专题09 导数的综合应用专项训练-2027届高三数学一轮复习
2026-09-25
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内容正文:
专题09 导数进阶 2027届高考数学辅导一轮复习讲义
专题09 导数的综合应用
一、核心知识
1.恒成立问题的转化: 在 D 上恒成立 在 D 上的最小值 ; 恒成立 最大值 。
2.存在性问题的转化:存在 使 最大值 ;存在 使 最小值 。注意“任意”配最小最大,“存在”配最大最小。
3.分离参数法:若能化成 (或 )的形式,就转化为求 的最值;不能分离时再分类讨论含参函数的单调性。
4.分类讨论的三类常见分界点:二次导函数的判别式 、导数零点是否落在区间内、参数与区间端点的大小关系。
5.零点问题的核心工具:零点存在定理(连续 端点异号)与单调性(单调函数在区间内至多一个零点),两者配合可以定出零点个数。
6.含参函数零点个数问题:先求导确定单调区间与极值,再让极大值、极小值与 0 比较,画出“草图”分类。
7.证明不等式 的通用做法:移项构造 ,求 的最小值并说明其 ;若最小值点不易求出,可用二次求导或放缩。
8.常用放缩链:();();();()。它们都由构造函数求导得到,可直接引用。
9.极值点偏移:若函数 在 处取相等的函数值(),要比较 与 ( 为极值点)的大小,标准做法是对齐函数值后构造函数。
10.极值点偏移的另一种问法是已知 证明 与某常数的大小,常用比值换元 化为单变量不等式。
11.导数与数列综合:由 令 得 ,累加即可证明与自然对数有关的不等式与和式估计。
12.隐零点:当导数零点无法显式解出时,设其为 ,用 得到的关系式整体代换,把 化成可判断符号的形式,不必求出 。
二、题型精练
题型一 恒成立与存在性问题(分离参数、分类讨论)
【方法与技巧】
先分清是“任意”还是“存在”:任意恒成立配最值( 配最小值、 配最大值),存在性配另一个最值,记混会整题错。
能分离参数就先分离:把不等式化成 或 ,剩下只需求 在区间上的最值,计算量最小。
不能分离时分类讨论:按导数零点与区间的相对位置分类,每一类里分别求最小值再令其满足条件。
【例题精讲】
1.若 时不等式 恒成立,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上的最小值为 2( 取到),恒成立需 。选 A。
2.已知函数 ,若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,在 上最小值为 ,故需 ,即 。选 A。
3.若不等式 对任意 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】开口向上,恒非负需 ,得 。选 A。
【变式训练】
1.若 在 上满足 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,,,在 上最大值为 2,恒成立需 。选 A。
2.若存在 使 成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】存在性配最小值: 在 上最小值为 1,故需 。选 A。
3.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】即 ,令 ,,最大值 ,故 。选 A。
4.若不等式 在 R 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】需 ,得 。选 A。
5.已知函数 ()的最小值为 2,则 ( )
A.1 B.2 C.4 D.
【答案】A
【详解】 时最小值为 ,令 得 。选 A。
6.若 对一切实数 成立,其证明中构造的函数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令 ,,在 上减、 上增,最小值 ,故 。选 A。
【巩固练习】
1.若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,在 上最小值 ,故 。选 A。
2.若对任意 ,都有 成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上最大值为 1,故 。选 A。
3.若不等式 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上最小值为 ( 处),故需 ,即 。选 A。
4.若存在 使 成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】存在性配最大值: 在 上最大值为 2,故需 。选 A。
5.若函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上恒成立,需 的最大值 1,即 。选 A。
6.已知 ,若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】分离参数得 在 上恒成立,右侧最小值为 2,故 。选 A。
7.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】即 ,其最大值为 ( 处),故 。选 A。
8.若不等式 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】即 ,令 ,最小值 ,故 。选 A。
题型二 导数与函数的零点、方程根
【方法与技巧】
判断零点个数的标准流程:求导 确定单调区间与极值 比较极值与 0 的大小 结合端点(或极限)趋势下结论。
三次函数 有三个不同零点的充要条件是极大值 且极小值 ,这是最常用的模型。
含参对数型零点问题常转化为水平线与 图象的交点个数,如 的解个数看 的图象。
【例题精讲】
1.若函数 有三个不同的零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】极大值 且极小值 ,得 。选 A。
2.函数 的零点个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】A
【详解】极大值 ,极小值 ,且两端趋于 ,故有 3 个零点。选 A。
3.若函数 有两个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 时单调至多一个零点; 时最大值 ,令其 得 。故 。选 A。
【变式训练】
1.函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
【答案】A
【详解】极小值 ,故只有一个零点(在 内)。选 A。
2.若方程 恰有两个不同实根,则 ( )
A. B.0 C.2 D.
【答案】A
【详解】恰有两个根说明水平线与曲线相切于极值点,故 (极大值)或 (极小值)。选 A。
3.函数 的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【详解】定义域 ,最小值在 处,,故无零点。选 A。
4.若函数 有零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.任意实数
【答案】A
【详解】 的值域为 ,故方程 有解当且仅当 。选 A。
5.函数 的零点个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】A
【详解】,极大值 ,极小值 ,故有 3 个零点。选 A。
6.已知函数 只有一个零点,则 的取值范围是( )
A. 或 B. C. D.
【答案】A
【详解】 时函数单调递增且有唯一零点; 时最大值等于 0 即 时切于一点。故 或 。选 A。
【巩固练习】
1.函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
【答案】A
【详解】极大值 ,故只有一个零点(在 内)。选 A。
2.若 在 R 上恰有一个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.任意实数
【答案】A
【详解】。 时递增,恰一个零点; 时需极大值小于 0 或极小值大于 0,即 或 ,解得 。综合得 。选 A。
3.方程 的实根个数为( )
A.1 B.2 C.0 D.3
【答案】A
【详解】 的最大值为 ( 处),故 只有 一个解。选 A。
4.函数 有三个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】极大值 ,极小值 ,得 。选 A。
5.函数 的零点个数为( )
A.2 B.1 C.0 D.3
【答案】A
【详解】,最小值 ,两端趋于 ,故有 2 个零点。选 A。
6.已知 有两个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 时至多一个零点; 时最小值 ,令 得 ,即 。选 A。
7.函数 有两个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 的最大值为 ,且 时趋于 、 时趋于 0,故 时有两个交点。选 A。
8.函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
【答案】A
【详解】,只有 一个零点(三重根)。选 A。
题型三 导数证明不等式(构造函数)
【方法与技巧】
证明 就构造 ,转化为求 的最小值并说明最小值 ,这是最通行的做法。
若最小值点解不出来,可求二阶导判断一阶导单调,或利用已知放缩链(、、)直接放缩。
证明数列型不等式时用“先函数后数列”:先在连续情形证明不等式,再令 取特殊值(如 )累加。
【例题精讲】
1.要证明 时 ,应构造的函数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令 ,,最小值 ,故 ,即 。选 A。
2.下列不等式中对一切实数 都成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 的最小值 知 恒成立。选 A。
3.当 时, 与 的大小关系为( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【详解】令 , 且 ,故 时 ,即 。选 A。
【变式训练】
1.要证明 时 ,可先证明的较弱结论是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 与 (在 上)分段处理;常用的基础放缩是 。选 A。
2.由 可得 与 的关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
【答案】A
【详解】令 ,由 得 。选 A。
3.函数 在 上( )
A.恒为正 B.恒为负 C.先正后负 D.恒为 0
【答案】A
【详解】(),且 ,故 。选 A。
4.下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 取 得 ,且 时严格小于,故 。选 A。
5.要证明 ,应利用的不等式是( )
A.() B. C. D.
【答案】A
【详解】取 得 ,两边乘 得 ,故 。选 A。
6.已知 ,则 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.2
【答案】A
【详解】,最小值在 处,。选 A。
【巩固练习】
1.函数 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.2
【答案】A
【详解】,最小值在 处,。选 A。
2.由 可得,当 时 与 的关系( )
A.在 上不总有 ,需分段讨论 B. 恒成立 C. 恒成立 D.相等
【答案】B
【详解】在 上显然 ; 时令 ,,故也成立。综合知 恒成立。选 B。
3.下列结论正确的是( )
A.() B.() C. D.()
【答案】A
【详解】由构造函数 的最小值为 0 知 A 正确,其余均错误。选 A。
4.要证明 …(),应利用( )
A. 累加的反向放缩 B. 累加 C.裂项相消 D.数学归纳法
【答案】B
【详解】由 令 得 ,即 ,累加即得。选 B。
5.函数 的最小值为( )
A. B.0 C. D.
【答案】A
【详解】,最小值在 处,。选 A。
6.已知 ,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 且 (因 ),,故 。选 A。
7.若 ,则 与 的大小关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
【答案】A
【详解】令 ,,且 ,故 。选 A。
8.利用导数可证明:当 时, 与 的大小关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
【答案】A
【详解】令 ,,且 ,故 时 。选 A。
题型四 双变量问题与极值点偏移
【方法与技巧】
极值点偏移的标准提法:已知 (),比较 与 ( 为极值点)的大小。
处理办法一(构造函数法):把结论等价变形后,构造 (或 ),判断其单调性。
处理办法二(比值换元):令 ,把双变量不等式化为关于 的单变量不等式,再求导证明。
【例题精讲】
1.已知函数 的两个极值点为 ,则 ( )
A.0 B.2 C. D.1
【答案】A
【详解】,极值点为 ,故 。选 A。
2.已知函数 有两个零点 ,则 与 的关系为( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【详解】由 , 相减得 ,故 。令 ,需证 ,即 ,对 成立,故 。选 A。
3.已知函数 ,若 且 ,则 ( )
A.2 B.1 C.0 D.4
【答案】A
【详解】由 得 ,因 ,故 。选 A。
【变式训练】
1.函数 的图象关于( )对称
A.原点 B. 轴 C.直线 D.直线
【答案】A
【详解】,是奇函数,图象关于原点对称。选 A。
2.若 在 处取相等的函数值(),则 与 的关系为( )
A. B. C.等于 D.不确定
【答案】A
【详解】这是经典极值点偏移结论: 的两等值点满足 (极值点 )。选 A。
3.已知函数 ,若 且 ,则 的值为( )
A.0 或 配对之一 B.1 C. D.2
【答案】A
【详解】零点为 ,任取两个的和分别为 、0、;若取 与 则和为 0。选 A。
4.极值点偏移问题中,若 在 处取极值且 (),要证 ,通常构造( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】构造对称差函数 ,利用其单调性即可比较。选 A。
5.已知 ,若 (),则 与 0 的关系为( )
A. B. C.等于 0 D.不确定
【答案】A
【详解】极值点 ,函数在 上减、 上增,且左侧变化更快,故等值点满足 。选 A。
6.已知 是方程 的两根,且 ,则 ( )
A.3 B.4 C. D.1
【答案】A
【详解】由韦达定理 。选 A。
【巩固练习】
1.函数 的极大值点与极小值点之和为( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】A
【详解】极值点为 ,和为 0。选 A。
2.已知 ,则其极大值点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,在 上为正、 上为负,故极大值点为 。选 A。
3.已知函数 ,若 ,则其对称轴为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】等值点的中点为 ,即对称轴 。选 A。
4.若函数 有两个极值点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,有两个不等零点需 。选 A。
5.已知 ,若 且 ,则 的最小值为( )
A.2 B.1 C. D.0
【答案】A
【详解】由 且 ,得 ,当 时取等号。选 A。
6.已知 ,若 (),则 与 2 的关系为( )
A. B. C.等于 2 D.不确定
【答案】A
【详解】 关于点 中心对称,两等值点关于 不对称;由 得 ,结合 可判断 。选 A。
7.已知函数 ,则 的最小值点为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】A
【详解】, 且左负右正,最小值点为 ,最小值 2。选 A。
8.已知 是 的两个极值点,则 ( )
A.0 B.2 C. D.4
【答案】A
【详解】,,和为 0(奇函数的对称性)。选 A。
题型五 导数与数列、不等式的综合
【方法与技巧】
由函数不等式到数列不等式的桥:令 取 、 等特殊值,再累加或累乘。
常见的两条链: 用于估计调和和; 用于证明 。
与数列求和综合时,先由导数得到通项的不等式,再用裂项、累加或放缩求和,最后与结论对照。
【例题精讲】
1.由 ()可得 的上界为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【详解】直接令 得 。选 A。
2.下列结论正确的是( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【详解】由 两边乘 得 ,故 。选 A。
3.利用 ()累加可得( )
A.… B.… C.两式都不对 D.和等于
【答案】A
【详解】累加得 。故应是“”,即 …。选 A。
【变式训练】
1. 的值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【详解】裂项:,累加得 。选 A。
2.已知 ,则数列 的最大项为( )
A.第 3 项 B.第 2 项 C.第 1 项 D.不存在
【答案】A
【详解】由 在 上递增、 上递减,比较 与 :,,故最大项为第 3 项。选 A。
3. 的值为( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】A
【详解】由 知 (也可用洛必达思想)。选 A。
4.若 ,则数列 的最大项为( )
A.第 1 项与第 2 项 B.第 1 项 C.第 3 项 D.不存在
【答案】A
【详解】,,,故最大项为第 1、2 项。选 A。
5.利用 可得 与 的关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
【答案】A
【详解】由 累加得 。选 A。
6.已知 ,则 … 与 的关系为( )
A.小于 B.大于 C.等于 D.不确定
【答案】A
【详解】每项 ,故总和小于 。选 A。
【巩固练习】
1.数列 的单调性为( )
A.递增 B.递减 C.先增后减 D.不单调
【答案】A
【详解】,随 增大而增大,故递增。选 A。
2.… 的值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【详解】对数的和等于积的对数,中间约去后得 。选 A。
3.若 ,则( )
A. B. C. D.符号不定
【答案】A
【详解】由 ()取 得 ,故 。选 A。
4.数列 的最小项为( )
A.第 1 项与第 2 项 B.第 1 项 C.第 3 项 D.第 2 项
【答案】A
【详解】,,,故最小项为第 1、2 项。选 A。
5. 的值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【详解】,累加得 。选 A。
6.已知 ,令 ()可得( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【详解】由 得 ,即 ,且严格大于。选 A。
7.若数列 ,则其前 100 项和为( )
A.50 B. C.0 D.100
【答案】A
【详解】两两分组:…。选 A。
8.已知 ,数列 ,则 的最小项为( )
A.第 1 项 B.第 2 项 C.第 0 项 D.第 3 项
【答案】A
【详解】, 时最小值为 。选 A。
题型六 导数压轴题常见模型(隐零点、端点效应)
【方法与技巧】
隐零点:导数零点解不出来时设为 ,由 得到的关系式(如 )整体代入 ,不必求出 的具体值。
端点效应:若含参不等式在区间上恒成立,可先代入端点得到参数的必要条件,再证明其充分性,往往能大幅缩小讨论范围。
压轴题常见结构:证明不等式恒成立 求最值 最值点由隐零点给出 用隐零点关系式化简 证毕。
【例题精讲】
1.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】端点 处 ,故需 ,即 ;当 时 , 递增,。选 A。
2.若 ,则 在 上( )
A.恒为正且递增 B.恒为负 C.先减后增 D.有零点
【答案】A
【详解】,且 ,故 时 且递增。选 A。
3.设 ,则 的最小值为( )
A. B.0 C. D.
【答案】A
【详解】,在 处左负右正取最小值 。选 A。
【变式训练】
1.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】即 ,其最大值为 1( 处),故 。选 A。
2.函数 ()的最小值为( )
A. B.1 C. D.0
【答案】A
【详解】,在 处取最小值 。选 A。
3.已知 ,则其极大值点为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】A
【详解】,在 上为正、 上为负,故极大值点为 。选 A。
4.若不等式 在 上恒成立,则 的最大值为( )
A.2 B. C. D.3
【答案】A
【详解】 在 上最小值为 2(),故 , 的最大值为 2。选 A。
5.函数 在 上( )
A.恒为正 B.恒为负 C.有零点 D.先增后减
【答案】A
【详解】 时 ,而 ,故 (也可用 说明)。选 A。
6.若 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,在 上 恒成立需 或 对一切 成立,即 。选 A。
【巩固练习】
1.函数 的最小值为( )
A. B. C.0 D.
【答案】A
【详解】,由符号判断极小值点在 处,。选 A。
2.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 时恒成立; 时需 ,令 ,,最小值 ,故 。选 A。
3.函数 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】A
【详解】,最小值 。选 A。
4.若函数 在 R 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 恒成立需 ,得 。选 A。
5.已知 ,则 在 上的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.1
【答案】A
【详解】,在 上最小值为 。选 A。
6.函数 的最小值点为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】A
【详解】, 且左负右正,最小值点为 。选 A。
7.若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】需 ,令 , 在 上成立,最大值 ,故 。选 A。
8.已知函数 ,则其最小值点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,在 上为负、 上为正,最小值点为 。选 A。
三、达标检测(共14题,建议限时40分钟)
【单项选择题】
1.若 在 R 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】需 ,得 。选 A。
2.函数 有三个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】极大值 且极小值 ,得 。选 A。
3.下列不等式中恒成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 的最小值为 0 知 A 恒成立。选 A。
4.若 对一切 恒成立,则 的最小值为( )
A. B.1 C. D.0
【答案】A
【详解】需 ,其最大值 ,故 的最小值为 。选 A。
5.函数 的极大值为( )
A.3 B. C.1 D.2
【答案】A
【详解】极大值 。选 A。
6.已知 ,则 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.2
【答案】A
【详解】最小值在 处,值为 1。选 A。
7.若 对 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】端点效应: 需 ,即 ,且此时充分。选 A。
8.由 ()可得( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【详解】取 累加得 ,故 。选 A。
【多项选择题】
9.(多选)下列结论正确的有( )
A.() B. C.() D.()
【答案】ABCD
【详解】四条都是构造函数求导可得的经典放缩,均正确。选 ABCD。
10.(多选)关于函数 ,下列说法正确的有( )
A.极大值为 2 B.极小值为 C.零点个数为 3 D.在 上递减
【答案】ABCD
【详解】,极大值 、极小值 ,零点 共 3 个, 上递减,均正确。选 ABCD。
11.(多选)下列做法可用于处理恒成立问题的有( )
A.分离参数求最值 B.端点效应先找必要条件 C.分类讨论含参函数单调性 D.构造差函数求最小值
【答案】ABCD
【详解】四种都是恒成立问题的常用通法。选 ABCD。
【填空题】
12.若 恒成立,则 的取值范围是 。
【答案】
【详解】需 ,得 。
13.函数 的极大值与极小值之和为 。
【答案】0
【详解】极大值 2 与极小值 之和为 0。
14.函数 的最小值为 。
【答案】1
【详解】最小值在 处,。
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$专题09 导数进阶 2027届高考数学辅导一轮复习讲义
专题09 导数的综合应用
一、核心知识
1.恒成立问题的转化: 在 D 上恒成立 在 D 上的最小值 ; 恒成立 最大值 。
2.存在性问题的转化:存在 使 最大值 ;存在 使 最小值 。注意“任意”配最小最大,“存在”配最大最小。
3.分离参数法:若能化成 (或 )的形式,就转化为求 的最值;不能分离时再分类讨论含参函数的单调性。
4.分类讨论的三类常见分界点:二次导函数的判别式 、导数零点是否落在区间内、参数与区间端点的大小关系。
5.零点问题的核心工具:零点存在定理(连续 端点异号)与单调性(单调函数在区间内至多一个零点),两者配合可以定出零点个数。
6.含参函数零点个数问题:先求导确定单调区间与极值,再让极大值、极小值与 0 比较,画出“草图”分类。
7.证明不等式 的通用做法:移项构造 ,求 的最小值并说明其 ;若最小值点不易求出,可用二次求导或放缩。
8.常用放缩链:();();();()。它们都由构造函数求导得到,可直接引用。
9.极值点偏移:若函数 在 处取相等的函数值(),要比较 与 ( 为极值点)的大小,标准做法是对齐函数值后构造函数。
10.极值点偏移的另一种问法是已知 证明 与某常数的大小,常用比值换元 化为单变量不等式。
11.导数与数列综合:由 令 得 ,累加即可证明与自然对数有关的不等式与和式估计。
12.隐零点:当导数零点无法显式解出时,设其为 ,用 得到的关系式整体代换,把 化成可判断符号的形式,不必求出 。
二、题型精练
题型一 恒成立与存在性问题(分离参数、分类讨论)
【方法与技巧】
先分清是“任意”还是“存在”:任意恒成立配最值( 配最小值、 配最大值),存在性配另一个最值,记混会整题错。
能分离参数就先分离:把不等式化成 或 ,剩下只需求 在区间上的最值,计算量最小。
不能分离时分类讨论:按导数零点与区间的相对位置分类,每一类里分别求最小值再令其满足条件。
【例题精讲】
1.若 时不等式 恒成立,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知函数 ,若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.若不等式 对任意 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.若 在 上满足 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若存在 使 成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.若不等式 在 R 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知函数 ()的最小值为 2,则 ( )
A.1 B.2 C.4 D.
6.若 对一切实数 成立,其证明中构造的函数为( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若对任意 ,都有 成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.若不等式 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.若存在 使 成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.若函数 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知 ,若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.若不等式 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型二 导数与函数的零点、方程根
【方法与技巧】
判断零点个数的标准流程:求导 确定单调区间与极值 比较极值与 0 的大小 结合端点(或极限)趋势下结论。
三次函数 有三个不同零点的充要条件是极大值 且极小值 ,这是最常用的模型。
含参对数型零点问题常转化为水平线与 图象的交点个数,如 的解个数看 的图象。
【例题精讲】
1.若函数 有三个不同的零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.函数 的零点个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
3.若函数 有两个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
2.若方程 恰有两个不同实根,则 ( )
A. B.0 C.2 D.
3.函数 的零点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.若函数 有零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.任意实数
5.函数 的零点个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
6.已知函数 只有一个零点,则 的取值范围是( )
A. 或 B. C. D.
【巩固练习】
1.函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
2.若 在 R 上恰有一个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.任意实数
3.方程 的实根个数为( )
A.1 B.2 C.0 D.3
4.函数 有三个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.函数 的零点个数为( )
A.2 B.1 C.0 D.3
6.已知 有两个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.函数 有两个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
题型三 导数证明不等式(构造函数)
【方法与技巧】
证明 就构造 ,转化为求 的最小值并说明最小值 ,这是最通行的做法。
若最小值点解不出来,可求二阶导判断一阶导单调,或利用已知放缩链(、、)直接放缩。
证明数列型不等式时用“先函数后数列”:先在连续情形证明不等式,再令 取特殊值(如 )累加。
【例题精讲】
1.要证明 时 ,应构造的函数是( )
A. B. C. D.
2.下列不等式中对一切实数 都成立的是( )
A. B. C. D.
3.当 时, 与 的大小关系为( )
A. B. C. D.不确定
【变式训练】
1.要证明 时 ,可先证明的较弱结论是( )
A. B. C. D.
2.由 可得 与 的关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
3.函数 在 上( )
A.恒为正 B.恒为负 C.先正后负 D.恒为 0
4.下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
5.要证明 ,应利用的不等式是( )
A.() B. C. D.
6.已知 ,则 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.2
【巩固练习】
1.函数 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.2
2.由 可得,当 时 与 的关系( )
A.在 上不总有 ,需分段讨论 B. 恒成立 C. 恒成立 D.相等
3.下列结论正确的是( )
A.() B.() C. D.()
4.要证明 …(),应利用( )
A. 累加的反向放缩 B. 累加 C.裂项相消 D.数学归纳法
5.函数 的最小值为( )
A. B.0 C. D.
6.已知 ,,,则( )
A. B. C. D.
7.若 ,则 与 的大小关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
8.利用导数可证明:当 时, 与 的大小关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
题型四 双变量问题与极值点偏移
【方法与技巧】
极值点偏移的标准提法:已知 (),比较 与 ( 为极值点)的大小。
处理办法一(构造函数法):把结论等价变形后,构造 (或 ),判断其单调性。
处理办法二(比值换元):令 ,把双变量不等式化为关于 的单变量不等式,再求导证明。
【例题精讲】
1.已知函数 的两个极值点为 ,则 ( )
A.0 B.2 C. D.1
2.已知函数 有两个零点 ,则 与 的关系为( )
A. B. C. D.不确定
3.已知函数 ,若 且 ,则 ( )
A.2 B.1 C.0 D.4
【变式训练】
1.函数 的图象关于( )对称
A.原点 B. 轴 C.直线 D.直线
2.若 在 处取相等的函数值(),则 与 的关系为( )
A. B. C.等于 D.不确定
3.已知函数 ,若 且 ,则 的值为( )
A.0 或 配对之一 B.1 C. D.2
4.极值点偏移问题中,若 在 处取极值且 (),要证 ,通常构造( )
A. B. C. D.
5.已知 ,若 (),则 与 0 的关系为( )
A. B. C.等于 0 D.不确定
6.已知 是方程 的两根,且 ,则 ( )
A.3 B.4 C. D.1
【巩固练习】
1.函数 的极大值点与极小值点之和为( )
A.0 B.1 C. D.2
2.已知 ,则其极大值点为( )
A. B. C. D.
3.已知函数 ,若 ,则其对称轴为( )
A. B. C. D.
4.若函数 有两个极值点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知 ,若 且 ,则 的最小值为( )
A.2 B.1 C. D.0
6.已知 ,若 (),则 与 2 的关系为( )
A. B. C.等于 2 D.不确定
7.已知函数 ,则 的最小值点为( )
A. B. C. D.不存在
8.已知 是 的两个极值点,则 ( )
A.0 B.2 C. D.4
题型五 导数与数列、不等式的综合
【方法与技巧】
由函数不等式到数列不等式的桥:令 取 、 等特殊值,再累加或累乘。
常见的两条链: 用于估计调和和; 用于证明 。
与数列求和综合时,先由导数得到通项的不等式,再用裂项、累加或放缩求和,最后与结论对照。
【例题精讲】
1.由 ()可得 的上界为( )
A. B. C.1 D.
2.下列结论正确的是( )
A. B. C. D.不确定
3.利用 ()累加可得( )
A.… B.… C.两式都不对 D.和等于
【变式训练】
1. 的值为( )
A. B. C.1 D.
2.已知 ,则数列 的最大项为( )
A.第 3 项 B.第 2 项 C.第 1 项 D.不存在
3. 的值为( )
A.0 B.1 C. D.
4.若 ,则数列 的最大项为( )
A.第 1 项与第 2 项 B.第 1 项 C.第 3 项 D.不存在
5.利用 可得 与 的关系为( )
A. B. C.相等 D.不确定
6.已知 ,则 … 与 的关系为( )
A.小于 B.大于 C.等于 D.不确定
【巩固练习】
1.数列 的单调性为( )
A.递增 B.递减 C.先增后减 D.不单调
2.… 的值为( )
A. B. C.1 D.
3.若 ,则( )
A. B. C. D.符号不定
4.数列 的最小项为( )
A.第 1 项与第 2 项 B.第 1 项 C.第 3 项 D.第 2 项
5. 的值为( )
A. B. C.1 D.
6.已知 ,令 ()可得( )
A. B. C. D.不确定
7.若数列 ,则其前 100 项和为( )
A.50 B. C.0 D.100
8.已知 ,数列 ,则 的最小项为( )
A.第 1 项 B.第 2 项 C.第 0 项 D.第 3 项
题型六 导数压轴题常见模型(隐零点、端点效应)
【方法与技巧】
隐零点:导数零点解不出来时设为 ,由 得到的关系式(如 )整体代入 ,不必求出 的具体值。
端点效应:若含参不等式在区间上恒成立,可先代入端点得到参数的必要条件,再证明其充分性,往往能大幅缩小讨论范围。
压轴题常见结构:证明不等式恒成立 求最值 最值点由隐零点给出 用隐零点关系式化简 证毕。
【例题精讲】
1.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若 ,则 在 上( )
A.恒为正且递增 B.恒为负 C.先减后增 D.有零点
3.设 ,则 的最小值为( )
A. B.0 C. D.
【变式训练】
1.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.函数 ()的最小值为( )
A. B.1 C. D.0
3.已知 ,则其极大值点为( )
A. B. C. D.不存在
4.若不等式 在 上恒成立,则 的最大值为( )
A.2 B. C. D.3
5.函数 在 上( )
A.恒为正 B.恒为负 C.有零点 D.先增后减
6.若 在 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.函数 的最小值为( )
A. B. C.0 D.
2.若 对一切 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.函数 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.
4.若函数 在 R 上单调递增,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知 ,则 在 上的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.1
6.函数 的最小值点为( )
A. B. C. D.不存在
7.若 在 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.已知函数 ,则其最小值点为( )
A. B. C. D.
三、达标检测(共14题,建议限时40分钟)
【单项选择题】
1.若 在 R 上恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.函数 有三个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.下列不等式中恒成立的是( )
A. B. C. D.
4.若 对一切 恒成立,则 的最小值为( )
A. B.1 C. D.0
5.函数 的极大值为( )
A.3 B. C.1 D.2
6.已知 ,则 的最小值为( )
A.1 B.0 C. D.2
7.若 对 恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.由 ()可得( )
A. B. C. D.不确定
【多项选择题】
9.(多选)下列结论正确的有( )
A.() B. C.() D.()
10.(多选)关于函数 ,下列说法正确的有( )
A.极大值为 2 B.极小值为 C.零点个数为 3 D.在 上递减
11.(多选)下列做法可用于处理恒成立问题的有( )
A.分离参数求最值 B.端点效应先找必要条件 C.分类讨论含参函数单调性 D.构造差函数求最小值
【填空题】
12.若 恒成立,则 的取值范围是 。
13.函数 的极大值与极小值之和为 。
14.函数 的最小值为 。
(答案与逐题详解见《解析版》)
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