易错易混04 一元函数的导数及其应用(复习讲义)(全国通用)2027年高考数学一轮复习讲练测
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摘要:
该高中数学高考复习讲义聚焦一元函数的导数及其应用,覆盖导数定义、几何意义、复合函数求导、单调性、极值、最值、零点及参数范围等高考核心考点,按概念理解-运算规则-综合应用的逻辑架构系统梳理,通过错点扫描夯实基础,易错归纳查漏补缺,实战检测提升能力,形成完整复习闭环。
讲义以易错点突破为特色,如辨析过某点与在某点的切线、极值点检验等关键陷阱,结合“数学思维”培养逻辑推理与转化能力,“数学语言”规范解题表达。设计分层练习(基础巩固、能力提升)和即时反馈,帮助学生高效攻克难点,为教师精准把控复习节奏提供清晰路径,有效提升学生应考能力。
内容正文:
易错易混04 一元函数的导数及其应用
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01 错点扫描・易错建模夯基石 1
02 易错归纳・查漏补缺避陷阱 3
易错归纳01 对导数的定义理解不到位(★★★) 4
易错归纳02 混淆复合函数的求导法则(★★★) 5
易错归纳03 混淆过某点的切线与在某点的切线(★★★★) 6
易错归纳04 研究单调性时忽略定义域(★★★★) 7
易错归纳05 单调函数与导函数间的关系理解不到位(★★★★) 7
易错归纳06 极值(点)问题忘记检验(★★★) 8
易错归纳07 解决函数零点问题考虑不周(★★★★★) 9
易错归纳08 求参数取值范围时未等价转化致错(★★★★★) 11
03 实战检测・易错通关验成效 12
错点扫描・易错建模夯基石
1.导数的概念
一般地,函数在处的瞬时变化率为函数在处的导数,记作或即.称函数为的导函数.
【易错警示】代表函数在处的导数值;是函数值的导数,且.
2.导数的几何意义
函数在点处的导数的几何意义是在曲线上点处的切线的斜率.相应地,切线方程为.
【易错警示】(1)曲线的切线与曲线的公共点的个数不一定只有一个,而直线与二次曲线相切只有一个公共点.
(2)要注意区分在某点处的切线与过某点的切线
①在某点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条.
②过某点的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.
3.基本初等函数的导数公式
基本初等函数
导函数
4.导数的运算法则
(1);
(2);
(3).
5.复合函数的定义及其导数
(1)定义:一般地,对于两个函数y=f(u)和u=φ(x)=ax+b,如果给定x的一个值,就得到了u的值,进而确定了y的值,那么y可以表示成x的函数,称这个函数为函数y=f(u)和u=φ(x)的复合函数,记作y=f(φ(x)),其中u为中间变量.
(2)复合函数的求导法则
复合函数y=f(φ(x))对x的导数为y'x=[f(φ(x))]'=f'(u)φ'(x),其中u=φ(x).
【易错警示】(1)要分清每一步的求导是哪个变量对哪个变量的求导,不能混淆.(2)对于含有参数的函数,要分清哪个字母是变量,哪个字母是参数,参数是常量,其导数为零.
6.利用导数研究函数的单调性
(1)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
(2)利用导数判断函数y=f(x)的单调性的步骤
第一步,确定函数的定义域;
第二步,求出导函数f'(x)的零点;
第三步,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.
【易错警示】(1)“f'(x)>0在(a,b)上成立”是“f(x)在(a,b)上单调递增”的充分不必要条件.
(2)讨论函数的单调性或求函数的单调区间的实质是解不等式,求解时,要坚持“定义域优先”原则.
7.函数的极值
条件
f'(x0)=0
在包含x0的一个区间(a,b)上,函数y=f(x)在任何不为x0的一点处的函数值都小于点x0处的函数值
在包含x0的一个区间(a,b)上,函数y=f(x)在任何不为x0的一点处的函数值都大于点x0处的函数值
图象
极值点
x0为极大值点
x0为极小值点
极值
f(x0)为极大值
f(x0)为极小值
极大值点与极小值点统称为极值点,极大值与极小值统称为极值.
【易错警示】(1)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能称为极值点.
(2)在函数的整个定义域内,极值不一定是唯一的,有可能有多个极大值或极小值.
(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系.
8.函数的最值
(1)最值点:函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大值点x0指的是:函数f(x)在这个区间上所有点处的函数值都不超过f(x0).
最小值点:函数y=f(x)在区间[a,b]上的最小值点x0指的是:函数f(x)在这个区间上所有点处的函数值都不小于f(x0).
(2)最值:函数的最大值和最小值统称为最值.
【易错警示】函数最值是“整体”概念,而函数极值是“局部”概念,极大值与极小值之间没有必然的大小关系.
易错归纳・查漏补缺避陷阱
易错归纳01 对导数的定义理解不到位
【易错陷阱·避错攻略】 正确理解导数的极限定义
(1),要注意定义式中的分母一定是分子两个函数值对应自变量的差,如果不是要通过调整系数实现对应;
(2)的代数意义表示函数在处的瞬时变化率;
(3)的几何意义表示曲线在处切线的斜率.
1.(25-26高二下·安徽滁州·期中)如果函数在处的导数为1,那么( )
A. B.1 C.2 D.
2.(25-26高三上·河北·月考)已知函数在处可导,若,则( )
A.27 B.2 C.3 D.7
3.(25-26高二上·河北衡水·期末)已知是的导函数,若,则( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二下·贵州安顺·期末)已知函数的导函数为,若,则( )
A. B. C.2 D.3
5.已知,则______.
易错归纳02 混淆复合函数的求导法则
【易错陷阱·避错攻略】 领悟复合函数的求导法则
(1)复合函数对自变量的导数等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量对自变量的导数,即;
(2)求函数导数的总原则:先化简解析式,再求导.注意以下几点:连乘形式则先展开化为多项式形式,再求导;三角形式,先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导;分式形式,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导;复合函数,先确定复合关系,由外向内逐层求导,必要时可换元.
1.(2025高三·全国·专题练习)函数的导数为( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数的导函数为,且,则( )
A. B. C. D.1
3.(2026·江苏南通·模拟预测)已知函数的导函数为,且,则( )
A. B. C. D.
4.(26-27高三上·广东揭阳·开学考试)已知,且是偶函数,则( )
A. B. C. D.
5.(多选)(26-27高三上·山西·开学考试)下列求导运算正确的有( )
A.
B.
C.
D.
6.(多选)(25-26高二下·福建南平·期末)已知函数及其导函数的定义域均为,记,若为偶函数且,,则( )
A. B.
C.是奇函数 D.
易错归纳03 混淆过某点的切线与在某点的切线
【易错陷阱·避错攻略】 求复合函数的单调性
1、利用导数研究曲线的切线问题,一定要熟练掌握以下三点:
(1)函数在切点处的导数值是切线的斜率,即已知切点坐标可求切线斜率,已知斜率可求切点坐标.
(2)切点既在曲线上,又在切线上,切线还有可能和曲线有其它的公共点.
(3)曲线“在”点处的切线与“过”点的切线的区别:曲线在点处的切线是指点P为切点,若切线斜率存在,切线斜率为,是唯一的一条切线;曲线过点的切线,是指切线经过点P,点P可以是切点,也可以不是切点,而且这样的直线可能有多条.
2、利用导数的几何意义求参数的基本方法
利用切点的坐标、切线的斜率、切线的方程等得到关于参数的方程(组)或者参数满足的不等式(组),进而求出参数的值或取值范围.
3、求解与导数的几何意义有关问题时应注意的两点
(1)注意曲线上横坐标的取值范围;
(2)谨记切点既在切线上又在曲线上.
1.(24-25高三上·上海·开学考试)经过点可以作与曲线相切的不同直线共有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
2.(2025·全国一卷·高考真题)若直线是曲线的一条切线,则 .
3.(25-26高二下·四川成都·期中)函数过的切线方程为_______________.
4.(25-26高三上·山东潍坊·阶段检测)已知函数,若,函数过点的切线方程为_______________.
5.(2026·江苏南通·模拟预测)已知函数(),若过坐标原点可以作曲线的两条切线,则的取值范围是__________.
6.(2026高二·全国·专题练习)曲线过坐标原点的两条切线的方程为________.
易错归纳04 研究单调性时忽略定义域
【易错陷阱·避错攻略】
(1)求函数的单调区间必须树立定义域优先的思想,即先求函数的定义域,然后再定义域上求函数的单调区间;
(2)含参函数单调性讨论的分类标准:①函数类型;②开口方向;③判别式;④导数等于0有根无根;⑤两根大小;⑥极值点是否在定义域内.
1.(25-26高二下·福建泉州·月考)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·上海·期末)函数的单调递增区间为( )
A.和 B.
C. D.
3.(25-26高二上·上海·月考)已知函数,则的单调增区间为
4.(25-26高二下·四川成都·期中)函数的单调递减区间是___________.
5.(26-27高三·全国·一轮复习)已知函数,则的单调递增区间为____________________,单调递减区间为_____________________.
易错归纳05 单调函数与导函数间的关系理解不到位
【易错陷阱·避错攻略】 函数对称与周期性常用思路
1、可导函数f(x)在某区间上单调
(1)可以转化为在给定区间上恒成立;
(2)给定的区间是原函数单调递增区间(或递减区间)的子区间,利用集合间关系求解
2、可导函数f(x)在某区间上不单调
(1)可转化为f'(x)在给定区间上有正有负,即在给定区间上有实根(必要条件),且有不等实根(充分条件);
(2)可以通过求函数值域的方法解决.
(3)可以利用根的分布方法解决.
3、可导函数f(x)在某区间上存在单调区间,转化为(或)有解问题.
4、已知函数的单调性求参数时,要注意以下几点:
(1)熟悉基本函数的单调性.
(2)注意下列二者之间的区别:函数在区间I上单调递增(减);函数的单调递增(减)区间是D.
注意:其中 .
(3)首先明确已知函数的单调性;然后根据已知条件列出关于所求参数的不等式,正确解出含参数的不等式,结果要用集合或区间的形式表示出来.
1.(25-26高二下·广东潮州·期末)若函数的单调递减区间为,则等于( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·福建漳州·期末)若函数在区间上存在减区间,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二下·北京西城·期末)若函数在区间上不是单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二下·重庆·期末)设函数,已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二下·四川成都·期中)已知函数,则“在上单调递减”的充要条件是( )
A. B. C. D.
6.(25-26高二下·河北石家庄·期末)若函数在区间内单调递增,则的取值范围是_______.
易错归纳06 极值(点)问题忘记检验
【易错陷阱·避错攻略】
(1)①可导函数在点处取得极值的充要条件是:是导函数的变号零点,即,且在左侧与右侧,的符号导号.
②是为极值点的既不充分也不必要条件,如,,但不是极值点.另外,极值点也可以是不可导的,如函数,在极小值点是不可导的,于是有如下结论:为可导函数的极值点;但为的极值点.
(2)①函数的极值反映函数在一点附近情况,是局部函数值的比较,故极值不一定是最值;函数的最值是对函数在整个区间上函数值比较而言的,故函数的最值可能是极值,也可能是区间端点处的函数值;
②函数的极值点必是开区间的点,不能是区间的端点;
③函数的最值必在极值点或区间端点处取得.
1.(25-26高三上·吉林长春·阶段练习)若是函数的极小值点,则的极大值为( )
A. B. C. D.
2.(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.
3.(2026高三·全国·专题练习)函数在处有极值,则的值是( )
A., B.,
C., D.,
4.(25-26高二下·北京延庆·期末)若函数在其定义域内的一个子集内存在极值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(2026·安徽黄山·一模)若函数在处取得极大值,则实数的取值范围为 .
易错归纳07 解决函数零点问题考虑不周
【易错陷阱·避错攻略】 函数对称与周期性常用思路
1、利用导数研究函数的图像变化时一定要区分图像趋向无穷时,是趋近无穷还是趋近于一个常数.
2、判断函数y=f(x)的零点个数时,常用以下方法:
(1)解方程:当对应方程易解时,可通过解方程,判断函数零点的个数;
(2)根据函数的性质结合已知条件进行判断;
(3)通过数形结合进行判断,画函数图象,观察图象与轴交点的个数来判断.
3、已知函数有零点(方程有根),求参数的取值范围常用的方法:
方法1:直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围.
方法2:分离参数法:先将参数分离,再转化成求函数值域问题加以解决.
方法3:数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,再数形结合求解.
1.(24-25高三上·辽宁沈阳·阶段练习)已知,若有两个零点,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2026·江西新余·一模)已知在上有两个不同零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三上·山东淄博·期末)设函数,若函数恰有两个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(多选)(2026·黑龙江佳木斯·模拟预测)若函数有三个零点,,则下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.若,,成等差数列,则
D.若,,成等比数列,则
5.(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)若关于的方程有三个不等实数根,,.且,则实数的取值范围是_________;______________.
易错归纳08 求参数取值范围时未等价转化致错
【易错陷阱·避错攻略】
1. 错误类型
(1)恒成立与存在性混淆
恒成立:全部 x 满足;存在性:有一个 x 满足,最值选取相反,直接混用参数范围出错.
(2)分离参数不等价(分母正负未讨论)
除含参代数式不判断正负,不等号方向随意翻转,漏区间.
(3)端点取等条件遗漏
最值在区间端点取得,忽略端点可取与否,范围少边界.
(4)导数零点、极值点与定义域不匹配
求出极值点不在定义域内,仍代入求最值,转化失效.
(5)二次含参函数判别式、开口方向漏讨论
导函数为二次式,不分类开口、判别式,单调区间推导不全.
(6)数形转化不等价
图象相切临界、零点个数临界漏检验,多解、漏解.
2、避错攻略
(1)先区分恒成立、存在性,牢记:恒成立看最值,存在看相反最值.
(2)分离参数必讨论分母正负,严格变号;不易分离则分类讨论参数.
(3)求解后单独验证区间端点能否取等,补齐边界.
(4)任何极值点先校验是否在函数定义域内,舍去域外临界点.
(5)导函数为二次型,分开口向上、向下、判别式Δ>0、Δ=0、Δ<0 三类讨论.
(6)数形结合求出临界值后,代回原式检验,保证转化完全等价.
1.(25-26高二下·福建漳州·期中)已知函数,当时,,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二下·安徽芜湖·阶段检测)已知不等式对任意恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三·全国·二轮复习)若函数总在直线的上方,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二下·重庆·期中)已知函数,若使得,则实数a的取值范围为________.
5.(24-25高二下·天津·阶段检测)已知,,若对,总,使成立,则实数a的取值范围为________.
6.(26-27高三上·浙江杭州·阶段检测)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论零点的个数;
(3)若,求实数的取值范围.
7.(26-27高二上·湖南邵阳·开学考试)设函数,其中,.
(1)若,求函数在处的切线方程(结果用参数a表示);
(2)若,恒成立,求a的最大值;
(3)若存在唯一的正数a,使得当时,恒成立,求满足条件的k的值.
实战检测・易错通关验成效
1.(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末)如果函数在处的导数为1,则( )
A.1 B. C.2 D.
2.(25-26高三上·河南·阶段检测)已知函数的导函数为,且,则( )
A.2 B.1 C.4 D.8
3.(25-26高二下·河南郑州·期末)下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高二下·天津武清·阶段检测)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
5.(26-27高三上·河南南阳·开学考试)设函数,则曲线在点处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( )
A. B. C. D.
6.(26-27高三上·山东日照·开学考试)若函数的单调递减区间为,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
7.(26-27高三·全国·一轮复习)已知函数在上存在单调递减区间,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(26-27高三上·安徽·阶段检测)若函数在区间上是单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
9.(26-27高三上·湖南岳阳·阶段检测)已知函数在区间 内有极小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(26-27高三上·重庆北碚·开学考试)函数在其定义域的一个子集内存在极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.(26-27高三上·浙江嘉兴·开学考试)若是函数的极小值点,则函数的极大值为( )
A. B. C. D.1
12.(25-26高三上·辽宁·月考)过原点作曲线的两条切线,,切点分别为,,则的面积为( )
A.16 B.15 C.10 D.5
13.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)若不等式有解,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
14.(26-27高三上·江西宜春·开学考试)若定义在上的函数存在极值点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
15.(24-25高二下·江西九江·期末)已知函数,若存在,使得成立,则实数的最小值是( )
A. B. C. D.
16.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)设函数,若有且仅有2个整数解,则的最大值为( )
A. B. C. D.
17.(多选)(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)下列函数的求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
18.(多选)(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)定义在上的可导函数,满足,且,,则下列结论正确的有( )
A.图象关于点中心对称 B.为奇函数
C.的导函数为偶函数 D.的图象没有对称中心
19.(多选)(26-27高三上·湖北·阶段检测)已知函数,,则下列说法正确的是( )
A.任意,函数一定存在极大值和极小值
B.当时,对任意,都有
C.存在,使函数在区间上单调递减
D.存在,使方程有三个不同的实数解
20.(2026·福建福州·模拟预测)曲线过点的两条切线的方程为________,________.
21.(25-26高二下·浙江金华·期末)若曲线存在过原点的切线,则实数的取值范围为________
22.(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)已知过点可以作曲线的两条切线,则实数的取值范围为______
23.(26-27高二上·湖南邵阳·开学考试)已知函数与具有相同的单调递减区间,则实数__________.
24.(25-26高二下·江苏苏州·期中)已知,.当时,函数的单调递减区间为________;若与的图象在交点处的切线重合,则________.
25.(25-26高三上·重庆·月考)已知函数有两条切线经过,则的取值范围是 .
26.(24-25高二下·福建福州·期末)函数,若存在,使有解,则的取值范围为______.
27.(25-26高二下·重庆·期中)已知函数,若使得,则实数a的取值范围为________.
28.(26-27高三上·山东青岛·开学考试)已知函数在内存在个极值点,则的取值范围为______.
29.(25-26高二下·河南郑州·期末)若函数有且仅有三个不同的零点,则实数的取值范围为_________.
30.(26-27高三上·重庆沙坪坝·开学考试)已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若满足,求实数的取值范围.
31.(26-27高三上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)已知函数 ,.
(1)若,求函数在处的切线方程;
(2)设,讨论的单调性;
(3)若在定义域上单调递增,求的取值范围.
32.(26-27高三上·浙江·开学考试)已知函数.
(1)若,求函数在点处的切线方程;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围;
(3)若函数有两个不同的零点,,且,求的取值范围.
33.(26-27高三上·辽宁沈阳·阶段检测)已知函数.
(1)当时,讨论在上的单调性;
(2)若对任意的恒成立,求实数的取值范围;
(3)若,是的两个零点,证明:.
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易错易混04 一元函数的导数及其应用
目录(Ctrl并单击鼠标可跟踪链接)
01 错点扫描・易错建模夯基石 1
02 易错归纳・查漏补缺避陷阱 3
易错归纳01 对导数的定义理解不到位(★★★) 4
易错归纳02 混淆复合函数的求导法则(★★★) 6
易错归纳03 混淆过某点的切线与在某点的切线(★★★★) 8
易错归纳04 研究单调性时忽略定义域(★★★★) 12
易错归纳05 单调函数与导函数间的关系理解不到位 14
易错归纳06 极值(点)问题忘记检验(★★★★) 17
易错归纳07 解决函数零点问题考虑不周(★★★★★) 20
易错归纳08 求参数取值范围时未等价转化致错(★★★★★) 26
03 实战检测・易错通关验成效 32
错点扫描・易错建模夯基石
1.导数的概念
一般地,函数在处的瞬时变化率为函数在处的导数,记作或即.称函数为的导函数.
【易错警示】代表函数在处的导数值;是函数值的导数,且.
2.导数的几何意义
函数在点处的导数的几何意义是在曲线上点处的切线的斜率.相应地,切线方程为.
【易错警示】(1)曲线的切线与曲线的公共点的个数不一定只有一个,而直线与二次曲线相切只有一个公共点.
(2)要注意区分在某点处的切线与过某点的切线
①在某点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条.
②过某点的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.
3.基本初等函数的导数公式
基本初等函数
导函数
4.导数的运算法则
(1);
(2);
(3).
5.复合函数的定义及其导数
(1)定义:一般地,对于两个函数y=f(u)和u=φ(x)=ax+b,如果给定x的一个值,就得到了u的值,进而确定了y的值,那么y可以表示成x的函数,称这个函数为函数y=f(u)和u=φ(x)的复合函数,记作y=f(φ(x)),其中u为中间变量.
(2)复合函数的求导法则
复合函数y=f(φ(x))对x的导数为y'x=[f(φ(x))]'=f'(u)φ'(x),其中u=φ(x).
【易错警示】(1)要分清每一步的求导是哪个变量对哪个变量的求导,不能混淆.(2)对于含有参数的函数,要分清哪个字母是变量,哪个字母是参数,参数是常量,其导数为零.
6.利用导数研究函数的单调性
(1)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
(2)利用导数判断函数y=f(x)的单调性的步骤
第一步,确定函数的定义域;
第二步,求出导函数f'(x)的零点;
第三步,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.
【易错警示】(1)“f'(x)>0在(a,b)上成立”是“f(x)在(a,b)上单调递增”的充分不必要条件.
(2)讨论函数的单调性或求函数的单调区间的实质是解不等式,求解时,要坚持“定义域优先”原则.
7.函数的极值
条件
f'(x0)=0
在包含x0的一个区间(a,b)上,函数y=f(x)在任何不为x0的一点处的函数值都小于点x0处的函数值
在包含x0的一个区间(a,b)上,函数y=f(x)在任何不为x0的一点处的函数值都大于点x0处的函数值
图象
极值点
x0为极大值点
x0为极小值点
极值
f(x0)为极大值
f(x0)为极小值
极大值点与极小值点统称为极值点,极大值与极小值统称为极值.
【易错警示】(1)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能称为极值点.
(2)在函数的整个定义域内,极值不一定是唯一的,有可能有多个极大值或极小值.
(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系.
8.函数的最值
(1)最值点:函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大值点x0指的是:函数f(x)在这个区间上所有点处的函数值都不超过f(x0).
最小值点:函数y=f(x)在区间[a,b]上的最小值点x0指的是:函数f(x)在这个区间上所有点处的函数值都不小于f(x0).
(2)最值:函数的最大值和最小值统称为最值.
【易错警示】函数最值是“整体”概念,而函数极值是“局部”概念,极大值与极小值之间没有必然的大小关系.
易错归纳・查漏补缺避陷阱
易错归纳01 对导数的定义理解不到位
【易错陷阱·避错攻略】 正确理解导数的极限定义
(1),要注意定义式中的分母一定是分子两个函数值对应自变量的差,如果不是要通过调整系数实现对应;
(2)的代数意义表示函数在处的瞬时变化率;
(3)的几何意义表示曲线在处切线的斜率.
1.(25-26高二下·安徽滁州·期中)如果函数在处的导数为1,那么( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】A
【解析】因为,所以,
所以(易错点).
要注意分母中x的改变量要与分子中x的改变量一致
故选:A.
2.(25-26高三上·河北·月考)已知函数在处可导,若,则( )
A.27 B.2 C.3 D.7
【答案】C
【解析】因为
,
所以.
故选:C.
3.(25-26高二上·河北衡水·期末)已知是的导函数,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用导数的定义及简单极限运算法则求解即可.
【解析】由导数的定义得,
所以.
故选:D.
4.(24-25高二下·贵州安顺·期末)已知函数的导函数为,若,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】D
【分析】利用导数的定义计算进行求解.
【解析】由,
则.
故选:D.
5.已知,则______.
【答案】
【解析】
.
易错归纳02 混淆复合函数的求导法则
【易错陷阱·避错攻略】 领悟复合函数的求导法则
(1)复合函数对自变量的导数等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量对自变量的导数,即;
(2)求函数导数的总原则:先化简解析式,再求导.注意以下几点:连乘形式则先展开化为多项式形式,再求导;三角形式,先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导;分式形式,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导;复合函数,先确定复合关系,由外向内逐层求导,必要时可换元.
1.(2025高三·全国·专题练习)函数的导数为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为,
所以
.(易错点)
注意复合函数求导时内层函数也要求导
故选:D
2.(25-26高三上·云南昆明·期中)已知函数的导函数为,且,则( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【解析】函数,求导得,
所以.
故选:C
3.(2026·江苏南通·模拟预测)已知函数的导函数为,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】.
4.(26-27高三上·广东揭阳·开学考试)已知,且是偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,得,
所以.
由于为偶函数,所以对任意x,
均有.
取,得,从而.
结合,得.
5.(多选)(26-27高三上·山西·开学考试)下列求导运算正确的有( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】选项A:这是复合函数求导,令,,代入,
所以,运算正确.
选项B:因为是常数,常数的导数为,因此,并非,运算错误.
选项C:根据商的求导法则,
所以,运算正确.
选项D:根据基本求导公式,,,
因此,并非 ,运算错误.
6.(多选)(25-26高二下·福建南平·期末)已知函数及其导函数的定义域均为,记,若为偶函数且,,则( )
A. B.
C.是奇函数 D.
【答案】AB
【解析】由题可知:,由得,对两边求导得:,即得,
所以关于中心对称,所以,因为为偶函数,所以,
根据关于中心对称得,所以,所以,
,所以A正确,B正确;
对于C,令,其导数为偶函数,且满足,,但是不是奇函数,C错误;
对于D,因为,所以,即,
的周期为8,考虑的前八项,其中,,,
,
因为可为任意实数,所以不一定为,所以D错误.
易错归纳03 混淆过某点的切线与在某点的切线
【易错陷阱·避错攻略】 求复合函数的单调性
1、利用导数研究曲线的切线问题,一定要熟练掌握以下三点:
(1)函数在切点处的导数值是切线的斜率,即已知切点坐标可求切线斜率,已知斜率可求切点坐标.
(2)切点既在曲线上,又在切线上,切线还有可能和曲线有其它的公共点.
(3)曲线“在”点处的切线与“过”点的切线的区别:曲线在点处的切线是指点P为切点,若切线斜率存在,切线斜率为,是唯一的一条切线;曲线过点的切线,是指切线经过点P,点P可以是切点,也可以不是切点,而且这样的直线可能有多条.
2、利用导数的几何意义求参数的基本方法
利用切点的坐标、切线的斜率、切线的方程等得到关于参数的方程(组)或者参数满足的不等式(组),进而求出参数的值或取值范围.
3、求解与导数的几何意义有关问题时应注意的两点
(1)注意曲线上横坐标的取值范围;
(2)谨记切点既在切线上又在曲线上.
1.(24-25高三上·上海·开学考试)经过点可以作与曲线相切的不同直线共有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
【答案】D
【解析】设切点为(易错点),
易错之处是误以为点P一定是切点
,
则切线的斜率为,
又切线过点,
所以,
则,设,
则,令,
解得或,
当和时,函数单调递增,
当时,函数单调递减,
又,,
,,
所以存在,;;,
所以与轴有3个交点,
则经过有3条切线.
故选:D.
2.(2025·全国一卷·高考真题)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.
3.(25-26高二下·四川成都·期中)函数过的切线方程为_______________.
【答案】或
【解析】由,
又,则点在函数的图象上,
又,
当是切点时,切线的斜率为,
此时函数的切线为,即;
当不是切点时,设切点为,,
则切线的斜率为,
整理得,解得,或(舍去),
则切线的斜率,
此时函数的切线为,即.
综上,切线方程为或.
4.(25-26高三上·山东潍坊·阶段检测)已知函数,若,函数过点的切线方程为_______________.
【答案】
【解析】若,则,所以,
设过点的切线与函数的切点为,
则,
所以切线方程为,
代入点得,
即,
解得,
故切线方程为
5.(2026·江苏南通·模拟预测)已知函数(),若过坐标原点可以作曲线的两条切线,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】设切点坐标,利用导数几何意义写出切线方程,代入原点坐标将切线条数转化为方程实根个数,构造函数求值域即可得到的取值范围.
【解析】设过原点的切线与曲线相切于点,,
对求导得,因此切线斜率,
切线方程为: ,
将原点代入切线方程,得: 整理得,
由于过原点可作两条切线,故关于的方程有两个不同的实根。
构造函数,,求导得: ,令,解得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
因此的最小值为,
又当时,;当时,,且,
因此当且仅当时,直线与的图象有两个不同交点,对应存在两条切线,
故的取值范围是.
6.(2026高二·全国·专题练习)曲线过坐标原点的两条切线的方程为________.
【答案】,
【解析】当时,,
设切点坐标为,
因为,所以切线的斜率,
所以切线方程为,
又因为切线过原点,所以,解得,
所以切线方程为,即;
当时,,与的图像关于轴对称,
所以切线方程也关于轴对称,所以切线方程为;
曲线过坐标原点的两条切线的方程为,.
易错归纳04 研究单调性时忽略定义域
【易错陷阱·避错攻略】
(1)求函数的单调区间必须树立定义域优先的思想,即先求函数的定义域,然后再定义域上求函数的单调区间;
(2)含参函数单调性讨论的分类标准:①函数类型;②开口方向;③判别式;④导数等于0有根无根;⑤两根大小;⑥极值点是否在定义域内.
1.(25-26高二下·福建泉州·月考)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数的定义域为,
,
由得,所以的单调减区间为.(易错点)
注意此函数的定义域不是R
故选:D.
2.(25-26高二下·上海·期末)函数的单调递增区间为( )
A.和 B.
C. D.
【答案】C
【解析】函数的定义域为,
,
由,解得,
函数的单调递增区间为.
3.(25-26高二上·上海·月考)已知函数,则的单调增区间为
【答案】
【解析】由,得.
所以函数的定义域为.
.
因为,所以不等式恒成立.
因为,所以恒成立,所以是增函数.
所以的单调增区间是.
4.(25-26高二下·四川成都·期中)函数的单调递减区间是___________.
【答案】、
【分析】求出函数的定义域,利用导数与函数单调性的关系可求得答案.
【解析】函数的定义域为,,
由可得或,故函数的单调递减区间为、.
5.(26-27高三·全国·一轮复习)已知函数,则的单调递增区间为____________________,单调递减区间为_____________________.
【答案】
【解析】利用导函数与函数单调性之间的关系,由导数求函数的单调区间.
【分析】由
.
因为,故;
令,得,即在区间内单调递增;
令,得,即在区间内单调递减.
所以函数,则的单调递增区间为,单调递减区间为.
易错归纳05 单调函数与导函数间的关系理解不到位
【易错陷阱·避错攻略】 函数对称与周期性常用思路
1、可导函数f(x)在某区间上单调
(1)可以转化为在给定区间上恒成立;
(2)给定的区间是原函数单调递增区间(或递减区间)的子区间,利用集合间关系求解
2、可导函数f(x)在某区间上不单调
(1)可转化为f'(x)在给定区间上有正有负,即在给定区间上有实根(必要条件),且有不等实根(充分条件);
(2)可以通过求函数值域的方法解决.
(3)可以利用根的分布方法解决.
3、可导函数f(x)在某区间上存在单调区间,转化为(或)有解问题.
4、已知函数的单调性求参数时,要注意以下几点:
(1)熟悉基本函数的单调性.
(2)注意下列二者之间的区别:函数在区间I上单调递增(减);函数的单调递增(减)区间是D.
注意:其中 .
(3)首先明确已知函数的单调性;然后根据已知条件列出关于所求参数的不等式,正确解出含参数的不等式,结果要用集合或区间的形式表示出来.
1.(25-26高二下·广东潮州·期末)若函数的单调递减区间为,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵ 函数的定义域为,对其求导得.
∵ 函数的单调递减区间为,∴ 不等式的解集为(易错点),
注意单调递减区间为(-1,1)与在区间(-1,10上递减是有区别的
即和是方程的两个根,
由韦达定理得,解得.
∴ .
2.(25-26高二下·福建漳州·期末)若函数在区间上存在减区间,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数的定义域为,求导得.
函数在区间上存在减区间,等价于在内有解,
即在上有解.
当时, ,
故,即实数的取值范围是.
3.(25-26高二下·北京西城·期末)若函数在区间上不是单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数求导得,函数在上不是单调函数,
等价于,在内有解,
设,设两根,则,故两根异号,
要使正根在区间内,则,
解得,故实数的取值范围是.
4.(25-26高二下·重庆·期末)设函数,已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】函数,
求导可得,
因为恒成立,
所以,即,
解得,即的单调递减区间为,
因为在上单调递减,
所以,即,
解得,即实数的取值范围是,故选项D正确.
5.(25-26高二下·四川成都·期中)已知函数,则“在上单调递减”的充要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,
所以,
由题意可得在上恒成立,
即,在上恒成立,
令,
由对勾函数的性质可知在上单调递增,
所以,所以,
所以实数的取值范围为.
6.(25-26高二下·河北石家庄·期末)若函数在区间内单调递增,则的取值范围是_______.
【答案】
【解析】函数定义域,对求导,
令,得,即,
结合,解得,即的单调递增区间为,
函数在内单调递增,则是的子集,
故,解得,则a的取值范围是.
易错归纳06 极值(点)问题忘记检验
【易错陷阱·避错攻略】
(1)①可导函数在点处取得极值的充要条件是:是导函数的变号零点,即,且在左侧与右侧,的符号导号.
②是为极值点的既不充分也不必要条件,如,,但不是极值点.另外,极值点也可以是不可导的,如函数,在极小值点是不可导的,于是有如下结论:为可导函数的极值点;但为的极值点.
(2)①函数的极值反映函数在一点附近情况,是局部函数值的比较,故极值不一定是最值;函数的最值是对函数在整个区间上函数值比较而言的,故函数的最值可能是极值,也可能是区间端点处的函数值;
②函数的极值点必是开区间的点,不能是区间的端点;
③函数的最值必在极值点或区间端点处取得.
1.(25-26高三上·吉林长春·阶段练习)若是函数的极小值点,则的极大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由可得,
又是函数的极小值点,所以,解得或(易错点),
注意:可导函数在极值点处的导数为0,但导数为0的点不一定是极值点
当时,,
当时,,此时单调递增,
当时,,此时单调递减,
即是的极大值点,不符合题意,故舍去(易错点);
需注意检验,极值点不一定是极大值点
当时,,
当时,,此时单调递增,
当时,,此时单调递减,
当时,,此时单调递增,
即是的极大值点,是的极小值点,符合题意,
此时,
所以的极大值为.
故选:D
2.(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
【解析】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.
3.(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
【解析】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:.
4.(25-26高二下·北京延庆·期末)若函数在其定义域内的一个子集内存在极值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,.
所以.
由,由.
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以函数唯一的极小值点为.
由且为函数定义域的子集.
5.(2026·安徽黄山·一模)若函数在处取得极大值,则实数的取值范围为 .
【答案】
【解析】由,求导可得
令,可得:或,
当时,即,恒成立,在定义域上单调递减,不符合题意;
当时,因为,所以,
由,得,由,得或,
即在和单调递减,在单调递增,
即函数在处取得极小值,不符合题意;
当时,因为,所以,
由,得,由,得或,
即在和单调递减,在单调递增,
即函数在处取得极大值,符合题意;
综上实数的取值范围为.
易错归纳07 解决函数零点问题考虑不周
【易错陷阱·避错攻略】 函数对称与周期性常用思路
1、利用导数研究函数的图像变化时一定要区分图像趋向无穷时,是趋近无穷还是趋近于一个常数.
2、判断函数y=f(x)的零点个数时,常用以下方法:
(1)解方程:当对应方程易解时,可通过解方程,判断函数零点的个数;
(2)根据函数的性质结合已知条件进行判断;
(3)通过数形结合进行判断,画函数图象,观察图象与轴交点的个数来判断.
3、已知函数有零点(方程有根),求参数的取值范围常用的方法:
方法1:直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围.
方法2:分离参数法:先将参数分离,再转化成求函数值域问题加以解决.
方法3:数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,再数形结合求解.
1.(24-25高三上·辽宁沈阳·阶段练习)已知,若有两个零点,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】若有两个零点,则有两个解,
等价于有两个解,因为,,所以,
令,原式等价于有两个解,
因为,则当时,所以在上单调递增,
所以有两个大于零的解.(易错点)
注意定义域:x不能为负
解,可得,令,
则,当时,,当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,且,
的图象如图:(易错点)
当x趋近于正无穷大时,趋近于0,而不是趋近于负无穷大
所以当时,有两个交点,即有两个零点.
故选:A
2.(2026·江西新余·一模)已知在上有两个不同零点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由可得,
故等式可变形为,
等式两边同时乘以可得,
若,对任意的,,则,故,
所以,但,等式不成立,不符合题意,所以,
构造函数,其中,则,
所以函数在上为增函数,
由可得,
所以,参变分离得,
构造函数,其中,则,
当时,,即函数在上单调递增,
当时,,即函数在上单调递减,
所以函数的极大值为,
又因为,,且,如下图所示:
由图可知,当时,直线与函数在上的图象有两个交点,
因此实数的取值范围是.
故选:D.
3.(25-26高三上·山东淄博·期末)设函数,若函数恰有两个零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题知,,函数恰有两个零点,
因为当时,,
所以是函数的一个零点,
又当时,由可得,
所以当时,与的图象必有一个交点,
由于,
当时,,则恒成立,
所以函数在上单调递增,
当时,,则,
当时,,
当时,,
所以当时,单调递减,当时,单调递增,
所以当时,有最小值为,
所以,函数图象如图:
由图可知,若与,图象必有一个交点,则,
故选:A.
4.(多选)(2026·黑龙江佳木斯·模拟预测)若函数有三个零点,,则下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.若,,成等差数列,则
D.若,,成等比数列,则
【答案】BC
【解析】对于A,由题意,可得.
由于函数有三个零点,则至少有三个单调区间,
故有两个不等实根,则,解得,故A错误;
对于B,由题意,可知,
则,
故.
同理可得,.
故
,故B正确;
对于C,
,
则,,.
若,,成等差数列,则,
则,故,,则,
故,即,故C正确;
对于D,若,,成等比数列,则,,
故,,
则,,由,可知,故D错误.
5.(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)若关于的方程有三个不等实数根,,.且,则实数的取值范围是_________;______________.
【答案】 1
【解析】已知方程,
因为,方程两边同时除以可得,,
令,则原方程可化为.
对求导得.
令,即,解得.
当时,,函数单调递增;
当时,,函数单调递减.
所以时,取得最大值.
又因为当时,;当时,,且.
因为关于的方程有三个不等实数根,,.且,
所以有两个不同的值(负的对应1个,正的对应2个),
即关于的方程有两个不同的根,且.
令,则有.
解得.
由于,所以.
因为是方程的两个根,
根据韦达定理得.
所以.
易错归纳08 求参数取值范围时未等价转化致错
【易错陷阱·避错攻略】
1. 错误类型
(1)恒成立与存在性混淆
恒成立:全部 x 满足;存在性:有一个 x 满足,最值选取相反,直接混用参数范围出错.
(2)分离参数不等价(分母正负未讨论)
除含参代数式不判断正负,不等号方向随意翻转,漏区间.
(3)端点取等条件遗漏
最值在区间端点取得,忽略端点可取与否,范围少边界.
(4)导数零点、极值点与定义域不匹配
求出极值点不在定义域内,仍代入求最值,转化失效.
(5)二次含参函数判别式、开口方向漏讨论
导函数为二次式,不分类开口、判别式,单调区间推导不全.
(6)数形转化不等价
图象相切临界、零点个数临界漏检验,多解、漏解.
2、避错攻略
(1)先区分恒成立、存在性,牢记:恒成立看最值,存在看相反最值.
(2)分离参数必讨论分母正负,严格变号;不易分离则分类讨论参数.
(3)求解后单独验证区间端点能否取等,补齐边界.
(4)任何极值点先校验是否在函数定义域内,舍去域外临界点.
(5)导函数为二次型,分开口向上、向下、判别式Δ>0、Δ=0、Δ<0 三类讨论.
(6)数形结合求出临界值后,代回原式检验,保证转化完全等价.
1.(25-26高二下·福建漳州·期中)已知函数,当时,,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】当时,,即,
所以函数在单调递增,所以在上恒成立,
则在上恒成立,所以在上恒成立,
又,所以.
2.(25-26高二下·安徽芜湖·阶段检测)已知不等式对任意恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】不等式可整理为,
设函数,
令,解得:,,解得:,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
则,所以,
则实数的取值范围是.
3.(25-26高三·全国·二轮复习)若函数总在直线的上方,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,因为函数总在直线的上方,
所以在上恒成立.
因为,
由;由.
所以在上单调递减,在上单调递增.
所以,
由.
故选:C
4.(25-26高二下·重庆·期中)已知函数,若使得,则实数a的取值范围为________.
【答案】
【解析】若使得,
则,,
时,,则在上单调递增,
,
又在单调递增,所以,
,解得,
则实数a的取值范围为.
5.(24-25高二下·天津·阶段检测)已知,,若对,总,使成立,则实数a的取值范围为________.
【答案】
【分析】利用导数求解两个函数的值域,根据值域的包含关系可得答案.
【解析】,,当时,,单调递减;
当时,,单调递增,由,可得的值域为.
,,
当时,,单调递增,由,可得的值域为.
因为若对,总,使成立,所以,
即,解得,故实数a的取值范围为.
6.(26-27高三上·浙江杭州·阶段检测)已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)讨论零点的个数;
(3)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,无零点;或时,有1个零点;当时,有2个零点.
(3)
【分析】(1)先求出导数,再点斜式得出切线方程;
(2)分时,或时,时,结合函数单调性得出零点个数;
(3)分两种情况讨论,利用函数单调性计算求解即可.
【解析】(1)由已知,,,
所以切线方程为.
(2)时,,
令,则,
所以,时,在上单调递减,
时,在上单调递增,
又时,时,,时,,
时,,
所以,①当时,无零点,
②或时,有1个零点,
③当时,有2个零点.
(3)当时,由得,
所以,等价于对恒成立,
即对恒成立,
令,则,
当,当,
在内单调递减,在内单调递增,
,又,
对恒成立,
所以,时成立,
当时,,显然成立.
当时,
等价于或,
即或
对于,取,得,与矛盾,故不成立,
对于,即,对恒成立,
令,则,
在内单调递减,
,所以,,
综上,实数的取值范围是.
7.(26-27高二上·湖南邵阳·开学考试)设函数,其中,.
(1)若,求函数在处的切线方程(结果用参数a表示);
(2)若,恒成立,求a的最大值;
(3)若存在唯一的正数a,使得当时,恒成立,求满足条件的k的值.
【分析】(1)求切点与导数值,点斜式写出切线;
(2)求导找到函数最大值,将恒成立转化为关于的不等式,构造函数分析单调性求出最大值;
(3)先求出在的最大值表达式,转化为关于的函数,要满足存在唯一正数使,必须最小值恰好等于,解方程求出.
【解析】(1)由题可知,,
,则,
故函数在处的切线方程为;
(2)当时,,,,
可知在区间上单调递增,在区间上单调递减,
则恒成立,
设,,,
所以在区间上单调递减,在区间上单调递增,
且,,
又,可知当时,,
所以的最大值为;
(3),令,由题可知,故,
又,令,则,
当时,在区间上单调递增,在区间上单调递减,
,
设,,
欲存在唯一的正数a,使得,
可知只需使得(且取得最小值的a值唯一),
,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以,解得,
当时,,则在上单调递减,
欲使满足题意,则,即,解得,故;
若且给定,显然满足的a值不唯一;
若,则满足的a的值为1;
若不存在其他满足题意的a,即可保证时,有唯一的a满足题意,此时;
但当时,,
由(2)知,当时,均可使得,故a的值不唯一;
综上所述,时,可保证存在唯一的a满足题意.
实战检测・易错通关验成效
1.(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末)如果函数在处的导数为1,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】C
【解析】因为函数在处的导数为1,
所以,
故选:C
2.(25-26高三上·河南·阶段检测)已知函数的导函数为,且,则( )
A.2 B.1 C.4 D.8
【答案】C
【分析】由导数的定义即可求解.
【解析】由,
可得:,
即,
所以,
故选:C
3.(25-26高二下·河南郑州·期末)下列求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】,所以A错误;
,所以B错误;
,所以C正确;
,所以D错误.
4.(25-26高二下·天津武清·阶段检测)函数的单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数的定义域为,
,
当时,,当时,,
所以函数的单调递减区间是.
5.(26-27高三上·河南南阳·开学考试)设函数,则曲线在点处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】求导得,
故,
又,可得切线方程为,
当时,;当时,,
因此所求三角形的面积.
6.(26-27高三上·山东日照·开学考试)若函数的单调递减区间为,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】 对求导,得.
已知的单调递减区间为,因此方程的两个实根为.
将代入,得,解得.
当时,,当时,,即恒成立,符合题意.
7.(26-27高三·全国·一轮复习)已知函数在上存在单调递减区间,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由,得 ,
因为函数在上存在单调递减区间,
所以存在,使得,即在上有解,
所以,
设,则,令得,
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
又,,,因此在上的最大值为,
当时,在上恒成立(仅端点处导数为0,区间内导数恒正),
函数单调递增,不存在递减区间,因此,
即的取值范围是.
8.(26-27高三上·安徽·阶段检测)若函数在区间上是单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】函数求导得,,
若函数在上是单调函数,则,
解得,故实数的取值范围是.
9.(26-27高三上·湖南岳阳·阶段检测)已知函数在区间 内有极小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,
当时,恒成立,即在定义域内单调递增,不合题意;
当时,或,
所以或时,单调递增,
时,单调递减,
所以在处取得极小值,所以,解得 .
10.(26-27高三上·重庆北碚·开学考试)函数在其定义域的一个子集内存在极值,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】的定义域是,,
令,得,
当,单调递减,当,单调递增,
所以是唯一的极值点,且是极小值点,
由题意得开区间里面要包含,则
,得,所以.
11.(26-27高三上·浙江嘉兴·开学考试)若是函数的极小值点,则函数的极大值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【解析】函数的定义域是,
,
,
所以在区间上单调递增,
在区间上,单调递减,
所以的极大值为.
12.(25-26高三上·辽宁·月考)过原点作曲线的两条切线,,切点分别为,,则的面积为( )
A.16 B.15 C.10 D.5
【答案】A
【解析】解法一:因为,所以,
设切点,所以在处的切线斜率,
所以在处的切线方程为,
又点在曲线上,所以,
所以在处的切线方程为,
因为此切线过点,所以),
解得,即,当时,,当时,,
所以不妨设,所以直线的方程为,
整理得,又到的距离,
则.
解法二:过原点且斜率不存在的直线为易知它与曲线相交,
故过原点且与曲线相切的直线斜率存在,
设切线方程为,切点为,,联立,
整理得0,令,得或,
由,得,所以,
当时,,当时,,
不妨设,所以,
所以直线的方程为,即0,
又到的距离,则.
故选:A
13.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)若不等式有解,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令,求导研究其单调性,进而求其最小值,使即可.
【解析】令,则,
则得;得,
则在上单调递减,在上单调递增,
则,
因不等式有解,则,得,
则实数m的取值范围为.
故选:C
14.(26-27高三上·江西宜春·开学考试)若定义在上的函数存在极值点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】函数的定义域为,
求导得:,
当时,,,,故的符号由决定,
即时,;时,.
因此在上单调递减,在上单调递增,故 是的唯一极值点(极小值点),
函数在区间上存在极值点,等价于该区间包含,
即,解得,
又因为函数定义域为 ,区间必须在定义域内,
故,
综上,的取值范围为,即实数的取值范围是.
15.(24-25高二下·江西九江·期末)已知函数,若存在,使得成立,则实数的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,得,
当时,,故在上单调递减,
当时,,故在上单调递增,
故当时,,
而存在实数,使得成立,故,
即实数t的最小值是.
故选:A
16.(2025·河北秦皇岛·模拟预测)设函数,若有且仅有2个整数解,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,
令,则,
当时,,所以在上是单调减函数;
当时,,所以在上是单调增函数.
由可得,
根据题意,存在2个整数解使得,
则函数与直线的图象有2个横坐标为整数的交点,直线必过点,
函数在处的导数,则切线方程为且经过点,
即此时直线与相切,此时,又因为,
分析图象可知,另一个交点只能在处,且此时直线斜率能取最大,
即可以取最大值,,当直线过点时,则,解得.
故选:C.
17.(多选)(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)下列函数的求导运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】A选项,,故A错误;
B选项,,故B正确;
C选项,,故C错误;
D选项,根据复合函数求导法则可得,故D正确.
18.(多选)(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)定义在上的可导函数,满足,且,,则下列结论正确的有( )
A.图象关于点中心对称 B.为奇函数
C.的导函数为偶函数 D.的图象没有对称中心
【答案】ABC
【解析】对于A, 由得,则有
代入,整理得.
则可得,即对任意,,
故 图象关于点中心对称,故A正确.
对于B, 由可得 ,代入得,
则有,两式相减得,
可得 ,故是以4为周期的周期函数.
∵ ,∴ ,
又,代入得,
又定义域为,故为奇函数.
∵ ,定义域为,
∴ ,
故为奇函数,B正确.
对于C, 由两边对求导得,即.
又是周期为4的周期函数,故也是周期为4的周期函数,即,
∴ ,故的导函数为偶函数,C正确.
对于D,,
∵ ,∴ ,
∵ 关于点中心对称,即,
∴ ,
∴ 的图象关于点中心对称,故D错误.
19.(多选)(26-27高三上·湖北·阶段检测)已知函数,,则下列说法正确的是( )
A.任意,函数一定存在极大值和极小值
B.当时,对任意,都有
C.存在,使函数在区间上单调递减
D.存在,使方程有三个不同的实数解
【答案】ABD
【解析】∵ ,定义域为,
∴ ,
分母恒成立,故的符号由分子决定.
选项A:
∵ 是开口向下的二次函数,判别式恒成立,
∴ 恒有两个不同的零点(),
∴ 当时,,,单调递减;
当时,,,单调递增;
当时,,,单调递减.
故是极小值点,是极大值点,任意,一定存在极大值和极小值,A正确.
选项B:
当时,,,,
∵ ,,
∴ 当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减,
∴ 在处取得最大值,等号仅在处取得.
∵ 对任意,恒成立,
∴ ,
当时,左侧,右侧,不等式仍成立,
故对任意,都有.
选项C:
若在上单调递减,则对任意恒成立,
代入得,与矛盾,
故不存在使在上单调递减,C错误.
选项D:
方程等价于,整理得.
令,,故在处取最小值,即恒成立,
则,令,.
对求导得
分母恒成立,令,则:
,
令,则.
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减.
∴ ,即恒成立,故在上单调递减.
又∵ ,,
∴ 存在唯一,使得.
① 当时,,故,在上单调递减;
② 当时,,故,在上单调递增;
③ 当时,,,故,在上单调递减.
∴ 在处取极小值,在处取极大值.
当时,,故;
当时,增长速度远快于幂函数,故.
∴ 当时,直线与的图象有3个交点,分别位于、、上,即方程有三个不同实根,故存在满足条件的,D选项正确.
20.(2026·福建福州·模拟预测)曲线过点的两条切线的方程为________,________.
【答案】
【解析】当时,,
设切点为,所以切线斜率为,所以,
所以切点为,即得切线方程为,所以切线方程为,
当时,,
设切点为,所以切线斜率为,所以,
所以切点为,即得切线方程为,所以切线方程为;
21.(25-26高二下·浙江金华·期末)若曲线存在过原点的切线,则实数的取值范围为________
【答案】
【分析】设曲线上任意一点为,将问题转化为方程有解,据此可得答案.
【解析】设曲线上任意一点为,则.
因,则曲线在的切线方程为:
.
因存在切线过原点,将代入切线方程,得方程有解.
因,则方程有解或.
22.(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)已知过点可以作曲线的两条切线,则实数的取值范围为______
【答案】
【解析】由,得: ,
即切点处切线斜率为,
切线方程为:, 将代入切线方程,
整理得: ,
过点有两条切线,等价于上述关于的一元二次方程有两个不相等的实根,
计算判别式:, 解得或,即或
因此的取值范围是.
23.(26-27高二上·湖南邵阳·开学考试)已知函数与具有相同的单调递减区间,则实数__________.
【答案】
【解析】函数的定义域为 ,
,
令,即 ,,,
所以的单调递减区间是,
函数的定义域为,
因为恒成立,所以等价于,
已知与有相同的单调递减区间,
则当时,在恒成立,不符合题意,故,
此时,,
即的单调递减区间为 ,
因为两个函数的单调递减区间相同,所以,解得.
24.(25-26高二下·江苏苏州·期中)已知,.当时,函数的单调递减区间为________;若与的图象在交点处的切线重合,则________.
【答案】
【解析】根据题意,当时,,
,
令,解得,
所以函数的单调递减区间为;
设与的图象的交点为,
,,
所以交点处的切线斜率为,,
因为与的图象在交点处的切线重合,
所以,整理得,即,
再将代入得,即,解得
所以.
25.(25-26高三上·重庆·月考)已知函数有两条切线经过,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】首先设切点、写切线方程,然后代入定点得参数与切点的方程,转化为函数交点问题,最后构造函数,分析其单调性与极值.
【解析】设切点为,的导数,故切线斜率.
设切线方程为
将,代入切线方程得
化简得
令,,即与有两个交点.
,令得.
时,单调递减;时,单调递增.
所以极小值,
的图象如图,
要使与有两个交点,则
解得.
26.(24-25高二下·福建福州·期末)函数,若存在,使有解,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】构造函数,利用导数求最值,进而得的取值范围.
【解析】若存在,使得有解,即.
设,,则.
令,解得,
当时,,单调递增;当时,,单调递减,
所以,故的取值范围为.
27.(25-26高二下·重庆·期中)已知函数,若使得,则实数a的取值范围为________.
【答案】
【解析】若使得,
则,,
时,,则在上单调递增,
,
又在单调递增,所以,
,解得,
则实数a的取值范围为.
28.(26-27高三上·山东青岛·开学考试)已知函数在内存在个极值点,则的取值范围为______.
【答案】
【解析】函数,且,,
所以函数是偶函数,图像关于轴对称,因此是函数的一个极值点,
由对称性可知,只需函数在上有个极值点即可.
当时,函数简化为,,
若时,,所以,
因此无解,函数在上无极值点,故.
设,,
因为,所以函数在上单调递增,设,即.①
则函数在上单调递减,在上单调递增,所以.
因为函数在上有个极值点,所以函数在有个变号零点,
所以.
由①得,,得.②
又由①式两边取对数得,解得③.
将③代入②得,因为,所以,
,由对数函数的性质得.④
再由,得,
由函数,,
所以函数在上单调递增,且,所以.⑤
综合④⑤,得.
检验:是否成立,由,,
因为,所以,
又因为,所以,故,
显然成立.
因此的取值范围为.
29.(25-26高二下·河南郑州·期末)若函数有且仅有三个不同的零点,则实数的取值范围为_________.
【答案】
【解析】∵ .
令,则或.
由解得,即是函数的1个零点.
∵ 函数有且仅有三个不同的零点,
∴ 方程有个不等于的不同正实根.
将方程变形为,设,
求导得.
令,解得.
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
∴ 的最小值为.
又∵ 时,;时,,
且,
要使与有个不同的交点,且交点横坐标不等于,
则且,
即实数的取值范围为.
30.(26-27高三上·重庆沙坪坝·开学考试)已知函数,.
(1)讨论函数的单调性;
(2)若满足,求实数的取值范围.
【分析】(1)根据导数与单调性的关系求解即可.
(2)满足等价于,根据导数与单调性及最值的关系求出,待求问题化为当时,;结合(1)中导数与单调性及最值的关系列不等式分类讨论计算即可.
【解析】(1)的定义域为,.
当时,,单调递减.
当时,令,则,解得.
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
综上,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
(2)满足等价于.
对于,.
当时,,单调递增,所以.
故原问题可转化为,当时,.
由(1)知,的极值点为.
①当时,,在上单调递增,.
由,得.
②当时,,在上单调递减,.
由,得.
因为,此时无解.
③当时,,在上单调递减,在上单调递增.
则.
若,则,矛盾;
若,则,矛盾,故无解.
综上,实数的取值范围为.
31.(26-27高三上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)已知函数 ,.
(1)若,求函数在处的切线方程;
(2)设,讨论的单调性;
(3)若在定义域上单调递增,求的取值范围.
【解析】(1)当时,,则,所以,,
此时函数在处的切线方程,即.
(2)因为,,
当时,对任意的恒成立,则在上递增;
当时,,
,,
此时,在上单调递减,在上单调递增.
综上所述,当时,在上递增;
当时,在上递减,上递增.
(3)由题可得对一切恒成立.
当时,,此时可取任意实数;
当时,由题可得恒成立,则.
令,,
由可得,由可得,
所以,函数在上单调递增,在上单调递减,最大值为,
故此时;
当时,由题可得恒成立,
对任意的,,则函数在上单调递增,
且当时,,且,故,
综上可得.
32.(26-27高三上·浙江·开学考试)已知函数.
(1)若,求函数在点处的切线方程;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围;
(3)若函数有两个不同的零点,,且,求的取值范围.
【解析】(1)当时,,于是.
,于是,
所以函数在处的切线方程为,
即.
(2)存在,使得成立,即存在,使得,
也即存在,使得成立.
令,则.
令,则,
令,即,解得.
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
故.
所以当时,,单调递减;当时,,单调递增,
所以.
故实数的取值范围为.
(3)由,得,
而.
令,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增,
于是
令,则.
当时,,单调递增,而,
故,则.
令,则,于是,,且.
故.
令,则.
令,则,故单调递增,
于是,故,在单调递增.
又,于是.
综上,.
33.(26-27高三上·辽宁沈阳·阶段检测)已知函数.
(1)当时,讨论在上的单调性;
(2)若对任意的恒成立,求实数的取值范围;
(3)若,是的两个零点,证明:.
【详解】(1)因为,所以,
令,则,因为,
所以当时,单调递增;当时,单调递减,
故,即,
故在上单调递减.
(2)对任意的恒成立,
即对任意的恒成立,因为时,
故对任意的恒成立,
即对任意的恒成立,
令,则,
当时,单调递增;当时,单调递减.
又,且,
故,故.
令,则,
故,故.
综上,的取值范围为.
(3)即,不妨设,
则,整理得,
要证,即证,即证,
即证在上单调递增,
又,令,
则,
当时,单调递减;当时,单调递增,
故,即,,即在上单调递增,
故
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