文档内容
专题 2-3 导数压轴小题归类
目录
讲高考................................................................................................................................................................................1
题型全归纳.......................................................................................................................................................................7
【题型一】公切线求参................................................................................................................................................7
【题型二】“过点”切线条数...............................................................................................................................10
【题型三】切线法解题.............................................................................................................................................13
【题型四】恒成立“同构型”求参......................................................................................................................16
【题型五】恒成立“虚根”型求参......................................................................................................................18
【题型六】恒成立“整数解”求参......................................................................................................................21
【题型七】换元求参型.............................................................................................................................................24
【题型八】选择主元求参型....................................................................................................................................27
【题型九】多参放缩型.............................................................................................................................................29
【题型十】多参韦达定理型....................................................................................................................................33
【题型十一】构造函数求参....................................................................................................................................36
【题型十二】极值点偏移型....................................................................................................................................40
专题训练.........................................................................................................................................................................44
讲高考
1.(2022·全国·统考高考真题)当 时,函数 取得最大值 ,则
( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】根据题意可知 , 即可解得 ,再根据 即可解出.
【详解】因为函数 定义域为 ,所以依题可知, , ,而
,所以 ,即 ,所以 ,因此函数
在 上递增,在 上递减, 时取最大值,满足题意,即有
.
故选:B.
2.(2021·全国·统考高考真题)若过点 可以作曲线 的两条切线,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】解法一:根据导数几何意义求得切线方程,再构造函数,利用导数研究函数图象,
结合图形确定结果;
解法二:画出曲线 的图象,根据直观即可判定点 在曲线下方和 轴上方时才可
以作出两条切线.
【详解】在曲线 上任取一点 ,对函数 求导得 ,
所以,曲线 在点 处的切线方程为 ,即 ,
由题意可知,点 在直线 上,可得 ,
令 ,则 .当 时, ,此时函数 单调递增,
当 时, ,此时函数 单调递减,
所以, ,
由题意可知,直线 与曲线 的图象有两个交点,则 ,
当 时, ,当 时, ,作出函数 的图象如下图所示:
由图可知,当 时,直线 与曲线 的图象有两个交点.
故选:D.
解法二:画出函数曲线 的图象如图所示,根据直观即可判定点 在曲线下方和
轴上方时才可以作出两条切线.由此可知 .故选:D.
【点睛】解法一是严格的证明求解方法,其中的极限处理在中学知识范围内需要用到指数
函数的增长特性进行估计,解法二是根据基于对指数函数的图象的清晰的理解与认识的基
础上,直观解决问题的有效方法.
3.(2019·天津·高考真题)已知 ,设函数 若关于 的不
等式 在 上恒成立,则 的取值范围为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】先判断 时, 在 上恒成立;若 在 上恒
成立,转化为 在 上恒成立.
【详解】∵ ,即 ,
(1)当 时, ,
当 时, ,
故当 时, 在 上恒成立;
若 在 上恒成立,即 在 上恒成立,
令 ,则 ,
当 函数单增,当 函数单减,
故 ,所以 .当 时, 在 上恒成立;
综上可知, 的取值范围是 ,
故选C.
【点睛】本题考查分段函数的最值问题,关键利用求导的方法研究函数的单调性,进行综
合分析.
4.(·四川·高考真题)设直线l,l 分别是函数f(x)= 图象上点P,P 处的
1 2 1 2切线,l 与l 垂直相交于点P,且l,l 分别与y轴相交于点A,B,则△PAB的面积的取值
1 2 1 2
范围是
A.(0,1) B.(0,2) C.(0,+∞) D.(1,+∞)
【答案】A
【详解】试题分析:设 (不妨设 ),则由导数的
几何意义易得切线 的斜率分别为 由已知得
切线 的方程分别为 ,切线 的方程为
,即 .分别令 得
又 与 的交点为
,
故选A.
考点:1.导数的几何意义;2.两直线垂直关系;3.直线方程的应用;4.三角形面积取值范围.
5.(2021·全国·统考高考真题)设 ,若 为函数 的极大值
点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先考虑函数的零点情况,注意零点左右附近函数值是否变号,结合极大值点的性
质,对 进行分类讨论,画出 图象,即可得到 所满足的关系,由此确定正确选项.
【详解】若 ,则 为单调函数,无极值点,不符合题意,故 .
有 和 两个不同零点,且在 左右附近是不变号,在 左右附近是
变号的.依题意, 为函数 的极大值点, 在 左右附近
都是小于零的.
当 时,由 , ,画出 的图象如下图所示:
由图可知 , ,故 .
当 时,由 时, ,画出 的图象如下图所示:由图可知 , ,故 .
综上所述, 成立.
故选:D
【点睛】本小题主要考查三次函数的图象与性质,利用数形结合的数学思想方法可以快速
解答.
6.(2022·全国·统考高考真题)已知 和 分别是函数 ( 且
)的极小值点和极大值点.若 ,则a的取值范围是____________.
【答案】
【分析】法一:依题可知,方程 的两个根为 ,即函数 与
函数 的图象有两个不同的交点,构造函数 ,利用指数函数的图象和图
象变换得到 的图象,利用导数的几何意义求得过原点的切线的斜率,根据几何意义可
得出答案.
【详解】[方法一]:【最优解】转化法,零点的问题转为函数图象的交点
因为 ,所以方程 的两个根为 ,
即方程 的两个根为 ,
即函数 与函数 的图象有两个不同的交点,
因为 分别是函数 的极小值点和极大值点,
所以函数 在 和 上递减,在 上递增,
所以当时 , ,即 图象在 上方
当 时, ,即 图象在 下方
,图象显然不符合题意,所以 .
令 ,则 ,
设过原点且与函数 的图象相切的直线的切点为 ,
则切线的斜率为 ,故切线方程为 ,
则有 ,解得 ,则切线的斜率为 ,
因为函数 与函数 的图象有两个不同的交点,所以 ,解得 ,又 ,所以 ,
综上所述, 的取值范围为 .
[方法二]:【通性通法】构造新函数,二次求导
=0的两个根为
因为 分别是函数 的极小值点和极大值点,
所以函数 在 和 上递减,在 上递增,
设函数 ,则 ,
若 ,则 在 上单调递增,此时若 ,则 在
上单调递减,在 上单调递增,此时若有 和 分别是函数
且 的极小值点和极大值点,则 ,不符合题意;
若 ,则 在 上单调递减,此时若 ,则 在 上单调递增,
在 上单调递减,令 ,则 ,此时若有 和 分别是函数
且 的极小值点和极大值点,且 ,则需满足 ,
,即 故
,所以 .
【整体点评】法一:利用函数的零点与两函数图象交点的关系,由数形结合解出,突出
“小题小做”,是该题的最优解;
法二:通过构造新函数,多次求导判断单调性,根据极值点的大小关系得出不等式,解出
即可,该法属于通性通法.
7.(2021·全国·统考高考真题)已知函数 ,函数 的图象在点
和点 的两条切线互相垂直,且分别交y轴于M,N两点,则
取值范围是_______.
【答案】
【分析】结合导数的几何意义可得 ,结合直线方程及两点间距离公式可得, ,化简即可得解.
【详解】由题意, ,则 ,
所以点 和点 , ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,
同理 ,
所以 .
故答案为:
【点睛】关键点点睛:
解决本题的关键是利用导数的几何意义转化条件 ,消去一个变量后,运算即可得解.
题型全归纳
【题型一】公切线求参
【讲题型】
例题1.若两曲线y=x2-1与y=alnx-1存在公切线,则正实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分别求出导数,设出切点,得到切线方程,再由两点的斜率公式,结合切点满足
曲线方程,运用导数求的单调区间、极值、最值即可得出a的取值范围.
【详解】设
切线: ,即
切线: ,即 ,
令
在 上单调递增,在 上单调递减,
所以
故选:A.例题2.已知直线 与曲线 和 分别相切于点 , .有以下
命题:(1) ( 为原点);(2) ;(3)当 时,
.则真命题的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】先利用导数求斜率得到直线 的方程,可得出 ,分类讨论 的
符号,计算化简 并判断其符号即得命题①正确;由
结合指数与对数的互化,得到 ,即得 的范围,得命题
②错误;构造函数 ,研究其零点 ,再构造函数
并研究其范围,即得到 ,得到命题③正确.
【详解】 , ,所以直线 的斜率 ,直线 的方程为
,即 ,同理根据 可知,直线 的方程为
,故 ,得 .
命题①中,若 ,由 可得 ,此时等式 不成立,矛盾;
时, ,因此,
若 ,则 ,有 ,此时 ;
若 ,则 ,有 ,此时 .
所以根据数量积定义知, ,即 ,故①正确;
命题②中,由 得 ,得 或 ,
故②错误;
命题③中,因为 ,由②知, , 或 ,
故当 时,即 ,设 ,则 ,故
在 是增函数,而 , ,故
的根 ,因为 ,故构造函数
, ,则 ,故 在 上单调递减,所以,故 ,故③正确.
故选:C.
【讲技巧】
(1)以曲线上的点(x,f(x))为切点的切线方程的求解步骤:
0 0
①求出函数f(x)的导数f′(x);
②求切线的斜率f′(x);
0
③写出切线方程y-f(x)=f′(x)(x-x),并化简.
0 0 0
(2)如果已知点(x,y)不在曲线上,则设出切点(x,y),解方程组 得切
1 1 0 0
点(x,y),进而确定切线方程.
0 0
【练题型】
1..若函数 的图象与函数 的图象有公切线 ,且直线 与直
线 互相垂直,则实数 ( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】D
【分析】根据垂直性质可得 ,再求导根据导数的几何意义可得切线 的方程为
,再设函数 与直线 切于点 ,列式求解即可
【详解】由题知, ,令 ,又 ,解得 ,因为 ,所以
切线 的方程为 . ,
设函数 与直线 切于点 ,
所以 ,故 ,即 , ,解得 或
.故选:D
2.直线 与曲线 相切,且与圆 相切,则 ( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【分析】先由直线与曲线 求出 ,再由直线与圆相切即可求出
【详解】设直线 在曲线 上的切点为 ,
则 ,解得 ,故切点坐标为 ,将 代入直线 中,解得 ,
所以直线方程为 ,即 ,
又 与圆 相切,
则 ,故选:B
3..若函数 与 的图象存在公共切线,则实数a的最大值为
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分别设公切线与 和 的切点 ,
,根据导数的几何意义列式,再化简可得 ,再求导分析
的最大值即可
【详解】 , ,设公切线与 的图象切于点 ,与曲
线 切于点 ,
∴ ,故 ,所以 ,
∴ ,∵ ,故 ,
设 ,则 ,
∴ 在 上递增,在 上递减,∴ ,
∴实数a的最大值为e。故选:B.
【题型二】“过点”切线条数
【讲题型】
例题1.若过点 可作曲线 三条切线,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设切点为 ,根据导数的几何意义写出切线的方程,代入点 ,
转化为方程有3个根,构造函数 ,利用导数可知函数的极值,根据题意
列出不等式组求解即可.
【详解】设切点为 ,
由 ,故切线方程为 ,
因为 在切线上,所以代入切线方程得 ,
则关于t的方程有三个不同的实数根,
令 ,则 或 ,
所以当 , 时, , 为增函数,
当 时, , 为减函数,
且 时, , 时, ,所以只需 ,解得 故选:A
例题2.已知函数 ,若过点 存在2条直线与曲线 相切,请写出满
足条件的一个t值:______.
【答案】 ##0.5(不唯一)
【分析】先求得切线方程,根据切线过点(t,0),得到 ,令
,根据过点 存在2条直线与曲线 相切,利用导数法求解.
【详解】解:设切点坐标为 ,因为 ,所以,则 ,
所以切线方程为: ,因为切线过点(t,0),所以 ,
即 ,令 ,则,
当 时,,当 时,,
且当 时, ,当 时, ,所以当 时,函数 取得极大
值 ,因为过点 存在2条直线与曲线 相切,
所以 ,故答案为: (不唯一)
【讲技巧】
导数运算及切线的理解应注意的问题:
一是利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.
二是直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一
定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公
共点.
【练题型】
1.已知函数 ,过点 作 的切线,切线恰有三条,则a的取值范围是
________.
【答案】
【分析】根据切点,可得切点处的切线方程,根据两点间斜率公式可得 的表达式,构造
函数 ,利用导数处理 的单调性,根据单调性和极限值画图,
根据图像即可求解.
【详解】设切点为 , ,所以切线斜率 ,所以
,
化简得. ,即该方程有3个解,即 与 有3个
交点.,所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
且当 , ; ;当 , ;
当 , ;当 , ,所以 的草图为.
所以要保证3个交点,即 .故答案为: .
2.已知函数 ,过点 作曲线 的切线,则可作切线的最
多条数是______.
【答案】3
【分析】分析可得 不是切点,设切点 ,根据导数的几何意
义,求得切线的斜率k,根据点 和点 坐标,可求得切线斜率
k,联立即可得答案.
【详解】∵点 不在函数 的图象上,∴点 不是切点,
设切点为 ( ),
由 ,可得 ,
则切线的斜率 ,
∴ ,
解得 或 或 ,故切线有3条.
故答案为:3.
3.已知函数 .过点 作曲线 两条切线,两切
线与曲线 另外的公共点分别为B、C,则 外接圆的方程为___________.
【答案】 (或
)
【分析】求f(x)的导数,设切点为 ,根据直线点斜式方程求出切线方程,将A的
坐标代入求出切点坐标,联立切线方程和y=f(x)求得B、C坐标,设△ABC外接圆方程为
,代入A、B、C三点坐标得方程组,解方程组即可得到圆的方程.【详解】∵ ,
∴
.
则 ,设y=f(x)切线的切点为 ,
则切线方程为: ,
∵切线过A(-1,0),∴
即
当 时, ,即 ,即 ,解得
.
∴ , , ,
.
①当切点为A 时,切线方程为 ,
由 解得 或 ,则不妨设B(5,6);
②当切点为(2,-3)时,切线为 ,即 ,
由 解得 或 ,则不妨设C(2,-3);
故 , , ,设△ABC外接圆为 ,
则 ,解得 ,
∴所求圆的方程为 .
故答案为: .
【题型三】切线法解题
【讲题型】
例题1.已知过原点的直线与函数 的图像有两个公共点,则该直线斜率的取
值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】B【分析】画出函数图象并分别求出 和 两段图象的切线方程,由交点个数即可求
出斜率的范围.
【详解】设过原点与 相切的于点 ,
,则斜率为 ,此切线方程为 ,
将原点带入得 ,即斜率为 ,当斜率 时函数 与过原点的直线有两个公
共点,
设过原点与 相切的于点 ,
,则斜率为 ,此切线方程为 ,
将原点带入得 ,即斜率为 ,
当斜率 时函数 与过原点的直线有两个公共点,故选:B.
例题2.已知函数 ,若 有且只有两个整数解,则k的取值范围
是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】将问题化为 有且只有两个整数解,利用导数研究 的性质,
并画出 与 的图象,判断它们交点横坐标的范围,列不等式组求k的范围.
【详解】由题设, 定义域为 ,则 可得 ,
令 ,则 ,
所以 时 ,即 递增,值域为 ;
时 ,即 递减,值域为 ;
而 恒过 ,函数图象如下:要使 有且只有两个整数解,则 与 必有两个交点,
若交点的横坐标为 ,则 ,
所以 ,即 .故选:C
【点睛】关键点点睛:首先转化为 有且只有两个整数解,导数研究函数性质,
再应用数形结合法判断 、 交点横坐标范围,即可求参数范围.
【讲技巧】
涉及到交点或者零点的小题题型,函数图像通过求导,大多数属于凸凹型函数,则可以
用切线分隔(分界)思维来求解。切线,多涉及到“过点”型切线,
【练题型】
1.已知函数 , .若 的图象与 轴有且仅有两个交点,则
实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将 的图象与 轴有且仅有两个交点,转化为函数 与 的
图象在 上有且仅有两个交点,再利用数形结合去求解实数 的取值范围.
【详解】 , 的图象与 轴有且仅有两个交点,
等价于函数 与 的图象在 上有且仅有两个交点.
当直线 与 的图象相切时,
令 ,得 ,即切点为 ,此时 ;
当 的图象过点 时, ,
所以要使函数 与 的图象在 上有且仅有两个交点,
则需 .故选:D.
2..已知 , ,直线 与曲线 相切,则 的最小值为
___________.
【答案】8
【分析】设直线 与曲线 相切于点 ,根据导数的几何意义先
求出 ,进而得到关系 ,再由均值不等式可得出答案.
【详解】设直线 与曲线 相切于点
由函数 的导函数为 ,则
解得
所以 ,即
则
当且仅当 ,即 时取得等号.
故答案为:8
3..对任意的 ,若关于 的不等式 恒成立,则 的最小
值为__________.
【答案】 ##0.5
【分析】将问题转化为 的图象在函数 的图象上方相切,利用函
数的导数和切线的斜率的关系,求出切点坐标即可得解.
【详解】因为关于 的不等式 恒成立,
所以 的图象在函数 的图象上方相切.
当m>0时, 的图象与x轴的交点在x轴的负半轴上.
由图可知当正数m最小时,直线 与 在 内相切.
对函数 求导得到 .令 ,解得
x=0.所以 ,所以切点的坐标为 ,
把点 代入 得: .故答案为: .
【题型四】恒成立“同构型”求参【讲题型】
例题1.若关于 的不等式 对于任意 恒成立.则实数 的取值范围是
___________.
【答案】
【分析】利用同构将不等式转化为 ,再构造函数设 ,研究函数的单
调性,求出函数的最小值,即可得到答案;
【详解】易知 ,将原不等式变形可得: ,
设 ,则 ,
例题2.已知当 时,不等式 恒成立,则正实数a的最小值为
___________.
【答案】
【分析】将问题转化为 ,设 ,根据函数的单调性求出
,令 ( ),利用导数求出其最小值,从而可求出实数a的取
值范围,进而可求得正实数a的最小值
【详解】由题意得,原不等式可变形为 ,即 ,
设 ,则当 时, 恒成立,由 ,得
,
当 时, ,当 时, ,,所以 在 上单调递减,在
上单调递增,
因为 , ,所以 , ,因为 在 上单调递增,所以要使
,只要 ,
两边取对数得, ,因为 ,所以 ,令 ( ),则
,
所以 在 上单调递增,所以 ,
所以 ,所以 ,所以正实数a的最小值为 ,故答案为:
【讲技巧】
同构法针对与不等式或者等式中同时出现指数函数与对数函数时,要将两边变形得到结
构相同,再构造函数进行求解.
【练题型】
1.若关于 的不等式 对于任意的 恒成立,则实数 的取值范围是
___________.
【答案】【分析】问题转化为 ,设 ,根据函数的单调性得到 ,设
,求出函数的最小值,求出 的取值范围即可.
【详解】由题意知, ,将原不等式变形可得 ,即
,
设 ,则 ,所以 在 上单调递增,
当 时,原不等式显然成立;当 时, 在 上单调递增,
,设 ,则 ,
在 上单调递减,在 上单调递增, 的最小值为 ,
故 ,故答案为: .
2.已知对任意给定的 ,存在 使 成立,则实数 的取值范围为:
__________.
【答案】
【分析】通过构造新函数,利用导数研究函数的单调性,利用单调性求解参数的取值范围
【详解】 ,
当 即 时, ,∴ 显然成立,
当 即 时,构造函数 ,∴
显然 在 上单调递增,∴
设 ,令 在 上 , 上
∴ ∴ ,故实数m的取值范围为 .
故答案为:
3.若对任意 ,恒有 ,则实数 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】不等式 两边同时乘以 ,等价变形为
,利用 , ,将不等式变形为
,构造函数 ,不等式变形为
,利用导数判断函数 在 上单调递增,从而确定 在
恒成立,即 在 恒成立.构造新函数 ,利用导数求函数
的最大值,确定 的取值范围,即可.
【详解】由题意可知,不等式 变形为 .设 ,
则
.
当 时 ,即 在 上单调递减.
当 时 ,即 在 上单调递增.
则 在 上有且只有一个极值点 ,该极值点就是 的最小值点.
所以 ,即 在 上单调递增.
若使得对任意 ,恒有 成立.
则需对任意 ,恒有 成立.
即对任意 ,恒有 成立,则 在 恒成立.
设 则 .
当 时, ,函数 在 上单调递增
当 时, ,函数 在 上单调递减
则 在 上有且只有一个极值点 ,该极值点就是 的最大值点.
所以 ,即 ,则实数 的最小值为 .故选:D
【题型五】恒成立“虚根”型求参
【讲题型】
例题1.已知当 时,关于 的方程 有唯一实数解,则 值所在
的范围是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
因为 ,所以 ,令 ,则
,再令
因为关于 的方程 有唯一实数解,所以
,选B.
例题2.设函数 (其中 为自然对数的底数),则函数 的零点个数
为( )
A. B. C. D.【答案】C
【分析】
利用导函数,得出函数单调性,分析函数极值与0的大小关系即可求解.
【详解】
由题 ,所以 在 单调递增,
, ,所以 的零点 ,且 ,
且当 时, ,当 时, ,
即 在 单调递减,在 单调递增,
的极小值
, ,
,
当 时, ;当 时, ;
所以共两个零点.故选:C
【讲技巧】
在研究函数时用导数求极值研究极值时,无法正常求出极值点,可设出极值点构造等式
或者方程作分析,进行合适的等量代换或者合适的换元消元消参,考查了分析推理能
力,运算能力,综合应用能力,难度很大.
【练题型】
1.已知 ,且 时, 恒成立,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
设 , ,原不等式转化为 成立,利用导数研究函
数的最小值,利用最小值不小于0,可求出a的范围,从而求其最小值.
【详解】设 , ,
下面先求 ,且 ;
当 时, ,设 , , 在
增,故 ,
当 时 ,故 ,满足题设;
当 时, , ,则 使 ,
即 ,
且 在 减,在 增,则 ,
记 ,则 , ,
在 减,由 ,即 ,知 ,即 ,
故 ,设 ,则 ,故 在 减,故 ,即 ,因此 的最小值是 .
2.当 时,不等式 有解,则实数m的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先令 ,构造导数证得在 上存在 使得 ,即 满
足题意,故排除D;再利用一次函数的单调性证得当 时, 在
上恒成立,即可排除BC,实则至此已经可以选择A选项,然而我们可以进一步证
得当 时,题设不等式也成立,由此选项A正确.
【详解】当 时,题设不等式可化为 有解,
令 ,则问题转化为 有解,
,
令 ,则 ,所以 在 上单调递增,
又 , ,故 在 上存在唯一零点 ,且 ,两边
取自然对数得 ,
所以当 时, ,即 ,故 单调递减;当 时, ,
即 ,故 单调递增;
所以 ,即在 上存在
使得 ,即 有解 ,
即 满足题意,故排除D.
由上述证明可得 ,即 在 上恒成立,
令 ,则 ,故 在 上单调递增;
所以当 时, ,即 ,故 ,
即当 时, 在 上恒成立,显然题设不等式无解,矛盾,故排
除BC;
当 时, ,即 ,故 ,
又 ,故 ,即 至少有一解 ;
综上: ,即选项A正确.
故选:A.
3.已知函数 在 上是减函数,则a的取值范围为
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先用参变分离转化为 在 的恒成立问题,再利用导函数
研究 的最小值,结合函数同构法得到 ,结合函数单
调性,得到最小值,进而求出a的取值范围.
【详解】由题 在 上恒成立,即 在上恒成立;设 ,则有 ;令 ,得
,即 .由于 在 上是增函数,则存在
,使得 ,即 ,此时 .由于当
时, , 在 上是减函数;当 时, , 在 上是增
函数,所以当 时, ,则有 ,故 ,
故选:B.
【题型六】恒成立“整数解”求参
【讲题型】
例题1.设函数 ,其中 ,若存在唯一整数 ,使得 ,
则 的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】B
;
, 在 单调减,则 时,
;
时, ,则原题转换为存在唯一整数
,使得 ;
,令
+ 0 -
极大值
因为 为整数,则 ,而 ,则
所以 ,解得 ,即 选B.
例题2.已知函数 ,关于 的不等式 有且只有三个整数解,则
实数 的取值范围是
A. B. C. D.【答案】A
【详解】
对函数求导可得 ,令 ,解得 ,令 ,解得 ,
所以 的递增区间为 ,递减区间为 ,故 的最大值 , 时
时,故在 时, ,在 时, ,所以 时,由不
等式 得 或 ,而 或 ,而 的解集
为 ,整数解有无数多个,不合题意; 时,由不等式 ,得
,解集为 ,整数解有无数多个,不合题意; 时,由不等式
得 ,所以 的解集为 无整数解.若不等式
有且只有三个整数解, 在 递增,有 递减,而 ,
,所以三个正整数为 ,而 ,综上,实数 的取值范围是
.故本题答案选 .
【讲技巧】
不等式的恒成立求参数问题, 不等式恒成立问题常见方法:
①分离参数 恒成立( 即可)或 恒成立( 即可);
②数形结合( 图像在 上方即可);
③讨论最值 或 恒成立.
涉及到不等式整数解的问题时,要充分利用导数研究函数单调性,结合单调性考查整数
解相邻整数点函数值的符号问题,列不等式求解,考查运算能力与分析问题的能力
【练题型】
1.若关于 的不等式 的解集为 ,且 中只有一个整数,则实
数 的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】
试题分析:设 ,由题设原不等式有唯一整数解,即 在直线
下方, 递减,在 递增,故
, 恒过定点 ,结合图象得: ,即
,选B.2..已知函数 的导函数为 ,且对任意的实数 都有 ( 是自然对
数的底数),且 ,若关于 的不等式 的解集中恰有两个整数,则实数
的取值范围是_________.
【答案】
【分析】
由 得 ,即 .设
,由 得 ,从而 .判断函数 的单调
性,数形结合求实数 的取值范围.
【详解】 ,即 .
设 . ,
.由 ,得 ;由 ,得 或
,
函数 在 上单调递增,在 和 上单调递减,如图所示
当 时, .又 ,且
时, ,由图象可知,要使不等式 的解集中恰有两个整数,
需满足 ,即 .所以实数 的取值范围为 .故答案为: .
3.在关于 的不等式 (其中 为自然对数的底
数)的解集中,有且仅有两个大于2的整数,则实数 的取值范围为( )A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】将不等式转化为 ,分别研究两个函数的性质,确定 的取值
范围,构造函数,利用放缩法进一步缩小 的取值范围,列出不等式组,求出结果.
【详解】由 ,
化简得: ,
设 , ,则原不等式即为 .
若 ,则当 时, , ,
原不等式的解集中有无数个大于2的整数,∴ .
∵ , ,∴ .
当 ,即 时,设 ,
则 .
设 ,则 在 单调递减,所以
,所以 在 单调递减,∴
,
∴当 时, ,∴ 在 上为减函数,即
,
∴当 时,不等式 恒成立, 原不等式的解集中没有大于2的整数.
要使原不等式的解集中有且仅有两个大于2的整数,则 ,即 ,
解得 .则实数 的取值范围为 .
【题型七】换元求参型
【讲题型】
例题1.设 , ,若关于 的不等式 在 上恒成立,则 的最
小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据不等式 在 上恒成立,令 ,转化为
在 上恒成立,令 ,用导数法求得最大值 ,转化为 ,再令 ,得到
,求其最大值即可.
【详解】因为不等式 在 上恒成立,所以不等式
在 上恒成立,
令 ,则 在 上恒成立,令 ,
所以 ,若 ,则 , 在 递增,当 时,
,不等式不成立,
故 ,当 时, ,当 时, ,所以当 时,
取得最大值 ,所以 ,所以
,
所以 ,令 ,则 ,所以
,
当 时 ,当 时, ,所以当 时, 取得最小值
,所以 的最小值是 故选:D
例题2.若函数f(x)= ax2-ex+1在x=x 和x=x 两处取到极值,且 ,则实数a的取
1 2
值范围是________.
【答案】
【解析】对 求导后令 ,再根据 是导函数的两根数形结合分析两根的关系求
解.
【详解】函数 ,所以 ,
若函数 在 和 两处取到极值,则 和 是函数
的两个零点,
即是方程 ,即 的两个根,
所以函数 的图象与直线 有两个不同的交点,且交点的横坐标分别为 ,
由于 ,所以当 或 时, ;
当 时, ;故 的减区间有 和 ,增区间有 ,
且当 时, ,作出 的草图:由图可知: ,且 ,因为 ,即
,取 ,并令 ,则 所以 ,解得 ,此时
,
故 ,即实数 的取值范围是 .故答案为:
【练题型】
1.已知函数 , ,若 , ,且 ,则 的最大
值为______.
【答案】
【分析】通过已知条件可以将 转化为 ,即 ,所以
,令 ,通过对 求导讨论其单调性即可求出 的最
大值.
【详解】因为 ,所以 ,又 ,所以 ,所以 .因为
,所以 在 上恒成立,所以 在 上单调递
增,又 ,所以 ,又 , ,所以 ,所以
, .令 , ,所以 ,令 ,
解得 ,令 ,解得 ,所以 在 上单调递增,在 上单调递
减,所以 ,所以 的最大值为 .
故答案为: .
【点睛】在解决类似的问题时,首先要注意区分函数最值与极值的区别.求解函数的最值
时,要先求函数 在 内所有使 的点,再计算函数 在区间内所
有使 的点和区间端点处的函数值,最后比较即得.
2.设正实数x,则 的值域为_____.
【答案】[0, ].
【分析】利用换元法,原函数的值域即为函数 的值域,根据导数和函数的最值
的关系即可求出.
【详解】令lnx=t,则x=et,∴g(t) ,令t2=m,m≥0,∴ ,∴h′(m) ,令h′(m)=0,解的m=1,
当0≤m<1时,h′(m)>0,函数h(m)单调递增,
当m≥1时,h′(m)<0,函数h(m)单调递减,
∴h(m)max=h(1) ,∵f(0)=0,当m→+∞时,h(m)→0,
∴ 的值域为[0, ],故答案为:[0, ].
【题型八】选择主元求参型
【讲题型】
例题1.已知实数 、 、 满足 , 下列命题中:① ;②
;③ ;④ 的最小值是 ,所有真命题为__________.
【答案】①②③④
【分析】
构造函数 ,利用导数分析函数 的单
调性,可得出 , ,再由 、 、 为函数
的三个零点可判断出命题①、②、③的正误,由题中条件得出 ,
,代入 可判断出命题④的正误.
【详解】
令 ,则 . ,
, ,
如下图所示:
易知函数 的三个零点分别为 、 、 ,由于 ,由图象可知, ,
, ,则命题①、②、③正确;
由题中条件可知 , .
因此 ,
命题④也为真命题,故答案为:①②③④.例题2..若a,b为实数,且 , ,则 的取值范围是___________.
【答案】
【分析】
构造函数 ,根据其在 单调性,得到两边含有 的不等式组,结合
的范围、基本不等式,应用导数研究 的最值,即可求 的范围.
【详解】
设 ,故 上 单调减,∴ ,
令 ,则 ,即 在 上单调减,在 上单调增,
有 ,令 ,则 ,即 在 上单调减,在
上单调增,
而 , ,所以 ,综上,有
故答案为: .
【讲技巧】
根据等式结构构造新函数求判断,并将参数转化为函数的零点或者最值,充分利用导数
研究函数的单调性,考查函数方程等思想,
【练题型】
1.已知 , , ,且 ,则 的最小值为___________.
【答案】
【解析】由 ,先将 变形为 ,运用基本不等式可得最小值,再
求 的最小值,运用函数单调性即可得到所求值.
【详解】解:因为 , , ,且 ,所以
。因为 ,所以
,
当且仅当 时,取等号,所以。
令 ,则 ,令 ,则
,
所以函数 在 上单调递增,所以
所以
则所求最小值为 故答案为:
2..若a,b为实数,且 , ,则 的取值范围是___________.
【答案】
【解析】构造函数 ,根据其在 单调性,得到两边含有 的不等式组,
结合 的范围、基本不等式,应用导数研究 的最值,即可求 的范围.
【详解】设 ,
故 上 单调减,
∴ ,
令 ,则 ,
即 在 上单调减,在 上单调增,
有 ,
令 ,则 ,
即 在 上单调减,在 上单调增,
而 , ,所以 ,
综上,有
故答案为: .
【点睛】本题考查了构造函数法求代数式的范围,利用导数研究函数最值,结合已知条件
求目标式的范围.
【题型九】多参放缩型【讲题型】
例题1.已知 ,若 恒成立,则 的取值范围是
_________.
【答案】
【分析】先根据导数和函数的最值的关系,以及 恒成立,可得当 时,
,代入 ,构造函数 ,
利用导数求出函数的最值即可.
【详解】∵ ,∴ ,
当 时, 恒成立,则 单调递增, 不恒成立,
当 时,令 ,解得 ,
当 时, ,函数 单调递减,
当 时, ,函数 单调递增,
∴ ,∵ 恒成立,∵ ∴
,
∴ ,设
∴ ,令 ,解得 ,
当 时, ,函数 单调递减,
当 时, ,函数 单调递增,
∴ ,∴ ,故答案为:
例题2.已知 ,若存在实数 使不等式 成立,则m的最大
值为_______.
【答案】
【分析】画出 和 的图象,结合图象可知, 取得最大值时, 与
相切,利用导数的几何意义得答案.
【详解】依题意 ,存在实数 使不等式 成立,
, ,令 ,则存在实数
使不等式 ,成立.
和 的图象如下图所示,结合图象可知, 取得最大值时, 与
相切,
由于 和 关于直线 对称,所以 取得最大值时, 与 相
切于直线 (切点相同),如图所示. ,设切点为 ,则
斜率为 ①.,设切点为 ,则斜率 ,则 ,
,
将 代入①得 ,即 ,所以 故答案为:
【练题型】
1.已知函数 ,满足 恒成立的最大整数 为__________.
【答案】2
【分析】已知条件等价于 恒成立,临界条件为 与 有一个交
点,即两曲线相切,利用导数的几何意义,求出切点,构造函数 ,利用零点存
在性定理求出 ,利用对勾函数求出m的取值范围,从而得到答案.
【详解】函数 的定义域为 ,
结合指数,对数函数的图像变换知,
当 时, 恒成立,故考虑 的情况
等价于 ,临界条件为 与 有一个交点,
设两曲线相切,切点的横坐标为 , ,
则利用导数的几何意义可知 ,解得: ,即
令 ,求导 ,故 单调递增,又 ,
由零点存在性定理知,存在 ,使得 ,即
,令 ,则
则 , ,所以函数 在 上单调递减,
.
所以最大整数 为2.故答案为:2
2.已知不等式 恒成立,则 的最小值为______.
【答案】
【分析】令 ,求得 ,求得函数 的单调性与最大值,
得到 ,得到 ,设设 ,
设 ,得到 ,利用导数求得函数 最大值,即可求解.
【详解】令 ,其中 ,可得 ,
当 时, ,此时函数 单调递增,无最大值,不符合题意;
当 时,令 ,即 ,解得 ,当 时,
,函数 单调递增;
当 时, ,函数 单调递减,所以当 时,函数 取得极大
值,也是最大值,
且 ,因为 恒成立,即
恒成立,
即 ,可得 恒成立,设
,
设 ,可得 ,则 ,令 ,即 ,
解得 ,
当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递减,
所以当 时,函数 取得极大值,也是最大值,且 ,
所以 ,即 的最小值为 .故答案为: .3.已知不等式x−3lnx+1≥mlnx+n(m,n∈R,且m≠−3)对任意实数x恒成立,则 的
最大值为
A、−2ln2 B、−ln2 C、1−ln2 D、2−ln2
解答:解:令f(x)=x−3lnx+1−mlnx−n,则f′(x)=1−(m+3)/x(x>0),
若m+3<0,则f′(x)>0,f(x)单调递增,由当x→0时,f(x)→−∞,不合题意;
∴m+3>0,由f′(x)=0,得x=m+3,
当x∈(0,m+3)时,f′(x)<0,当x∈(m+3,+∞)时,f′(x)>0,
∴当x=m+3时,f(x)有最小值,则f(m+3)=m+3−3ln(m+3)+1−mln(m+
3)−n≥0,
即n−3≤m+4−(m+3)ln(m+3), 令g(x)=
当x∈(−3,−1)时,g′(x)>0,当x∈(−1,+∞)时,g′
(x)<0,
∴当x=−1时,g(x)有最大值为−ln2.即 的最大值为−ln2故选:B.
【题型十】多参韦达定理型
【讲题型】
例题1.已知函数 在区间 上有零点,则 的取值范围是
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设 为函数 的两个零点,其中 , ,由根与系数的关系得
, .表示则 ,再运用基本不等式可得 ,令
,求导,得出在所给区间内导函数的正负,原函数的单调性,可得选项.
【详解】不妨设 为函数 的两个零点,其中 , ,则 ,
.
则 ,
由 , ,所以 ,可令 ,
当 , 恒成立,所以 .
则 的最大值为 ,此时 , ,
所以 , 时, , .所以 的取值范围是 .故选:
B.
例题2.已知 在 上恰有两个极值点 , ,且 ,则
的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意得导函数在区间 有两个零点,根据二次函数的性质可得 ,
由根与系数的关系可得 以及 ,求出 的表达式,将 用 表示,
表示为关于 的函数,利用导数与单调性的关系即可求出结果.
【详解】由题意得 ,令 ,得 ,
由题意知 在 上有两个根 , ,∴ ,得
.
由根与系数的关系得 ,由求根公式得 ,
∵ ,∴ ,∵ ,∴ .则
,
令 ,则 .设 ,则 ,
易知 在 上单调递增,∴ ,∴当 时,函数 为减函数,
∴ ,且 ,
∴ ,故选:D.
【讲技巧】
求导过程中,涉及到极值点等求解计算,会有对应的一元二次方程,根无法直接求(或
者计算量大),可以借助韦达定理进行消参换元,或者整体构造韦达定理形式代换。
【练题型】
1.设函数 的两个极值点分别为 ,若
恒成立,则实数 的取值范围是_______.
【答案】
【分析】
由函数 有两个极值点分别为 ,可知 不单调,利用导数
求得 的范围,运用韦达定理可得 ,作差 ,再由条件,
结合恒成立思想,运用函数的单调性,构造函数 ,通过求导,
判断单调性可得 ,即可得到 的范围.
解:∵函数 有两个极值点分别为 , 的定义域为 ,
,令 ,其判别式 .
当 时, 在 上单调递减,不合题意.
当 时, 的两根都小于零,在 上, ,则 在
上单调递减,不合题意.
当 时, ,设 的两个根 都大于零,令
,
当 时, ,当 时, ,当 时, ,
故 分别在 上单调递减,在 上单调递增,
∴ 的取值范围是 .则 ,
,.
若 恒成立,则 ,
,
不妨设 ,则 .又 ,
①恒成立.
记 ,
记 , 在 上单调递增,
在 上单调递减,
且易知 .又 ,∴当 时, ;当 时,
.
故由①式可得, ,代入方程 ,
得 ,( 在 上递增).又 ,
∴ 的取值范围是 .故答案为: .
2.已知函数 (其中 , ),当 时 恒
成立,则 的取值范围为___________.
【答案】
【分析】将 拆分为 、 分别研究单调性,令 可得
,讨论该方程 、 情况下参数a、b、c的关系或范围,进而利用导
数求目标式的范围.
【详解】令 ,则 ,
∴ 时 , 时 ,
∴ 在 上递减,在 上递增,故 ,
若 ,则 在 上递减,在 上递增,
令 ,即 , ,
1、 即 时,在 上 的两个零点为 ,同时它们恰好为 的零点,∴ ,即 ,又 ,则 ,
此时, ,令 ,则 ,
∴ 递减且 时 ,则 ,故 .
2、 ,即 时,在 上 ,此时只需 即 即可.
此时, ,令 ,则 ,即 在 递减,
∴ ,而 ,故 .综上,
【题型十一】构造函数求参
【讲题型】
例题1.已知定义域为 的函数 的导函数为 ,且 ,若
,则函数 的零点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】采用构造函数法,同乘 得 ,变形得 ,
即 ,由此可得 表达式,将 求出具体解析式,再结合导数研
究 增减性,画出大致图象,即可求解.
【详解】依题意, ,故 ,则
,即 ,故 ,令 ,
则 ,解得 ,故 ,
故 ;令 ,则 ,当 时,
,当 , ,故 ,故当
时, ,当 时, ;作出函数 的大致图象如图所
示;观察可知, 与 有2个交点,即函数 有2个零点,
故选:B.例题2.已知奇函数 的导函数为 ,且 在 上恒有
成立,则下列不等式成立的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 ,由已知可得出 在 上为增函数,再根据函数的
奇偶性的定义得出 为偶函数,由此逐一判断选项可得答案.
【详解】构造函数 ,由 在 上恒有 ,
, 在 上为增函数,又由
, 为偶函数, , ,
, ,故A错误.
偶函数 在 上为增函数, 在 上为减函数, ,
, ,
,故B正确;
, , ,
,故C错误;
, , , ,故D错误.故选:
B.
【讲技巧】
1.构造函数法求解函数解析式,利用导数研究函数增减性,常用以下方法:
(1)利用含导数方程还原原表达式需要结合导数四则运算特征,如本题中同乘 移项
后就得到除法对应导数公式;
(2)利用导数研究函数增减性,如遇导数不能判断正负的情况下,往往需要再次求导,
通过二阶导数判断一阶导数的正负,再通过一阶导数的正负判断原函数的增减.2.几种导数的常见构造:
对于 ,构造
若遇到 ,构造
对于 ,构造
对于 ,构造
对于 或 ,构造
对于 ,构造
对于 ,构造
【练题型】
1.已知函数 的导函数为 ,任意 均有 ,且 ,若函数
在 上有两个零点,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,求出导数,利用 可得 ,进而可
得 ,即得 ,利用导数讨论 的变化情况,即可求出 的范围.
【详解】解:设函数 ,则 ,
因为 ,则 ,
设 ,则 ,所以 ,
即 , , ,
则 在 单调递减,在 单调递增, ,
要使函数 有两个零点,等价于曲线 与 有两个交点,
,所以实数 的取值范围为 .故选:D.
2.)若定义域 的函数 满足 且 ,若 恒
成立,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据条件构造函数 ,再利用导数研究函数单调性,进而解决不等
式 恒成立问题即可.
【详解】函数 满足 , ,则 ,可设 ,c为常数,故 , ,
,故 , , ,
令 , ,则 ,
时, ,故 单调递减; 时, ,故 单调递增,
在 时取得最小值 , 恒成立,
在 成立,故 在 上递增,又 ,
所以不等式 即 ,根据单调性得 ,解得 .
故选:D.
【点睛】本题考查了构造函数并利用导数研究函数单调性,解决不等式恒成立问题,属于
难题.
3.设奇函数 的定义域为 ,且 的图象是连续不间断, ,有
,若 ,则 的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,先研究函数的奇偶性,再利用导数研究函数的单调性,
然后将 转化为 ,即 ,最后求出 的取
值范围即可.
【详解】令 , ,
因为 为奇函数,所以 ,
则函数 是定义在 上的奇函数,则 ,
因为当 时, ,所以 ,
则函数 在 上单调递减,则函数 在 上是奇函数且单调递减,
又因为 等价于 ,即 ,
所以 ,且 ,所以 .故选:D.
【题型十二】极值点偏移型
【讲题型】
例题1..已知 ,若 ,且 ,则 与2的关系为
A. B. C. D.大小不确定
【答案】A【分析】
先求导求出 的极大值点为1,再比较 和 的大小得出 ,
再根据当 时, , 单调递减可得 .
【详解】
由题, ,令 则有 ,所以当 时,
当 时, ,所以,在 时 取得极大值和最大值.
又当 趋近于正无穷时, 正向趋近于0,且 ,所以,如果存在
使得 ,不失一般性令 ,则 , ,
对于任意的 ,分别取两点 、 ,
现在比较 和 的大小. ,
令分子部分为 , .
求导有 ,
当 时, ;当 时,又 , 故单调递增且大于0.所以,在
上 是单调增函数,且 ,故 ,即 ,
因为 , , 在 上单调递减且 ,所以在 点的
右侧必能找到一点 ,使得 ,且 ,故 ,令
,则有 ,故选A.
例题2.已知方程 有两个不同的实数根 , ( ),则下列不等式不成立的
是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
由题设,将问题转化为 与 在 上有两个交点且横坐标分别为 ,
( ),利用导数研究 的单调区间,进而可得 且 有
,令 则 ,构造中间函数并利用导数研究单调性,进
而判断 的符号,即可确定A、B的正误;构造 ,利用导数
研究单调性,判断C、D的正误.
【详解】
由题意, ,即 与 在 上有两个交点且横坐标分别为 ,
( ),
∵ ,而 ,
∴当 时, , 单调递减;当 时, , 单调递增;
∴ 的极小值也是最小值为 ,而 , , ,
∴要使题设成立,则 且 有 .
令 ,则 ,∴ ,
若 且 ,
∴
∵ , ,
∴ ,即 在 上单调递减,
∴ ,
∴ 且当 时 单调递增,故在 右侧存在 ,使
,即 ,若 ,
∴ ,且 恒成立,即 ,故A、B正确;
令 且 ,则 ,即 ,
∴ , , 递减; , , 递增;
∴ ,故 单调递增,
∴ ,即 ,易知C正确,D错误;
故选:D
【练题型】
1.已知函数 有两个零点 、 , ,则下面说法不正确的是( )
A. B.
C. D.有极小值点 ,且
【答案】C
【分析】先证明出对数平均不等式 ,由题意得
出 ,将两式作差结合对数平均不等式可判断出A、B选项的正误,利用导
数分析函数 的单调性,结合该函数的极值以及该函数有两个零点可判断出选项的
正误,求出极值点,将 中两等式相加可判断D选项的正误.
【详解】先证明对数平均不等式 .
先考虑不等式 ,设 ,
即证 ,即证 ,令 ,即证不等式 .
构造函数 ,则 ,
所以,函数 在 上单调递增,则 ,当 , 且 时, ;
接下来考虑不等式 ,设 ,
即证 ,即证 ,设 ,即证不等式 .
构造函数 ,则 ,
所以,函数 在 上单调递增,则 ,
当 , 且 时,有 .
即当 , 且 时, .
对于C选项, , .
①当 时, 对于任意 恒成立,此时函数 在 上单调递增,该函
数最多有一个零点;
②当 时,令 ,得 .
当 时, ,当 时, .
所以,函数 在 上单调递减,在 上单调递增.
所以,函数 在 处取得极小值,
由于该函数有两个零点,则 ,
即 ,解得 ,C选项错误;
对于A、B选项,由于函数 有两个零点 、 ,且 ,
由于 ,则 , ,且有 ,
则 ,两个等式两边取自然对数得 ,
两式相减得 , ,
由对数平均不等式得 ,即 ,
, ,A、B选项都正确;
对于D选项,由C选项可知, ,
将 中两个等式相加得 ,
,即 ,D选项正确.
故选C.
2.已知 ,若 ,且 ,则 与2的关系为
A. B. C. D.大小不确定
【答案】A【分析】先求导求出 的极大值点为1,再比较 和 的大小得出
,再根据当 时, , 单调递减可得 .
【详解】由题, ,令 则有 ,所以当 时,
当 时, ,所以,在 时 取得极大值和最大值.
又当 趋近于正无穷时, 正向趋近于0,且 ,所以,如果存在
使得 ,不失一般性令 ,则 , ,
对于任意的 ,分别取两点 、 ,
现在比较 和 的大小. ,
令分子部分为 , .
求导有 ,
当 时, ;当 时,又 , 故单调递增且大于0.所以,在
上 是单调增函数,且 ,故 ,即 ,
因为 , , 在 上单调递减且 ,所以在 点的
右侧必能找到一点 ,使得 ,且 ,故 ,令
,则有 ,故选A.
3.已知方程 有两个不同的实数根 , ( ),则下列不等式不成立的是
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题设,将问题转化为 与 在 上有两个交点且横坐标分别
为 , ( ),利用导数研究 的单调区间,进而可得 且
有 ,令 则 ,构造中间函数并利用导数研
究单调性,进而判断 的符号,即可确定A、B的正误;构造
,利用导数研究单调性,判断C、D的正误.
【详解】由题意, ,即 与 在 上有两个交点且横坐标分别
为 , ( ),
∵ ,而 ,
∴当 时, , 单调递减;当 时, , 单调递增;
∴ 的极小值也是最小值为 ,而 , , ,
∴要使题设成立,则 且 有 .
令 ,则 ,
∴ ,若 且 ,
∴
∵ , ,
∴ ,即 在 上单调递减,
∴ ,
∴ 且当 时 单调递增,故在 右侧存在 ,使
,即 ,若 ,
∴ ,且 恒成立,即 ,故A、B正确;
令 且 ,则 ,即 ,
∴ , , 递减; , , 递增;
∴ ,故 单调递增,
∴ ,即 ,易知C正确,D错误;
故选:D
练
一、单选题
1.已知函数 有两个极值点,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求导函数,函数 有两个极值点,等价于 有
两个零点,等价于函数 与 的图象由两个交点,在同一个坐标系中作出它
们的图象.由图可求得实数 的取值范围.
【详解】由题意, ,令 得 ,
函数 有两个极值点,等价于 有两个零点,
等价于函数 与 的图象有两个交点,
当直线 与 的图象相切时,设切点为 ,则切线方程为
,故 且 ,解得 ,
所以当 时,直线 与 的图象相切,
在同一个坐标系中作出它们的图象(如图),由图可知,当 时, 与的图象有两个交点.则实数 的取值范围是 .故选:B
2.若实数 , 满足 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】将原不等式转化为 进一步转化为
构造并讨论 的单调性与最值即可求解.
【详解】因为 ,所以
所以 所以 令 ,则
即 所以
令 ,令 解得 ,令 解得 ,
所以 在 单调递增, 单调递减, ,
要使 成立,即 ,则当且仅当 ,
所以 解得 ,所以 ,故A正确; ,故B错
误;
,故C错误; ,故D错误.故选:A.
3.已知函数 ,若 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.[0,1]
【答案】D
【分析】转化为 的图象在 图象的上方,画出 的图象,
数形结合得到 ,再求出 在 的切线的斜率,得到 ,从而得到实数
的取值范围.
【详解】 在 上恒成立 在 上恒成立 的图象在图象的上方,其中 ,画出 与y=ax的图
象,如下:
要想 在 上恒成立,则 ;
令 ,则 , ,若 为 在 的切线,则
,
故要想 在 恒成立,则 ,综上: .故选:D
4.已知函数 ,则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 ,原不等式可整理为 ,求导得到 的单
调性,构造函数 ,求导,根据单调性得到 ,然后分
和 两种情况解不等式即可.
【详解】不等式 可整理为 ,
令 ,定义域为 ,则原不等式可看成 ,
,令 ,解得 ,令 ,解得 ,所以 在
上单调递减, 上单调递增,
令 ,则 ,令 ,则 ,令 ,
则 ,所以 在 上单调递增, 上单调递减,且 ,所以
,即 ,即 ,
当 时, , ,所以 ,解得 ;
当 时, , ,所以 ,不成立;
综上可得,不等式 的解集为 .故选:D.【点睛】根据不等式形式构造新函数进而判断新函数的单调性是解题的关键.
5.函数 在 上不单调,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】函数 定义域为 ,由函数 在
上不单调,则 在 上有零点,即方程 在 上有
根,所以 ,进而求解.【详解】函数 定义域为
,
由题意,函数 在 上不单调,所以 在 上
有零点,即方程 在 上有根,即方程 在 上有根,
所以 ,即 ,所以实数 的取值范围为 .故选:C.
6.函数 与函数 的图像至少有两个公共点,关于 的不等式
有解,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据导数的几何意义得出 的取值范围,再求出 的最大值,进而得出
实数 的取值范围.
【详解】令 ,设直线 的方程为 ,且与 切于 ,
,则 ,显然 ,则 ,因为 ,所以
,解得 ,由对称性可知,与 相切的直线
的斜率 ,因为函数 与函数 的图像至少有两个公共点,所以
,
不等式 等价为 ,令 ,即函数 在
上单调递减,即 ,即 .故选:A7.已知函数 有且仅有一个极值点,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将问题转化为 与 的图象在 上只有一个交点,且交点左右
的符号不同,分类讨论 , 与 三种情况,结合图像即可
求得结果.
【详解】由题可得,函数 的定义域为 , ,
若函数 有且仅有一个极值点,则 在 上有且仅有一个变号零点,
令 , ,则问题转化为函数 与 的图象在 上只有一个
交点,且交点左右 的符号不同,
①当 时, ,
令 ,得 ;令 ,得 ;
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 是 的极大值点,符合题意;
②当 时,若函数 , 的图象在 上只有一个交点,则函数 ,
的图象相切,
作出函数 和 的大致图象,如图1所示,数形结合可得交点左右
的符号相同,不符合题意;
③当 时,无论m为何值,函数 与 的图象在 上都有且只有一个交点,
作出函数 和 的大致图象,如图2所示,数形结合可得交点左右
的符号不同,符合题意;综上,m的取值范围为 .故选:A.【点睛】方法点睛:导函数中常用的两种常用的转化方法:
一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结
合思想的应用;
二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.
8.已知函数 ,若对任意 恒成立,则实数m的取
值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先得到 的奇偶性及 ,再对 , 分类讨论,结
合函数的单调性及 的正负分类讨论,求出m的取值范围.
【详解】 定义域为 ,
当 时, ,此时 无意义,故 舍去,
又 ,所以 为奇函数,
且 ,所以 在 上单调递增,
变形为 ,
画出 的图象,如图所示:其中 ,
当 时, , ,则
根据函数在 上单调递增, ,
所以 ,即 , 恒成立,
因为 ,所以 在 上单调递增,
所以 ,只需 ,不等式两边乘以 得: ,
解得: 或 ,因为 ,所以 ;当 时, ,
当 时,则 均在函数图象右支上,
要想 ,则 ,即 在 上成立,
令 , 恒成立,
所以 单调递增,所以 ,
故 ,但此不等式不成立,故舍.
若 ,此时 ,而当 时, ,故与题设矛盾,舍.
当 时,则 均在函数图象右支上,
要想 ,则 ,即 在 上成立,
由前述讨论可得 ,所以 ;
综上:m的取值范围是 故选:D
【点睛】导函数求解参数的取值范围,要研究函数的单调性及极值,最值情况,本题的关
键点在于 这一重要性质,再分类讨论,就迎刃而解了.
二、多选题
9.已知当 时,不等式 恒成立,则正实数 的值可以为( )
A.1 B. C.e D.
【答案】ABC
【分析】原不等式可变形为 ,令 则 对于
恒成立,利用导数判断 的单调性可得 ,转化为 ,令
,
利用导数求 最小值可得 的最大值即可求解.
【详解】 由题意,原不等式可变形为 ,
即 ,设 ,则当 时, 恒成立,
因为 ,所以函数 在 上单调递减,在 上单调递增,
因为 , ,所以 , ,因为 在 上单调递增,
所以要使 ,只需 , 取对数,得 ,
因为 ,所以 .令 ,因为 ,
所以 在 上单调递增,所以 ,所以 ,
则 ,故正实数a的最小值为 ,则正实数 的值可以为 .
故选: .
10.若函数 有且仅有两个零点 , ,则下列说法正确
的是( )
A.当 时, B.当 时,
C.当 时, D.当 时,
【答案】BC
【分析】求导,令 得到 或0,根据 有两个零点, 得到
, ,然后根据 分 和 两种情况分析 的大小即可.
【详解】 ,令 ,解得 或0,
因为 有两个零点,所以 ,因为 ,所以 ,
,整理得 ,
当 时, 的图象如下所示,,所以 ,则 ,故C正确,
D错;
当 时, 的图象如下所示,
因为 ,所以 ,则 ,故A错,B正确.
故选:BC.
11.函数 和 有相同的最大值 ,直线 与两曲线 和
恰好有三个交点,从左到右三个交点横坐标依次为 ,则下列说法正确的是
( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】利用导数的性质,根据最大值的定义,结合数形结合思想、指数与对数恒等式进
行求解即可.
【详解】 ,
当 时,当 时, 单调递减,当 时, 单调递增,
所以当 时,函数 有最大值,即 ;
当 时,当 时, 单调递增,当 时, 单调递减,所
以当 时,函数 有最小值,没有最大值,不符合题意,
由 ,
当 时,当 时, 单调递减,当 时, 单调递增,
所以当 时,函数 有最大值,即 ;
当 时,当 时, 单调递增,当 时, 单调递减,
所以当 时,函数 有最小值,没有最大值,不符合题意,
于是有 ,因此选项AB正确,
两个函数图象如下图所示:由数形结合思想可知:当直线 经过点 时,此时直线 与两曲线 和
恰好有三个交点,
不妨设 ,
且 ,
由 ,又 ,
又当 时, 单调递增,所以 ,
又 ,又 ,
又当 时, 单调递减,所以 ,
,
,于是有 ,所以选项D正确,
故选:ABD
【点睛】关键点睛:利用数形结合思想,结合等式 是解题的关键.
12.已知函数 有两个零点 ,且 ,则下列选项正确的有( )
A. B. 在 上单调递减
C. D.若 ,则
【答案】AD
【分析】根据参变分离构造函数 ,根据 的性质,即可判断A;求导得
,结合 即可判断B;构造函数 ,利用导数
求解 的范围,即可判断C,根据 与 的大小关系结合 的单调性即可
判断D.
【详解】对于A,由 等价于 ,
令 ,
令 ,得 ,令 ,得 ,所以 在 单调递增;在 单调递减,
当 时, 取极大值 ,
当 ;当 时, , ,
则 ,故A正确.
对于B, ,
当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递减,
因为 ,则 ,所以 在 单调递增,故B错误;
对于C,由A可知 ,当 时, ,
当 时,
令 ,
,
,
,
在 上单调递增, ,
,则 ,
又 , ,
又 在 上单调递增, ,
, ,
综上 ,故C错误;
对于D, 在 单调递增,在 上单调递减,且 ,
,
, ,
, ,
,故D正确,
故选:AD.
三、填空题
13.正实数 , 满足 , ,则 的值为____________.
【答案】1
【分析】由题意得 , ,所以 , 是方程 的两个解,设函数 ,结合函数的单调性,零点存在定理判断 在
上只有一个零点,即方程 只有一个解,可得 ,即可得出答案.
【详解】解法一:由 ,得 ,又因为 ,
所以 , 是方程 的两个解,
设函数 , ,
所以函数 在 上单调递减,
又 , ,
则函数 在 上只有一个零点,即方程 只有一个解,
所以 ,∴ .
解法二:因为 ,所以 , ,即
,
设函数 ,当 时, ,所以函数 在 上
单调递增,
∵ , ,∴ ,
∴ , ,∴ .
故答案为:1.
14.若关于x的不等式 恒成立,则a的取值范围是_____.
【答案】
【分析】原式变形得 ,构造 ,采用数形结合法,
结合导数的几何意义即可求解.
【详解】 变形得 ,即 ,
构造 ,易知 为单减函数, ,要使
恒成立,
即 恒在 上方或恰有公共交点,如图:
由图可知 时显然不成立,当 时, 与 恰有一共切点时,为临界条件,
设共切点为 , , ,
则满足 ,整理得 ,即 或 (舍去),当 时, ,解得 ,显然要使 恒成立,即 .
故答案为:
15.已知函数 在 上有两个不同的零点,则实数 的取值范围为
______.
【答案】
【分析】先利用同构得到 ,换元后得到 ,参变分离得到
有两个不同的根,构造 ,求导得到其单调性,极值和最值情况,得到函数
图象,数形结合得到 ,解出答案即可.
【详解】由题意得 有两个不同的根,
即 有两个不同的根,
变形为 ,即 ,
令 ,则 ,
其中令 , ,
恒成立,故 在 单调递增,
得到 ,
故 有两个不同的根,
令 ,则 , ,
当 时, ,当 时, ,
故 在 处取得极大值,也是最大值, ,
且当 时, ,当 时, ,
画出 的图象如下图:
故 时, 有两个不同的根,解得: .
故答案为: .
【点睛】导函数求解参数取值范围,当函数中同时出现 与 ,通常使用同构来进行求
解,本题难点是 变形得到 ,即
从而构造 进行求解.
16.已知函数 , ,若 , ,且 ,则 的
最大值为______.
【答案】
【分析】通过已知条件可以将 转化为 ,即 ,所以
,令 ,通过对 求导讨论其单调性即可求出 的最
大值.
【详解】因为 ,所以 ,又 ,所以 ,所以 .因为
,所以 在 上恒成立,所以 在 上单调递
增,又 ,所以 ,又 , ,所以 ,所以
, .令 , ,所以 ,令 ,
解得 ,令 ,解得 ,所以 在 上单调递增,在 上单调递
减,所以 ,所以 的最大值为 .
故答案为: .
【点睛】在解决类似的问题时,首先要注意区分函数最值与极值的区别.求解函数的最值
时,要先求函数 在 内所有使 的点,再计算函数 在区间内所
有使 的点和区间端点处的函数值,最后比较即得.
结束