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第3 题 导数&零点:高考数学命门 (一题多变)
【2025 届山东省潍坊高三上学期质量监测数学试题】已知函数
和
,若
则( )
A.
B.
C.
D.
【思路分析】本题主要考察零点相关问题,解题的关键在于建立变量之间的关系,把多变
量问题转化为单变量问题,并结合函数单调性、零点存在定理、函数对称性、基本不等式
以及利用导数研究函数性质等知识,如在分析
关系时,利用变量之间的关系构建函
数
,再借助函数单调性求解,也可利用函数对称性求解,从数与形两个角度
综合考虑,考验对函数本质的理解;确定
更精确范围以及比较
和
大小,运用函
数值计算与基本不等式,思维灵活转换,对于
与
的大小判断,根据其共同结构
特征采用构造函数并利用导数研究其单调的方法求解即可.
【详解】对于A 选项:
方法一:由题意
,得
,
,
令
在
单调递增,所以
,
代入
得
,所以
.
方法二:由
可得
,
代入
得
,所以
.
方法三:由题意
,得
,
由
与
关于
对称,
关于
对称,
则
的交点
与
的交点与的交点
关于
的交点
对称,
则
,故A 对;
对于B 选项:
在
上递增,且
,
,
的零点
的范围为
,故B 对;
对于C 选项:方法一:因为
,故
,C 错;
方法二:由题意易知
,
,
,
,
,故C 错;
方法三:
,
,令
,
,
在
单调递增,
,故C 错.
对于D 选项:解法一:
,
令
,
,在
上单调递增,
,
,故只需
,故D 对.
解法二:令
,
,
,
,
,
,
,故
故D 对.
故选:ABD.
【题后反思】本题
是
,
的零点,四个选项都是关于两零点的相等和不等关
系,关键在
建立
之间的关系,用零点存在性定理卡住
的范围,
把双变量转化为单变量进行求解,因为本题的结构特征,可考虑进行指对同构进行解决,
找到变量之间的关系.
【变化角度】改变角度:方程问题转化函数零点问题,本题与原题题干题意都一样,
只是描述的角度不同,运用载体不同,由原来的方程问题转化函数零点问题,对选项做了
一些变化,本题是利用导数证明不等式、利用导数研究双变量问题、利用导数研究函数的
零点.
例:(多选题)已知函数
的零点为
,函数
的零点为
,
则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【分析】注意到
,又可得
在
单调递增,则有
,后由零点存在性定理可得
范围.,之后判断各选项正误
即可得答案.
【详解】
,
又函数
的零点为
,则
,其中
.
,得
在
上单调递增,又其有零点
,则
为其唯一零点.
又
,得
.
注意到
,
,
则
,且
.
对于A,因
,
,
则
,故A 正确.
对于B,因
,则
.
令
.
在
上单调递减,
则
,得
在
上单调递增.
则
,即
,故B 错误.
对于C 选项,因
,
,则
,故
.
则由基本不等式结合
有:
,故C 正确.
对于D 选项,因
,则
,由C 选项分析可知
.
则令
,
.
得
在
上单调递增,故
,即
.故D 正确.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:本题涉及函数零点,构造函数证明不等式,需注意以下两点:
(1)若题目中同时出现
与
,常通过
使出现相同结构.
(2)对于双变量问题,常利用消元思想转化为关于一个未知数的问题.
【举一反三】
1.已知函数
为
的反函数,若
的图象与直线
交点的
横坐标分别为
,则( )
A.
B.
C.
D.
2.若函数
,
,满足对
均有
,则
的取值不可能为( )
A.
B.
C.
D.9
【变换角度】改变角度:引入参数建立等价关系,都是导数研究双变量问题,原题
是直接由方程相等且为零点明
的关系;本题
是用将两者联系,根据条件的函数
关系确定参数的等量关系,结合目标式化简并构造函数,应用导数研究函数的单调性,如
下:
例:(多选)已知函数
,
,若
,
,
则
的取值可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【分析】由已知条件可推得
,即有
,结合目标式化简
可得
,令
,利用导函数研究其单调性并确定区间最小值,
即为
的最小值,根据最小值进行选择即可.
【详解】由题意,
,得
,
∴
,即
,
又
,得
∵
在
上单调递增,
∴综上知:
,
∴
,
令
,
,则
∴
,得
;
,得
;
故
在
上单调递减,在
上单调递增.
∴
,
A:因为
,所以本选项不符合题意;
B:因为
,所以本选项符合题意;
C:显然符合题意;
D:因为
,所以本选项不符合题意,
故选:BC
【点睛】关键点睛:根据条件的函数关系确定参数的等量关系,结合目标式化简并构造函
数,应用导数研究函数的单调性,进而确定区间最小值.
【举一反三】
3.已知函数
与
有两个不同的交点,交点坐标分别为
,
,下列说法正确的有( )
A.
在
上单调递减,在
上单调递增
B.
的取值范围为
C.
D.
4.函数
,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若
,x、y 均为正数,则
D.若
有两个不相等的实根
,
则
【变换角度】改变角度:化双函数为单个函数的零点问题,都是导数研究双变量
问题,原题是直接由方程相等且为零点明确
的关系;本题
是用将两者联系,根
据条件的函数关系确定参数的等量关系,结合目标式化简并构造函数,应用导数研究函数
的单调性,如下:
例:(多选)已知函数
有两个零点
,则( )
A.
的取值范围为
B.
C.
D.
【答案】BCD
【分析】利用导数判断函数的单调性,根据零点的个数求出
的取值范围,进而确定
的取值范围,再利用不等式的性质、构造函数利用导数逐一判断即可.
【详解】
,
因为
,所以当
时,
单调递增,函数至多有一个零点;
当
时,当
时,
单调递减,当
时,
单调递增,
所以当
时,函数有最大值,最大值为:
,
当
时,
,所以函数至多有一个零点;
当
时,
,而
,当
时,
,
当
时,
,所以函数在
内各有一个零点,所以
,
因此选项A 不正确;
选项B:因为
,
所以
,因此本选项正确;
选项C:因为
,当
时,
,所以
,因此
,
构造新函数
,
,因为
,所以
单调递减,
因此当
时,
,又因为
,
所以
,而
,
因此
,所以本选项正确;
选项D:
,令
,
显然有
,令
,显然
,因此有:
,设
,
所以有
,当
时,
单调递减,当
时,
单
调递增,因为
,所以
,
令
,
即
,
因为
,所以
单调递增,
因为
,所以
,
而
,所以
,因为
,所以
,
当
时,
单调递减,因此有
,即
,所以本选项说法
正确,
故选:BCD
【点睛】关键点睛:本题的关键在于构造函数
、
、
,利用导数研究单调性,根据单
调性进行求解.
【举一反三】
5.已知函数
有两个零点
,且
,则下列说法不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
有极小值点
6.若对任意的
,
,且
,都有
,则m 的值可能是
( )
A.
B.
C.
D.1
7.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
8.函数
的零点为
,函数
的零点为
,则下列结论正确
的是( )
A.
B.
C.
D.
9.已知直线
分别与函数
和
的图象交于点
,
,
则( )
A.
B.
C.
D.
10.已知函数
有四个零点
,则( )
A.
B.
C.
D.若
,则
11.设函数
,则( )
A.
B.函数
有最大值
C.若
,则
D.若
,且
,则
12.已知直线
与曲线
相交于不同两点
,曲线
在点
处的切线与在点
处的切线相交于点
,则( )
A.
B.
C.
D.