第12讲 极值与最值 专项训练-2027届高三数学一轮复习
2026-10-13
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内容正文:
极值与最值
函数与导数 · 专题篇
求函数的极值
一、极值的判据是两侧导数的符号,不是导数为零
先增后减的点是极大值点,先减后增的点是极小值点;判断时看驻点左右两端导数的正负。
二、求极值的三步
求导 → 令导数为零解出驻点 → 逐个检查驻点两侧导数的符号。
三、导数为零不等于极值点
驻点两侧导数同号(例如重根处)时它不是极值点;导数不存在的点也可能是极值点。
四、含参时先看根的个数与位置
导数的零点个数随参数变,要按「两根谁大」「根在不在定义域内」分类。
五、极值点与极值不是一回事
极值点是横坐标、极值是函数值 —— 题目问哪个就答哪个。
例1(填空·★★☆☆☆)
函数的极大值点为________.
【切入点】三次函数求极值点,标准三步:求导、解驻点、看两侧符号。
【关键】,两个驻点是 与 。在 上两个因式都为负、乘积为正,函数递增;在 上前者为负、后者为正,乘积为负,函数递减。所以 是先增后减的点,即极大值点。
【易错】答案要写极大值点 ,不是极大值 ——题目问的是点。 处导数也为零,但两侧导数都是正的,它对应的是极小值点,别答错。
【答案】
变式1-1(单选·★★★☆☆)
已知函数,其中,5为的极小值点.若在内有最大值,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】三次函数的两个驻点谁大谁小由 、 的关系定;「5 是极小值点」正好把 定住。
【关键】。由 得 ,所以函数在 、 上递增、在 上递减。于是 是极小值点,故 ; 是极大值点。要让开区间 内有最大值,极大值点要落在区间内,且右端不能越过「函数值等于极大值的另一个点」。由 在 处有二重根,设它等于 ,比较 的系数得 ,解出 。于是需要 ,解得 、 且 ,合起来 。故选 D。
【易错】「函数值等于极大值的另一个点」 要算出来,凭图象猜容易把端点写错。区间是开的,所以左端界的等号取不到( 严格),而右端 可以取等号。
【答案】D
变式1-2(单选·★★★☆☆)
已知函数,其中,3为的极大值点。若在内有最小值,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】与上一题同型,但这里 —— 两个驻点的大小关系反过来,极大与极小的位置也随之互换。
【关键】。由 得 ,所以函数在 、 上递增、在 上递减。于是 是极大值点,由题设 ; 是极小值点。要让 内有最小值,极小值点要落在区间内:,即 。左边给出 ,右边自动成立。故选 D。
【易错】上一题 、本题 ,极大与极小正好对调 ——照抄上一题的结论会整题错。「区间内有最小值」等价于极小值点落在区间内,两个端点都要卡。
【答案】D
变式1-3(单选·★★★☆☆)
若函数存在极大值点和极小值点,,其中,都是实数,则( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】「存在极大值点和极小值点」等价于导函数有两个变号零点;把参数分离出来,就变成两条曲线的交点问题。
【关键】。要有极大值点和极小值点, 必须有两个不相等的实根。 时方程只剩 一个根,所以 。在 处两边除以 ,得 。记 ,: 在 与 上递减、在 上递增; 时 取负值, 时最小值为 ,且两端分别趋于 与 。所以方程有两解当且仅当 。若 ,由 得 ,即 ,于是 ,A 项正确;若 ,不等式两边乘 反向,得 ,B 项错误。C、D 两项的式子与 、 的符号配合不上。故选 A。
【易错】分离参数时除以了 ,要先说 、。 里 的正负会影响不等号方向,必须分两种情形讨论。判 的取值不必画图:导数符号把单调性定死了,再看 与 的趋势即可。
【答案】A
变式1-4(单选·★★★☆☆)
若函数有极值,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】真数里含参数 ,先换元把参数挪到指数上,问题就化成「导函数有没有变号零点」。
【关键】令 ,则 ,函数化为 (),。记 ,,驻点 。当 时 落在定义域外, 在 上递减,而 时 、 时 ,所以恰有一个零点,函数有极值。当 时 , 先减后增,最小值是 ;它小于零时 才有两个零点、函数才有极值。由 得 ,即 。综上 。故选 A。
【易错】换元后定义域是 ,驻点 落不落在定义域内要分 的正负看。 的符号由 决定,界是 而不是 —— 这一点最容易写错。
【答案】A
变式1-5(单选·★★★☆☆)
若函数在区间上有奇数个极小值点,则的值可以是( )
A. 1
B. 3
C. 4
D. 5
【切入点】 出现在频率上,换元 把区间拉直,极值点就变成「每个单调区间恰有一个」的计数问题。
【关键】令 ,则 (),。驻点由 给出,即 (在 处)。对每个整数 ,函数 在区间 上严格递增,两端分别趋于 与 ,所以每段恰有一个零点。逐段看导数的符号可知,这些零点交替成为极大值点与极小值点。因此 为奇数时极值点总数是奇数、其中极小值点也是奇数个; 为偶数时极小值点是偶数个。四个选项里只有 是奇数。故选 B。
【易错】 的根要按每个单调区间一段来数,只解第一个根远远不够。极值点极大、极小交替出现 —— 认出这一点,本题就只剩「 的奇偶性」一件事。
【答案】B
变式1-6(单选·★★★★☆)
对于函数,若在定义域内存在实数,满足,则称为 “局部反比例对称函数”. 若的导函数是定义在区间上的 “局部反比例对称函数”,则实数的最大值与最小值之差为( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】新定义给的是一个函数方程,把它翻译成「关于参数 的方程在 上有解」。
【关键】。条件即:存在 使 。展开并把 记作 ,整理得 。当 时 单调递增(可由作差看出),所以 。于是问题化为 在 上有零点。若 (即 ), 在区间上递增,只需 ,解得 ;若 (即 ),最小值在 处,令 得 ,与 矛盾。所以 ,最大值与最小值之差为 。故选 B。
【易错】换元后必须算出 的范围( 时 )——它决定了对称轴落在区间内还是区间外。二次函数在区间上有零点要分「对称轴在区间内/外」两种情况,只算一种会漏掉整个分支。
【答案】B
例2(单选·★★☆☆☆)
已知函数,则在内的极大值点为( )。
A.
B.
C.
D.
【切入点】解析式里带着 这个常数,先把它定出来,函数才明确下来。
【关键】,代入 得 ,解得 。所以 ,。令 得 ;在 内 ,所以 ,即 。在 上 、导数大于零,函数递增;在 上导数小于零,函数递减。所以 是先增后减的点,是极大值点。故选 B。
【易错】 是常数,求导时它跟着 一起走: ——这一层的系数 最容易丢。解 要在 内找,得到正负两个解,只取正的那个就会选错。
【答案】B
例3(填空·★★★☆☆)
已知函数的极小值点为2,则的极大值点为_________.
【切入点】「极小值点为 2」一下子给出两条信息:导函数在 2 处为零,且 2 两侧是先减后增 —— 前者用来定参数,后者用来筛支。
【关键】,分母恒正。由 得 ,即 。代入并把分子分解:,两个驻点是 与 。要 2 处先减后增,需要 ;又 是正整数,所以 ,取 。此时另一个驻点是 ,它是先增后减的点,即极大值点。
【易错】 只说明 2 是驻点,还得用「先减后增」把另一支筛掉 —— 若 ,2 就成了极大值点。「 是正整数」这个条件是筛出唯一解的钥匙,不能忽略。
【答案】
变式3-1(填空·★★★☆☆)
已知是函数的极小值点,则 = _________,曲线的对称中心为_________.
【切入点】两个驻点里哪一个等于 1,要两种都试;第二空问三次曲线的对称中心,先求出解析式再定。
【关键】,驻点是 与 。若 ,驻点为 与 :函数在 上增、 后减,所以 是极大值点,不符;若 即 ,驻点为 与 :函数在 上减、 上增,所以 是极小值点,符合。故 。于是 。设对称中心为 ,由 恒成立,展开后 的系数是 ,令它为零得 ;再代回得 。所以对称中心是 。
【易错】两个驻点谁是 1 必须两路都算 —— 只代 会漏掉对 那支的排除。三次曲线的对称中心落在两个极值点的中点:这里极值点是 与 ,中点正是 。
【答案】,
变式3-2(多选·★★★☆☆)
已知函数在有极大值,则( )
A.
B. 曲线在点处的切线方程为
C. 方程有且只有一个实数解,则或
D. 当时,
【切入点】题干给了「 处有极大值」,先用它把参数 定下来,再逐项判。
【关键】,。由 得 或 。 时 , 处先减后增、是极小值点,舍去; 时 , 处先增后减、是极大值点。所以 ,A 项错误。B 项:、,切线方程是 ,B 项正确。C 项:函数在 、 上递增、在 上递减,极大值 、极小值 ,所以方程只有一个解当且仅当 或 ;选项写的是 ,而 时方程有 与 两个解,C 项错误。D 项: 时 ,而函数在 上递增,所以 ,D 项正确。故选 BD。
【易错】 解出两个 ,必须验哪个使 是极大值点 —— 直接取 就全错了。C 项的坑在端点: 时方程有两个解,所以只能写 而不是 。
【答案】BD
极值点的个数
一、把「有几个极值点」翻译成「导函数有几个变号零点」
「有 个极值点」等价于导数的方程有 个变号零点;「无极值」等价于导数在定义域上不变号;「存在极值点」等价于导数有零点。
二、分离参数:看的是值域,不是单调性
把参数甩到一边后,要看另一条曲线在区间上的取值范围(必要时再配合单调性),而不是只看它增还是减。
三、二次方程根的分布:三条一起卡
判别式大于零、两根之和、两根之积 —— 三条都要看;定义域是 时,「两根」还要满足两根同正。
四、区间上的极值点:先求出极值点,再让区间包含它
题目给的区间含参数时,让极值点落在区间内(必要时再加上区间落在定义域内)。
五、别忘定义域
负根、以及落在定义域外的根都不产生极值点。
例4(填空·★★★☆☆)
若函数无极值,则的取值范围为_________.
【切入点】「无极值」翻译成「导函数在定义域上不变号」,接着把参数分离出来求最值。
【关键】。无极值意味着导数不变号。当 时 ,所以导数不可能恒非正,只能是 恒成立。分离参数得 恒成立。记 ,: 在 上递减、在 上递增,最小值是 ,所以 的取值范围为 。
【易错】「无极值」含「恒非负」与「恒非正」两种情况,两个都要试 ——本题靠 时导数趋于正无穷,把恒非正那一支排除掉。分离参数后取的是最小值(因为条件是 不超过它)。
【答案】
变式4-1(单选·★★★☆☆)
若函数无极值,则的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】与例题同型 —— 导数里含参的一次项与指数混在一起,先看它有没有可能不变号。
【关键】。无极值意味着它不变号;因为 时 ,所以只能是 恒成立,即 恒成立。记 ,,最小值是 ,所以 。故选 C。
【易错】与例题只差一个常数项 ,但那个常数求导后消失,所以两道题的答案完全相同 —— 看到「加了个常数」不要以为题目变了。 的最小值在 处取到,别算成 。
【答案】C
变式4-2(单选·★★★★☆)
已知函数,有下列四个命题,其中正确的个数是( )(1)有两个极值点 (2)直线是曲线的切线(3)点是曲线的对称中心 (4)有三个零点
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
【切入点】四次判断各考一个点:极值点个数、切线、对称中心、零点个数 ——先把导数与单调性算出来,四条都能挂上去。
【关键】,,两个零点 ,且导数在这两点处都变号,所以函数有两个极值点,(1)正确。(2)要判断 是不是切线:设切点横坐标为 ,斜率 得 ;代回求切线: 处切线为 、 处切线为 ,都不是 ,所以(2)错误。(3)三次曲线 的对称中心是 ,(3)正确。(4)两个极值是 与 ,都大于零,而 时 ,所以只有 1 个零点,(4)错误。正确的有 2 个。故选 C。
【易错】(2)的坑在于切点有两个()——必须把两条切线都算出来再逐一比对,只算 或只验斜率都会判错。(4)要看两个极值的符号:两个极值同号时三次函数只有一个零点;这里两个极值都为正,所以只有一个零点。
【答案】C
变式4-3(单选·★★★☆☆)
已知函数在上的所有极值点从小到大依次记为,则 = ( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】导数是关于 的二次式,解出来就变成「余弦取某值的点有几个」,再用余弦的对称性把和算出来。
【关键】,分解得 ,所以 或 。在 上: 有 4 个解(每个周期 2 个,共两个周期); 也有 4 个解。它们按从小到大排成 。注意每组解都关于 成对出现(若 是解, 也是),所以 ;同理 。再把 逐项算出来,其中含正弦的两项都为零,含 的项为零,只剩常数项。故选 B。
【易错】解 时要用反余弦写解、不能只写一个值;在 上有 4 个解而不是 2 个。求和不用真去解出每个 —— 利用「解关于原点成对」这一条,、 直接得出。
【答案】B
变式4-4(单选·★★★☆☆)
函数在区间上的极值点个数为( )
A. 4
B. 5
C. 6
D. 7
【切入点】求导后 与三角函数分开成了两个因式,零点就是一个一次零点加一串正弦零点。
【关键】。令 得 或 。在 内, 共 5 个候选点。逐个看两侧符号: 是 两侧变号; 在 ()两侧也变号;而 处 与 同时变号、乘积不变号 ——所以 不是极值点,真正的极值点是 与 共 4 个。故选 A。
【易错】 处两个因式同时变号,乘积不变号,所以它不是极值点 ——这一条最容易被漏掉,漏掉就会数成 5 个。求导时 ,那个负号别丢。
【答案】A
变式4-5(单选·★★★★☆)
设函数,给定下列命题①不等式的解集为;②函数在单调递增,在单调递减;③时,总有恒成立;④若实数,则函数有两个极值点。则正确的命题的个数为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
【切入点】四个命题都绕着 转 ——先把它的定义域、单调性与值域一次性算清。
【关键】 的导数是 ,所以 ()。,所以 在 上递增、在 上递减,最大值是 ;又 时 、 时 。命题①: 即 ,解集为 ,正确。命题②: 的递增区间是 、递减区间是 ,选项写的是 与 ,错误。命题③:在 上 ( 处取零),而 ( 处取零),两个零点错开,所以 恒成立,正确。命题④:,。要有两个极值点,需 有两个根,即 有两个根。由 的值域知这要求 ,即 ;而命题给的是 ,范围偏大,错误。正确的只有①③,共 2 个。故选 B。
【易错】命题②问的是 的单调区间,不是 的 ——两者差一个横坐标的伸缩( 相当于 在 处取值),分界点由 变成 ,直接照搬会选错。命题③的两个零点分别在区间两端、互不重合,这是「严格小于」成立的关键。
【答案】B
变式4-6(解答·★★★★★)
已知函数.判断在区间上极值点的个数,并说明理由.
【切入点】函数里带 ,求导后分子是 ——把它当成新函数再求一次导,零点个数就能数清了。
【关键】定义域为 ,,分母恒正,符号由分子决定。记 ,。在 上 ,所以 , 递减;在 上 ,, 递增;在 上 ,, 递减。四个关键值:、、、。所以 在 上从 递减到 ,恒负、没有零点;在 上从 递增到 ,恰好一个零点;在 上从 递减到 ,恰好一个零点。这两个零点处 都变号,所以 有两个变号零点,函数在 上有两个极值点。
【易错】 前面那个负号决定各段的增减方向,丢了就全反了。 用不上: 不在定义域内,而 在 上是严格递减的,所以那一段恒负。数零点时要说明每段恰有一个:靠的是该段上单调加两端异号。
【答案】 在 上有两个极值点。
例5(填空·★★★☆☆)
若函数有两个极值点,则实数的取值范围_______.
【切入点】通分后分子是二次式,于是「两个极值点」变成「二次方程有两个不同的正根」。
【关键】定义域为 ,,分母恒正。两个极值点等价于 ,即 ,在 上有两个不同的根。两根之和为 (恒正),两根之积为 。要有两个正根,需要积为正,即 ;还要判别式为正,即 ,也就是 。合起来 。
【易错】「两个根」不等于「两个正根」—— 定义域是 ,负根不产生极值点。两根之和恒正,所以本题靠两根之积卡出 。判别式给的是另一侧的界,两条缺一不可。
【答案】
变式5-1(填空·★★★☆☆)
已知函数有两个极值点,则的取值范围为_______.
【切入点】求导后是「对数 + 含参一次式」,把参数分离出来,就变成直线与曲线有两个交点。
【关键】定义域为 ,。两个极值点等价于 有两个根,也就是直线 与这条曲线交两次。记 ,: 在 上递增、在 上递减,最大值是 ;又 时 、 时 ,所以 的值域在正半轴上是 、且只取到一次最大值。直线 与它有两个交点,当且仅当 ,解得 。
【易错】分离参数后要的是 的值域(=图象的水平截线能交几次),不是它的单调性。把 的正负与 一起卡:既要大于零、又要小于最大值。求导时 里的两个 正好抵消,剩下 ,这一步不能算错。
【答案】
变式5-2(填空·★★★☆☆)
已知函数有两个极值点,,且,则 = __________.
【切入点】两个极值点给出韦达关系,绝对值条件负责定参数 ——先把定义域上的对称性认出来。
【关键】,由 与韦达定理得 、。因为导数开口向上, 是极大值点、 是极小值点,所以 。条件 说明 与 互为相反数,即 。把 的两式相加并用 、 表示,代入后解出 。
【易错】绝对值去掉时要先判两个式子的正负 ——这里由 是极大值点、 是极小值点得 ,但 与 谁大谁小还要另算,本题恰是互为相反数,所以取「和为 」这一支。别忘了先由「有两个极值点」定出 ,再验 满足。
【答案】
变式5-3(多选·★★★☆☆)
已知,函数有两个极值点,则( )
A. 实数的取值范围是
B. 曲线的对称中心的横坐标为
C. 存在实数,使得是的极大值点
D. 当时,经过点的切线有且只有1条
【切入点】四个选项各管一件事:判别式定范围、对称中心、极值点的位置、切线条数 ——都挂在同一个导数上。
【关键】。A 项:要有两个极值点,判别式 ,结合 得 ,A 项正确。B 项:三次曲线的对称中心在其导函数图象的对称轴上, 的对称轴是 ,所以横坐标是 而不是 ,B 项错误。C 项:若 是极值点,由 得 ;此时 ,函数在 上递增、在 上递减,所以 确实是极大值点,C 项正确。D 项: 时 ,设切点横坐标为 ,由切线过点 列出关于 的三次方程,解得三条不同的切线,D 项错误。故选 AC。
【易错】B 项的对称轴符号最容易错:导函数的对称轴是 (由 的系数与韦达关系得来),选项写的是 ,差一个负号。C 项先由 解出 ,还要回代验证 是极大而不是极小。
【答案】AC
例6(单选·★★★☆☆)
已知存在两个不同极值点,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】导数是「指数 + 含参一次式」的混合形状,要先按参数的符号定下它有没有可能变号。
【关键】。当 时 ,没有零点,不符;当 时,记 , 恒成立,所以 在 上单调递增、最多一个零点,不符;当 时, 在 处为零, 先减后增,最小值是 。要有两个零点,需最小值小于零,即 ,也就是 。此时 与 时 都趋于正无穷,两侧各有一个零点。故选 A。
【易错】 那一支要先判断 的符号: 里 ,所以 恒正、 单调,不可能有两个零点。最小值小于零只是「有零点」的必要条件,还要说明两侧都趋于正无穷,零点才真的是两个。
【答案】A
变式6-1(解答·★★★★☆)
已知函数,.讨论的极值点个数.
【切入点】导数是 ,含参的一次式与指数混在一起 ——按 的符号分类,看导函数有没有变号零点。
【关键】。当 时, 而 ,两项之和恒正,所以 在 上单调递增,无极值点。当 时,令 得 ,即 。 是 上的增函数,所以 时 、 时 。于是该点是先减后增的点,即唯一的极小值点,没有极大值点。综上: 时无极值点; 时只有一个极小值点(在 处),没有极大值点。
【易错】答「极值点个数」要把是极大还是极小一并写清 ——只写「一个极值点」拿不到分。 时 ,归在「」这一类里。说明 是增函数这一步不能省:它是「零点两侧符号相反」的依据。
【答案】 时 无极值点; 时它只有一个极小值点(在 处),没有极大值点。
变式6-2(解答·★★★★★)
已知函数,.当时,讨论函数极值点的个数.
【切入点】导数里的参数能分离出来,于是「极值点个数」变成「水平线与一条曲线有几个交点」。
【关键】定义域为 ,。令 :因为 ,两边同除以 得 ……直接整理更稳妥:由 得 。记 (),。当 时 、当 时 ,所以 在 上递增、在 上递减,最大值是 ;又 时 , 时 。题设 ,即水平线 落在最大值 的下方,它与 的图象有两个交点,也就是 的两个零点都变号,因此极值点共有 个。
【易错】分离参数后要比较 与 的最大值(不是最小值)——因为「方程有两解」看的是水平截线能切几次。 时 从负方向趋于零,所以 ()与右侧那一支必有交点,这一点要说明,不能只靠图象印象。
【答案】
变式6-3(解答·★★★★★)
已知函数,.已知,函数,讨论的极值点的个数.
【切入点】 由这两个函数乘参数相减拼成,而 与 的导数结构相同 —— 求导后正好能提取公因式。
【关键】。因为 、,所以 。令 ,三个候选零点是 、 与 。当 时 ,与第一个零点重合,此时 在 上非正、在 上非负,函数只有 个极小值点 。当 时 ,与第二个零点重合,此时 在 上非正、在 上非负,函数只有 个极小值点 。当 时 ,三个零点互不重合,按从小到大排为 ,导数的符号依次为「负、正、负、正」,函数有 个极值点。当 时 ,顺序为 ,符号同样依次为「负、正、负、正」,也有 个极值点。综上, 的极值点个数为: 或 时为 个, 或 时为 个。
【易错】三个零点的重合是分类的钥匙 —— 重合处导数不变号,极值点就少两个。、 这两个值必须单独成类,不能并进「」里。提取公因式 是本题最省力的一步,分别展开 与 的导数再相减会非常冗长。
【答案】 的极值点个数为: 或 时为 个; 或 时为 个。
变式6-4(解答·★★★★★)
已知函数,,令,其中.求函数在上的极值点个数.
【切入点】 里带着 这个分式,先乘进去化简 —— 正好把分母消掉,化简后是「三角 + 一次」的形状。
【关键】。把 代入得 ,所以 。求导得 。令 ,即 。记 ,。在 处 、在 处 ,所以 在 内先增后减,且 ;在 上 、,所以 , 单调递减。配合 、、,可知 的值域在 上是 的一部分、在 上从 单调降到 。因为 ,所以 :它与 的图象在 上恰好相交一次,而在 上 、不相交。所以 在 上恰有一个变号零点, 在 上的极值点个数为 。
【易错】 这一步化简是整题的钥匙 ——不化简就要对分式求导,式子会长得没法看。 的范围 是用来定 所在的区间的,这是「恰好一个交点」的依据。 在 上的最大值要说明大于零,才能断定它与 不相交。
【答案】 在 上的极值点个数为 。
例7(单选·★★☆☆☆)
若定义在上的函数存在极值点,则的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】函数只有一个极值点,所以「区间内存在极值点」就是要求这个区间把那个点圈进去。
【关键】定义域为 ,。当 时后面三个因式都为正,导数的符号只由 决定: 时导数小于零、 时大于零,所以 是唯一的极小值点。要让 内存在极值点,只需 ,即 ;同时区间要落在定义域内,即 ,也就是 。合起来 。故选 C。
【易错】两个条件缺一不可:区间含极值点、区间落在定义域内 ——只写 就会把区间有一半在定义域外的情形也算进来。求导后分子的三个因式在 时都恒正,判号时可以直接丢掉。
【答案】C
变式7-1(单选·★★★☆☆)
若函数有两个极值点,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】分段函数要在每一段上分别找极值点,再让两段的极值点合起来恰好两个。
【关键】当 时 ,对称轴是 ;若 ,这一段在 处取到极大值,就有一个极值点。当 时 是一次函数,只有 时它单调递增,才会在分段点 附近再产生一个极值点。于是需要 且 ,解得 。故选 B。
【易错】分界点 处是不是极值点,要看左右两段的单调方向是否相反 —— 时右段递减,两侧方向一致, 就不是极值点。左段的极值点是对称轴处,条件写成 而不是 (取等号时对称轴落在分界点上,那一点要按分界点单独判)。
【答案】B
变式7-2(填空·★★★☆☆)
已知函数在内存在个极值点,则的取值范围为______.
【切入点】函数含 ,先认出它是偶函数 ——这样 内的极值点关于原点成对出现,只需数一半。
【关键】,所以 是偶函数。 处导数由对称性知为零,且两侧单调性相反,所以它是一个极值点。要在 内共 5 个极值点,只需 在 内有 2 个极值点(加上 与负半轴的对称点)。 时 ,。记 ,它要在 上有 2 个变号零点。 在 处为零, 先减后增,所以要 、最小值小于零、。由 得 ,结合 的最小值条件解得 。
【易错】偶函数的题要先数一半再翻倍 —— 直接按「5 个」去卡会多算一倍。 那个极值点是免费的(偶函数必然在原点处或对称轴处给出一个),别忘了把它算进 5 个里。 与最小值小于零这两个条件要联立,只用一个解不出来的。
【答案】
变式7-3(单选·★★★☆☆)
已知函数有且仅有个极值点、、,且,则( )
A. 为奇数
B. 为奇数
C. 若,则
D. 若,则
【切入点】导数的零点有三个,但重根处不产生极值点 ——所以「有且仅有 3 个极值点」要对 、 的奇偶与 、 的大小分类。
【关键】,三个可能的零点是 、 与 。要三个都是变号零点,指数 、 都必须是奇数,即 、 都是偶数 —— 否则某个根是偶重根,导数在那里不变号,不产生极值点。在此前提下再看 与 、 的大小关系:它必在 与 之间(因为它是 、 按 、 的加权平均),于是三个零点从小到大排列的顺序随 、 的大小而变,从而决定 是哪一个、并给出 与 的大小。故选 D。
【易错】本题考查的是「重根处不变号」这条判据 ——只要有一个指数为偶数(对应奇重根之外的偶重根),导数在该处就不变号,极值点个数就不够。三个零点的排序要用「加权平均必介于两端之间」来定,硬代数字会绕远。
【答案】D
变式7-4(单选·★★★☆☆)
我们约定:若两个函数的极值点个数相同,并且图象从左到右看,极大值点和极小值点分布的顺序相同,则称这两个函数的图象“相似”。已知,则下列给出的函数其图象与的图象“相似”的是( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】新定义要的是「极值点个数」与「极大、极小的排列顺序」,所以先把 的导数零点个数与顺序定下来。
【关键】,。令 得 。记 ,,所以 单调递增、 先减后增,图象最多与 轴相交两次。已知 是一个;又 时 (因为 主导且趋于正无穷),而 ,所以另一个零点 落在 内。于是导数有两个零点 ;看符号得函数在 上增、 上减、 上增,即极值点顺序是「先极大、后极小」。四个选项里只有 C 项的函数也满足「两个极值点、先极大后极小」。故选 C。
【易错】新定义要两件事同时满足:极值点个数相同、极大极小的先后顺序相同 ——只看个数会选错。定第二个零点不必求出具体值:用二阶导恒正说明 单调递增,从而 先减后增、零点最多两个;再用端点处的符号说明确实存在第二个。
【答案】C
由极值反求参数
一、两条信息来源
已知极值点的位置,用 列方程;已知极值的大小,还要加上 。
二、导数为零只是必要条件
解出参数后要回代,确认导数在该点两侧变号——不变号的话那只是驻点,不是极值点。
三、极大还是极小,由两侧符号定
把导数的两个零点按大小排好,再看「先增后减」还是「先减后增」,这一步决定了分类的界是哪个常数。
四、解集形式反推函数结构
不等式解集的形态(例如 挖掉一点)会暴露出零点的重数,据此写出因式形式的解析式。
五、极值点个数与极值大小是两件事
「有几个极值点」看导数的变号零点个数;「极值是多少」要把驻点代回原函数。
例8(单选·★★☆☆☆)
已知函数的极小值为,则实数的值为( )
A. 8
B. 6
C. 4
D. 2
【切入点】极值点由导数零点定,极值大小要把那个点代回原函数 ——两条信息一起用。
【关键】,零点 。导数在 上为负、在两侧为正,所以 是极小值点, 是极大值点。极小值 。令它等于 得 。故选 A。
【易错】极小值点是 而不是 —— 处先增后减、是极大值点。「极小值为 6」说的是 ,不是 ,把极值当成导数会整题错。
【答案】A
变式8-1(单选·★★★☆☆)
已知函数,且不等式的解集为,,则的极大值为( )。
A. 0
B. 36
C. 72
D. 108
【切入点】不等式的解集形态暴露了函数的结构:「 且 」说明函数有两个零点,其中 是二重零点。
【关键】由解集「 且 」知 。与原式 比较 的系数得 ;又题设 ,两式联立解得 、。所以 ,。由导数的符号知函数在 处取极大值,。故选 D。
【易错】「 且 」里的「」正是二重零点的标志 ——漏掉它就会把函数写成三个一次因式之积。比较系数时两个式子要同次幂对齐, 的系数给的是 。
【答案】D
变式8-2(单选·★★☆☆☆)
已知函数的极小值为,极小值点为,零点为。若底面半径为1的圆锥的高,则该圆锥的体积为( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】三个量分别是极小值、极小值点、零点 ——前两个从导数来,第三个从原函数来,各算各的。
【关键】定义域为 ,,令它为零得 。导数在 上为负、在 上为正,所以极小值点 ;极小值 。零点由 得 ( 不在定义域内),所以 。于是 。圆锥的体积为 。故选 B。
【易错】三个量里只有 和 来自导数, 要解原方程 ——把 也当成导数零点就会算错。 恰好抵消(、),这是本题设计好的;若算成 就抵消不掉了。
【答案】B
变式8-3(单选·★★☆☆☆)
已知函数的一个极值点为1,若,则的最小值为( )
A. 10
B. 9
C. 8
D.
【切入点】「一个极值点为 1」给出 ,整理后正好是一个一次约束 —— 后面就是基本不等式的活儿。
【关键】。由 得 ,即 。因为 ,用乘一法:。由基本不等式 ,所以原式 ,等号当且仅当 时取到。故选 B。
【易错】 不能直接套基本不等式 ——要用条件 做「乘一」,把两项配成能约分的形式。等号成立的条件要写出来(,结合 得 、),否则等于没说清最小值能不能取到。
【答案】B
变式8-4(填空·★★★★☆)
已知定义在上的函数,其导函数满足,且,若函数存在极大值,且极大值为,则的最小值是______.
【切入点】题干给的是导函数满足的关系式,先把它积出原函数,再谈极值。
【关键】由 得 ,左边正好是 。所以 ;由 得 ,即 。于是 ,,。当 时 , 不变号,无极值;当 时 在 上有唯一变号零点,最大值(极大值)给出约束,由此把 用 表示出来,代入 后求最值,得 。
【易错】「」要一眼认出是 ——这是构造原函数的固定套路。求 的最值时, 的表达式由「极大值为 2」这一条给出;别漏掉 那一支(它没有极值,直接排除)。
【答案】
变式8-5(多选·★★★☆☆)
已知函数在处取得极大值,的导函数为,则( )
A.
B. 当时,
C.
D. 当且时,
【切入点】由「 处取极大值」把 定下来,后面三项都要用到这个函数的对称性。
【关键】定义域由 得 ,,。A 项:由 得 ,A 项正确。B 项: 时 ,而函数在 上递增、在 上递减,两个自变量都落在 内,由递增得 ——需要再核对单调区间,实际该段递增,B 项不成立。C 项:直接计算 与 ,两者相等,C 项正确。D 项:由 且 得 ,由函数在 上递增得 ;再算出 ,于是 ,D 项正确。故选 ACD。
【易错】C 项要真算:、,两者相等靠的是对称轴 。D 项的关键是 是定值(同样来自关于 的对称性)。
【答案】ACD
变式8-6(多选·★★★☆☆)
已知函数在处取得极小值,为其导函数,则( )
A.
B.
C. 的解集为
D.
【切入点】由「 处取极小值」定 ,后面三项分别考导数的对称性、三次不等式的解、以及单调性比较。
【关键】。A 项:由 得 ,并回代确认 处确实是极小值点,A 项正确。B 项: 开口向上、对称轴 。 到对称轴的距离是 , 到对称轴的距离是 ;开口向上的二次函数离对称轴越远值越大,所以 ,B 项错误。C 项:,,所以 的解集是 ,C 项正确。D 项: 时 、,而函数在 上递增、在 上也递增,且 、,所以不等式成立,D 项正确。故选 ACD。
【易错】B 项比的是 在两点的取值 —— 要用二次函数的对称性(离对称轴远的更大),不是直接代数字硬算。C 项要会因式分解:,分解出来后解集一眼看出。
【答案】ACD
变式8-7(填空·★★★★☆)
已知函数的零点为,极值点为,则 = _________, = _________.
【切入点】两个空分别对应两个条件:零点给 、极值点给 ,一个一个解。
【关键】,在 上 ,由 得 ,即 ;所以 ,。求导得 ,由 得 ,所以 ,即 、。于是 。
【易错】零点方程里 才能约掉 —— 要说清区间 保证这一点。极值点方程要解 ,把右边写成 才好看出来 。最后一空是两角差的正切,分母 是加号,别写成减号。
【答案】,
例9(填空·★★★☆☆)
若函数在 处取得极值,则实数 = ________.
【切入点】「在 处取得极值」直接给出方程 ,但解完还要回代验证它真的是极值点。
【关键】。由 得 ,即 。回代:,导数在 上为负、在 上为正,所以 确实是极小值点, 符合要求。
【易错】 只保证 3 是驻点 ——若解出的参数使导数在 3 处不变号(例如两根重合),就要舍去。本题 时两根是 与 ,互不重合,才保留。
【答案】
例10(填空·★★★☆☆)
若函数在处取得极大值,则实数的取值范围为__________.
【切入点】 对任何 都是驻点,所以定不出参数 ——要靠另一个驻点落在 0 的哪一侧来决定 0 处是极大还是极小。
【关键】。两个驻点是 与 。要 处先增后减,需要另一个驻点落在 0 的左侧,即 ,解得 。此时导数在 上为正、在 上为负,0 处确实取极大。所以 。
【易错】「 是极大值点」要翻译成导数在 0 处左正右负,不能只写 —— 本题那个条件对一切 都成立。分子写成 与一个一次因式之积后,比较两个零点的大小即可;别忘了题设已限定 。
【答案】
变式10-1(单选·★★★☆☆)
已知函数,记的非零极值点为,则取最大值时, = ( )
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
【切入点】先求出非零极值点的表达式 ,再把它当成新函数求最大值。
【关键】。因为 ,(),所以非零极值点满足 ,即 。记 (),,所以 在 上递增、在 上递减,在 处取最大值。但题设要求 是正整数,所以取最靠近 的两个整数 与 比较:、,由 (即 )知 更大。故选 B。
【易错】 的最大值在 处取到,但 不是整数 ——所以要在最靠近 的两个正整数 与 之间比大小。比较 与 时可以化归成比较 与 。
【答案】B
变式10-2(多选·★★★☆☆)
已知函数的极大值为4,则下列结论正确的有( )
A.
B. 函数有3个零点
C. 的对称中心为
D. 过点有且仅有1条直线与函数的图象相切
【切入点】「极大值为 4」定参数 ,而 与 2 的大小关系会影响极大值点的位置,所以要先分类。
【关键】。A 项:分 、、 三种情况看极大值点。 时极大值点是 ,而 ,不符; 时两根重合、函数没有极值,不符; 时极大值点是 ,令 解得 。A 项正确。B 项: 时 ,零点只有 与 (后者二重),共 2 个,B 项错误。C 项:直接验证 恒成立,所以对称中心是 ,C 项正确。D 项:设切点横坐标为 ,把切线方程代入点 ,得到关于 的三次方程;它有 2 个不同的解,也就是有 2 条切线,D 项错误。故选 AC。
【易错】A 项必须三种情况都试:直接假定 会漏掉对另两支的排除。 时两根重合、导数不变号,函数根本无极值 —— 这一支最容易被忽略。C 项的对称中心横坐标是 (由 定),不是 。
【答案】AC
极值点的结构
一、极值点序列:借对称性比较和的大小
三次曲线关于两个极值点的中点对称,求有关极值点之和的不等式时先用这条对称性。
二、重根与极值点
导数的零点若是偶重的,函数在该处不变号、不产生极值点;所以「有且仅有 个极值点」会对指数的奇偶提出要求。
三、极值点成对出现的情形
函数有奇偶性或中心对称时,极值点也成对出现,两点的横坐标之和(或积)可以用韦达定理写出来。
四、结构型多选题的断案套路
选项常各考一条:对称中心、切线条数、斜率之和、两点间距离 ——每一项都用它自己的判据,不能一个结论通吃。
例11(多选·★★★☆☆)
已知函数,设和为函数的两个极值点,则( )
A. 存在使得为曲线的对称中心
B. 不存在使得只有一个零点
C. 若,则当时,
D. 若,则与两点间的距离最小
【切入点】先把函数因式分解,零点结构一目了然;四个选项分别考对称中心、零点个数、区间符号、两点距离。
【关键】。A 项:计算 ,令它对一切 为零得 (此时 ),所以 时 是曲线的对称中心,A 项正确。B 项: 时函数有两个零点( 与 中的一个与 重合),其余情形有三个零点,所以无论 取何值都不会只有一个零点,B 项正确。C 项:取 (满足 ),此时 ,并非小于零,C 项错误。D 项:,两个极值点满足 、。算出两点间距离的平方后记 ,它随 增大而增大且 ;距离是关于 的增函数,所以 取最小值(即 )时距离最小,D 项正确。故选 ABD。
【易错】A 项要算 的展开式,不是只看 就下结论。B 项的关键是: 至少有两个零点 、,第三个零点 至多让其中之一重合,所以零点个数只能是 2 或 3。D 项不必真去解 、 —— 用韦达定理把距离写成 的函数再求最值。
【答案】ABD
变式11-1(多选·★★★☆☆)
已知函数的极值点从小到大依次为,,,,是的导函数,则( )
A.
B.
C. 是的极小值点
D.
【切入点】导数的分子是「 乘余弦减正弦」,把它除以 就化成只看 这个辅助函数的符号。
【关键】,分母恒正,符号由分子决定;而在 处分子与 的乘积只相差一个正因子,所以记 。,在 上为正、在 上为负,所以 在每段上先增后减,且每段恰有一个零点落在 内。A 项:,由 知它大于零,A 项正确。B 项:第一个零点 落在 ,不在 ,B 项错误。C 项: 上 ,而 由正变负,两者相乘后 由负变正,所以 是极小值点,C 项正确。D 项:由零点在各段中的位置可以比较 与 的大小,得 ,D 项正确。故选 ACD。
【易错】B 项的零点位置靠「每段恰有一个零点、且落在极大值点的右侧」定 ——不能说「在 内」就了事。C 项要同时看 的符号与 的符号,两者相乘才决定导数的符号。D 项里 离两端点的「中点」更远一点,这是由零点的分布规律决定的。
【答案】ACD
变式11-2(多选·★★★☆☆)
已知函数,,为的极大值点,,则( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】两个函数各自的性质要分开算: 的极大值点用导数定, 的零点与 有关。
【关键】,记分子为 ,: 在 上递增、在 上递减,最大值 ;又 时 , 时 。所以 的两个零点中一个在 内 —— 它就是 的极大值点 。A 项:由 得 ,所以 ,A 项正确。B 项:,所以 ,B 项正确。C、D 两项:记 ,由 的单调性知 的零点 满足 ,所以 ,C 项正确、D 项错误。故选 ABC。
【易错】A 项的关键是把 整理成 ——这个式子正好是 里出现的那一块,代进去就归零。B 项要说明零点确实落在 :靠 、 加单调性。
【答案】ABC
变式11-3(多选·★★★★☆)
已知函数分别在点,处取极大值和极小值,曲线和轴的三个交点依次为,,(),为曲线上异于,,的动点,则( )
A.
B. 四边形为平行四边形
C. 在曲线上存在三个不同的点的切线与直线平行
D. ,,的斜率之和与曲线在处的切线斜率相等
【切入点】四个选项都是由极值点派生的几何结论:参数值、四边形形状、平行切线的条数、斜率之和。
【关键】,极值点是 。A 项:题设说 、 的纵坐标互为相反数,把 代进去比较,可得 ,A 项正确。B 项:算出 ,且 与 不共线,所以四边形 是平行四边形,B 项正确。C 项:直线 的斜率由两极值点定出,是 ;而 的取值中,每个大于 的数恰好被两个点取到,所以与 平行的切线最多两条、不可能有三条,C 项错误。D 项:设 ,把 算出来,结果恰为 ,正是 ,D 项正确。故选 ABD。
【易错】C 项要把「切线与 平行」转化为方程 的解的个数,而不是只看有没有解 —— 的值域是 ,每个大于 的值恰好对应两个 ,所以平行的切线最多两条。D 项的结论很漂亮,但要靠老老实实算三个斜率之和 ——设出 的坐标后代入三个交点,化简过程不能跳。
【答案】ABD
例12(多选·★★★★☆)
已知函数(,,,)有且仅有3个极值点、、,且,则( )
A. 为奇数
B. 为偶数
C. 若,则
D. 若,则
【切入点】导数的三个候选零点里,指数为偶数的那些不变号 ——「有且仅有 3 个极值点」就压在这个奇偶条件上。
【关键】,三个候选零点是 、 与 。A、B 两项:要三个零点都是变号零点,指数 、 必须都是奇数,也就是 、 都是偶数。所以 B 项正确、A 项错误。又 是 、 按 、 的加权平均,必介于 、 之间。C 项:若 ,三个零点从小到大是 、、,此时 ,由 、 知它小于零,C 项错误。D 项:若 ,顺序反过来,同样的式子符号也随之翻转,得 ,D 项正确。故选 BD。
【易错】「偶重零点处导数不变号」是本题的核心判据 —— 次幂对应变号,其余偶次幂都不变号。C、D 两项的差只在于 、 的大小顺序,而 的符号正好由这两个差决定,算一次就能同时判两项。
【答案】BD
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极值与最值
函数与导数 · 专题篇
求函数的极值
一、极值的判据是两侧导数的符号,不是导数为零
先增后减的点是极大值点,先减后增的点是极小值点;判断时看驻点左右两端导数的正负。
二、求极值的三步
求导 → 令导数为零解出驻点 → 逐个检查驻点两侧导数的符号。
三、导数为零不等于极值点
驻点两侧导数同号(例如重根处)时它不是极值点;导数不存在的点也可能是极值点。
四、含参时先看根的个数与位置
导数的零点个数随参数变,要按「两根谁大」「根在不在定义域内」分类。
五、极值点与极值不是一回事
极值点是横坐标、极值是函数值 —— 题目问哪个就答哪个。
例1(填空·★★☆☆☆)
函数的极大值点为________.
变式1-1(单选·★★★☆☆)
已知函数,其中,5为的极小值点.若在内有最大值,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
变式1-2(单选·★★★☆☆)
已知函数,其中,3为的极大值点。若在内有最小值,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
变式1-3(单选·★★★☆☆)
若函数存在极大值点和极小值点,,其中,都是实数,则( )
A.
B.
C.
D.
变式1-4(单选·★★★☆☆)
若函数有极值,则实数的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
变式1-5(单选·★★★☆☆)
若函数在区间上有奇数个极小值点,则的值可以是( )
A. 1
B. 3
C. 4
D. 5
变式1-6(单选·★★★★☆)
对于函数,若在定义域内存在实数,满足,则称为 “局部反比例对称函数”. 若的导函数是定义在区间上的 “局部反比例对称函数”,则实数的最大值与最小值之差为( )
A.
B.
C.
D.
例2(单选·★★☆☆☆)
已知函数,则在内的极大值点为( )。
A.
B.
C.
D.
例3(填空·★★★☆☆)
已知函数的极小值点为2,则的极大值点为_________.
变式3-1(填空·★★★☆☆)
已知是函数的极小值点,则 = _________,曲线的对称中心为_________.
变式3-2(多选·★★★☆☆)
已知函数在有极大值,则( )
A.
B. 曲线在点处的切线方程为
C. 方程有且只有一个实数解,则或
D. 当时,
极值点的个数
一、把「有几个极值点」翻译成「导函数有几个变号零点」
「有 个极值点」等价于导数的方程有 个变号零点;「无极值」等价于导数在定义域上不变号;「存在极值点」等价于导数有零点。
二、分离参数:看的是值域,不是单调性
把参数甩到一边后,要看另一条曲线在区间上的取值范围(必要时再配合单调性),而不是只看它增还是减。
三、二次方程根的分布:三条一起卡
判别式大于零、两根之和、两根之积 —— 三条都要看;定义域是 时,「两根」还要满足两根同正。
四、区间上的极值点:先求出极值点,再让区间包含它
题目给的区间含参数时,让极值点落在区间内(必要时再加上区间落在定义域内)。
五、别忘定义域
负根、以及落在定义域外的根都不产生极值点。
例4(填空·★★★☆☆)
若函数无极值,则的取值范围为_________.
变式4-1(单选·★★★☆☆)
若函数无极值,则的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
变式4-2(单选·★★★★☆)
已知函数,有下列四个命题,其中正确的个数是( )(1)有两个极值点 (2)直线是曲线的切线(3)点是曲线的对称中心 (4)有三个零点
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
变式4-3(单选·★★★☆☆)
已知函数在上的所有极值点从小到大依次记为,则 = ( )
A.
B.
C.
D.
变式4-4(单选·★★★☆☆)
函数在区间上的极值点个数为( )
A. 4
B. 5
C. 6
D. 7
变式4-5(单选·★★★★☆)
设函数,给定下列命题①不等式的解集为;②函数在单调递增,在单调递减;③时,总有恒成立;④若实数,则函数有两个极值点。则正确的命题的个数为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
变式4-6(解答·★★★★★)
已知函数.判断在区间上极值点的个数,并说明理由.
例5(填空·★★★☆☆)
若函数有两个极值点,则实数的取值范围_______.
变式5-1(填空·★★★☆☆)
已知函数有两个极值点,则的取值范围为_______.
变式5-2(填空·★★★☆☆)
已知函数有两个极值点,,且,则 = __________.
变式5-3(多选·★★★☆☆)
已知,函数有两个极值点,则( )
A. 实数的取值范围是
B. 曲线的对称中心的横坐标为
C. 存在实数,使得是的极大值点
D. 当时,经过点的切线有且只有1条
例6(单选·★★★☆☆)
已知存在两个不同极值点,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
变式6-1(解答·★★★★☆)
已知函数,.讨论的极值点个数.
变式6-2(解答·★★★★★)
已知函数,.当时,讨论函数极值点的个数.
变式6-3(解答·★★★★★)
已知函数,.已知,函数,讨论的极值点的个数.
变式6-4(解答·★★★★★)
已知函数,,令,其中.求函数在上的极值点个数.
例7(单选·★★☆☆☆)
若定义在上的函数存在极值点,则的取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
变式7-1(单选·★★★☆☆)
若函数有两个极值点,则的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
变式7-2(填空·★★★☆☆)
已知函数在内存在个极值点,则的取值范围为______.
变式7-3(单选·★★★☆☆)
已知函数有且仅有个极值点、、,且,则( )
A. 为奇数
B. 为奇数
C. 若,则
D. 若,则
变式7-4(单选·★★★☆☆)
我们约定:若两个函数的极值点个数相同,并且图象从左到右看,极大值点和极小值点分布的顺序相同,则称这两个函数的图象“相似”。已知,则下列给出的函数其图象与的图象“相似”的是( )
A.
B.
C.
D.
由极值反求参数
一、两条信息来源
已知极值点的位置,用 列方程;已知极值的大小,还要加上 。
二、导数为零只是必要条件
解出参数后要回代,确认导数在该点两侧变号——不变号的话那只是驻点,不是极值点。
三、极大还是极小,由两侧符号定
把导数的两个零点按大小排好,再看「先增后减」还是「先减后增」,这一步决定了分类的界是哪个常数。
四、解集形式反推函数结构
不等式解集的形态(例如 挖掉一点)会暴露出零点的重数,据此写出因式形式的解析式。
五、极值点个数与极值大小是两件事
「有几个极值点」看导数的变号零点个数;「极值是多少」要把驻点代回原函数。
例8(单选·★★☆☆☆)
已知函数的极小值为,则实数的值为( )
A. 8
B. 6
C. 4
D. 2
变式8-1(单选·★★★☆☆)
已知函数,且不等式的解集为,,则的极大值为( )。
A. 0
B. 36
C. 72
D. 108
变式8-2(单选·★★☆☆☆)
已知函数的极小值为,极小值点为,零点为。若底面半径为1的圆锥的高,则该圆锥的体积为( )
A.
B.
C.
D.
变式8-3(单选·★★☆☆☆)
已知函数的一个极值点为1,若,则的最小值为( )
A. 10
B. 9
C. 8
D.
变式8-4(填空·★★★★☆)
已知定义在上的函数,其导函数满足,且,若函数存在极大值,且极大值为,则的最小值是______.
变式8-5(多选·★★★☆☆)
已知函数在处取得极大值,的导函数为,则( )
A.
B. 当时,
C.
D. 当且时,
变式8-6(多选·★★★☆☆)
已知函数在处取得极小值,为其导函数,则( )
A.
B.
C. 的解集为
D.
变式8-7(填空·★★★★☆)
已知函数的零点为,极值点为,则 = _________, = _________.
例9(填空·★★★☆☆)
若函数在 处取得极值,则实数 = ________.
例10(填空·★★★☆☆)
若函数在处取得极大值,则实数的取值范围为__________.
变式10-1(单选·★★★☆☆)
已知函数,记的非零极值点为,则取最大值时, = ( )
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
变式10-2(多选·★★★☆☆)
已知函数的极大值为4,则下列结论正确的有( )
A.
B. 函数有3个零点
C. 的对称中心为
D. 过点有且仅有1条直线与函数的图象相切
极值点的结构
一、极值点序列:借对称性比较和的大小
三次曲线关于两个极值点的中点对称,求有关极值点之和的不等式时先用这条对称性。
二、重根与极值点
导数的零点若是偶重的,函数在该处不变号、不产生极值点;所以「有且仅有 个极值点」会对指数的奇偶提出要求。
三、极值点成对出现的情形
函数有奇偶性或中心对称时,极值点也成对出现,两点的横坐标之和(或积)可以用韦达定理写出来。
四、结构型多选题的断案套路
选项常各考一条:对称中心、切线条数、斜率之和、两点间距离 ——每一项都用它自己的判据,不能一个结论通吃。
例11(多选·★★★☆☆)
已知函数,设和为函数的两个极值点,则( )
A. 存在使得为曲线的对称中心
B. 不存在使得只有一个零点
C. 若,则当时,
D. 若,则与两点间的距离最小
变式11-1(多选·★★★☆☆)
已知函数的极值点从小到大依次为,,,,是的导函数,则( )
A.
B.
C. 是的极小值点
D.
变式11-2(多选·★★★☆☆)
已知函数,,为的极大值点,,则( )
A.
B.
C.
D.
变式11-3(多选·★★★★☆)
已知函数分别在点,处取极大值和极小值,曲线和轴的三个交点依次为,,(),为曲线上异于,,的动点,则( )
A.
B. 四边形为平行四边形
C. 在曲线上存在三个不同的点的切线与直线平行
D. ,,的斜率之和与曲线在处的切线斜率相等
例12(多选·★★★★☆)
已知函数(,,,)有且仅有3个极值点、、,且,则( )
A. 为奇数
B. 为偶数
C. 若,则
D. 若,则
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