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第03讲导数与函数的极值、最值(解析版)_数学_一轮复习_2024年_2024高考数学一轮复习全题型突破53份练透核心考点_资料

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文档文本内容

第 03 讲 导数与函数的极值、最值
目录
第一部分:题型篇....................................................2
题型一:重点考查根据图象判断极值(点)...........................2
题型二:重点考查利用导数求函数的极值(点).......................5
题型三:重点考查利用函数的极值求参数.............................9
题型四:重点考查利用函数的极值个数求参数........................12
题型五:重点考查利用导数求函数的最值............................16
题型六:重点考查利用导数求函数(含参)中的最值问题..............21
题型七:重点考查根据函数的最值求参数............................29
题型八:重点考查极值,最值,单调性的综合问题....................34
第二部分:易错篇...................................................37
易错一:已知极值(点)求参数,注意回代检验......................37
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第一部分:题型篇
题型一:重点考查根据图象判断极值(点)
典型例题例题1.(多选)(2023春·河北石家庄·高二石家庄市第十五中学校考阶段练习)函数 的导函
数 的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A. 是函数 的极值点 B. 是函数 的最小值点
C. 在区间 上单调 D. 在 处切线的斜率小于0
【答案】AC
【详解】对A,由图象可得 且 在 左右两边异号,故 是函数 的极值
点,故A正确;
对B,在 上 , 单调递增, 不是函数 的最小值点,故B不正确;
对C,根据导函数图象可知在 时, ,
函数 在 上单调递增,故C正确;
对D, 函数 在 处的导数大于0, 切线的斜率大于零,故D不正确.
故选:AC.
例题2.(2023春·湖北武汉·高二华中师大一附中校考期中)设函数 在R上可导,其导函数为
,且函数 的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A. 有三个极值点 B. 为函数的极大值
C. 有一个极大值 D. 为 的极小值
【答案】C
【详解】解: ,并结合其图象,可得到如下情况,
当 时, , 在 单调递减;
当 时, , 在 单调递增;
当 时, , 在 单调递增;
当 时, , 在 单调递减;∴ 在 取得极小值,在 处取得极大值,只有两个极值点,
故A、B、D错,C正确;
故选: C.
例题3.(2023·全国·高二专题练习) 设函数 在R上可导,其导函数为 ,且函数
的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )
A. 有两个极值点 B. 为函数的极大值
C. 有两个极小值 D. 为 的极小值
【答案】C
【详解】解: ,并结合其图像,可得到如下情况,
当 时, , 在 单调递减;
当 时, , 在 单调递增;
当 时, , 在 单调递减;
当 时, , 在 单调递增
∴ 在 和 处取得极小值,故B,D错,C正确;
在 处取得极大值.
所以 有3个极值点,故A错.
故选: C.
精练核心考点
1.(多选)(2023春·甘肃金昌·高二永昌县第一高级中学校考阶段练习)函数 的导函数
的图象如图所示,给出下列命题,以下正确的命题( )
A. 是函数 的极值点B. 是函数 的最小值点
C. 在区间 上单调递增
D. 在 处切线的斜率小于零
【答案】AC
【详解】根据导函数图象可知当x∈(﹣∞,﹣3)时, ,在 时, ,
∴函数y=f(x)在(﹣∞,﹣3)上单调递减,在 上单调递增,故C正确;
则﹣3是函数y=f(x)的极小值点,故A正确;
∵在 上单调递增,∴﹣1不是函数y=f(x)的最小值点,故B不正确;
∵函数y=f(x)在x=0处的导数大于0,∴切线的斜率大于零,故D不正确;
故选:AC
2.(2023春·天津西青·高二天津市西青区杨柳青第一中学校考阶段练习)已知函数 ,其导函数
的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.函数 在 上单调递减
B.函数 在 处取得最大值
C.函数 在 上单调递减
D. 在区间 内的函数值为负
【答案】C
【详解】由图象可得:当 或 时, ;当 或 时, ;
故 的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ,
故A错误,C正确;
函数 在 处取得极大值,不一定是最大值,B错误;
根据题意只能得到 的符号,以及 的单调区间,无法判断 的符号,D错误;
故选:C.
3.(2023·高二校考课时练习)已知函数 ,其导函数 的图象经过点(1,0),(2,0),如图所示,则下列说法中不正确的序号是______.
①当 时函数取得极小值;
② 有两个极值点;
③当 时函数取得极小值;
④当 时函数取得极大值.
【答案】①
【详解】由图象可知,当 时, ;当 时, ;当 时, .
所以函数f(x)在 上单增,在 上单减,在 上单增.
f(x)有两个极值点1和2,且当x=2时函数取得极小值,当x=1时,函数取得极大值,故只有①不正确.
故答案为:①
题型二:重点考查利用导数求函数的极值(点)
典型例题
例题1.(2023春·新疆乌鲁木齐·高二乌鲁木齐市第六十八中学校考阶段练习)已知 ,
则 ( )
A.在 上单调递增 B. 在上单调递减
C.有极大值 ,无极小值 D.有极小值 ,无极大值
【答案】D
【详解】∵ ,则 ,
令 ,解得 ;令 ,解得 ;
则 在 上单调递减,在 上单调递增,
故A、B错误;
由单调性可得: 有极小值 ,无极大值,
故C错误,D正确.故选:D.
例题2.(2023春·四川成都·高二四川省成都市新都一中校联考期中)已知函数 在
点 处的切线与直线 垂直.
(1)求 的值
(2)求函数 的极值.
【答案】(1)
(2)极小值 ,极大值 .
【详解】(1)易得 ,
又函数 在点 处的切线与直线 垂直,∴ ,得 ;
(2)由(1)得 , ,
令 有 或 ,可得
x 0 2
+ 0 - 0 +
单调递
单调递增 极大值 极小值 单调递增
减
在 处取得极大值 ,在 处取得极小值 ;
综上,极大值 ,极小值 .
例题3.(2023春·天津宝坻·高二校考阶段练习)设函数 ,其中 ,曲线 在点
处的切线经过点 .
(1)求 的值;
(2)求函数 的极值.
【答案】(1)
(2)极小值 ,没有极大值
【详解】(1)因为 ,则 ,
故 在 处的切线方程 ,
把点 代入切线方程可得 ;(2)函数 的定义域为
由(1)可得 ,令 得 ,
当 时, ,函数单调递减,
当 时, ,函数单调递增,
故当 时,函数取得极小值 ,没有极大值.
例题4.(2023·全国·高三专题练习)求函数 的极值.
【答案】不存在极大值;存在极小值,且极小值为
【详解】 , ,
,令 ,得 .
当 时, ;当 时, .
所以, 在区间 上单调递减,在区间 上单调递增.
不存在极大值;存在极小值,且极小值为 .
精练核心考点
1.(2023春·北京·高二北理工附中校考阶段练习)函数 ( )
A.有极大值1,无极小值 B.无极大值,也无极小值
C.有极小值0,极大值1 D.有极小值1,无极大值
【答案】D
【详解】 , ,
当 时, ,此时函数 单调递减,
当 时, ,此时函数 单调递增,
所以当 时,函数有极小值 ,无极大值,
故选:D.
2.(2023春·安徽池州·高二池州市第一中学校联考阶段练习)已知函数 .
(1)求曲线 在 处的切线方程;
(2)求函数 的单调区间和极值.【答案】(1)
(2) 在 和 上单调递增,在 上单调递减;极大值为 ,极小值为
【详解】(1)由 ,有 ,
则 , ,
故切点坐标为 ,切线斜率为12,
切线方程为 ,即 ;
(2)令 ,解得x=0或x=1,
故当 时, ,当 时, ,当 时 ,
故函数 在 和 上单调递增,在 上单调递减;
故函数 的极大值为 ,极小值为 .
3.(2023春·天津河东·高二期中)设函数 ,求函数 的单调区间及极值.
【答案】增区间为 ,减区间为 ,极大值为 ,极小值 .
【详解】由函数 ,可得 ,
令 ,即 ,解得 或 ;
令 ,即 ,解得 ,
所以函数 的单调递增区间为 ,递减区间为 ,
所以当 时, 取得极大值,极大值为 ,
当 时, 取得极小值,极小值为 .
4.(2023·四川成都·统考二模)函数 的极大值为______.
【答案】1
【详解】依题意,
因为 ,所以 ,
所以 ,
所以在 上, , 单调递增;
在 上, , 单调递减.所以 在 处取得极大值: .
故答案为:1.
题型三:重点考查利用函数的极值求参数
典型例题
例题1.(2023春·河南洛阳·高二统考期中)已知函数 在 时有极值10,则
( )
A. B.
C. 或 D.
【答案】B
【详解】 ,
因为 在 时有极值10,
故 且 ,即 ,消元后得到: ,
故 或 .
当 时, ,
故 为 上的增函数,无极值点,舍;
当 时, ,
当 或 时, ;当 时, ,
故 在 处取极小值,符合题设要求.
故选:B.
例题2.(2023春·四川成都·高二统考期中)已知函数 在 处取得极大值 .
(1)求 的值;
【答案】(1)
【详解】(1) ,且函数 在 处有极值1,,解得 .
又当 时,
当 或 时, ,
当 时, ,
故 在 处取得极大值,满足题意.
综上, .
例题3.(2023春·河南·高二校联考期末)已知函数 在 处有极值36.
(1)求实数 , 的值;
【答案】(1) 或
【详解】(1)由题意知 .
∵ , ,
∴ 或 ,
经检验都符合题意.
例题4.(2023·上海·高二专题练习)已知函数 在 处取得极值3.
(1)求 , 的值;
【答案】(1) ,
【详解】(1)依题意, ,因为 在 处取得极值3,
所以 ,解得 , .
此时 ,显然当 和 时, ,
当 时, ,故 在 单调递增,在 单调递减,
所以 在 处取得极大值 ,
所以 , .
(2)由(1)知, , ,
当 或 时, ,当 时, ,所以 在 , , , 上单调递增,在 上单调递减,
, , , ,
所以 的最小值为0,最大值为12.
精练核心考点
1.(2023春·河南洛阳·高二统考期中)已知函数 在 时有极值0,则 (
)
A.4 B.11
C.4或11 D.以上答案都不对
【答案】B
【详解】解:由 ,得 ,
因为 在 处有极值0,
所以 ,即 ,解得 或 ,
当 时, ,则 在 上单调递增,此时函数无极值,所以舍去,
当 时, ,令 ,得 或 ,经检验 和 都为函数的极值
点,
综上,
所以 ,
故选:B
2.(2023·全国·高二专题练习)已知 在 时有极值0.
(1)求常数 的值;
【答案】(1)
【详解】(1) ,可得 ,
由题 时有极值0.可得: 即
解得: 或 ,
当 时, 单调,不会有极值,故舍去.经验证 成立;
3.(2023春·河北石家庄·高二校联考期中)已知函数 .
(1)若 在 处取得极值,求a的值;
【答案】(1)
【详解】(1)解:由函数 ,可得函数 的定义域为 ,
且 ,
因为函数 在 处取得极值,所以 ,解得 ,
当 时,可得 ,
当 时, , 单调递减
当 时, , 单调递增,
所以当 时,函数 取得极小值,符合题意.
4.(2023春·贵州遵义·高二校考阶段练习)已知函数 在 处取得极值.
(1)求 的值;
【答案】(1) ;
【详解】(1)由 ,则 .
因在 时, 取到极值,
所以 ,即 解得 .
当 时, ,
则 ,
由 ,解得 或 .
由 ,解得 或 ;
由 ,解得 .
∴ 的递增区间为: 和 ;
递减区间为: .
故当 时,函数 取得极值.
故 .题型四:重点考查利用函数的极值个数求参数
典型例题
例题1.(2023春·内蒙古巴彦淖尔·高二校考阶段练习)已知函数 有极大值
和极小值,则 的取值范围是( )
A. B. 或 C. D. 或
【答案】B
【详解】函数 ,
,
函数 有极大值和极小值,
所以其导函数 有两个不同的解,
所以 或 .
故选:B
例题2.(2023·河南开封·开封高中校考模拟预测)已知函数 在 上有3
个极值点,则 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为 , ,
所以 ,
因为函数 在 上有3个极值点,
所以 ,
解得 ,
所以 的取值范围为 ,
故选:C.
例题3.(2023春·吉林·高二四平市实验中学校考阶段练习)若函数 在 上存在
极值,则正整数 的最小值为___________.
【答案】5【详解】 ,
,
函数 在 上存在极值,
函数 在 上不是单调函数,
可得 有两个不等的根,
即 ,
解得 ,或 ,
正整数 的最小值为5.
故答案为:5.
例题4.(2023·广西柳州·高三柳州高级中学校联考阶段练习)已知函数 ,若函
数 在 上有极值,则实数 的取值范围为___.
【答案】
【详解】因为 ,所以 ,
为二次函数,且对称轴为 ,
所以函数 在 单调递增,
则函数 在 单调递增,
因为函数 在 上有极值,
所以 在 有解,
根据零点的存在性定理可知 ,即 ,
解得 ,
故答案为: .
精练核心考点
1.(2023春·安徽·高二安徽师范大学附属中学校考阶段练习)若函数 有两个不同的
极值点,则实数a的取值范围为( ).A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由 ,
当 时,函数 单调递增,在 时,该函数单调递减,
当 时,函数 有最大值,且 ,且函数 的对称轴
为 ,
所以当 时, 有两个不同的极值点,等价于直线 与函数
有两个不同的交点,所以 ,
故选:B
2.(2023春·河南洛阳·高二校联考阶段练习)若函数 在区间 上有极值点,则实数 的
取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由已知得 ,若函数 在 上有极值点,则 在 上有
解,即 ,解得 .
故选:D
3.(2023春·广西梧州·高二苍梧中学校考阶段练习)若函数 有两个不同的极值点,
则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A【详解】函数的定义域为 ,
因为函数 有两个不同的极值点,
所以 有两个不同正根,
即 有两个不同正根,
所以 解得 ,
故选:A.
4.(2023秋·青海西宁·高二统考期末)若函数 在区间 上有极值点,则实数a的取值范
围是______.
【答案】
【详解】由已知得 ,若函数 在 上有极值点,则 在 上有
解,即 ,解得 .
故答案为:
题型五:重点考查利用导数求函数的最值
典型例题
例题1.(2023春·天津南开·高一天津市天津中学校考阶段练习)函数 在 上的
最值是( )
A.最大值是4,最小值是 B.最大值是2,最小值是
C.最大值是4,最小值是 D.最大值是2,最小值是
【答案】A
【详解】因为 ,所以 ,
由 有: 或 ,由 有: ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,又 ,
所以 在 上的最大值是4,最小值是 ,故B,C,D错误.
故选:A.
例题2.(2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校联考期中)已知 是函数
的一个极值点.
(1)求 的单调区间;
(2)求 在区间 上的最小值.
【答案】(1)增区间为 、 ,减区间为
(2)
【详解】(1)解:因为 ,则 ,
因为 是函数 的一个极值点,则 ,解得 ,
此时, ,
由 可得 ,由 可得 或 ,
所以,函数 的增区间为 、 ,减区间为 .
(2)解:由(1)可知, ,
函数 在 上单调递增,在 上递减,在 上单调递增,
当 时,函数 的极大值为 ,极小值为 ,
又因为 , ,
所以,函数 在 上的最小值为 .
例题3.(2023春·河南商丘·高二商丘市实验中学校联考期中)已知函数 在 处取
得极值 .
(1)求实数 , 的值;
(2)求 在区间 上的最大值和最小值.
【答案】(1) ,
(2)最大值为11,最小值为
【详解】(1)由已知得 ,
因为 在 处取得极值 ,所以 ,解得 ,
又因为 ,所以 .(2)由(1)知 , ,
令 ,解得 或 .
当x变化时, , 的变化情况如下表所示:
+ 0 0 +
极小值
单调递增 极大值 单调递减 单调递增 11
所以 在区间 上的最大值为11,最小值为 .
例题4.(2023春·广东梅州·高二丰顺县丰顺中学校联考期中)已知函数 在 处取
得极值-14.
(1)求曲线 在点 处的切线方程;
(2)求函数 在 上的最值.
【答案】(1)
(2)最小值为-14,最大值18
【详解】(1)因 ,故
由于 在 处取得极值-14,故有 ,
化简得 ,解得 ,
经检验, 时,符合题意,所以 .
则 , ,故 .
所以曲线 在点 处的切线方程为: ,即
(2) , ,
解得 或 ; 解得 ,
即函数 在 上单调递增, 上单调递减, 上单调递增,
,
因此 在 的最小值为 .最大值为
精练核心考点1.(2023春·北京·高二人大附中校考期中)已知函数 在 处取得极值.
(1)求 的解析式;
(2)求 在 上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值为2,最小值为 .
【详解】(1) .
在 时取得极值,所以 , ,
即 ,且 解得 .
经检验, 时, ,当 或 时, ,此时 单调递增,当 时,
,此时 单调递减,故 在 时取得极小值.
.
(2) ,
令 ,解得 或 ;
, 时, 和 变化如下:
1
0
单调递 单调递
增 减
由上表可知函数 在区间 , 上的最大值为2,最小值为 .
2.(2023春·甘肃武威·高二武威第六中学校考期中)已知函数 .
(1)求函数 在点 处的切线方程;
(2)求函数 在 的最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)易知,函数 的定义域为 ;
所以 ,则切点为 ,
又 ,则 在点 处的切线斜率 ,所以切线方程为 ,整理可得 ,即 ,
即函数 在点 处的切线方程为 .
(2)由(1)可知, ,又 ,所以令 得 ,
令 得 ,所以 在 上单调递减,
令 得 ,所以 在 上单调递增,
所以函数 有极小值为 ,也是函数的最小值,
又 , ,所以函数 的最大值为 ,
综上可得,函数 在 上的最大值为 ,最小值为 .
3.(2023春·广东汕头·高二校考期中)已知函数 .
(1)求曲线 在点 处的切线方程;
(2)求函数 在 上的最值.
【答案】(1)
(2)最大值为 ,最小值为
【详解】(1)解:因为 ,则 ,
所以, , ,
所以,曲线 在点 处的切线方程为 ,即 .
(2)解:因为 ,令 ,可得 ,列表如下:
增 极大值 减 极小值 增
故当 时, , .
4.(2023春·吉林·高二四平市实验中学校考阶段练习)已知函数 .
(1)求函数 的单调区间与极值;
(2)求函数 在区间 上的最值.
【答案】(1)单调增区间为 , ,单调减区间为 , 的极大值为 , 的极小值为(2)最大值为 ,最小值为
【详解】(1)(1)因为 ,
令 ,可得 或 ,
和 随 的变化情况如下:
3
0 0
极小
单调递增 极大值 单调递减 单调递增
值
函数 的单调增区间为 , ,单调减区间为 ,
的极大值为 , 的极小值为 ;
(2)由(1)可知函数 在 , 单调递增,在 单调递减,
, , , .
函数 在区间 , 上的最大值为 ,最小值为 .
题型六:重点考查利用导数求函数(含参)中的最值问题
典型例题
例题1.(2023·全国·高二专题练习)已知函数 , .
(1)讨论 的单调性;
(2)当 时,记 在区间 的最大值为 ,最小值为 ,求 的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;
(2) .
【详解】(1)因为 ,故可得 ,
令 ,可得 或 ;
当 时, ,此时 在 上单调递增;
当 时,当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递减;当 时, , 单调递增;
当 时,当 时, , 单调递增;当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增.
综上所述:当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 和 单调递增,在 单调递减;
当 时, 在 和 单调递增,在 单调递减.
(2)由(1)可知:当 时, 在 单调递减,在 单调递增
又 , ,故 在 单调递减,在 单调递增.
则 的最小值 ;
又 ,
当 时, 的最大值 ,
此时 ;
当 时, 的最大值 ,
此时 ,
令 ,则 ,
所以 在 上单调递减,所以 ,
所以 ;
所以 的取值范围为 .
例题2.(2023春·江苏镇江·高二江苏省丹阳高级中学校考阶段练习)已知函数
.
(1)讨论函数 的单调性;
(2)求函数 在区间 上的最小值 .
【答案】(1)答案见解析(2)
【详解】(1)因为 ,
①当 时,
当 时, ,函数 在 上单调递增,
当 时, ,函数 在 上单调递减,
当 时, ,函数 在 上单调递增,
所以函数 在 上单调递增,在 单调递减;
②当 时, 在 上恒成立,
当且仅当 时, ,
所以函数 在 上单调递增;
③当 时,
当 时, ,函数 在 上单调递增,
当 时, ,函数 在 上单调递减,
当 时, ,函数 在 上单调递增,
函数 在 上单调递增,在 单调递减;
综上所述,
当 时,函数 在 上单调递增,在 单调递减;
当 时,函数 在 上单调递增;
当 时,函数 在 上单调递增,在 单调递减;
(2) 的定义域为 ,
①当 时, 在 上单调递增, ,
②当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,
,③当 时, 在 上单调递减,
所以
综上 .
例题3.(2023春·江苏南京·高二校考阶段练习)已知函数 .
(1)当 时,求函数 的极值;
(2)求当 时,函数 在区间 上的最小值 .
【答案】(1)极大值为 ,极小值为
(2)
【详解】(1)当 时,函数 .
则 ,
令 ,得 或
当 时, , 在 上单调递增,
当 时, , 在 上单调递减,
当 时, , 在 上单调递增,
则 在 处取得极大值,在 处取得极小值.
极大值为 ,极小值为 .
(2)函数 的定义域是 ,
.当 时,令 有两个解, 或 .
当 ,即 时, ,∴ 在 上单调递减,
∴ 在 上的最小值是 ,
当 ,即 时,
当 时, ,∴ 在 上单调递减,
当 时, ,∴ 在 上单调递增,
∴ 在 上的最小值是 ,
当 ,即 时, , ,∴ 在 上单调递增,
∴ 在 上的最小值是 .
综上,
例题4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 .
(1)当 时,求 的极值;
(2)设 在区间 上的最小值为 ,求 及 的最大值.
【答案】(1)极大值 ,极小值0
(2) , 的最大值为0,
【详解】(1)当 时, ,
,当 或 时, ,
当 时, ,
故 在 和 上单调递增,在 上单调递减,
的极大值为 ,极小值为 ,
(2) , ,
当 时, , 在 上单调递增, 在区间 上的最小值为 ,
当 时,当 或 时, ,
当 时, ,
故 在 和 上单调递增,在 上单调递减,
在区间 上的最小值为 ,
当 时,同理得 在 和 上单调递增,在 上单调递减,
若 , 在区间 上的最小值为 ,
若 , 在区间 上的最小值为
综上,
令 ,则 ,
故 在 上单调递增,
可知 在 上单调递增,故 的最大值为0,
精练核心考点
1.(2023春·江苏常州·高二校考开学考试)已知函数 ,求函数 在区间 上的最大
值.
【答案】答案见详解【详解】由题意可得: ,则 ,
∵ ,则有:
当 时,则 当 时恒成立,
则函数 在区间 上单调递增,则 ;
当 时,则 当 时恒成立,
则函数 在区间 上单调递减,则 ;
当 时,则 ,
令 ,解得 ,令 ,解得 ,
故函数 在区间 上单调递减,在 上单调递增,且 ,
①当 ,即 时,则 在区间 上的最大值为 ;
②当 ,即 时,则 在区间 上的最大值为 ;
③当 ,即 时,则 在区间 上的最大值为 ;
综上所述:当 时,则 在区间 上的最大值为 ;
当 时,则 在区间 上的最大值为 ;
当 时,则 在区间 上的最大值为 .
2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 .
(1)若函数f(x)在x=-1处取得极值,求实数a的值;
(2)当 时.求函数f(x)的最大值.
【答案】(1)a=1
(2)答案见解析
【详解】(1)由题意可知 ,
所以 ,即3-3a=0解得a=1,
经检验a=1,符合题意.
所以a=1.
(2)由(1)知 ,
令 , ,当 即 时,f(x)和 随x的变化情况如下表:
x -2 1
+ 0 - 0 +
单调调
-7+6a 单调递增 单调递减 2-3a
增
,
由上可知,所以 的最大值为 .
当 即 时,f(x)和 随x的变化情况如下表:
x -2 1
+ 0 -
-7+6a 单调递增 单调递减 2-3a
,
由上可知,所以f(x)的最大值为 .
当 即 时, 恒成立,即f(x)在[-2,1]上单调递减,所以f(x)的最大值
为f(-2)=-7+6a,
综上所述,当 时,f(x)的最大值为 ;
当 时,f(x)的最大值为-7+6a.
3.(2023·高二课时练习)已知函数 .
(1)讨论 的单调性;
(2)当 时,求 在区间 上的最小值.
【答案】(1)当 时, 在R上单调递增;当 时, 在 , 上单调递增,在
上单调递减;当 时, 在 , 上单调递增,在 上单调递减.
(2)①当 时, 在 上的最小值为 ;当 时, 在 上的最小值
为 .
【详解】(1)因为 ,所以 .
①当 时, ,则 在R上单调递增;②当 时,令 ,解得 或 ,
则 在 , 上单调递增,在 上单调递减;
③当 时,令 ,解得 或 ,
则 在 , 上单调递增,在 上单调递减.
(2)由(1)知,当 时, 或 .
①当 ,即 时,
在 上单调递减,在 上单调递增,
此时 在 上的最小值为 ;
②当 ,即 时, 在 上单调递减,
此时 在 上的最小值为 .
4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 是 的一个极值点.
(1)求b的值;
(2)当 时,求函数 的最大值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1) ,
∵ 是 的一个极值点,∴
解得 .经检验,满足题意.
(2)由(1)知: ,则 .
令 ,解得 或
x 1 2
+ 0 - 0 +
递增 递减 递增
∵ ,
∴函数 的大值为题型七:重点考查根据函数的最值求参数
典型例题
例题1.(2023春·新疆乌鲁木齐·高二乌鲁木齐市第六十八中学校考阶段练习)若函数
在 上的最小值是1,则实数 的值是( )
A.1 B.3 C. D.
【答案】B
【详解】解:令 ,
解得 或 ,
当 时, , 时, ,
又 , ,
显然 ,
所以 ,
所以 ,
故选:B
例题2.(2023春·安徽马鞍山·高二马鞍山二中校考阶段练习)若函数 在区间( ,
)内存在最小值,则实数 的取值范围是( )
A.[-5,1) B.(-5,1)
C.[-2,1) D.(-2,1)
【答案】C
【详解】由 ,令 ,可得 或 ,
由 得: 或 ,由 得: ,
所以函数 在 上单调递增,在 上单调递减,在 上单调递增,
所以函数在 处取得极小值 ,
令 ,解得 或 ,
若函数 在( , )内存在最小值,则 ,得 .
故选:C
例题3.(2023·四川·高三统考对口高考)如果函数 的值域为 ,那么 ______.【答案】1
【详解】 ,当 时, , 为减函数, ,显然不合题意;
当 时, 时, ,此时为减函数, 时, ,此时为增函数,所以
;
因为函数 的值域为 ,所以 ,解得 .
故答案为:1.
例题4.(2023春·上海虹口·高二上外附中校考阶段练习)已知函数 在区间
上的最大值为28,则实数 的取值范围为__________.
【答案】
【详解】∵ ,
∴ ,
令 =0,得 =-3, =1,
当x变化时 及 的变化情况如下表.
x (-∞,-3) -3 (-3,1) 1 (1,+∞)
+ 0 - 0 +
↗ 28 ↘ -4 ↗
当x=-3时, 取极大值28;
当x=1时, 取极小值-4.
而f(2)=3<f(-3)=28,
如果 在区间[k,2]上的最大值为28,
则k≤-3.
故答案为:k≤-3
例题5.(2023春·安徽马鞍山·高二马鞍山二中校考期中)已知函数 ,且满足 的
导数 的最小值为 .
(1)求 值;
(2)若函数 在区间 上的最大值与最小值的和为7,求 值.【答案】(1)
(2)
【详解】(1)∵ ,则 的最小值为 ,
由题意可得: .
(2)由(1)可得: ,则 ,
令 ,解得 或 ;令 ,解得 ;
则 在 单调递增,在 上单调递增,
且 , ,
, ,
且 ,
所以函数 在区间 上的最大值 ,最小值 ,
又∵函数 在区间 上的最大值与最小值的和为7,
则 ,解得 .
精练核心考点
1.(2023·上海松江·统考二模)已知函数 , ,在区间 上有最大值,则
实数t的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】 ,
当 或 时, ,当 时, ,
所以函数在 , 上递增函数,在 上递减函数,
故 时函数有极大值,且 ,所以当函数在 上有最大值,则 且 ,
即 ,解得 .
故选:B.
2.(多选)(2023·高二校考课时练习)已知函数 的最大值为3,最小
值为 ,则 的值可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】由题意可得: , ,
当 时,则 ,显然不合题意,舍去;
当 时,令 ,而 ,则 ,
故 在 上单调递减,在 上单调递增,且 ,即
,
故 ,解得 ,则 ;
当 时,令 ,而 ,则 ,
故 在 上单调递减,在 上单调递增,且 ,即
,
故 ,解得 ,则 ;
综上所述: 或 .
故选:AC.
3.(2023春·河南商丘·高二商丘市实验中学校联考期中)若函数 在区间 上存在最
大值,则实数 的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为 ,所以 ,
由 ,得 或 ,则 在区间 和 上单调递增,
由 ,得 ,则 在区间 上单调递减,所以 在 处取得极大值,在 处取得极小值,
要使函数 在区间 上存在最大值,又 ,
则 ,解得 ,即实数 的取值范围是 .
故答案为:
4.(2023春·安徽合肥·高二校联考阶段练习)若函数 在区间 上存在最大值,则实
数 的取值范围是__________.
【答案】
【详解】由 得 ,
当 或 时, ;当 时, ,
即 在 上单调递增,在 上单调递减,
故 为函数的极大值点,且 ,
令 ,则 或 ,
故要使函数 在区间 上存在最大值,即 时函数取最大值,
需满足 ,
故答案为:
5.(2023春·江苏苏州·高二校考阶段练习)已知函数 .
(1)求函数 的单调区间;
(2)若函数 在 上的最小值是 ,求 的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【详解】(1) .
当 时, ,则 在 上单调递增;
当 时, 在 上单调递增;
在 上单调递减.(2)由(1),若 ,则 在 上的最小值是 ,不合题意;
若 ,由(1)可得 在 上单调递增,则 ,不合题意;
若 ,由(1)可得 在 上单调递减,在 上单调递增,则
;
若 ,由(1)可得 在 上单调递减,则 ,不合题意.
综上可知: .
题型八:重点考查极值,最值,单调性的综合问题
典型例题
例题1.(2023·全国·高三专题练习)设函数 ,若函数 无最小值,则实数 的
取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由 得 ,
令 ,得 ,令 ,得 或 ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,在 上单调递减,
所以当 时, 取得极小值,为 ,
因为 无最小值,所以 ,解得 .
故选:A
例题2.(2023春·江苏南京·高二校考开学考试)若函数 在区间 上存在最小
值,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】函数 的导函数为 ,令 ,得 或 ,
故 在 上单调递增,在 上单调递减,
则 为极小值点, 为极大值点.
由 在区间 上存在最小值,
可得 ,解得 ,
此时 ,
因此实数m的取值范围是 ,
故选:D.
例题3.(多选)(2023春·河南·高二校联考阶段练习)已知函数 有两个极值点 ,
且 ,则( )
A. B.
C. D. 的图象关于点 中心对称
【答案】BCD
【详解】由题可得 有两个不相等的实数根,
所以 ,
所以 错误;
根据题意, 为 的两个根,
所以 正确;
因为 ,且 为 的两个根,
所以由 得 或 ,
由 得 ,
所以函数 在 上单调递增,
在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 成立,C正确;
因为 为奇函数,
所以 关于 对称,
所以 关于 对称,D正确,
故选:BCD.
精练核心考点1.(多选)(2023春·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考阶段练习)已知函数 的定义域为 ,
导函数为 ,满足 ,(e为自然对数的底数),且 ,则( )
A. B.
C. 在 处取得极小值 D. 无最大值
【答案】AD
【详解】解:设 ,则 ,
可设 ,则 ,解得 ,故 ,即 ,
令 ,则 ,故 在 上单调递增,
∴ ,即 ,则 ,A正确;
∵ ,令 ,解得 ,则 在 上单调递减,在 上单调递增,
∴ , 在 处取得极小值,无最大值,B、C均错误,D正确.
故选:AD.
2.(多选)(2023春·江苏南京·高二南京大学附属中学校考阶段练习)对于函数 ,下列说法
正确的有( )
A. 在 处取得极大值 B. 在 处取得最大值
C. 有两个不同零点 D.
【答案】ABD
【详解】函数的导数 ,
令 得 ,
则当 时, ,函数 为增函数,
当 时, ,函数 为减函数,
则当 时,函数取得极大值,极大值为 ,
故A正确,
由上述可知当 时,函数的极大值即为最大值,且最大值为 ,
故B正确,
由 ,得 ,得 ,即函数 只有一个零点,
故C错误,由 ,
所以 ,
由 时,函数 为减函数,知 ,
故 成立,
故D正确.
故选:ABD.
3.(2023·宁夏银川·六盘山高级中学校考一模)已知函数 的极值点为 ,函数
的最大值为 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 的定义域为 ,
在 上单调递增,且 , ,
所以 , .
的定义域为 ,由 ,
当 时, ,当 时, ,
故 在 处取得极大值,也是最大值, ,
即 .所以 .
故选:A
第二部分:易错篇
易错一:已知极值(点)求参数,注意回代检验
典型例题
例题1.(2023春·江苏南京·高二南京航空航天大学附属高级中学校考阶段练习)函数
在 处有极值为7,则A.-3或3 B.3或-9 C.3 D.-3
【答案】C
【详解】 ,
∴ ,解得 或 ,
时, ,当 时, ,当 时, ,
是极小值点;
时, , 不是极值点.
∴ .
故选C.
例题2.(2023·全国·高三专题练习)若函数 在 处有极大值,则实数 的值为
( )
A.1 B. 或 C. D.
【答案】D
【详解】由 ,
因为函数 在 处有极大值,
所以有 ,或 ,
当 时, ,
当 时,函数 单调递增,当 时,函数 单调递减,所以 是函数 的极小值点,
不符合题意;
当 时, ,
当 时,函数 单调递增,当 时,函数 单调递减,所以 是函数 的极大值点,
符合题意,
故选:D
例题3.(2023春·江西南昌·高二校考阶段练习)函数 在 处有极值为 ,
那么 , 的值为( )
A. , B. ,
C. , 或 , D. ,
【答案】A
【详解】 ,由题意可知 即 ,
则 解得 或 ,
当 时, ,
在 处不存在极值,不符合题意;
当 时, ,
, , , ,符合题意.
,
故选:A.
例题4.(2023春·广东广州·高二广州市真光中学校考阶段练习)函数 在 处
有极小值5,则 ( )
A. B. C. 或 D. 或3
【答案】A
【详解】由题意可得 ,则 ,解得 ,或 .当 ,
时, .由 ,得 ;由 ,得 .则 在 上单调递增,在
上单调递减,故 在 处有极大值5,不符合题意.当 , 时, .由
,得 ;由 ,得 .则 在 上单调递减,在 上单调递增,故
在 处有极小值5,符合题意,从而 .
故选:A.
精练核心考点
1.(2023春·福建福州·高二校联考期中)已知 在 处有极值 ,则
( )
A.11或4 B.-4或-11 C.11 D.4
【答案】C【详解】根据题意,
函数 在 处有极值0
且
或
时 恒成立,此时函数无极值点
.
故选:C.
2.(2023秋·新疆乌鲁木齐·高二乌鲁木齐市第十九中学校考期末)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1
处的极值为10,则数对(a,b)为( )
A.(-3,3) B.(-11,4)
C.(4,-11) D.(-3,3)或(4,-11)
【答案】C
【详解】f′(x)=3x2+2ax+b,依题意可得 即
解得 或
当 时,f′(x)=3x2-6x+3=3(x-1)2≥0,这时f(x)无极值,不合题意,
所以数对 为(4,-11),选项C正确.
故选:C.
3.(2023秋·浙江杭州·高二杭州市长河高级中学校考期末)已知函数 在 处有
极值0,则 的值为( )
A.4 B.7 C.11 D.4或11
【答案】C
【详解】解:由 ,得 ,
因为 在 处有极值0,
所以 ,即 ,解得 或 ,
当 时, ,则 在 上单调递增,此时函数无极值,所以舍去,
当 时, ,令 ,得 或 ,经检验 和 都为函数的极值点,
综上,
所以 ,
故选:C
4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数 在 处取得极值0,则
( )
A.4 B.11 C.4或11 D.3或9
【答案】B
【详解】因为 ,由题有 ,即 ,解得 或 ,
检验:当 时 ,不合题意,舍掉;
当 '时, ,令 ,得 或 ;令 得
.
所以 在 , 上单调递增,在 上单调递减,符合题意,则 .
故选:B.