文档内容
押新高考 8 题
函 数 的 综 合 应 用
考点 4年考题 考情分析
函数的综合会以单选题、多选题、填空题、解答题4
类题型进行考查,通常伴随着导数的考查,在单选题
2023年新高考Ⅰ卷第11题 中难度较难,纵观近几年的新高考试题,分别以导数
函数的综合 为背景命题考查极值点、零点、函数值大小比较、函
2023年新高考Ⅱ卷第11题
应用 数的基本性质、最值及切线方程等知识点,本内容也
2022年新高考Ⅰ卷第7、10、12题 是新高考冲刺复习的重点复习内容。可以预测2024
年新高考命题方向将继续以导数综合应用问题展开命
题.
1.(2023·新高考Ⅰ卷高考真题第11题)已知函数 的定义域为 , ,则
( ).
A. B.
C. 是偶函数 D. 为 的极小值点
【答案】ABC
【分析】方法一:利用赋值法,结合函数奇偶性的判断方法可判断选项ABC,举反例 即可排除选
项D.
方法二:选项ABC的判断与方法一同,对于D,可构造特殊函数 进行判断即可.
【详解】方法一:
因为 ,
对于A,令 , ,故 正确.对于B,令 , ,则 ,故B正确.
对于C,令 , ,则 ,
令 ,
又函数 的定义域为 ,所以 为偶函数,故 正确,
对于D,不妨令 ,显然符合题设条件,此时 无极值,故 错误.
方法二:
因为 ,
对于A,令 , ,故 正确.
对于B,令 , ,则 ,故B正确.
对于C,令 , ,则 ,
令 ,
又函数 的定义域为 ,所以 为偶函数,故 正确,
对于D,当 时,对 两边同时除以 ,得到 ,
故可以设 ,则 ,
当 肘, ,则 ,
令 ,得 ;令 ,得 ;
故 在 上单调递减,在 上单调递增,
因为 为偶函数,所以 在 上单调递增,在 上单调递减,显然,此时 是 的极大值,故D错误.
故选: .
2.(2023·新高考Ⅱ卷高考真题第11题)若函数 既有极大值也有极小值,则
( ).
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】求出函数 的导数 ,由已知可得 在 上有两个变号零点,转化为一元二次方程
有两个不等的正根判断作答.
【详解】函数 的定义域为 ,求导得 ,
因为函数 既有极大值也有极小值,则函数 在 上有两个变号零点,而 ,
因此方程 有两个不等的正根 ,
于是 ,即有 , , ,显然 ,即 ,A错误,BCD正确.
故选:BCD
3.(2022·新高考Ⅰ卷高考真题第7题)设 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造函数 , 导数判断其单调性,由此确定 的大小.【详解】方法一:构造法
设 ,因为 ,
当 时, ,当 时 ,
所以函数 在 单调递减,在 上单调递增,
所以 ,所以 ,故 ,即 ,
所以 ,所以 ,故 ,所以 ,
故 ,
设 ,则 ,
令 , ,
当 时, ,函数 单调递减,
当 时, ,函数 单调递增,
又 ,
所以当 时, ,
所以当 时, ,函数 单调递增,
所以 ,即 ,所以
故选:C.
方法二:比较法
解: , , ,
① ,
令
则 ,
故 在 上单调递减,可得 ,即 ,所以 ;
② ,
令
则 ,
令 ,所以 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,所以
故
4.(2022·新高考Ⅰ卷高考真题第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
【答案】AC
【分析】利用极值点的定义可判断A,结合 的单调性、极值可判断B,利用平移可判断C;利用导数
的几何意义判断D.
【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.
5.(2022·新高考Ⅰ卷高考真题第12题)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
【分析】方法一:转化题设条件为函数的对称性,结合原函数与导函数图象的关系,根据函数的性质逐项
判断即可得解.
【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.
【点评】方法一:根据题意赋值变换得到函数的性质,即可判断各选项的真假,转化难度较高,是该题的
通性通法;
方法二:根据题意得出的性质构造特殊函数,再验证选项,简单明了,是该题的最优解.1. 在定义域内,若 ,其中 为奇函数, 为常数,则最大值 ,最小值 有
即 倍常数
2. 在定义域内,若 ,其中 为奇函数, 为常数,有
即 倍常数
, , ,
3. 常见函数的泰勒展开式:
结论1 .
结论2 .
结论3 ( ).
结论4 .
结论5 ; ; .
结论6 ;
结论7
结论8 .
结论9 .
4. 放缩程度综合5. 端点效应的类型
1.如果函数 在区间 上, 恒成立,则 或 .
2.如果函数 在区问 上, 恒成立,且 (或 ),则 或 .
3.如果函数 在区问 上, 恒成立,且 (或 , 则
或 .
6. 函数的凹凸性
凹函数:对于某区间内 , 都有 .
凸函数:对于某区间内 , 都有 .1.(2024·陕西·模拟预测)设 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
构造函数 ,利用导数得到其单调性则比较出 ,利用指数函数和幂函数以及正
弦函数的单调性即可比较出 ,则最终得到三者大小.
【详解】先变形 ,令 ,
下面比较当 时, 与 的大小.
①令 ,则 ,令 ,
得 ,当 时, 单调递增,
所以 ,所以 ,即 ,所以 .
② ,所以 , ,
所以 ,则 ,所以 .
综上, ,
故选:D.
2.(2024·浙江温州·二模)已知 ,则 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 ,利用导数法求最值得 ,从而有 ,再利用函数 单调
递减得 ,利用函数 单调递增得 ,即可比较大小.【详解】对 ,因为 ,则 ,即函数 在 单调递减,
且 时, ,则 ,即 ,所以 ,
因为 且 ,所以 ,
又 ,所以 .
故选:B
3.(2024·广东佛山·二模)若函数 ( )既有极大值也有极小值,则下列结论一
定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出函数 的导数 ,由已知可得函数 在 上有两个零点,转化为一元二次方
程有两个不等的正根判断作答即可.
【详解】函数 的定义域为 , ,
又函数 既有极大值也有极小值,所以函数 在 上有两个零点,
由 ,所以方程 有两个不同的正实数 ,
所以 ,即 .
故选:B
4.(2024·全国·模拟预测)若 , , ,则 , , 的大小顺序为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合已知要比较函数值的结构特点,构造函数 ,利用导数研究函数单调性,通过函数
单调性比较大小即可.【详解】构造函数 ,则 , , ,
由 ,令 得 ,令 得 ,
则 在 上单调递增,在 上单调递减.
因为 ,所以 ,所以 ;
因为 ,所以 ,所以 ;
令 ,且 ,则 ,
令 , ,
则 ,
所以 在 上单调递增,
又 ,所以 ,所以 ,
因为 ,且 ,所以 ,所以 .
故选:B
5.(2024·全国·模拟预测)若 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】变形后构造函数 ,求导得到函数单调性,比较出大小
【详解】因为 ,
所以令 ,则 ,,
当 时, ,所以函数 在 上单调递减.
又 ,所以 ,即 .
故选:D.
6.(2024·辽宁大连·一模)设函数 则满足 的x的取值范
围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】观察题设条件与所求不等式,构造函数 ,利用奇偶性的定义与导数说明其奇偶
性和单调性,从而将所求转化为 ,进而得解.
【详解】因为 ,
所以
,
设 ,显然定义域为 , ,
又 ,
所以 为 上的奇函数,
又 ,
所以 在 上单调递增,
又 ,则 ,所以 ,即 ,
所以 ,解得 ,
则满足 的 的取值范围是 .
故选:C.
7.(2024·江苏·一模)用 表示x,y中的最小数.已知函数 ,则
的最大值为( )
A. B. C. D.ln2
【答案】C
【分析】
利用导数研究 的单调性,作出其图象,根据图象平移作出 的图象,数形结合即可
得到答案.
【详解】∵ ,∴ ,
根据导数易知 在 上单调递增,在 上单调递减;
由题意令 ,即 ,解得 ;
作出图象:
则 的最大值为两函数图象交点处函数值,为 .
故选:C.
8.(2024·云南·模拟预测)已知函数 ,若 在 有实数解,则实数
的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
首先分析题意,由于 ,设出 进一步分析 ,则
,分析 单调性解出实数 的取值范围.
【详解】根据题意, ,所以 ,令 ,
则函数 在 上存在零点等价于 与 的图象有交点.
,
令 ,则 ,故 在 上单调递增,
因为 , ,所以存在唯一的 ,使得 ,
即 ,即 , ,
所以当 时 单调递减,当
时, 单调递增,所以 ,
又 时, ,故 ,所以 ,
故选:C.
9.(2024·全国·模拟预测)已知函数 恰有一个零点 ,且 ,则 的取值范围为
( )
A. B. C. D.
【答案】A【分析】先将函数的零点问题转化为函数图象的交点问题,然后利用导数的几何意义及 建立关于
的不等式,即可得解.
【详解】由 可得 ,要使 恰有一个零点,只需函数 的图象与直线
相切.
设切点坐标为 .由 ,可得 ,则切线方程为 ,即
,
故需使 .
由 可得 ,解得 .
故选:A
10.(2024·湖南邵阳·二模)已知函数 的定义域为 为 的导函数.若 ,且
在 上恒成立,则不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设 ,利用导数求得 在 上单调递减,把不等式转化为 ,即可求
解.
【详解】设函数 ,可得 ,
所以函数 在 上单调递减,
由 ,可得 ,即 ,可得 ,所以 ,即不等式 的解集为 .
故选:D.
11.(2024·全国·模拟预测)设函数 ,记 的极小值点为 ,极大值点为 ,则
( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据 的正负判断函数的单调性,从而得到 和 的值,代入可得 的值.
【详解】由题知函数 的定义域为 , ,
当 时, ,当 时, ,
在 和 上单调递增,在 上单调递减,所以 , .
所以 .
故选:D.
12.(2024·辽宁·模拟预测)已知 是定义在 上的奇函数, 也是定义在 上的
奇函数,则关于 的不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据 为奇函数及 为偶函数可求 ,利用导数可判断 为 上的减函数,从而可
求不等式的解.
【详解】因为 ,故 ,故 ,
因为 是定义在 上的奇函数,故 ,
故 ,故 ,故 ,
此时 ,故 为 上的减函数,
而 等价于 ,
即 即 ,故 或
故选:A .
13.(2024·全国·模拟预测)若函数 有两个零点,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】进行合理换元和同构,转化为 的图象与直线 有两个交点,转化为交点问题,
再利用导数研究函数的单调性、最值,最后得到参数的取值范围即可.
【详解】令 ,
所以 .
令 ,定义域为 ,
令 ,易知 在 上单调递增,且 .
所以 ,
则函数 有两个零点转化为函数 的图象与直线 有两个交点.
则 ,当 时, ;当 时, ,
即 在 上单调递减,在 上单调递增,所以 ,当 时, ;当 时, ,
则 ,解得 ,即实数 的取值范围是 .
故选:D.
14.(2024·河南郑州·模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件及构造函数 ( ),利用导数的正负与函数的单调性的关系,
结合函数的单调性,再利用作差法、对数的运算及基本不等式即可求解.
【详解】设 ( ),则 ,
所以 在 上单调递减,
所以 ,即 ,
所以 , ,
,所以 ,
故选:A.
【点睛】关键点睛:利用构造法和作差法,再利用导数法求函数的单调性,结合函数单调性及基本不等式
即可.
15.(2024·浙江·二模)已知函数 若 ,则 的取值范围为
( )
A. B. C. D.
【答案】B【分析】由题意可知 ,转化为 .结合图像构造函数 ,
,求出函数的值域即为本题答案.
【详解】由题意可知 ,即 ,所以 .
由图像可得 ,设 , .
则 , .令 ,则
当 时 ,当 时
所以 在 单调递减,在 单调递增.
所以 在 时取得最小值 ,
可得 .
故选:B
16.(2024·山东济南·一模)若不等式 对任意的 恒成立,则 的最小值为
( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】因为 ,所以 ,即求直线 的纵截距 的最小值,设,利用导数证明 在 的图象上凹,所以直线与 相切,切点横坐标越大,纵截距
越小,据此即可求解.
【详解】因为 ,所以 ,
所以即求直线 的纵截距 的最小值,
设 ,所以 ,
所以 在 单调递增,所以 在 的图象上凹,
所以直线与 相切,切点横坐标越大,纵截距越小,
令切点横坐标为 ,所以直线过点 ,且直线 斜率为
所以 的直线方程为 ,
当 时, ,
即直线 与 相切时,
直线 与 无交点,
设 ,所以 ,
所以 在 时斜率为 ,在 时斜率为 ,均小于直线的斜率,
所以可令直线 在 处与 相交,在 处与 相交,
所以直线方程为 ,
所以截距为 .
故选:A.【点睛】关键点点睛:本题关键在于 , ,即求直线 的纵截距
的最小值的分析.
17.(2024·福建漳州·一模)已知可导函数 的定义域为 , 为奇函数,设 是 的导
函数,若 为奇函数,且 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由 为奇函数,结合导数运算可得 ,由 为奇函数,可得
,整理可得 ,进而分析可得
,即可得结果.
【详解】因为 为奇函数,则 ,
即 ,两边求导得 ,
则 ,可知 关于直线 对称,
又因为 为奇函数,则 ,
即 ,可知 关于点 对称,令 ,可得 ,即 ,
由 可得 ,
由 ,可得 ,即 ,
可得 ,即 ,
令 ,可得 ;
令 ,可得 ;
且 ,可知8为 的周期,
可知 ,
所以 .
故选:D.
【点睛】方法点睛:函数的性质主要是函数的奇偶性、单调性和周期性以及函数图象的对称性,在解题中
根据问题的条件通过变换函数的解析式或者已知的函数关系,推证函数的性质,根据函数的性质解决问题.
18.(2024·湖南邵阳·一模)设 ,则 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】构造函数 然后根据函数的单调性判断 的大小,构造函数 判断
的大小,从而判断出大小;【详解】 ,
设 ,
在 上单调递减.
又
;
又 ,
设
时,
在 单调递减.
;
综上, ,
故选:D.
19.(2024·湖南长沙·一模)已知实数 分别满足 , ,且 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意可得 , ,构造函数 ,结合导数研究函数单调性后可得 ,构造函数 ,结合导数研究函数单调性后可得 ,即可得出 .
【详解】由 ,则 ,令 , ,
则 ,
则当 时, ,故 在 上单调递增,
故 ,
即 ,即 ,
由 ,则 ,
令 , ,则 ,
令 ,则当 时, 恒成立,
故 在 上单调递增,又 ,故 恒成立,
故 在 上单调递增,故 ,
即 ,即 ,故 .
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于构造函数 、 ,从而借助导
数求出函数单调性以比较 、 、 的大小.
20.(2024·贵州贵阳·一模)已知 是定义在 上的偶函数,且 也是偶函数,若
,则实数 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先根据函数 是定义在 上的偶函数, ,再由函数 也是偶函数,
变形求得函数 的解析式,并求得函数 的单调区间,即可求解不等式.
【详解】因为函数 是定义在 上的偶函数, ,所以 ,则
,
又因为函数 也是偶函数,所以 ,得 ,
因为 为减函数, 为增函数,所以 为减函数,
令 ,得 ,
所以 时, , 在 上单调递减,
根据偶函数的性质可知,函数 在 上单调递增,
所以 ,即 ,即 ,得 或 ,
所以不等式的解集为 .
故选:D
【点睛】关键点点睛:本题的关键是根据 ,得到 ,从而求得函数 的解
析式.
21.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)设 且 ,若函数 有三个极值点,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用导数,分别求得 时以及 时函数对应的极值点情况,再结合题意,即可求得参数范
围.
【详解】当 时, , ;
对 ,其开口向上,对称轴为 ,且 ,
故当 ,即 ,也即 或 时,
在 恒成立,故 在 没有极值点;
当 ,即 ,也即 时,
存在 ,使得 ,
故 , , 单调递增;
在 , , 单调递减, 在 有一个极值点;
当 时, ,令 , ;
故当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减,又 ,
故当 ,即 时,
在 恒成立, 在 单调递减,无极值点;当 ,即 时,
,故存在 ,满足 ;
又当 趋近于 时, 趋近于 , 趋近于 ,
故存在 ,满足 ;
故当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减,
故此时 在 存在 个极值点;
综上所述,若 有 个极值点,
则 在 有一个极值点,在 存在 个极值点,
此时 ,且 ,故 .
故选:C.
【点睛】关键点点睛:本题考察利用导数由函数的极值点个数,求参数的范围问题;解决问题的关键是:
能够利用导数研究 时,以及 时, 的单调性和极值点个数对应的参数范围,从而结合题意,
解决问题.
22.(2024·辽宁·一模)已知函数 ,若 成立,则实数a的取值范
围为( )
A. B.
C. D.【答案】C
【分析】
构造函数 ,判断 的奇偶性,再利用导数讨论其单调性,然后根据单调性将不等式去掉
函数符号即可求解.
【详解】记 ,
令 ,解得 ,
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减.
因为
,
所以 为偶函数.
所以 ,
又 在 上单调递增,
所以 ,即 ,解得 .
故选:C
【点睛】方法点睛:抽象函数不等式问题主要利用单调性求解,本题需结合奇偶性,并利用导数研究单调
性进行求解.
23.(2024·辽宁·一模)已知函数 ,若关于 的方程 有五个不等的实
数解,则 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
首先判断函数在各段的单调性,即可得到 的大致图象,令 ,则 化为 ,
分 、 、 、 、 、 六种情况讨论,结合函数图象即可得解.
【详解】由 ,
当 时 ,函数在 上单调递减,且 , ,当 时 ,
当 时 ,则 ,
所以当 时 ,当 时 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,且 ,
可得 的大致图象如下所示:
令 ,则 化为 ,
当 时 无解,则 无解;
当 时 ,解得 ,由图可知 有两解,即 有两解;
当 时 有一解且 ,又 有一个解,即 有一解;当 时 有两个解,即 、 ,
又 有一个解, 有两个解,所以 共有三个解;
当 时 有三个解,即 , , ,
无解, 有三个解, 有两个解,
所以 共有五个解;
当 时 有两个解,即 , ,
有三个解, 有两个解,
所以 共有五个解;
综上可得 的取值范围是 .
故选:C
【点睛】关键点睛:本题解答的关键是数形结合,另外分类讨论需做到不重不漏.
24.(2024·全国·模拟预测)若关于 的不等式 在 内有解,则正实数 的
取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将由不等式转化为 ,令 ,得到 ,令函数
,问题转化为存在 ,使得 ,利用导数求得函数 的单调性,
结合 ,得到 且 ,即可求解.【详解】由不等式 ,即 ,
令 ,即有 ,
又由 ,所以函数 在 上单调递增,
因为 ,所以 ,
令 ,问题转化为存在 ,使得 ,
因为 ,令 ,可得 ;令 ,得 ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
又因为 ,所以当 时, ,
若存在 ,使得 成立,只需 且 ,
解得 ,因为 ,所以 .
故选:A.
【点睛】方法技巧:已知函数零点(方程根)的个数,求参数的取值范围问题的三种常用方法:
1、直接法,直接根据题设条件构建关于参数的不等式(组),再通过解不等式(组)确定参数的取值范
围;
2、分离参数法,先分离参数,将问题转化成求函数值域问题加以解决;
3、数形结合法,先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中作出函数的图象,然后数形结合求解.
结论拓展:与 和 相关的常见同构模型
① ,构造函数 或 ;
② ,构造函数 或 ;
③ ,构造函数 或 .25.(2024·全国·模拟预测)已知函数 , ,其中 是函数 的导
函数,若不等式 对任意的 恒成立,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求导判断 的单调性,将 转化为 ,分离参数 ,构造新函数
求新函数的单调性以及最值,从而求出实数 的取值范围.
【详解】由题意知 ,所以 ,
又 ,所以 在 上单调递增.
因为 ,所以 ,故 ,
所以 对任意的 恒成立.
令 ,则 ,令 ,得 ,令 ,得 ,
所以函数 在 上单调递减,在 上单调递增,所以 ,
所以 ,即实数 的取值范围是 .
故选:C.
【点睛】思路点睛:由函数的不等关系求解参数的范围,先判断函数的单调性,从而得到内层函数的不等
关系,再结合不等关系分类讨论或参变分离求参数的范围.
26.(2024·辽宁·二模)若 ,则( )
A. B.C. D.
【答案】B
【分析】通过构造函数 ,利用导数与函数单调性间的关系,得到
在区间 上单调递增,从而得出 ,构造函数 ,利用导
数与函数单调性间的关系,得到 在区间 上单调递增,从而得出 ,即可得出
结果.
【详解】令 ,则 ,
令 ,则 在区间 上恒成立,
即 在区间 上单调递减,又 ,
而 ,所以 ,
即 在区间 上单调递增,所以 ,
得到 ,即 ,所以 ,
令 ,则 ,当 时, ,
即 在区间 上单调递增,
所以 ,得到 ,即 ,所以 ,
综上所述, ,
故选:B.
【点睛】关键点点晴:通过构造函数 和 ,将问题转化成比较函
数值的大小,再利用导数与函数单调性间的关系,即可解决问题.
27.(2024·全国·模拟预测)若不等式 在 上恒成立,则实数 的取值范围为
( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将不等式变形为 ,构造函数 ,证明函数 的单调性,比较 与
的大小,从而结合函数值的大小可求出 的范围.
【详解】当 时, 可化为 ,
令 ,则 ,所以 在 上单调递减.
令 ,则 ,所以 在 上单调递增,
所以 ,因此当 时, .
所以 ,即 .则不等式 可化为 ,
所以 在 上恒成立,因此 ,即实数 的取值范围为 .
故选:A.
【点睛】方法点睛:用导数解决复杂的问题时,常常通过函数的特点选用同构法,判断函数的单调性以及
同构中的两个变量的大小,从而解决问题.
28.(2024·云南红河·二模)已知函数 ,对于任意的 ,不等式
恒成立,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】令 ,得到 为奇函数,从而得到 恒成立,根据函数单调性得到不等式,化简得到 时, 恒成立,设
, ,求导得到其单调性,结合特殊点的函数值,得到
,得到答案.
【详解】设 ,则 ,
,所以 为奇函数.
所以 ,
即 恒成立,
由 在 上单调递减且 ,得 在 上单调递减,
所以 恒成立.
由 ,知 且 ,
所以 时, 恒成立.
设 , ,
,当 时 ,
所以 在 内单调递减,而 ,所以 ,
所以 ,即 .
故选:C.
【点睛】方法点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法,一是分离参数法, 使不等式一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条
件.二是讨论分析法,根据参数取值情况分类讨论,三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个
函数图像确定条件.
29.(2024·陕西西安·一模)若关于x的不等式 在 上恒成立,则实数a的取值
范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】变形得到 ,当 时,利用放缩得到证明,当 时,利用隐零点可证明
出不合要求,得到答案.
【详解】 ,
当 时, ,
令 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,
故 在 上单调递减,在 上单调递增,
故 ,
故 恒成立,不等式成立,
当 时,令 , ,
当 时, ,当 时, ,
故 在 上单调递减,在 上单调递增,
且 , ,由零点存在性定理得,存在 ,使得 ,即 ,
此时 ,
故不合题意,舍去,
综上, ,实数a的取值范围为 .
故选:B
【点睛】方法点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法,一是分离参数法, 使不等式
一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条
件.二是讨论分析法,根据参数取值情况分类讨论,三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个
函数图像确定条件.
30.(2024·湖南·模拟预测)已知函数 满足 , ,当 时,
,则函数 在 内的零点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】根据题意,判断 的图象关于点 对称,利用导数判断函数 在 上的单调性,
在同一坐标系中作出 与 的图象,得出交点个数,并结合对称性及 可得
解.
【详解】根据题意,函数 的周期为8,图象关于点 对称,
又 ,
所以函数 的图象也关于点 对称,
由 , ,, , ,
令 ,解得 ,令 ,解得 ,
所以函数 在 上单调递增,在 上单调递减, , ,
在同一个坐标系中,作出函数 与 的图象,如图,
由图可得,函数 与 在 上有两个交点,
因为函数 与 图象均关于点 对称,
所以函数 与 在 上有两个交点,又 ,
所以函数 在 内的零点个数为5.
故选:C.
【点睛】思路点睛:本题考查函数的性质及函数零点个数问题,依据题意,可判断函数 与
图象均关于点 对称,利用导数判断函数 在 上的单调性,并根据单调性,极值
作出 与 在 上的图象,根据图象求得结果.