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【一轮复习讲义】2024年高考数学高频考点题型归纳与方法总结(新高考通用)
第 15 练 导数与函数的单调性(精练)
刷真题 明导向
一、解答题
1.(2022·浙江·统考高考真题)设函数 .
(1)求 的单调区间;
【答案】(1) 的减区间为 ,增区间为 .
【详解】(1) ,
当 , ;当 , ,
故 的减区间为 , 的增区间为 .
2.(2021·全国·统考高考真题)已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
【详解】(1)由函数的解析式可得: ,
当 时,若 ,则 单调递减,
若 ,则 单调递增;
当 时,若 ,则 单调递增,
若 ,则 单调递减,
若 ,则 单调递增;
当 时, 在 上单调递增;当 时,若 ,则 单调递增,
若 ,则 单调递减,
若 ,则 单调递增;
3.(2021·浙江·统考高考真题)设a,b为实数,且 ,函数
(1)求函数 的单调区间;
【答案】(1) 时, 在 上单调递增; 时,函数的单调减区间为 ,单调增区间为
;
【分析】(1)首先求得导函数的解析式,然后分类讨论即可确定函数的单调性;
【详解】(1) ,
①若 ,则 ,所以 在 上单调递增;
②若 ,
当 时, 单调递减,
当 时, 单调递增.
综上可得, 时, 在 上单调递增;
时,函数的单调减区间为 ,单调增区间为 .
4.(2021·全国·高考真题)设函数 ,其中 .
(1)讨论 的单调性;【答案】(1) 的减区间为 ,增区间为 ;
【分析】(1)求出函数的导数,讨论其符号后可得函数的单调性.
又 ,
因为 ,故 ,
当 时, ;当 时, ;
所以 的减区间为 ,增区间为 .
5.(2021·全国·统考高考真题)已知 且 ,函数 .
(1)当 时,求 的单调区间;
【答案】(1) 上单调递增; 上单调递减;
【分析】(1)求得函数的导函数,利用导函数的正负与函数的单调性的关系即可得到函数的单调性;
【详解】(1)当 时, ,
令 得 ,当 时, ,当 时, ,
∴函数 在 上单调递增; 上单调递减;
【A组 在基础中考查功底】
一、单选题
1.(2023·全国·高三专题练习)函数 的单调减区间是( )
A. B.
C. D.【答案】B
【分析】由 ,可解得结果.
【详解】 ,
由 ,得 ,
所以 的单调递减区间为 .
故选:B
2.(2023·全国·高三专题练习)函数 ,则( )
A. 为偶函数,且在 上单调递增
B. 为偶函数,且在 上单调递减
C. 为奇函数,且在 上单调递增
D. 为奇函数,且在 上单调递减
【答案】A
【分析】先用定义法判断函数的奇偶性,再求导得到函数的单调性,进而选出答案.
【详解】函数 定义域为R,
且 ,所以 为偶函数,故排除选项C,D;
又当 时, ,则 在 上单调递增,故选项A正确,
选项B错误,
故选:A.
3.(2023·全国·高三专题练习)设函数 在定义域内可导, 的图象如图所示,则其导函数 的
图象可能是( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的单调性与导函数的关系判断即可;
【详解】解:由 的图象可知,当 时函数单调递增,则 ,故排除C、D;
当 时 先递减、再递增最后递减,所以所对应的导数值应该先小于 ,再大于 ,最后小于 ,
故排除B;
故选:A
4.(2023·全国·高三专题练习)若函数 在区间 内单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数单调性与导数的关系进行求解即可.
【详解】由 ,
因为函数 在区间 内单调递增,
所以有 在 上恒成立,即 在 上恒成立,
因为 ,所以由 ,
因为 ,所以 ,于是有 ,
故选:D5.(2023·全国·高三专题练习)若函数 在区间 上单调递增,则实数k的取值范围
是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用函数 在区间 上的导函数为非负数,列不等式,解不等式即可求得 的取值范围.
【详解】由题意得,
在区间 上恒成立,
即 在区间 上恒成立,
又函数 在 上单调递增,得 ,
所以 ,即实数 的取值范围是 .
故选:B
6.(2023·全国·高三专题练习)若函数 存在单调递减区间,则实数b的取值范围
是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】首先计算出 ,由 存在单调递减区间知 在 上有解即可得出结果.
【详解】函数 的定义域为 ,且其导数为 .由 存
在单调递减区间知 在 上有解,即 有解.因为函数 的定义域为 ,
所以 .要使 有解,只需要 的最小值小于 ,所以 ,即 ,所以实数 的取值范围是 .
故选:B.
7.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 ,若对 , ,都有
成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先将题意转化为对 , ,都有 ,构造函数
得到 在 为减函数,从而得到 , 恒成立,再利用导
数求出最小值即可得到答案.
【详解】因为对 , ,都有 成立,
所以对 , ,都有 .
设 ,则 在 为减函数.
,
等价于 , 恒成立,
即 , 恒成立.
设 , ,
所以 , , 为减函数,
, , 为增函数,所以 ,所以 ,即 .
故选:C
8.(2023·全国·高三专题练习)若 为奇函数,则 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先根据奇函数的性质求出 ,再利用导数求出函数的单调性,最后即可求解不等式.
【详解】因为 为奇函数,则 ,解得 .则
即 .,而 .则 ,可得 , ,即 在定义
域内单调递减.那么 根据单调性可得 ,即 .
故选:D
9.(2023·全国·高三专题练习)已知 , , ,则 , , 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据已知,通过构造函数,利用导数研究函数的单调性,再利用单调性比较函数值的大小.
【详解】因为 , , ,所以构造函数 ,
因为 ,由 有: ,
由 有: ,所以 在 上单调递减,
因为 , , ,
因为 ,所以 ,故A,B,D错误.
故选:C.
10.(2023·全国·高三专题练习)对任意的 ,当 时, 恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将不等式等价变形,构造函数 ,再借助函数单调性、最值求解作答.
【详解】依题意, ,令 , ,
则对任意的 ,当 时, ,即有函数 在 上单调递减,
因此, , ,而 ,则 ,
所以实数 的取值范围是 .
故选:C
二、多选题
11.(2023·北京朝阳·高三专题练习)游人游玩的湖边常设有如图所示的护栏柱与柱之间是一条均匀悬链.
数学中把这种两端固定的一条(粗细与质量分布)均匀、柔软的链条,在重力的作用下所具有的曲线形状
称为悬链线.如果建立适当的平面直角坐标系,那么悬链线可以表示为函数 ,其中
,则下列关于悬链线函数 的性质判断中,正确的有( ).
A. 为偶函数B. 为奇函数
C. 的最小值为a
D. 的单调递增区间为
【答案】ACD
【分析】根据函数奇偶性的定义,结合导数的性质、基本不等式进行求解即可.
【详解】函数 的定义域为R,且 , 为偶函数,故A正确,B错误;
∵ , ,∴ ,
当且仅当 时取等号,即 时取等号,故C正确;
,
当 时,∵ ,∴ ,∴ ,
∴ 在 上单调递增,由偶函数的性质可知, 在 上单调递减,故D正确.
故选:ACD.
12.(2023春·河北邯郸·高三校联考开学考试)已知 ,若 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】将式子 化为 ,即可得选项A的正误;构造 ,求导求单调性,即可得 ,再根据 的单调性,即可得选项B的正误;根据 , ,再用基本不等式即
可判断选项C正误;根据 ,可得 ,即可判断选项D正误.
【详解】解:由题知, ,
所以 ,即 ,
则选项A正确;
令 ,则 ,
所以 在 上单调递增;
由选项A 结论: ,
得 ,所以 ,
即 ,因为 单调递减,
所以 ,故选项B错误;
由选项B中结论 ,
所以
,
所以 ,故选项C正确;
因为 ,
所以 ,
则选项D正确.故选:ACD.
13.(2023春·山西忻州·高三校联考开学考试)已知函数 ,则( )
A. 恒成立 B. 是 上的增函数
C. 在 取得极小值 D. 只有一个零点
【答案】BCD
【分析】利用导数判断函数的单调性可知B正确;利用导数求出函数的极小值可知C正确;当 时,
,可知A错误;求出函数的零点,可知D正确.
【详解】因为 ,该函数的定义域为 , ,
当 时, ,此时函数 单调递减,
当 时, ,此时函数 单调递增,
所以 ,故B正确,C正确;
当 时, ,此时 ,A错误;
由 ,可得 ,解得 ,D正确.
故选:BCD
三、填空题
14.(2023春·宁夏吴忠·高三统考开学考试)设函数 ,若函数 的图象在点 处
的切线方程为 ,则函数 的单调增区间为__________.
【答案】【分析】根据导数的几何意义,求出 的值,然后根据导数与单调性的关系,令 ,即可求解.
【详解】解:因为 ,所以 ,
又因为函数 的图象在点 处的切线方程为 ,
所以 ,即 ,所以 ,
所以 ,
由 ,可得 ,
所以函数 的单调增区间为 .
故答案为: .
15.(2023·全国·高三专题练习)若正实数 满足 则 ________
【答案】
【分析】利用换元令 ,整理可得 ,构建函数 ,求导,利用导数判断其单调
性,进而分析求解.
【详解】令 ,则
∴ ,则
构建 ,则 当 时恒成立
∴ 在 上单调递增
∵ ,则 ,即
∴
故答案为: .16.(2023春·上海普陀·高三曹杨二中校考阶段练习)已知函数 , ,若
在 上恒成立,则实数 的取值范围是___________.
【答案】
【分析】根据题意参变分离可得 在 上恒成立,构造新函数,求导求单调性,求出最值,
即可得 的取值范围.
【详解】解:因为 在 上恒成立,
即 在 上恒成立,
取 ,所以 ,
因为 ,所以 ,而 ,即 ,
所以在 上, , 单调递增,所以 ,
因为 在 上恒成立,所以 .
故答案为:
17.(2023·安徽宣城·统考二模)已知函数 ,则不等式 的解集是________.
【答案】
【分析】令 ,判断 的奇偶性与单调性,则问题转化为 ,即 ,即可得
到自变量的不等式,解得即可.
【详解】因为 ,令 ,
则 ,
则函数 为偶函数,又 ,
当 时, , ,所以 ,所以 在 上单调递增,
又 ,
由 可得 ,即 ,即 ,
所以 ,解得 ,即不等式的解集是 .故答案为:
四、解答题
18.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 ,讨论 的单调性.
【答案】当 在 上单调递增;
当 在 上单调递增,在 上单调递减.
【分析】先求导,然后分 和 讨论即可.
【详解】 的定义域为 , .
当 ,则x∈ 时, ,故 在 单调递增.
当a<0,则x∈ 时, ;x∈ 时,
故 在 单调递增,在 单调递减.
综上所述, 当 在 上单调递增;
当 在 上单调递增,在 上单调递减.
19.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 (a∈R且a≠0),讨论函数 的单调性.
【答案】答案见解析【分析】由题设知 定义域为(0,+∞)、 ,讨论参数 判断 的符号,即可确定 的
单调性.
【详解】函数 的定义域为(0,+∞),且 .
①当 时, ,即 在(0,+∞)上单调递增.
②当 时,令 ,解得x= (负值舍去),
当 时, ,即 在 上单调递减;当 时, ,即 在
上单调递增.
综上,当 时, 在(0,+∞)上递增;当 时, 在 上递减,在 上递增.
【B组 在综合中考查能力】
一、解答题
1.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 .讨论函数 的单调区间;
【答案】答案见解析
【分析】先确定定义域,再求导,并把导数化成商的形式,决定导数符号的是二次三项式,且二次项的系
数含有参数,是否为零不确定,先按二次项系数为零和不为零讨论,在不为零的情况下,再讨论二次项系
数大于零和二次项系数小于零,而在二次项系数大于零的前提下,导函数的零点大小关系不确定还需分类
讨论
【详解】解: 定义域为 ,
所以(1)当 时, ,
当 时 ,当 时 ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减;
(2)当 时, 有两根分别为 ,
①当 时
(i)令 ,解得 ,
当 或 时 ,当 时 ,
所以 在 , 上单调递增,在 上单调递减.
(ii)令 ,解得 ,
当 或 时 ,当 时 ,
所以 在 , 上单调递增,在 上单调递减;
(iii)当 时 ,
所以 在 上单调递增;
②当 时,当 时 ,当 时 ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减;
综上所述:
当 时, 的单调递增区间是 ,单调递减的区间是
当 , 的单调递增区间是 , 上单调递增,单调递减的区间是当 , 的单调递增区间是 , 上单调递增,单调递减的区间是
当 时, 的单调递增区间是 ,无减区间
2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 , 为函数 的导函数,
讨论 的单调性.
【答案】答案见解析.
【分析】根据给定的函数,求出其导数 ,再分m值情况讨论 正负作答.
【详解】函数 的定义域为 ,
求导得 ,
当 时, 时, , 时, ,因此 在 上单调递减,在
上单调递增;
当 时,当 或 时, ,当 时, ,
因此函数 在 , 上单调递增,在 上单调递减;
当 时, , 成立, 在 上单调递增;
当 时,当 或 时, ,当 时, ,
因此函数 在 , 上单调递增,在 上单调递减,
所以,当 时,函数 的递减区间为 ,递增区间为 ;
当 时,函数 的递增区间为 , ,递减区间为 ;
当 时,函数 的递增区间为 ;
当 时,函数 的递增区间为 , ,递减区间为 .3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 (其中 为自然对数的底数),讨论
的单调性.
【答案】答案见解析.
【分析】根据给定的函数,求出其导数 ,再分a值情况讨论 正负作答.
【详解】函数 的定义域为R,求导得 ,
当 时, ,当 时, ,当 时, ,
因此 在 上单调递增,在 上单调递减;
当 时,由 得, , ,
若 ,即 时, 恒成立,即 在R上单调递增,
若 ,即 时,由 得: 或 ,由 得: ,
因此 在 和 上单调递增,在 上单调递减,
若 ,即 时,由 得: 或 ,由 得: ,
因此 在 和 上单调递增,在 上单调递减,
所以,当 时, 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
当 时, 在R上单调递增;
当 时, 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 ;
当 时, 的单调递增区间为 和 ,单调递减区间为 .
4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 .当 时,讨论函数 的单调性;【答案】答案见解析
【分析】先求出 的定义域以及 ,再分 , 两种情况解不等式 和
即可得函数 的单调性.
【详解】解:易知 的定义域为 ,
由 可得且 ,
由 可得 或 ,
(1)当 时, 恒成立,此时 恒成立,
所以 在 上是增函数;
(2)当 时,由 得 ,
记 , ,
当 或 时, ,当 时, ,
所以 在 , 上是增函数,在 上是减函数.
综上所述,当 时, 在 上是增函数;
当 时, 在 和 上是增函数,在
上是减函数.
【点睛】方法点睛:利用导数研究函数单调性的方法
(1)确定函数 的定义域;求导函数 ,由 (或 )解出相应的 的范围,对应
的区间为 的增区间(或减区间);(2)确定函数 的定义域;求导函数 ,解方程 ,利用 的根将函数的定义域分
为若干个子区间,在这些子区间上讨论 的正负,由符号确定 在子区间上的单调性.
5.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 ,讨论函数 的单调性.
【答案】答案见解析.
【分析】求出函数的导数,讨论 的取值范围,判断导数正负,从而确定函数的单调性.
【详解】因为 ,所以 ,
而 (当且仅当 时取等号),
当 时, ,此时 的增区间为 ,
当 时,令 ,
则 ,
令 ,则 或 , 时,则 ,
综上:当 时, 的增区间为 ;
当 时, 的增区间为 和 ,减区间为 .
二、单选题
6.(2023·四川宜宾·统考三模)已知函数 在区间 上单调递增,则实数a的取值范
围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将原问题转化为恒成立的问题,然后求解实数a的取值范围即可.【详解】由题意可得: ,
因为函数 在区间 上单调递增,
所以 在区间 上恒成立,
即 在区间 上恒成立,
二次函数 开口向下,对称轴为 ,则函数在区间 上单调递减,
当 时, ,则该函数区间 上的值域为 ,
综上可知:实数 的取值范围是 .
故选:A
7.(2023·江苏南京·统考二模)已知函数 是定义在 上的可导函数,其导函数为 .若对任意
有 , ,且 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】构造 ,确定函数单调递增,计算 , ,转化得到 ,
根据单调性得到答案.
【详解】设 ,则 恒成立,故函数在 上单调递增.
,则 ,即 ,
故 .
,即 ,即 ,故 ,解得 .
故选:D
8.(2023·重庆·统考模拟预测)已知 , , ,则( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设 ,确定 在 上单调递增, ,得到 ,根据 得
到 ,得到 ,得到答案.
【详解】设 ,则 在 上恒成立,故 在 上单调递增,
,故 ,即 ;
,故 ,故 ,故 ,故 ;
综上所述: .
故选:A
9.(2023·全国·校联考三模)已知 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】对 变形得 ,构造函数
, ,分别求导确定函数单调性,根据单调性
比较函数值大小即可得答案.
【详解】 ,
令 ,则 ,所以 在 上单调递增.
所以 ,即 .
令 ,则 ,所以 在 上单调递增.所以 ,即 .
又当 时, ,所以当 时, .
所以当 时, ,即 .
故选:B.
10.(2023·四川内江·统考三模)若关于x的不等式 有且只有一个整数解,则正实数a的
取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】原不等式可化简为 ,设 , ,作出函数 的图象,由
图象可知函数 的图象应介于直线 与直线 之间(可以为直线 ,进而求得答案.
【详解】原不等式可化简为 ,设 , ,
由 得, ,令 可得 ,
时, , 时, ,
易知函数 在 单调递减,在 单调递增,且 ,
作出 的图象如下图所示,而函数 恒过点 ,要使关于 的不等式 有且只有一个整数解,则函数
的图象应介于直线 与直线 之间(可以为直线 ),
又 , ,
∴ , ,
∴ ,
∴ .
故选:A.
三、填空题
11.(2023春·河北保定·高三校考阶段练习)若函数 在区间 上存在单调递减区间,
则实数 的取值范围是________ .
【答案】
【分析】先求 的导函数,再将函数 在区间 上存在单调递减区间转化为
在区间 上有解,再根据参数分离,构造函数,结合函数在区间的单调性即可求解
实数 的范围.
【详解】 ,则 ,函数 在区间 上存在减区间,
只需 在区间 上有解,
又 ,则 ,所以 在区间 上有解,
所以 , ,
令 , ,则 ,
令 ,则 在区间 恒成立,
所以 在 上单调递增,所以 ,即 ,所以 ,
所以实数 的取值范围是 .
故答案为: .
【点睛】关键点点睛:通过求 的导函数,再将题中条件转化为一元二次不等式(含参)在某区间上的
有解问题,再根据参数分离,构造函数,结合函数在区间的单调性是解答此题的关键.
12.(2023春·浙江·高三开学考试)已知定义在 上可导函数 ,对于任意的实数x都有
成立,且当 时,都有 成立,若 ,则实数
m的取值范围是__________.
【答案】
【分析】构造函数 ,讨论奇偶性和单调性,根据函数的单调性和奇偶性解不等
式.
【详解】令 ,
则易得 ,即 为偶函数,
当 时,有 ,
即函数 在 上单调递减,故在 上单调递增,
由
得 ,
即 ,
由 为偶函数得 ,
又在 上单调递增,所以 ,
故答案为: .
13.(2023春·山西晋城·高三校考阶段练习)若函数 在 上单调递增,则实数
的取值范围是______.
【答案】
【分析】求出函数的导数,结合题意可知 在 上恒成立,即
在 上恒成立,从而构造函数,将问题转化为求函数的最值问题即可.
【详解】因为函数 在 上单调递增,
故 在 上恒成立,
即 在 上恒成立,
设 ,则 ,
当 或 时, ,当 时, ,
由 ,得 ,
当 或 时, ,当 时 ,
作出函数 的大致图象如图:故 为函数极小值点,此时函数也取得最小值,最小值为 ,
故 ,
经验证,当 时, 在 上恒成立,仅在 时取等号,适合题意,
故实数 的取值范围是 ,
故答案为:
【C组 在创新中考查思维】
一、解答题
1.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 讨论 的单调性;
【答案】见详解
【分析】根据导数的形式是二次函数的形式,将二次函数图像与 轴交点的个数为分类讨论的依据,进行
分类讨论得到导数的正负,从而得到函数 的单调性.
【详解】由 ,
求导得 ,
易知 恒成立,故看 的正负,即由判别式 进行判断,
①当 时,即 , ,则 在 上单调递增;
②当 时,即 或 ,
令 时,解得 或 ,当 时, ,
则 在 上单调递减;
当 或 , ,
则 在 和 上单调递增;
综上所述,当 时, 在 上单调递增;
当 或 时, 在 上单调递减,
在 和 上单调递增.
2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 .当 时,求函数 的单调区间;
【答案】 的单调递减区间为 ,单调递增区间为
【分析】求导后,再对导函数求导,根据导数的符号可得结果.
【详解】当 时,得 ,
令 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,当 时, ,
所以 在 上为减函数,在 上为增函数,
,即 ,
又当 时, 恒成立, 即 ,
当 时, ,即 ,
当 时, ,即 ,当 时, ,即 ,
综上所述:当 时, , 为减函数﹔当 时, , 为增函数.
所以 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 .
3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 ,讨论 的单调性;
【答案】答案见解析.
【分析】判断 定义域并求导,化简为两个因式乘积的形式,分别对 , , , 四种
情况进行讨论,求出单调性即可.
【详解】解:由题知 的定义域为R,
所以 ,
当 时, ,
所以 ,
令 ,解得 ;
令 ,解得 ,
所以 的单调增区间为 ,单调减区间为 ,
当 时,令 ,
解得: 或 ,
①当 时,即 ,
,所以 在 上单增.
②当 时,即 ,
由 解得: ;
由 解得: ,
所以 的单调增区间为 ,
的单调减区间为 .
③当 时,即 ,
由 解得: ;
由 解得: ,
所以 的单调增区间为 ,
的单调减区间为 .
综上: 当 时, 的单调增区间为 ,单调减区间为 ;
当 时, 的单调增区间为 ,
的单调减区间为 ;
当 时, 在 上单增;
当 时, 的单调增区间为 ,
的单调减区间为 .
二、单选题4.(2023·河北·统考模拟预测)设 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据所给数的结构特征,设函数 ,利用导数判断其单调性,利用单调性比较大
小,可得答案.
【详解】设函数 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,
故 在 单调递增,在 上单调递减,
又 , , ,
因为 ,故 ,即 ,
故选:B
【点睛】方法点睛:此类比较大小类题目,要能将所给数进行形式上的变化,进而由此构造函数,利用导
数判断单调性,进而比较大小.
5.(2023·湖北·校联考三模)已知函数 图象上存在关于y轴对称的两点,则正数a
的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先分析 的单调性,可得对称点分别位于 与 的图象上,从而得到
,进而利用同构法,构造函数 得到 ,再构造函数,由此得解.
【详解】因为 ,
所以当 时, 在 上单调递减;
当 时, 在 上单调递增;
又 的图象上存在关于y轴对称的两点,
所以这两个对称点分别位于 与 的图象上;
设 在 的图象上,则 在函数 的图象上,且 ,
故有 ,即 ,
进而 ;
设 ,则 ,
又 恒成立,故 在 上单调递增,
所以 ,即 ,
令 ,则 在 上恒成立,
故 在 上单调递减,
故 ,则 ,于是 .
故选:B.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键在于利用同构法,将 转化为
,从而构造了函数 ,由此得解.
6.(2023·河南·校联考模拟预测)若函数 在 上单调递增,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意可得 在 上恒成立,构建 ,结合定点 分析运算.
【详解】因为 ,则 ,
由题意可得 在 上恒成立,
构建 ,则 ,
注意到 ,则 ,解得 ,
若 ,则 ,
当且仅当 ,即 时,等号成立,
若 ,因为 ,则 ,
可得 ;
若 ,因为 ,则 ,
可得 ;
综上所述:当 时, 在 上恒成立,
则 在 上单调递增,可得 ,符合题意;
故实数m的取值范围为 .故选:D.
【点睛】方法定睛:两招破解不等式的恒成立问题
(1)分离参数法
第一步:将原不等式分离参数,转化为不含参数的函数的最值问题;
第二步:利用导数求该函数的最值;
第三步:根据要求得所求范围.
(2)函数思想法
第一步:将不等式转化为含待求参数的函数的最值问题;
第二步:利用导数求该函数的极值;
第三步:构建不等式求解.
三、多选题
7.(2023·广东广州·统考模拟预测)函数 ,则下列结论正确的是( )
A.若函数 在 上为减函数,则
B.若函数 的对称中心为 ,则
C.当 时,若 有三个根 ,且 ,则
D.当 时,若过点 可作曲线 的三条切线,则
【答案】ACD
【分析】求导得到导函数,根据单调区间解得A正确,代入点计算得到 ,B错误,求导得到函数的单
调区间,确定 , ,代入计算得到C正确,设出切点,计算切线方程,得到
,构造函数,计算极值得到D正确,得到答案.
【详解】对选项A: , ,函数在 上为减函数,则 ,解得 ,正确;
对选项B:函数 的对称中心为 ,则 , ,错误;
对选项C: , ,
当 时, ,函数单调递增;
当 时, ,函数单调递减;
当 时, ,函数单调递增;
, , ,故 , ,
要证 ,即 ,
整理得到 , ,不等式成立,正确;
对选项D:设切点为 ,则 , ,
则切线方程为 ,
将 代入上式,整理得 ,方程有三个不同解,
设 ,则 ,
当 时, ,函数单调递减;
当 时, ,函数单调递增;
当 时, ,函数单调递减;极小值 ,极大值 ,故 ,正确;
故选:ACD
【点睛】关键点睛:本题考查了利用导数求函数的单调区间,函数的切线问题,零点问题,意在考查学生
的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中,将参数的范围转化为求函数的极值是解题的关键.
四、填空题
8.(2023·河南·校联考模拟预测)若函数 有且仅有两个零点 ,且
,则 _______.
【答案】
【分析】由函数零点的意义等价变形等式,构造函数并求出零点,转化为新函数的零点问题作答.
【详解】函数 的定义域为 ,由 ,得 ,
即 ,令 ,则 ,
,即函数 为增函数,而 ,于是 有唯一解,即有 ,
因此 的两个解为 ,此时 , ,
即 , ,显然 ,则有 ,解得 ,
所以 .
故答案为:
【点睛】关键点睛:涉及函数零点求参数问题,利用函数零点的意义等价变形等式,构造函数,利用导数
探求新函数零点问题解决.
9.(2023·山东济南·统考三模)已知函数 , ,当实数 满足
时,不等式 恒成立,则实数 的取值范围为______.【答案】
【分析】同构,对函数多次求导,研究函数的单调性,根据 求得 ,从而把不等式恒成立问
题转化为 在 上恒成立,构造函数,利用导数求出函数最值即可求解.
【详解】 ,
令 ,易知函数 在 上单调递增,
则 ,有 ,记 ,则 ,
时, , 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 ,即 ,
所以函数 单调递增,且 ,
由题意 ,所以 ,所以 ,
不等式 恒成立即 恒成立,
所以 时, 恒成立,即 在 上恒成立,
记 ,则 ,
因为 ,所以 在 上单调递增,
所以 ,故 .
故答案为:
【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.