
1、多加總結(jié)。當(dāng)三年所有的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)加在一起,可能會(huì)使有些基礎(chǔ)不牢固的學(xué)生犯迷糊。
2、做題經(jīng)驗(yàn)。哪怕同一題只改變數(shù)字,也能成為一道新的題目。
3、多刷錯(cuò)題。多刷錯(cuò)題能夠進(jìn)一步地掃清知識(shí)盲區(qū),多加鞏固之后自然也就掌握了知識(shí)點(diǎn)。
對(duì)于學(xué)生來說,三輪復(fù)習(xí)就相當(dāng)于是最后的“救命稻草”,家長(zhǎng)們同樣是這樣,不要老是去責(zé)怪孩子考試成績(jī)不佳,相反,更多的來說,如果能夠陪同孩子去反思成績(jī)不佳的原因,找到問題的癥結(jié)所在,更加重要。
【一專三練】
專題08 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用小題壓軸練-新高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)
分層訓(xùn)練(新高考通用)
一、單選題
1.(2023·福建漳州·統(tǒng)考三模)已知函數(shù)和函數(shù),具有相同的零點(diǎn),則的值為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)零點(diǎn)定義可整理得到,令,利用導(dǎo)數(shù),結(jié)合零點(diǎn)存在定理的知識(shí)可確定在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,并得到,,由可確定,由此化簡(jiǎn)所求式子即可得到結(jié)果.
【詳解】由題意知:,,
聯(lián)立兩式可得:,
令,則;
令,則在上單調(diào)遞增,
又,,
在上存在唯一零點(diǎn),且,,;
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
,
又,,
.
故選:C.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查函數(shù)零點(diǎn)、利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)單調(diào)性的相關(guān)問題;解題關(guān)鍵是能夠靈活應(yīng)用零點(diǎn)存在定理確定導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),并得到隱零點(diǎn)所滿足的等量關(guān)系式,進(jìn)而利用等量關(guān)系式化簡(jiǎn)最值和所求式子.
2.(2023·湖南岳陽(yáng)·統(tǒng)考二模)若函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)與圖象有兩個(gè)不同的交點(diǎn),根據(jù)換元法將函數(shù)轉(zhuǎn)化為,利用導(dǎo)數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性求出函數(shù)的值域,進(jìn)而得出參數(shù)的取值范圍.
【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>,
設(shè),則,
令,令,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且,
所以,所以,
函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn)等價(jià)于方程有兩個(gè)不同的解,
則,
等價(jià)于函數(shù)與圖象有兩個(gè)不同的交點(diǎn).
令,則,,
設(shè),則,
令,令,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且g(1)=e,
所以,
且趨向于0時(shí),趨向于正無(wú)窮;趨向于正無(wú)窮時(shí),趨向于正無(wú)窮,
所以,解得.
故選:A.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:與函數(shù)零點(diǎn)有關(guān)的參數(shù)范圍問題,往往利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值點(diǎn),并結(jié)合特殊點(diǎn),從而判斷函數(shù)的大致圖象,討論其圖象與x軸的位置關(guān)系,進(jìn)而確定參數(shù)的取值范圍;或通過對(duì)方程等價(jià)變形轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)問題.對(duì)于不適合分離參數(shù)的等式,常常將參數(shù)看作常數(shù)直接構(gòu)造函數(shù),常用分類討論法,利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性、最值,從而得出參數(shù)范圍.
3.(2023·江蘇蘇州·蘇州中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))已知,若,,,則a,b,c的大小關(guān)系為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】首先證明此函數(shù)為偶函數(shù),再利用其導(dǎo)函數(shù)得到其單調(diào)性,利用其是偶函數(shù)得到,,通過指數(shù)函數(shù)單調(diào)性得,再根據(jù)冪函數(shù)性質(zhì)證明出,同取對(duì)數(shù)得到,則有,再利用單調(diào)性即可得到大小關(guān)系.
【詳解】因?yàn)?,定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,
,
所以為上的偶函數(shù),
當(dāng)時(shí),,設(shè),
則,,,
所以即在上單調(diào)遞減,所以,
所以在上單調(diào)遞減,又因?yàn)闉榕己瘮?shù),
所以在上單調(diào)遞增,
又因?yàn)?,
又因?yàn)?
因?yàn)?,所以,
所以,即,
所以,
所以,
即.
故選:D.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題首先證明函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性,對(duì)于其單調(diào)性的求解需要二次求導(dǎo),其次就是利用函數(shù)的奇偶性對(duì)進(jìn)行一定的變形得,,然后就是比較的大小關(guān)系,需要結(jié)合指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性以及冪函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行合理放縮,對(duì)于這種較為接近的數(shù)字比較大小問題,通常需要利用函數(shù)的單調(diào)性以及尋找合適的中間量放縮.
4.(2023·山東青島·統(tǒng)考一模)已知函數(shù),若,,,,則a,b,c的大小關(guān)系為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】利用奇函數(shù)得到,再判斷,利用二次求導(dǎo)判斷在上單調(diào)遞增,從而可判斷.
【詳解】因?yàn)椋?br>所以在上是奇函數(shù).所以
對(duì)求導(dǎo)得,
令,則
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增,
則時(shí),,即,
所以在上單調(diào)遞增.
因?yàn)?,所以?br>因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,
所以.
令,則
所以當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增.
所以,
而,即,所以,即.
所以,即,則
所以
所以,即.
故選:A
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:
構(gòu)造函數(shù),判斷.
5.(2023·廣東茂名·統(tǒng)考一模)設(shè),,則( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】對(duì),,進(jìn)行變形,構(gòu)造,,求導(dǎo)后得到其單調(diào)性,從而判斷出,,的大小.
【詳解】,,
故可構(gòu)造函數(shù),,
所以在上單調(diào)遞增,所以,即.
故選:B.
6.(2023·廣東·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知,,,則下列結(jié)論中,正確的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】構(gòu)造函數(shù),,利用導(dǎo)數(shù)得出其單調(diào)性,進(jìn)而得出大小關(guān)系.
【詳解】比較b、c只需比較,
設(shè),則,當(dāng)時(shí),,
即函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以,即,
所以,所以.
比較a、b只需比較,
設(shè),則,因?yàn)閱握{(diào)遞減,
且,所以當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞減.即,,
所以,即.
綜上,.
故選:A
7.(2023·廣東湛江·統(tǒng)考一模)已知函數(shù)及其導(dǎo)函數(shù)的定義域均為R,且為奇函數(shù),,,則( )
A.13B.16C.25D.51
【答案】C
【分析】根據(jù)題意利用賦值法求出、、、的值,推出函數(shù)的周期,結(jié)合,每四個(gè)值為一個(gè)循環(huán),即可求得答案.
【詳解】由,令,得,所以.
由為奇函數(shù),得,所以,
故①.
又②,
由①和②得,即,
所以,③
令,得,得,
令,得,得.
又④,
由③-④得,即,
所以函數(shù)是以8為周期的周期函數(shù),
故,
所以,
所以
,
故選:C.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:解決此類抽象函數(shù)的求值問題時(shí),涉及到函數(shù)的性質(zhì),比如奇偶性和對(duì)稱軸以及周期性等問題,綜合性較強(qiáng),有一定難度,解答時(shí)往往要采用賦值法求得某些特殊值,繼而推出函數(shù)滿足的性質(zhì),諸如對(duì)稱性和周期性等,從而解決問題.
8.(2023·浙江金華·浙江金華第一中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))設(shè)函數(shù)()(為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),若恰好存在兩個(gè)正整數(shù),使得,,則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】根據(jù)給定條件,只需考查當(dāng)時(shí),成立的正整數(shù)有且只有兩個(gè),再構(gòu)造函數(shù),探討其性質(zhì)即可作答.
【詳解】函數(shù)中,,而恰好存在兩個(gè)正整數(shù)使得,則,
當(dāng)時(shí),,因此有且只有兩個(gè)大于1的正整數(shù)使得成立,
令,求導(dǎo)得:,由得,由得,
因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,而,
則必有,又,因此符合題意的正整數(shù)只有2和3兩個(gè),
于是得,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.
故選:A
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:涉及不等式整數(shù)解的個(gè)數(shù)問題,構(gòu)造函數(shù),分析函數(shù)的性質(zhì)并畫出圖象,數(shù)形結(jié)合建立不等關(guān)系是解題的關(guān)鍵.
9.(2023·江蘇南通·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知,,,,則( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】對(duì)求導(dǎo),得出的單調(diào)性,可知,可求出的大小,對(duì)兩邊取對(duì)數(shù),則,可得,最后比較與大小,即可得出答案.
【詳解】,,,
令,解得:;令,解得:,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
,,,則,,
,,∴,排除D.
,則,,,∴,排除B.
比較與大小,先比較與大小,
,,
因?yàn)?,所?br>所以在上單調(diào)遞增,,
所以,所以,
∴,綜上.
故選:A.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題涉及三個(gè)量的大小比較,關(guān)鍵點(diǎn)在于構(gòu)造函數(shù),運(yùn)用函數(shù)的單調(diào)性可求出的大小,即可判斷的大小,的大小,最后構(gòu)造函數(shù),比較與的大小即可得出答案.
二、多選題
10.(2023·浙江溫州·統(tǒng)考二模)函數(shù),則( )
A.,使得在上遞減
B.,使得直線為曲線的切線
C.,使得既為的極大值也為的極小值
D.,使得在上有兩個(gè)零點(diǎn),且
【答案】BC
【分析】根據(jù)函數(shù)單調(diào)由即可求解A,根據(jù)切點(diǎn)為的切線,即可求解B,求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)的正負(fù)確定單調(diào)性即可確定極小值,結(jié)合對(duì)稱性即可確定極大值,根據(jù),分情況討論,即可利用矛盾求解D.
【詳解】A.若,使得在上遞減,則,代入得,解得 且,故 不存在,因此不存在,使得在上遞減,故A錯(cuò);
B.當(dāng)時(shí),,當(dāng)切點(diǎn)為時(shí),則只需,故B對(duì);
C.注意到,令,
另一方面,時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),
此時(shí)時(shí),取極小值,此時(shí)為極小值,
由,所以函數(shù)的圖象關(guān)于對(duì)稱,由對(duì)稱性可知:為的極大值,此時(shí)也為極大值.故C對(duì);
對(duì)于D,若,則,
所以或,當(dāng)時(shí),或,此時(shí)要使有2個(gè)零點(diǎn),則,
則,不符合題意;當(dāng)時(shí),,設(shè),
所以,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以在遞減,在上遞增,所以可設(shè),設(shè),
所以,所以在上單調(diào)遞增,所以,所以,所以,即,而在上單調(diào)遞減,所以,故D不正確;
故選:BC
【點(diǎn)睛】對(duì)于利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的綜合問題的求解策略:
1、通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;
2、利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.
3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時(shí),一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問題,就要考慮利用分類討論法和放縮法,注意恒成立與存在性問題的區(qū)別.
11.(2023·江蘇南通·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),曲線在點(diǎn)處的切線與曲線相切于點(diǎn),則( )
A.B.
C.的最大值為0D.當(dāng)時(shí),
【答案】AB
【分析】先利用導(dǎo)數(shù)幾何意義求出切線方程,利用切線斜率和截距相等建立方程,然后利用指對(duì)互化判斷A、B,由數(shù)量積坐標(biāo)運(yùn)算化簡(jiǎn),判斷函數(shù)值符號(hào)即可判斷C,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)法研究函數(shù)的單調(diào)性,判斷D
【詳解】因?yàn)?,所以,又,所以?br>切線:,即,
因?yàn)?,所以,又,所以?br>切線:,即,
由題意切線重合,所以,所以,即,A正確;
當(dāng)時(shí),兩切線不重合,不合題意,
所以,,,
所以,,B正確;
,
當(dāng)時(shí),,,則,當(dāng)時(shí),,,
則,,所以,C錯(cuò)誤;
設(shè),則,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以,所以,
所以,∴,
記,則,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,則,所以,D錯(cuò)誤.
故選:AB
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題需要表示出兩條切線方程,然后比較系數(shù),再進(jìn)行代換,在代換過程中要盡量去消去指數(shù)或?qū)?shù),朝目標(biāo)化簡(jiǎn).
12.(2023·江蘇南通·二模)已知,則( )
A.B.
C.D.
【答案】ABD
【分析】證明,放縮可判斷A,由,放縮可判斷B,先證出,再放縮,根據(jù)再放縮即可判斷C,可得,令,轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造,利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性求函數(shù)最小值即可判斷D.
【詳解】由,可得,
,
令,則,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,所以,即,
由知,A正確;
由可得,可得(時(shí)取等號(hào)),
因?yàn)?,所以,B正確;
時(shí),,則,
,C錯(cuò)誤;
,
令,則,
,
在單調(diào)遞增,,,故D正確.
故選:ABD
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:比較式子的的大小,要善于對(duì)已知條件變形,恰當(dāng)變形可結(jié)合,,放縮后判斷AB選項(xiàng),變形,再令,變形,是判斷D選項(xiàng)的關(guān)鍵,變形到此處,求導(dǎo)得最小值即可.
13.(2023·湖北·宜昌市一中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知,則( )
A.B.C.D.
【答案】BC
【分析】通過多次構(gòu)造函數(shù),結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)、選項(xiàng)及進(jìn)行求解.
【詳解】設(shè),,當(dāng)時(shí),,為減函數(shù);當(dāng)時(shí),,為增函數(shù);所以的最大值為,即.
因?yàn)椋?
設(shè),,所以當(dāng)時(shí),為減函數(shù);
因?yàn)?,,所?
由可得,所以,故B正確.
設(shè),,當(dāng)時(shí),,為減函數(shù);當(dāng)時(shí),,為增函數(shù);所以的最大值為,所以,即.
.
設(shè),易知為增函數(shù),由可得,故C正確.
因?yàn)闉閱握{(diào)遞減函數(shù),在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),且的圖象經(jīng)過圖象的最高點(diǎn),所以當(dāng)時(shí),的大小無(wú)法得出,故A不正確.
令,則,得,易知在為增函數(shù),所以,
所以不成立,故D不正確.
故選:BC.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)比較大小的常用方法:
(1)作差比較法:作差,構(gòu)造函數(shù),結(jié)合函數(shù)最值進(jìn)行比較;
(2)作商比較法:作商,構(gòu)造函數(shù),結(jié)合函數(shù)最值進(jìn)行比較;
(3)數(shù)形結(jié)合法:構(gòu)造函數(shù),結(jié)合函數(shù)圖象,進(jìn)行比較;
(4)放縮法:結(jié)合常見不等式進(jìn)行放縮比較大小,比如,等.
14.(2023·湖南邵陽(yáng)·統(tǒng)考二模)已知函數(shù),是的導(dǎo)數(shù),則( )
A.函數(shù)在上單調(diào)遞增
B.函數(shù)有唯一極小值
C.函數(shù)在上有且只有一個(gè)零點(diǎn),且
D.對(duì)于任意的,,恒成立
【答案】ABD
【分析】對(duì)函數(shù)求導(dǎo),利用二次導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)判斷導(dǎo)函數(shù)函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而判斷選項(xiàng);構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的單調(diào)性并證明不等式,進(jìn)而判斷選項(xiàng).
【詳解】,
,則,
設(shè),
,
則函數(shù)在上單調(diào)遞增,,因此對(duì)任意的恒成立,所以在上單調(diào)遞增,故選項(xiàng)正確;
又,所以,則存在,使得.在時(shí),;時(shí),;
所以函數(shù)在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
故有唯一極小值,故選項(xiàng)正確;
令,,
則,
所以函數(shù)在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
且,則有.
又,
因此存在,使得,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
于是得函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則.
又,
從而存在唯一,使得.
顯然當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),.
又,令,
,
因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,,
有,,則,
即,從而函數(shù)在上有唯一零點(diǎn),
函數(shù)在上有且只有一個(gè)零點(diǎn),且,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
,,
,
設(shè),,
則
由選項(xiàng)知,在上單調(diào)遞增,而,則,
即有,因此函數(shù)在上單調(diào)遞增,
,即有,
所以對(duì)任意的,,總滿足,故選項(xiàng)正確.
故選:.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛: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(jìn)而構(gòu)造輔助函數(shù);
(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(duì)原不等式同解變形,根據(jù)相似結(jié)論構(gòu)造輔助函數(shù).
15.(2023·湖南·模擬預(yù)測(cè))函數(shù)(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),則下列選項(xiàng)正確的有( )
A.函數(shù)的極大值為1
B.函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線方程為
C.當(dāng)時(shí),方程恰有2個(gè)不等實(shí)根
D.當(dāng)時(shí),方程恰有3個(gè)不等實(shí)根
【答案】BD
【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)探討極大值判斷A;利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程判斷B;分析函數(shù)性質(zhì)并結(jié)合函數(shù)圖象判斷CD作答.
【詳解】對(duì)于A:,
在區(qū)間,上,,單調(diào)遞增,在區(qū)間上,,單調(diào)遞減,
所以的極大值為,A錯(cuò)誤;
對(duì)于B:,,則函數(shù)圖象在點(diǎn)處的切線方程為,即,B正確;
對(duì)于C、D:因?yàn)樵谏线f增,在上遞減,,,
在上遞增,且在上的取值集合為,在上的取值集合為,
因此函數(shù)在上的取值集合為,的極大值為,的極小值為,
作出函數(shù)的部分圖象,如圖,
觀察圖象知,當(dāng)或時(shí),有1個(gè)實(shí)數(shù)根;當(dāng)或時(shí)有2個(gè)實(shí)數(shù)根;
當(dāng)時(shí),有3個(gè)實(shí)數(shù)根,C錯(cuò)誤,D正確.
故選:BD
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:研究方程根的情況,可以通過轉(zhuǎn)化,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、最值等,借助數(shù)形結(jié)合思想分析問題,使問題的求解有一個(gè)清晰、直觀的整體展現(xiàn).
16.(2023·廣東肇慶·統(tǒng)考二模)已知正數(shù)滿足等式,則下列不等式中可能成立的有( )
A.B.
C.D.
【答案】AC
【分析】將已知轉(zhuǎn)化為,通過構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合導(dǎo)數(shù)判斷當(dāng)時(shí),,進(jìn)而構(gòu)造函數(shù),根據(jù)單調(diào)性即可判斷選項(xiàng)CD;同理利用構(gòu)造函數(shù)和求導(dǎo)即可判斷AB.
【詳解】因?yàn)?,,?br>所以,
所以,
構(gòu)造
,
所以,
當(dāng),即時(shí),
分析即可,
所以在上單調(diào)遞減,
所以,所以,
所以,
所以,
由,
所以,
構(gòu)造,,
則,
所以在上單調(diào)遞增,
所以由得,
所以,
故此時(shí), D選項(xiàng)錯(cuò)誤;
當(dāng)時(shí),,此時(shí),
所以可能成立,故C選項(xiàng)可能正確,
由,即,
構(gòu)造,
所以,設(shè),
當(dāng)時(shí),,所以在單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
且,所以當(dāng)時(shí),
即,
所以,
構(gòu)造,
則,所以在上單調(diào)遞增,
所以,故A可能正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
故選:AC
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查函數(shù)思想與邏輯推理能力,屬于難題.注意事項(xiàng):利用構(gòu)造法,關(guān)鍵在于構(gòu)造函數(shù)以及,利用導(dǎo)數(shù)以及參數(shù)的范圍進(jìn)行判斷.
17.(2023·廣東佛山·統(tǒng)考一模)若正實(shí)數(shù),滿足,則下列不等式中可能成立的是( )
A.B.
C.D.
【答案】AC
【分析】依題意可得,令,,利用導(dǎo)數(shù)說明函數(shù)的單調(diào)性,即可得到,再令,利用導(dǎo)數(shù)說明,即,從而得到,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),即可判斷.
【詳解】解:因?yàn)?,所以?br>因?yàn)?,所以,則,
令,,則,
所以在上單調(diào)遞增,
由,可得,
令,則,所以當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以,則,即當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),
即當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),
又,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),
當(dāng)時(shí)或,
結(jié)合與的圖象也可得到
所以或.
故選:AC
18.(2023·浙江·校聯(lián)考三模)已知,且,則( )
A.B.C.D.
【答案】BC
【分析】對(duì)于A、B選項(xiàng),利用條件構(gòu)造,比值換元將問題轉(zhuǎn)化為單變量函數(shù)求值域問題;
對(duì)于C、D選項(xiàng),構(gòu)造函數(shù)通過分析單調(diào)性判斷即可.
【詳解】∵,∴
∴
令,因?yàn)椋裕?br>即,則
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)且時(shí),令,
則
綜上,,即B正確;
又因?yàn)?,所?br>令,
顯然在上單調(diào)遞增,)的零點(diǎn)y滿足
∴,解得.
所以要證,即證
因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,所以即證
而
所以成立,即成立,C正確
因?yàn)?,所以?dāng)時(shí),,AD錯(cuò)誤.
故選:B、C.
19.(2023·浙江·校聯(lián)考三模)已知函數(shù),則( )
A.有一個(gè)零點(diǎn)B.在上單調(diào)遞減
C.有兩個(gè)極值點(diǎn)D.若,則
【答案】BD
【分析】,,求出時(shí),,并證明此解為的唯一解,則可判斷A,B,C,對(duì)D選項(xiàng),通過構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證明其大于0,即可證明D選項(xiàng)正確.
【詳解】對(duì)A, B,C選項(xiàng),
令,因?yàn)椋?br>,,
所以在上單調(diào)遞減,
所以,即
所以當(dāng)時(shí),,且為唯一解,
所以單調(diào)遞減;單調(diào)遞增,
所以,即在上無(wú)零點(diǎn),
同時(shí)表明在上有唯一極值點(diǎn),故A,C錯(cuò)誤,B正確;
對(duì)D,若,設(shè),則,
要證,即證,
因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,所以即證,
因?yàn)?,所以即證,
令,
,其中在上單調(diào)遞增,
所以,
所以在上單調(diào)遞減,
所以,即,
所以成立,即成立,故D正確.
故選:BD.
20.(2023·湖北·荊州中學(xué)校聯(lián)考二模)已知函數(shù).以下說法正確的是( )
A.若在處取得極值,則函數(shù)在上單調(diào)遞增
B.若恒成立,則
C.若僅有兩個(gè)零點(diǎn),則
D.若僅有1個(gè)零點(diǎn),則
【答案】AB
【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),求出a值,再探討單調(diào)性判斷A;變形給定不等式,利用同構(gòu)思想等價(jià)轉(zhuǎn)化,分離參數(shù)再構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出最大值判斷B;利用選項(xiàng)B中構(gòu)造的函數(shù),探討函數(shù)的值域,進(jìn)而求出a值或范圍判斷CD作答.
【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>對(duì)于A,,因?yàn)樵谔幦〉脴O值,則,解得,
,因?yàn)楹瘮?shù)在上都單調(diào)遞增,則在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,因此是函數(shù)的極小值點(diǎn),且在上單調(diào)遞增,A正確;
對(duì)于B,,
成立,令,顯然函數(shù)在R上都是增函數(shù),
于是在R上單調(diào)遞增,即有,成立,
因此,成立,
令,求導(dǎo)得,
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,
則當(dāng)時(shí),,從而,解得,
所以當(dāng)恒成立時(shí),,B正確;
對(duì)于C,函數(shù)僅有兩個(gè)零點(diǎn),等價(jià)于方程有兩個(gè)不等根,
由選項(xiàng)B知,方程有兩個(gè)不等根,
由選項(xiàng)B知,函數(shù)的圖象與直線有兩個(gè)公共點(diǎn),
而函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,
而當(dāng)時(shí),函數(shù)的取值集合是,函數(shù)的取值集合是,
因此函數(shù)在的取值集合是,
當(dāng)時(shí),令,,即函數(shù)在上單調(diào)遞減,
,即當(dāng)時(shí),,因此,
而函數(shù)在上單調(diào)遞減,其取值集合是,無(wú)最小值,
因此函數(shù)在上的取值集合是,
從而函數(shù)在的值域是,在上的值域是,
于是要有兩個(gè)不等根,當(dāng)且僅當(dāng),解得,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,函數(shù)僅有1個(gè)零點(diǎn),由選項(xiàng)C知,當(dāng)且僅當(dāng),解得,D錯(cuò)誤.
故選:AB
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:不等式恒成立或存在型問題,可構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,進(jìn)而得出相應(yīng)的含參不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;也可分離變量,構(gòu)造函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.
三、填空題
21.(2023·浙江·模擬預(yù)測(cè)),則b的最大值是____________.
【答案】
【分析】將不等式變形為,等價(jià)于直線在與之間,通過圖象發(fā)現(xiàn)當(dāng)且僅當(dāng)l為兩函數(shù)的公切線時(shí),b獲得最值,故利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得到(其中為l與的切點(diǎn)的橫坐標(biāo)),故構(gòu)造,研究其零點(diǎn)的范圍即可
【詳解】,變形得.
問題等價(jià)于直線在與之間,
如圖所示.
當(dāng)且僅當(dāng)l為兩函數(shù)的公切線時(shí),b獲得最值.
設(shè)l與的切點(diǎn)為,l與的切點(diǎn)為,
由公切線得,
得,
得
,
發(fā)現(xiàn)為的一個(gè)解.
令,
令,得,
所以當(dāng),當(dāng),
在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,,
而,,
的兩根居于兩側(cè),
已知一根為,所以另一根大于,
因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞減,
所以當(dāng)時(shí),b取得最大值,該值為.
故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:這道題的關(guān)鍵一是能看出直線在與之間,通過數(shù)形結(jié)合的方法得到當(dāng)且僅當(dāng)l為兩函數(shù)的公切線時(shí)b獲得最值,關(guān)鍵二是構(gòu)造借助導(dǎo)數(shù)的方法得到的兩根居于兩側(cè),然后根據(jù)二次函數(shù)的函數(shù)進(jìn)行判斷即可
22.(2023·江蘇徐州·徐州市第七中學(xué)校考一模)若函數(shù)只有一個(gè)極值點(diǎn),則的取值范圍是___________.
【答案】
【分析】對(duì)求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)與函數(shù)極值的關(guān)系,分類討論3是否為極值點(diǎn),結(jié)合的圖像性質(zhì)即可求得的取值范圍.
【詳解】因?yàn)椋?br>所以,
因?yàn)橹挥幸粋€(gè)極值點(diǎn),
所以若3是極值點(diǎn),
因?yàn)?,所以?dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故,
則,所以;
當(dāng)趨向于0時(shí),趨向于1,趨向于0,則趨向于正無(wú)窮,
當(dāng)趨向正無(wú)窮時(shí),趨向正無(wú)窮的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于趨向正無(wú)窮的速率,則趨向于正無(wú)窮,
若3不是極值點(diǎn),則3是即的一個(gè)根,且存在另一個(gè)根,此時(shí);
當(dāng)時(shí),,
令,解得;令,解得;
所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,滿足題意,
綜上:或,即.
故答案為:.
23.(2023·江蘇南通·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))若函數(shù)存在最小值,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為___________.
【答案】
【分析】對(duì)函數(shù)轉(zhuǎn)換成分段函數(shù),對(duì)各段求導(dǎo)確定函數(shù)的單調(diào)性,討論的大小明確單調(diào)性,根據(jù)函數(shù)存在最小值列不等式即可求得實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【詳解】因?yàn)椋?,則.
當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,得,
若時(shí),在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,要使得存在最小值,則,所以,此時(shí);
若時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,要使得存在最小值,則,此時(shí);
若時(shí),在上單調(diào)遞減,上單調(diào)增,則存在最小值.
綜上,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查分段函數(shù)單調(diào)性最值取值情況問題,解題的關(guān)鍵是對(duì)含參區(qū)間進(jìn)行討論,確定區(qū)間上與函數(shù)的極值點(diǎn)的包含關(guān)系,從而可得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,并且要滿足函數(shù)在區(qū)間上存在最小值,還得比較區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值與極小值的大小,才能確定符合條件的的取值情況.
24.(2023·江蘇·統(tǒng)考一模)直線與曲線:及曲線:分別交于點(diǎn)A,B.曲線在A處的切線為,曲線在B處的切線為.若,相交于點(diǎn)C,則面積的最小值為____________.
【答案】2
【分析】利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義,設(shè)出直線,求出交點(diǎn)的橫坐標(biāo),從而求出,再利用基本不等式即可求出結(jié)果.
【詳解】設(shè),
由,得到,由,得到
所以由導(dǎo)數(shù)的幾何意義得:,
,聯(lián)立方程解得:
的面積,
令,所以,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào).
故答案為:2
25.(2023·湖南郴州·統(tǒng)考三模)設(shè)實(shí)數(shù),若對(duì)任意的,不等式恒成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍為__________.
【答案】
【分析】將函數(shù)化簡(jiǎn)成,構(gòu)造同構(gòu)函數(shù),分析單調(diào)性,轉(zhuǎn)化為即求解研究函數(shù)單調(diào)性即可解決.
【詳解】因?yàn)橥ǚ值茫杭矗?;設(shè)
,
函數(shù)在單調(diào)遞增,
恒成立,得:即
設(shè),
易知函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減
故答案為:
26.(2023·廣東湛江·統(tǒng)考一模)若函數(shù)存在兩個(gè)極值點(diǎn),且,則______.
【答案】
【分析】求導(dǎo)得到,,,,則,解得答案.
【詳解】,定義域?yàn)?,所以?br>故,;又,所以.
又,故,所以,所以.
故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題考查了函數(shù)的極值點(diǎn)問題,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力,轉(zhuǎn)化能力和綜合應(yīng)用能力,其中利用消元的思想解方程是解題的關(guān)鍵.
27.(2023·廣東深圳·深圳中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))若關(guān)于x的不等式對(duì)任意的恒成立,則整數(shù)k的最大值為______.
【答案】1
【分析】參變分離將恒成立問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值問題,然后利用導(dǎo)數(shù)求最值可得.
【詳解】因?yàn)閷?duì)于任意恒成立,等價(jià)于對(duì)于任意恒成立,
令,,則,
令,,則,
所以在上單調(diào)遞增,又,
所以在有且僅有一個(gè)根,滿足,即,
當(dāng)時(shí),,即,函數(shù)單調(diào)遞減,
時(shí),,即,函數(shù)單調(diào)遞增,
所以,
由對(duì)勾函數(shù)可知,即,
因?yàn)椋?,,?br>所以.
故答案為:1.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:恒(能)成立問題的解法:
若在區(qū)間上有最值,則
(1)恒成立:;;
(2)能成立:;.
若能分離常數(shù),即將問題轉(zhuǎn)化為:(或),則
(1)恒成立:;;
(2)能成立:;.
28.(2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))設(shè)且,若對(duì)都有恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為______.
【答案】
【分析】由原不等式結(jié)合基本不等式可得,再由可得,則得,然后由結(jié)合指數(shù)的運(yùn)算可得,再通過構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)證明在,有即可.
【詳解】因?yàn)榍?,因?yàn)?,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),
故,所以,
又,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),
所以.
又,所以,顯然,
所以有,即恒成立,
又,所以,故,所以.
當(dāng)時(shí),恒成立,即恒成立,與矛盾.
下面證明:在,有,
令
要使,即
即
由知,得
從而需證:
即需證明:,記
從而只需證:①
而,
令,則
,
令,則,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上遞減,在上遞增,
所以,即,
因?yàn)?,所?br>∴在上遞增,又,
∴在遞減,,
遞增,,
而,從而在時(shí)總有
∴①式恒成立,不等式得證.
綜上所述,.
故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,考查不等式恒成立問題,解題的關(guān)鍵是根據(jù)已知條件結(jié)合基本不等式確定出的范圍,然后通過構(gòu)造函數(shù)再證明其正確性即可,考查數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想和計(jì)算能力,屬于難題.
29.(2023·湖南常德·統(tǒng)考一模)已知不等式對(duì)恒成立,則的取值范圍為___________.
【答案】
【分析】根據(jù)條件,由函數(shù)的定義域得到,再將原不等式轉(zhuǎn)化為時(shí),
恒成立,構(gòu)造函數(shù)(),
利用導(dǎo)數(shù)結(jié)合與在上的函數(shù)圖像討論的最大值,
從而得到關(guān)于的不等式,即可求解.
【詳解】由題意得:要使有意義,則,
當(dāng)時(shí),恒成立,即,所以,
當(dāng)時(shí),令(),
要使不等式對(duì)恒成立,
則時(shí),函數(shù)在上恒成立,
又,可知 在上是減函數(shù),
當(dāng)時(shí),與在上的函數(shù)圖像必有一個(gè)交點(diǎn),
設(shè)其橫坐標(biāo)為,則有,即,
當(dāng)時(shí),時(shí),的函數(shù)圖像在下方,
則,所以在單調(diào)遞減,所以;
當(dāng)時(shí),時(shí),的函數(shù)圖像在上方,時(shí),的函數(shù)圖像在下方,
所以時(shí),;時(shí),;
則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以.
要使時(shí),函數(shù)在上恒成立,
則時(shí),;
①當(dāng)時(shí),不等式,
設(shè),,
可知在上單調(diào)遞增,又,
所以時(shí),成立,
故時(shí),,解得:;
②當(dāng)時(shí),不等式(),則,
又在上單調(diào)遞增,則時(shí),,
所以時(shí),不等式,解得:,
綜上所述:的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的綜合問題的求解策略:
(1)通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(2)利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.
(3)根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時(shí),一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問題,就要考慮利用分類討論法和放縮法,注意恒成立與存在性問題的區(qū)別.
30.(2023·廣東·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))曲線與的公共切線的條數(shù)為________.
【答案】2
【分析】設(shè)公切線關(guān)于兩函數(shù)圖像的切點(diǎn)為,則公切線方程為:
,則
,則公切線條數(shù)為零點(diǎn)個(gè)數(shù).
【詳解】設(shè)公切線關(guān)于兩函數(shù)圖像的切點(diǎn)為,則公切線方程為:
,則,
注意到,,則由,可得
.
則公切線條數(shù)為方程的根的個(gè)數(shù),
即函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
,令,則,
得在上單調(diào)遞增.因,
則,使得.則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
故,
又注意到,
,則,
使得,得有2個(gè)零點(diǎn),即公共切線的條數(shù)為2.
故答案為:2
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題涉及研究?jī)珊瘮?shù)公切線條數(shù),難度較大.
本題關(guān)鍵為將求公切線條數(shù)轉(zhuǎn)化為求相關(guān)函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù),又由題有范圍,故選擇消掉,構(gòu)造與有關(guān)的方程與函數(shù).
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