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文檔簡介
2025年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題11導數(shù)及其應用一、多選題1.(2025·全國二卷·高考真題)已知是定義在R上的奇函數(shù),且當時,,則(
)A. B.當時,C.當且僅當 D.是的極大值點【答案】ABD【分析】對A,根據(jù)奇函數(shù)特點即可判斷;對B,利用代入求解即可;對C,舉反例即可;對D,直接求導,根據(jù)極大值點判定方法即可判斷.【詳解】對A,因為定義在上奇函數(shù),則,故A正確;對B,當時,,則,故B正確;對C,,故C錯誤;對D,當時,,則,令,解得或(舍去),當時,,此時單調(diào)遞增,當時,,此時單調(diào)遞減,則是極大值點,故D正確;故選:ABD.二、填空題2.(2025·全國一卷·高考真題)若直線是曲線的切線,則.【答案】【分析】法一:利用導數(shù)的幾何性質(zhì)與導數(shù)的四則運算求得切點,進而代入曲線方程即可得解;法二:利用導數(shù)的幾何性質(zhì)與導數(shù)的四則運算得到關于切點與的方程組,解之即可得解.【詳解】法一:對于,其導數(shù)為,因為直線是曲線的切線,直線的斜率為2,令,即,解得,將代入切線方程,可得,所以切點坐標為,因為切點在曲線上,所以,即,解得.故答案為:.法二:對于,其導數(shù)為,假設與的切點為,則,解得.故答案為:.3.(2025·全國二卷·高考真題)若是函數(shù)的極值點,則【答案】【分析】由題意得即可求解,再代入即可求解.【詳解】由題意有,所以,因為是函數(shù)極值點,所以,得,當時,,當單調(diào)遞增,當單調(diào)遞減,當單調(diào)遞增,所以是函數(shù)的極小值點,符合題意;所以.故答案為:.三、解答題4.(2025·上?!じ呖颊骖})已知.(1)若,求不等式的解集;(2)若函數(shù)滿足在上存在極大值,求m的取值范圍;【答案】(1)(2)且.【分析】(1)先求出,從而原不等式即為,構建新函數(shù),由該函數(shù)為增函數(shù)可求不等式的解;(2)求出函數(shù)的導數(shù),就分類討論后可得參數(shù)的取值范圍.【詳解】(1)因為,故,故,故,故即為,設,則,故在上為增函數(shù),而即為,故,故原不等式的解為.(2)在有極大值即為有極大值點.,若,則時,,時,,故為的極小值點,無極大值點,故舍;若即,則時,,時,,故為的極大值點,符合題設要求;若,則時,,無極值點,舍;若即,則時,,時,,故為的極大值點,符合題設要求;綜上,且.5.(2025·全國二卷·高考真題)已知函數(shù),其中.(1)證明:在區(qū)間存在唯一的極值點和唯一的零點;(2)設分別為在區(qū)間的極值點和零點.(i)設函數(shù)·證明:在區(qū)間單調(diào)遞減;(ii)比較與的大小,并證明你的結論.【答案】(1)證明見解析;(2)(i)證明見解析;(ii),證明見解析.【分析】(1)先由題意求得,接著構造函數(shù),利用導數(shù)工具研究函數(shù)的單調(diào)性和函數(shù)值情況,從而得到函數(shù)的單調(diào)性,進而得證函數(shù)在區(qū)間上存在唯一極值點;再結合和時的正負情況即可得證在區(qū)間上存在唯一零點;(2)(i)由(1)和結合(1)中所得導函數(shù)計算得到,再結合得即可得證;(ii)由函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減得到,再結合,和函數(shù)的單調(diào)性以以及函數(shù)值的情況即可得證.【詳解】(1)由題得,因為,所以,設,則在上恒成立,所以在上單調(diào)遞減,,令,所以當時,,則;當時,,則,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以在上存在唯一極值點,對函數(shù)有在上恒成立,所以在上單調(diào)遞減,所以在上恒成立,又因為,時,所以時,所以存在唯一使得,即在上存在唯一零點.(2)(i)由(1)知,則,,,則,,,即在上單調(diào)遞減.(ii),證明如下:由(i)知:函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以即,又,由(1)可知在上單調(diào)遞減,,且對任意,所以.6.(2025·北京·高考真題)已知函數(shù)的定義域是,導函數(shù),設是曲線在點處的切線.(1)求的最大值;(2)當時,證明:除切點A外,曲線在直線的上方;(3)設過點A的直線與直線垂直,,與x軸交點的橫坐標分別是,,若,求的取值范圍.【答案】(1)(2)證明見解析(3)【分析】(1)利用導數(shù)判斷其單調(diào)性,即可求出最大值;(2)求出直線的方程,再構造函數(shù),只需證明其最小值(或者下確界)大于零即可;(3)求出直線的方程,即可由題意得到的表示,從而用字母表示出,從而求出范圍.【詳解】(1)設,,由可得,當時,,單調(diào)遞增,當時,,單調(diào)遞減,所以的最大值為.(2)因為,所以直線的方程為,即,設,,由(1)可知,在上單調(diào)遞增,而,所以,當時,,單調(diào)遞減,當時,,單調(diào)遞增,且,而當時,,所以總有,單調(diào)遞增故,從而命題得證;(3)解法一:由題意,直線,直線,所以,,當時,,在上單調(diào)遞增,所以,所以,由(1)可得當時,,所以,所以.解法二:由可設,又,所以,即,因為直線的方程為,易知,所以直線的方程為,,.所以,由(1)知,當時,,所以,所以.7.(2025·天津·高考真題)已知函數(shù)(1)時,求在點處的切線方程;(2)有3個零點,且.(i)求a的取值范圍;(ii)證明.【答案】(1)(2)(i);(ii)證明見解析.【分析】(1)利用導數(shù)的幾何意義,求導數(shù)值得斜率,由點斜式方程可得;(2)(i)令,分離參數(shù)得,作出函數(shù)圖象,數(shù)形結合可得范圍;(ii)由(2)結合圖象,可得范圍,整體換元,轉(zhuǎn)化為,結合由可得,兩式作差,利用對數(shù)平均不等式可得,再由得,結合減元處理,再構造函數(shù)求最值,放縮法可證明不等式.【詳解】(1)當時,,,則,則,且,則切點,且切線的斜率為,故函數(shù)在點處的切線方程為;(2)(i)令,,得,設,則,由解得或,其中,;當時,,在上單調(diào)遞減;當時,,在上單調(diào)遞增;當時,,在上單調(diào)遞減;且當時,;當時,;如圖作出函數(shù)的圖象,要使函數(shù)有3個零點,則方程在內(nèi)有個根,即直線與函數(shù)的圖象有個交點.結合圖象可知,.故的取值范圍為;(ii)由圖象可知,,設,則,滿足,由可得,兩式作差可得,則由對數(shù)均值不等式可得,則,故要證,即證,只需證,即證,又因為,則,所以,故只需證,設函數(shù),則,當時,,則在上單調(diào)遞增;當時,,則在上單調(diào)遞減;故,即.而由,可知成立,故命題得證.8.(2025·全國一卷·高考真題)(1)設函數(shù),求在的最大值;(2)給定,設a為實數(shù),證明:存在,使得;(3)設,若存在使得對恒成立,求b的最小值.【答案】(1)(2)證明見解析(3)【分析】(1)利用導數(shù)結合三角變換得導數(shù)零點,討論導數(shù)的符號后得單調(diào)性,從而可求最大值;或者利用均值不等式可求最大值.(2)利用反證法可證三角不等式有解;(3)先考慮時的范圍,對于時,可利用(2)中的結論結合特值法求得,從而可得的最小值;或者先根據(jù)函數(shù)解析特征得,再結合特值法可得,結合(1)的結果可得的最小值.【詳解】(1)法1:,因為,故,故,當時,即,當時,即,故在上為增函數(shù),在為減函數(shù),故在上的最大值為.法2:我們有.所以:.這得到,同時又有,故在上的最大值為,在上的最大值也是.(2)法1:由余弦函數(shù)的性質(zhì)得的解為,,若任意與交集為空,則且,此時無解,矛盾,故無解;故存在,使得,法2:由余弦函數(shù)的性質(zhì)知的解為,若每個與交集都為空,則對每個,必有或之一成立.此即或,但長度為的閉區(qū)間上必有一整數(shù),該整數(shù)不滿足條件,矛盾.故存在,使得成立.(3)法1:記,因為,故為周期函數(shù)且周期為,故只需討論的情況.當時,,當時,,此時,令,則,而,,故,當,在(2)中取,則存在,使得,取,則,取即,故,故,綜上,可取,使得等號成立.綜上,.法2:設.①一方面,若存在,使得對任意恒成立,則對這樣的,同樣有.所以對任意恒成立,這直接得到.設,則根據(jù)恒成立,有所以均不超過,再結合,就得到均不超過.假設,則,故.但這是不可能的,因為三個角和單位圓的交點將單位圓三等分,這三個點不可能都在直線左側.所以假設不成立,這意味著.②另一方面,若,則由(1)中已經(jīng)證明,知存在,使得.從而滿足題目要求.綜合上述兩個方面,可知的最小值是.一、單選題1.(2025·湖南長沙·二模)已知函數(shù)在上單調(diào)遞減,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】首先對原函數(shù)進行求導,根據(jù)題意導數(shù)小于0,然后根據(jù)正弦函數(shù)的性質(zhì)確定其最值即可求出的取值范圍.【詳解】由題意得在上恒成立,則.因為,要使得不等式恒成立,則.故選:D.2.(2025·四川·三模)已知直線是曲線的一條切線,則(
)A.1 B.2 C. D.【答案】C【分析】求導得,設切點為,根據(jù),求出切點坐標,再代入原函數(shù)即可.【詳解】設,,設切點為,根據(jù)切線斜率為1,則,解得,則,則切點坐標為,則,解得.故選:C.3.(2025·吉林長春·一模)已知函數(shù)的極大值為,則(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】借助導數(shù),判定函數(shù)單調(diào)性,再結合極大值為,對分類討論求出,驗證即可.【詳解】由題意,,則,令,解得或,當時,在,上滿足,單調(diào)遞增,在上滿足,單調(diào)遞減,所以在處取得極大值,,解得,當時,在,上滿足,單調(diào)遞增,在上滿足,單調(diào)遞減,所以在處取得極大值,,不符合題意,當時,,在R上單調(diào)遞增,無極值,不符合題意,綜上所述,.故選:D.4.(2025·云南·一模)設,,,則,,的大小關系為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)已知條件構造函數(shù),利用導數(shù)判斷函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞增,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性得不等式求解.【詳解】設,,則.令得,所以函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減.因為,所以,即,所以.故選:C5.(2025·山東菏澤·一模)已知函數(shù)在區(qū)間單調(diào),則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】先對函數(shù)求導,令導數(shù)等于0,求出增減區(qū)間,進而得到或,即可求得結果.【詳解】由已知得,當時,令,得,令,解得;令,解得;故在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以若在區(qū)間上單調(diào),則需滿足或,即或,所以的取值范圍是故選:B6.(2025·廣西河池·二模)已知函數(shù),則以下最不可能是其圖像的是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】當時,,求導確定函數(shù)的單調(diào)性、最值即可判斷B;當時,,求導確定函數(shù)的單調(diào)性、最值即可判斷C;當時,,根據(jù)對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)即可判斷C;時,求確定函數(shù)的極值點即可判斷A.【詳解】已知函數(shù),當時,,則,令得,所以當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,且則選項B是函數(shù)的部分圖像;當時,,則,令得,所以當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,且則選項C是函數(shù)的部分圖像;當時,,則在上單調(diào)遞增,且,選項D是的部分圖像,對于A選項,顯然,,令得,所以一定有極值點,故A選項不符合.故選:A.7.(2025·山西·三模)已知函數(shù)的圖象上兩點,處的切線互相垂直,則的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】求導,由題意可得,可得,分類討論可求得.【詳解】,,,根據(jù)題意,則有,當時,顯然不成立,所以,若,,不滿足題意;若,則恒成立,解得.故選:B.8.(2025·湖北黃岡·三模)已知函數(shù),則的最小值是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】由解析式可分析得到的一個周期為,則只需考慮在上的值域即可,利用導函數(shù)求得其最值即可.【詳解】由題的一個周期為,故只需考慮在上的值域,,當或時,,當時,,所以函數(shù)在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,因此的極小值為,極大值為,又易知,所以函數(shù)在上的值域為,結合函數(shù)的最小正周期為,所以函數(shù)的值域為所以的最小值為,故選:B9.(2025·山東煙臺·三模)若不等式恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為(
).A. B. C. D.【答案】C【分析】先化簡轉(zhuǎn)化為恒成立,再構造函數(shù),結合函數(shù)單調(diào)性求出最值解題.【詳解】因為,即,令,則恒成立,則恒成立,令,則,當時,;當時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,所以,故a的取值范圍為.故選:C.10.(2025·安徽蚌埠·三模)已知函數(shù)及其導函數(shù)的定義域都是,若函數(shù)是偶函數(shù),也是偶函數(shù),且,則實數(shù)a的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】由偶函數(shù)的定義結合導數(shù)可得出,由已知可得出,可求出的表達式,利用導數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,可知函數(shù)在上為減函數(shù),再由可得出,可得出關于實數(shù)的不等式,解之即可.【詳解】因為為偶函數(shù),則,等式兩邊求導可得,①因為函數(shù)為偶函數(shù),則,②聯(lián)立①②可得,令,則,且不恒為零,所以,函數(shù)在上為減函數(shù),即函數(shù)在上為減函數(shù),故當時,,所以,函數(shù)在上為減函數(shù),由可得,所以,,整理可得,解得或.故選:D.11.(2025·河南南陽·三模)已知函數(shù)與存在公切線,則實數(shù)的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】設出兩切點,由導數(shù)的意義求出切線方程,轉(zhuǎn)化為方程組有解問題,消去后構造函數(shù),求導分析單調(diào)性可得最值.【詳解】設公切線與函數(shù)及函數(shù)的切點分別為,,且,,故兩切線方程為,,即,,與存在公切線,所以有解,消去后得:,令,,易得在上單調(diào)遞增,且時,;時,,故在區(qū)間上遞減,在上遞增.所以,的最小值為,即的最小值為,即實數(shù)的最小值為.故選:B.12.(2025·浙江寧波·三模)已知函數(shù),其中,5為的極小值點.若在內(nèi)有最大值,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】對函數(shù)求導得,結合研究的區(qū)間單調(diào)性,進而確定極值點,再由區(qū)間存在最大值得,即可求范圍.【詳解】由題設,由,所以,當或時,,即在、上單調(diào)遞增,當時,,即在上單調(diào)遞減,所以極小值點為,極大值點為,而,且,所以,只需,即,所以.故選:D13.(2025·湖南益陽·三模)若函數(shù)有兩個零點,則a的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】分類討論的值,再根據(jù)導數(shù)分析的單調(diào)性,結合函數(shù)有兩個零點,即可求解范圍.【詳解】函數(shù)的定義域為.當時,令,在只有一個零點,不合題意;當時,,當時,,則在單調(diào)遞增,,所以在只有一個零點,不合題意;當時,令,當時,,在單調(diào)遞減,當時,,在單調(diào)遞增,又時,,若有兩個零點,則,設,令,解得,當時,,則在上單調(diào)遞增,當時,,則在上單調(diào)遞減,所以,所以,故選:C.14.(2025·遼寧大連·三模)已知,若存在,使得,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】通過同構,令得到,通過確定單調(diào)性,得到,問題轉(zhuǎn)化成,在有解,進而可求解.【詳解】由題意可得:,即,令,即存在使得,構造,,由,可得,由,可得,所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,又,所以,即存在,使得,參變分離得到,令,易得當時,,當時,,所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,最小值為,當時,,所以的值域為:,所以實數(shù)的取值范圍是,故選:B二、多選題15.(2025·山東·三模)已知函數(shù)是定義在R上的奇函數(shù),當時,,則(
)A.當時,B.函數(shù)有2個零點C.函數(shù)在點處的切線方程為D.,都有【答案】ACD【分析】對于A,由奇函數(shù)性質(zhì)驗算即可;對于B,由零點定義解方程即可;對于C,只需求出即可;對于D,只需算出函數(shù)的值域即可.【詳解】對于A,當時,則,,因為是定義在R上的奇函數(shù),所以,故A對.對于B,時,令,解得,由是定義在R上的奇函數(shù),所以時,又;故函數(shù)有3個零點,故B不對.對于C,對求導得,所以,故所求切線為,即,所以C對.對于D,當時,,,當時,,函數(shù)在上單調(diào)遞增,當時,,函數(shù)在上單調(diào)遞減,且當時,,時,所以由是定義在R上的奇函數(shù),故當時,,因此對,都有,故D對.故選:ACD.16.(2025·遼寧大連·三模)已知函數(shù)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),且方程有3個實數(shù)根,它們分別是.則(
)A.B.若是對稱中心,則極小值是-12C.D.【答案】ABD【分析】根據(jù)函數(shù)極值,單調(diào)性,零點,與導函數(shù)之間的關系,以及函數(shù)對稱性,列出等式,分別判斷各選項的正誤.【詳解】已知函數(shù)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),所以在取得極大值,則,由,得,所以A正確.方程有一個根是,則,得,由函數(shù)對稱中心是,可得,代入得,化簡得,聯(lián)立,解得,則,求導得,令,解得或,可知函數(shù)在單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以在處取得極小值,則,所以B錯誤.已知,可得,因為在上是減函數(shù),所以,即,解得.由,得,則,由,可得,所以,所以C正確.因為方程有3個實數(shù)根,所以設,所以,得,由得,因為,所以,所以,所以D正確.故選:ACD.17.(2025·廣東廣州·三模)設定義在上的函數(shù)與的導函數(shù)分別為和,若,,且為奇函數(shù),則下列說法中一定正確的是(
)A.函數(shù)的圖象關于對稱 B.C. D.【答案】ACD【分析】根據(jù)為奇函數(shù)推出對稱中心,根據(jù)逆向思維得到,代入推出的對稱軸為,進一步得到周期為4,從而周期也為4,算出時的函數(shù)值以及一個周期內(nèi)的值即可求解.【詳解】因為,則,因為,所以,用去替,所以有,所以有,令,則,則,故,用換,可得,則函數(shù)的圖象關于對稱,故A正確;由為奇函數(shù),則過,圖象向右移動兩個單位得到過,故圖象關于對稱,;,而,所以有,則的周期.綜上,可得,,,故C正確;是由的圖象移動變化而來,故的周期也是4,因為,,所以,,所以,故B錯誤;,周期為4,,,,,故,故D正確.故選:ACD.18.(2025·四川·三模)已知是函數(shù)的極大值點,則(
)A.函數(shù)的極小值為0B.若,則C.若,則有3個相異的零點D.若(其中),則【答案】ACD【分析】根據(jù)題意,求得,得到,求得,得出函數(shù)的單調(diào)性與極值(點),可判定A正確;當時,得到,結合函數(shù)的單調(diào)性,可判定B錯誤;作出函數(shù)的圖象,結合圖象,可得判定C正確;根據(jù)題意,轉(zhuǎn)化為證明,構造,利用導數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性,結合函數(shù)的單調(diào)性,即可求解.【詳解】對于A中,由函數(shù),可得,因為是的極大值點,所以,解得,所以,可得,當時,,單調(diào)遞增;當時,單調(diào)遞減;當時,單調(diào)遞增,所以函數(shù)的極大值點為,極小值點為0,所以A正確;對于B中,當時,,則,因為在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以,所以B錯誤;對于C中,由,且當時,,當時,,可得的圖象,如圖所示,當時,有3個相異零點,所以C正確;對于D中,因為,要證,只需證明,由在上單調(diào)遞增,需證明,即當時,證明,構造函數(shù)(其中),則,當時,,則在上單調(diào)遞增,所以,即當時,,所以,所以,所以D正確.故選:ACD.三、填空題19.(2025·山西晉中·三模)若函數(shù),則曲線在點處的切線方程為.【答案】【分析】求導,令,求得,進而可求解.【詳解】因為,所以,令,得,解得,所以,則,所以曲線在點處的切線方程為,即.故答案為:20.(2025·黑龍江哈爾濱·二模)已知曲線在處的切線與曲線相切,則.【答案】【分析】利用導數(shù)的幾何意義求出在處的切線方程,設切點為,即可得到方程組,解得即可.【詳解】由,則,則,又當時,所以曲線在處的切線為;對于,可得,設切點為,則,解得.故答案為:.21.(2025·江蘇揚州·三模)若函數(shù)的最小值為2,則實數(shù)a的值是.【答案】1【分析】由函數(shù)求導,根據(jù)參數(shù)與零的大小關系,利用導數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關系,求得函數(shù)最小值,建立方程,可得答案.【詳解】由,求導可得,當時,令,可得,由可得,由得,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故,解得;當時,,顯然函數(shù)在上單調(diào)遞減,故不合題意;當時,,函數(shù)在上單調(diào)遞減,故不合題意.故答案為:22.(2025·湖南益陽·三模)設實數(shù),,使成立,則實數(shù)α的取值范圍.【答案】【分析】將問題轉(zhuǎn)化為不等式在上能成立,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性求出即可.【詳解】由,得,即不等式在上能成立.設,則,令,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則,所以,即實數(shù)a的取值范圍為.故答案為:23.(2025·甘肅金昌·二模)函數(shù)的最小值為.【答案】【分析】由,去絕對值,求導確定函數(shù)單調(diào)性,進而可求解.【詳解】函數(shù)的定義域為.當時,易知在上單調(diào)遞增,.當時,.,令,解得,可得:當,,當,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,則,,所以函數(shù)的最小值為.故答案為:24.(2025·甘肅金昌·二模)若函數(shù)有兩個極值點,則實數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】求導,通過,,結合有兩個變號零點,討論求解.【詳解】由題意,得,若,則,此時函數(shù)在上單調(diào)遞減,不可能存在兩個極值點,舍去,若,則由題意,得關于的方程在上有兩個不相等的實數(shù)根,所以,解得,故實數(shù)的取值范圍為.,故答案為:25.(2025·甘肅白銀·二模)若曲線恒在直線的上方,則實數(shù)a的取值范圍是.【答案】【分析】利用數(shù)形轉(zhuǎn)化,等價于研究恒成立的,再同構函數(shù),求導可求最小值,最后利用不等式恒成立可求參數(shù)范圍.【詳解】由曲線恒在直線的上方,可得,令,因為,所以,則構造,求導得,當時,,則在上單調(diào)遞減,當時,,則在上單調(diào)遞增,所以有,此時,根據(jù)函數(shù)圖象的交點可知:即存在正數(shù)使得,此時,要滿足對任意恒成立,則必須要使得時也要成立,即,解得,這是必要性,再證明充分性,當,所以實數(shù)a的取值范圍是,故答案為:26.(2025·陜西西安·二模)若M是曲線上任意一點,則點M到直線的最小距離為.【答案】【分析】設與直線平行的直線與曲線相切于點,由導數(shù)的幾何意義結合題意求出切點坐標,再由點到直線的距離公式計算即可.【詳解】由得,當時,,當時,,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且,則作出和圖像如圖:則曲線上任意一點M到直線的最小距離,即為斜率為3的切線的切點到直線的距離;設與直線平行的直線與曲線相切于點,因為,所以,即,解得或(舍去),所以,即切點為,所以切點到直線的距離為.故答案為:.27.(2025·山東日照·二模)定義在區(qū)間D上的函數(shù),若存在正數(shù)K,對任意的,不等式恒成立,則稱函數(shù)在區(qū)間D上滿足K-條件.若函數(shù)在區(qū)間上滿足K-條件,則K的最小值為.【答案】【分析】先求出在區(qū)間的單調(diào)性,再結合K-條件的定義進行分析,從而求K的取值范圍,即可求出K的最小值.【詳解】因為,令,,當時,,所以在上單調(diào)遞減,又因為,所以在上恒成立,所以,則在上單調(diào)遞增,設,所以,若函數(shù)在區(qū)間上滿足K-條件因此對任意恒成立,所以對任意恒成立,則對任意恒成立,令,所以在上單調(diào)遞減,在恒成立,所以,又因為在上單調(diào)遞減,.所以,所以K的最小值為.故答案為:.28.(2025·河南·二模)已知函數(shù),若,使得有三個零點,則a的取值范圍為,在這三個零點處的切線斜率的倒數(shù)之和為.【答案】0【分析】由有三個零點,則有兩個不相等的實數(shù)根,即可求解的取值范圍;由題得,得出,根據(jù)導數(shù)的幾何意義計算即可.【詳解】因為有三個零點,且,所以有兩個不相等的實數(shù)根,所以,解得,故a的取值范圍為.由題得,所以,同理,,故.故答案為:,0.四、解答題29.(2025·安徽蚌埠·三模)已知函數(shù).(1)若,討論函數(shù)在的單調(diào)性;(2)若在上有唯一的零點,求實數(shù)a的最小值.【答案】(1)在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2)1.【分析】(1)利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性即可;(2)求出,利用導數(shù)求的最值,即可得參數(shù)范圍.【詳解】(1)由條件,則,由,所以,令,則,得或,令,則,得,所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(2)由,則,令,則,所以當時,單調(diào)遞增,又,所以,,所以在上單調(diào)遞增,,由題意,,解得,所以a的最小值為1.30.(2025·遼寧盤錦·三模)已知函數(shù).(1)當時,討論的單調(diào)性;(2)若,,求實數(shù)λ的取值范圍.【答案】(1)答案見解析(2)【分析】(1)求出導數(shù),解不等式得到的增區(qū)間,解不等式得到的減區(qū)間;(2)分離參數(shù)后構造函數(shù),利用導數(shù)研究其最值即可求解恒成立問題.【詳解】(1)依題意,,,由得.當時,.令,得,,故當時,,故當時,,當時,,當時,,所以在單調(diào)遞增;在單調(diào)遞減;在單調(diào)遞增.(2)令,因為,所以,故,令,則,令,則,易知為減函數(shù),則在[2,4]上,,故在[2,4]上單調(diào)遞減,則,故,在[2,4]上單調(diào)遞減,故,故實數(shù)λ的取值范圍為.31.(2025·廣東廣州·三模)已知函數(shù).(1)當時,求曲線在處的切線方程;(2)討論函數(shù)的單調(diào)性.(3)若存在極大值,且極大值不大于,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)(2)答案見解析(3)【分析】(1)根據(jù)導函數(shù)的幾何意義,求在函數(shù)圖形上一點的切線方程.(2)根據(jù)函數(shù)單調(diào)性與導函數(shù)的關系,對參數(shù)進行分類討論,求出各類別中導函數(shù)的正負,求出函數(shù)單調(diào)區(qū)間.(3)根據(jù)對函數(shù)單調(diào)性的討論情況,找到極大值點,求出極大值,列出極大值不等式,求出參數(shù)范圍.【詳解】(1)當時,,,則,,所以切線方程為,化簡得.(2)由可得,則,即函數(shù)定義域為,當時,恒成立,所以在上單調(diào)遞增.當時,令,即,解得,因為定義域為,所以,由,可得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,綜上所述:當時,在上單調(diào)遞增;當時,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.(3)由(2)可知當時函數(shù)無極值點,當時函數(shù)在處有極大值,可得,代入得,化簡得,令,則,因為,所以,在上單調(diào)遞增,因為,所以解得,所以實數(shù)的取值范圍是.32.(2025·河北邢臺·三模)已知函數(shù).(1)當時,點在曲線上運動,過點作切線可得到一系列的切線,,,,稱其為“動態(tài)切線系列”,試探討“動態(tài)切線系列”中是否存在兩條切線平行于軸;(寫出推理依據(jù))(2)若分別是的兩個不等的極值點.①求實數(shù)的取值范圍;②證明:.【答案】(1)存在(2)①;②證明見解析【分析】(1)當時,若“動態(tài)切線系列”中存在兩條切線平行于軸,則方程有兩個不等的實數(shù)根,記,利用導數(shù)研究函數(shù)零點即可得證;(2)①先求,由分別是的兩個不等的極值點即可求解;②由分別是方程的兩個不等的實根,不妨設,則,,要證,即證,設,利用導數(shù)研究單調(diào)性即可得知.【詳解】(1)當時,,,若“動態(tài)切線系列”中存在兩條切線平行于軸,則方程有兩個不等的實數(shù)根,記,所以,當時,,單調(diào)遞減,即單調(diào)遞減;當時,,單調(diào)遞增,即單調(diào)遞增,又因為,,,所以,使得,,使得,所以方程有兩個不等的實數(shù)根,所以“動態(tài)切線系列”中存在兩條切線平行于軸.(2)①因為,所以定義域為,且,由切線不等式易知(當且僅當時,等號成立),即恒成立,所以當時,,在上單調(diào)遞增,不符合題意,因為分別是方程的兩個不等的實數(shù)根,所以,即,所以實數(shù)的取值范圍為.②證明:因為分別是方程的兩個不等的實根,所以不妨設,則,即,.要證,即證.當時,,由①知,且有,設,則.設,則,所以在上單調(diào)遞增,所以,所以,即在上單調(diào)遞減.因為,所以,即.因為,所以.因為,所以.由①可知在上單調(diào)遞增,所以,即得證.33.(2025·廣東汕頭·三模)已知函數(shù).(1)當時,討論的單調(diào)性;(2)若有兩個零點,為的導函數(shù).(i)求實數(shù)的取值范圍;(ii)記較小的一個零點為,證明:.【答案】(1)在上單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增;(2)(i);(ii)證明見解析.【分析】(1)利用導數(shù),根據(jù)導數(shù)正負得到函數(shù)的單調(diào)性;(2)(i)先討論單調(diào)性,根據(jù)有兩個零點得出最小值,即可得的取值范圍;(ii)結合(i)知,要證,即證,即,分和進行證明.【詳解】(1)當時,,函數(shù)的定義域為,,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減;當時,,函數(shù)單調(diào)遞增.綜上所述,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.(2)(i)函數(shù)的定義域為,,①當時,,函數(shù)在單調(diào)遞減,至多有一個零點,不符合題意;②當時,令,解得,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減;當時,,函數(shù)單調(diào)遞增.∴當時,取得最小值,最小值為.因為函數(shù)有兩個零點,且時,,時,,所以.設,易知函數(shù)在單調(diào)遞增.因為,所以的解集為.綜上所述,實數(shù)的取值范圍是.(ii)因為,由,結合(i)知,要證,即證,即,當時,因為,,不等式恒成立;當時,由得.即證.即證.即證.設,,由,所以在單調(diào)遞增.所以,故原不等式成立.所以.34.(2025·北京海淀·三模)已知函數(shù).(1)求曲線在點處的切線;(2)當時,討論函數(shù)的單調(diào)性;(3)當時,若對任意的,恒成立,求的取值范圍.【答案】(1)(2)的減區(qū)間為,增區(qū)間為(3)【分析】(1)根據(jù)導數(shù)的幾何意義即可求解;(2)根據(jù)導數(shù)即可判斷單調(diào)區(qū)間;(3)構造函數(shù)對任意恒成立,據(jù)此根據(jù)導數(shù)求解即可.【詳解】(1)由,得,則,又,所以曲線在點處的切線為;(2)當時,,所以,令,則,所以在單調(diào)遞增,且,所以當時,,則,函數(shù)單調(diào)遞減,當時,,則,函數(shù)單調(diào)遞增,所以函數(shù)的減區(qū)間為,增區(qū)間為;(3)設,則,因為時,所以為增函數(shù),又在上都是增函數(shù),所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,且,當即時,,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以,所以時,符合題意;②當即時,,又,當即時,恒成立,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以,此時不符合題意;當即時,存在,使得,且當時,,當時,,即函數(shù)在上單調(diào)遞減,此時,不符合題意;綜上所述,的取值范圍是35.(2025·云南·二模)已知常數(shù),函數(shù).(1)若,求的取值范圍;(2)若、是的零點,且,證明:.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)求出函數(shù)的定義域與導函數(shù),即可得到函數(shù)的單調(diào)性,求出函數(shù)的最小值,依題意,即可求出的取值范圍;(2)由(1)不妨設,設,利用導數(shù)說明函數(shù)的單調(diào)性,即可得到,結合及的單調(diào)性,即可證明.【詳解】(1)由已知得的定義域為,且,當時,,即在上單調(diào)遞減;當時,,即在上單調(diào)遞增.所以在處取得極小值即最小值,,,,即的取值范圍為.(2)由(1)知,的定義域為,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且是的極小值點.、是的零點,且,、分別在、上,不妨設,設,則當時,,即在上單調(diào)遞減.,,即,,,,,又,在上單調(diào)遞增,,即.【點睛】方法點睛:(1)給定函數(shù)比較大小的問題,需判斷函數(shù)單調(diào)性,根據(jù)單調(diào)性以及需要比較的數(shù)值構造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性可比較大??;(2)極值點偏移法證明不等式,先求函數(shù)的導數(shù),找到極值點,分析兩根相等時兩根的范圍,根據(jù)范圍以及函數(shù)值相等構造新的函數(shù),研究新函數(shù)的單調(diào)性及最值,判斷新函數(shù)小于或大于零恒成立,即可證明不等式.36.(2025·江蘇揚州·三模)已知函數(shù).(1)若,且,求a的最小值;(2)證明:曲線是中心對稱圖形;(3)若當且僅當,求b的取值范圍.【答案】(1)(2)證明見解析(3)【分析】(1)求出導函數(shù),利用列不等式求解即可.(2)先判斷定義域關于原點對稱,再設為圖象上任意一點,然后利用指數(shù)運算判斷點也在圖象上,即可證明.(3)由題意,為的一個解,可得,設,則有在上恒成立,多次求導,利用導數(shù)研究的單調(diào)性,解不等式即可求解.【詳解】(1)時,,則,因為,當且僅當時等號成立,故,而成立,故,即,所以的最小值為.(2)的定義域為.設為圖象上任意一點,關于的對稱點為,因為在圖象上,故,而,所以也在圖象上,由的任意性可得圖象為中心對稱圖形,且對稱中心為.(3)因為當且僅當,故為的一個解,所以,可得,依題意在上恒成立,設,則,則有在上恒成立,因為,可設,所以①當時,由知,,所以,所以在單調(diào)遞增.1.當,即時,對任意都成立,所以在上單調(diào)遞減,則;2.當,即時,而當時,,所以,使,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,所以舍去;②當時,所以在上單調(diào)遞增,則,所以舍去;③當時,與在上都單調(diào)遞增,所以在上單調(diào)遞
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