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文檔簡介
專題恒成立和存在型求參歸類一、知識梳理與二級結(jié)論二、熱考題型歸納【題型一】參變分離基礎(chǔ)型【題型二】參變分離:虛設(shè)零點(diǎn)【題型三】參變分離:洛必達(dá)法則【題型四】分類討論求參型【題型五】分類討論求參:端點(diǎn)值型【題型六】分類討論求參:隱零點(diǎn)型【題型七】分類討論求參:整數(shù)型【題型八】同構(gòu)型求參數(shù)【題型九】x1與x2型求參:恒成立與存在型【題型十】x1與x2型求參:值域子集型【題型十一】x1與x2型求參:絕對值分離同構(gòu)【題型十二】數(shù)列型恒成立求參【題型十三】三角函數(shù)型恒成立存在求參三、高考真題對點(diǎn)練四、最新??碱}組練知識梳理與二級結(jié)論一、虛設(shè)零點(diǎn)法:涉及到導(dǎo)函數(shù)有零點(diǎn)但是求解相對比較繁雜甚至無法求解的情形時,可以將這個零點(diǎn)只設(shè)出來而不必求出來,然后尋找一種整體的轉(zhuǎn)換和過度,再結(jié)合其他條件,進(jìn)行代換變形,從而最重獲得問題的解決虛設(shè)零點(diǎn)轉(zhuǎn)化技巧:(1)、整體代換:把超越式子(多為指數(shù)和對數(shù)式子)轉(zhuǎn)化為普通的(如二次函數(shù)一次哈數(shù)等)可解式子,如比值代換等等。(2)、反代消參:反解參數(shù)代入,構(gòu)造單一變量的函數(shù)。如果要求解(或者要證明)的結(jié)論與參數(shù)無關(guān),則可以通過反解參數(shù),用變量(零點(diǎn))表示參數(shù),然后把函數(shù)變成關(guān)于零點(diǎn)的單一函數(shù),再對單一變量求導(dǎo)就可以解決相應(yīng)的問題。(3)留參降次(留參、消去指對等超越項):如果要求解的與參數(shù)有關(guān),則可以通過消去超越項,建立含參數(shù)的方程或者不等式。恒等變形或者化簡方向時保留參數(shù),通過“降次”變換,一直降到不可再降為止,再結(jié)合條件,求解方程或者不等式,解的相應(yīng)的參數(shù)值或者參數(shù)范圍。二、常見同構(gòu)技巧:三、洛必達(dá)法則:1.洛必達(dá)法則可處理,,,,,,型。2.在著手求極限以前,首先要檢查是否滿足,,,,,,型定式,否則濫用洛必達(dá)法則會出錯。當(dāng)不滿足三個前提條件時,就不能用洛必達(dá)法則,這時稱洛必達(dá)法則不適用,應(yīng)從另外途徑求極限。3.若條件符合,洛必達(dá)法則可連續(xù)多次使用,直到求出極限為止。法則1若函數(shù)f(x)和g(x)滿足下列條件:及;
(2)在點(diǎn)a的去心鄰域內(nèi),f(x)與g(x)可導(dǎo)且g'(x)≠0;
(3),那么=。
法則2若函數(shù)f(x)和g(x)滿足下列條件:(1)及;
(2),f(x)和g(x)在與上可導(dǎo),且g'(x)≠0;
(3),那么=。
法則3若函數(shù)f(x)和g(x)滿足下列條件:(1)及;
(2)在點(diǎn)a的去心HYPERLINK鄰域內(nèi),f(x)與g(x)可導(dǎo)且g'(x)≠0;
(3),那么=。四、恒(能)成立問題的解法:1.若在區(qū)間上有最值,則(1)恒成立:;;(2)能成立:;.2.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:;.五.對于含有全稱量詞,特稱量詞的題目,有以下常見結(jié)論:;;.六.不等式恒成立(能成立)問題,一般有兩種方法:方法1:分離參數(shù)法解決恒(能)成立問題,方法2:根據(jù)不等式恒成立構(gòu)造函數(shù)轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的最值問題,一般需討論參數(shù)范圍,借助函數(shù)單調(diào)性求解.分類討論思想是高中數(shù)學(xué)一項重要的考查內(nèi)容.分類討論思想要求在不能用統(tǒng)一的方法解決問題的時候,將問題劃分成不同的模塊,通過分塊來實(shí)現(xiàn)問題的求解,體現(xiàn)了對數(shù)學(xué)問題的分析處理能力和解決能力.熱點(diǎn)考題歸納【題型一】參變分離型【典例分析】已知函數(shù),其中.(1)討論的單調(diào)性;(2)若,,求的最大值.【答案】(1)當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上增,在上減.(2)【分析】(1),討論或判斷的單調(diào)性;(2)由題意可得:對任意恒成立,即,通過導(dǎo)數(shù)求的最小值.【詳解】(1),當(dāng)時,當(dāng)恒成立,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,令,得,令,得,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,綜上所述:當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2)依題意得對任意恒成立,即對任意恒成立,令,則,令,則在上單調(diào)遞增,,當(dāng)時,,即;當(dāng)時,,即,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,,,故的最大值為.【提分秘籍】參變分離型求參數(shù):參變分離:當(dāng)不等式含有兩個字母時,其中一個有定義域的為變量,另外一個則為參數(shù)。兩個變量比較容易拆開時,則用參變分離。不容易拆開時,則可以采用分類討論和最值分析法來解決這類問題。
如何確定參數(shù)與變量:一般情況下,有范圍的字母為變量,構(gòu)造關(guān)于它的函數(shù),所求的字母(一般情況下)看為參數(shù)。參變分離發(fā)的適用范圍:恒成立或者存在問題求參數(shù)、是否能分離變量,如能分離(參數(shù)),則可以通過對變量函數(shù)求最值得到。、參變分離后,已知變量的函數(shù)解析式是否能求出最值(端點(diǎn)值或臨界值),若無法求出最值,則無法用參變分離解決?!咀兪窖菥殹浚◤V東省湛江市第二十一中學(xué)2020-2021學(xué)年高三3月數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù),(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值;(2)若對任意,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為,極小值為,極大值為;(2).【分析】(1)求,解不等式和可得單調(diào)遞增和單調(diào)遞減區(qū)間,由單調(diào)性即可得極值;(2)由題意可得:不等式對于任意恒成立,令,只需,利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性求最值,即可求解.【詳解】(1)定義域?yàn)?,,令,可得,,由,得;由,得或,所以函?shù)的單調(diào)增區(qū)間為單調(diào)減區(qū)間為,所以當(dāng)時,函數(shù)極小值為,當(dāng)時,函數(shù)的極大值為,(2)若,不等式恒成立,即對于任意,不等式恒成立,設(shè),,則,因?yàn)?,恒成立,所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,所以,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.【題型二】參變分離求參:虛設(shè)零點(diǎn)型【典例分析】(2020秋·遼寧營口·高三營口市第二高級中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù),(1)判斷函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性;(2)若當(dāng)時,恒成立,求正整數(shù)的最大值.【答案】(1)減函數(shù);(2)3.【分析】(1)求出導(dǎo)函數(shù),由確定增區(qū)間,由確定減區(qū)間;(2)不等式,變形為,因此令,利用導(dǎo)數(shù)求出的最小值,即可得的取值范圍,從而得到最大的正整數(shù).【詳解】(1),∵,∴,∴,∴在上是減函數(shù);(2)當(dāng)時,恒成立,即對恒成立,,記,則,∴在上單調(diào)遞增,又,∴存在唯一實(shí)數(shù)根,且滿足,,由時,,時,,知的最小值是,∴,正整數(shù)k的最大值是3.【提分秘籍】虛設(shè)零點(diǎn)轉(zhuǎn)化技巧:(1)、整體代換:把超越式子(多為指數(shù)和對數(shù)式子)轉(zhuǎn)化為普通的(如二次函數(shù)一次哈數(shù)等)可解式子,如比值代換等等。(2)、反代消參:反解參數(shù)代入,構(gòu)造單一變量的函數(shù)。如果要求解(或者要證明)的結(jié)論與參數(shù)無關(guān),則可以通過反解參數(shù),用變量(零點(diǎn))表示參數(shù),然后把函數(shù)變成關(guān)于零點(diǎn)的單一函數(shù),再對單一變量求導(dǎo)就可以解決相應(yīng)的問題。(3)留參降次(留參、消去指對等超越項):如果要求解的與參數(shù)有關(guān),則可以通過消去超越項,建立含參數(shù)的方程或者不等式。恒等變形或者化簡方向時保留參數(shù),通過“降次”變換,一直降到不可再降為止,再結(jié)合條件,求解方程或者不等式,解的相應(yīng)的參數(shù)值或者參數(shù)范圍?!咀兪窖菥殹浚?023·甘肅蘭州·??寄M預(yù)測)已知函數(shù),(,為自然對數(shù)的底數(shù)).(1)求函數(shù)的極值;(2)若對,恒成立,求的取值范圍.【答案】(1)極大值為,無極小值(2)【分析】(1)求導(dǎo)后,根據(jù)的正負(fù)可求得的單調(diào)性,根據(jù)極值的定義可求得結(jié)果;(2)分離變量可將問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立;求導(dǎo)后可令,利用導(dǎo)數(shù)可求得的單調(diào)性,利用零點(diǎn)存在定理可求得的零點(diǎn),并得到的單調(diào)性,由此可求得,化簡可得,由此可求得的取值范圍.【詳解】(1)定義域?yàn)?,,?dāng)時,;當(dāng)時,;在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,的極大值為,無極小值.(2)由得:,在上恒成立;令,則;令,則,在上單調(diào)遞增,又,,,使得,則,當(dāng)時,;當(dāng)時,;在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,;由得:,,,,則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的極值、恒成立問題的求解;本題求解恒成立問題的關(guān)鍵是能夠通過分離變量的方式,將問題轉(zhuǎn)化為變量與函數(shù)最值之間的大小關(guān)系問題,從而利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)最值來求得變量的取值范圍.【題型三】參變分離求參:洛必達(dá)法則型【典例分析】已知.(1)求的單調(diào)區(qū)間;(2)若對任意,不等式恒成立,求的取值范圍.【解析】(1)的定義域?yàn)?,,令,則所以當(dāng)時,;當(dāng)時,,所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,所以時,(1),即在上單調(diào)遞增,所以的增區(qū)間為,無減區(qū)間.(2)對任意,不等式恒成立等價于對任意,恒成立.當(dāng),對任意,不等式恒成立等價于對任意,恒成立.記,則,記,則,所以在單調(diào)遞減,又(1),所以,時,,即,所以在單調(diào)遞減.所以,綜上所述,的取值范圍是.【提分秘籍】若函數(shù)f(x)和g(x)滿足下列條件:及;
(2)在點(diǎn)a的去心鄰域內(nèi),f(x)與g(x)可導(dǎo)且g'(x)≠0;
(3),那么=。
【變式演練】已知函數(shù)在處取得極值,且曲線在點(diǎn)處的切線與直線垂直.(1)求實(shí)數(shù)的值;(2)若,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1),;函數(shù)在處取得極值,;又曲線在點(diǎn)處的切線與直線垂直,;解得:;(2)不等式恒成立可化為,即;當(dāng)時,恒成立;當(dāng)時,恒成立,令,則;令,則;令,則;得在是減函數(shù),故,進(jìn)而(或,,得在是減函數(shù),進(jìn)而).可得:,故,所以在是減函數(shù),而要大于等于在上的最大值,但當(dāng)時,沒有意義,變量分離失效,我們可以由洛必達(dá)法得到答案,,故答案為.【題型四】分類討論求參型【典例分析】(2023·甘肅定西·統(tǒng)考一模)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求函數(shù)的圖象在處的切線方程;(2)若恒成立,求實(shí)數(shù)的最小值.【答案】(1)(2).【分析】(1)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解即可;(2)由恒成立,即恒成立,設(shè),由單調(diào)性可得對恒成立,于是恒成立,設(shè),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性及最值求出答案.【詳解】(1)當(dāng)時,,所以,所以函數(shù)圖象在處的切線方程為,即.(2)恒成立,即恒成立,于是恒成立,即恒成立,設(shè),則,當(dāng)時,單調(diào)遞增,所以,對恒成立,即對恒成立,于是恒成立,設(shè),當(dāng)時,單調(diào)遞增;當(dāng)時,單調(diào)遞減,,所以的最小值是.【提分秘籍】分類討論法:考慮導(dǎo)函數(shù)等0時是否有實(shí)根,從而分類討論導(dǎo)函數(shù)有實(shí)根,但是實(shí)根是否落在定義域內(nèi),從而討論。導(dǎo)函數(shù)有實(shí)根,導(dǎo)函數(shù)也落在定義域內(nèi),但是這些實(shí)根的大小關(guān)系不確定從而進(jìn)行討論【變式演練】(2023·河南·襄城高中校聯(lián)考三模)已知函數(shù).(1)若,求的單調(diào)區(qū)間;(2)若關(guān)于x的不等式在上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為;(2).【分析】(1)求導(dǎo)后,解不等式可得增區(qū)間,解不等式可得減區(qū)間;(2)先由時不等式成立,得,再將不等式化為,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出其最小值,代入可解得結(jié)果.【詳解】(1),,令,得或,令,得或,令,得,所以函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為.(2)關(guān)于x的不等式在上恒成立,即在上恒成立,當(dāng)時,得,即,令,,因?yàn)椋裕O(shè),則,令,得,令,得,所以在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),所以,即,所以,所以在上為增函數(shù),所以,即.【題型五】分類討論求參:端點(diǎn)值型【典例分析】(2023·安徽宣城·統(tǒng)考二模)已知函數(shù).(1)若,求.(2)證明:,.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)利用換元法,把題意轉(zhuǎn)化為證明.令,,分類討論求參:和,利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,得到,解出;(2)利用分析法,只需證,.記,利用導(dǎo)數(shù)判斷出在內(nèi)單調(diào)遞減,由,即可證明.【詳解】(1)令,則可化為.令,,則若,則,此時在內(nèi)單調(diào)遞增,,所以時,,不符合題意;若,則由得.當(dāng),單調(diào)遞增;當(dāng),,單調(diào)遞減.因?yàn)?,所以?dāng)或者時,,不符合題意;當(dāng)時,,符合題意,故,解得.(2)要證,,只需證,由(1)可知,.記,則當(dāng)時,因此在內(nèi)單調(diào)遞減,又,所以即,故,.【提分秘籍】端點(diǎn)值效應(yīng):端點(diǎn)值效應(yīng),是通過端點(diǎn)值來縮小參數(shù)范圍,從必要條件入手尋找充要條件。1、恒成立或者存在求參數(shù)型題2、函數(shù)的最值只可以再極值點(diǎn)和端點(diǎn)值處取得3、本質(zhì)是“求函數(shù)的值域”問題?!咀兪窖菥殹?全國新課標(biāo)理)設(shè)函數(shù)。(1)若,求的單調(diào)區(qū)間;(2)若當(dāng)時,求的取值范圍原解:(1)時,,.當(dāng)時,;當(dāng)時,.故在單調(diào)減少,在單調(diào)增加(II)由(I)知,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.故 ,從而當(dāng),即時,,而,于是當(dāng)時,.由可得.從而當(dāng)時, ,當(dāng)時,,而,于是當(dāng)時,. 綜合得的取值范圍為【題型六】分類討論求參:隱零點(diǎn)【典例分析】(2023·河南安陽·統(tǒng)考三模)已知函數(shù).(1)證明:曲線在處的切線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn);(2)記的導(dǎo)函數(shù)為,設(shè),求使恒成立的的取值范圍.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出函數(shù)在處的切線方程即可證明;(2)把不等式恒成立轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最大值小于等于零恒成立,然后利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最大值即可得結(jié)果.【詳解】(1)由已知得,所以,又,所以在處的切線方程為,即,恒過坐標(biāo)原點(diǎn).(2),定義域?yàn)椋?當(dāng)時,在上單調(diào)遞增,且,故不恒成立.當(dāng)時,設(shè),則,則當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,又,因?yàn)?,所以,即,由零點(diǎn)存在定理知在內(nèi)存在唯一零點(diǎn),即,即.當(dāng)時,,于是在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,,于是在上單調(diào)遞減,所以在處取得極大值也是最大值,要使恒成立,只需.因?yàn)椋桑獾?,故所求的的取值范圍?【提分秘籍】虛設(shè)零點(diǎn)法:涉及到導(dǎo)函數(shù)有零點(diǎn)但是求解相對比較繁雜甚至無法求解的情形時,可以將這個零點(diǎn)只設(shè)出來而不必求出來,然后尋找一種整體的轉(zhuǎn)換和過度,再結(jié)合其他條件,進(jìn)行代換變形,從而最重獲得問題的解決【變式演練】(2023·貴州銅仁·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù),.(1)若過點(diǎn)作曲線的切線有且僅有一條,求實(shí)數(shù)t的值;(2)若恒成立,求a的取值范圍.【答案】(1)或;(2).【分析】(1)設(shè)切點(diǎn),求出.然后根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義推得.根據(jù)已知可得出,求解即可得出答案;(2)先證明當(dāng)時,有.然后可推得,進(jìn)而可得出所以當(dāng)時,成立.然后驗(yàn)證時,當(dāng)時,有,即可得出答案.【詳解】(1)設(shè)切點(diǎn),由,求導(dǎo)得,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義,得,化簡可得,,依題意方程僅只一個實(shí)根,于是,解得或,所以當(dāng)或時,過點(diǎn)P作曲線的切線有且僅有一條.(2)設(shè),,則恒成立,于是在上單調(diào)遞增,則,即,因此當(dāng)時,恒有成立,則有,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,令,,則恒成立,即在上單調(diào)遞增,又,,根據(jù)零點(diǎn)存在定理可得,,使得,于是在上恒成立,所以當(dāng)時,,即成立;當(dāng)時,存在滿足,即,此時,,不合題意,綜上,a的取值范圍是.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:先證明,進(jìn)而得出,即可得出時,恒成立.然后說明,不成立即可.【題型七】分類討論求參:整數(shù)型參數(shù)【典例分析】(2023·海南省直轄縣級單位·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù)(1)求曲線在處的切線方程;(2)寫出一個適當(dāng)?shù)恼麛?shù),使得恒成立,并證明.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義,根據(jù)切線方程的公式,求得切點(diǎn)坐標(biāo)與斜率,可得答案;(2)先寫出一個正整數(shù),整理不等式,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,研究最值,可得答案.【詳解】(1),因?yàn)?,所以,則,所以曲線在處的切線方程為,即.(2)當(dāng)時,恒成立,即恒成立,證明過程如下.今,①當(dāng)時,,所以.②當(dāng)時,,令,則,可知在上單調(diào)遞增.當(dāng)時,,所以,即在上單調(diào)遞增,又因?yàn)?,所以,即在上單調(diào)遞增,所以成立.一般情況下探求:當(dāng)時,,即,令,①當(dāng)時,,所以.②當(dāng)時,,令,則,可知在上單調(diào)遞增.又因?yàn)?,所以存在,使得,即,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,因?yàn)椋灾恍铦M足即可.【提分秘籍】討論出單調(diào)性,要注意整數(shù)解中相鄰兩個整數(shù)點(diǎn)函數(shù)的符號【變式演練】(2022屆高三下學(xué)期臨考沖刺原創(chuàng)卷(三)數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù)().(1)討論的單調(diào)性;(2)是否存在,使得對恒成立?若存在,請求出的最大值;若不存在,請說明理由.【答案】(1)當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)不存在滿足條件的整數(shù)a,理由見解析【分析】(1)構(gòu)造新函數(shù),分及兩種情況,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性即可求解;(2)將問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,構(gòu)造新函數(shù)并求導(dǎo),分和兩種情況分別討論,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性及最值,整理求解.(1)因?yàn)椋裕?,則,當(dāng)時,,即在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,由,解得,即在上單調(diào)遞增;由,解得,即在上單調(diào)遞減.綜上所述,當(dāng)時,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)假設(shè)存在,使得對任意恒成立,即對任意恒成立.令,則,當(dāng)且時,,則在上單調(diào)遞增,若對任意恒成立,則,即,矛盾,故舍去;當(dāng),且時,由得;由得,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,則令即可.令,則,當(dāng),即時,單調(diào)遞增;當(dāng),即時,單調(diào)遞減,所以,所以不存在且,使得成立.綜上所述,不存在滿足條件的整數(shù)a.【題型八】同構(gòu)型求參數(shù)【典例分析】(河北省衡水中學(xué)2023屆高三上學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù).(1)求證:;(2)若,都,求k滿足的取值范圍.【答案】(1)證明見解析;(2)【分析】(1)利用同構(gòu),轉(zhuǎn)化為.構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出最小值,即可證明;(2)把轉(zhuǎn)化為對恒成立.構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷出單調(diào)性,轉(zhuǎn)化為對恒成立,分離參數(shù)后,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出,即可求解.【詳解】(1)函數(shù)的定義域?yàn)?.令,則.因?yàn)椋援?dāng)時,,單減;當(dāng)時,,單增.所以,即,所以成立.(2)即為,亦即為,可化為對恒成立.不妨設(shè),則.當(dāng)時,,單減;當(dāng)時,,單增.所以當(dāng)時,有對恒成立.即.令,則.所以當(dāng)時,,單減;當(dāng)時,,單增所以.即.綜上所述:的取值范圍為.【提分秘籍】同構(gòu)法求參數(shù)范圍通過對原函數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇鷵Q或者變換,可以帶到一個與之相同(同構(gòu),結(jié)構(gòu)相同,性質(zhì)相同)的新函數(shù),新函數(shù)相對容易處理。利用同構(gòu)法,可以講原函數(shù)問題轉(zhuǎn)化為一個更簡單的問題,并通過求導(dǎo)求最值進(jìn)行分析從而得到參數(shù)范圍。同構(gòu)法求解參數(shù)范圍:尋找原函數(shù)及其特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃畏绞健?gòu)造的新函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)分析根據(jù)新函數(shù)極值最值等得到參數(shù)范圍【變式演練】(2022秋·江蘇揚(yáng)州·高三儀征中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù),.(1)若在點(diǎn)處的切線與在點(diǎn)處的切線互相平行,求實(shí)數(shù)a的值;(2)若對,恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)2(2)[,+∞)【分析】(1)分別求得和,根據(jù),列出方程,即可求解;(2)將不等式變形轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造函數(shù),,利用導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)單調(diào)性和最值,即可求出實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】(1)依題意,,,則,,因?yàn)樵邳c(diǎn),處的切線與在點(diǎn),處的切線互相平行,所以,又因?yàn)?,所以?)由,得,即,即,設(shè),則,,由,設(shè),可得,所以時,,單調(diào)遞減;當(dāng)時,,單調(diào)遞增,所以,所以在上單調(diào)遞增,所以對恒成立,即對恒成立,設(shè),則,當(dāng)時,,單調(diào)遞增;當(dāng)時,,單調(diào)遞減,所以,故,所以實(shí)數(shù)的取值范圍為.【題型九】x1與x2型求參:恒成立與存在型【典例分析】(陜西省咸陽市高新一中2022-2023學(xué)年高三理科數(shù)學(xué)試題(A卷))已知函數(shù)f(x)=x+,g(x)=2x+a.(1)求函數(shù)f(x)=x+在上的值域;(2)若?x1∈,?x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1);(2).【解析】(1)先求導(dǎo)數(shù),判斷函數(shù)單調(diào)性,結(jié)合單調(diào)性求解值域;(2)把條件轉(zhuǎn)化為,分別求解的最小值可得實(shí)數(shù)a的范圍.【詳解】(1),因?yàn)?,所以,即函?shù)為減函數(shù),因?yàn)椋灾涤驗(yàn)?(2)因?yàn)?x1∈,?x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),所以,因?yàn)?,所以,所以,?【提分秘籍】一般地,已知函數(shù),(1)若,,總有成立,故;(2)若,,有成立,故;(3)若,,有成立,故;(4)若,,有成立,故.【變式演練】(安徽省滁州市定遠(yuǎn)縣育才學(xué)校2021-2022學(xué)年高三上學(xué)期第二次月考數(shù)學(xué)(文)試題)已知函數(shù),在處取得極小值.(1)求函數(shù)的解析式;(2)求函數(shù)的極值;(3)設(shè)函數(shù),若對于任意,總存在,使得,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)(2)極小值;極大值(3).【分析】(1)根據(jù)函數(shù)在極值處導(dǎo)函數(shù)為,極小值為聯(lián)立方程組即可求得,,求得函數(shù)解析式,求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)判斷原函數(shù)的單調(diào)性,檢驗(yàn)求得,值是否滿足題意;(2)由(1)即可求得極大值和極小值;(3)依題意只需即可,當(dāng)時,函數(shù)有最小值,即對任意總存在,使得的最小值不大于;對于,分、、三種情況討論即可.【詳解】(1)∵,則,由題意可得,解得,則函數(shù)的解析式為,且,令,解得:,則當(dāng)變化時,的變化情況如下表:減極小值增極大值減故符合題意,即.(2)由(1)可得:當(dāng)時,函數(shù)有極小值;當(dāng)時,函數(shù)有極大值2.(3)∵函數(shù)在時,,在時,且,∴由(1)知:當(dāng)時,函數(shù)有最小值,又∵對任意總存在,使得,則當(dāng)時,的最小值不大于,對于開口向上,對稱軸為,當(dāng)時,則在上單調(diào)遞增,故的最小值為,得;當(dāng)時,則在上單調(diào)遞減,故的最小值為,得;當(dāng)時,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,的最小值為,得或,不合題意,舍去;綜上所述:的取值范圍是.【題型十】x1與x2型求參:值域子集型【典例分析】(2023·高三課時練習(xí))已知函數(shù),,.(1)若曲線在點(diǎn)處的切線與直線垂直,求的值;(2)若方程在上恰有兩個不同的實(shí)數(shù)根,求的取值范圍;(3)若對任意,總存在唯一的,使得,求的取值范圍.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)若曲線在點(diǎn)處的切線與直線垂直,則,解得的值;(2)若方程在上恰有兩個不同的實(shí)數(shù)根,故在上有兩個實(shí)數(shù)根,進(jìn)而得到答案;(3)若對任意,總存在唯一的,使得,則的值域滿足,進(jìn)而得到答案.【詳解】(1),即曲線在點(diǎn)處的切線斜率為,曲線在點(diǎn)處的切線與直線垂直,;(2)若方程在上恰有兩個不同的實(shí)數(shù)根,即在上恰有兩個不同的實(shí)數(shù)根,當(dāng)時,等式不成立,故在上有個實(shí)數(shù)根,令,則恒成立,故在和上均為增函數(shù);當(dāng)時,;當(dāng)時,,綜上可得:(3)由(1)中得:當(dāng)時,,函數(shù)為減函數(shù);當(dāng)時,,函數(shù)為增函數(shù);故當(dāng)時,函數(shù)取最小值,當(dāng)時,函數(shù),,當(dāng)時,函數(shù);當(dāng)時,由得:,由對任意,總存在唯一的,使得得:,解得:;當(dāng)時,由得:,滿足對任意,總存在唯一的,使得當(dāng)時,由得:,由對任意,總存在唯一的,使得得:,解得:;綜上可得:【提分秘籍】一般地,已知函數(shù),(1)相等關(guān)系記的值域?yàn)锳,的值域?yàn)锽,①若,,有成立,則有;②若,,有成立,則有;③若,,有成立,故;【變式演練】(2021秋·河南·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知函數(shù):.(1)當(dāng)時,求的最小值;(2)對于任意的都存在唯一的使得,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)答案見解析;(2).【分析】(1)求導(dǎo),對參數(shù)進(jìn)行分類討論,根據(jù)不同情況下函數(shù)的單調(diào)性,即可求得函數(shù)的最小值;(2)根據(jù)題意,求得不同情況下的值域,結(jié)合其值域?yàn)榈淖蛹?,列出不等式,則問題得解.【詳解】(1)時,遞增,,時,遞減,,時,時遞減,時遞增,所以綜上,當(dāng);當(dāng)當(dāng)(2)因?yàn)閷τ谌我獾亩即嬖谖ㄒ坏氖沟贸闪?所以的值域是的值域的子集.因?yàn)檫f增,的值域?yàn)椋╥)當(dāng)時,在上單調(diào)遞增,又,所以在[1,e]上的值域?yàn)?所以,即.(ii)當(dāng)時,因?yàn)闀r,遞減,時,遞增,且,所以只需即,所以(iii)當(dāng)時,因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞減,且,所以不合題意.綜合以上,實(shí)數(shù)的取值范圍是.【題型十一】x1與x2型求參:絕對值型分離同構(gòu)型【典例分析】(河南省部分學(xué)校2022-2023學(xué)年高三12月大聯(lián)考理科數(shù)學(xué)試題)已知().(1)討論的單調(diào)性;(2)若,函數(shù),,,,恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)當(dāng)時,在區(qū)間上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增.(2)【分析】(1)先求出的導(dǎo)數(shù),根據(jù)的取值范圍進(jìn)行分類討論即可;(2)當(dāng),時,,去絕對值后,構(gòu)造函數(shù)求解即可.【詳解】(1)由已知,()的定義域?yàn)?,,①?dāng)時,在區(qū)間上恒成立,在區(qū)間上單調(diào)遞增;②當(dāng)時,令,則,,解得(舍),,∴當(dāng)時,,∴,∴在區(qū)間上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,∴,∴在區(qū)間上單調(diào)遞增,綜上所述,當(dāng)時,在區(qū)間上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增.(2)當(dāng)時,,,,,,等價于,即,令,,則恒成立,令,,則,令,解得,當(dāng)時,,在區(qū)間單調(diào)遞增;當(dāng)時,,在區(qū)間單調(diào)遞減,∴當(dāng)時,的最大值為,∴當(dāng)時,,即,∴在區(qū)間上單調(diào)遞減,不妨設(shè),∴,,有,又∵在區(qū)間上單調(diào)遞減,,,且,有,∴等價于,∴,設(shè),,則,,且,等價于,即在上單調(diào)遞減,∴,∴,∴,∵當(dāng)時,的最大值為,∴的最小值為,∴,綜上所述,滿足題意的實(shí)數(shù)的取值范圍是.【提分秘籍】1.含絕對值型,大多數(shù)都是有單調(diào)性的,所以可以通過討論去掉絕對值。2.去掉絕對值,可以通過“同構(gòu)”重新構(gòu)造函數(shù)?!咀兪窖菥殹浚?021-2022學(xué)年河北省衡水中學(xué)高三一調(diào)考試數(shù)學(xué))已知(1)討論的單調(diào)性,(2)當(dāng)時,若對于任意,都有,求的取值范圍.【答案】(1)時在上單調(diào)遞增;時,的遞增區(qū)間為,的遞減區(qū)間為;(2)【分析】(1)求得導(dǎo)函數(shù),分和兩種情況討論導(dǎo)函數(shù)的符號,解不等式即可求得單調(diào)區(qū)間;(2)根據(jù)(1)中得到的單調(diào)性結(jié)論,將絕對值不等式轉(zhuǎn)化,構(gòu)造函數(shù),通過求導(dǎo)數(shù),分離參數(shù)后轉(zhuǎn)化為二次函數(shù),即可求得的取值范圍.【詳解】(1)∵當(dāng)時當(dāng)時恒成立∴在上單調(diào)遞增當(dāng)時,令得,令得∴的遞增區(qū)間為,的遞減區(qū)間為(2)由(1)知時在上單調(diào)遞增不妨設(shè),可化為即令則在單調(diào)遞增對恒成立則【題型十二】數(shù)列型恒成立求參【典例分析】(河南省駐馬店市環(huán)際大聯(lián)考圓夢計劃2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期期中考試文科數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù).(1)求的最大值;(2)設(shè)m為整數(shù),且對于任意正整數(shù)n,,求m的最小值.【答案】(1)0(2)3【分析】(1)求出,得出函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值;(2)根據(jù)(1),令得,兩端累加求和(右端恰為等比數(shù)列)即可得出.【詳解】(1),當(dāng)時,,當(dāng)時,,∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則在時,取得極大值,且為唯一極值點(diǎn),∴在時,取得最大值0.(2)由(1)知當(dāng)時,.令得.從而即,故.而,所以m的最小值為3.【變式演練】(2023·吉林·統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知函數(shù),且.(1)求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)設(shè)為整數(shù),且對任意正整數(shù),不等式恒成立,求的最小值;(3)證明:.【答案】(1)(2)2(3)證明見解析【分析】(1)法一:由得出,利用導(dǎo)數(shù)得出,進(jìn)而得出實(shí)數(shù)的取值范圍;法二:由確定是上最小值,也是極小值,進(jìn)而得出的值,再檢驗(yàn)即可;法三:由洛必達(dá)法則求解即可;(2)由,通過賦值得出,再由等比求和公式得出的最小值;(3)由在上恒成立,令和,由對數(shù)的運(yùn)算證明即可.【詳解】(1)法一:在上恒成立在上恒成立設(shè)①當(dāng)時,恒成立在上單調(diào)遞增,且時,不符合題意,舍去②當(dāng)時,令,則;令,則.在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.設(shè)令,則;令,則.在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,即當(dāng)時,的取值范圍是:.法二:在上恒成立是上最小值,也是極小值,即當(dāng)時,令,則;令,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增即,滿足:在上恒成立法三:①當(dāng)時,恒成立,.②當(dāng)時,恒成立,設(shè)設(shè)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增當(dāng)時,為“”型由洛必達(dá)法則得當(dāng)時,,即③當(dāng)時,恒成立,設(shè)設(shè)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增當(dāng)時,為“”型由洛必達(dá)法則得當(dāng)時,,即綜上,的取值范圍是:(2)由(1)知,,即在上恒成立(當(dāng)且僅當(dāng)時取等)令,則.即又且的最小值為2.(3)不等式在上恒成立(當(dāng)且僅當(dāng)時取等)令,則,即.令,則,即故.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:在解決問題(2)(3)時,關(guān)鍵是利用不等式,通過賦值得出的最值和證明不等式.【題型十三】三角函數(shù)型恒成立存在求參【典例分析】已知函數(shù),.(1)求證:在上單調(diào)遞增;(2)當(dāng)時,恒成立,求的取值范圍.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),分,兩種情況討論,根據(jù)導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系即可得出結(jié)論;(2)由題意得恒成立,當(dāng),時,顯然恒成立;當(dāng)時,得,構(gòu)造函數(shù),結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性及最值即可得出結(jié)果.【詳解】(1),,當(dāng)時,,,,(等號不能同時成立),所以;當(dāng)時,,,,所以,所以當(dāng)時,,綜上,在上單調(diào)遞增.(2),化簡得,①當(dāng)時,,顯然恒成立;②當(dāng)時,,顯然恒成立;③當(dāng)時,,∴.設(shè),,設(shè),.∵,∴,,∴,在上單調(diào)遞增,又由,所以當(dāng)時,∴,,∴在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,,∴在上單調(diào)遞增,所以,故.【提分秘籍】三角函數(shù)與導(dǎo)數(shù)應(yīng)用求參:正余弦的有界性三角函數(shù)與函數(shù)的重要放縮公式:.【變式演練】(江蘇省鹽城市第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期12月學(xué)情調(diào)研(五)數(shù)學(xué)試題)已知函數(shù)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,若,證明:.(2)當(dāng)時,,求a的取值范圍.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)首先不等式變形后,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證明,即可證明;(2)首先構(gòu)造函數(shù),分,和三種情況討論函數(shù)的單調(diào)性,討論不等式,并得到的取值范圍.【詳解】(1)當(dāng)時,需證,只需證設(shè),,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,所以.所以(2)因?yàn)椋栽O(shè),可得,又,則,若,,由(1)知,當(dāng)時,;當(dāng)時,,所以恒成立,符合題意;若,,當(dāng)時,,不合題意;若,因?yàn)闀r,,所以在上單調(diào)遞增,因?yàn)?,又,所以存在,,?dāng)時,,在上單調(diào)遞減,,不合題意;綜上,,的取值范圍是.高考真題對點(diǎn)練1.(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù)(1)當(dāng)時,討論的單調(diào)性;(2)若恒成立,求a的取值范圍.【答案】(1)答案見解析.(2)【分析】(1)求導(dǎo),然后令,討論導(dǎo)數(shù)的符號即可;(2)構(gòu)造,計算的最大值,然后與0比較大小,得出的分界點(diǎn),再對討論即可.【詳解】(1)令,則則當(dāng)當(dāng),即.當(dāng),即.所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減(2)設(shè)設(shè)所以.若,即在上單調(diào)遞減,所以.所以當(dāng),符合題意.若當(dāng),所以..所以,使得,即,使得.當(dāng),即當(dāng)單調(diào)遞增.所以當(dāng),不合題意.綜上,的取值范圍為.,對應(yīng)當(dāng).2.(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求曲線在點(diǎn)處的切線方程.(2)若函數(shù)在單調(diào)遞增,求的取值范圍.【答案】(1);(2).【分析】(1)由題意首先求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后由導(dǎo)數(shù)的幾何意義確定切線的斜率和切點(diǎn)坐標(biāo),最后求解切線方程即可;(2)原問題即在區(qū)間上恒成立,整理變形可得在區(qū)間上恒成立,然后分類討論三種情況即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】(1)當(dāng)時,,則,據(jù)此可得,所以函數(shù)在處的切線方程為,即.(2)由函數(shù)的解析式可得,滿足題意時在區(qū)間上恒成立.令,則,令,原問題等價于在區(qū)間上恒成立,則,當(dāng)時,由于,故,在區(qū)間上單調(diào)遞減,此時,不合題意;令,則,當(dāng),時,由于,所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,即在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,在區(qū)間上單調(diào)遞增,,滿足題意.當(dāng)時,由可得,當(dāng)時,在區(qū)間上單調(diào)遞減,即單調(diào)遞減,注意到,故當(dāng)時,,單調(diào)遞減,由于,故當(dāng)時,,不合題意.綜上可知:實(shí)數(shù)得取值范圍是.3.(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,討論的單調(diào)性;(2)若,求的取值范圍.【答案】(1)在上單調(diào)遞減(2)【分析】(1)代入后,再對求導(dǎo),同時利用三角函數(shù)的平方關(guān)系化簡,再利用換元法判斷得其分子與分母的正負(fù)情況,從而得解;(2)法一:構(gòu)造函數(shù),從而得到,注意到,從而得到,進(jìn)而得到,再分類討論與兩種情況即可得解;法二:先化簡并判斷得恒成立,再分類討論,與三種情況,利用零點(diǎn)存在定理與隱零點(diǎn)的知識判斷得時不滿足題意,從而得解.【詳解】(1)因?yàn)?,所以,則,令,由于,所以,所以,因?yàn)?,,,所以在上恒成立,所以在上單調(diào)遞減.(2)法一:構(gòu)建,則,若,且,則,解得,當(dāng)時,因?yàn)?,又,所以,,則,所以,滿足題意;當(dāng)時,由于,顯然,所以,滿足題意;綜上所述:若,等價于,所以的取值范圍為.法二:因?yàn)?,因?yàn)椋?,,故在上恒成立,所以?dāng)時,,滿足題意;當(dāng)時,由于,顯然,所以,滿足題意;當(dāng)時,因?yàn)椋?,則,注意到,若,,則在上單調(diào)遞增,注意到,所以,即,不滿足題意;若,,則,所以在上最靠近處必存在零點(diǎn),使得,此時在上有,所以在上單調(diào)遞增,則在上有,即,不滿足題意;綜上:.4.(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)是否存在a,b,使得曲線關(guān)于直線對稱,若存在,求a,b的值,若不存在,說明理由.(3)若在存在極值,求a的取值范圍.【答案】(1);(2)存在滿足題意,理由見解析.(3).【分析】(1)由題意首先求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后由導(dǎo)數(shù)的幾何意義確定切線的斜率和切點(diǎn)坐標(biāo),最后求解切線方程即可;(2)首先求得函數(shù)的定義域,由函數(shù)的定義域可確定實(shí)數(shù)的值,進(jìn)一步結(jié)合函數(shù)的對稱性利用特殊值法可得關(guān)于實(shí)數(shù)的方程,解方程可得實(shí)數(shù)的值,最后檢驗(yàn)所得的是否正確即可;(3)原問題等價于導(dǎo)函數(shù)有變號的零點(diǎn),據(jù)此構(gòu)造新函數(shù),然后對函數(shù)求導(dǎo),利用切線放縮研究導(dǎo)函數(shù)的性質(zhì),分類討論,和三中情況即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】(1)當(dāng)時,,則,據(jù)此可得,函數(shù)在處的切線方程為,即.(2)令,函數(shù)的定義域滿足,即函數(shù)的定義域?yàn)?,定義域關(guān)于直線對稱,由題意可得,由對稱性可知,取可得,即,則,解得,經(jīng)檢驗(yàn)滿足題意,故.即存在滿足題意.(3)由函數(shù)的解析式可得,由在區(qū)間存在極值點(diǎn),則在區(qū)間上存在變號零點(diǎn);令,則,令,在區(qū)間存在極值點(diǎn),等價于在區(qū)間上存在變號零點(diǎn),當(dāng)時,,在區(qū)間上單調(diào)遞減,此時,在區(qū)間上無零點(diǎn),不合題意;當(dāng),時,由于,所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以,在區(qū)間上單調(diào)遞增,,所以在區(qū)間上無零點(diǎn),不符合題意;當(dāng)時,由可得,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,故的最小值為,令,則,函數(shù)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增,,據(jù)此可得恒成立,則,令,則,當(dāng)時,單調(diào)遞增,當(dāng)時,單調(diào)遞減,故,即(取等條件為),所以,,且注意到,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可知:在區(qū)間上存在唯一零點(diǎn).當(dāng)時,,單調(diào)減,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,所以.令,則,則函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,所以,所以,所以函數(shù)在區(qū)間上存在變號零點(diǎn),符合題意.綜合上面可知:實(shí)數(shù)得取值范圍是.5.(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)(1)證明:當(dāng)時,;(2)已知函數(shù),若是的極大值點(diǎn),求a的取值范圍.【答案】(1)證明見詳解(2)【分析】(1)分別構(gòu)建,,求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)判斷原函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而可得結(jié)果;(2)根據(jù)題意結(jié)合偶函數(shù)的性質(zhì)可知只需要研究在上的單調(diào)性,求導(dǎo),分類討論和,結(jié)合(1)中的結(jié)論放縮,根據(jù)極大值的定義分析求解.【詳解】(1)構(gòu)建,則對恒成立,則在上單調(diào)遞增,可得,所以;構(gòu)建,則,構(gòu)建,則對恒成立,則在上單調(diào)遞增,可得,即對恒成立,則在上單調(diào)遞增,可得,所以;綜上所述:.(2)令,解得,即函數(shù)的定義域?yàn)?,若,則,因?yàn)樵诙x域內(nèi)單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故是的極小值點(diǎn),不合題意,所以.當(dāng)時,令因?yàn)?,且,所以函?shù)在定義域內(nèi)為偶函數(shù),由題意可得:,(i)當(dāng)時,取,,則,由(1)可得,且,所以,即當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞增,結(jié)合偶函數(shù)的對稱性可知:在上單調(diào)遞減,所以是的極小值點(diǎn),不合題意;(ⅱ)當(dāng)時,取,則,由(1)可得,構(gòu)建,則,且,則對恒成立,可知在上單調(diào)遞增,且,所以在內(nèi)存在唯一的零點(diǎn),當(dāng)時,則,且,則,即當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞減,結(jié)合偶函數(shù)的對稱性可知:在上單調(diào)遞增,所以是的極大值點(diǎn),符合題意;綜上所述:,即,解得或,故a的取值范圍為.6.(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù),曲線在點(diǎn)處的切線也是曲線的切線.(1)若,求a;(2)求a的取值范圍.【答案】(1)3(2)【分析】(1)先由上的切點(diǎn)求出切線方程,設(shè)出上的切點(diǎn)坐標(biāo),由斜率求出切點(diǎn)坐標(biāo),再由函數(shù)值求出即可;(2)設(shè)出上的切點(diǎn)坐標(biāo),分別由和及切點(diǎn)表示出切線方程,由切線重合表示出,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)求出函數(shù)值域,即可求得的取值范圍.【詳解】(1)由題意知,,,,則在點(diǎn)處的切線方程為,即,設(shè)該切線與切于點(diǎn),,則,解得,則,解得;(2),則在點(diǎn)處的切線方程為,整理得,設(shè)該切線與切于點(diǎn),,則,則切線方程為,整理得,則,整理得,令,則,令,解得或,令,解得或,則變化時,的變化情況如下表:01000則的值域?yàn)?,故的取值范圍?7.(2021·天津·統(tǒng)考高考真題)已知,函數(shù).(I)求曲線在點(diǎn)處的切線方程:(II)證明存在唯一的極值點(diǎn)(III)若存在a,使得對任意成立,求實(shí)數(shù)b的取值范圍.【答案】(I);(II)證明見解析;(III)【分析】(I)求出在處的導(dǎo)數(shù),即切線斜率,求出,即可求出切線方程;(II)令,可得,則可化為證明與僅有一個交點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)求出的變化情況,數(shù)形結(jié)合即可求解;(III)令,題目等價于存在,使得,即,利用導(dǎo)數(shù)即可求出的最小值.【詳解】(I),則,又,則切線方程為;(II)令,則,令,則,當(dāng)時,,單調(diào)遞減;當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,,當(dāng)時,,畫出大致圖像如下:所以當(dāng)時,與僅有一個交點(diǎn),令,則,且,當(dāng)時,,則,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,則,單調(diào)遞減,為的極大值點(diǎn),故存在唯一的極值點(diǎn);(III)由(II)知,此時,所以,令,若存在a,使得對任意成立,等價于存在,使得,即,,,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,當(dāng)時,,單調(diào)遞增,所以,故,所以實(shí)數(shù)b的取值范圍.最新??颊骖}1.(2023·福建泉州·??寄M預(yù)測)已知函數(shù).(1)若,求的極值;(2)若對任意,恒成立,求整數(shù)m的最小值.【答案】(1)極大值為,無極小值(2)1【分析】(1)求導(dǎo)函數(shù),由導(dǎo)函數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)性得極值;(2)不等式恒成立轉(zhuǎn)化為在上恒成立,設(shè),轉(zhuǎn)化為求的最大值,確定的零點(diǎn)的范圍,得出最大值的范圍后可得最小的整數(shù).【詳解】(1)當(dāng)時,,.當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞增;當(dāng)時.,則在上單調(diào)遞減.所以在時取得極大值且極大值為,無極小值;(2)因?yàn)閷θ我?,恒成立,所以在上恒成立,即在上恒成立,設(shè),則.設(shè),顯然在上單調(diào)遞減,因?yàn)?,,所以,使得,即,?dāng)時,,;當(dāng)時,,,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,因?yàn)?,所以,故整?shù)m的最小值為1.2.(2023·福建寧德·??寄M預(yù)測)已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的零點(diǎn)的個數(shù)﹔(2)當(dāng)時,若對任意,恒有,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)當(dāng)時,無零點(diǎn),當(dāng)或有一個零點(diǎn),當(dāng),有2個零點(diǎn),(2)【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的單調(diào)性,即可結(jié)合函數(shù)圖象求解,(2)將不等式等價于,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)函求解單調(diào)性,即可將問題進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為恒成立,取對數(shù)即可求解.【詳解】(1)令則,記,則,當(dāng)時,,此時在單調(diào)遞減,當(dāng)時,,此時在單調(diào)遞增,故當(dāng)時,取極大值也是最大值,又,而當(dāng)時,,故當(dāng)時,,當(dāng)時,,作出的圖象如下:
因此當(dāng)時,即,無交點(diǎn),此時無零點(diǎn),當(dāng)或時,即或,有一個交點(diǎn),此時有一個零點(diǎn),當(dāng)時,即,有兩個交點(diǎn),此時有2個零點(diǎn),綜上可知:當(dāng)時,無零點(diǎn),當(dāng)或有一個零點(diǎn),當(dāng),有2個零點(diǎn),(2)當(dāng)時,若對任意,恒有等價于:對任意,恒有,令,則不等式等價于,由于,令,當(dāng)單調(diào)遞減,當(dāng)單調(diào)遞增,所以,故在單調(diào)遞增,由得對任意恒成立,兩邊取對數(shù)得對任意恒成立,故,所以故的范圍為3.(2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求函數(shù)的圖象在處的切線方程;(2)當(dāng)時,恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得斜率,然后用點(diǎn)斜式求得直線方程;(2)令(),轉(zhuǎn)化為,恒成立,構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)結(jié)合單調(diào)性和最值可得答案.【詳解】(1),當(dāng)時,,,,,所以時,函數(shù)的圖象在處的切線方程為:;(2)()恒成立,令(),,()恒成立,即為,恒成立,,令,恒過,(?。┤?,即,,,,在上單調(diào)遞增,恒成立.(ⅱ)設(shè)拋物線與軸的兩個交點(diǎn)分別為,且,當(dāng),即時,,,則,在上單調(diào)遞減,此時,不滿足恒成立,綜上可知:的取值范圍為.4.(2024·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,討論的單調(diào)性;(2)當(dāng)時,恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)答案見解析(2)【分析】(1)求得函數(shù)定義域?yàn)?,,通過分類討論即可得到答案;(2)首先得到的范圍,將原式轉(zhuǎn)化為對恒成立,即對恒成立,通過導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)最值即可得到答案.【詳解】(1)定義域?yàn)椋?,①?dāng)時,令,得,此時單調(diào)遞增,令,得,此時單調(diào)遞減;②當(dāng)時,令,得,此時單調(diào)遞增,令,得,此時單調(diào)遞減;綜上所述,當(dāng)時,在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減;當(dāng)時,在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減.(2)記,由(1)知,當(dāng)時,,則,則,當(dāng)時,恒成立,即對恒成立,即對恒成立,則,即對恒成立,令,對恒成立,則在單調(diào)遞增,所以,所以,即實(shí)數(shù)的取值范圍為.5.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·揚(yáng)中市第二高級中學(xué)校考模擬預(yù)測)已知函數(shù).(1)若,求函數(shù)的最值;(2)若,函數(shù)在上是增函數(shù),求a的最大整數(shù)值.【答案】(1)最小值為,最大值為(2)0【分析】(1)求導(dǎo)分析函數(shù)的單調(diào)性與最值即可;(2)將題意轉(zhuǎn)化為在上恒成立,參變分離可得,設(shè),求導(dǎo)后根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可得上有極大值點(diǎn),設(shè)為,再根據(jù)滿足的方程代入,結(jié)合的取值范圍分析最大值的范圍即可.【詳解】(1)若,則函數(shù),.令,則或,由于,因而當(dāng)時.單調(diào)遞減,當(dāng)時.單調(diào)遞增,所以的最小值為,最大值為(2),由在上是增函數(shù),得在上恒成立,即,分離參數(shù)得設(shè),則,,即設(shè),由于因而方程在上有解,設(shè)為,則,且當(dāng)時,,當(dāng)時,所以的最大值為.因而,即,又又所以a的最大整數(shù)值為0.6.(2023·福建廈門·廈門一中??家荒#┖瘮?shù).(1)當(dāng)時,求函數(shù)的極值;(2)若對任意,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【答案】(1)極大值為,無極小值(2)【分析】(1)在定義域內(nèi)求導(dǎo),利用導(dǎo)函數(shù)求出函數(shù)的極值;(2)將原式轉(zhuǎn)化為,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為式子和需同號的問題,然后令,求導(dǎo)研究其單調(diào)性及值域,再根據(jù)函數(shù)值先得出參數(shù)需大于0,然后通過對參數(shù)分為和進(jìn)行分類討論即可得出最后結(jié)論.【詳解】(1)當(dāng)時,,令,則此時當(dāng),,函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,當(dāng),,函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減,所以函數(shù)的極大值為,無極小值.(2)原式等價于,即,因?yàn)樗?,即,令,可得,因?yàn)閷θ我夂愠闪?,所以,可?當(dāng)時,因?yàn)椋?,所以在上單調(diào)遞增,又因?yàn)?,所以?dāng)時,,當(dāng)時,,所以符合題意;當(dāng)時,令,解得,,因?yàn)樗援?dāng)時,有,即在上單調(diào)遞減,又因?yàn)?,所?/p>
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