内容正文:
专题3.3 利用导函数研究函数的极值或最值
【考点1:求已知函数的极值或极值点】 1
【考点2:根据极值或极值点求参数】 4
【考点3:由导数求函数的最值(不含参)】 7
【考点4: 由导数求函数的最值(含参)】 10
【考点5: 已知函数最值求参数】 15
【考点6: 函数单调性、极值与最值的综合应用】 19
【考点1:求已知函数的极值或极值点】
1.(26-27高二下·全国·课后作业)函数有( )
A.极小值0,极大值2 B.极小值,极大值4
C.极小值,极大值3 D.极小值0,极大值4
【答案】D
【分析】求出导函数,令导函数为并求根,判断根左右两侧的符号,根据极值定义求出极值.
【详解】,
令,则,
当时,,在内单调递减,
当时,,在内单调递增,
当时,,在内单调递减,
所以当时,函数有极小值,
当时,函数有极大值.
故选:D.
2.(25-26高二下·河北·期中)函数的极大值点是( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】A
【分析】求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,求出函数的极值点即可.
【详解】,
令,解得:或,
令,解得:,
故在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
故的极大值点是.
故选:A.
3.(25-26高二下·宁夏固原·阶段检测)已知函数,求的极值.
【答案】极大值为1;极小值为
【分析】求导,利用导数分析函数单调性,进而求出函数极值.
【详解】由题意得的定义域为R,则,
令,解得,,
则变化情况如下表:
极大值
极小值
的极大值为;极小值为.
4.(一题打天下之函数与导数(共37问))已知函数,当,时,求的极值.
【答案】极大值,极小值
【分析】由题意可得,利用导数判断单调性即可得极值.
【详解】当,时,,
所以,
由可得:或;由可得:,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,取得极大值,
当时,取得极小值,
综上所述:极大值,极小值.
5.(26-27高二·全国·随堂练习)求下列函数的极值:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1);
(2);
(3);
【分析】(1)求出导函数,进而求出函数的单调区间,再由极值的定义即可求解.
(2)求出导函数,进而求出函数的单调区间,再由极值的定义即可求解.
(3)求出导函数,进而求出函数的单调区间,再由极值的定义即可求解.
【详解】(1),
令,解得或;
令,解得;
所以函数的单调递增区间为,;
单调递减区间为;
所以函数的极大值:;
函数的极小值:.
(2),
令,解得;
令,解得或;
所以函数的单调递增区间为;
单调递减区间为,.
所以函数的极大值为;
函数的极小值为.
(3),
令,解得或.
令,解得,
所以函数的极大值为;
函数的极小值为
【考点2:根据极值或极值点求参数】
1.(25-26高三上·广东佛山·阶段检测)若函数在处取得极小值,则的值为( )
A.1 B.3 C.1或3 D.
【答案】A
【分析】根据题意求出函数的导函数,结合函数在处取得极小值可得,进而得到的值;最后将的值代入导函数,并结合函数的单调性和极值定义即可判断.
【详解】依题意,
所以,
所以,解得,或,
当时,,
由,或,所以在,上单调递增;
由,所以在上单调递减;
所以在处取得极小值,符合题意;
当时,,
由,或,所以在,上单调递增;
由,所以在上单调递减;
所以在处取得极大值,不符合题意;
综上,的值为1.
2.(2026高三·全国·专题练习)函数在处有极值,则的值是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】利用函数在处有极值10,求出的值,再代入验证,即可求解.
【详解】函数定义域为R,.
因为函数在处有极值10,
所以,解得:或.
当时,.
令,得或;令,得.
所以在单调递增,在单调递减,在单调递增,
所以函数在处有极值,符合题意.
当时,恒成立.
所以在R上单增,所以函数在处无极值,不符合题意.
综上所述:.
3.(2026·湖南张家界·模拟预测)若函数的极大值为4,则________.
【答案】
/
【分析】由题可得,然后由的符号与单调性及正负性可得答案.
【详解】,由题易得.
当时,,,
则此时在上单调递增,在上单调递减,
则;
当时,注意到,则不能取到正的极大值.
综上可得,.
4.(25-26高二下·江西景德镇·期末)已知函数在处取得极值0,则________.
【答案】512
【分析】利用极值与导数关系求出的值即可求解.
【详解】在处有极值,且,,
即,解得:,或.
当时,,
函数在R上为增函数,无极值,舍去;
当时,,
当时,,函数在上单调递减,
当时,,函数在上单调递增,故函数在处取得极小值,
所以,,.
5.(2026高三·全国·专题练习)已知函数.
(1)若曲线在处与直线相切,求a,b的值;
(2)若在区间内有极值,求a的取值范围.
【答案】(1),
(2).
【分析】(1)使用导数的几何意义求解;
(2)将在区间内有极值转化为方程有两个不相等的实根求解.
【详解】(1),由已知,得切线斜率为,即,,
又因为再由切点为,所以,,,
(2)若在区间内有极值,则,即,
方程有两个不相等的实根、,而,
则方程的负根依题意,即只需,解得.
当时, 单调递增,当时,单调递减,
所以在处取得极大值.因此a的取值范围是.
【考点3:由导数求函数的最值(不含参)】
1.(2026·天津南开·模拟预测)函数在上的最大值是________.
【答案】
【分析】利用导数求得函数的单调性,得到当时,函数取得最大值,即可求解.
【详解】由题意,函数,可得函数的定义域为,
又由,
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减,
所以当时,函数取得最大值,最大值为.
【点睛】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性,及利用导数求解函数的最值问题,其中解答中熟练应用导数得到函数的单调性是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.
2.(25-26高二下·福建三明·阶段检测)函数在区间上的最小值为______.
【答案】
【解析】首先求出函数的导数,再令、得到函数的单调性,从而可得函数的最值;
【详解】解:因为,则定义域为
所以
令解得,即在上单调递增,令解得,即在上单调减,
所以在处取得极小值,也就是最小值且,
又因为,,
所以函数在区间上的最小值为,
故答案为:
【点睛】本题考查利用导数研究函数的最值,属于基础题.
3.(26-27高三上·河北·开学考试)已知函数,,则的最大值为________.
(参考数据:)
【答案】
【分析】求导可知在上单调递减,在上单调递增,故,再根据参考数据比较和的大小即可求得的最大值.
【详解】由于,
故当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
因此是的极小值点,函数最大值在端点或处取得,
又,
且,
,
故,因此在上的最大值为.
4.(25-26高二下·上海虹口·期末)已知是函数的极值点,则该函数在上的最大值是______.
【答案】
【分析】根据在极值点处导数为0求得a,利用导数讨论单调性,然后可求最值.
【详解】记
,
因为是函数的极值点,
所以,解得
令,解得或
当时,,递减;当时,,递增
又,
所以,该函数在上的最大值是
故答案为:
5.(25-26高三上·上海·单元测试)若是的极值点,则在上的最大值是__________.
【答案】
【分析】根据题意求出参数的值,再利用导数判断函数在上的单调性,进而可以求出最大值.
【详解】,依题意,解得
此时,
令得;令得或
所以在单调递减,在和单调递增;
所以是的极小值点.
因为,所以在单调递增,在单调递减,在单调递增
因为
且
所以在的最大值为
故答案为:
【考点4: 由导数求函数的最值(含参)】
1.(2026·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性,并求最值.
【答案】(1)
(2)当时,在上单调递增,无最值;当时,在上单调递减,在单调递增,在有最小值,无最大值.
【分析】(1)通过求导得到切线斜率,利用点斜式即可求得切线方程;
(2)将函数求导后,根据参数分类讨论函数的单调性,即可判断求解函数的最值.
【详解】(1)当时,,求导得:,
则,,
则在处的切线方程:,即;
(2)由求导得:,
①当时,在上恒成立,故在上单调递增,无最值;
②当时,由,解得,
当时,,则在上单调递减;
当时,,在单调递增,
所以在有最小值,为,无最大值.
2.(25-26高二上·浙江宁波·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最大值.
【答案】(1)在上为增函数;在上为减函数;
(2)
【分析】(1)直接利用函数的导数确定函数的单调区间.
(2)求导根据函数的单调性即可求解最值.
【详解】(1)的定义域为,
当时,,,
当,解得:,
当,解得:.
在上为增函数;在上为减函数;
(2)的定义域为,
,
当时,令,得,令时,得,
的递增区间为,递减区间为.
.
3.(25-26高二下·浙江·期中)已知函数.
(1)已知在点处的切线方程为,求实数,的值;
(2)求函数在上的最大值.
【答案】(1),.
(2)答案见解析
【分析】(1)求出函数的导函数,依题意可得且,即可求出,的值;
(2)分、、三种情况讨论,分别说明函数的单调性,即可求出函数的最大值.
【详解】(1)因为,所以,
所以,所以,
又,所以,
综上所述,.
(2)因为,
(ⅰ)当时,恒成立,
所以函数在上单调递增,
所以;
(ⅱ)当时,由,解得或,
当或时,,则在和上单调递增,
当时,,则在上单调递减;
①当时,即,所以函数在上单调递减,
所以;
②当时,即,函数在上单调递减,在上单调递增,
又,,则,
所以当时,,当时,,
当时,,
所以,
综上所述,当时,;当时,.
4.(25-26高二下·河北·开学考试)已知函数.
(1)讨论的极值;
(2)求在上的最小值.
【答案】(1)当时,无极值;当时,的极小值为,无极大值.
(2)
【分析】(1)求导后,分别在和的情况下,根据的正负可得单调性,由极值定义可求得结果;
(2)分别在、和的情况下,根据的正负可得单调性,由此可得最值点,代入可求得最值.
【详解】(1)由题意知:的定义域为,;
当时,,恒成立,在上单调递增,
无极值;
当时,若,;若,;
在上单调递减,在上单调递增;
的极小值为,无极大值;
综上所述:当时,无极值;当时,的极小值为,无极大值.
(2)当时,在上恒成立,在上单调递增,
;
当时,若,;若,;
在上单调递减,在上单调递增,
;
当时,在上单调递减,;
综上所述:在上的最小值.
5.(25-26高三上·山东青岛·期中)已知函数.
(1)若是函数的极值点,求在处的切线方程.
(2)若,求在区间上最大值.
【答案】(1)
(2)
当时,;
当时,
【分析】(1)根据函数的导数在极值点出的函数值为零,求得的值,继而可求得点的坐标,及切线的斜率,即可求得切线方程;
(2)根据函数的单调性,分类讨论比较和的大小,即可求得.
【详解】(1),
又是函数的极值点,
∴,即
∴,
∴,
在处的切线方程为,即,
所以在处的切线方程是
(2),令,得,
∴在单调递减,在单调递增
而,
①当,即时,
②当,即时,
综上,当时,;
当时,
【考点5: 已知函数最值求参数】
1.(26-27高三上·江苏泰州·开学考试)已知函数的最大值为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用导数求出函数的单调性,利用单调性求最值.
【详解】,
当时,
,即时, ,则单调递增,
,即时,,则单调递减,
则在处取得最大值,且,
因为最大值为,所以解得.
当时,
,即时,,单调递增,
,即时,,则单调递减,
则在处取得最小值,无最大值,故舍去.
当时,
,不满足条件,故舍去.
综上可知,,故选项A正确.
2.(河南青桐鸣2026-2027学年高三上学期学情调研数学试卷)若函数的最大值为,则实数的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】利用导数求出函数的最大值,进而列式求解.
【详解】函数的定义域为,求导得,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
函数在处取得最大值,所以.
3.(26-27高三上·福建福州·开学考试)已知函数的最小值为1,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】当,没有最小值;当,的最小值为,再利用换元法求解
【详解】的定义域是,,当,,在单调递减,没有最小值;
当,得,,,单调递减,,,单调递增,
所以当时,取得最小值,
令,则,即,
设,,,,单调递减,,,单调递增,所以,
所以的解为,即,.
4.(26-27高三上·湖南长沙·开学考试)已知函数的最大值为2,则实数的值为________.
【答案】
【分析】先排除,取一个特殊点使分母为1,确定此时函数值大于2,与最大值条件矛盾,确定后,将转化为,求导找最小值点,代入后解方程即可确定参数.
【详解】若,令,则,与“最大值为2”矛盾,所以,分母为正,
由题可知,可得,
令,因为的最大值恰为2,所以等号能取到,故的最小值为0,
求导得,令得,即,
当时,解得,当时,解得,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以在时,取得最小值,,
令,解得.
5.(26-27高三上·北京房山·开学考试)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在上单调递增,求实数的取值范围;
(3)若函数在上的最大值为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)求出函数的导函数,利用导数的几何意义求出切线方程;
(2)依题意可得在上恒成立,结合二次不等式的解法即可得解;
(3)对进行分类讨论,结合在上的最大值为列式求得.
【详解】(1)因为当时,,所以,
所以,,
所以切线方程为,整理得;
(2)因为函数在上单调递增,
所以在上恒成立,
所以在上恒成立,
又的解为或,
所以当在上恒成立时, ,
即实数的取值范围;
(3)由(2)可知,,
当和时,单调递增;
当时,单调递减.
当即时,在上单调递增,
则,解得或(舍去);
当时,在上单调递增,则,
解得或(舍去).
当时,
若,则,则在上单调递减,在上单调递增,
故,
又,无解;
若,则,则在上单调递减,故,无解;
若,则,则在上单调递增,在上单调递减,
故,解得,无解.
综上可得,实数的值为或.
【考点6: 函数单调性、极值与最值的综合应用】
1.(25-26高二下·湖北襄阳·阶段检测)设函数在及时取得极值.
(1)求出的值;
(2)若对于任意的,都有成立,求c的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)对函数求导,结合极值点和韦达定理求解即可;
(2)代入,并对函数求导,分析函数单调性,进而结合端点值建立关于的不等式求解.
【详解】(1)对函数求导可得,
因为在和处取得极值,所以是方程的两个根,
由韦达定理:,解得.
将代入导函数得:,
当时,当时,当时,
和处导数值变号,故为极值点,所以.
(2)由,得,,
时,,单调递增;时,,单调递减;
时,,单调递增,,,,
因此在上的最小值为.
任意都满足,等价于最小值大于,
即:,解得:,所以的取值范围是.
2.(25-26高三上·河北衡水·阶段检测)已知函数
(1)讨论的单调性.
(2)若对任意都有恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)当,函数在单调递增;
当时,函数在单调递减,在单调递增.
(2)
【分析】(1)求得,分类讨论和时导数的符号,进而判断函数单调性;
(2)由参变分离法可得,设,通过导数求最大值,从而可得的取值范围.
【详解】(1)由题意可得,,
当时,在恒成立,所以函数在单调递增;
当时,时,时,故函数在单调递减,在单调递增,
综上所述,当,函数在单调递增;
当时,函数在单调递减,在单调递增.
(2)因为对任意都有,所以,即,
令,,则,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以,
故.
3.(25-26高二下·江苏盐城·期中)已知函数,当时,有极小值0.
(1)求实数的值;
(2)求函数在区间上的最值.
【答案】(1)
(2)最小值为,最大值为
【分析】(1)利用函数在极值点处的两个核心条件 —— 函数值为0、导数值为0,列方程组求解参数,再验证该点确实为极小值点;
(2)由(1)利用导数判断函数在上的单调性,求出极值和端点值,比较得解.
【详解】(1),,
当时,有极小值0,,
,,,,
的解为或,在上是单调递增函数;
的解为,在上是单调递减函数,
在处取得极小值,满足题意,故.
(2)由(1),,,
又,在上的解为,在上是单调递增函数;
在上的解为,在上是单调递减函数;
在上的最小值为,
又,,
在上的最大值为,
综上可知,在上的最小值为,最大值为.
4.(26-27高三上·湖南长沙·开学考试)已知函数,.
(1)当时,求的最值;
(2)当时,证明:有唯一极值点;
(3)讨论的零点个数.
【答案】(1)最大值为 ,最小值为 ;
(2),设,
则,因为 ,所以 ,,
①当,,则
因为 ,故 ,,又、,因此,
即 在 上单调递增,
因为,,根据零点存在定理,在 内有唯一零点;
②当,,结合 ,得 ;
又 ,,得 ,且与不能同时取为0,
因此 恒成立,无零点,
所以在 内有唯一零点,记该零点为,
则,,单调递减,,,单调递增,
所以是唯一的极值点,故有唯一极值点.
(3)当,的零点个数为1;当,的零点个数为2.
【分析】(1)利用导数判断的单调性,计算出的端点值和极值,比较可得最值;
(2)设,证明在内存在唯一零点,且是变号零点,则有唯一极值点;(3)分和对进行讨论零点个数.
【详解】(1)当 时,,,,
令,得 或 ,
当 时,,故, 单调递增;
当 时,,故, 单调递减,
,,
,
所以的最大值为 ,最小值为 .
(2)略
(3), ,,
即 恒为一个零点,只需讨论 内是否存在其他零点,
①当, ,则,,
因此 ,等号仅在 时成立,
故 时, 仅有 1 个零点;
②当,由第 (2) 问知的单调性:在 单调递减,在 单调递增( 是 的极小值点),
,,
因此存在唯一 ,使得,
即 时,, 单调递减; 时,, 单调递增,
在 处取得最小值 ,因 在 递增,故 ;
又 ,根据零点存在定理, 在 内存在一个零点,
加上恒成立的零点 ,此时 共有 2 个零点,
综上所述,当 时, 有 1 个零点;当 时, 有 2 个零点.
5.(26-27高三上·北京丰台·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求证:函数有唯一极值点;
(3)求证:.
【答案】(1)
(2)令,则,
因为,所以恒成立,即在上单调递减,
,,
根据零点存在性定理,存在唯一的使得,
当时,,即,单调递增,
当时, ,即,单调递减,
所以在处取得极大值,且为唯一极值点,得证.
(3)要证,即,
因为,所以有,
因为,所以有,
所以原不等式转化为证明,即证,
下证:
因为,即证,令,
则,令,解得或(舍),
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以,故恒成立,
下证,
令,则,令,则,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
,故恒成立,
综上,,所以原不等式成立,得证.
【分析】(1)通过求函数值确定切点,求导数确定切线斜率,最后代入点斜式得出切线方程.
(2)对导函数的分子构造辅助函数,利用单调性和零点存在定理证明导函数有且仅有一个变号零点,从而确认唯一极值点。
(3)将复杂的不等式等价变形以分离对数与指数部分,并引入中间量将其拆分为两个基础不等式分别证明.
【详解】(1)由题意得,
则,,
所以其切线方程为,整理得.
(2)略
(3)略
一、单选题
1.(25-26高二下·吉林辽源·阶段检测)函数的极大值点为( )
A.1 B.-1 C.(1,-1) D.(-1,1)
【答案】A
【分析】求出导数,确定的正负,的单调性,然后得极大值.
【详解】函数定义域为,,
当时,,递增,
当时,,递减,
∴时,取得极大值,极大值点为1.
故选:A.
【点睛】本题考查导数与极值的关系,在可导函数中是为极值点的必要条件,必须确定在两侧的符号是相反的,才能确定是极值点.还要注意极值点与极值的区别.
2.(25-26高三下·河北保定·开学考试)已知的一个极值点为2,则实数( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】求导,令,利用只有一个极值点,可得,求解即可.
【详解】,令0,得或,
又的一个极值点为2,则,解得,经检验满足题意.
故选:B.
3.(25-26高三上·广东·阶段检测)若1和2是函数的两个极值点,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】D
【分析】求得,根据1和2是函数的两个极值点,得到,求得实数的值,结合对数的运算公式,即可求解.
【详解】由函数,可得,
因为1和2是函数的两个极值点,
所以,解得,
所以.
故选: D.
4.(25-26高二下·山东德州·阶段检测)设,若函数的部分图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的导函数,由图可知函数有一个极大值点,一个极小值点,结合图象及韦达定理得到不等式,即可得解.
【详解】∵,∴,
由图知,函数有一个极大值点,一个极小值点,
设极大值点为、极小值点为,则,,
即关于的方程有两个实数根、,
由图知,,
∴,.
故选:D.
5.(25-26高三上·广东汕头·期末)已知函数在区间上有最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意得,易知在区间上单调递增,由在区间上有最小值,可得,即可求解.
【详解】由题意得,
易知在区间上单调递增,
若在区间上有最小值,
则,即,解得.
这时存在,使得在上单调递减,在上单调递增,
即函数在上有极小值,也是最小值,
所以的取值范围是.
故选:A.
6.(2026·陕西榆林·二模)如图,某款酒杯的容器部分为圆锥,且该圆锥的轴截面为面积是的正三角形.若在该酒杯内放置一个圆柱形冰块,要求冰块高度不超过酒杯口高度,则酒杯可放置圆柱形冰块的最大体积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据轴截面求出圆锥底面圆的半径,设出圆柱形冰块的底面半径,用含的式子表达出圆柱形冰块的高,从而得到圆柱形冰块的体积关于x的表达式,用导函数求解最大值.
【详解】设圆锥底面圆的半径为,圆柱形冰块的底面圆半径为,高为,由题意可得,,解得:,,
设圆柱形冰块的体积为,则.
设,则,当时,;
当时,,故在取得极大值,也是最大值,所以,故酒杯可放置圆柱形冰块的最大体积为.
故选:C
二、多选题
7.(25-26高二下·全国·课后作业)(多选题)下列结论不正确的是( )
A.若在上有极大值,则极大值一定是上的最大值
B.若在上有极小值,则极小值一定是上的最小值
C.若在上有极大值,则极小值一定是和时取得
D.若在上连续,则在上存在最大值和最小值
【答案】ABC
【分析】函数在上的极值不一定是最值,最值也不一定是极值,极值一定不会在端点处取得,而在[a,b]上一定存在最大值和最小值.
【详解】选项A:若在上有极大值,则极大值不一定是上的最大值,
可能在端点处取得最大值.判断错误;
选项B:若在上有极小值,则极小值不一定是上的最小值,
可能在端点处取得最小值.判断错误;
选项C:若在上有极大值,则极小值一定不是和时取得.
判断错误;
选项D:若在上连续,则在上存在最大值和最小值.判断正确.
故选: ABC
8.(25-26高二下·山东聊城·期中)设函数,若为函数的一个极值点,则下列结论一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】对求导,再根据极值点的定义,整理等式即可得到结果.
【详解】
为函数的一个极值点,
即:
;
若,,
若,,不合题意;
若,令,恒正或恒负,
函数无极值点,不合题意;
所以,的关系无法确定.
故选:BD.
三、填空题
9.(25-26高二下·黑龙江·期中)函数的极小值点为______.
【答案】2
【分析】利用求解函数的极值点,再根据函数的单调性,判断极小值点与极大值点即可.
【详解】因为函数,所以,得,令可得函数增区间为 ,可得函数的减区间为 ,所以在处取得极小值为,所以函数的极小值点为2.
故答案为:2.
10.(25-26高三上·福建龙岩·阶段检测)若函数在上有极值,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】利用函数在某区间有极值等同于其导数在该区间有变号零点,之后分离参数结合二次函数的性质可得.
【详解】由题意可知:,
因为函数在上有极值,说明其导数在内有变号零点,
令,则在内有变号零点.
令,分离参数可得,
令,则,
所以,所以,
当时,,在上单调递减,
故在上单调递减,无极值,所以的取值范围是.
故答案为:.
四、解答题
11.(25-26高二下·天津·期末)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值.
【答案】(1)函数的单调递减区间为,单调递增区间为和
(2)
【分析】(1)利用函数求导,由导函数的正负即可求得函数的单调区间;
(2)利用(1)的结论,可判断函数在区间上的单调性,代入端点值计算函数值,比较大小即得函数最大值.
【详解】(1)由求导得:,
由可得,由可得或,
故函数的单调递减区间为,单调递增区间为和;
(2)由(1)已得函数在上单调递减,在上单调递增,
因,则函数在上单调递减,在上单调递增,
又,
故当时,函数取得最大值为.
12.(25-26高二下·安徽滁州·期末)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数的最小值为2,求实数的值.
【答案】(1)当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,在上单调递减;
(2)或
【分析】(1)由题意得,分别讨论,,的情况,即可求解;
(2)由(1)可得当时函数有最小值,从而可求解.
【详解】(1)由题意得的定义为,且,
当时,恒成立,此时在上单调递减;
当时,令,则或,
当时,则,当时,,此时在上单调递减;
当时,当时,,当时,,
此时在上单调递增,在上单调递减;
综上所述:当时,在上单调递减;
当时,在上单调递增,在上单调递减;
(2)由(1)可得当时,为减函数则无最小值,所以,
当时,即时,取得极小值也是最小值,
所以,解得或,
故函数的最小值为,实数的值为或.
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专题3.3 利用导函数研究函数的极值或最值
【考点1:求已知函数的极值或极值点】 1
【考点2:根据极值或极值点求参数】 3
【考点3:由导数求函数的最值(不含参)】 3
【考点4: 由导数求函数的最值(含参)】 4
【考点5: 已知函数最值求参数】 6
【考点6: 函数单调性、极值与最值的综合应用】 7
【考点1:求已知函数的极值或极值点】
1.(26-27高二下·全国·课后作业)函数有( )
A.极小值0,极大值2 B.极小值,极大值4
C.极小值,极大值3 D.极小值0,极大值4
2.(25-26高二下·河北·期中)函数的极大值点是( )
A.1 B.2 C. D.
3.(25-26高二下·宁夏固原·阶段检测)已知函数,求的极值.
4.(一题打天下之函数与导数(共37问))已知函数,当,时,求的极值.
5.(26-27高二·全国·随堂练习)求下列函数的极值:
(1);
(2);
(3).
【考点2:根据极值或极值点求参数】
1.(25-26高三上·广东佛山·阶段检测)若函数在处取得极小值,则的值为( )
A.1 B.3 C.1或3 D.
2.(2026高三·全国·专题练习)函数在处有极值,则的值是( )
A., B.,
C., D.,
3.(2026·湖南张家界·模拟预测)若函数的极大值为4,则________.
4.(25-26高二下·江西景德镇·期末)已知函数在处取得极值0,则________.
5.(2026高三·全国·专题练习)已知函数.
(1)若曲线在处与直线相切,求a,b的值;
(2)若在区间内有极值,求a的取值范围.
【考点3:由导数求函数的最值(不含参)】
1.(2026·天津南开·模拟预测)函数在上的最大值是________.
2.(25-26高二下·福建三明·阶段检测)函数在区间上的最小值为______.
3.(26-27高三上·河北·开学考试)已知函数,,则的最大值为________.
(参考数据:)
4.(25-26高二下·上海虹口·期末)已知是函数的极值点,则该函数在上的最大值是______.
5.(25-26高三上·上海·单元测试)若是的极值点,则在上的最大值是__________.
【考点4: 由导数求函数的最值(含参)】
1.(2026·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)已知函数.
(1)当时,求在处的切线方程;
(2)讨论的单调性,并求最值.
2.(25-26高二上·浙江宁波·期末)已知函数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,求函数的最大值.
3.(25-26高二下·浙江·期中)已知函数.
(1)已知在点处的切线方程为,求实数,的值;
(2)求函数在上的最大值.
4.(25-26高二下·河北·开学考试)已知函数.
(1)讨论的极值;
(2)求在上的最小值.
5.(25-26高三上·山东青岛·期中)已知函数.
(1)若是函数的极值点,求在处的切线方程.
(2)若,求在区间上最大值.
【考点5: 已知函数最值求参数】
1.(26-27高三上·江苏泰州·开学考试)已知函数的最大值为,则( )
A. B. C. D.
2.(河南青桐鸣2026-2027学年高三上学期学情调研数学试卷)若函数的最大值为,则实数的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
3.(26-27高三上·福建福州·开学考试)已知函数的最小值为1,则( )
A. B. C. D.
4.(26-27高三上·湖南长沙·开学考试)已知函数的最大值为2,则实数的值为________.
5.(26-27高三上·北京房山·开学考试)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若函数在上单调递增,求实数的取值范围;
(3)若函数在上的最大值为,求实数的值.
【考点6: 函数单调性、极值与最值的综合应用】
1.(25-26高二下·湖北襄阳·阶段检测)设函数在及时取得极值.
(1)求出的值;
(2)若对于任意的,都有成立,求c的取值范围.
2.(25-26高三上·河北衡水·阶段检测)已知函数
(1)讨论的单调性.
(2)若对任意都有恒成立,求的取值范围.
3.(25-26高二下·江苏盐城·期中)已知函数,当时,有极小值0.
(1)求实数的值;
(2)求函数在区间上的最值.
4.(26-27高三上·湖南长沙·开学考试)已知函数,.
(1)当时,求的最值;
(2)当时,证明:有唯一极值点;
(3)讨论的零点个数.
5.(26-27高三上·北京丰台·阶段检测)已知函数.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求证:函数有唯一极值点;
(3)求证:.
一、单选题
1.(25-26高二下·吉林辽源·阶段检测)函数的极大值点为( )
A.1 B.-1 C.(1,-1) D.(-1,1)
2.(25-26高三下·河北保定·开学考试)已知的一个极值点为2,则实数( )
A.2 B.3 C.4 D.5
3.(25-26高三上·广东·阶段检测)若1和2是函数的两个极值点,则( )
A. B. C.2 D.3
4.(25-26高二下·山东德州·阶段检测)设,若函数的部分图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高三上·广东汕头·期末)已知函数在区间上有最小值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(2026·陕西榆林·二模)如图,某款酒杯的容器部分为圆锥,且该圆锥的轴截面为面积是的正三角形.若在该酒杯内放置一个圆柱形冰块,要求冰块高度不超过酒杯口高度,则酒杯可放置圆柱形冰块的最大体积为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(25-26高二下·全国·课后作业)(多选题)下列结论不正确的是( )
A.若在上有极大值,则极大值一定是上的最大值
B.若在上有极小值,则极小值一定是上的最小值
C.若在上有极大值,则极小值一定是和时取得
D.若在上连续,则在上存在最大值和最小值
8.(25-26高二下·山东聊城·期中)设函数,若为函数的一个极值点,则下列结论一定正确的是( )
A. B. C. D.
三、填空题
9.(25-26高二下·黑龙江·期中)函数的极小值点为______.
10.(25-26高三上·福建龙岩·阶段检测)若函数在上有极值,则的取值范围是______.
四、解答题
11.(25-26高二下·天津·期末)已知函数.
(1)求的单调区间;
(2)求在区间上的最大值.
12.(25-26高二下·安徽滁州·期末)已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若函数的最小值为2,求实数的值.
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