十年(2016-2025)高考數(shù)學(xué)真題分類匯編26導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用解答題(八大考點(diǎn)100題)(解析版)_第1頁(yè)
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(2016-2025)十年高考真題分類匯編(2016-2025)十年高考真題分類匯編PAGE2PAGE1專題26導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用解答題(八大考點(diǎn),100題)考點(diǎn)十年考情(2016-2025)命題趨勢(shì)考點(diǎn)01:導(dǎo)數(shù)的幾何意義2025年北京卷:切線方程、切線與曲線位置關(guān)系、交點(diǎn)橫坐標(biāo)計(jì)算;2024年新課標(biāo)Ⅱ卷:切線方程、函數(shù)極小值與參數(shù)范圍;2023年全國(guó)乙卷:切線方程、函數(shù)對(duì)稱性;2023年北京卷:由切線斜率求參數(shù);2022年全國(guó)乙卷:切線方程、函數(shù)零點(diǎn)與參數(shù);2022年北京卷:切線方程;2021年天津卷:切線方程、極值點(diǎn)唯一性;2020年北京卷:切線方程、三角形面積最值;2018年全國(guó)I卷:由切線斜率求參數(shù)、極值點(diǎn)與參數(shù);2018年北京卷:由切線斜率求參數(shù)、極值點(diǎn)與參數(shù);2016年北京卷:由切線斜率求參數(shù)、函數(shù)單調(diào)性;2016年山東卷:切線方程、函數(shù)單調(diào)性與極值1.切線方程求解是基礎(chǔ)且高頻考點(diǎn),常結(jié)合曲線性質(zhì)、參數(shù)范圍綜合考查。2.導(dǎo)數(shù)幾何意義與函數(shù)其他性質(zhì)(極值、零點(diǎn)等)關(guān)聯(lián)命題趨勢(shì)明顯,注重知識(shí)融合與應(yīng)用能力。考點(diǎn)02:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性2025年全國(guó)二卷:?jiǎn)握{(diào)性、極值點(diǎn)與零點(diǎn)唯一性;2024年上海卷:“最近點(diǎn)”、函數(shù)單調(diào)性;2023年北京卷:函數(shù)單調(diào)性區(qū)間;2023年全國(guó)甲卷:?jiǎn)握{(diào)性、不等式恒成立求參數(shù);2022年北京卷:?jiǎn)握{(diào)性證明、不等式證明;2021年全國(guó)甲卷:?jiǎn)握{(diào)性、曲線交點(diǎn);2021年全國(guó)甲卷:?jiǎn)握{(diào)性、不等式恒成立;2020年全國(guó)I卷:?jiǎn)握{(diào)性、零點(diǎn)個(gè)數(shù)與參數(shù);2019年全國(guó)II卷:?jiǎn)握{(diào)性與極值點(diǎn)唯一性;2018年全國(guó)I卷:?jiǎn)握{(diào)性、不等式證明;2016年全國(guó)II卷:?jiǎn)握{(diào)性、極值與參數(shù);2016年山東卷:?jiǎn)握{(diào)性區(qū)間、極值1.單調(diào)性分析是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用核心,貫穿函數(shù)性質(zhì)研究,與極值、最值、不等式等深度融合。2.結(jié)合不等式恒成立、零點(diǎn)問(wèn)題考查成為趨勢(shì),強(qiáng)調(diào)分類討論、構(gòu)造函數(shù)等思想方法運(yùn)用,注重邏輯推理與數(shù)學(xué)建模能力??键c(diǎn)03:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值2025年上海卷:函數(shù)極值存在參數(shù)范圍;2024年全國(guó)甲卷:函數(shù)極值、不等式恒成立求參數(shù);2023年全國(guó)乙卷:極值存在參數(shù)范圍;2023年新課標(biāo)Ⅱ卷:極值點(diǎn)與參數(shù)范圍;2021年全國(guó)乙卷:極值點(diǎn)與曲線公共點(diǎn);2021年天津卷:極值點(diǎn)唯一性、參數(shù);2019年全國(guó)II卷:極值點(diǎn)與零點(diǎn)性質(zhì);2018年浙江卷:極值與參數(shù)范圍;2018年北京卷:極值點(diǎn)與參數(shù)范圍1.極值存在性、極值點(diǎn)與參數(shù)關(guān)系是考查重點(diǎn),常與函數(shù)單調(diào)性、零點(diǎn)等結(jié)合。2.從單一極值求解向綜合分析極值對(duì)函數(shù)整體性質(zhì)(如零點(diǎn)個(gè)數(shù)、不等式成立)影響轉(zhuǎn)變,突出對(duì)導(dǎo)數(shù)工具性和函數(shù)本質(zhì)的理解。考點(diǎn)04:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值2025年全國(guó)一卷:三角函數(shù)最值;2020年北京卷:切線圍成三角形面積最值;2019年江蘇卷:函數(shù)極大值證明;2017年江蘇卷:極值與最值總和范圍1.最值求解常與實(shí)際問(wèn)題、幾何圖形結(jié)合,體現(xiàn)導(dǎo)數(shù)在優(yōu)化問(wèn)題中的應(yīng)用。2.從單純函數(shù)最值計(jì)算向最值與函數(shù)其他性質(zhì)(極值、單調(diào)性)協(xié)同考查發(fā)展,注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用和實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化能力??键c(diǎn)05:不等式證明2025年全國(guó)一卷:三角函數(shù)不等式證明;2023年新課標(biāo)Ⅱ卷:三角函數(shù)不等式證明;2022年浙江卷:切線相關(guān)不等式證明;2022年北京卷:不等式證明;2021年全國(guó)乙卷:不等式證明;2019年全國(guó)II卷:零點(diǎn)性質(zhì)不等式證明;2018年全國(guó)I卷:不等式證明1.不等式證明作為導(dǎo)數(shù)應(yīng)用難點(diǎn),常通過(guò)構(gòu)造函數(shù),利用單調(diào)性、極值、最值證明,是考查數(shù)學(xué)思維和創(chuàng)新能力的重要載體。2.與函數(shù)零點(diǎn)、曲線交點(diǎn)等問(wèn)題交叉命題,強(qiáng)調(diào)知識(shí)遷移和方法靈活運(yùn)用,對(duì)邏輯推理和數(shù)學(xué)表達(dá)要求高??键c(diǎn)06:零點(diǎn)問(wèn)題2025年全國(guó)二卷:零點(diǎn)唯一性證明;2024年新課標(biāo)Ⅱ卷:零點(diǎn)與參數(shù)范圍;2022年全國(guó)乙卷:零點(diǎn)與參數(shù)范圍;2021年全國(guó)甲卷:曲線交點(diǎn)(零點(diǎn));2020年全國(guó)I卷:零點(diǎn)個(gè)數(shù)與參數(shù)范圍;2019年全國(guó)II卷:零點(diǎn)與極值點(diǎn)性質(zhì)1.零點(diǎn)個(gè)數(shù)判斷、零點(diǎn)與參數(shù)關(guān)系是高頻考點(diǎn),緊密圍繞函數(shù)單調(diào)性、極值、最值展開(kāi)分析。2.從單一函數(shù)零點(diǎn)向多函數(shù)交點(diǎn)(等價(jià)于零點(diǎn))、零點(diǎn)分布與函數(shù)性質(zhì)綜合考查轉(zhuǎn)變,突出導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題中的關(guān)鍵作用,注重?cái)?shù)形結(jié)合思想應(yīng)用??键c(diǎn)01:導(dǎo)數(shù)的幾何意義1.(2025·北京·高考真題)已知函數(shù)f(x)的定義域是-1,+∞,f0=0,導(dǎo)函數(shù)f'x=(1)求f'(2)當(dāng)-1<a<0時(shí),證明:除切點(diǎn)A外,曲線y=f(x)在直線l1(3)設(shè)過(guò)點(diǎn)A的直線l2與直線l1垂直,l1,l2與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別是x1,x【答案】(1)1(2)證明見(jiàn)解析(3)e〖祥解〗(1)利用導(dǎo)數(shù)判斷其單調(diào)性,即可求出最大值;(2)求出直線l1的方程,再構(gòu)造函數(shù)h(3)求出直線l2的方程,即可由題意得到x1,x2的表示,從而用字母【詳析】(1)設(shè)gx=f由g'x=0可得x=e-1,當(dāng)x∈當(dāng)x∈e-1,+∞時(shí),g所以f'x的最大值為(2)因?yàn)閒'a=ln1+a1+a,所以直線設(shè)hx=fx由(1)可知,f'x在x∈-1,所以,當(dāng)-1<x<a時(shí),h'x<0當(dāng)0>x>a時(shí),h'x>0,h而當(dāng)x≥0時(shí),f'x=ln1+x故hx(3)解法一:由題意,直線l1:y=f所以x1=-f當(dāng)x>0時(shí),f'x=ln1+x所以fa所以2a-=-由(1)可得當(dāng)a>0時(shí),f'所以f'所以2a-x解法二:由f'x=ln1+x1+x可設(shè)fx因?yàn)橹本€l1的方程為y=ln1+a所以直線l2的方程為y=-x1=a-1+a所以2a-=1-ln21+a1+a2ln21+a1+a2+1所以2a-x2.(2024·新課標(biāo)Ⅱ卷·高考真題)已知函數(shù)f(x)=e(1)當(dāng)a=1時(shí),求曲線y=f(x)在點(diǎn)1,f(1)處的切線方程;(2)若f(x)有極小值,且極小值小于0,求a的取值范圍.【答案】(1)e(2)1,+〖祥解〗(1)求導(dǎo),結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義求切線方程;(2)解法一:求導(dǎo),分析a≤0和a>0兩種情況,利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性和極值,分析可得a2+lna-1>0,構(gòu)建函數(shù)解不等式即可;解法二:求導(dǎo),可知f'(x)=ex【詳析】(1)當(dāng)a=1時(shí),則f(x)=ex-x-1可得f(1)=e-2,即切點(diǎn)坐標(biāo)為1,e-2,切線斜率所以切線方程為y-e-2=(2)解法一:因?yàn)閒(x)的定義域?yàn)镽,且f'若a≤0,則f'(x)≥0對(duì)任意可知f(x)在R上單調(diào)遞增,無(wú)極值,不合題意;若a>0,令f'(x)>0,解得x>lna;令可知f(x)在-∞,ln則f(x)有極小值fln由題意可得:flna=a-a構(gòu)建ga=a可知ga在0,+∞內(nèi)單調(diào)遞增,且不等式a2+lna-1>0等價(jià)于所以a的取值范圍為1,+∞解法二:因?yàn)閒(x)的定義域?yàn)镽,且f'若f(x)有極小值,則f'令f'(x)=e可知y=ex與y=a有交點(diǎn),則若a>0,令f'(x)>0,解得x>lna;令可知f(x)在-∞,ln則f(x)有極小值fln由題意可得:flna=a-a構(gòu)建ga因?yàn)閯ty=a2,y=可知ga在0,+∞內(nèi)單調(diào)遞增,且不等式a2+lna-1>0等價(jià)于所以a的取值范圍為1,+∞3.(2023·全國(guó)乙卷·高考真題)已知函數(shù)fx(1)當(dāng)a=-1時(shí),求曲線y=fx在點(diǎn)1,f(2)若函數(shù)fx在0,+∞單調(diào)遞增,求【答案】(1)ln2(2)a|a≥1〖祥解〗(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(wèn)題即f'x≥0在區(qū)間0,+∞上恒成立,整理變形可得gx=ax2【詳析】(1)當(dāng)a=-1時(shí),fx則f'據(jù)此可得f1所以函數(shù)在1,f1處的切線方程為y-0=-ln2(2)由函數(shù)的解析式可得f'滿足題意時(shí)f'x≥0在區(qū)間令-1x2令gx=ax2則g'當(dāng)a≤0時(shí),由于2ax≤0,lnx+1>0,故g'x此時(shí)gx<g令hx=g當(dāng)a≥12,2a≥1時(shí),由于1x+1<1,所以即g'x在區(qū)間所以g'x>g'0=0,當(dāng)0<a<12時(shí),由h'當(dāng)x∈0,12a-1時(shí),h'注意到g'0=0,故當(dāng)x∈0,1由于g0=0,故當(dāng)x∈0,1綜上可知:實(shí)數(shù)a得取值范圍是a|a≥1【『點(diǎn)石成金』】方法『點(diǎn)石成金』:(1)求切線方程的核心是利用導(dǎo)函數(shù)求切線的斜率,求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)要準(zhǔn)確地把函數(shù)拆分成基本初等函數(shù)的和、差、積、商,再利用運(yùn)算法則求導(dǎo),合函數(shù)求導(dǎo),應(yīng)由外到內(nèi)逐層求導(dǎo),必要時(shí)要進(jìn)行換元.(2)由函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)的取值范圍的方法①函數(shù)在區(qū)間a,b上單調(diào),實(shí)際上就是在該區(qū)間上f'x≥0(或②函數(shù)在區(qū)間a,b上存在單調(diào)區(qū)間,實(shí)際上就是f'x≥0(或4.(2022·全國(guó)乙卷·高考真題)已知函數(shù)f(1)當(dāng)a=1時(shí),求曲線y=fx在點(diǎn)0,f(2)若fx在區(qū)間-1,0,0,+【答案】(1)y=2x(2)(-〖祥解〗(1)先算出切點(diǎn),再求導(dǎo)算出斜率即可(2)求導(dǎo),對(duì)a分類討論,對(duì)x分(-1,0),(0,+∞【詳析】(1)f(x)的定義域?yàn)?-1,+當(dāng)a=1時(shí),f(x)=ln(1+x)+xex,f(0)=0,所以切點(diǎn)為所以曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程為y=2x(2)f(x)=f設(shè)g(x)=1°若a>0,當(dāng)x∈(-1,0),g(x)=ex所以f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞增,f(x)<f(0)=0故f(x)在(-1,0)上沒(méi)有零點(diǎn),不合題意2°若-1≤a≤0,當(dāng)x∈(0,+∞)所以g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增所以g(x)>g(0)=1+a≥0,所以f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增故f(x)在(0,+∞)上沒(méi)有零點(diǎn)3°若(1)當(dāng)x∈(0,+∞),則g'(x)=exg(0)=1+a<0,g(1)=所以存在m∈(0,1),使得g(m)=0,即f當(dāng)x∈(0,m),f當(dāng)x∈(m,+∞所以當(dāng)x∈(0,m),f(x)<f(0)=0,令h(x)=xe所以h(x)=xex在-1,1上單調(diào)遞增,在1,+又e-ae所以f(x)在(m,+∞又(0,m)沒(méi)有零點(diǎn),即f(x)在(0,+∞(2)當(dāng)x∈(-1,0),g(x)=設(shè)h(x)=h所以g'(x)在g所以存在n∈(-1,0),使得g當(dāng)x∈(-1,n),g當(dāng)x∈(n,0),g'(x)>0,g(x)又g(-1)=所以存在t∈(-1,n),使得g(t)=0,即f當(dāng)x∈(-1,t),f(x)單調(diào)遞增,當(dāng)x∈(t,0),f(x)單調(diào)遞減,當(dāng)x∈-1,0,h又-1<ea而f(0)=0,所以當(dāng)x∈(t,0),f(x)>0所以f(x)在(-1,t)上有唯一零點(diǎn),(t,0)上無(wú)零點(diǎn)即f(x)在(-1,0)上有唯一零點(diǎn)所以a<-1,符合題意所以若f(x)在區(qū)間(-1,0),(0,+∞)各恰有一個(gè)零點(diǎn),求a【『點(diǎn)石成金』】方法『點(diǎn)石成金』:本題的關(guān)鍵是對(duì)a的范圍進(jìn)行合理分類,否定和肯定并用,否定只需要說(shuō)明一邊不滿足即可,肯定要兩方面都說(shuō)明.5.(2022·浙江·高考真題)設(shè)函數(shù)f(x)=e(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)已知a,b∈R,曲線y=f(x)上不同的三點(diǎn)x1,fx(?。┤鬭>e,則0<b-f(a)<(ⅱ)若0<a<e,x(注:e=2.71828?【答案】(1)f(x)的減區(qū)間為(0,e2)(2)(ⅰ)見(jiàn)解析;(ⅱ)見(jiàn)解析.〖祥解〗(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),討論其符號(hào)后可得函數(shù)的單調(diào)性.(2)(?。┯深}設(shè)構(gòu)造關(guān)于切點(diǎn)橫坐標(biāo)的方程,根據(jù)方程有3個(gè)不同的解可證明不等式成立,(ⅱ)k=x3x1,m=ae【詳析】(1)f'當(dāng)0<x<e2,f'x<0故fx的減區(qū)間為0,e2,f(2)(?。┮?yàn)檫^(guò)a,b有三條不同的切線,設(shè)切點(diǎn)為xi故fx故方程fx-b=f該方程可整理為1x設(shè)gx則g=-1當(dāng)0<x<e或x>a時(shí),g'x<0;當(dāng)故gx在0,e,因?yàn)間x有3個(gè)不同的零點(diǎn),故ge<0故1e-e整理得到:b<a2e+1此時(shí)b-fa設(shè)ua=3故ua為e,+∞故0<b-fa(ⅱ)當(dāng)0<a<e時(shí),同(ⅰ故gx在0,a,e不妨設(shè)x1<x因?yàn)間x有3個(gè)不同的零點(diǎn),故ga<0故1e-e整理得到:a2e因?yàn)閤1<x又gx設(shè)t=ex,ae-a+ee記t則t1,t設(shè)k=t1t要證:2e+e即證:13-m即證:t1即證:t1而-m+1t1故lnt故t1故即證:-2即證:t即證:k+1ln記φk=k+1設(shè)uk=k-1k-2φ'故φk在1,+∞上為增函數(shù),故所以k+1ln記ωm則ω'所以ωm在0,1為增函數(shù),故ω故lnm+m-1m-13故原不等式得證:【『點(diǎn)石成金』】思路『點(diǎn)石成金』:導(dǎo)數(shù)背景下的切線條數(shù)問(wèn)題,一般轉(zhuǎn)化為關(guān)于切點(diǎn)方程的解的個(gè)數(shù)問(wèn)題,而復(fù)雜方程的零點(diǎn)性質(zhì)的討論,應(yīng)該根據(jù)零點(diǎn)的性質(zhì)合理轉(zhuǎn)化需求證的不等式,常用的方法有比值代換等.6.(2020·北京·高考真題)已知函數(shù)f(x)=12-x(Ⅰ)求曲線y=f(x)的斜率等于-2的切線方程;(Ⅱ)設(shè)曲線y=f(x)在點(diǎn)(t,f(t))處的切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為S(t),求S(t)的最小值.【答案】(Ⅰ)2x+y-13=0,(Ⅱ)32.〖祥解〗(Ⅰ)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得切點(diǎn)的坐標(biāo),然后由點(diǎn)斜式可得結(jié)果;(Ⅱ)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程,再得到切線在坐標(biāo)軸上的截距,進(jìn)一步得到三角形的面積,最后利用導(dǎo)數(shù)可求得最值.【詳析】(Ⅰ)因?yàn)閒x=12-x設(shè)切點(diǎn)為x0,12-x02,則-2由點(diǎn)斜式可得切線方程為:y-11=-2x-1,即2x+y-13=0(Ⅱ)[方法一]:導(dǎo)數(shù)法顯然t≠0,因?yàn)閥=fx在點(diǎn)t,12-t2令x=0,得y=t2+12,令y=0所以St=不妨設(shè)t>0(t<0時(shí),結(jié)果一樣),則St所以S't=3(由S't>0,得t>2,由S所以St在0,2上遞減,在2,+所以t=2時(shí),St也是最小值為S2[方法二]【最優(yōu)解】:換元加導(dǎo)數(shù)法

S(t)=1因?yàn)镾(t)為偶函數(shù),不妨設(shè)t>0,S(t)=1令a=t,則t=令g(a)=a4+12a,則面積為g'(a)=4因?yàn)閍>0,所以令g'(a)=0,得隨著a的變化,g'a0,22g-0+g減極小值增所以[g(a)]min所以當(dāng)a=2,即t=2時(shí),[S(t)]因?yàn)閇S(t)]為偶函數(shù),當(dāng)t<0時(shí),[S(t)]min綜上,當(dāng)t=±2時(shí),S(t)的最小值為32.[方法三]:多元均值不等式法同方法二,只需求出g(a)=a令g(a)=a當(dāng)且僅當(dāng)a3=4所以當(dāng)a=2,即t=2時(shí),[S(t)]因?yàn)镾(t)為偶函數(shù),當(dāng)t<0時(shí),[S(t)]min綜上,當(dāng)t=±2時(shí),S(t)的最小值為32.[方法四]:兩次使用基本不等式法同方法一得到S(t)=,下同方法一.【整體點(diǎn)評(píng)】(Ⅱ)的方法一直接對(duì)面積函數(shù)求導(dǎo)數(shù),方法二利用換元方法,簡(jiǎn)化了運(yùn)算,確定為最優(yōu)解;方法三在方法二換元的基礎(chǔ)上,利用多元均值不等式求得最小值,運(yùn)算較為簡(jiǎn)潔;方法四兩次使用基本不等式,所有知識(shí)最少,配湊巧妙,技巧性較高.7.(2018·北京·高考真題)設(shè)函數(shù)f(x)=[ax(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))處的切線斜率為0,求a;(Ⅱ)若f(x)在x=1處取得極小值,求a的取值范圍.【答案】(Ⅰ)1(Ⅱ)(1,+∞)【詳析】分析:(1)求導(dǎo)f'(x),構(gòu)建等量關(guān)系k=f'(2)=0,解方程可得參數(shù)a的值;(2)對(duì)a分a>1及a≤1兩種情況進(jìn)行分類討論,通過(guò)研究f'詳析:解:(Ⅰ)因?yàn)閒(x)=[ax所以f'f'由題設(shè)知f'(2)=0,即(2a-1)e(Ⅱ)方法一:由(Ⅰ)得f'若a>1,則當(dāng)x∈(1a,1)當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f'所以f(x)在x=1處取得極小值.若a≤1,則當(dāng)x∈(0,1)時(shí),所以f'所以1不是f(x)的極小值點(diǎn).綜上可知,a的取值范圍是(1,+∞).方法二:f'(1)當(dāng)a=0時(shí),令f'(x)=0得f'(x),f(x)隨x(-∞,1)1(1,+∞)f+0?f(x)↗極大值↘∴f(x)在x=1處取得極大值,不合題意.(2)當(dāng)a>0時(shí),令f'(x)=0得①當(dāng)x1=x2,即a∴f(x)在R上單調(diào)遞增,∴f(x)無(wú)極值,不合題意.②當(dāng)x1>x2,即0<a<1時(shí),x(-∞,1)1(1,1(f+0?0+f(x)↗極大值↘極小值↗∴f(x)在x=1處取得極大值,不合題意.③當(dāng)x1<x2,即a>1時(shí),x(-∞,1(1(1,+∞)f+0?0+f(x)↗極大值↘極小值↗∴f(x)在x=1處取得極小值,即a>1滿足題意.(3)當(dāng)a<0時(shí),令f'(x)=0得f'(x),f(x)隨x(-∞,1(1(1,+∞)f?0+0?f(x)↘極小值↗極大值↘∴f(x)在x=1處取得極大值,不合題意.綜上所述,a的取值范圍為(1,+∞).『點(diǎn)石成金』:導(dǎo)數(shù)類問(wèn)題是高考數(shù)學(xué)中的必考題,也是壓軸題,主要考查的形式有以下四個(gè):①考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,涉及求曲線切線方程的問(wèn)題;②利用導(dǎo)數(shù)證明函數(shù)單調(diào)性或求單調(diào)區(qū)間問(wèn)題;③利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的極值最值問(wèn)題;④關(guān)于不等式的恒成立問(wèn)題.解題時(shí)需要注意的有以下兩個(gè)方面:①在求切線方程問(wèn)題時(shí),注意區(qū)別在某一點(diǎn)和過(guò)某一點(diǎn)解題步驟的不同;②在研究單調(diào)性及極值最值問(wèn)題時(shí)常常會(huì)涉及到分類討論的思想,要做到不重不漏;③不等式的恒成立問(wèn)題屬于高考中的難點(diǎn),要注意問(wèn)題轉(zhuǎn)換的等價(jià)性.8.(2016·北京·高考真題)設(shè)函數(shù)f(x)=xea-x+bx,曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))(1)求a,b的值;(2)求f(x)的單調(diào)區(qū)間.【答案】(Ⅰ)a=2,b=e;(2)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-∞,+∞).【詳析】試題分析:(Ⅰ)根據(jù)題意求出,根據(jù)f(2)=2e+2,f'(2)=e-1求(Ⅱ)由題意判斷的符號(hào),即判斷g(x)=1-x+ex-1的單調(diào)性,知g(x)>0,即>0,由此求得f(x)的單調(diào)區(qū)間.試題解析:(Ⅰ)因?yàn)閒(x)=xea-x+bx依題設(shè),{f(2)=2e+2,f解得a=2,b=e.(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=xe由f'(x)=e2-x(1-x+ex-1)令g(x)=1-x+ex-1,則所以,當(dāng)時(shí),,在區(qū)間上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,在區(qū)間上單調(diào)遞增.故是在區(qū)間上的最小值,從而.綜上可知,,.故的單調(diào)遞增區(qū)間為.【考點(diǎn)】導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用;運(yùn)算求解能力【名師『點(diǎn)石成金』】用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性時(shí),首先應(yīng)確定函數(shù)的定義域,然后在函數(shù)的定義域內(nèi),通過(guò)討論導(dǎo)數(shù)的符號(hào),來(lái)判斷函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.在對(duì)函數(shù)劃分單調(diào)區(qū)間時(shí),除必須確定使導(dǎo)數(shù)等于0的點(diǎn)外,還要注意定義區(qū)間內(nèi)的間斷點(diǎn).考點(diǎn)02:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性9.(2025·全國(guó)二卷·高考真題)已知函數(shù)f(x)=ln(1+x)-x+1(1)證明:f(x)在區(qū)間(0,+∞(2)設(shè)x1,x2分別為f(x)(i)設(shè)函數(shù)g(t)=fx1+t-fx1(ii)比較2x1與【答案】(1)證明見(jiàn)解析;(2)(i)證明見(jiàn)解析;(ii)2x1〖祥解〗(1)先由題意求得f'x=x211+x-3k,接著構(gòu)造函數(shù)gx=11+x-3k,x>0,利用導(dǎo)數(shù)工具研究函數(shù)gx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(jìn)而得證函數(shù)(2)(i)由(1)x1+1=13k和g't=f'x1(ii)由函數(shù)gt在區(qū)間0,x1上單調(diào)遞減得到0>f和函數(shù)fx的單調(diào)性以以及函數(shù)值的情況即可得證【詳析】(1)由題得f'因?yàn)閤∈0,+∞,所以x2則g'x=-11+x2<0g0=1-3k>0,令所以當(dāng)x∈0,x0時(shí),gx>0,則f'x所以fx在0,x0所以fx在(0,+對(duì)函數(shù)y=ln1+x-x有y所以y=ln1+x-x所以y=ln1+x-x<y又因?yàn)閒0=0,x→+∞所以x→+∞時(shí)f所以存在唯一x2∈0,+∞使得fx2(2)(i)由(1)知x1=13k-1∵g(t)=fx則g=-tx=6k∵k>0,t∈0,∴g即g(t)在t∈0,x(ii)2x由(i)知:函數(shù)gt在區(qū)間0,所以g0>gx1即由(1)可知fx在x0,+∞上單調(diào)遞減,x2所以2x10.(2024·上海·高考真題)對(duì)于一個(gè)函數(shù)fx和一個(gè)點(diǎn)Ma,b,令sx=(x-a)2+(fx-b)2,若Px0(1)對(duì)于f(x)=1x(x>0),求證:對(duì)于點(diǎn)M0,0,存在點(diǎn)P,使得點(diǎn)P是M在fx(2)對(duì)于fx=ex,M1,0,請(qǐng)判斷是否存在一個(gè)點(diǎn)P,它是M在fx的“最近點(diǎn)”(3)已知y=f(x)在定義域R上存在導(dǎo)函數(shù)f'(x),且函數(shù)g(x)在定義域R上恒正,設(shè)點(diǎn)M1t-1,ft-gt,M2t+1,ft+gt.若對(duì)任意的t∈R,存在點(diǎn)P【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)存在,P(3)嚴(yán)格單調(diào)遞減〖祥解〗(1)代入M(0,0),利用基本不等式即可;(2)由題得sx=(x-1)2+(3)根據(jù)題意得到s1'x0=s2'x0【詳析】(1)當(dāng)M(0,0)時(shí),sx當(dāng)且僅當(dāng)x2=1故對(duì)于點(diǎn)M0,0,存在點(diǎn)P1,1,使得該點(diǎn)是M0,0在fx的(2)由題設(shè)可得sx則s'x=2x-1+2則s'x=2而s'0=0,故當(dāng)x<0時(shí),s'x故sxmin=s而f'x=ex,k=f而kMP=0-11-0=-1,故kMP?k=-1(3)設(shè)s1s2而s's'若對(duì)任意的t∈R,存在點(diǎn)P同時(shí)是M1,M2在fx設(shè)Px0,y0,則x因?yàn)閮珊瘮?shù)的定義域均為R,則x0則存在x0,使得s即s1s2由①②相等得4+4g(t)?f'x即f'x0=-1則f'接下來(lái)證明x0因?yàn)閤0既是s1x則s1即x0-t+1x0-t-1③+④得2即x0-t則x0-t=0f則f't=-1g(t)<0【『點(diǎn)石成金』】關(guān)鍵點(diǎn)『點(diǎn)石成金』:本題第三問(wèn)的關(guān)鍵是結(jié)合最值點(diǎn)和極小值的定義得到f'x0=-11.(2023·北京·高考真題)設(shè)函數(shù)f(x)=x-x3eax+b,曲線y=f(x)在點(diǎn)(1)求a,b的值;(2)設(shè)函數(shù)g(x)=f'(x)(3)求f(x)的極值點(diǎn)個(gè)數(shù).【答案】(1)a=-1,b=1(2)答案見(jiàn)解析(3)3個(gè)〖祥解〗(1)先對(duì)fx求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義得到f(1)=0,f'(1)=-1(2)由(1)得gx的解析式,從而求得g'x,利用數(shù)軸穿根法求得g'x(3)結(jié)合(2)中結(jié)論,利用零點(diǎn)存在定理,依次分類討論區(qū)間-∞,0,0,x1,x1,x2【詳析】(1)因?yàn)閒(x)=x-x3e因?yàn)閒x在(1,f(1))處的切線方程為y=-x+1所以f(1)=-1+1=0,f'則1-13×所以a=-1,b=1.(2)由(1)得gx則g'令x2-6x+6=0,解得x=3±3,不妨設(shè)x1=3-易知e-x+1所以令g'x<0,解得0<x<x1或x>x2所以gx在0,x1,x2,+即gx的單調(diào)遞減區(qū)間為0,3-3和3+3,+∞(3)由(1)得f(x)=x-x3e由(2)知f'x在0,x1,x2當(dāng)x<0時(shí),f'-1=1-4e所以f'x在-∞,0上存在唯一零點(diǎn),不妨設(shè)為此時(shí),當(dāng)x<x3時(shí),f'x<0,則fx單調(diào)遞減;當(dāng)所以fx在-當(dāng)x∈0,x1時(shí),f則f'x1所以f'x在0,x1上存在唯一零點(diǎn),不妨設(shè)為此時(shí),當(dāng)0<x<x4時(shí),f'x>0,則fx單調(diào)遞增;當(dāng)所以fx在0,當(dāng)x∈x1,x2則f'x2所以f'x在x1,x此時(shí),當(dāng)x1<x<x5時(shí),f'x<0,則f所以fx在x當(dāng)x>x2=3+所以f'x=1-所以fx在x綜上:fx在-∞,0和x1,x【『點(diǎn)石成金』】關(guān)鍵『點(diǎn)石成金』:本題第3小題的解題關(guān)鍵是判斷f'x1與f'12.(2023·全國(guó)甲卷·高考真題)已知函數(shù)fx(1)當(dāng)a=1時(shí),討論fx(2)若fx+sin【答案】(1)fx在0,(2)a≤0〖祥解〗(1)代入a=1后,再對(duì)fx求導(dǎo),同時(shí)利用三角函數(shù)的平方關(guān)系化簡(jiǎn)f(2)法一:構(gòu)造函數(shù)gx=fx+sinx,從而得到gx<0,注意到g0法二:先化簡(jiǎn)并判斷得sinx-sinxcos2x<0恒成立,再分類討論a=0,【詳析】(1)因?yàn)閍=1,所以fx則f=cos令t=cosx,由于x∈0,所以cos3x+cos因?yàn)閠2+2t+2=t+12+1>0所以f'x=所以fx在0,π(2)法一:構(gòu)建gx則g'若gx=fx則g'0=a-1+1=a≤0當(dāng)a=0時(shí),因?yàn)閟inx-又x∈0,π2,所以0<sinx<1所以fx當(dāng)a<0時(shí),由于0<x<π2,顯然所以fx綜上所述:若fx+sin所以a的取值范圍為-∞法二:因?yàn)閟inx-因?yàn)閤∈0,π2,所以0<故sinx-sinx所以當(dāng)a=0時(shí),fx當(dāng)a<0時(shí),由于0<x<π2,顯然所以fx當(dāng)a>0時(shí),因?yàn)閒x令gx=ax-sin注意到g'若?0<x<π2,g'x>0注意到g0=0,所以gx若?0<x0<π2所以在0,π2上最靠近x=0處必存在零點(diǎn)x1此時(shí)g'x在0,x1上有g(shù)'則在0,x1上有g(shù)x綜上:a≤0.【『點(diǎn)石成金』】關(guān)鍵『點(diǎn)石成金』:本題方法二第2小問(wèn)討論a>0這種情況的關(guān)鍵是,注意到g'0>0,從而分類討論g'x在0,π2上的正負(fù)情況,得到總存在靠近13.(2022·北京·高考真題)已知函數(shù)f(x)=e(1)求曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程;(2)設(shè)g(x)=f'(x),討論函數(shù)g(x)(3)證明:對(duì)任意的s,t∈(0,+∞),有【答案】(1)y=x(2)g(x)在[0,+∞)(3)證明見(jiàn)解析〖祥解〗(1)先求出切點(diǎn)坐標(biāo),在由導(dǎo)數(shù)求得切線斜率,即得切線方程;(2)在求一次導(dǎo)數(shù)無(wú)法判斷的情況下,構(gòu)造新的函數(shù),再求一次導(dǎo)數(shù),問(wèn)題即得解;(3)令m(x)=f(x+t)-f(x),(x,t>0),即證m(x)>m(0),由第二問(wèn)結(jié)論可知m(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞增,即得證.【詳析】(1)解:因?yàn)閒(x)=exln即切點(diǎn)坐標(biāo)為0,0,又f'∴切線斜率k=∴切線方程為:y=x(2)解:因?yàn)間(x)=f'所以g'令h(x)=ln則h'(x)=∴h(x)在[0,+∞∴h(x)≥h(∴g'(x)>0在∴g(x)在[0,+∞)(3)解:原不等式等價(jià)于f(s+t)-f(s)>f(t)-f(0),令m(x)=f(x+t)-f(x),(x,t>0),即證m(x)>m(0),∵m(x)=f(x+t)-f(x)=em'由(2)知g(x)=f'(x)=∴g(x+t)>g(x),∴m∴m(x)在0,+∞上單調(diào)遞增,又因?yàn)閤,t>0∴m(x)>m(0),所以命題得證.14.(2021·全國(guó)甲卷·高考真題)已知a>0且a≠1,函數(shù)f(x)=x(1)當(dāng)a=2時(shí),求fx(2)若曲線y=fx與直線y=1有且僅有兩個(gè)交點(diǎn),求a【答案】(1)0,2ln2上單調(diào)遞增;2ln2〖祥解〗(1)求得函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)與函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系即可得到函數(shù)的單調(diào)性;(2)方法一:利用指數(shù)對(duì)數(shù)的運(yùn)算法則,可以將曲線y=fx與直線y=1有且僅有兩個(gè)交點(diǎn)等價(jià)轉(zhuǎn)化為方程lnxx=lnaa有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,即曲線y=gx與直線y=lnaa有兩個(gè)交點(diǎn),利用導(dǎo)函數(shù)研究gx的單調(diào)性,并結(jié)合g【詳析】(1)當(dāng)a=2時(shí),fx令f'x=0得x=2ln2,當(dāng)0<x<2ln2∴函數(shù)fx在0,2ln(2)[方法一]【最優(yōu)解】:分離參數(shù)fx=xa則g'x=1-lnx在0,e內(nèi)g'x>0在e,+∞上g'x∴gx又g1=0,當(dāng)x趨近于+∞時(shí),g所以曲線y=fx與直線y=1有且僅有兩個(gè)交點(diǎn),即曲線y=gx與直線y=lnaa有兩個(gè)交點(diǎn)的充分必要條件是所以a的取值范圍是1,e∪[方法二]:構(gòu)造差函數(shù)由y=f(x)與直線y=1有且僅有兩個(gè)交點(diǎn)知f(x)=1,即xa=ax在區(qū)間(0,+∞構(gòu)造函數(shù)g(x)=alnx-xln當(dāng)0<a<1時(shí),lna<0,x∈(0,+∞),a-xlna>0,g'當(dāng)a>1時(shí),lna>0,令g'(x)=0得x=alna,當(dāng)x∈0,alna時(shí),g'由于0<e當(dāng)x→+∞時(shí),有alnx<xlna,即g(x)<0,由函數(shù)g(x)=alnx-xlna構(gòu)造函數(shù)h(a)=a-elna,則h'(a)=1-ea=a-ea,所以h(a)的遞減區(qū)間為(1,e),遞增區(qū)間為所以,實(shí)數(shù)a的取值范圍為(1,e[方法三]分離法:一曲一直曲線y=f(x)與y=1有且僅有兩個(gè)交點(diǎn)等價(jià)為xaax因?yàn)閤a=ax,所以兩邊取對(duì)數(shù)得alnx=xln①當(dāng)0<a<1時(shí),lnaa<0,p(x)②當(dāng)a>1時(shí),取g(x)=lnx上一點(diǎn)x0,lnx0當(dāng)y=1x0x-1+lnx直線p(x)=xlnaa的斜率滿足:0<ln記h(a)=lnaa,h'(a)=1-lnaa2,令h'(a)=0,有a=e.a(chǎn)∈(1,e),h'綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍為(1,e[方法四]:直接法f(x)=x因?yàn)閤>0,由f'(x)=0得當(dāng)0<a<1時(shí),f(x)在區(qū)間(0,+∞當(dāng)a>1時(shí),alna>0,由f'(x)>0得0<x<alna,f(x)因?yàn)閘imx→+∞f(x)=0,且limx→0+f(x)=0,所以faln令lna=t,則t-1>lnt,令h(x)=lnx-x+1,則h'(x)=1x-1,所以h(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)單調(diào)遞增,在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減,所以故實(shí)數(shù)a的范圍為(1,e)∪(【整體點(diǎn)評(píng)】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)曲線和直線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù)的取值范圍問(wèn)題,屬較難試題,方法一:將問(wèn)題進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,分離參數(shù),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性和最值,圖象,利用數(shù)形結(jié)合思想求解.方法二:將問(wèn)題取對(duì),構(gòu)造差函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性和最值.方法三:將問(wèn)題取對(duì),分成g(x)=lnx與方法四:直接求導(dǎo)研究極值,單調(diào)性,最值,得到結(jié)論.15.(2021·全國(guó)甲卷·高考真題)設(shè)函數(shù)f(x)=a2x(1)討論fx(2)若y=fx的圖象與x軸沒(méi)有公共點(diǎn),求a的取值范圍【答案】(1)fx的減區(qū)間為0,1a,增區(qū)間為1a,〖祥解〗(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),討論其符號(hào)后可得函數(shù)的單調(diào)性.(2)根據(jù)f1>0及(1)的單調(diào)性性可得fxmin【詳析】(1)函數(shù)的定義域?yàn)?,+∞,又f'因?yàn)閍>0,x>0,故2ax+3>0,當(dāng)0<x<1a時(shí),f'(x)<0;當(dāng)所以fx的減區(qū)間為0,1a(2)因?yàn)閒1=a2+a+1>0所以y=fx的圖象在x由(1)中函數(shù)的單調(diào)性可得fx故3+3lna>0即【『點(diǎn)石成金』】方法『點(diǎn)石成金』:不等式的恒成立問(wèn)題,往往可轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值的符號(hào)來(lái)討論,也可以參變分離后轉(zhuǎn)化不含參數(shù)的函數(shù)的最值問(wèn)題,轉(zhuǎn)化中注意等價(jià)轉(zhuǎn)化.16.(2021·全國(guó)乙卷·高考真題)已知函數(shù)f(x)=x(1)討論fx(2)求曲線y=fx過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的切線與曲線y=f【答案】(1)答案見(jiàn)解析;(2)和-1,-1-a〖祥解〗(1)首先求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后分類討論導(dǎo)函數(shù)的符號(hào)即可確定原函數(shù)的單調(diào)性;(2)首先求得導(dǎo)數(shù)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的切線方程,然后將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為方程求解的問(wèn)題,據(jù)此即可求得公共點(diǎn)坐標(biāo).【詳析】(1)由函數(shù)的解析式可得:f'導(dǎo)函數(shù)的判別式Δ=4-12a,當(dāng)Δ=4-12a≤0,a≥13時(shí),f'當(dāng)時(shí),的解為:x1=1-當(dāng)x∈-∞,1-1-3a當(dāng)x∈1-1-3a3當(dāng)x∈1+1-3a3綜上可得:當(dāng)時(shí),在R上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),在-∞,1-1-3a3,1+單調(diào)遞增,在1-1-3a3(2)由題意可得:fx0=則切線方程為:y-x切線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),則:0-x整理可得:2x03解得:,則,f'(x0切線方程為:y=a+1與聯(lián)立得x3-化簡(jiǎn)得x3-x2-x+1=0,由于切點(diǎn)的橫坐標(biāo)1必然是該方程的一個(gè)根,∴x-1是x解得x1f-1綜上,曲線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的切線與曲線的公共點(diǎn)的坐標(biāo)為和-1,-1-a.【『點(diǎn)石成金』】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究含有參數(shù)的函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題,和過(guò)曲線外一點(diǎn)所做曲線的切線問(wèn)題,注意單調(diào)性研究中對(duì)導(dǎo)函數(shù),要依據(jù)其零點(diǎn)的不同情況進(jìn)行分類討論;再求切線與函數(shù)曲線的公共點(diǎn)坐標(biāo)時(shí),要注意除了已經(jīng)求出的切點(diǎn),還可能有另外的公共點(diǎn)(交點(diǎn)),要通過(guò)聯(lián)立方程求解,其中得到三次方程求解時(shí)要注意其中有一個(gè)實(shí)數(shù)根是求出的切點(diǎn)的橫坐標(biāo),這樣就容易通過(guò)分解因式求另一個(gè)根.三次方程時(shí)高考?jí)狠S題中的常見(jiàn)問(wèn)題,不必恐懼,一般都能容易找到其中一個(gè)根,然后在通過(guò)分解因式的方法求其余的根.17.(2020·全國(guó)I卷·高考真題)已知函數(shù)f(x)=e(1)當(dāng)a=1時(shí),討論f(x)的單調(diào)性;(2)若f(x)有兩個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍.【答案】(1)f(x)的減區(qū)間為(-∞,0),增區(qū)間為(0,+∞);(2)(1〖祥解〗(1)將a=1代入函數(shù)解析式,對(duì)函數(shù)求導(dǎo),分別令導(dǎo)數(shù)大于零和小于零,求得函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間和減區(qū)間;(2)若f(x)有兩個(gè)零點(diǎn),即ex-a(x+2)=0有兩個(gè)解,將其轉(zhuǎn)化為a=ex【詳析】(1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=ex-(x+2)令f'(x)<0,解得x<0,令f'所以f(x)的減區(qū)間為(-∞,0),增區(qū)間為(0,+∞);(2)若f(x)有兩個(gè)零點(diǎn),即ex從方程可知,x=-2不成立,即a=e令h(x)=exx+2令h'(x)>0,解得x>-1,令h'(x)<0,解得所以函數(shù)h(x)在(-∞,-2)和(-2,-1)上單調(diào)遞減,在(-1,+∞)上單調(diào)遞增,且當(dāng)x<-2時(shí),h(x)<0,而x→-2+時(shí),h(x)→+∞,當(dāng)x→+∞時(shí),所以當(dāng)a=exx+2所以滿足條件的a的取值范圍是:(1【『點(diǎn)石成金』】本題考查的是有關(guān)應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的問(wèn)題,涉及到的知識(shí)點(diǎn)有應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù)的取值范圍,在解題的過(guò)程中,也可以利用數(shù)形結(jié)合,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為曲線y=ex和直線y=a(x+2)有兩個(gè)交點(diǎn),利用過(guò)點(diǎn)(-2,0)的曲線y=18.(2018·全國(guó)I卷·高考真題)已知函數(shù)f((1)討論f((2)若f(x)存在兩個(gè)極值點(diǎn)x【答案】(1)答案見(jiàn)解析;(2)證明見(jiàn)解析.〖祥解〗(1)首先確定函數(shù)的定義域,函數(shù)求導(dǎo),再對(duì)a進(jìn)行分類討論,從而確定出導(dǎo)數(shù)在相應(yīng)區(qū)間上的符號(hào),即可求得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)方法一:根據(jù)fx存在兩個(gè)極值點(diǎn),結(jié)合第一問(wèn)的結(jié)論,可以確定a>2,令f'(x)=0,得到兩個(gè)極值點(diǎn)【詳析】(1)fx的定義域?yàn)?,+∞,(i)若a≤2,則f'x≤0,當(dāng)且僅當(dāng)a=2,x=1時(shí)f'(ii)若a>2,令f'x=0得,x=當(dāng)x∈0,a-a當(dāng)x∈a-a2-42,a+a2-42(2)[方法一]:【通性通法】消元由(1)知,fx存在兩個(gè)極值點(diǎn)當(dāng)且僅當(dāng)a>2由于fx的兩個(gè)極值點(diǎn)x1,x2滿足x2-ax+1=0,所以fx所以fx1-f設(shè)函數(shù)gx=1x-x+2lnx,由(1)知,gx在0,+∞單調(diào)遞減,又g[方法二]:【通性通法】消元由(1)知a>2且x1,x2是方程x2-ax+1=0的兩根,不妨設(shè)x1欲證不等式成立,只需證2ln因?yàn)?<x1<x2令g(x)=1所以,g(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)單調(diào)遞減,且g(1)=0[方法三]:硬算因?yàn)閒'所以x2-ax+1=0有兩個(gè)相異的正根x1則x1+x2=所以fx而a+a2-42a-設(shè)g(a)=2lna+a所以g(a)在a>2上遞減,g(a)<g(2)=0,問(wèn)題得證.[方法四]:【最優(yōu)解】對(duì)數(shù)平均不等式的應(yīng)用由(1)知,f(x)由于f(x)的兩個(gè)極值點(diǎn)x1,x2滿足x2-ax+1=0令t=x1x2∈0,1所以pt在0,1上單調(diào)遞減,所以pt>p所以lnt2>t-所以1=x1x故fx【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:根據(jù)消元思想,先找到極值點(diǎn)之間的關(guān)系,再消元轉(zhuǎn)化為一個(gè)未知元的不等式恒成立問(wèn)題,屬于通性通法;方法二:同方法一,只是消元字母不一樣;方法三:直接硬算出極值點(diǎn),然后代入求證,計(jì)算稍顯復(fù)雜;方法四:根據(jù)式子形式利用對(duì)數(shù)平均不等式放縮,證明簡(jiǎn)潔,是該題的最優(yōu)解.19.(2020·全國(guó)II卷·高考真題)已知函數(shù)f(x)=2lnx+1.(1)若f(x)≤2x+c,求c的取值范圍;(2)設(shè)a>0時(shí),討論函數(shù)g(x)=f(x)-f(a)x-a【答案】(1)-1,+∞;(2)g(x)在區(qū)間(0,a)和(a,+〖祥解〗(1)[方法三]不等式f(x)≤2x+c轉(zhuǎn)化為f(x)-2x-c≤0,構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出新函數(shù)的最大值,進(jìn)而進(jìn)行求解即可;(2)對(duì)函數(shù)g(x)求導(dǎo),把導(dǎo)函數(shù)g'(x)的分子構(gòu)成一個(gè)新函數(shù)m(x),再求導(dǎo)得到m'(x),根據(jù)m'(x)的正負(fù),判斷m(x)【詳析】(1)[方法一]【最優(yōu)解】:f(x)≤2x+c等價(jià)于2ln設(shè)h(x)=2lnx-2x,則當(dāng)0<x<1時(shí),h'(x)>0,所以h(x)在區(qū)間當(dāng)x>1時(shí),h'(x)<0,所以h(x)在區(qū)間故[h(x)]max=h(1)=-2,所以c-1≥-2,即c≥-1,所以c[方法二]:切線放縮若f(x)≤2x+c,即2lnx+1≤2x+c,即lnx≤x+而y=lnx在點(diǎn)(1,0)處的切線為y=x-1,從而有當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí)恒成立,即c-12≥-1,則c≥-1.所以[方法三]:利用最值求取值范圍函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?0,+f(x)≤2x+c?f(x)-2x-c≤0?2ln設(shè)h(x)=2lnx+1-2x-c(x>0),則有當(dāng)x>1時(shí),h'當(dāng)0<x<1時(shí),h'所以當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)h(x)有最大值,即h(x)要想不等式(*)在(0,+∞只需h(x)所以c的取值范圍為[-1,+∞(2)gx=2因此g'(x)=2(x-a-xln則有m'當(dāng)x>a時(shí),lnx>lna,所以m'(x)<0,g'(x)<0,所以當(dāng)0<x<a時(shí),lnx<lna,所以m'(x)>0,m(x)單調(diào)遞增,因此有m(x)<m(a)=0,即所以函數(shù)g(x)在區(qū)間(0,a)和(a,+∞)【整體點(diǎn)評(píng)】(1)方法一:分類參數(shù)之后構(gòu)造函數(shù)是處理恒成立問(wèn)題的最常用方法,它體現(xiàn)了等價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想,同時(shí)是的導(dǎo)數(shù)的工具也得到了充分利用;方法二:切線放縮體現(xiàn)了解題的靈活性,將數(shù)形結(jié)合的思想應(yīng)用到了解題過(guò)程之中,掌握常用的不等式是使用切線放縮的基礎(chǔ).方法二:利用最值確定參數(shù)取值范圍也是一種常用的方法,體現(xiàn)了等價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想.20.(2018·全國(guó)I卷·高考真題)已知函數(shù)fx(1)設(shè)x=2是fx的極值點(diǎn).求a,并求(2)證明:當(dāng)a≥1e【答案】(1)a=12e2;增區(qū)間為(2,+∞),減區(qū)間為(0,2).〖祥解〗(1)先確定函數(shù)的定義域,利用f'2=0,求得a=1(2)方法一:結(jié)合指數(shù)函數(shù)的值域,可以確定當(dāng)a≥1e時(shí),f(x)≥【詳析】(1)fx的定義域?yàn)?,+∞,f'(x)=ae2-1x由f'x>0x>0解得:x所以f(x)的增區(qū)間為(2,+∞)(2)[方法一]:【最優(yōu)解】放縮法當(dāng)a≥1e設(shè)g(x)=當(dāng)0<x<1時(shí),當(dāng)x>1時(shí),g'(x)>0.所以x故當(dāng)x>0時(shí),g(x)≥g(1)=0[方法二]:【通性通法】隱零點(diǎn)討論因?yàn)閍≥1e,所以f'(x)=aex-1x在區(qū)間(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增.設(shè)f'x0=0,當(dāng)x→0設(shè)g(x)=所以g(x)在區(qū)間(0,1]內(nèi)單調(diào)遞減,故g[方法三]:分離參數(shù)求最值要證a≥1e時(shí)f(x令h(x)=令g(x)=1x-lnx-1,則g(1)=0,由g'(所以[h(x)]max[方法四]:隱零點(diǎn)討論+基本不等式f'(x)=aex-1x,結(jié)合y=aex與y=由aex0[f當(dāng)且僅當(dāng)x0=1x0,a[方法五]:異構(gòu)要證明f(x)=即證明aex≥令g(x)=a設(shè)g'x0若a≥1時(shí),g'(x)=若1e≤a<1時(shí),當(dāng)x∈(0,-lna)所以x=-lna為g(因?yàn)閍≥1e,所以1+ln令δ(當(dāng)x∈(0,1)時(shí),δ'(x)<0;當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),則[δ(x)]min所以f([方法六]:高階函數(shù)借位構(gòu)建有界函數(shù)f(令g(x)=令h(x)=lnx+1-1x.顯然h(x)為定義域(0,+∞)上的增函數(shù).又h(1)=0,故當(dāng)0<x<1時(shí),h(x)<0,得g'(x)<0;當(dāng)【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:利用a的范圍放縮,轉(zhuǎn)化為求具體函數(shù)的最值,是該題的最優(yōu)解;方法二:根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性討論,求最值,是該類型題的通性通法;方法三:原不等式可以通過(guò)分參轉(zhuǎn)化為求具體函數(shù)的最值,也是不錯(cuò)的解法;方法四:同方法二,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性討論,利用基本不等式求最值,區(qū)別在于最后求最值使用的方式不一樣;方法五:利用常見(jiàn)的對(duì)數(shù)切線不等式異構(gòu)證明,也是很好的解決方法,不過(guò)在本題中使用過(guò)程稍顯繁瑣;方法六:基本類似于方法三.21.(2018·浙江·高考真題)已知函數(shù)f(x)=x(1)若f(x)在x=x1,(2)若a≤3-4ln2,證明:對(duì)于任意k>0,直線y=kx+a與曲線【答案】(1)證明見(jiàn)解析;(2)證明見(jiàn)解析.〖祥解〗(1)方法一:先求導(dǎo)數(shù),根據(jù)條件解得x1,x2關(guān)系,再化簡(jiǎn)f(x1)+f(x2)為12x1(2)方法一:利用零點(diǎn)存在定理證明函數(shù)t(x)=f(x)-kx-a有零點(diǎn),再利用導(dǎo)數(shù)證明函數(shù)h(x)=x-lnx-a【詳析】(1)[方法一]:基本不等式+函數(shù)思想函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)f'x=12x因?yàn)閤1≠x2,所以因?yàn)閤1≠x由題意得fx設(shè)gx=1所以gx在0,16上遞減,在16,+∞上遞增,故即fx[方法二]:換元+同構(gòu)+函數(shù)思想f'(x)=12x-1x=則x1?x所以fx令g(t)=12t+2lnt,0<t<所以g(t)=12t+2lnt(2)[方法一]:【通性通法】【最優(yōu)解】零點(diǎn)存在性定理+單調(diào)性設(shè)t(x)=f(x)-kx-a=x令m=e-(|a|+k)f(m)-km-a>|a|+k-k-a≥0,f(n)-kn-a<n所以,tmtn<0,即存在所以,對(duì)于任意的a∈R及k∈(0,+∞),直線y=kx+a與曲線由f(x)=kx+a得k=x設(shè)h(x)=x-ln其中g(shù)(x)=x由(1)可知g(x)≥g(16)=2-4ln2,又故-g(x)-1+a≤-g(16)-1+a=-3+4ln所以h'(x)≤0,即函數(shù)h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,因此方程f(x)-kx-a=0個(gè)實(shí)根.綜上,當(dāng)a≤3-4ln2時(shí),對(duì)于任意k>0,直線y=kx+a與曲線y=f(x)[方法二]:極限思想+零點(diǎn)存在性定理+單調(diào)性令g(x)=f(x)-kx-a=x-lnx-kx-a,因?yàn)閘imx→所以,對(duì)于任意的a∈R及k>0,函數(shù)y=g(x)在區(qū)間(0,+∞以下證明,當(dāng)a≤3-4ln2,對(duì)任意k>0,函數(shù)y=g(x)在區(qū)間易知g'①當(dāng)k≥116時(shí),g'(x)≤0,此時(shí)函數(shù)y=g(x)在區(qū)間(0,+∞②當(dāng)0<k<116時(shí),關(guān)于x的方程g'(x)=0,即12x-易知,函數(shù)y=g(x)在區(qū)間0,x3和x4所以函數(shù)y=g(x)的極小值gx由(1)可知x32-lnx所以y=g(x)在區(qū)間(0,+∞[方法三]:換元法的應(yīng)用由方法一知,交點(diǎn)必存在,只證唯一性.令t=x,只需證:對(duì)于任意k>0,方程k=設(shè)g(t)=t-2lnt-at2,則g'(t)=-t+4lnt-2+2at3.設(shè)h(t)=-t+4lnt-2+2a,則h'(t)=4-tt.當(dāng)0<t<4時(shí),h'[方法四]:圖象性質(zhì)的應(yīng)用由方法一知,交點(diǎn)必存在,只證唯一性.f'(x)=x-22x>0?x>4,f″(x)=-x+44x2>0?0<x<16,得f(x)的拐點(diǎn)為x=16.而f(x)的圖象在拐點(diǎn)處的切線l方程為【整體點(diǎn)評(píng)】(1)方法一:先通過(guò)題意得出等量關(guān)系1x1+1x2=方法二:設(shè)f'x1=f'x(2)方法一:利用等價(jià)轉(zhuǎn)化思想,直線與曲線有唯一交點(diǎn),轉(zhuǎn)化為t(x)=f(x)-kx-a有唯一零點(diǎn),找點(diǎn)利用零點(diǎn)存在性定理以及函數(shù)的單調(diào)性即可證出,是該題的通性通法;方法二:解題思想同方法一,方法二借用極限思想快速判斷函數(shù)g(x)=f(x)-kx-a=x-lnx-kx-a在0,+∞方法三:同方法一,知交點(diǎn)必存在,只是證明唯一性的方式不同,通過(guò)換元,證明對(duì)于任意k>0,方程k=t-2lnt-at2方法四:同方法一,知交點(diǎn)必存在,只是證明唯一性的方式不同,根據(jù)函數(shù)f(x)的圖象的凸凹性,求出拐點(diǎn)所在處的切線方程,數(shù)形結(jié)合證出.22.(2016·全國(guó)II卷·高考真題)(1)討論函數(shù)f(x)=x-2x+2ex的單調(diào)性,并證明當(dāng)x(2)證明:當(dāng)a∈[0,1)時(shí),函數(shù)g(x)=ex-ax-ax2(x>0)有最小值【答案】(1)見(jiàn)解析;(2)見(jiàn)解析.【詳析】試題分析:(Ⅰ)先求定義域,用導(dǎo)數(shù)法求函數(shù)的單調(diào)性,當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f(x)>f(0)證明結(jié)論;(Ⅱ)用導(dǎo)數(shù)法求函數(shù)g(x)的最值,再構(gòu)造新函數(shù)h(a)=ex試題解析:(Ⅰ)f(x)的定義域?yàn)?-∞,-2)∪(-2,+∞).f且僅當(dāng)x=0時(shí),f'(x)=0,所以f(x)在因此當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f(x)>f(0)=-1,所以(x-2)(Ⅱ)g由(Ⅰ)知,f(x)+a單調(diào)遞增,對(duì)任意a∈[0,1),f(0)+a=a-1<0,f(2)+a=a≥0,因此,存在唯一x0∈(0,2],使得f(x當(dāng)0<x<x0時(shí),當(dāng)x>x0時(shí),f(x)+a>0,因此g(x)在x=xg(于是h(a)=ex0所以,由x0∈(0,2],因?yàn)閥=exx+2單調(diào)遞增,對(duì)任意λ∈(1使得h(a)=λ,所以h(a)的值域是(綜上,當(dāng)a∈[0,1)時(shí),g(x)有最小值h(a),h(a)的值域是(【考點(diǎn)】函數(shù)的單調(diào)性、極值與最值【名師『點(diǎn)石成金』】求函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:(1)確定函數(shù)f(x)的定義域;(2)求導(dǎo)數(shù)f′(x);(3)由f′(x)>0(f′(x)<0)解出相應(yīng)的x的范圍.當(dāng)f′(x)>0時(shí),f(x)在相應(yīng)的區(qū)間上是增函數(shù);當(dāng)f′(x)<0時(shí),f(x)在相應(yīng)的區(qū)間上是減函數(shù),還可以列表,寫出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.注意:求函數(shù)最值時(shí),不可想當(dāng)然地認(rèn)為極值點(diǎn)就是最值點(diǎn),要通過(guò)認(rèn)真比較才能下結(jié)論;另外注意函數(shù)最值是個(gè)“整體”概念,而極值是個(gè)“局部”概念.請(qǐng)考生在第22~24題中任選一題作答,如果多做,則按所做的第一題計(jì)分.23.(2016·山東·高考真題)設(shè)f(x)=xlnx–ax2+(2a–1)x,a∈R.(Ⅰ)令g(x)=f'(x),求g(x)的單調(diào)區(qū)間;(Ⅱ)已知f(x)在x=1處取得極大值.求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(Ⅰ)當(dāng)a≤0時(shí),函數(shù)g(x)單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)g(x)單調(diào)遞增區(qū)間為(0,12a),單調(diào)遞減區(qū)間為(12a【詳析】試題分析:(Ⅰ)先求出g'(x),然后討論當(dāng)a≤0時(shí),當(dāng)a>0(Ⅱ)分以下情況討論:①當(dāng)a≤0時(shí),②當(dāng)0<a<12時(shí),③當(dāng)a=12時(shí),④試題解析:(Ⅰ)由f可得g(x)=ln則g'當(dāng)a≤0時(shí),x∈(0,+∞)時(shí),g'(x)>0,函數(shù)當(dāng)a>0時(shí),x∈(0,12a)x∈(12a,+∞)時(shí),所以當(dāng)a≤0時(shí),g(x)單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞);當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)g(x)單調(diào)遞增區(qū)間為(0,12a(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f'①當(dāng)a≤0時(shí),f'(x)<0,f(x)所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f'(x)<0,f(x)當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f'(x)>0,f(x)所以f(x)在x=1處取得極小值,不合題意.②當(dāng)0<a<12時(shí),12a>1,由(Ⅰ)知可得當(dāng)當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f'(x)<0,x∈(所以f(x)在(0,1)內(nèi)單調(diào)遞減,在(1,所以f(x)在x=1處取得極小值,不合題意.③當(dāng)a=12時(shí),即12a=1時(shí),f'(x)所以當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f'(x)≤0,f(x)④當(dāng)a>12時(shí),即0<12a<1,當(dāng)x∈(當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f'(x)<0,所以f(x)在x=1處取得極大值,合題意.綜上可知,實(shí)數(shù)a的取值范圍為a>1【考點(diǎn)】應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值,分類討論思想【名師『點(diǎn)石成金』】本題主要考查導(dǎo)數(shù)的計(jì)算、應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值、分類討論思想.本題覆蓋面廣,對(duì)考生計(jì)算能力要求較高,是一道難題.解答本題,準(zhǔn)確求導(dǎo)是基礎(chǔ),恰當(dāng)分類討論是關(guān)鍵,易錯(cuò)點(diǎn)是分類討論不全面、不徹底、不恰當(dāng).本題能較好地考查考生的邏輯思維能力、基本計(jì)算能力及分類討論思想等.考點(diǎn)03:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值24.(2025·上?!じ呖颊骖})已知f(x)=x(1)若f(1)=0,求不等式f(x)≤x(2)若函數(shù)y=f(x)滿足在(0,+∞)上存在極大值,求【答案】(1)1,+(2)m>0且m≠2.〖祥解〗(1)先求出m,從而原不等式即為x+lnx>1,構(gòu)建新函數(shù)(2)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),就m≤0,0<m<2,m=2,m>2分類討論后可得參數(shù)的取值范圍.【詳析】(1)因?yàn)閒1=0,故1-m-2+0=0,故m=-1,故故fx≤x設(shè)sx=x+lnx,x>0,則s'而x+lnx≥1即為sx故原不等式的解為1,+∞(2)fx在0,+∞f'若m≤0,則x∈0,1時(shí),f'x<0,故x=1為fx若0<m2<1即0<m<2,則x∈x∈0,m2故x=m2為若m=2,則x∈0,+∞時(shí),f'若m2>1即m>2,則x∈1,x∈0,1∪m故x=1為fx綜上,m>0且m≠2.25.(2024·全國(guó)甲卷·高考真題)已知函數(shù)fx(1)當(dāng)a=-2時(shí),求fx(2)當(dāng)x≥0時(shí),fx≥0,求【答案】(1)極小值為0,無(wú)極大值.(2)a≤-〖祥解〗(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的單調(diào)性和零點(diǎn)可求函數(shù)的極值.(2)求出函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù),就a≤-12、-12【詳析】(1)當(dāng)a=-2時(shí),f(x)=(1+2x)ln故f'因?yàn)閥=2ln(1+x),y=-1故f'(x)在-1,+∞故當(dāng)-1<x<0時(shí),f'(x)<0,當(dāng)x>0時(shí),故fx在x=0處取極小值且極小值為f0(2)f'設(shè)sx則s'當(dāng)a≤-12時(shí),s'x>0故sx>s0所以fx在0,+∞上為增函數(shù),故當(dāng)-12<a<0時(shí),當(dāng)0<x<-故sx在0,-2a+1a上為減函數(shù),故在0,-即在0,-2a+1a上f'故在0,-2a+1a上f當(dāng)a≥0,此時(shí)s'x<0同理可得在0,+∞上f綜上,a≤-1【『點(diǎn)石成金』】思路『點(diǎn)石成金』:導(dǎo)數(shù)背景下不等式恒成立問(wèn)題,往往需要利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)單調(diào)性,有時(shí)還需要對(duì)導(dǎo)數(shù)進(jìn)一步利用導(dǎo)數(shù)研究其符號(hào)特征,處理此類問(wèn)題時(shí)注意利用范圍端點(diǎn)的性質(zhì)來(lái)確定如何分類.26.(2023·全國(guó)乙卷·高考真題)已知函數(shù)f(x)=1(1)當(dāng)a=-1時(shí),求曲線y=fx在點(diǎn)1,f(2)是否存在a,b,使得曲線y=f1x關(guān)于直線x=b對(duì)稱,若存在,求a,b(3)若fx在0,+∞存在極值,求a【答案】(1)ln2(2)存在a=12(3)0,1〖祥解〗(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)b的值,進(jìn)一步結(jié)合函數(shù)的對(duì)稱性利用特殊值法可得關(guān)于實(shí)數(shù)a的方程,解方程可得實(shí)數(shù)a的值,最后檢驗(yàn)所得的a,b是否正確即可;(3)原問(wèn)題等價(jià)于導(dǎo)函數(shù)有變號(hào)的零點(diǎn),據(jù)此構(gòu)造新函數(shù)gx=ax2+x-x+1lnx+1,然后對(duì)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【詳析】(1)當(dāng)a=-1時(shí),fx則f'據(jù)此可得f1函數(shù)在1,f1處的切線方程為y-0=-即ln2(2)令gx函數(shù)的定義域滿足1x+1=x+1定義域關(guān)于直線x=-12對(duì)稱,由題意可得由對(duì)稱性可知g-取m=32可得即a+1ln2=a-2ln1經(jīng)檢驗(yàn)a=12,b=-即存在a=12(3)由函數(shù)的解析式可得f'由fx在區(qū)間0,+∞存在極值點(diǎn),則f'x令-1則-x+1令gxfx在區(qū)間0,+∞存在極值點(diǎn),等價(jià)于gxg當(dāng)a≤0時(shí),g'x<0,g此時(shí)gx<g0=0,g當(dāng)a≥12,2a≥1時(shí),由于1x+1<1,所以所以g'x>g'0=0所以gx在區(qū)間0,+當(dāng)0<a<12時(shí),由g″當(dāng)x∈0,12a-1時(shí),當(dāng)x∈12a-1,+故g'x的最小值為令mx=1-x+ln函數(shù)mx在定義域內(nèi)單調(diào)遞增,m據(jù)此可得1-x+ln則g'由一次函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可得,當(dāng)x→+∞g'且注意到g'根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可知:g'x在區(qū)間0,+∞當(dāng)x∈0,x0時(shí),g當(dāng)x∈x0,+∞時(shí),所以gx令nx=ln則函數(shù)nx=lnx-x所以nx≤n4所以g>=>4所以函數(shù)gx在區(qū)間0,+∞綜合上面可知:實(shí)數(shù)a得取值范圍是0,1【『點(diǎn)石成金』】(1)求切線方程的核心是利用導(dǎo)函數(shù)求切線的斜率,求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)要準(zhǔn)確地把函數(shù)拆分成基本初等函數(shù)的和、差、積、商,再利用運(yùn)算法則求導(dǎo),合函數(shù)求導(dǎo),應(yīng)由外到內(nèi)逐層求導(dǎo),必要時(shí)要進(jìn)行換元.(2)根據(jù)函數(shù)的極值(點(diǎn))求參數(shù)的兩個(gè)要領(lǐng):①列式:根據(jù)極值點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)為0和極值這兩個(gè)條件列方程組,利用待定系數(shù)法求解;②驗(yàn)證:求解后驗(yàn)證根的合理性.本題中第二問(wèn)利用對(duì)稱性求參數(shù)值之后也需要進(jìn)行驗(yàn)證.27.(2023·新課標(biāo)Ⅱ卷·高考真題)(1)證明:當(dāng)0<x<1時(shí),x-x(2)已知函數(shù)fx=cosax-ln1-x【答案】(1)證明見(jiàn)詳析(2)-〖祥解〗(1)分別構(gòu)建Fx=x-sin(2)根據(jù)題意結(jié)合偶函數(shù)的性質(zhì)可知只需要研究fx在0,1上的單調(diào)性,求導(dǎo),分類討論0<a2<2和a【詳析】(1)構(gòu)建Fx=x-sinx,x∈0,1則Fx在0,1上單調(diào)遞增,可得F所以x>sin構(gòu)建Gx則G'構(gòu)建gx=G'x則gx在0,1上單調(diào)遞增,可得g即G'x>0則Gx在0,1上單調(diào)遞增,可得G所以sinx>x-綜上所述:x-x(2)令1-x2>0,解得-1<x<1,即函數(shù)f若a=0,則fx因?yàn)閥=-lnu在定義域內(nèi)單調(diào)遞減,y=1-x2在則fx=1-ln1-x故x=0是fx的極小值點(diǎn),不合題意,所以a≠0當(dāng)a≠0時(shí),令b=因?yàn)閒x且f-x所以函數(shù)fx由題意可得:f'(i)當(dāng)0<b2≤2時(shí),取m=min1由(1)可得f'且b2所以f'即當(dāng)x∈0,m?0,1時(shí),f'x結(jié)合偶函數(shù)的對(duì)稱性可知:fx在-m,0所以x=0是fx(ⅱ)當(dāng)b2>2時(shí),取x∈0,由(1)可得f'構(gòu)建hx則h'且h'0=b3可知hx在0,1b所以hx在0,1b當(dāng)x∈0,n時(shí),則hx<0則f'即當(dāng)x∈0,n?0,1時(shí),f'x結(jié)合偶函數(shù)的對(duì)稱性可知:fx在-n,0所以x=0是fx綜上所述:b2>2,即a2>2,解得故a的取值范圍為-∞【『點(diǎn)石成金』】關(guān)鍵『點(diǎn)石成金』:1.當(dāng)0<a2≤22.當(dāng)a2≥2時(shí),利用x-28.(2021·全國(guó)乙卷·高考真題)設(shè)函數(shù)fx=lna-x,已知(1)求a;(2)設(shè)函數(shù)g(x)=x+f(x)xf(x).證明:【答案】(1)a=1;(2)證明見(jiàn)詳析〖祥解〗(1)由題意求出y',由極值點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)為0即可求解出參數(shù)a;(2)由(1)得g(x)=x+ln1-xxln1-x,x<1且x≠0,分類討論x∈0,1和x∈-∞【詳析】(1)由fx=ln又x=0是函數(shù)y=xfx的極值點(diǎn),所以y'0=(2)[方法一]:轉(zhuǎn)化為有分母的函數(shù)由(Ⅰ)知,g(x)=x+ln(1-x)要證g(x)<1,即證1ln(1-x)+(ⅰ)當(dāng)x∈(0,1)時(shí),1ln(1-x)<0,x-1x<0,即證ln(1-x)>xx-1.令F(x)=ln(ⅱ)當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),1ln(1-x)>0,x-1x>0,即證ln(1-x)>x綜合(ⅰ)(ⅱ)有g(shù)(x)<1.[方法二]【最優(yōu)解】:轉(zhuǎn)化為無(wú)分母函數(shù)由(1)得fx=ln1-x,g(x)=x+f(x)當(dāng)x∈0,1時(shí),要證g(x)=x+ln1-xxln1-x<1,∵x>0,同理,當(dāng)x∈-∞,0時(shí),要證g(x)=x+ln1-xxln1-x<1令hx=x+1-xln1-x,再令t=1-x令φt=1-t+tln當(dāng)t∈0,1時(shí),φ't<0,當(dāng)t∈1,+∞時(shí),φ't>0綜上所述,g(x)=x+ln1-xx[方法三]:利用導(dǎo)數(shù)不等式中的常見(jiàn)結(jié)論證明令φ(x)=lnx-(x-1),因?yàn)棣?(x)=1x-1=1-xx,所以φ(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)是增函數(shù),在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)是減函數(shù),所以φ(x)≤φ(1)=0,即lnx≤x-1(當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)取等號(hào)).故當(dāng)x<1且(?。┊?dāng)x∈(0,1)時(shí),0>ln(1-x)>xx-1,所以1ln(ⅱ)當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),ln(1-x)>綜合(ⅰ)(ⅱ)得,當(dāng)x<1且x≠0時(shí),x+ln(1-x)x【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一利用不等式的性質(zhì)分類轉(zhuǎn)化分式不等式:當(dāng)x∈(0,1)時(shí),轉(zhuǎn)化為證明ln(1-x)>xx-1,當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí),轉(zhuǎn)化為證明ln(1-x)>xx-1,然后構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性,進(jìn)而證得;方法二利用不等式的性質(zhì)分類討論分別轉(zhuǎn)化為整式不等式:當(dāng)x∈0,1時(shí),x+1-xln1-x>0成立和當(dāng)29.(2021·天津·高考真題)已知a>0,函數(shù)f(x)=ax-xe(I)求曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程:(II)證明f(x)存在唯一的極值點(diǎn)(III)若存在a,使得f(x)≤a+b對(duì)任意x∈R成立,求實(shí)數(shù)b的取值范圍.【答案】(I)y=(a-1)x,(a>0);(II)證明見(jiàn)解析;(III)-e,+∞〖祥解〗(I)求出fx在x=0處的導(dǎo)數(shù),即切線斜率,求出f(II)令f'x=0,可得a=(x+1)ex,則可化為證明y=a(III)令h(x)=x2-x-1ex,(x>-1),題目等價(jià)于存在x∈(-1,+∞),使得h(x)≤b【詳析】(I)f'(x)=a-(x+1)e又f(0)=0,則切線方程為y=(a-1)x,(a>0);(II)令f'(x)=a-(x+1)e令g(x)=(x+1)ex,則當(dāng)x∈(-∞,-2)時(shí),g'(x)<0,gx單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(-2,+∞)時(shí),g當(dāng)x→-∞時(shí),gx<0,g-1=0,當(dāng)x→+∞時(shí),所以當(dāng)a>0時(shí),y=a與y=gx僅有一個(gè)交點(diǎn),令gm=a,則m>-1當(dāng)x∈(-∞,m)時(shí),a>g(x),則f'(x)>0,當(dāng)x∈m,+∞時(shí),a<g(x),則f'(x)<0x=m為fx的極大值點(diǎn),故f(x)(III)由(II)知f(x)max=f(m)所以{f(x)-a}max令h(x)=x若存在a,使得f(x)≤a+b對(duì)任意x∈R成立,等價(jià)于存在x∈(-1,+∞),使得h(x)≤b,即b≥h(x)h'(x)=x當(dāng)x∈(-1,1)時(shí),h'(x)<0,hx單調(diào)遞減,當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),h所以h(x)min=h(所以實(shí)數(shù)b的取值范圍-e,+∞.【『點(diǎn)石成金』】關(guān)鍵『點(diǎn)石成金』:第二問(wèn)解題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為證明y=a與y=gx僅有一個(gè)交點(diǎn);第三問(wèn)解題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為存在x∈(-1,+∞),使得h(x)≤b,即b≥h30.(2019·全國(guó)II卷·高考真題)已知函數(shù)f(x)=(x-1)lnx-x-1(1)f(x)存在唯一的極值點(diǎn);(2)f(x)=0【答案】(1)見(jiàn)詳析;(2)見(jiàn)詳析〖祥解〗(1)先對(duì)函數(shù)f(x)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性,得到存在唯一x0,使得f'((2)先由(1)的結(jié)果,得到f(x0)<f(1)=-2<0,f(e2)=e2-3>0,得到【詳析】(1)由題意可得,f(x)的定義域?yàn)?0,+∞由f(x)=(x-1)ln得f'顯然f'又f'(1)=-1<0,故存在唯一x0,使得f又當(dāng)x>x0時(shí),f'(x0)>0,函數(shù)f(x)因此,f(x)存在唯一的極值點(diǎn);(2)[方法一]【利用對(duì)稱性轉(zhuǎn)化為研究?jī)蓚€(gè)函數(shù)根的問(wèn)題】f(x)=(x-1)lnx-x-1=0的根的情況問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為函數(shù)g(x)=(x-1)lnx與h(x)=x+1的圖像在區(qū)間當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),g″(x)>0,g'(x)在區(qū)間(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增;又因?yàn)間'(1)=0,所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),g'(x)<g'(1)=0,則x∈(0,1)時(shí),g(x)=(x-1)lnx單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),g'(x)>g

又因?yàn)閒x1=fx2=0,當(dāng)x=1x1[方法二]【分類討論】由(1)知,fx0<f(1)=-2=f(e)<0.又fe2下面證明x1由f(x)=0,得lnx=x+1x-1,顯然有x1-1x2-1<0(1)當(dāng)0<x1x2<1(2)當(dāng)x1x2>1時(shí),(3)當(dāng)x1x2=1時(shí),綜上,f(x)=0有且僅有兩個(gè)實(shí)根,且兩個(gè)實(shí)根互為倒數(shù).[方法三]【利用函數(shù)的單調(diào)性結(jié)合零點(diǎn)存在定理】f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),顯然x=1不是方程所以f(x)=0有兩個(gè)實(shí)根等價(jià)于g(x)=lnx-x+1x-1有兩個(gè)零點(diǎn),且而g'(x)=x2+1x(x-1)當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),g(e所以g(x)在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)有唯一零點(diǎn)x1所以g1x1=ln結(jié)合單調(diào)性知g(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)有唯一零點(diǎn)1x1,所以即f(x)=0有且僅有兩個(gè)實(shí)根,且兩個(gè)實(shí)根互為倒數(shù).【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:對(duì)稱性是函數(shù)的重要性質(zhì),利用函數(shù)的對(duì)稱性研究函數(shù)體現(xiàn)了整體思想;方法二:分類討論是最常規(guī)的思想,是處理導(dǎo)數(shù)問(wèn)題最常規(guī)的手段;方法三:函數(shù)的單調(diào)性和零點(diǎn)存在定理的綜合運(yùn)用使得問(wèn)題簡(jiǎn)單化.31.(2018·全國(guó)III卷·高考真題)已知函數(shù)fx(1)若a=0,證明:當(dāng)-1<x<0時(shí),fx<0;當(dāng)x>0時(shí),(2)若x=0是fx的極大值點(diǎn),求a【答案】(1)見(jiàn)解析(2)a=-【詳析】分析:(1)求導(dǎo),利用函數(shù)單調(diào)性證明即可.(2)分類討論a≥0和a<0,構(gòu)造函數(shù)hx=f(x)2+x+a詳析:(1)當(dāng)a=0時(shí),f(x)=(2+x)ln(1+x)-2x,設(shè)函數(shù)g(x)=f'(x)=當(dāng)-1<x<0時(shí),g'(x)<0;當(dāng)x>0時(shí),g'(x)>0.故當(dāng)x>-1時(shí),g(x)≥g(0)=0,且僅當(dāng)x=0時(shí),g(x)=0,從而f所以f(x)在(-1,+∞)單調(diào)遞增.又f(0)=0,故當(dāng)-1<x<0時(shí),f(x)<0;當(dāng)x>0時(shí),f(x)>0.(2)(i)若a≥0,由(1)知,當(dāng)x>0時(shí),f(x)≥(2+x)ln(1+x)-2x>0=f(0),這與x=0是f(x)(ii)若a<0,設(shè)函數(shù)h(x)=f(x)由于當(dāng)|x|<min{1,1|a|}時(shí),2+x+a又h(0)=f(0)=0,故x=0是f(x)的極大值點(diǎn)當(dāng)且僅當(dāng)x=0是h(x)的極大值點(diǎn).h'如果6a+1>0,則當(dāng)0<x<-6a+14a,且|x|<min{1,1|a|}如果6a+1<0,則a2x2+4ax+6a+1=0存在根x1<0,故當(dāng)x∈(x1,0),且如果6a+1=0,則h'(x)=x3(x-24)(x+1)(x2-6x-12)2.則當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),h'綜上,a=-1『點(diǎn)石成金』:本題考查函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,利用函數(shù)的單調(diào)性求出最值證明不等式,第二問(wèn)分類討論a≥0和a<0,當(dāng)a<0時(shí)構(gòu)造函數(shù)h32.(2018·北京·高考真題)設(shè)函數(shù)f(x)=[ax2-(4a+1)x+4a+3(1)若曲線y=fx在點(diǎn)(1,f(1))處的切線與x軸平行,求a(2)若f(x)在x=2處取得極小值,求a的取值范圍.【答案】(1)1

(2)(12,+∞【詳析】分析:(1)先求導(dǎo)數(shù),再根據(jù)f'(1)=0得a;(2)先求導(dǎo)數(shù)的零點(diǎn):1a,2;再分類討論,根據(jù)是否滿足f(x)在x=2詳析:解:(Ⅰ)因?yàn)閒(x)=[ax2-(4a+1)x+4a+3所以f′(x)=[2ax–(4a+1)]ex+[ax2–(4a+1)x+4a+3]ex(x∈R)=[ax2–(2a+1)x+2]ex.f′(1)=(1–a)e.由題設(shè)知f′(1)=0,即(1–a)e=0,解得a=1.此時(shí)f(1)=3e≠0.所以a的值為1.(Ⅱ)由(Ⅰ)得f′(x)=[ax2–(2a+1)x+2]ex=(ax–1)(x–2)ex.若a>12,則當(dāng)x∈(1a,2)時(shí),f′(x當(dāng)x∈(2,+∞)時(shí),f′(x)>0.所以f(x)<0在x=2處取得極小值.若a≤12,則當(dāng)x∈(0,2)時(shí),x–2<0,ax–1≤12x所以f′(x)>0.所以2不是f(x)的極小值點(diǎn).綜上可知,a的取值范圍是(12,+∞『點(diǎn)石成金』:利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義解題,主要是利用導(dǎo)數(shù)、切點(diǎn)坐標(biāo)、切線斜率之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)化.以平行、垂直直線斜率間的關(guān)系為載體求參數(shù)的值,則要求掌握平行、垂直與斜率之間的關(guān)系,進(jìn)而和導(dǎo)數(shù)聯(lián)系起來(lái)求解.33.(2019·江蘇·高考真題)設(shè)函數(shù)f(x)=(x-a)(x-b)(x-c),a,b,c∈R,f?'(x)為f(1)若a=b=c,f(4)=8,求a的值;(2)若a≠b,b=c,且f(x)和f?'(x)的零點(diǎn)均在集合{-3,1,3}中,求(3)若a=0,0<b?1,c=1,且f(x)的極大值為M,求證:M≤427【答案】(1)a=2;(2)f(x)的極小值為-32(3)見(jiàn)解析.〖祥解〗(1)由題意得到關(guān)于a的方程,解方程即可確定a的值;(2)由題意首先確定a,b,c的值從而確定函數(shù)的解析式,然后求解其導(dǎo)函數(shù),由導(dǎo)函數(shù)即可確定函數(shù)的極小值.(3)由題意首先確定函數(shù)的極大值M的表達(dá)式,然后可用如下方法證明題中的不等式:解法一:由函數(shù)的解析式結(jié)合不等式的性質(zhì)進(jìn)行放縮即可證得題中的不等式;解法二:由題意構(gòu)造函數(shù),求得函數(shù)在定義域內(nèi)的最大值,因?yàn)?<b≤1,所以x1當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f(x)=x(x-b)(x-1)≤x(x-1)令g(x)=x(x-1)2,x∈(0,1)令g?'(x)=0,得x(0,1(g+0–g(x)↗極大值↘所以當(dāng)x=13時(shí),g(x)取得極大值,且是最大值,故所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f(x)≤g(x)≤427,因此【詳析】(1)因?yàn)閍=b=c,所以f(x)=(x-a)(x-b)(x-c)=(x-a)因?yàn)閒(4)=8,所以(4-a)3=8,解得(2)因?yàn)閎=c,所以f(x)=(x-a)(x-b)從而f?'(x)=3(x-b)x-2a+b3.令f因?yàn)閍,b,2a+b3,都在集合{-3,1,3}中,且所以2a+b3此時(shí)f(x)=(x-3)(x+3)2,令f?'(x)=0,得x=-3或x(-∞,-3)-3(-3,1)1(1,+∞)+0–0+f(x

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