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第 10 讲 用导数研究函数性质
真题展示
2022 新高考一卷第 10 题
已知函数 ,则
A. 有两个极值点 B. 有三个零点
C.点 是曲线 的对称中心 D.直线 是曲线 的切线
【思路分析】对函数 求导,判断其单调性和极值情况,即可判断选项 ;
由 ,可判断选项 ;假设 是曲线 的切线,设切点为 ,
求出 , 的值,验证点 是否在曲线 上即可.
【解析】
【解法一】(验证切点): ,令 ,解得 或 ,令 ,
解得 ,
在 上 单 调 递 增 , 在 上 单 调 递 减 , 且
,
有两个极值点,有且仅有一个零点,故选项 正确,选项 错误;
又 ,则 关于点 对称,故选项 正确;
假设 是曲线 的切线,设切点为 ,则 ,解得 或 ,
显然 和 均不在曲线 上,故选项 错误.
故选: .
【解法二】 (二级结论):对于A、B的判断,同法一;
对于 C,应用结论:三次函数的对称中心为其拐点,而拐点的横坐标满足
。
(x)=3 −1, (x)=6x,由 (x)=6x=0 得 x=0,f(0)=1,故点(0,1)是曲线 y= f(x)的
对称中心,C正确;
对于 D,设过原点的直线与函数 f(x)切于点(m,n),则切线斜率 k=3 −1=
,解得m= ≠2,D错误 。
【解法三】(平移):对于A、B的判断,同法一;
对于C,f(x)是由g (x)= x向上平移一个单位而得到,显然g(x)是奇函数,其对称中心为(0,0),将其向上平移一个单位得到f(x)的对称中心(0,1)。下同法二。
【试题评价】本题考查利用导数研究函数的单调性,极值以及曲线在某点的切
线方程,考查运算求解能力,属于中档题.
试题亮点
试题通过设计适当的函数,将函数的单调性、极值、零点、切线、函数图像
等概念和性质有机地整合到所创设的问题情境中,设问简洁,考查点全面.试题
既注重基础,又能使考生主动探究的能力得到展示.试题着重考查考生的理性思
维素养和数学探究素养,为高校选拔人才提供有效依据.
知识要点整理
一、 函数的单调性与其导数的正负之间的关系
定义在区间(a,b)内的函数y=f(x):
f′(x)的正负 f(x)的单调性
f′(x)>0 单调递增
f′(x)<0 单调递减
二、 利用导数判断函数的单调性的一般步骤
(1)确定函数y=f(x)的定义域;
(2)求出导数f′(x)的零点;
(3)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.
三、 函数图象的变化趋势与导数的绝对值的大小的关系
一般地,设函数y=f(x),在区间(a,b)上:
导数的绝对 函数值变
函数的图象
值 化比较“陡峭”(向上或向
越大 快
下)
比较“平缓”(向上或向
越小 慢
下)
四、 函数极值的定义
1.极小值点与极小值
若函数 y=f(x)在点 x=a的函数值 f(a)比它在点 x=a附近其他点的函数值都小,
f′(a)=0,而且在点 x=a附近的左侧 f ′ ( x )<0 ,右侧 f ′ ( x )>0 ,就把 a 叫做函数
y=f(x)的极小值点, f ( a ) 叫做函数y=f(x)的极小值.
2.极大值点与极大值
若函数 y=f(x)在点 x=b的函数值 f(b)比它在点 x=b附近其他点的函数值都大,
f′(b)=0,而且在点 x=b附近的左侧 f ′ ( x )>0 ,右侧 f ′ ( x )<0 ,就把 b 叫做函数
y=f(x)的极大值点, f ( b ) 叫做函数y=f(x)的极大值.
3.极大值点、极小值点统称为极值点;极大值、极小值统称为极值.
五、 函数极值的求法与步骤
1.求函数y=f(x)的极值的方法
解方程f′(x)=0,当f′(x )=0时,
0
(1)如果在x 附近的左侧f′(x)>0,右侧f′(x)<0,那么f(x )是极大值;
0 0
(2)如果在x 附近的左侧f′(x)<0,右侧f′(x)>0,那么f(x )是极小值.
0 0
2.求可导函数f(x)的极值的步骤
(1)确定函数的定义域,求导数f′(x);
(2)求方程 f ′ ( x ) = 0 的根;
(3)列表;
(4)利用 f′(x)与 f(x)随 x 的变化情况表,根据极值点左右两侧单调性的变化情况
求极值.
六、 函数最值的定义
1.一般地,如果在区间[a,b]上函数 y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那
么它必有最大值和最小值.2.对于函数 f(x),给定区间 I,若对任意 x∈I,存在 x ∈I,使得 f(x)≥f(x ),则
0 0
称 f(x )为函数 f(x)在区间 I 上的最小值;若对任意 x∈I,存在 x ∈I,使得
0 0
f(x)≤f(x ),则称f(x )为函数f(x)在区间I上的最大值.
0 0
思考 如图所示,观察区间[a,b]上函数 y=f(x)的图象,找出函数 f(x)在区间
[a,b]上的最大值、最小值.若将区间改为(a,b),f(x)在(a,b)上还有最值吗?
答案 函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大值是f(a),最小值是f(x ).
3
若区间改为(a,b),则f(x)有最小值f(x ),无最大值.
3
七、 求函数的最大值与最小值的步骤
函数 f(x)在区间[a,b]上连续,在区间(a,b)内可导,求 f(x)在[a,b]上的最大值
与最小值的步骤如下:
(1)求函数f(x)在区间(a,b)上的极值;
(2)将函数f(x)的各极值与端点处的函数值 f ( a ) , f ( b ) 比较,其中最大的一个是最大
值,最小的一个是最小值.
三年真题
一、单选题
1. 是定义在 上的非负可导函数,且满足 .对任意正数a,b,若 ,则必
有( )
A. B.C. D.
【答案】A
【详解】解:令 , ,
所以 在 上为常函数或递减,
若 在 上为单调递减,所以 ,
即 ①, ②
①②两式相乘得:
所以 ,
若 在 上为常函数,且 ,则 ,
即 ③, ④,
③④两式相乘得:
所以 ,
综上所述,
故选:A
2.设 分别是定义在 上的奇函数和偶函数,当 时, .且
,则不等式 的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】令 ,则 ,因此函数 在 上是奇函数.
① 当 时, , 在 时单调递增,
故函数 在 上单调递增.,
,
.
②当 时,函数 在 上是奇函数,可知: 在 上单调递增,且 (3) ,
,的解集为 .
③当 时, ,不符合要求
不等式 的解集是 , , .
故选:D
3.用计算器验算函数 的若干个值,可以猜想下列命题中的真命题只能是( )
A. 在 上是单调减函数 B. 的值域为
C. 有最小值 D.
【答案】D
【详解】由 得 ,
当 时, ,当 时, ,
则 在 上单调递增,在 上单调递减,A错误
,B错误;
在 上单调递增,在 上单调递减,其在 上无最小值,C错误;
综上,可排除 ,
故选:D.
4.已知 ,在下列不等式中成立的一个是( )
A. B. C. D.【答案】D
【详解】A.令 ,则 ,函数 在 上单调递增,所
以 ,即 .故选项A不正确.
B.当 时, ,当 时, .故选项B不正确.
C. 时, .故选项C不正确.
D.由C选项知选项D正确.
故选:D.
5.设 是函数 的导函数, 的图像如图所示,则 的图像最有可能的是( )
A. B.
C. D.【答案】C
【详解】由导函数的图象可得当 时, ,函数 单调递增;
当 时, ,函数 单调递减;
当 时, ,函数 单调递增.
只有C选项的图象符合.
故选:C.
6.函数 的定义域为开区间 ,导函数 在 内的图象如图所示,则函数 在开区间
内有极小值点( )
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
【答案】A
【详解】解:由导函数 在区间 内的图象可知,函数 在 内的图象与 轴有四个公共点,
在从左到右第一个交点处导数左正右负,它是极大值点;在从左到右第二个交点处导数左负右正,它是极
小值点;在从左到右第三个交点处导数左正右正,它不是极值点;在从左到右第四个交点处导数左正右负,
它是极大值点.所以函数 在开区间 内的极小值点有 个.
故选:A.
7.当 时,函数 取得最大值 ,则 ( )
A. B. C. D.1
【答案】B【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.
8.函数 在区间 的最小值、最大值分别为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】 ,
所以 在区间 和 上 ,即 单调递增;
在区间 上 ,即 单调递减,
又 , , ,
所以 在区间 上的最小值为 ,最大值为 .
故选:D
9.已知 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由 结合三角函数的性质可得 ;构造函数 ,利用导数可
得 ,即可得解.
【详解】[方法一]:构造函数因为当
故 ,故 ,所以 ;
设 ,
,所以 在 单调递增,
故 ,所以 ,
所以 ,所以 ,故选A
[方法二]:不等式放缩
因为当 ,
取 得: ,故
,其中 ,且
当 时, ,及
此时 ,
故 ,故
所以 ,所以 ,故选A
[方法三]:泰勒展开
设 ,则 , ,
,计算得 ,故选A.
[方法四]:构造函数因为 ,因为当 ,所以 ,即 ,所以 ;设
, ,所以 在 单调递增,则 ,
所以 ,所以 ,所以 ,
故选:A.
[方法五]:【最优解】不等式放缩
因为 ,因为当 ,所以 ,即 ,所以 ;因为当
,取 得 ,故 ,所以 .
故选:A.
【整体点评】方法4:利用函数的单调性比较大小,是常见思路,难点在于构造合适的函数,属于通性通
法;
方法5:利用二倍角公式以及不等式 放缩,即可得出大小关系,属于最优解.
10.已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为 ,且 ,则该正四
棱锥体积的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】∵球的体积为 ,所以球的半径 ,[方法一]:导数法
设正四棱锥的底面边长为 ,高为 ,
则 , ,
所以 ,
所以正四棱锥的体积 ,
所以 ,
当 时, ,当 时, ,
所以当 时,正四棱锥的体积 取最大值,最大值为 ,
又 时, , 时, ,
所以正四棱锥的体积 的最小值为 ,
所以该正四棱锥体积的取值范围是 .
故选:C.
[方法二]:基本不等式法
由方法一故所以 当且仅当 取到 ,
当 时,得 ,则当 时,球心在正四棱锥高线上,此时 ,
,正四棱锥体积 ,故该正四棱锥体积的取值范围是
二、多选题
11.已知函数 ,则( )
A. 有两个极值点 B. 有三个零点
C.点 是曲线 的对称中心 D.直线 是曲线 的切线
【答案】AC
【详解】由题, ,令 得 或 ,
令 得 ,
所以 在 , 上单调递增, 上单调递减,所以 是极值点,故A正
确;
因 , , ,
所以,函数 在 上有一个零点,
当 时, ,即函数 在 上无零点,
综上所述,函数 有一个零点,故B错误;令 ,该函数的定义域为 , ,
则 是奇函数, 是 的对称中心,
将 的图象向上移动一个单位得到 的图象,
所以点 是曲线 的对称中心,故C正确;
令 ,可得 ,又 ,
当切点为 时,切线方程为 ,当切点为 时,切线方程为 ,故D错误.
故选:AC.
12.已知函数 及其导函数 的定义域均为 ,记 ,若 , 均为偶函数,
则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】[方法一]:对称性和周期性的关系研究
对于 ,因为 为偶函数,所以 即 ①,所以
,所以 关于 对称,则 ,故C正确;
对于 ,因为 为偶函数, , ,所以 关于 对称,由①求
导,和 ,得 ,所
以 ,所以 关于 对称,因为其定义域为R,所以 ,结合 关于对称,从而周期 ,所以 , ,故B正确,D错误;
若函数 满足题设条件,则函数 (C为常数)也满足题设条件,所以无法确定 的函数值,
故A错误.
故选:BC.
[方法二]:【最优解】特殊值,构造函数法.
由方法一知 周期为2,关于 对称,故可设 ,则 ,显然A,D错
误,选BC.
故选:BC.
[方法三]:
因为 , 均为偶函数,
所以 即 , ,
所以 , ,则 ,故C正确;
函数 , 的图象分别关于直线 对称,
又 ,且函数 可导,
所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 , ,故B正确,D错误;
若函数 满足题设条件,则函数 (C为常数)也满足题设条件,所以无法确定 的函数值,
故A错误.
故选:BC.三年模拟
一、单选题
1.设定义R在上的函数 ,满足任意 ,都有 ,且 时, ,
则 , , 的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】依题意,任意 ,都有 ,所以 是周期为 的周期函数.
所以 .
构造函数 ,
所以 在区间 上单调递增,所以 ,
即 ,也即 .
故选:A
2.设 是函数 的导函数,且 , (e为自然对数的底数),则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令 ,则 ,
因为 ,
所以 ,
所以函数 在 上为增函数,
不等式 即不等式 ,
又 , ,
所以不等式 即为 ,
即 ,解得 ,
所以不等式 的解集为 .
故选:C.
3.已知函数 ,下列说法中,正确的是( )
A.函数 不是周期函数
B.点 是函数 图象的一个对称中心
C.函数 的增区间为D.函数 的最大值为
【答案】C
【详解】对于A, ,
故函数 是周期函数,A错;
对于B,
,
所以,点 不是函数 图象的一个对称中心,B错;
对于C,由 ,
可得 ,解得 ,
所以,函数 的增区间为 ,C对;
对于D,由 可得 ,解得 ,
所以,函数 的单调递减区间为 .
由A知,函数 为周期函数,且 为函数 的一个周期,
不妨考虑函数 在区间 上的最大值,
由题意知,函数 在区间 上单调递增,在区间 上单调递减,
所以, ,D错.
故选:C.
4.已知函数 有两个极值点 ,若 ,则关于x的方程的不同实根个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】解: ,
由题意知 是函数的两个极值点,即 是方程 的两根,
从而关于 的方程 有两个根, 或 ,
若 ,所以根据题意画图,
由图可看出 有两个不等实根, 只有一个不等实根,
综上方程 的不同实根个数为3个.
故选:B.
5.已知 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设 , .
则 ,设 , .
,所以 在 单调递增, .
所以 ,即 在 单调递增,所以 ,即 ,即 , .
设 , ,
所以 在 单调递增, ,即 .
所以 ,即 ,即 ,
所以 .
故选:A
6. 的最小值是 ,则实数 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当 时, ,令 ,得 ,则 在 上单调递减, 上单调递增,
即函数 在 处取得最小值 ,
所以问题转化为 在 上恒成立,
令 ,则 在 上恒成立
当 时,不符合.
当 时,对称轴 ,则 或解得 或 ,
所以
故选:A.
7.已知函数 在 上存在导函数 ,对于任意的实数x都有 ,当 时,
,若 , , ,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令 ,∵当 时, ,则 ,所以当
时,函数 单调递减.
因为对于任意的实数x都有 ,所以 ,即 为偶函数,
所以当 时,函数 单调递增.
又 , ,
,
又 ,所以 ,即 ,
故选:C.
8.给出定义:若函数 在区间D上可导,即 存在,且导函数 在D上也可导,则称 在
D上存在二阶导函数.记 ,若 在D上恒成立,则称 在D上为凸函数.若在 上是凸函数,则实数a可取的最大整数值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【详解】因为 ,
由凸函数的定义可得, 在 恒成立,
即 在 恒成立,
且当 时, ,
所以 ,则实数a可取的最大整数值为
故选:C.
9.已知 ,若 , , ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为 ,定义域关于原点对称,
,
所以 为 上的偶函数,
当 时, ,设 ,
则 , , ,
所以 即 在 上单调递减,所以 ,
所以 在 上单调递减,又因为 为偶函数,
所以 在 上单调递增,又因为 , ,
又因为 ,
因为 , ,所以 ,
所以 ,即 ,
所以 ,
所以 ,
即 .
故选:D.
10.已知 ,且 ,则下列说法正确的有( )
① ; ② ;③ ; ④ .
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.③④
【答案】B
【详解】令 ,则 ,
当 时, ;当 时, ;
故 在 上为增函数,在 上为减函数,
而 , ,故 ,
而 ,故 ,故①错误.又 ,故 ,
故②正确, 此时 ,故④正确.
设 ,
则 (不恒为零),
故 在 上为增函数,
故 ,必有 即 ,
所以 ,即 ,
由 的单调性可得 即 ,故③成立.
故选:B.
二、多选题
11.已知函数 ,则下列说法正确的是( )
A.当 时,函数 在定义域内是减函数
B.存在一个实数 ,使得函数 满足
C.对于任意的实数 ,函数 无极值点
D.当 时,若曲线 在点 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为 ,则
【答案】BC
【详解】A选项:当 时, ,定义域为 ,显然函数 在定义域内不具有
单调性,故A不正确;
B选项:当 时, ,此时满足 ,故B正确;
C选项:当 时, ,此时函数 是常函数,无极值点;当 时,函数,在 和 上都是单调的,因此不存在极值点,故C正确;
D选项:当 时,由 , , ,因此曲线 在点 处的切
线方程为 ,即 ,则切线与坐标轴交点坐标为: ,
,所以 ,解得 或 ,故D不正确.
故选:BC.
12.已知函数 ,则( )
A. 在 上有7个零点 B. 的图象关于直线 对称
C. 的最小正周期为 D. 的值域为
【答案】AD
【详解】A选项:令 ,得 或 .由 ,得 ,因为
,所以 或 ;由 ,得 ,因为 ,所以 或 或
或 或 .故 在 上有7个零点,故A正确.
B选项:因为 , ,所以 ,则 的图象不关于直线 对称,故B
错误.
C选项: ,故C错误.
D选项:,令
,则 ,令 ,则 ,所以当 时, ,
单调递增;当 时, , 单调递减;当 时, , 单调递
增.而 , ,所以 ,
,即 的值域为 ,故D正确.
故选:AD
【点睛】关键点睛:利用换元法,结合导数的性质是解题的关键.
13.已知函数 ( , , ),则下列说法正确的是( )
A.若实数 是 的两个不同的极值点,且满足 ,则 或
B.函数 的图象过坐标原点的充要条件是
C.若函数 在 上单调,则
D.若函数 的图象关于点 中心对称,则
【答案】ABD
【分析】对于A:由题意知实数 是 的两个不等实根,得到 , ,再由 得
,最后由 可求得 的取值范围;对于B:从充分性和必要性两方面分别进行证明即可;对于
C:由函数 在 上单调,则一定有 恒成立,显然C不正确;对于D:由题意知恒成立,可求得 ,D正确.
【详解】A选项: ,由题意知实数 是方程 的两个不等实根,(注
意:极值点与导函数的零点之间的关系)
所以 ,且 , ,由 ,得 ,所以 ,解得
或 ,所以A正确;
B选项:若函数 的图象过坐标原点,则 ,故必要性成立;反之,若 ,则 ,
故函数 的图象过坐标原点,充分性成立,所以B正确;
C选项:若函数 在 上单调,则 恒成立,所以 ,即 ,所以
C不正确;
D选项:因为函数 的图象关于点 中心对称,所以 ,即
,整理得 ,所以
,所以D正确.
故选:ABD.
14.对于三次函数 ,给出定义:设 是函数 的导数, 是
函数 的导数,若方程 有实数解 ,则称 为函数 的“拐点”.某同学经过
探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.
若函数 ,则下列说法正确的是( )
A. 的极大值点为
B. 有且仅有3个零点C.点 是 的对称中心
D.
【答案】BCD
【分析】求出 ,得到函数的单调区间,即可求得极值,要注意极值点是一个数,可判
断A项;根据极大值、极小值的正负,可得到函数零点的个数,即判断B项;根据 的解的情况,
可判断C项;由对称中心可推得 ,用倒序相加法即可求得式子的和,判断D项.
【详解】由题意知 .
令 ,解得 或 ,所以 在 上单调递增,在 上单调递增;
令 ,解得 ,所以在 上单调递减.
又 , .
所以, 在 处有极大值 ,在 处有极小值 .
所以 的极大值点为-2,A项错误;
又极大值 ,极小值 ,作出 的图象,
有图象可知, 有且仅有3个零点,故B正确;,令 ,解得 ,
又 ,由题意可知,点 是 的对称中心,故C正确;
因为点 是 的对称中心,所以有 ,即 .
令 ,
又 ,
所以
,,所以 .故D正确.
故选:BCD.
15.已知 为坐标原点,抛物线 : ( )的焦点 为 ,过点 的直线 交抛物线
于 , 两点,点 为抛物线 上的动点,则( )
A. 的最小值为
B. 的准线方程为
C.
D.当 时,点 到直线 的距离的最大值为
【答案】BCD
【分析】根据抛物线的焦点坐标以及标准方程,结合抛物线的定义,利用图象,可得A、B的正误;设出
直线 的方程,联立直线与抛物线,写出韦达定理,根据数量积的坐标运算,整理函数关系,可得C的正
误;利用两平行线之间的距离公式,结合导数求得范围,可得D的正误.
【详解】对于A、B,由抛物线的焦点 ,则 ,即 ,其准线方程为 ,
设点 到准线的距离为 ,则 ,设点 到准线的距离为 ,易知 ,如下图:
故A错误,B正确;
对于C,由题意可知,过点 的直线 可设为 ,代入抛物线 ,可得
,
设 ,则 ,
,
将 代入上式,可得
,故C正确;
对于D,由C可得直线 的方程为 ,可设直线 的方程为 ,
易知点 到直线 的距离等于两平行线 与 的距离 ,
令 , ,
当 时, ,当 时, ,
则 在 和 上单调递减,在 上单调递增,由当 时, ,当 时, ,则 , ,可得 ,故D正确.
故选:BCD.
【点睛】直线与圆锥曲线的位置问题,常用思路,联立直线与圆锥曲线,写出韦达定理,解得题目中其他
条件,整理方程,可求得参数的值或者参数之间的等量关系,也可整理函数关系,求解范围.
16.已知函数 则下列结论正确的有( )
A.当 时, 是 的极值点
B.当 时, 恒成立
C.当 时, 有2个零点
D.若 是关于x的方程 的2个不等实数根,则
【答案】ABD
【分析】对于A,代入 后对 求导,利用导数与函数极值的关系即可得证;对于B,构造函数
,利用导数求得 ,从而可证得 ;对于C,举反例排除即可;对于
D,利用极值点偏移的证明方法即可证得 .
【详解】对于A,当 时, ,则 ,
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,故A正确;
对于B,令 ,得 ,令 ,则 ,
令 ,解得 ,
故当 , , 单调递增;当 , , 单调递减;
所以 ,
因为 ,所以 ,故 ,整理得 ,即 恒成立,故B正确;
对于C,令 ,则 ,令 ,解得 ,故 只有1个零点,故C错误;
对于D,因为 是关于 的方程 的2个不等实数根,
所以 ,即 ,
所以问题等价于 有两个零点 ,证明 ,
不妨设 ,则由 得到 ,
要证 ,只需要证明 ,
即只需证明: ,
只需证明: ,即 ,
令 ,
只需证明: ,
令 ,则 ,即 在 上单调递增,
又 ,所以 ,即 恒成立,
综上所述,原不等式成立,即 成立,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】方法点睛:对于利用导数研究函数的综合问题的求解策略:
1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;
2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.
3、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造
的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放
缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.
17.已知函数 , ,则下列说法正确的是( )
A. 在 上是增函数
B. ,不等式 恒成立,则正实数 的最小值为
C.若 有两个零点 ,则
D.若 ,且 ,则 的最大值为
【答案】ABD
【分析】A选项中,令 ,利用导数可求得 单调性,根据复合函数单调性的基本原则可知A正
确;B选项中,利用导数可求得 在 上单调递增,由此可将恒成立的不等式化为 ,令
,利用导数可求得 ,由 可知B正确;C选项中,利用导数可求得
的单调性,由此确定 ,若 ,可等价转化为 ,令,利用导数可求得 单调性,从而得到 ,知 ,可得
C错误;D选项中,采用同构法将已知等式化为 ,从而可确定 ,结合
单调性得到 ,由此化简得到 ,令 ,利用导数可求得 最大值,
知D正确.
【详解】对于A,当 时, ,令 ,则 , ,
, 当 时, 恒成立, 在 上单调递增;
在 上单调递增,
根据复合函数单调性可知: 在 上为增函数,A正确;
对于B,当 时, ,又 为正实数, ,
, 当 时, 恒成立, 在 上单调递增,
则由 得: ,即 ,
令 ,则 ,
当 时, ;当 时, ;
在 上单调递增,在 上单调递减, ,
,则正实数 的最小值为 ,B正确;
对于C, , 当 时, ;当 时, ;
在 上单调递减,在 上单调递增; ,则 ;
不妨设 ,则必有 ,若 ,则 ,等价于 ,
又 ,则等价于 ;
令 ,则 ,
, , , ,即 ,
在 上单调递增, ,即 ,
,可知 不成立,C错误;
对于D,由 , 得: ,即
,
由C知: 在 上单调递减,在 上单调递增;
, ,则 , ,
,即 , ;
令 ,则 ,
当 时, ;当 时, ;
在 上单调递增,在 上单调递减, ,
即 的最大值为 ,D正确.
故选:ABD.
【点睛】方法点睛:本题C选项考查了导数中的极值点偏移问题;处理极值点偏移中的类似于
( )的问题的基本步骤如下:①求导确定 的单调性,得到 的范围;
②构造函数 ,求导后可得 恒正或恒负;
③得到 与 的大小关系后,将 置换为 ;
④根据 与 所处的范围,结合 的单调性,可得到 与 的大小关系,由此证得结论.