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导数·恒成立与存在性(含参讨论)专项训练(20 题·拔高)
题号即难度序:由中上到压轴严格递进 · 数学符号规范公式排版 · 聚焦新高考导数”恒成立与存在性”考点
使用说明:本卷聚焦恒成立与存在性问题,覆盖:分离参数法、分类讨论法、必要性探路法、主元法,以及”任意—存在”量词的四种组合转化。每题按”设问—转化—求解”的递进结构编排。答案与解析见另册《参考答案与解析》。
第 1—10 题
1.(二次恒成立·分离参数)★★
若不等式 对一切 恒成立,求实数 的取值范围。
2.(指数函数恒成立)★★
已知函数 。
(1)讨论 的单调性;
(2)若 对一切 恒成立,求 的取值范围。
3.(对数恒成立)★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的取值范围。
4.(乘积型恒成立)★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的取值范围。
5.(存在性问题)★★
已知 。若存在 ,使 ,求 的取值范围。
6.(对数分式恒成立)★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的取值范围。
7.(三次函数恒成立)★★
已知 。若 对一切 恒成立,求 的取值范围。
8.(分式恒成立·最值在端点)★★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的取值范围。
9.(乘积型恒成立)★★★
已知 。若 对一切 恒成立,求 的取值范围。
10.(主元法)★★★
若对任意 ,不等式 恒成立,求 的取值范围。 ## 第 11—20 题
11.(对数复合恒成立)★★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的取值范围。
12.(任意—存在:四种量词组合)★★★★
已知 ,,其中 。
(1)若对任意 ,都有 ,求 的取值范围;
(2)若存在 ,对任意 ,都有 ,求 的取值范围;
(3)若对任意 ,存在 ,使 ,求 的取值范围;
(4)若存在 ,使 ,求 的取值范围。
13.(必要性探路:切线为界)★★★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的值。
14.(恒成立与零点个数)★★★★
已知 。若 在 上无零点,求 的取值范围。
15.(含参单调性与恒成立)★★★★
已知 。若 在 上单调递增,求 的取值范围。
16.(双变量恒成立:利普希茨型)★★★★
若对任意 ,都有 恒成立,求 的最小值。
17.(恒成立与三次求导定符号)★★★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的取值范围。
18.(任意—存在·双函数综合)★★★★
已知 ,。若存在 与 ,使 ,求 的取值范围。
19.(指数与二次比较·恒成立)★★★★★
若不等式 对一切 恒成立,求 的取值范围。
20.(含参指数函数·恒成立压轴)★★★★★
已知函数 ()。
(1)讨论 的单调性;
(2)若 对一切 恒成立,求 的值。
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导数·恒成立与存在性(含参讨论)专项训练(20 题·拔高)· 参考答案与解析
每题给出答案与完整解析。答案速查:1.;2.(2);3.;4.;5.;6.;7.;8.;9.;10. 或 ;11.;12.(1) (2) (3) (4);13.;14.;15.;16.;17.;18.;19.;20.(2)。
第 1—10 题
1. 答案:
不等式对一切 恒成立,等价于 对一切 恒成立,故 。
令 ,则
当 时 ,当 时 ,故 在 处取最小值
所以 。
2. 答案:(1)见解析;(2)
(1)。
· 当 时, 恒成立, 在 上单调递增;
· 当 时,令 得 。当 时 ,当 时 ,故 在 上单调递减,在 上单调递增。
(2)若 ,当 时 、,故 ,不满足恒成立; 时 恒成立。
若 ,由(1)知最小值 ,令 ,得 ,即 。
综上,。
3. 答案:
原不等式等价于 对一切 恒成立,故 。
令 ,,故 在 上递增、在 上递减,最大值 。故 。
4. 答案:
即求 在 上的最小值。,令 得 。当 时 , 时 ,故最小值
所以 。
5. 答案:
存在 使 ,等价于 。由 ,得 上的最小值 。故 。
6. 答案:
设 。
若 ,当 时 (),,不满足恒成立; 时 也不恒成立。
若 ,,故 在 上递减、在 上递增,最小值 。令 ,得 。
综上,。
7. 答案:
对一切 恒成立,等价于 。
令 ,,令 得 。比较 ,,,,得 。故需 ,即 。
8. 答案:
等价于 ()。令 ,
故 在 上单调递减,最大值 。所以 。
9. 答案:
等价于 ()。令 ,,令 得 。当 时 , 时 ,故最小值 。所以 。
10. 答案: 或
视 为主元。设 ,它是关于 的一次函数,故 对一切 恒成立,只需端点处成立即可。
· 若 : 关于 递增,最小值 ,结合 得 ;
· 若 : 关于 递减,最小值 ,结合 得 。
综上, 或 。 ## 第 11—20 题
11. 答案:
当 时不等式为 ,恒成立。当 时,等价于 恒成立,故 。
令 ,
记 ,则 (),又 ,故 ,从而 , 在 上单调递减。因此 ,即 的上确界为 。所以 。
12. 答案:(1);(2);(3);(4)
先求各函数在 上的最值:
(1)对任意 都有 ,等价于 ,即 ,得 。
(2)存在 ,对任意 都有 ,等价于 ,即 ,得 。
(3)对任意 ,存在 使 ,等价于 ,即 ,得 。
(4)存在 使 ,等价于 ,即 ,得 。
规律: 用 ; 用 ; 用 ; 用 。
13. 答案:
当 时不等式为 ,恒成立。
当 时,,等价于 。令 ,
记 ,则 (),又 ,故 ,。于是 在 上递减,,即需 。
当 时,,等价于 。同理 在 上也递减,且 ,,即需 。
综合得 。
14. 答案:
。
若 :, 在 上单调递增,且 时 、 时 ,故恰有一个零点,不合题意。
若 :令 得 , 在 上递增、在 上递减,最大值
无零点等价于最大值小于 ,即 ,得 ,即 。
综上,。
15. 答案:
在 上单调递增,等价于
故 。令 ,,令 得 ,此时
所以 。
16. 答案:
对任意 ,由拉格朗日中值定理(或均值不等式),存在 介于 之间,使
而 ,故 ,于是 ,即 ( 时不等式成立)。
另一方面,当 时割线斜率趋于 ,故 不能小于 。所以 。
17. 答案:
当 时不等式为 ,恒成立。当 时,等价于 恒成立,故
令 (),
记 ,则 ,()。由 得 ,再由 得 。故 , 在 上单调递增,最小值(下确界)为
所以 。
18. 答案:
“存在 与 使 ”等价于 。
,,令 得 , 在 上递增、在 上递减,故 。
,,令 得 , 在 上递减、在 上递增,故
由 ,得 。
19. 答案:
对一切 恒成立,等价于 对一切 恒成立,故 。
令 ,
故 在 上递减、在 上递增,最小值 。
由于等号在 处不能取(否则 要求 ),故 。
20. 答案:(1)见解析;(2)
(1)。
· 当 时,,,故 在 上单调递减;
· 当 时,令 得 。当 时 ,当 时 ,故 在 上单调递减,在 上单调递增。
(2)若 ,当 时 、,故 ,不满足恒成立。
若 ,由(1)知最小值
令 (),则 ,令 得 ; 在 上递增、在 上递减,故
等号仅当 时成立。于是 仅当 。
所以 。
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