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培优冲刺04新结构19题型卷导数大题“降温”题型归类(解析版)_数学_二轮复习_2024年_2024年高考数学第三次模拟资源精选_资料_模块三查漏补缺

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培优冲刺 04 新结构 19 题型卷导数“降温”题型归类
目录
题型一:切线型·········································································································································································1
题型二:零点型·········································································································································································4
题型三:单调或者不单调型··················································································································································8
题型四:常规型不等式的证明···········································································································································12
题型五:不等式“恒成立”求参············································································································································15
题型六:不等式“能成立”求参············································································································································17
题型七:求整数型参数·························································································································································20
题型八:二次求导型·····························································································································································23
题型九:双变量型构造························································································································································26
题型十:数列型不等式证明···············································································································································28
题型十一:老高考压轴型导数题······································································································································30
题型一:切线型
求切线的步骤:
(1) 已知切点 求斜率 ,即求该点处的导数 ;
(2) 己知斜率 求切点 即解方程 ;
(3) 已知切线过某点 (不是切点) 求切点, 设出切点 利用
求解.
若切线与函数交点个数,可以通过联立方程,几个解来证明或者求参
1.已知函数 .
(1)求函数 的极值点;
(2)记曲线 在 处的切线为 ,求证, 与 有唯一公共点.
【答案】(1)
(2)证明过程见解析
【分析】(1)利用导数的性质,结合极值点的定义进行求解即可;
(2)根据导数的几何意义,结合导数的性质进行运算证明即可.
【详解】(1) ,
令 ,当 时, 单调递减,
当 时, 单调递增,
当 时, 单调递减,
所以函数 的极值点为 ;
(2)由(1)可知: ,而 ,
所以切线 的方程为 ,
由 ,或 ,
当 时, ,此时, 与 有公共点 ,
当 时,设 ,
当 时, 单调递减,
当 时, 单调递增,所以 ,
即 ,当且仅当 时取等号,
所以由 ,即 ,此时 与 有公共点 ,
综上所述: 与 有唯一公共点.
2.已知函数 ( ).
(1)讨论函数 的单调性;
(2)若函数 在点 处的切线 与直线 垂直,解不等式 .
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)先求原函数的导函数,讨论一元二次不等式的解,进而判定原函数的单调性;
(2)利用导数的几何意义与两直线垂直的判定进而求得实数 的值,借助原函数的单调性求不等式即可.
【详解】(1)∵ ,
∴ ( ).
令 ,其 .
①当 ,即 时, 恒成立,
∴ 对 恒成立,故 在 上递增;
②当 ,即 时,
方程 的两个根分别是 , .
若 ,则 , ,
故 时, ; 时, ;
所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
若 ,则 , ,故 或 时, ; 时, .
所以 在 和 上均单调递增,在 上单调递减;
综上,当 时, 在 上单调递增;
当 时, 在 和 上均单调递增,在 上单调递减;
当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增.
(2)直线 的斜率为 ,
由(1)知, ,
且函数 在点 处的切线 与直线 垂直,
得 , ,
当 时,函数 在 上单调递增,
又因为 ,
∴ ,即 ,
∴ ,
即不等式 的解集为 .
3.已知函数
(1)判断函数 的单调性;
(2)曲线 在点 处的切线与曲线 只有一个公共点,求a的值.
【答案】(1)答案见解析
(2) 或
【分析】(1)求出 根据 的正负可得答案
(2)根据导数的几何意义求出切线方程,分 、 讨论,结合直线的位置关系、一元二次方程根的
判别式进行求解即可.
【详解】(1)由题意得 , ,
因为 时, ,所以 单调递增,无单调递减区间;
(2)因为 ,所以切线的斜率为 ,
所以切线方程为 ,
即 与曲线 只有一个公共点,
当 时,可得 ,
因为 ,所以直线 与 相交,只有一个公共点,符合题意;
当 时,若切线与曲线 只有一个公共点,
只需 只有一个公共解,
整理得 ,所以 ,解得 .
综上所述, 或 .
【点睛】思路点睛:第二问的解题思路是求出切线方程,且与曲线 只有一个公共点,
联立方程求解即可.
4.已知函数 的图象在 处的切线方程为 .
(1)求 的解析式;
(2)若过点 可作 图象的三条切线,证明: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)求出导函数得到切线斜率值,利用点斜式方程即得切线方程;
(2)设出切点,列出切线方程,将题设条件转化成方程 有三个实根,即函
数 有三个零点,就 值分类讨论即得.
【详解】(1)因为 , , ,
所以切线方程为 ,即 .
(2)设切点为 ,则切线方程为: ,
因切线经过点 ,故有 ,即 .
令 ,依题知 有3个零点.
,令 得 ,
①当 时, 时, , 时, ,
则 在 上单调递减,在 上单调递增,此时 至多有两个零点,不合题意;
②当 时, 或 时, , 时, ,
则 在 , 上单调递增,在 上单调递减,
又 , ,
因 ,由 有3个零点可知: ,故得: ,即 .
【点睛】关键点点睛:本题主要考查了曲线的切线方程求法和函数的零点问题.
解决函数的零点问题一般可以考虑运用参变分离法或者分类讨论法.此题中将曲线存在经过某点的三条切线
问题,转化成对应方程的三个实根,继而又转化成函数有三个零点问题,最后就参数 分类讨论得出结论.
题型二:零点型极值点个数的判断问题,一般转化为零点的个数,注意求出导函数的零点,此零点不一定是原函数的极值
点,还要结合函数的单调性或函数图象进行验证.
1.已知函数 .
(1)当曲线 在点 处的切线与直线 垂直时,求a的值;
(2)讨论 的极值点的个数.
【答案】(1) 或
(2) 时, 有且只有1个极值点,当 时, 有2个极值点.
【分析】(1)求导,利用导数的几何意义得到切线斜率,进而表达出切线方程,根据斜率乘积为-1得到
方程,求出a的值;
(2)求定义域,求导,对导函数因式分解,分 和 两种情况,进行分类讨论,得到函数的极值点
情况.
【详解】(1) ,
,故 ,
故 在点 处的切线方程为 ,
由于该切线与直线 垂直,故 ,解得 或 ,
综上, 或
(2) 定义域为R,
,
当 时,令 得 ,
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,
故 为 的极小值点,
当 时,令 得 或 ,
令 ,则 ,
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,
故 在 处取得极小值,也是最小值,
最小值为 ,所以 恒成立,
令 得 或 ,此时 单调递增,
令 得 ,此时 单调递减,
故 为函数的极小值点, 为函数的极大值点,
此时函数有2个零点,
综上, 时, 有且只有1个极值点,
当 时, 有2个极值点.
2.已知函数 , .
(1)求函数 图象上一点 处的切线方程;
(2)若函数 有两个零点 ( ),求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导,根据导数的几何意义结合直线的点斜式方程运算求解;
(2)先求出函数 的导函数,分 和 时,得出函数 的单调性,从而只需要 ,即
可求出答案.
【详解】(1)由 ,解得 ,所以 ,
则 ,则 ,
所以切线方程为 ,即 .
(2) ,
当 时, 在 上单调递减,不合题意,舍去;
当 时, 在 单调递减,在 上单调递增.
由 时, , 时, ,
则 ,
令 ,则 , 在 单调递增.
又 , 时, , 时, ,
,所以 .
3.已知函数 .
(1)设 ,证明:当 时,过原点O有且仅有一条直线与曲线 相切;
(2)若函数 有两个零点,求a的取值范围.
【答案】(1)证明过程见解析(2)
【分析】(1)由题意设出切点,进一步将原问题转换为证明当 时,方程 有为一解,
故只需证明 即可;
(2)对 分类讨论,即分 和 讨论,结合导数与单调性的关系以及零点存在定理即可求解.
【详解】(1)当 时, ,
设过原点O的直线与曲线 相切于点 ,
则 ,变形得 ,
设 ,则 ,
若 ,则当 时,恒有 ,此时方程 有唯一解 ,
所以过原点O有且仅有一条直线 与曲线 相切;
当 时,由 得 ,由 得 ,
所以此时 ,方程 有唯一解 ,
所以过原点O有且仅有一条直线与曲线 相切;
综上所述,当 时,过原点O有且仅有一条直线与曲线 相切;
(2) ,
由(1)知,当 时, ,
所以当 时, ,当 时, ,
所以 ,此时 最多有一个零点,不符合题意;
当 时,由(1)可知 ,
又 ,
所以 在 内各有一个零点,不妨设为 ,
所以 的导数有三个零点 ,
当 或 时, ,当 或 时, ,
所以 的极大值 , 的极小值为 ,
且 ,
又当 或 时,都有 ,
所以 恰在 和 各有一个零点,符合题意,
综上所述,a的取值范围为 .
【点睛】关键点点睛:第二问的关键是分类讨论,利用导数研究函数单调性以及最值即可顺利得解.
4.已知函数 ( 为常数),函数 .
(1)若函数 有两个零点,求实数 的取值的范围;
(2)当 ,设函数 ,若 在 上有零点,求 的最小值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)利用导数确定函数的单调性,再根据函数有2个零点建立不等式求解即可.
(2)由 在 上有零点可得方程,据此可看作 在直线上, 可转化为点到原点距离的
平方的最小值,利用导数求最小值即可.
【详解】(1) , ,
① 时, ,则 在 上单调递增, 至多有一个零点.
② 时,令 得 ,则 在 上单调递增;
令 得 ,则 在 上单调递减;
若 有2个零点,则需满足 ,则 ,
又 ,且 ,
令 ,则 ,
令 ,得 ,故 在 上单调递增;
令 ,得 ,故 在 上单调递减;
∴ ,则 ,即 ,
则 .
故 在 上有唯一零点,在 上有唯一零点,符合题意,
所以 为所求.
(2)设函数 在 上的零点为 ,则 ,
所以 在直线 上,
设 为坐标原点,则 ,其最小值就是 到直线 的距离的平方,
所以 ,
又 ,∴ ,令 ,则 ,
,∴ 在 上单调递减,
,即 ,
所以 的最小值为 .
【点睛】关键点点睛:第(2)问中关键在于利用函数 在 上的零点为 ,得到方程后转化为点 在直线 上,再利用 的几何意义
求解.
题型三:单调或者不单调型
利用导数解决不含参数函数的单调性的步骤:
①确定函数 的定义域;
②求 ;
③在定义域内解不等式 ,得单调递增区间;
④在定义域内解不等式 ,得单调递增区间.
利用导数解决已知函数的单调性求参数问题的一般方法:
①利用集合间的包含关系处理: 在 上单调,
则区间 是相应单调区间的子集.
② 为增函数的充要条件是对任意的 都有 且在 内的任一
非空子区间上, 不恒为零,应注意此时式子中的等号不能省略,否则漏解.
③函数在某一个区间存在单调区间可转化为不等式有解问题.
1.已知函数 .
(1)若 ,证明:当 时, ;
(2)求所有的实数 ,使得函数 在 上单调.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)设 ( ),对 求导,设 ( ),对 求
导,讨论 与 的大小,可得 ,即可证明;
(2)先求出 为奇函数,要使函数 在 上单调,只要函数 在 上单调,解法
1:对 求导,由 解出实数 ,即可得出答案;解法2:讨论 , 和
结合零点存在性定理即可得出答案.
【详解】(1)设 ( ),
则 ,
设 ( ),则 ,显然
所以 在 上单调递增,故 ,所以 .
则 在 上单调递增,所以 ,因此(2)解法1:因为 ,所以 为奇函数.
要使函数 在 上单调,只要函数 在 上单调.
又 .
因为 ,所以函数 在 只能单调递减,
由 ,解得 .
下证当 时, 在 上单调.
由于 是奇函数,只要 在 单调,
因为 ,所以 在 单调递减.
解法2:因为 ,所以 为奇函数.
要使函数 在 上单调,只要函数 在 上单调.
又 .
(ⅰ)若 ,即 时, ,所以函数
在 上单调递减,所以 满足题意;
(ⅱ)若 ,则 ,故 ,
所以由零点存在定理得存在 , ,使得当 时, ,
当 时, ,所以 在 单调递增,
在 单调递减,因此 不合题意;
(ⅲ)若 ,则 ,故 ,
所以由零点存在定理得存在 , ,使得当 时, ,
当 时, ,所以 在 单调递减,
在 单调递增,因此 不合题意;
因此所求实数 的取值范围是 .
2.已知函数 .
(1)若 ,求证: ;
(2)若函数 在 上不单调,求实数 的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2) .
【分析】(1)当 时 讨论其单调性得出
在 上的最小值为 ,即证.
(2)对 求导,对 的取值范围分类讨论,结合对应 的
单调性即可求出 的取值范围.
【详解】解:(1)当 时, ,所以 ;
当 时, , 在区间 上单调递减;
当 时, , 在区间 上单调递增;所以 是 在区间 上的最小值,所以 .
(2)依题意, .
若 ,则当 时, , 在区间 上单调递增,不合题意,舍去;
若 ,令 ,则 .
因为 时, ,所以 在 上单调递增.
因为 ,而 ,
所以存在 ,使得 .
此时函数 在 上单调递减,在 上单调递增,符合条件;
综上所述,实数 的取值范围是 .
3.已知 ,函数 ( 是自然对数的底数).
(Ⅰ)若 ,证明:曲线 没有经过点 的切线;
(Ⅱ)若函数 在其定义域上不单调,求 的取值范围;
【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)
【分析】(Ⅰ)假设存在切线经过 ,设切点为 ,利用切线方程推出矛盾得到证明.
(Ⅱ)函数 在其定义域上不单调,等价于 有变号零点,取导数为0,参数分离,设新函数利用
函数的单调性求取值范围.
【详解】解:(Ⅰ)因为 ,所以 ,此时 ,
设曲线 在点 处的切线经过点
则曲线 在点 处的切线
所以 化简得:
令 ,则 ,
所以当 时, , 为减函数,
当 时, , 为增函数,
所以 ,所以 无解
所以曲线 的切线都不经过点
(Ⅱ)函数的定义域为 ,因为 ,
所以 在定义域上不单调,等价于 有变号零点,令 ,得 ,令 .
因为 ,令 , ,
所以 是 上的减函数,又 ,故1是 的唯一零点,
当 , , , 递增;
当 , , , 递减;
故当 时, 取得极大值且为最大值 ,所以 ,即 的取值范围是
【点睛】本题考查了函数的切线问题,函数单调性问题,将 在定义域上不单调,等价于 有变号
零点,是解题的关键.
4.已知函数 .
(1)若直线 与曲线 相切,求 的值;
(2)若函数 在 上不单调,且函数 有三个零点,求 的取值范围.
【答案】(1) ;(2) .
【详解】分析:(1)设切点为 ,由题意结合导函数的几何意义可得关于 的方程,解方程可得
或 ,结合题意可知 , .
(2)求导可得 ,利用导函数与原函数的单调性的关系可得 .结合导函数
的解析式可得 的极大值为 , 的极小值为 ,据此可得关于a的不等式组,求
解不等式组,结合函数的单调性可得 的取值范围 .
详解:(1)设切点为 ,
则 ,
所以 ,
解得 或 ,
当 时, ,不合题意.
当 时, ,因为 ,所以 .
(2) ,
因为 在 上不是单调函数,所以 .
因为 在 , 上单调递增,在 上单调递减,
所以 的极大值为 , 的极小值为 ,
函数 有三个零点,即 的图象与直线 有三个交点,所以 ,解得 .
点睛:本题主要考查导数研究函数的单调性,导数研究函数的极值等知识,意在考查学生的转化能力和计
算求解能力.
题型四:常规型不等式的证明
利用导数证明不等式问题,方法如下:
(1)直接构造函数法:证明不等式 (或 )转化为证明 (或
),进而构造辅助函数 ;
(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;
(3)构造“形似”函数,稍作变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.
1.已知函数 .
(1)若函数 的图象在 处的切线与 轴平行,求 的值;
(2)当 时,求证: .
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)求得 ,根据题意,结合 ,即可求解;
(2)构造函数 ,利用两次求导,结合隐零点求 ,再结合二
次函数的性质即可得解.
【详解】(1)由函数 ,可得 ,可得 ,
因为函数 的图象在 处的切线与 轴平行,
可得 ,解得 .
(2)当 时, ,
令 ,则 ,
令 ,则 恒成立,
所以 在 上单调递增,且 ,
由零点存在性定理可得存在 ,使得 ,即 ,
当 时, 单调递减;
当 时, 单调递增,
所以 ,
由二次函数性质可得 ,所以 ,即 .
2.已知函数 .
(1)求函数 的最小值;(2)当 , 时,求证: .
【答案】(1)0
(2)证明见解析
【分析】(1)求导确定函数的单调性即可求出最值;
(2)令 ,由 的单调性可知 ,变形可得到 ,
结合(1)知 即 ,即可证明.
【详解】(1) ,
,
在 上单调递减,
的最小值为 .
(2)令 ,则 .
在 上单调递减,
,
又 , ,
,
又由(1)知, ,
.
【点睛】思路点睛:利用导数证明不等式,经常将所证不等式进行等价转化,构造新函数,再借助函数的
单调性求出最值或极值进行变形得到.
3.已知函数 .
(1)求函数 的最小值;
(2)当 时,求证: .
【答案】(1)2
(2)证明见解析
【分析】(1)直接求导得函数单调性,进一步即可得解;
(2)由(1)有 ,当 时,结论是平凡的,所以只需证明当 时,
,构造函数结合导数即可进一步得证.【详解】(1) ,
所以 单调递增,从而函数 的最小值为 .
(2)由(1)当 时, ,
所以要证当 时,有 ,即 ,
只需证 ,当 时,结论是显然的,
所以只需证当 时, ,
不妨设令 ,则 ,
令 ,则 ,
从而 单调递增,所以 ,
从而 单调递增,所以 ,
综上所述,命题得证.
【点睛】关键点点睛:第二问的关键是将原问题转换为只需证当 时, ,由此即可顺利
得解.
4.已知函数 .
(1)求函数 的极值;
(2)证明: .
【答案】(1)极小值0,无极大值;
(2)证明见解析.
【分析】(1)利用导数求出函数 的极值.
(2)利用(1)中信息,构建关于 的不等式 ,再利用累加法求和即可.
【详解】(1)函数 的定义域为 ,求导得 ,
当 时, ,当 时, ,则函数 在 上递减,在 上递增,
所以函数 在 处取得极小值 ,无极大值.
(2)证明:由(1)知, ,即 , ,
因此 ,当且仅当 时取等号,
令 , ,则 ,
,而 ,
所以 .【点睛】关键点睛:证明第(2)问的数列不等式,利用第(1)的结论,变形构造不等式
,再结合累加法求和是解题之关键.
题型五:不等式“恒成立”求参
对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:
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.
1.(23-24高三上·河南南阳·已知函数
(1)当 时,求 的最小值;
(2)若关于x的不等式 恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)由题意写出函数解析式,利用导数研究其单调性,求得其最值;
(2)根据函数解析式求得导数,结合分类讨论思想,可得答案.
【详解】(1)当 时, ,则
由 ,得 ,由 ,得 ,则 在 上单调递减,在 上单调递增,
故 .
(2)由题意可得 .当 时,由 ,得 ,由 ,得
,则 在 上单调递减,在 上单调递增,故 .
因为不等式 恒成立,所以 ,解得 .
当 时, ,不符合题意.综上,a的取值范围是 .
2.(23-24高三上·湖南长沙·阶段练习)已知函数 .
(1)求 的单调区间;
(2)若对于任意的 恒成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1)递增区间为 ,递减区间为 (2)
【分析】(1)利用导数求解函数的单调区间即可;(2)由题知 对于任意的 恒成立,进而分 和 两种情况讨论即可得解.
【详解】(1)因为 ,则 ,
令 ,则 ,即 ,
解得 的递增区间为 ;
令 ,则 ,即 ,
解得 的递减区间为 ;
所以 的递增区间为 ,递减区间为 .
(2)因为对于任意的 恒成立,所以 对于任意的 恒成立,
当 时, ;当 时, ,令 ,所以 ,
令 ,所以 在 上恒成立,
所以 在 上单调递减,所以 ,即 在 上恒成立
所以 在 上单调递减,所以 ,
所以 .综上,实数 的取值范围为 .
3.(22-23高三·河南焦作)已知函数 , .
(1)当 时,求函数 的图像在点 处的切线方程;
(2)若 ,求证:当 时, ;
(3)若 对任意 恒成立,求 的取值范围.
【答案】(1) (2)证明见解析(3)
【分析】(1)利用导数的意义求出斜率,再用点斜式求出直线方程;
(2)恒成立问题,只需证明 ,构造函数 ,求导判断
单调性,求出最小值即可证明;
(3)恒成立问题,构造函数,得到 ,求导;再令分子等于 ,由二次函
数的性质得到 ,最后求出结果.
【详解】(1)当 时, , .所以 , .
所以函数 的图像在点 处的切线方程为 ,即
(2)证明:当 时, , ,即证 .
令 ,则 ,
所以 在 上单调递增,所以 ,即 .
(3)由 ,令 .
首先由 ,此时 ,令 .
因为 所以 ,所以 恒成立,即 .
所以 在 递增,故 .
综上: 的取值范围 .
题型六:不等式“能成立”求参
有解和恒成立求参问题常转化为最值问题处理:
(1) 恒成立 ; 有解 ;
(2) 恒成立 ; 有解 .
1.(23-24高三·北京顺义·阶段练习)已知函数 .
(1)求曲线 在点 处的切线方程;
(2)判断函数 在区间 上的单调性;
(3)是否存在 ,使得 成立,若存在,求出 的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2)递增;(3)存在, .
【分析】(1)求出函数 的导数,利用导数的几何意义求出切线方程.
(2)由导数值恒正判断函数 单调递增.
(3)假定存在,分离参数构造函数 ,利用导数探讨最大值即可得解.
【详解】(1)函数 ,求导得 ,
则 ,而 ,所以曲线 在点 处的切线方程为 .
(2)当 时, , ,因此 ,所以函数 在区间 上的单调递增.
(3)假定存在 ,使得 成立,即存在 ,不等式 成立,
令 ,求导得 ,
令 ,求导得 ,即函数 在 上递增,
则 ,即 ,于是 ,而 ,
因此 ,函数 在 上单调递增, , ,则 ,
所以 的取值范围是 .
2.(23-24高三山东·阶段练习)设函数 .(a, ),满足 在 和 处取
得极值.
(1)求a、b的值;
(2)若存在 ,使得不等式 成立,求实数c的最小值.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)函数 在 和 处取得极值,所以 且 ,从而求出a、b的值;
(2)分离参数得 ,利用导数求出函数 的最小值,从而求出c的最小值.
【详解】(1)因为 ,定义域为 ,所以 ,
因为 在 和 处取得极值,所以 ,且 ,
解得 ,即所求a、b值均为 ;
当 时, ,令 得 ,令 得 或
,
所以函数 在 上单调递增,在 上和 上单调递减,
所以 为函数 的极小值点, 为函数 的极大值点,符合题意.
(2)存在 ,使得不等式 成立,则只需 ,
由(1)知 , ,所以当 时, ,函数 单
调递减;当 时, ,函数 单调递增;当 时, ,函数 单调递减;
所以 在 处有极小值,而 , ,
又 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,即实数c的最小值为 .
3.(23-24高三·天津静海·阶段练习)已知 ,
(1)若对于任意的 ,都有 成立,求 的取值范围;
(2)若存在 ,使得 成立,求 的取值范围;
(3)若函数 ,若存在 ,使得 成立,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)恒成立求参问题,先分参后转换成求具体函数的最值问题即可求出结果.
(2)有解问题,解法同恒成立求参问题.
(3)恒成立和有解问题统一转化成最值问题解决.
【详解】(1)对于任意的 ,都有 成立,
则 恒成立,即 恒成立,
又 ,所以当 时, 恒成立,
所以 在 上单调递减,所以 ,
所以 ,所以 的取值范围为 .
(2)存在 ,使得 成立,
即 ,使得 成立,
所以 有解,
又 ,所以当 时, 恒成立,
所以 在 上单调递减,所以 ,
所以 ,所以 的取值范围为 .(3)存在 ,使得 成立,即 ,使得 ,成立,
令 ,
则 ,
所以当 时, 恒成立,
所以 在 上单调递减,所以 ,
所以 ,所以 的取值范围为 .
题型七:求整数型参数
隐零点的处理思路:
第一步:用零点存在性定理判定导函数零点的存在性,其中难点是通过合理赋
值,敏锐捕捉零点存在的区间,有时还需结合函数单调性明确零点的个数;
第二步:虚设零点并确定取范围,抓住零点方程实施代换,如指数与对数互
换,超越函数与简单函数的替换,利用同构思想等解决,需要注意的是,代换
可能不止一次.
1.(22-23高三上·四川绵阳·阶段练习)已知函数 .
(1)求曲线 在点 处的切线方程
(2)若 对任意的 恒成立,求满足条件的实数 的最小整数值.
【答案】(1) .(2) .
【分析】(1)求出 在 处的导数值,求出 ,即可得出切线方程;
(2)先由题意,将问题转化为:得到 ,对任意的 恒成立;
,求出其导数,得出存在 ,函数 在区间 上单调递增,在
区间 上单调递减,由隐零点的整体代换的处理方法可得出答案.
【详解】(1) ,
,
曲线 在点 处的切线方程为 ,
即 .
(2) 对任意的 恒成立,,令 ,则函数 在 上单调递增,
. 在唯一 ,使得使得 ,即 ,
且当 时, ,即 ;当 时, ,即 .
所以,函数 在区间 上单调递增,在区间 上单调递减,
∴ ,
则 在 上单调递增,所以 ,
满足条件的实数 的最小整数值为 .
2.(23-24高三·吉林长春·阶段练习)已知函数 在点 处的切线方程为
(1)求 ;
(2)求 的单调区间;
(3)求使 成立的最小整数 .
【答案】(1) (2) 在 上单调递增(3)
【分析】(1)求得 ,结合 ,列出方程,即可求解;
(2)由(1)知 ,令 ,求得 ,求得 的单调
性和 ,即可求解;
(3)根据题意转换为 ,令 ,结合 ,得到 成立,
再由 时,转化为 ,设 ,利用导数求得函数的单调性,解得 ,
即可求解.
【详解】(1)解:由函数 ,可得
因为函数 在点 处的切线方程为 ,
可得 ,即 且 ,解得 .
(2)解:由(1)知 且 ,
令 ,可得 ,
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增,所以,当 时, ,即 ,
则 ,所以函数 在 上单调递增.
(3)解:由不等式 ,即 ,
令 ,可知 ,
因为 ,则 ,可得 ,即 ,则 ,
可知 ,且 为整数,所以 成立(必要性);
下面证明: 时, 恒成立,当 时,可得 ,
即 ,因为 ,上式等价于 ,
设 ,可得 ,
当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减,
所以 ,所以 时,不等式 恒成立,
综上可得,实数 的最小值为 .
3.(22-23高三·陕西渭南·)已知函数
(1)若 ,讨论 的单调性.
(2)当 时,都有 成立,求整数 的最大值.
【答案】(1)答案见解析
(2)1
【分析】(1)求定义域,求导,分 与 两种情况,得到 的单调性;
(2)变形得到 ,令 , ,只需 ,求导,结合隐零点
得到 的单调性和极值,最值情况,得到 ,从而求出整数 的最大值.
【详解】(1) ,定义域为R,
且 ,
当 时, 恒成立,故 在R上单调递增,
当 时,令 得, ,此时 单调递增,
令 得, ,此时 单调递减,
综上:当 时, 在R上单调递增,
当 时, 在 上单调递减,在 上单调递增;
(2)由题意得, 在 上恒成立,因为 ,所以 ,故 ,令 , ,只需 ,
,令 , ,
则 在 上恒成立,故 在 上单调递增,
又 ,故存在 ,使得 ,即 ,
当 时, , , 单调递减,
当 时, , , 单调递增,
故 在 处取得极小值,也是最小值, ,
所以 ,故整数 的最大值为1.
题型八:二次求导型
函数与导数综合简答题常常以压轴题的形式出现,难度相对较大,主要考向有以下几点:
1、求函数的单调区间(含参数)或判断函数(含参数)的单调性;
2、求函数在某点处的切线方程,或知道切线方程求参数;
3、求函数的极值(最值);
4、求函数的零点(零点个数),或知道零点个数求参数的取值范围;
5、证明不等式.
解决方法:对函数进行求导,结合函数导数与函数的单调性等性质解决,在证明不等式或求参数取值范围
时,通常会对函数进行参变分离,构造新函数,对新函数求导,再结合导数与单调性等解决.
1.(23-24高三·山东淄博·阶段练习)已知函数 , .
(1)讨论 的单调性;
(2)若 ,试判断函数 与 的图象的交点个数,并说明理由.
【答案】(1)答案见解析(2)无交点,理由见解析
【分析】(1)求导可得 ,分类讨论当 、 时函数 对应的单调性即可求解;
(2)由 得 ,令 ,利用二次导数讨论函数 的性质可得
,即可下结论.
【详解】(1)函数 的定义域为R,且 ,
当 时 恒成立,所以 在R上单调递减,
当 时,令 ,解得 ,
所以当 时 ,当 时 ,
所以 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 ,
综上可得:当 时 在R上单调递减;当 时 的单调递减区间为 ,单调递增区间为 .
(2) ,则 ,令 ,即 ,
令 ,则 ,
令 ,则 ,
所以当 时 ,则 单调递减,且 ,
当 时 ,则 单调递增,
又 , ,故当 时 ,
所以当 时 ,则 单调递减,
当 时 ,则 单调递增,
所以 ,所以方程 无实根,
所以函数 与 的图象无交点.
2.(23-24高三下·江西抚州·阶段练习)已知函数 .
(1)当 时, ,求 的取值范围;
(2)若 在 上单调递增,求 的取值范围.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)求导后,设 ,再次求导后结合 的单调性讨论可得 的单调性即可得解;
(2) 在 上单调递增,可转化为 在 上恒成立,且 在 的任意子区
间上不恒为0,令 ,对 分类讨论研究 的单调性即可得 的单调性,即可得解.
【详解】(1)当 时, ,
令 ,
,当 时, ,
所以 在 上单调递减,则 ,
所以 在 上单调递减,
所以 ,即 ,
因为 ,所以 的取值范围是 ;
(2) ,
在 上单调递增等价于 在 上恒成立,
且 在 的任意子区间上不恒为0,
令 ,
则 ,
当 时,因为 ,所以 ,令 ,则 在 上恒成立,
所以 在 上单调递增,所以 ,
即 在 上恒成立,
所以 ,
则 在 上单调递增,
所以 ,则 在 上单调递增,符合题意;
当 时,令 ,
则 在 上单调递增,且 ,
由零点存在定理可知,存在实数 ,使得 ,
所以当 时, 0,即 在 上单调递减,
当 时, ,此时 ,
所以 在 上单调递减,所以 0,
则 在 上单调递减,不符合题意,舍去;
当 时,因为 ,所以 在 上不恒成立,
不符合题意,舍去.
综上, 的取值范围是 .
3.(23-24高三上·浙江宁波·期末)已知函数 , .
(1)当 时,求函数 的单调区间;
(2)若 在 内恒成立,求整数 的最大值.
【答案】(1) 在 上单调递减,在 上单调递增.(2)
【分析】(1)求得函数 的定义域为 ,求得 ,分别解不等式 、
可得出函数 的单调递减区间和递增区间;
(2)分析可知不等式 在 时恒成立,利用导数求出函数 在
时的最小值 ,构造 ,利用导数研究其
单调性,求得 时,即可求得整数 的最大值.
【详解】(1)函数 的定义域为 ,
当 时, , ,
令 ,解得: ;令 ,解得: ;
所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
(2)由 可得: ,记 , ,
①若 ,即 , ,则 在 上单调递增,
又 时, ,不合题意;
②若 ,即 ,令 ,则 ,令 ,则 ,
则 在 上单调递减,在 上单调递增,
,
令 ,
,
则令 ,解得: ,令 ,解得: ;
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
且 , ,故整数 的最大
值为 .
题型九:双变量型构造
1.(23-24高三山东·阶段练习)已知函数 .
(1)求函数 的单调区间;
(2)当 时( 为大于0的常数),求 的最大值;
(3)若当 时,不等式 f x  f x kx x 恒成立,求 的取值范围.
1 2 1 2 k
3 
【答案】(1)单调递增区间为0,1,单调递减区间为1,(2)答案见解析(3)
2
,


【分析】(1)求导,利用导数求原函数的单调区间;
(2)分0t1和t1两种情况,结合(1)中的单调性求函数最值;
1  1 1 
(3)构建 gx f xkx ,分析可知 gx在 2 ,1   上单调递减,可得gxx x k 0在 2 ,1   上恒
成立,结合函数单调性分析求解.
1 1x2
【详解】(1)由题意可知:
f
x的定义域为0,且 fxx  ,
x x
令
fx0,解得0x1;令 fx0,解得x1;
所以函数 f x 的单调递增区间为 0,1 ,单调递减区间为 1, .
(2)由(1)可知:函数 f x 的单调递增区间为 0,1 ,单调递减区间为 1, ,
1
当 时, 1t,t1,所以  f x   f 1 ;
0t1 max 2
1
当 时, f x在t,t1上单调递减,所以  f x   f t t2lnt.
t1 max 2
1
(3)当 2  x 2  x 1 1时,不等式 f x 1  f x 2 kx 1 x 2 ,即 f x kx  f x kx 恒成立,
1 1 2 2
1 
令 gx f xkx ,则 gx 1 gx 2 ,可知 gx在 2 ,1   上单调递减,
1 1 1 1  3
可得gxx k 0,即k  x恒成立,易知y x在 ,1 内单调递减,所以y  ,可得
x x x 2  max 2
1  3 3 
k  x  ,所以 的取值范围为

,.
x  2 k 2 
max
1
2.(23-24高三 江苏常州·阶段练习)已知函数 f x x2a2x2alnx,aR.
2
(1)求函数 f x 的单调区间;
f x  f x 
(2)若对任意的 ,且 ,都有 2 1 a,求实数 的取值范围.
x 1 ,x 2 0, x 1  x 2 x 2 x 1 a
1
【答案】(1)答案见解析(2)(, ]
2
xax2
【分析】(1)根据题意,求得 fx ,分类讨论,即可求解函数
f
x的单调区间;
x
(2)设x x ,转化为 f x ax  f x ax ,等价于gx f xax在 0, 上是增函数,求得
1 2 2 2 1 1
x22x2a
gx 0恒成立,进而求得 的取值范围.
x a
1
【详解】(1)由函数 f x x2a2x2alnx,x0,
2
2a x2a2x2a xax2
可得 fxxa2   ,
x x x
①若a0,当x2时, fx0, f x 单调递增;
当0x2时, fx0, f x 单调递减;
x22
②若
a2
时,可得 fx
x
0,所以
f x
在
(0,)
上递增,无递减区间;
③若a2,当0x2时, fx0, f x 单调递增;
当2xa时, fx0, f x 单调递减;
当xa时, fx0, f x 单调递增;
④若2a0,当0xa时, fx0, f x 单调递增;
当a x2时, fx0, f x 单调递减;
当x2时, fx0, f x 单调递增;
所以,①当a0时,增区间为
2,
,减区间为
0,2
;
②当a2时,增区间为
0,
,无减区间;
③当a2时,增区间为
0,2,a,
,减区间为
2,a
;
④当2a0时,增区间为
0,a,2,
,减区间为
a,2
.
1
(2)由函数 f x x2a2x2alnx,
2f x  f x 
因为对任意的
x,x
0,,且
x  x
,都有
x
2
x
1 a,
1 2 1 2 2 1
不妨设x x ,则 f x  f x ax x  等价于 f x ax  f x ax ,
1 2 2 1 1 2 2 2 1 1
设gx f xax,等价于gx f xax在 0, 上是增函数,
1 2a x22x2a
因为gx x22alnx2x,可得gxx 2 ,
2 x x
依题意,对任意x0有x22x2a0恒成立,
1 1
又由2ax22xx121,可得a ,即实数 的取值范围为(, ].
2 a 2
3.(23-24高三·江苏苏州·阶段练习)已知函数 f(x)lnxax23x aR .
(1)若函数 f(x)在x1处取到极值,求实数a的值;
mx x 
(2)若 ,对于任意 ,当 时,不等式 f x  f x  2 1 恒成立,求实数m的取值
a1 x 1 ,x 2 [1,10] x 1 x 2 1 2 x 1 x 2
范围.
【答案】(1)1;
(2)
,1710
.
【分析】(1)根据 f(1) 0,求得a1,再进行验证即可;
m
(2)由题可得gx f x 在1,10单调递减,则 在1,10恒成立,结合分离参数法,以及利
x g(x) 0
用导数求函数最值,即可求得结果.
1
【详解】(1) f(x)lnxax23x , f(x) 
x
2ax3,
若函数 f(x)在x1处取到极值,则 f(1) 12a30,解得a1;
1 2x23x1 2x1x1
又当 a1 时, f xlnxx23x , f(x)  x 2x3 x  x ,
 1 1 
故当x  0, 2   , f(x) 0 , y f x单调递增;当x 2 ,1  , f(x) 0 , y f x单调递减;
当x1, , f(x) 0,y f x 单调递增;
则当a1时,满足 f x 在x1处取到极值,故a1.
(2)当a1时, f xlnxx23x,
f x  f x  mx 2 x 1  ,即 f x  m  f x  m ,令gx f x m ;
1 2 xx 1 x 2 x x
1 2 1 2
mx x 
对于任意 ,当 时,不等式 f x  f x  2 1 恒成立,
x,x [1,10] x x 1 2 xx
1 2 1 2 1 2
即对于任意x,x [1,10],当x x 时,gx gx  恒成立,也即ygx 在 1,10 单调递减;
1 2 1 2 1 2
m m 1 m 2x33x2xm
又gx f x lnxx23x ,x1,10,故  2x3  ,
x x g(x) x x2 x2
由题可知,g(x) 0在
1,10
恒成立,即2x33x2xm0在
1,10
恒成立,
也即m2x33x2x在
1,10 恒成立,令hx2x33x2x,x1,10
,1
则
h(x) 6x26x1
,又
y6x26x1
对称轴为x
2
,其在1,10单调递减,
h(1) 10
,
故h(x) 0在 1,10 恒成立,则yhx 在 1,10 单调递减,又hx h101710,
min
则m1710,也即m的取值范围为:
,1710
.
题型十:数列型不等式证明
x
1.(23-24高三·辽宁沈阳·阶段练习)已知函数 f(x)ln(x1) .
x1
(1)求 f(x)的单调区间;
1 1 1
(2)对任意的 ,求证:     ln2.
nN* n1 n2 2n
【答案】(1)递减区间为
1,0
,递增区间为
0,
;
(2)证明见解析.
【分析】(1)求出函数 f(x)的导数,再由导数值的正负确定x值集合得解.
n1 1
(2)利用(1)的结论,赋值得ln  ,再利用不等式性质,结合对数运算求解即得.
n n1
x 1
【详解】(1)函数 f(x)ln(x1) ln(x1) 1的定义域为(1,),
x1 x1
1 1 x
求导得 f(x)   ,当 时, ,当 时, ,
x1 (x1)2 (x1)2 x(1,0) f(x)0 x(0,) f(x)0
所以函数 f(x)的递减区间为(1,0),递增区间为(0,).
(2)由(1)知
f(x)在(0,)上单调递增,当x0,
时, f(x) f(0)0,
1
1 n
即: x ,令 1,得ln(1 ) ,化简得: n1 1 ,
ln(x1) x n 1 1 ln 
x1 n n n n1
n1 1 n2 1 2n 1
于是有:ln  ,ln  , ,ln  ,
n n1 n1 n2  2n1 2n
n1 n2 2n 1 1 1
相加得:ln ln ln   
n n1 2n1 n1 n2 2n
2n n1 n2 2n 1 1 1
ln =ln(     )   ,
n n n1 2n1 n1 n2 2n
1 1 1
所以   ln2.
n1 n2 2n
2.(23-24高三·湖北武汉·)已知函数 f(x)ln(1x)x .
(1)求 f(x)的单调区间;
1 1 1 1
(2)试证明1   L  ln(n1), .
2 3 4 n nN*
【答案】(1)单调增区间为
1,0
;单调减区间为
0,
(2)证明见解析
【分析】(1)利用导数判断单调性,进而得到单调区间;
1  1 1 
(2)根据(1)的结论,得到 ,进而得到ln 1 ,将ln 1裂成 即可得
ln(x1)x x  x x  ln(x1)lnx
证.1 x
【详解】(1)
f(x)
的定义域为(1,), f(x)
x1
1
x1
,
令 f(x)0,得x0,
当 f(x)0时,得1 x0,所以 f(x)在 1,0 上单调递增;
当 f(x)0时,得x0,所以 f(x)在
0,
上单调递减;

f(x)的单调增区间为
1,0
;单调减区间为
0,
;
(2)证明:由(1)知, f(x)在
0,
单调递减,且 f(0)ln100,
x0时, f(x)ln(1x)x f(0)0,即ln(x1)x,
1 1  1
当 时,用 替换 ,得ln 1 ,
x0 x x x  x
1  x1 1
即ln 1ln lnx1lnx ,
x  x x
1
即 ln(n1)lnn, ,
n nN*
1 1 1 1
1     ln2ln1ln3ln2ln4ln3 ln(n1)lnn
 
 2 3 4 n
1 1 1 1
整理得1   

 ln(n1)ln1ln(n1),
2 3 4 n
1 1 1 1
1   L  ln(n1), .
 2 3 4 n nN*
3.(23-24高三上·陕西·阶段练习)已知函数 f xexaex,aR.
(1)若函数 f x 在R上单调递减,求a的取值范围;
1
(2)已知 ,m , ,gxlnxmf lnx,求证:gx0;
a1 2 x1
1 1 1
(3)证明:ln5    
 nN*
.
n n1 5n
【答案】(1)a0
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由函数单调递减得 f(x)0恒成立,分离参数法可得;
(2)利用导数得函数单调性,由单调性证明不等式即可;
(3)利用(2)结论,逐个赋值后累加法可证.
【详解】(1) fxexaex 0对 xR恒成立,即ae2x对 xR恒成立.
因为e2x 0,则a0.
1  11  11 
(2)gxlnxm xlnx  x,只需证明lnx  x0.
x  2x  2x 
11 
令hxlnx  x x1 ,
2x 
1 1 1 x22x1 x12
hx     0,
x 2x2 2 2x2 2x2
则hx
在
1,
单调递减,则h(x)h(1),
又h10,则hx0,即g(x)h(x)0成立,得证.(3)由(2)知lnx 1 x 1  x1 ,令x n1 ,
2 x n
n1 1n1 n 
则有ln    ,
n 2 n n1
1 1 n11 11 1 
即lnn1lnn 1     ,
2 n n1  2n n1
11 1 
lnn1lnn   ,
2n n1
1 1 1 
lnn2lnn1   ,
2n1 n2
…,
1 1 1 
ln5nln5n1   ,
25n1 5n
1 1 1 1 1 1 1 1
累加可得,ln(5n)lnn  

    

 
2n n1 5n1 10n n n1 5n1 5n
1 1 1 1
故ln5     
 nN*
,从而命题得证.
n n1 5n1 5n
题型十一:老高考压轴型导数题
1.(【2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ))设函数
1a
f xalnx x2bxa1 ,曲线y f x在点1,f 1处的切线斜率为0
2
a
求b;若存在 使得 f x  ,求a的取值范围.
x 1, 0 a1
0
【答案】(1)b1;(2)( 21, 21)(1,).
【详解】试题分析:(1)根据曲线在某点处的切线与此点的横坐标的导数的对应关系,可先对函数进行
a
求导可得: f(x) (1a)xb,利用上述关系不难求得 ,即可得 ;(2)由第(1)小题中
x f(1)0 b1
所求b,则函数 f(x)完全确定下来,则它的导数可求出并化简得:
a 1a a a
f(x) (1a)x1 (x )(x1)根据题意可得要对 与 的大小关系进行分类讨论,则可分以
x x 1a 1a 1
1 a
下三类:(ⅰ)若a ,则 1,故当 时, , 在 单调递增,所以,存在
2 1a x(1,) f(x)0 f(x) (1,)
a a 1a a
,使得 f(x ) 的充要条件为 f(1) ,即 1 ,所以 .(ⅱ)若
x 1 0 a1 a1 2 a1  21a 21
0
1 a a a a
a1,则 1,故当x(1, )时, ;当x( ,)时, , 在(1, )单
2 1a 1a f(x)0 1a f(x)0 f(x) 1a
a a a a
调递减,在( ,)单调递增.所以,存在 ,使得 f(x ) 的充要条件为 f( ) ,无解
1a x 1 0 a1 1a a1
0
1a a1 a
则不合题意.(ⅲ)若 ,则 f(1) 1  .综上,a的取值范围是 .
a1 2 2 a1 ( 21, 21)(1,)
a
试题解析:(1) f(x) (1a)xb,
x
由题设知 f(1)0,解得b1.1a
(2) 的定义域为 ,由(1)知, f(x)alnx x2x,
f(x) (0,) 2
a 1a a
f(x) (1a)x1 (x )(x1)
x x 1a
1 a
(ⅰ)若a ,则 1,故当 时, , 在 单调递增,
2 1a x(1,) f(x)0 f(x) (1,)
a a 1a a
所以,存在 ,使得 f(x ) 的充要条件为 f(1) ,即 1 ,
x 1 0 a1 a1 2 a1
0
所以 21a 21.
1 a a
(ⅱ)若 a1,则 1,故当x(1, )时, ;
2 1a 1a f(x)0
a a a
当x( ,)时, , 在(1, )单调递减,在( ,)单调递增.
1a f(x)0 f(x) 1a 1a
a a a
所以,存在 ,使得 f(x ) 的充要条件为 f( ) ,
x 1 0 a1 1a a1
0
a a a2 a a
而 f( )aln    ,所以不合题意.
1a 1a 2(1a) a1 a1
1a a1 a
(ⅲ)若 ,则 f(1) 1  .
a1 2 2 a1
综上,a的取值范围是( 21, 21)(1,).
考点:1.曲线的切线方程;2.导数在研究函数性质中的运用;3.分类讨论的应用
alnx b
2.(【2011年普通高等学校招生全国统一考试理科数学(新课标卷))已知函数 f(x)  ,曲线
x1 x
y f(x)在点(1, f(1))处的切线方程为x2y30.
(1)求a、b的值;
lnx k
(2)如果当 ,且 时, f(x)  ,求 的取值范围.
x0 x1 x1 x k
【答案】(1)a1,b1 (2)(- ,0]
x1
( lnx)
【详解】(1) x b
f '(x) 
(x1)2 x2
f(1)1,
由于直线 的斜率为 1,且过点 ,故{ 1 即
 f '(1) ,
x2y30 2 (1,1) 2
b1,
{a 1
b ,
2 2
解得a1,b1.
lnx 1
(2)由(1)知f(x)  ,所以
x1 x
lnx k 1 (k1)(x21)
f(x)(  ) (2lnx ).
x1 x 1x2 x
(k1)(x21) (k1)(x21)2x
考虑函数 ,则h'(x) .
h(x)2lnx x (x0) x2k(x21)(x1)2
(i)设 ,由h'(x) 知,当 时, ,h(x)递减.而 故当 时,
k 0 x2 x1 h'(x)0 h(1)0 x(0,1)
1
,可得 h(x)0;
h(x)0 1x2
当x (1,+ )时,h(x)<0,可得 h(x)>0
从而当x>0,且x 1时,f(x)-( + )>0,即f(x)> + .
(ii)设0<k<1.由于(k1)(x21)2x=(k1)x22xk1的图像开口向下,且(k1)x22xk1,对称
1
轴x= 1.当x (1, )时,(k-1)(x2 +1)+2x>0,故 (x)>0,而h(1)=0,故当x (1,
1k h'
)时,h(x)>0,可得 h(x)<0,与题设矛盾.
(iii)设k 1.此时x212x,(k1)(x21)2x0 h'(x)>0,而h(1)=0,故当x (1,+ )时,
h(x)>0,可得 h(x)<0,与题设矛盾.
综合得,k的取值范围为(- ,0]
点评:求参数的范围一般用离参法,然后用导数求出最值进行求解.若求导后不易得到极值点,可二次求
导,还不行时,就要使用参数讨论法了.即以参数为分类标准,看是否符合题意.求的答案.此题用的便
是后者.
3.(2012年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(课标卷))已知函数 f(x)满足满足
1
f(x) f(1)ex1 f(0)x x2;
2
(1)求 f(x)的解析式及单调区间;
1
(2)若 f(x) x2axb,求 的最大值.
2 (a1)b
1
【答案】(1) 的解析式为 f(x)ex x x2且单调递增区间为 ,单调递减区间为
f(x) 2 (0,) (,0)
e e
(2)a e1,b 时, 的最大值为
2 (a1)b 2
1
【详解】(1) f(x) f(1)ex1 f(0)x x2  f(x) f(1)ex1 f(0)x
2
令x1得: f(0)1
1
f(x) f(1)ex1x x2  f(0) f(1)e1 1 f(1)e
2
1
得: f(x)exx x2 g(x) f(x)ex 1x
2
g(x)ex10 yg(x)在 xR上单调递增1
得: 的解析式为 f(x)ex x x2且单调递增区间
f(x)0 f(0) x0, f(x)0 f(0) x0 f(x) 2
为 (0,),单调递减区间为(,0)
1
(2) f(x) x2axbh(x)ex(a1)xb0得
2
h(x)ex(a1)
①当a10时, h(x)0 yh(x)在xR上单调递增
x时, h(x)与h(x)0矛盾
②当a10时, h(x)0 xln(a1),h(x)0 xln(a1)
得:当xln(a1)时, h(x) (a1)(a1)ln(a1)b0
min
令F(x) x2x2lnx(x0);则 F(x) x(12lnx)
e
当 时,F(x) 
F(x)00x e,F(x)0 x e x e max 2
e e
当a e1,b 时, 的最大值为
2 (a1)b 2