命題趨勢
本部分主要考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義以及導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值的簡單運用多在選擇題、填空題當(dāng)中考查,當(dāng)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)、不等式、方程、數(shù)列等交匯命題是高考的熱點和難點.
考點清單
1.導(dǎo)數(shù)的幾何意義.
函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù)就是曲線在點處的切線的斜率,即.
(1)曲線在點的切線的方程為.
(2)過點作曲線的切線,點不一定是切點,于是對應(yīng)切線的斜率也不一定是.
切點不確定時,一般先設(shè)切點坐標(biāo),由導(dǎo)數(shù)得到切線斜率,寫出切線方程后,再利用條件來確定切點坐標(biāo),
從而得到切線的方程.
2.單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系.
設(shè)函數(shù)在區(qū)間內(nèi)可導(dǎo).
(1)如果在內(nèi),恒有,則在此區(qū)間是增函數(shù);
(2)如果在內(nèi),恒有,則在此區(qū)間是減函數(shù);
(3)如果在內(nèi),恒有,那么函數(shù)在這個區(qū)間內(nèi)是常函數(shù).
3.利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性的步驟.
(1)確定定義域(易錯點:漏寫定義域);
(2)求導(dǎo)函數(shù);
(3)解(或),得到單調(diào)遞增(減)區(qū)間;
(4)在定義域范圍內(nèi)取補集,得到減(增)區(qū)間.
4.極值的定義.
(1)函數(shù)在點的函數(shù)值比它在點附近的函數(shù)值都小,則把叫做的極小值點,叫做的極小值.
若在點處可導(dǎo),是其導(dǎo)數(shù),就可以用導(dǎo)數(shù)描述函數(shù)在極小值點附近的特征:;
而且在點附近的左側(cè),右側(cè).
(2)函數(shù)在點的函數(shù)值比它在點附近的函數(shù)值都大,則把叫做的極大值點,叫做的極大值.
若在點處可導(dǎo),是其導(dǎo)數(shù),就可以用導(dǎo)數(shù)描述函數(shù)在極大值點附近的特征:;
而且在點附近的左側(cè),右側(cè).
注意:極值點指的取值,極值指相應(yīng)的的取值.
5.求可導(dǎo)函數(shù)極值的步驟.
(1)求函數(shù)的定義域;
(2)求導(dǎo)數(shù),并判斷函數(shù)的單調(diào)性;
(3)畫表判斷函數(shù)的極值.
6.求函數(shù)在區(qū)間上的最值得一般步驟.
(1)求函數(shù)在內(nèi)的極值;
(2)比較函數(shù)的各極值與端點處的函數(shù)值的大小,最大的一個是最大值,最小的一個是最小值.
精題集訓(xùn)
(70分鐘)
經(jīng)典訓(xùn)練題
一、選擇題.
1.已知函數(shù)的圖象在點處的切線與y軸交于點,則切點的縱坐標(biāo)
為( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D.4
【答案】C
【解析】因為,所以,,
所以切點為,
切線方程為,
令,則,所以,解得,
所以切點的縱坐標(biāo)為,故選C.
【點評】本題考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,關(guān)鍵點是求出切線方程得到參數(shù)a的值,考查了學(xué)生的計算能力.
2.已知直線和曲線相切,則的取值范圍是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】設(shè)切點是 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,則以P為切點的切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,
因為該切線過原點,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 且,故選A.
【點評】本題考了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,屬于中檔題.
3.若直線與曲線和圓 SKIPIF 1 < 0 都相切,則的方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】法一:設(shè)曲線的切點,
根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義可得點處的切線斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切線方程 SKIPIF 1 < 0 ,即,
因為切線也與圓 SKIPIF 1 < 0 相切,所以圓心到直線的距離等于半徑,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得或(舍去),
所以切線方程為,故選A.
法二:畫出曲線和圓 SKIPIF 1 < 0 的圖形如下:
結(jié)合圖形可得要使直線與曲線和圓 SKIPIF 1 < 0 都相切,
則直線,橫截距,縱截距,B,C,D均不符合,故選A.
【點評】若已知曲線過點,求曲線過點的切線方程的方法:
(1)當(dāng)點是切點時,切線方程為.
(2)當(dāng)點不是切點時,可分以下幾步完成:
第一步:設(shè)出切點坐標(biāo);
第二步:寫出過點的切線方程;
第三步:將點的坐標(biāo)代入切線方程求出;
第四步:將的值代入方程可得過點的切線方程.
4.已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,其中為函數(shù)的導(dǎo)數(shù),則 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ( )
A.0B.2C.2020D.2021
【答案】B
【解析】 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故選B.
【點評】本題考查函數(shù)的對稱性和求導(dǎo)函數(shù)以及求導(dǎo)函數(shù)的奇偶性,解答本題的關(guān)鍵是由解析式求得,從而得到 SKIPIF 1 < 0 ,求出 SKIPIF 1 < 0 ,
得到 SKIPIF 1 < 0 ,得到,考查計算能力,屬于中檔題.
二、填空題.
5.設(shè)曲線上任意一點的切線為,若的傾斜角的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 ,則實數(shù)________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】,,
SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng)且僅當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時等號成立,
的傾斜角的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,故答案為 SKIPIF 1 < 0 .
【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)與切線的關(guān)系,解題的關(guān)系是求出導(dǎo)數(shù)的最小值,得出最小值為1,即可求解.
三、解答題.
6.已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)當(dāng)時,討論的單調(diào)性;
(2)設(shè),若關(guān)于的不等式 SKIPIF 1 < 0 在上有解,求的取值范圍.
【答案】(1)在上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減;(2).
【解析】(1)由題意知, SKIPIF 1 < 0 ,
令,當(dāng)時,恒成立,
∴當(dāng)時,,即;當(dāng)時,,即,
∴函數(shù)在上單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減.
(2)因為 SKIPIF 1 < 0

由題意知,存在,使得 SKIPIF 1 < 0 成立,
即存在,使得 SKIPIF 1 < 0 成立,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
①當(dāng)時,對任意,都有,
∴函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在上單調(diào)遞減,
成立,解得,;
②當(dāng)時,令,解得;令,解得,
∴函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
又 SKIPIF 1 < 0 ,,解得無解;
③當(dāng)時,對任意的,都有,
∴函數(shù) SKIPIF 1 < 0 在上單調(diào)遞增, SKIPIF 1 < 0 ,不符合題意,舍去,
綜上所述,的取值范圍為.
【點評】根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法研究不等式恒成立(或能成立)求參數(shù)時,一般可對不等式變形,分離參數(shù),根據(jù)分離參數(shù)后的結(jié)果,構(gòu)造函數(shù),由導(dǎo)數(shù)的方法求出函數(shù)的最值,進而可求出結(jié)果;有時也可根據(jù)不等式,直接構(gòu)造函數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法,利用分類討論求函數(shù)的最值,即可得出結(jié)果.
7.已知實數(shù),.
(1)討論的單調(diào)性;
(2)證明: SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)答案見解析;(2)證明見解析.
【解析】(1)函數(shù)的定義域為, SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng)時,對任意的,,故在上單調(diào)遞增;
若,當(dāng)時,,單調(diào)遞減;
當(dāng)時,,單調(diào)遞增.
綜上所述,當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;
當(dāng),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2)證明:由題意,該不等式等價于,即,
又可化為 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,函數(shù)在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時,;當(dāng)時,,所以, SKIPIF 1 < 0 ,
故所證不等式等價為證明不等式,
構(gòu)造函數(shù),則.
當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)時,,函數(shù)單調(diào)遞增,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,故原不等式得證.
【點評】利用導(dǎo)數(shù)證明不等式問題,方法如下:
(1)直接構(gòu)造函數(shù)法:證明不等式(或)轉(zhuǎn)化為證明(或),進而構(gòu)造輔助函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ;
(2)適當(dāng)放縮構(gòu)造法:一是根據(jù)已知條件適當(dāng)放縮;二是利用常見放縮結(jié)論;
(3)構(gòu)造“形似”函數(shù),稍作變形再構(gòu)造,對原不等式同解變形,根據(jù)相似結(jié)構(gòu)構(gòu)造輔助函數(shù).
8.已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求的單調(diào)性;
(2)若對于任意 SKIPIF 1 < 0 ,恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析;(2).
【解析】(1)
令在上單調(diào)遞增.
當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,,在上單調(diào)遞增.
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,


∴ SKIPIF 1 < 0 在上遞增,∴,
當(dāng)時,,∴,單調(diào)遞增,
∴,滿足題意;
當(dāng)時,,
∴當(dāng)時,,單調(diào)遞減,
又,此時,不合題意,
綜上可得.
【點評】本題考查用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,研究不等式恒成立問題.不等式恒成立問題常常轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值,由最值滿足的不等關(guān)系得出結(jié)論.
9.設(shè)函數(shù) ().
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,求的極值;
(2)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(3)若,證明: SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)極小值為0,無極大值;(2)見解析;(3)證明見解析.
【解析】(1)的定義域為,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
若,則;若,則,
在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,,沒有極大值.
(2) SKIPIF 1 < 0 ,
①當(dāng)時,若,則;若,則,
在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即時,若,則 SKIPIF 1 < 0 或;
若,則 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 ,上單調(diào)遞增;
③當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即時,恒成立,在上單調(diào)遞增;
④當(dāng) SKIPIF 1 < 0 ,即時,若,則或 SKIPIF 1 < 0 ;
若,則 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
綜上所述:①當(dāng)時,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
②當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;
③當(dāng)時,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
④當(dāng)時,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(3)由(1)知在 SKIPIF 1 < 0 上為減函數(shù),
時,,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,…, SKIPIF 1 < 0 ,
將以上各式左右兩邊相加得:
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
【點評】本題第三問關(guān)鍵是聯(lián)系到在 SKIPIF 1 < 0 上為減函數(shù),
再從不等式的結(jié)構(gòu)和對數(shù)的運算,想到構(gòu)造 SKIPIF 1 < 0 求解.
高頻易錯題
一、選擇題.
1.已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的導(dǎo)函數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 的圖象如圖所示,則函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的圖象可能是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】由導(dǎo)函數(shù)得圖象可得: SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減,
排除選項A、B,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 先正后負,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 先增后減,
因選項C是先減后增再減,故排除選項C,
故選D.
【點評】本題主要考了的利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性,但注意題目給的圖象是原函數(shù)圖象還是導(dǎo)函數(shù)圖象,
屬于基礎(chǔ)題.
二、解答題.
2.己知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 .
(1)若 SKIPIF 1 < 0 在R上是減函數(shù),求m的取值范圍;
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,證明: SKIPIF 1 < 0 有一個極大值點和一個極小值點.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)證明見解析.
【解析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因為 SKIPIF 1 < 0 在R上是減函數(shù),所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故m的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
由于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有零點,
又 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上只有一個零點,設(shè)為 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有零點,
又 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上只有一個零點,設(shè)為 SKIPIF 1 < 0 .
因此,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 的極小值是 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 的極大值是 SKIPIF 1 < 0 ,
因此, SKIPIF 1 < 0 有一個極大值點和一個極小值點.
【點評】解題的關(guān)鍵是熟練掌握利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)性、極值的方法,并靈活應(yīng)用,若已知函數(shù)單調(diào)遞減,則 SKIPIF 1 < 0 ;若已知函數(shù)單調(diào)遞增,則 SKIPIF 1 < 0 ,考查分析理解,計算化簡的能力,屬中檔題.
3.已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ).
(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,求曲線 SKIPIF 1 < 0 在點 SKIPIF 1 < 0 處的切線方程;
(2)求 SKIPIF 1 < 0 的單調(diào)區(qū)間;
(3)若 SKIPIF 1 < 0 恰有兩個零點,求實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)答案不唯一,見解析;(3) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以曲線在點 SKIPIF 1 < 0 處的切線方程為 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
(2)因為 SKIPIF 1 < 0 ,定義域為 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的變化情況如下:
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減;
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的變化情況如下:
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減;
③當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增;
④當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的變化情況如下:
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減.
(3)由(2)可知:
①當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 取得最大值 SKIPIF 1 < 0 .
(i)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上至多有一個零點,不符合題意;
(ii)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
因為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)有唯一零點.
因為 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 .
因為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
且 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)有唯一零點,
所以當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 恰有兩個零點.
②當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減,
因為當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 取得極大值 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上至多有一個零點,不符合題意;
③當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上至多有一個零點,不符合題意;
④當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞增,在 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)單調(diào)遞減.
因為當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 取得極大值 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上至多有一個零點,不符合題意,
綜上所述,實數(shù) SKIPIF 1 < 0 的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
【點評】導(dǎo)函數(shù)中常用的兩種常用的轉(zhuǎn)化方法:一是利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,?;癁椴坏仁胶愠闪栴}.注意分類討論與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;二是函數(shù)的零點、不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問題處理.
精準(zhǔn)預(yù)測題
一、選擇題.
1.(多選)下列曲線中,與直線 SKIPIF 1 < 0 相切的是( )
A.曲線 SKIPIF 1 < 0 B.曲線 SKIPIF 1 < 0
C.曲線 SKIPIF 1 < 0 D.曲線 SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【解析】對A,將直線 SKIPIF 1 < 0 代入曲線 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
則 SKIPIF 1 < 0 ,則直線與曲線相切,故A正確;
對B,直線 SKIPIF 1 < 0 的斜率為2,對 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,代入直線可得切點為 SKIPIF 1 < 0 ,滿足在 SKIPIF 1 < 0 上,故直線與曲線相切,
故B正確;
對C, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的一條漸近線為 SKIPIF 1 < 0 ,和直線 SKIPIF 1 < 0 平行,
故直線 SKIPIF 1 < 0 與曲線 SKIPIF 1 < 0 相交于一點,故不相切,故C錯誤;
對D,又 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或1.
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,代入直線可得切點 SKIPIF 1 < 0 ,不滿足在曲線上;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,代入直線可得切點為 SKIPIF 1 < 0 ,滿足在曲線上,故直線與曲線相切,故D正確,
故選ABD.
【點評】本題考查判定直線與曲線是否相切,一般采用的方法為,若曲線是橢圓、雙曲線或拋物線,可聯(lián)立直線與曲線方程,利用判別式判斷;若曲線是函數(shù)曲線,則可通過求導(dǎo)進行判斷.
2.(多選)已知函數(shù),則下列說法正確的是( )
A.有且只有一個極值點B.設(shè),則與的單調(diào)性相同
C.有且只有兩個零點D.在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增
【答案】ACD
【解析】由題知,,,
所以在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時,;當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以有且只有一個極值點,故A正確;
因為,所以,
所以,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故的一個極值點為,
所以與的單調(diào)性不相同,故B錯誤;
因為有且只有一個極值點, SKIPIF 1 < 0 ,且,
所以在和上各有一個零點,所以有且只有兩個零點,故C正確;
因為與在 SKIPIF 1 < 0 上都是單調(diào)遞增,所以在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,D正確,
故選ACD.
【點評】導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的單調(diào)性、極值(最值)最有效的工具,而函數(shù)是高中數(shù)學(xué)中重要的知識點,對導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用的考查主要從以下幾個角度進行:
(1)考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,往往與解析幾何、微積分相聯(lián)系.
(2)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,判斷單調(diào)性;已知單調(diào)性,求參數(shù).
(3)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值(極值),解決生活中的優(yōu)化問題.
(4)考查數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.
二、填空題.
3.中,角、、所對的邊分別為、、,若函數(shù) SKIPIF 1 < 0 有極值點,則角的范圍是________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】因為函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,
所以導(dǎo)函數(shù),
因為函數(shù)有極值點,所以,即,
則 SKIPIF 1 < 0 ,
因為,所以角的范圍是 SKIPIF 1 < 0 ,故答案為 SKIPIF 1 < 0 .
【點評】本題考查導(dǎo)函數(shù)與余弦定理的綜合應(yīng)用,能否根據(jù)函數(shù)有極值得出是解決本題的關(guān)鍵,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想,是中檔題.
三、解答題.
4.已知函數(shù),.
(1)討論函數(shù)單調(diào)性;
(2) SKIPIF 1 < 0 是的導(dǎo)數(shù),,求證:函數(shù)存在三個零點.
【答案】(1)在和上是遞增,在上是遞減;(2)證明見解析.
【解析】(1)因為,
由,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的取值正負和函數(shù)單調(diào)性隨x的變化情況如下表:
所以在和上是遞增的,在上是遞減的.
(2)證明:由(1)知在上單調(diào)遞減,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 且,
因為
所以,
SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè),得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
則,
的取值正負和函數(shù)單調(diào)性隨x的變化情況如下表:
所以在 SKIPIF 1 < 0 與上是單調(diào)遞增的,在上是單調(diào)遞減的.
又因為,,
且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又時,時,,
所以在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上各有一個零點,且最多三個零點,
故函數(shù)恰有三個零點.
【點評】利用導(dǎo)數(shù)列表求出的單調(diào)性及極值,分析函數(shù)圖象的變化趨勢,利用與的正負,
由零點存在性定理可判斷零點個數(shù).
5.已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,.
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求的取值范圍.
【答案】(1)見解析;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,.
∴.
①當(dāng)時,令,得,∴在上單調(diào)遞減;
令,得,∴在上單調(diào)遞增.
②當(dāng)時,令,得,∴在上單調(diào)遞減;
令,得或,∴在和上單調(diào)遞增.
③當(dāng)時,在時恒成立,∴在單調(diào)遞增.
④當(dāng)時,令,得,∴在上單調(diào)遞減;
令,得 SKIPIF 1 < 0 或,∴在和上單調(diào)遞增.
綜上所述,當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在和上單調(diào)遞增;
當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在和上單調(diào)遞增.
(2)不等式 SKIPIF 1 < 0 ,等價于.
①當(dāng)時,,則;
②當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 .
設(shè)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,,此時單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,,此時單調(diào)遞增,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ;
③當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)函數(shù) SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
當(dāng)時,,此時單調(diào)遞減;
當(dāng)時,,此時單調(diào)遞增,
∴,∴,
綜上,的取值范圍為 SKIPIF 1 < 0 .
【點評】用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間或判斷函數(shù)的單調(diào)性問題時應(yīng)注意如下幾方面:
(1)在利用導(dǎo)數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)區(qū)間時,首先要確定函數(shù)的定義域;
(2)不能隨意將函數(shù)的2個獨立的單調(diào)遞增(或遞減)區(qū)間寫成并集形式;
(3)利用導(dǎo)數(shù)解決含參函數(shù)的單調(diào)性問題時,一般將其轉(zhuǎn)化為不等式恒成立問題,解題過程中要注意分類討論和數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.
6.已知函數(shù) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,其中e是自然對數(shù)的底數(shù).
(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,使得不等式成立,試求實數(shù)m的取值范圍;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,求證: SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)證明見解析.
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 使得不等式成立,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,,故在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,,在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
SKIPIF 1 < 0 ,故在 SKIPIF 1 < 0 上單調(diào)遞減,
因此,當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
實數(shù)m的取值范圍是 SKIPIF 1 < 0 .
(2)證明:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,要證 SKIPIF 1 < 0 ,只需證 SKIPIF 1 < 0 ,
即證 SKIPIF 1 < 0 ,
由于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,只需證 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)時,, SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞減;
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,, SKIPIF 1 < 0 單調(diào)遞增,
當(dāng)且僅當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 取得最小值,且最小值為 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,則,
即,即 SKIPIF 1 < 0 ,
由三角函數(shù)的有界性,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又當(dāng)時,;
當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
綜上所述:當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 成立.
【點評】本題解題的關(guān)鍵是利用等價轉(zhuǎn)換的思想去思考問題,將復(fù)雜問題簡單化.
7.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時,求函數(shù)在的單調(diào)性;
(2)當(dāng)且 SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,求函數(shù)在上的最小值;
(3)當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 有兩個零點,,且,求證:.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 在上單調(diào)遞增;(2) SKIPIF 1 < 0 ;(3)證明見解析.
【解析】(1)當(dāng)時,,則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng),在上單調(diào)遞減,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴當(dāng)時,在上單調(diào)遞增.
(2)當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),
則 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)時,,此時函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,
∴函數(shù)在處取得最小值,即 SKIPIF 1 < 0 ;
當(dāng)時,令 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,即當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,,
此時函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,函數(shù)在處取得最小值,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
綜上所得 SKIPIF 1 < 0 .
(3)當(dāng)時, SKIPIF 1 < 0 ,
∵,是函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的兩個零點,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
兩式相減,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,
記 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 恒成立,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 .
【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性和最值和不等式的證明,考查了轉(zhuǎn)化思想和函數(shù)思想,屬難題.
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
最大值 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
極大值 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
極小值 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
極大值 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
極小值 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
0
極大值
極小值
SKIPIF 1 < 0
0
0
極大值
極小值

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