
则,
令,
所以,
由于在上单调递增,
所以,则在上单调递减,
故,则在上单调递减,
则在上恒成立,即在上恒成立;
令,所以,
所以在上单调递增,则,当且仅当时取等,
即在上恒成立.
故,
令,则,
对于,令,则,
变形得,
裂项求和得,
对题设不等式左边取对数放缩:
,
对题设不等式右边取对数放缩::
当时,,此时右侧大于左侧,不等式不恒成立,所以不满足条件;
②当时,若,恒成立,
此时原不等式右侧,只需证明:,
由(2)问结论可得:
对于二项式展开,
两边取对数,,
又
因此,
所以原不等式成立,则的最大值为
考向四 利用导数研究恒成立问题
10.(2025·北京卷T20)已知函数的定义域是,导函数,设是曲线在点处的切线.
(1)求的最大值;
(2)当时,证明:除切点A外,曲线在直线的上方;
(3)设过点A的直线与直线垂直,,与x轴交点的横坐标分别是,,若,求的取值范围.
【解】(1)设,,
由可得,当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以的最大值为.
(2)因为,所以直线的方程为,即,
设,,
由(1)可知,在上单调递增,而,
所以,当时,,单调递减,
当时,,单调递增,且,
而当时,,所以总有,单调递增
故,从而命题得证;
(3)解法一:由题意,直线,直线,
所以,,
当时,,在上单调递增,
所以,
所以
,
由(1)可得当时,,
所以,
所以.
解法二:由可设,又,所以,即,
因为直线的方程为,易知,
所以直线的方程为,
,.
所以
,由(1)知,当时,,所以,
所以.
11.(2024·新课标Ⅰ卷T18)已知函数
(1)若,且,求的最小值;
(2)证明:曲线是中心对称图形;
(3)若当且仅当,求的取值范围.
【解】(1)时,,其中,
则,
因为,当且仅当时等号成立,
故,而成立,故即,
所以的最小值为.,
(2)的定义域为,
设为图象上任意一点,
关于的对称点为,
因为在图象上,故,
而,
,
所以也在图象上,
由的任意性可得图象为中心对称图形,且对称中心为.
(3)因为当且仅当,故为的一个解,
所以即,
先考虑时,恒成立.
此时即为在上恒成立,
设,则在上恒成立,
设,
则,
当,,
故恒成立,故在上单调递增,
故即在上恒成立.
当时,,
故恒成立,故在上单调递增,
故即在上恒成立.
当,则当时,
故在上单调递减,故,不合题意,舍;
综上,在上恒成立时.
而当时,
而时,由上述过程可得在递增,故的解为,
即的解为.
综上,.
12.(2025·全国一卷T19)(1)求函数在区间的最大值;
(2)给定和,证明:存在使得;
(3)设,若存在使得对恒成立,求b的最小值.
【解】(1)法1:,
因为,故,故,
当时,即,
当时,即,
故在上为增函数,在为减函数,
故在上的最大值为.
法2:我们有
.
所以:
.
这得到,同时又有,
故在上的最大值为,在上的最大值也是.
(2)法1:由余弦函数的性质得的解为,,
若任意与交集为空,
则且,此时无解,
矛盾,故无解;故存在,使得,
法2:由余弦函数的性质知的解为,
若每个与交集都为空,
则对每个,必有或之一成立.
此即或,但长度为的闭区间上必有一整数,
该整数不满足条件,矛盾.
故存在,使得成立.
(3)法1:记,
因为,
故为周期函数且周期为,故只需讨论的情况.
当时,,
当时,,
此时,
令,则,
而,
,故,
当,在(2)中取,则存在,使得,
取,则,取即,
故,故,
综上,可取,使得等号成立.
综上,.
法2:设.
①一方面,若存在,使得对任意恒成立,
则对这样的,同样有.
所以对任意恒成立,这直接得到.
设,则根据恒成立,有
所以均不超过,
再结合,
就得到均不超过.
假设,则,
故.
但这是不可能的,因为三个角和单位圆的交点将单位圆三等分,
这三个点不可能都在直线左侧.
所以假设不成立,这意味着.
②另一方面,若,则由(1)中已经证明,
知存在,使得.
从而满足题目要求.
综合上述两个方面,可知的最小值是.
考向五 利用导数研究函数零点
13.(2026·北京卷T20)设函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)求的极值点个数;
(3)求与交点个数.
【解】(1),则,
,又,解得;
(2)由(1)得,则,
令,则,
令,解得,
则当时,,当时,,
故在上单调递增,在上单调递减,
又,
,,
故存在,使得,且有,
则当时,,当时,,
故在、上单调递减,在上单调递增,
故有两个极值点;
(3)令,则,
令,则;
若,则恒成立(不恒为零),
故在上单调递减,又,
当时,,故在上有唯一零点,
即与有唯一交点;
若时,有两个实根,
设这两个实根分别为、,且,则、,
则当时,,当时,,
故在、上单调递减,在上单调递增,
故为的极小值,为的极大值,且,
由,则,
则
,
由,则,
则有、,
故,则,
又时,,故在上存在唯一零点,
即与有唯一交点;
综上所述:与交点个数为.
14.(2024·北京卷T20)设函数,直线是曲线在点处的切线.
(1)当时,求的单调区间.
(2)求证:不经过点.
(3)当时,设点,,,为与轴的交点,与分别表示与的面积.是否存在点使得成立?若存在,这样的点有几个?
(参考数据:,,)
【解】(1),
当时,;当,;
在上单调递减,在上单调递增.
则的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2),切线的斜率为,
则切线方程为,
将代入则,
即,则,,
令,
假设过,则在存在零点.
,在上单调递增,,
在无零点,与假设矛盾,故直线不过.
(3)时,.
,设与轴交点为,
时,若,则此时与必有交点,与切线定义矛盾.
由(2)知.所以,
则切线的方程为,
令,则.
,则,
,记,
满足条件的有几个即有几个零点.
,
当时,,此时单调递减;
当时,,此时单调递增;
当时,,此时单调递减;
因为,
,
所以由零点存在性定理及的单调性,在上必有一个零点,在上必有一个零点,
综上所述,有两个零点,即满足的有两个.
15.(2025·天津卷T20)已知函数
(1)时,求在点处的切线方程;
(2)有3个零点,且.
(i)求a的取值范围;
(ii)证明.
【解】(1)当时,,,
则,则,且,
则切点,且切线的斜率为,
故函数在点处的切线方程为;
(2)(i)令,,
得,
设,
则,
由解得或,其中,;
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减;
且当时,; 当时,;
如图作出函数的图象,
要使函数有3个零点,
则方程在内有个根,即直线与函数的图象有个交点.
结合图象可知,.
故的取值范围为;
(ii)由图象可知,,
设,则,
满足,由可得,
两式作差可得,
则由对数均值不等式可得,
则,故要证,
即证,只需证,
即证,又因为,则,
所以,故只需证,
设函数,则,
当时,,则在上单调递增;
当时,,则在上单调递减;
故,即.
而由,
可知成立,故命题得证.
16.(2025·全国二卷T18)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.
【解】(1)证明: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)证明: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.
一、单选题
1.(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数.若曲线在处的切线经过点,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】由,得,
在处,,,
所以切线方程为,即.
该切线经过点,故,解得.
2.(2026·安徽阜阳二模)设函数在区间上单调递减,则的最大值是( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【解析】因为,所以,
因为函数在区间上是减函数,
所以在上恒成立,即在上恒成立,
所以在上恒成立,因为时,,所以,
所以的最大值是.故选:A.
3.(2026·安徽·模拟预测)已知若函数有两个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因时,,函数图象的对称轴为,
当时,函数在时取得极大值,
又因时,,且,
由函数的性质,可知要使还有一个极值,那就是,
所以必须使,则由,可得.故选:A.
4.(2026·重庆·三模)若函数 在上有零点,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,对函数求导得.
所以函数在上单调递减.
因为在上有零点,所以.
即:,.求解得:.故选:A.
5.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知为函数的导函数,且对任意,.若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设函数,
则.
由对任意,,得,则函数在上单调递减.
因为,所以,即.
由,得,所以,解得,
所以不等式的解集为,选项A正确.
二、多选题
6.(2026·吉林长春·期末)已知函数,则( )
A.是增函数 B.有且仅有1个零点
C.的图象关于原点对称 D.既有极大值又有极小值
【答案】AB
【解析】对于A,因为,所以,
而,则,即是增函数,故A正确,
对于B,由题意得,结合已知得是增函数,
则有且仅有1个零点,故B正确,
对于C,因为,
所以,即,
可得的图象不关于原点对称,故C错误,
对于D,因为是增函数,所以无极值,故D错误.
故选:AB
7.(2026·云南德宏一模)函数的导函数的图象如图所示,则下列结论不正确的是( )
A.是的极值点 B.是的极大值点
C.的单调递减区间是 D.
【答案】AD
【解析】由导函数图象可知,
当或时,,当时,,
所以函数的单调递增区间为和,
单调递减区间为,选项C正确;
是的极大值点,选项B正确;
在的左右两边导数符号不变,
所以不是的极值点,选项A错误;
在上单调递增,所以,选项D错误.
8.(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数.则下列说法正确的是( )
A.对任意恒成立 B.在处取得最小值
C.方程有且仅有一个实数根 D.当时,单调递增
【答案】ABD
【解析】因为,所以,
当时,;当时,.
因此在处取得极小值,也是最小值,
所以,故AB正确.
方程即,令,
因为,当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,又,
,,所以方程有两个实根.故C错误.
设,则.
令,则,且,
所以当时,,从而,故在上单调递增,D正确.
9.(2026·河南开封·模拟预测)(多选)已知函数,下列说法正确的是( )
A.的零点为 B.有两个极值点
C.在处取得极小值 D.在上单调递增
【答案】ABC
【解析】选项A,令,即,因为,所以,解得,所以的零点只有,A正确;
选项B,,
则,在上单调递增(因为),
且,,所以在上先减后增.
当,;时,;时,;时,,
由零点存在定理,在有一个零点,在有一个零点,因此有两个极值点,B正确;
选项C,由B选项分析可知,当时,,单调递增;当时,,单调递减;当时,,单调递增,即在处取得极小值,C正确;
选项D,由选项C分析可知,在区间先增后减,D错误.
三、填空题
10.(2026·陕西渭南·三模)设函数,则满足的实数的取值范围是_____________.
【答案】
【解析】因为
所以
由于 ,则 恒成立,因此:
当 时,,故 , 在 上单调递减,
当 时,,故 , 在 上单调递增,
函数在 处取得最小值,图象关于直线 对称,且开口向上,
由函数性质可知:若,则,
令 ,,代入得:,
即:,所以,
化简得,所以.
所以 的取值范围为.
四、解答题
11.(2026·江苏南通·模拟预测)已知.
(1)求的最小值;
(2)若方程有两个不等的实根,求的取值范围.
【解】(1)函数的定义域为,.
当时,,单调递减; 当时,,单调递增,
所以在处取得极小值,也是最小值,.
故的最小值为.
(2)方程整理为,显然是方程的一个实根.
要使方程有两个不等实根,只需有且仅有一个非零实根,即时仅有一个实根.
令,则 .
令,则,解得.
①当时,,单调递减,此时,
且时,,时,,此时值域为,
因此当时,在有唯一解;
② 当时,,单调递减,时,,单调递增,所以在处取最小值,
当时,,
因此当时,在上有唯一解;
当时,在上无实数解;
当时,在上有2个解;
因此,满足条件.
综上,的取值范围是.
12.(2026·福建福州·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)证明:当时,.
【解】(1)函数的定义域为,求导可得,
令,解得,即,
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增,
故函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)由(1)知,
依题意,即证,即证,
设,求导可得,
令,解得,
所以当时,,单调递减;
当时,,在上单调递增,
所以是的极小值点,
因为,,
所以当时,,
故当时,.
13.(2026·辽宁·模拟预测)已知函数,.
(1)求在内的单调性;
(2)若存在,使得,求实数的取值范围;
【解】(1)因为,所以,
当时,,,单调递增,
当时,,,单调递减,
所以函数在上单调递增,在上单调递减.
(2)若存在,使得,
即存在,使得成立,
因为时,,故存在,使得,
令,其中,
则,
且不恒为零,故函数在上单调递减,
则,故,
所以实数的取值范围为:.
14.(2026·江苏徐州·模拟预测)已知函数,.
(1)若,
(i)求的极值点;
(ii)证明:当时,;
(2)若,,求的取值范围.
【解】(1)(i)当时,,定义域为,
则,
令,解得,
当变化时,与的变化如下表所示:
2
-
0
+
减
极小值
增
所以的极小值点为2,无极大值点;
(ii)令,
则,
当时,,所以为减函数,
所以,
从而当时,,即.
(2)令,
则.
因为,所以,
从而当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
所以的最小值为
因为,所以,即,从而,
故的取值范围为.
15.(2026·河北沧州一模)(1)若对任意,都有成立,求实数的取值范围;
(2)若,,证明:;
(3)若对任意,都有成立,求实数的取值范围.
【解】(1)令函数,则,,
当时,,函数在上单调递增,
则,即成立,
当时,在上单调递增,,
所以,当时,,在上单调递减,
所以对,,不成立.
综上,实数的取值范围为.
(2)令,由(1)知函数在上单调递增,
因为,,所以,因此,即,
即成立;
(3)对,都有成立,即对,,
令,即,
当时,,,则,
要使成立,则,即,
下面证明:当时,成立,由(2)得,
下面证明:,即证明,
令,则,
因此在上单调递增,,即成立,
因为,,所以,故,
结合已证的,
可知当时,成立,
综上所述,实数的取值范围是.
16.(2026·海南三亚·一模)已知函数(),.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若的图像在处的切线与的图像相切,求实数的值;
(3)当时,证明:对任意的,恒成立.
【解】(1)因为,
所以,
当时,,在上单调递增;
当时,令,得,
当时,在上单调递增;
当时,在上单调递减;
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)因为,
所以,,所以,
所以切线的方程为,
设直线:与函数相切于点,
因为,
所以且,
解得,
所以;
(3)证明:当时,,
要证明对任意的,恒成立,
即证明,即,
令,则,
令,得,
所以当时,单调递减;当时,单调递增;
所以,
所以,即,
令,
则有,
又因为,
所以,
所以对任意的,恒成立.
17.(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数,.
(1)证明:;
(2)设,证明在上单调递增;
(3)求实数的最大值,使得对任意,都有.
【解】(1)由得.
由基本不等式,,且当时等号不成立,所以.
所以函数是增函数.
又,因此对任意,.
(2)设.则.
记,则,
设,则,
设,则.
当时,
因为是增函数,且,
所以,所以在上单调递增,
所以,所以在上单调递增,
所以,
所以在上单调递增,
所以,
所以当时,,所以在上单调递增.
(3)法一:要使对任意,都有,
等价于对任意成立,
即对任意成立.由(2)知,在上单调递增,因此.
用洛必达法则计算极限得.因此.
法二:令函数,则.
令,则.
令,则.
时,;
时,.
因为是增函数,且,
当,即时,恒成立,
所以是增函数,且,
所以是增函数,且,
所以是增函数,且,
即使得对任意,都有.
当,即时,在上有解,记为,
所以在上单调递减,在上单调递增;
所以,且在上存在使得.
所以在上单调递减,在上单调递增;
所以,且在上存在使得.
所以在上单调递减,在上单调递增;
所以在处取得极小值,即最小值,最小值为.
即存在,使得,不合题意.
综上所述,,所以实数的最大值为.
18.(2026·山东潍坊·三模)已知函数(且,,).
(1)若恒成立,求的取值范围;
(2)讨论零点的个数.
【解】(1)由恒成立,即恒成立,
即恒成立,即恒成立,
令,则,
当时,恒成立,则恒成立,
故在上单调递减,又,
故当时,,不符合题意,故舍去;
当时,令,解得,
则当时,,当时,,
故在上单调递减,在上单调递增,
则,又,
故要使得恒成立,则有,即;
(2)函数零点的个数等价于函数零点的个数,
由(1)知,当时,在上单调递减,
且,故零点的个数为;
当时,在上单调递减,在上单调递增;
若,有且仅有,故零点的个数为;
若,则,由,则,
又时,,故存在,使得,
此时有两个零点、,故零点的个数为;
若,则,由,则,
又时,,故存在,使得,
此时有两个零点、,故零点的个数为;
综上所述:若或,零点的个数为;
若且,零点的个数为.
19.(2026·四川广安·模拟预测)已知函数.
(1)若,求函数在区间的最大值;
(2)设函数,若对任意,恒成立,求的取值范围;
(3)设函数,求在区间上的零点个数,并说明理由.
【解】(1)当时, ,定义域为.
∵ 当时,,,,
∴ ,即在上单调递减,
∴ .
(2)由题意得,
∵ 对任意 ,恒成立,即恒成立,
∵ ,∴ 对任意 恒成立.
令,则.
令,得 ,即.
∵ ,
∴ ,对应极值点为.
当时,, ,故,单调递减;
当时, ,,故,单调递增.
∴ 是的第一个极小值点,且.
对于其余极小值点 ,,而,故对应的.
当 时,其余区间,对应的.
∴ 在 上的最小值为,故.
(3)零点个数为2,理由如下:
由题意,得,.
令,得.
①当时,,单调递增,,
所以单调递减,所以.
②当时,,,则在区间上必定存在,使得.
因为在上单调递减,
所以当时,,单调递增,;
当时,,单调递减,.
因为,,所以在区间上必定存在,使得,
即当时,,单调递增,;
当时,,单调递减,.
③当时,单调递减,单调递减,则单调递减.
因为,,
所以必定存在零点,使得.
④当时,因为,所以,
所以在上,不存在零点.
综上所述,在上存在两个零点.
20.(2026·江苏南京·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)证明:
① ;
②当且时,.
【解】(1)由,,得, .
若,则 ,当时,,单调递减,
当时,,单调递增.
若时,令,得或.
因为,所以 ,
当,则,单调递减,
当,则,单调递增,
当,则,单调递减;
综上,当时,在上单调递减,在上单调递增;
当时,在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减;
(2)①由(1)得,当时,,又在上单调递增,在单调递减,所以,即,即 ;
②当时,,令(,且),得,两边同时取自然对数,得,即,,,,则,即当且时,.
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专题07 导数及其应用
内容导览
考情概览:摸清命题规律,锁定复习重点
2026真题研析:拆解最新真题,示范分析路径
3年真题精炼:精练近年真题,吃透常见考法
最新模拟探源:跟进模拟新题,预判考查风向
命题解读
考向
考查统计
1.高频考点:
以导数的几何意义为基础考点,重点考查函数在某点处的切线方程求解,常结合基本初等函数交汇命题。核心考查利用导数研究函数单调性、极值与最值,重点处理含参函数的单调区间讨论、极值最值求解问题。高频考查导数综合应用,涵盖函数零点、方程解的个数、不等式证明及恒成立问题。
2.素养考向
逻辑推理:通过含参函数性质探究、不等式恒成立与零点问题,考查分类讨论、转化思想,侧重参数范围的严谨推导与逻辑论证。
工具应用:以导数为核心工具精准刻画函数变化趋势,结合数形结合分析函数图像与性质,有效突破函数综合难题,重点考查数学运算、逻辑推理与数学建模核心素养。
几何意义
2026全国一卷·T4(几何意义)
2025新课标Ⅰ卷·T12(几何意义)
2024新课标Ⅰ卷·T13(几何意义)
利用导数研究函数的单调性、极值与最值
2026全国一卷·T6(求最值)
2025全国一卷·T10(极值)
2025全国一卷·T13(极值点)
2024新课标Ⅰ卷·T10(极值)
2024新课标Ⅱ卷T11(极值,对称,零点)
2024新课标Ⅱ卷·T16(几何意义,极值问题)
导数的综合问题
2026全国二卷·T19(恒成立问题)
2026北京卷·T20(极值点个数,零点问题)
2026天津卷·T20(几何意义,恒成立问题。证明不等式)
2025全国一卷·T19(最值问题,恒成立问题)
2025全国二卷·T13(证明不等式,函数单调性)
2025北京卷·T20(双变量,恒成立问题)
2026天津卷·T20(几何意义,零点问题。证明不等式)
2024新课标Ⅰ卷·T11(最值,恒成立问题)
2024北京卷·T20(几何意义,零点问题)
2024天津卷·T20(几何意义,恒成立问题,证明不等式)
2026全国一卷导数综合性更强,小题依托指数函数考查切线方程,解答压轴结合新定义、不等式证明,侧重逻辑推理与分类讨论,区分尖子生。全国二卷难度更平缓,大题以指对型函数为载体,考查切线求解、恒成立求参、函数最值问题,题型贴近教材变式,侧重常规方法落实。
命题立足导数概念本质,淡化偏难怪技巧,强调运算规范与数形结合。常与基本初等函数、零点、不等式交汇,核心考点为切线方程、单调性分析、极值最值、零点与恒成立问题,仍是压轴主干,一卷重创新思维,二卷重常规解题能力。
考向一 导数的几何意义
典例1.(2026·全国一卷T4)曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
微点拨:求曲线切线分两步:先求导代入切点横坐标得切线斜率,再用点斜式写直线方程。务必分清 “在某点切线” 与 “过某点切线” 的区别,计算导数与化简方程时细心避免运算失误。
考向二 利用导数研究函数的单调性、极值和最值
典例2.(2026·全国一卷T6)已知函数的最大值为1,则( )
A. B.1 C. D.2
微点拨:求解含参函数最值问题,先分析函数单调性,确定取得最大值的位置,列式建立参数方程求解。要注意定义域约束,分类讨论单调性情况,警惕最值取错位置导致参数求解出错。
考向三 导数的综合问题
典例3.(2026·全国二卷T19)已知函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求,;
(2)当时,,求的取值范围;
(3)当时,,求的最小值.
微点拨:第一问利用切点满足曲线与切线、导数等于斜率联立求参;第二、三问为导数恒成立题型,常用参变分离或分类讨论,结合单调性、端点分析求解范围与最值,注意定义域与边界检验。
考向一 导数的几何意义
1.(2024·新课标Ⅰ卷T13)若曲线在点处的切线也是曲线的切线,则__________.
2.(2025·全国一卷T12)若直线是曲线的一条切线,则_________.
考向二 利用导数研究函数的单调性、极值与最值
3.(2025·全国二卷T10)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则( )
A. B.当时,
C.当且仅当 D.是的极大值点
4.(2024·新课标Ⅰ卷T10)设函数,则( )
A.是的极小值点 B.当时,
C.当时, D.当时,
5.(2024·新课标Ⅱ卷T11)设函数,则( )
A.当时,有三个零点
B.当时,是的极大值点
C.存在a,b,使得为曲线的对称轴
D.存在a,使得点为曲线的对称中心
6.(2025·全国二卷T13)若是函数的极值点,则___________
7.(2024·新课标Ⅱ卷T16)已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若有极小值,且极小值小于0,求a的取值范围.
考向三 利用导数证明不等式
8.(2024·天津卷T20)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)若对任意成立,求实数的值;
(3)若,求证:.
9.(2026·天津卷T20)已知.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,证明;
(3)求实数的最大可能值,使得对任意的都成立.
考向四 利用导数研究恒成立问题
10.(2025·北京卷T20)已知函数的定义域是,导函数,设是曲线在点处的切线.
(1)求的最大值;
(2)当时,证明:除切点A外,曲线在直线的上方;
(3)设过点A的直线与直线垂直,,与x轴交点的横坐标分别是,,若,求的取值范围.
11.(2024·新课标Ⅰ卷T18)已知函数
(1)若,且,求的最小值;
(2)证明:曲线是中心对称图形;
(3)若当且仅当,求的取值范围.
12.(2025·全国一卷T19)(1)求函数在区间的最大值;
(2)给定和,证明:存在使得;
(3)设,若存在使得对恒成立,求b的最小值.
考向五 利用导数研究函数零点
13.(2026·北京卷T20)设函数,曲线在点处的切线方程为.
(1)求,的值;
(2)求的极值点个数;
(3)求与交点个数.
14.(2024·北京卷T20)设函数,直线是曲线在点处的切线.
(1)当时,求的单调区间.
(2)求证:不经过点.
(3)当时,设点,,,为与轴的交点,与分别表示与的面积.是否存在点使得成立?若存在,这样的点有几个?
(参考数据:,,)
15.(2025·天津卷T20)已知函数
(1)时,求在点处的切线方程;
(2)有3个零点,且.
(i)求a的取值范围;
(ii)证明.
16.(2025·全国二卷T18)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.
一、单选题
1.(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数.若曲线在处的切线经过点,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(2026·安徽阜阳二模)设函数在区间上单调递减,则的最大值是( )
A. B. C. D.3
3.(2026·安徽·模拟预测)已知若函数有两个极值点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2026·重庆·三模)若函数 在上有零点,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2026·陕西商洛·模拟预测)已知为函数的导函数,且对任意,.若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.(2026·吉林长春·期末)已知函数,则( )
A.是增函数 B.有且仅有1个零点
C.的图象关于原点对称 D.既有极大值又有极小值
7.(2026·云南德宏一模)函数的导函数的图象如图所示,则下列结论不正确的是( )
A.是的极值点 B.是的极大值点
C.的单调递减区间是 D.
8.(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数.则下列说法正确的是( )
A.对任意恒成立 B.在处取得最小值
C.方程有且仅有一个实数根 D.当时,单调递增
9.(2026·河南开封·模拟预测)(多选)已知函数,下列说法正确的是( )
A.的零点为 B.有两个极值点
C.在处取得极小值 D.在上单调递增
三、填空题
10.(2026·陕西渭南·三模)设函数,则满足的实数的取值范围是_____________.
四、解答题
11.(2026·江苏南通·模拟预测)已知.
(1)求的最小值;
(2)若方程有两个不等的实根,求的取值范围.
12.(2026·福建福州·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)证明:当时,.
13.(2026·辽宁·模拟预测)已知函数,.
(1)求在内的单调性;
(2)若存在,使得,求实数的取值范围;
14.(2026·江苏徐州·模拟预测)已知函数,.
(1)若,
(i)求的极值点;
(ii)证明:当时,;
(2)若,,求的取值范围.
15.(2026·河北沧州一模)(1)若对任意,都有成立,求实数的取值范围;
(2)若,,证明:;
(3)若对任意,都有成立,求实数的取值范围.
16.(2026·海南三亚·一模)已知函数(),.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若的图像在处的切线与的图像相切,求实数的值;
(3)当时,证明:对任意的,恒成立.
17.(2026·山西忻州·模拟预测)已知函数,.
(1)证明:;
(2)设,证明在上单调递增;
(3)求实数的最大值,使得对任意,都有.
18.(2026·山东潍坊·三模)已知函数(且,,).
(1)若恒成立,求的取值范围;
(2)讨论零点的个数.
19.(2026·四川广安·模拟预测)已知函数.
(1)若,求函数在区间的最大值;
(2)设函数,若对任意,恒成立,求的取值范围;
(3)设函数,求在区间上的零点个数,并说明理由.
20.(2026·江苏南京·模拟预测)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)证明:
① ;
②当且时,.
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