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第3講導(dǎo)數(shù)的幾何意義及函數(shù)的單調(diào)性(新高考專用)目錄目錄【真題自測】 2【考點(diǎn)突破】 7【考點(diǎn)一】導(dǎo)數(shù)的幾何意義與計(jì)算 7【考點(diǎn)二】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性 12【考點(diǎn)三】單調(diào)性的簡單應(yīng)用 17【專題精練】 22考情分析:1.導(dǎo)數(shù)的幾何意義和計(jì)算是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ),是高考的熱點(diǎn),多以選擇題、填空題的形式考查,難度較小.2.應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)內(nèi)容,也是高考的常見題型,以選擇題、填空題的形式考查,或?yàn)閷?dǎo)數(shù)解答題第一問,難度中等偏上,屬綜合性問題.真題自測真題自測一、單選題1.(2024·全國·高考真題)設(shè)函數(shù),則曲線y=fx在點(diǎn)0,1處的切線與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形的面積為(
)A. B. C. D.2.(2023·全國·高考真題)曲線在點(diǎn)處的切線方程為(
)A. B. C. D.3.(2023·全國·高考真題)已知函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則a的最小值為(
).A. B.e C. D.4.(2022·全國·高考真題)函數(shù)在區(qū)間的最小值、最大值分別為(
)A. B. C. D.5.(2022·全國·高考真題)當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最大值,則(
)A. B. C. D.1二、填空題6.(2023·全國·高考真題)設(shè),若函數(shù)在上單調(diào)遞增,則a的取值范圍是.7.(2022·全國·高考真題)曲線過坐標(biāo)原點(diǎn)的兩條切線的方程為,.8.(2022·全國·高考真題)若曲線有兩條過坐標(biāo)原點(diǎn)的切線,則a的取值范圍是.參考答案:題號(hào)12345答案ACCDB1.A【分析】借助導(dǎo)數(shù)的幾何意義計(jì)算可得其在點(diǎn)0,1處的切線方程,即可得其與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo),即可得其面積.【詳解】,則,即該切線方程為,即,令,則,令,則,故該切線與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形面積.故選:A.2.C【分析】先由切點(diǎn)設(shè)切線方程,再求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),把切點(diǎn)的橫坐標(biāo)代入導(dǎo)數(shù)得到切線的斜率,代入所設(shè)方程即可求解.【詳解】設(shè)曲線在點(diǎn)處的切線方程為,因?yàn)?,所以,所以所以所以曲線在點(diǎn)處的切線方程為.故選:C3.C【分析】根據(jù)在上恒成立,再根據(jù)分參求最值即可求出.【詳解】依題可知,在上恒成立,顯然,所以,設(shè),所以,所以在上單調(diào)遞增,,故,即,即a的最小值為.故選:C.4.D【分析】利用導(dǎo)數(shù)求得的單調(diào)區(qū)間,從而判斷出在區(qū)間上的最小值和最大值.【詳解】,所以在區(qū)間和上,即單調(diào)遞增;在區(qū)間上,即單調(diào)遞減,又,,,所以在區(qū)間上的最小值為,最大值為.故選:D5.B【分析】根據(jù)題意可知,即可解得,再根據(jù)f'x即可解出.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)定義域?yàn)?,+∞,所以依題可知,,,而,所以,即,所以,因此函數(shù)在0,1上遞增,在1,+∞上遞減,時(shí)取最大值,滿足題意,即有.故選:B.6.【分析】原問題等價(jià)于恒成立,據(jù)此將所得的不等式進(jìn)行恒等變形,可得,由右側(cè)函數(shù)的單調(diào)性可得實(shí)數(shù)的二次不等式,求解二次不等式后可確定實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】由函數(shù)的解析式可得在區(qū)間上恒成立,則,即在區(qū)間上恒成立,故,而,故,故即,故,結(jié)合題意可得實(shí)數(shù)的取值范圍是.故答案為:.7.【分析】分和兩種情況,當(dāng)時(shí)設(shè)切點(diǎn)為,求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),即可求出切線的斜率,從而表示出切線方程,再根據(jù)切線過坐標(biāo)原點(diǎn)求出,即可求出切線方程,當(dāng)時(shí)同理可得;【詳解】[方法一]:化為分段函數(shù),分段求分和兩種情況,當(dāng)時(shí)設(shè)切點(diǎn)為,求出函數(shù)導(dǎo)函數(shù),即可求出切線的斜率,從而表示出切線方程,再根據(jù)切線過坐標(biāo)原點(diǎn)求出,即可求出切線方程,當(dāng)時(shí)同理可得;解:因?yàn)椋?dāng)時(shí),設(shè)切點(diǎn)為,由,所以,所以切線方程為,又切線過坐標(biāo)原點(diǎn),所以,解得,所以切線方程為,即;當(dāng)時(shí),設(shè)切點(diǎn)為,由,所以,所以切線方程為,又切線過坐標(biāo)原點(diǎn),所以,解得,所以切線方程為,即;故答案為:;[方法二]:根據(jù)函數(shù)的對(duì)稱性,數(shù)形結(jié)合當(dāng)時(shí),設(shè)切點(diǎn)為,由,所以,所以切線方程為,又切線過坐標(biāo)原點(diǎn),所以,解得,所以切線方程為,即;因?yàn)槭桥己瘮?shù),圖象為:所以當(dāng)時(shí)的切線,只需找到關(guān)于y軸的對(duì)稱直線即可.[方法三]:因?yàn)椋?dāng)時(shí),設(shè)切點(diǎn)為,由,所以,所以切線方程為,又切線過坐標(biāo)原點(diǎn),所以,解得,所以切線方程為,即;當(dāng)時(shí),設(shè)切點(diǎn)為,由,所以,所以切線方程為,又切線過坐標(biāo)原點(diǎn),所以,解得,所以切線方程為,即;故答案為:;.8.【分析】設(shè)出切點(diǎn)橫坐標(biāo),利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得切線方程,根據(jù)切線經(jīng)過原點(diǎn)得到關(guān)于的方程,根據(jù)此方程應(yīng)有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,求得的取值范圍.【詳解】∵,∴,設(shè)切點(diǎn)為,則,切線斜率,切線方程為:,∵切線過原點(diǎn),∴,整理得:,∵切線有兩條,∴,解得或,∴的取值范圍是,故答案為:考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破【考點(diǎn)一】導(dǎo)數(shù)的幾何意義與計(jì)算核心梳理:1.導(dǎo)數(shù)的幾何意義(1)函數(shù)在某點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)即曲線在該點(diǎn)處的切線的斜率.(2)曲線在某點(diǎn)的切線與曲線過某點(diǎn)的切線不同.(3)切點(diǎn)既在切線上,又在曲線上.2.復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)復(fù)合函數(shù)y=f(g(x))的導(dǎo)數(shù)和函數(shù)y=f(u),u=g(x)的導(dǎo)數(shù)間的關(guān)系為y′x=y(tǒng)′u·u′x.一、單選題1.(22-23高二上·湖北襄陽·期末)若函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù)為1,則(
)A.2 B.3 C. D.2.(2024·福建廈門·一模)已知直線與曲線在原點(diǎn)處相切,則的傾斜角為(
)A. B. C. D.二、多選題3.(2024·廣東廣州·二模)已知函數(shù),則(
)A.的定義域?yàn)?B.的圖像在處的切線斜率為C. D.有兩個(gè)零點(diǎn),且4.(23-24高二下·重慶·期末)已知三次函數(shù)有極小值點(diǎn),則下列說法中正確的有(
)A.B.函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)C.函數(shù)的對(duì)稱中心為D.過可以作兩條直線與的圖象相切5.(2024·四川成都·模擬預(yù)測)已知函數(shù),則(
)A.有兩個(gè)極值點(diǎn)B.有一個(gè)零點(diǎn)C.點(diǎn)是曲線的對(duì)稱中心D.直線是曲線的切線6.(21-22高三上·山東菏澤·期末)已知函數(shù)的圖象如圖所示,令,則下列說法正確的是(
)A.B.函數(shù)圖象的對(duì)稱軸方程為C.若函數(shù)的兩個(gè)不同零點(diǎn)分別為,則的最小值為D.函數(shù)的圖象上存在點(diǎn),使得在點(diǎn)處的切線斜率為參考答案:題號(hào)123456答案DCBCDACDBCAC1.D【分析】根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義可知,,即可得出答案.【詳解】由已知可得,.根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義可知,,即,所以.故選:D.2.C【分析】利用導(dǎo)數(shù)幾何意義求直線的斜率,進(jìn)而確定傾斜角.【詳解】由,則,即直線的斜率為,根據(jù)傾斜角與斜率關(guān)系及其范圍知:的傾斜角為.故選:C3.BCD【分析】根據(jù)題意直接求出的范圍即可判斷;求出導(dǎo)函數(shù),進(jìn)而求得即可判斷B;求得即可判斷C;易知的單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在定理及C即可判斷D.【詳解】由題意,,對(duì)于選項(xiàng)A,易知且,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,對(duì)于選項(xiàng)B,因?yàn)椋瑒t,故選項(xiàng)B正確,對(duì)于選項(xiàng)C,因?yàn)?,所以,故選項(xiàng)C正確,對(duì)于選項(xiàng)D,由選項(xiàng)可知,易知在0,1和1,+∞上單調(diào)遞增,因?yàn)?,,所以,使得,又因?yàn)?,則,結(jié)合選項(xiàng)C,得,即也是的零點(diǎn),則,,故,故選項(xiàng)D正確,故選:BCD.4.ACD【分析】根據(jù)題意可得,即可判斷A;求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間及極值,即可判斷B;求出即可判斷C;設(shè)出切點(diǎn),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程,再根據(jù)切線過點(diǎn)求出切點(diǎn),即可判斷D.【詳解】,因?yàn)楹瘮?shù)有極小值點(diǎn),所以,解得,所以,,當(dāng)或時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,又所以函數(shù)僅有個(gè)在區(qū)間上的零點(diǎn),故A正確,故B錯(cuò)誤;對(duì)于C,由,得,所以函數(shù)的圖象關(guān)于對(duì)稱,故C正確;對(duì)于D,設(shè)切點(diǎn)為,則,故切線方程為,又過點(diǎn),所以,整理得,即,解得或,所以過可以作兩條直線與的圖象相切,故D正確.故選:ACD.5.BC【分析】利用導(dǎo)數(shù)y與零點(diǎn)存在性定理求解三次函數(shù)的極值點(diǎn),零點(diǎn),對(duì)稱中心,切線問題.【詳解】選項(xiàng)A:則恒成立,故單調(diào)遞增,故不存在兩個(gè)極值點(diǎn),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.選項(xiàng)B:又單調(diào)遞增,故有一個(gè)零點(diǎn),故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C:故點(diǎn)是曲線的對(duì)稱中心,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D:令,即,令,則令,則當(dāng)則當(dāng)切線斜率為切點(diǎn)為則切線方程為:與不相等,當(dāng)時(shí)同樣切線方程不為,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.故選:BC.6.AC【分析】根據(jù)圖象可求出函數(shù),即可得,計(jì)算可知A正確,整體代入可得函數(shù)圖象的對(duì)稱軸方程為,即B錯(cuò)誤;分別求的兩零點(diǎn)的表達(dá)式可得的最小值為,即C正確;利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可知D錯(cuò)誤.【詳解】由圖象可知,設(shè)的最小正周期為,又,解得;由圖可得,又,所以,即;因此,所以;即可得,故A正確;令,解得,所以函數(shù)圖象的對(duì)稱軸方程為,即B錯(cuò)誤;令,即可得,解得;可得,當(dāng)時(shí),的最小值為,即C正確;易知,而,因此不存在點(diǎn),使得在點(diǎn)處的切線斜率為,即D錯(cuò)誤;故選:AC規(guī)律方法:求曲線的切線方程要注意“過點(diǎn)P的切線”與“在點(diǎn)P處的切線”的差異,過點(diǎn)P的切線中,點(diǎn)P不一定是切點(diǎn),點(diǎn)P也不一定在已知曲線上,而在點(diǎn)P處的切線,必以點(diǎn)P為切點(diǎn).【考點(diǎn)二】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性核心梳理:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的步驟(1)求函數(shù)y=f(x)的定義域.(2)求f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x).(3)求出f′(x)的零點(diǎn),劃分單調(diào)區(qū)間.(4)判斷f′(x)在各個(gè)單調(diào)區(qū)間內(nèi)的符號(hào).一、單選題1.(2024·貴州貴陽·一模)已知定義域?yàn)榈暮瘮?shù),其導(dǎo)函數(shù)為,且滿足,,則(
)A. B.C. D.2.(22-23高二下·浙江杭州·期中)已知,則的大小為(
)A. B.C. D.二、多選題3.(2024·廣東深圳·一模)設(shè),且,則下列關(guān)系式可能成立的是(
)A. B. C. D.4.(2024·云南昆明·模擬預(yù)測)已知函數(shù),則下列說法正確的是(
)A.若為上的單調(diào)函數(shù),則B.若時(shí),在上有最小值,無最大值C.若為奇函數(shù),則D.當(dāng)時(shí),在處的切線方程為三、填空題5.(2023·貴州銅仁·模擬預(yù)測)已知,若有四個(gè)不同的零點(diǎn),則t的取值范圍是.6.(23-24高二下·上海·期中)函數(shù)的嚴(yán)格遞減區(qū)間是.參考答案:題號(hào)1234答案DDACBCD1.D【分析】構(gòu)造函數(shù),由得,進(jìn)而判斷函數(shù)的單調(diào)性,判斷各選項(xiàng)不等式.【詳解】依題意令,則,因?yàn)樵谏虾愠闪ⅲ栽谏虾愠闪?,故在上單調(diào)遞減,所以,,故A不正確;所以,即,即,故B不正確;又,即,即,故C錯(cuò)誤;因?yàn)椋?,即,故D正確;故選:D.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題解答的關(guān)鍵是根據(jù)題意構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)說明函數(shù)的單調(diào)性,即可比較函數(shù)值的大小.2.D【分析】設(shè),利用導(dǎo)數(shù)可得在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,從而可得最大,再根據(jù)對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)比較的大小即可.【詳解】解:因?yàn)?,,設(shè),則,所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;所以,,又因?yàn)?,所?故選:D.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于較復(fù)雜的對(duì)數(shù)、指數(shù)式的大小比較,通常構(gòu)造函數(shù),利用所構(gòu)造函數(shù)的單調(diào)性即可解答問題.3.AC【分析】首先求出,再分別構(gòu)造函數(shù),結(jié)合導(dǎo)數(shù),利用函數(shù)單調(diào)性一一分析即可.【詳解】由于,知,及其,則,解得,對(duì)AB,,設(shè)函數(shù),,故在上單調(diào)遞減,則1,即,故A對(duì)B錯(cuò);對(duì)C,由于,設(shè),,故在上單調(diào)遞減,,故,若,故C對(duì);對(duì)D,,設(shè),,令,則,則,,則,,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,故,即,故D錯(cuò)誤.故選:AC.4.BCD【分析】A選項(xiàng)利用導(dǎo)數(shù)恒正或恒負(fù)可解得;B選項(xiàng)求導(dǎo),判斷單調(diào)區(qū)間和單調(diào)性得出極值;C選項(xiàng)利用奇函數(shù)的性質(zhì)求出;D選項(xiàng)利用導(dǎo)數(shù)的意義結(jié)合點(diǎn)斜式求出.【詳解】A:若為上的單調(diào)函數(shù),則,,則,故A錯(cuò);B:當(dāng)時(shí),,令,得,,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在處取最小值,無最大值,故B對(duì);C:由于,則為奇函數(shù)時(shí),,故C對(duì);D:當(dāng)時(shí),,,則,切點(diǎn)為,切線方程為,故D對(duì);故選:BCD.5.【分析】結(jié)合導(dǎo)數(shù),分析的單調(diào)性后畫出函數(shù)圖象,有四個(gè)不同的零點(diǎn),即有四個(gè)不同的解,令,轉(zhuǎn)換為有兩個(gè)不同解,結(jié)合圖象判斷即可得.【詳解】當(dāng)時(shí),,則對(duì)恒成立,∴在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,則.令;令,∴在上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,由題意有四個(gè)不同的解,令,則有兩個(gè)不同解,顯然,如下圖,不妨設(shè),故,∴,故.
故答案為:.6..【分析】求導(dǎo)并結(jié)合函數(shù)的定義域,求出函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間即可.【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)椋?,令f'x<0,則且,即的嚴(yán)格遞減區(qū)間為.故答案為:.規(guī)律方法:(1)討論函數(shù)的單調(diào)性是在函數(shù)的定義域內(nèi)進(jìn)行的,千萬不要忽視了定義域的限制;(2)在能夠通過因式分解求出不等式對(duì)應(yīng)方程的根時(shí),根據(jù)根的大小進(jìn)行分類討論;(3)在不能通過因式分解求出根的情況時(shí),根據(jù)不等式對(duì)應(yīng)方程的判別式進(jìn)行分類討論.【考點(diǎn)三】單調(diào)性的簡單應(yīng)用核心梳理:1.函數(shù)f(x)在區(qū)間D上單調(diào)遞增(或遞減),可轉(zhuǎn)化為f′(x)≥0(或f′(x)≤0)在x∈D上恒成立.2.函數(shù)f(x)在區(qū)間D上存在單調(diào)遞增(或遞減)區(qū)間,可轉(zhuǎn)化為f′(x)>0(或f′(x)<0)在x∈D上有解.一、單選題1.(24-25高三上·江西撫州·階段練習(xí))函數(shù)在R上單調(diào),則a的取值范圍是(
)A. B. C. D.2.(2018·吉林·模擬預(yù)測)已知函數(shù),,當(dāng)時(shí),不等式恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為(
)A. B. C. D.二、多選題3.(23-24高三下·江蘇南通·開學(xué)考試)已知非零函數(shù)及其導(dǎo)函數(shù)的定義域均為,與均為偶函數(shù),則(
)A. B.C. D.4.(21-22高二下·浙江金華·階段練習(xí))已知函數(shù),則下列結(jié)論正確的是(
)A.f(x)是奇函數(shù) B.若f(x)為增函數(shù),則C.當(dāng)時(shí),函數(shù)f(x)恰有兩個(gè)零點(diǎn) D.當(dāng)時(shí),函數(shù)f(x)恰有1個(gè)極值點(diǎn)三、填空題5.(2024·江西上饒·一模)若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,則的取值范圍為.6.(22-23高二下·浙江·期中)已知函數(shù),若不等式對(duì)恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為.參考答案:題號(hào)1234答案CDBDAB1.C【分析】利用導(dǎo)數(shù)分別求解和時(shí)的單調(diào)性,再結(jié)合在上遞增,可得,即可求解.【詳解】由題意,函數(shù)在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,依題需使恒成立,則;當(dāng)時(shí),由在上遞增,需使在上恒成立,則,即;又由在上遞增,可得,解得.綜上可得,的取值范圍是.故選:C.2.D【分析】根據(jù)不等式,構(gòu)造函數(shù)并明確其單調(diào)性,進(jìn)而可得導(dǎo)數(shù)的不等式,利用參數(shù)分離整理不等式,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求其最值,可得答案.【詳解】當(dāng)時(shí),不等式恒成立,則,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,則,整理可得,令,則.當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,,.故選:D.3.BD【分析】由題意結(jié)合賦值法可得函數(shù)與的對(duì)稱性及周期性,結(jié)合性質(zhì)逐項(xiàng)分析計(jì)算即可得.【詳解】由與均為偶函數(shù),故,,即有,,故關(guān)于對(duì)稱,關(guān)于對(duì)稱,又,故,即,故關(guān)于對(duì)稱,由,可得,即有,為常數(shù),即關(guān)于對(duì)稱,故,故A錯(cuò)誤;即對(duì)有、,則,即,故,即,即,故B正確;對(duì)有,,關(guān)于對(duì)稱且關(guān)于對(duì)稱,,有,即,故,即,故為周期為的周期函數(shù),有,即,故關(guān)于對(duì)稱,不能得到,故C錯(cuò)誤;由關(guān)于對(duì)稱,故,,由為周期為的周期函數(shù),且關(guān)于對(duì)稱,故關(guān)于對(duì)稱,故,由關(guān)于對(duì)稱,關(guān)于對(duì)稱,故關(guān)于對(duì)稱,故,,故,故D正確.故選:BD.【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:解決抽象函數(shù)的求值、性質(zhì)判斷等問題,常見結(jié)論:(1)關(guān)于對(duì)稱:若函數(shù)關(guān)于直線軸對(duì)稱,則,若函數(shù)關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱,則,反之也成立;(2)關(guān)于周期:若,或,或,可知函數(shù)的周期為.4.AB【分析】A利用奇偶性定義判斷;B利用導(dǎo)數(shù)研究恒成立求a的范圍;C結(jié)合B結(jié)論即可判斷;D利用零點(diǎn)存在性定理判斷異號(hào)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)即可判斷.【詳解】且定義域?yàn)?,即為奇函?shù),A正確;若為增函數(shù),恒成立,令,則,即遞增;又,故上,上,即在上遞減,在上遞增,所以恒成立,可得,B正確;由B知:時(shí)f(x)為增函數(shù),不可能存在兩個(gè)零點(diǎn),C錯(cuò)誤;時(shí),由B分析知:,,,故在、上各有一個(gè)異號(hào)零點(diǎn),則f(x)有2個(gè)極值點(diǎn),D錯(cuò)誤;故選:AB【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:構(gòu)造中間函數(shù)研究恒成立求參數(shù)范圍,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理及單調(diào)性判斷f(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).5.【分析】函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,轉(zhuǎn)化為在上恒成立,即恒成立,利用基本不等式求最值可得答案.【詳解】因?yàn)椋?,因?yàn)楹瘮?shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以在上恒成立,即時(shí),恒成立,因?yàn)?,?dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,即,所以,故答案為:.6.【分析】將不等式等價(jià)轉(zhuǎn)化,構(gòu)造函數(shù),并探討其性質(zhì),再利用導(dǎo)數(shù)分類討論的值域即可求解作答.【詳解】,令,則,,設(shè),則,當(dāng)時(shí),,且等號(hào)不同時(shí)成立,則恒成立,當(dāng)時(shí),,則恒成立,則在上單調(diào)遞增,又因?yàn)?,因此存在,使得,?dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增,又,作出函數(shù)的圖像如下:
函數(shù)定義域?yàn)?,求?dǎo)得,①當(dāng)時(shí),,函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為,當(dāng)時(shí),的取值集合為,而取值集合為,因此函數(shù)在上的值域包含,當(dāng)時(shí),的取值集合為,而取值集合為,因此函數(shù)在上無最小值,從而函數(shù)的值域?yàn)镽,即,,不合題意,②當(dāng)時(shí),由得,由得,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,當(dāng)時(shí),的取值集合為,而取值集合為,因此函數(shù)在上的值域包含,此時(shí)函數(shù)的值域?yàn)?,即,?dāng)時(shí),即當(dāng)時(shí),恒成立,符合題意,當(dāng)時(shí),即當(dāng)時(shí),,結(jié)合圖象可知,,不合題意,所以實(shí)數(shù)的取值范圍為.故答案為:【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:函數(shù)不等式恒成立求參數(shù)范圍問題,結(jié)合已知,利用換元法構(gòu)造新函數(shù),用導(dǎo)數(shù)探討函數(shù)的性質(zhì),借助數(shù)形結(jié)合的思想推理求解.規(guī)律方法:利用導(dǎo)數(shù)比較大小或解不等式的策略利用導(dǎo)數(shù)比較大小或解不等式,常常要構(gòu)造新函數(shù),把比較大小或解不等式的問題,轉(zhuǎn)化為利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性問題,再由單調(diào)性比較大小或解不等式.專題精練專題精練一、單選題1.(23-24高三下·江西撫州·階段練習(xí))如圖1,現(xiàn)有一個(gè)底面直徑為10cm,高為25cm的圓錐容器,以的速度向該容器內(nèi)注入溶液,隨著時(shí)間(單位:)的增加,圓錐容器內(nèi)的液體高度也跟著增加,如圖2所示,忽略容器的厚度,則當(dāng)時(shí),圓錐容器內(nèi)的液體高度的瞬時(shí)變化率為(
)
A. B. C. D.2.(2024·四川宜賓·模擬預(yù)測)若曲線在處的切線也是曲線的切線,則(
)A.-2 B.1 C. D.3.(2024·河南開封·二模)已知函數(shù),則函數(shù)的圖象在點(diǎn)處的切線方程為(
)A. B.C. D.4.(2024·貴州六盤水·三模)已知曲線的一條切線方程為,則實(shí)數(shù)()A.-2 B. C.1 D.25.(2024·廣東·一模)設(shè)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)在直線上,則的最小值為(
)A. B.C. D.6.(2024·遼寧·模擬預(yù)測)已知直線與曲線相切,則的方程不可能是(
)A. B.C. D.7.(2024·湖南永州·三模)已知函數(shù),其中是自然對(duì)數(shù)的底數(shù).若,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.8.(2024·陜西安康·模擬預(yù)測)已知命題為假命題,則的取值范圍為(
)A. B. C. D.二、多選題9.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè),曲線在點(diǎn)處切線的斜率為,與x軸的交點(diǎn)為,與y軸的交點(diǎn)為,則(
)A.B.C.D.10.(2024·湖南·模擬預(yù)測)已知定義在上的函數(shù)滿足為偶函數(shù),為奇函數(shù),當(dāng)時(shí),,則下列說法正確的是(
)A. B.函數(shù)為周期函數(shù)C.函數(shù)為上的偶函數(shù) D.11.(2024·福建南平·模擬預(yù)測)已知函數(shù)是的導(dǎo)函數(shù),則(
)A.“”是“為奇函數(shù)”的充要條件B.“”是“為增函數(shù)”的充要條件C.若不等式的解集為且,則的極小值為D.若是方程的兩個(gè)不同的根,且,則或三、填空題12.(2023·福建廈門·模擬預(yù)測)已知函數(shù),若曲線與曲線存在公切線,則實(shí)數(shù)的最大值為.13.(2024·山東濱州·二模)若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,則的取值范圍是.14.(2024·北京石景山·一模)設(shè)函數(shù),①若有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的一個(gè)取值可以是;②若是上的增函數(shù),則實(shí)數(shù)的取值范圍是.四、解答題15.(23-24高三上·四川成都·期末)已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;(2)對(duì),恒成立,求a的取值范圍.16.(23-24高二上·安徽·期末)已知函數(shù).(1)若在上單調(diào)遞增,求的取值范圍;(2)試討論函數(shù)的單調(diào)性.參考答案:題號(hào)12345678910答案AADDBDCDBCAB題號(hào)11答案ACD1.A【分析】由圖設(shè)溶液高度和液面半徑,用表示液體體積得到方程,求出,依題,對(duì)其求導(dǎo),賦值即得時(shí)液體高度的瞬時(shí)變化率.【詳解】
設(shè)注入溶液的時(shí)間為(單位:)時(shí),溶液的高為,液面半徑為,如圖可得,,則,即,則由,解得.由,當(dāng)時(shí),,即時(shí),圓錐容器內(nèi)的液體高度的瞬時(shí)變化率為.故選:A.2.A【分析】求出的導(dǎo)數(shù),求得切線的斜率為1,可得切線方程,再設(shè)與曲線相切的切點(diǎn)為,求得函數(shù)的導(dǎo)數(shù),由導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線的斜率,解方程可得的值,進(jìn)而得到的值.【詳解】由曲線,得,在處的切線斜率為,當(dāng)時(shí),,曲線在處的,即,曲線,導(dǎo)數(shù)為,設(shè)切點(diǎn)為,則,解得,切點(diǎn)在切線上,即有,得.故選:A.3.D【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程.【詳解】函數(shù),求導(dǎo)得,則,而,所以所求切線方程為,即.故選:D4.D【分析】根據(jù)切線的斜率的幾何意義可知,求出切點(diǎn),代入切線即可求出.【詳解】設(shè)切點(diǎn)為因?yàn)榍芯€,所以,解得(舍去)代入曲線得,所以切點(diǎn)為代入切線方程可得,解得.故選:D.5.B【分析】利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義及點(diǎn)到直線的距離公式即可求解.【詳解】令,得,代入曲線,所以的最小值即為點(diǎn)到直線的距離.故選:B.6.D【分析】求出根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的幾何意義,分別解以及,得出切點(diǎn)坐標(biāo),代入點(diǎn)斜式方程求解,即可得出答案.【詳解】由已知可得,,由導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得,曲線在點(diǎn)處的切線的斜率.對(duì)于A、B項(xiàng),由可得,,解得.當(dāng)時(shí),切點(diǎn)為,此時(shí)切線方程為,整理可得,切線方程為,故B項(xiàng)正確.當(dāng)時(shí),切點(diǎn)為,此時(shí)切線方程為,整理可得,切線方程為,故A項(xiàng)正確;對(duì)于C、D項(xiàng),由可得,,解得,切點(diǎn)為,此時(shí)切線方程為,整理可得,切線方程為,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.故選:D.7.C【分析】求導(dǎo)后結(jié)合基本不等式可得在上單調(diào)遞增,令g,從而可得在上單調(diào)遞增,且為奇函數(shù),從而可化為,求解即可.【詳解】,在上單調(diào)遞增.令,在上單調(diào)遞增,因?yàn)?,所以為奇函?shù),則化為所以,解得,.故選:C8.D【分析】由命題為假命題,得到為真命題.方法一:參數(shù)分離,并構(gòu)造函數(shù),通過導(dǎo)數(shù)求函數(shù)單調(diào)性求解;方法二:將轉(zhuǎn)化為直線與曲線沒有交點(diǎn),通過導(dǎo)數(shù)求切斜方程即可.【詳解】法一:由題可得為真命題,易知滿足,符合題意,此時(shí);當(dāng)時(shí),可變形為,令,則,當(dāng)時(shí),f'x<0;當(dāng)x∈1,+當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,且;當(dāng)x∈0,1時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)x∈1,+∞時(shí),單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),,作出函數(shù)的圖象如圖①所示,由題可知直線與函數(shù)的圖象沒有交點(diǎn),數(shù)形結(jié)合可得.法二:由題可得為真命題,即直線與曲線沒有交點(diǎn).設(shè)直線與曲線切于點(diǎn),由,得,則,所以,所以直線與曲線相切,若直線與曲線沒有交點(diǎn),如圖②所示,則.故選:D.9.BC【分析】應(yīng)用導(dǎo)數(shù)的幾何意義判斷A,結(jié)合數(shù)列的基礎(chǔ)運(yùn)算判斷B,C,D.【詳解】由于,所以,切線方程為,從而,.,A錯(cuò)誤;,B正確;,C正確;,,D錯(cuò)誤.故選:BC.10.AB【分析】首先利用函數(shù)的奇偶性得到函數(shù)的對(duì)稱軸和對(duì)稱中心,結(jié)合關(guān)系式的變換得到函數(shù)周期判斷B,利用特殊值代入判斷A,根據(jù)導(dǎo)函數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性結(jié)合關(guān)系式和偶函數(shù)定義判斷C,根據(jù)函數(shù)的關(guān)系式和單調(diào)性判斷D.【詳解】因?yàn)闉榕己瘮?shù),,故函數(shù)圖象關(guān)于直線對(duì)稱,f2x+1為奇函數(shù),1),函數(shù)圖象關(guān)于1,0對(duì)稱,對(duì)于B,,故2是函數(shù)的周期,函數(shù)為周期函數(shù),故B正確;對(duì)于A,,令,故f1=0,又,故A正確;對(duì)于C,,當(dāng)時(shí),f'x>0,即函數(shù)在上遞增,函數(shù)圖象關(guān)于1,0對(duì)稱,故函數(shù)在上遞減,故函數(shù)在上遞增,所以,故函數(shù)不是偶函數(shù),故C錯(cuò)誤;對(duì)于D,,故D錯(cuò)誤,故選:AB.【點(diǎn)睛】抽象函數(shù)的判斷一般會(huì)從函數(shù)奇偶性、周期性和對(duì)稱性的定義推得相關(guān)的函數(shù)性質(zhì);11.ACD【分析】根據(jù)函數(shù)的奇偶性和充分、必要條件的判定方法,可判定A正確;結(jié)合導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的單調(diào)性間的關(guān)系,結(jié)合充分、必要條件的判定方法,可判定B錯(cuò)誤;利用導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而求得的極小值,可判定C正確;結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì),結(jié)合,列出不等式,可判定D正確.【詳解】對(duì)于A中,當(dāng)時(shí),函數(shù),則滿足,所以為奇函數(shù),所以充分性成立;若為奇函數(shù),則,則恒成立,所以,所以必要性成立,所以A正確;對(duì)于B中,當(dāng)時(shí),,可得,所以為增函數(shù);由,當(dāng)為增函數(shù)時(shí),,所以“”是“為增函數(shù)”的充分不必要條件,所以B錯(cuò)誤;對(duì)于C中,由,若不等式的解集為且,則在上先增后減再增,則,解得,故,可得,令,解得或,當(dāng)內(nèi),,單調(diào)遞增;當(dāng)內(nèi),,單調(diào)遞減;當(dāng)內(nèi),,單調(diào)遞增,所以的極
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