資源簡介 專題2 導(dǎo)數(shù)在不等式中的應(yīng)用(22-23高二上·江蘇鹽城·期末)1.已知函數(shù),當(dāng)時,函數(shù)有極小值0.(1)求函數(shù)的解析式;(2)若存在,使不等式成立,求實數(shù)的取值范圍.(23-24高二上·江蘇宿遷·期末)2.已知函數(shù),.(1)當(dāng)時,求的值域;(2)若對任意,不等式恒成立,求實數(shù)的取值范圍.(23-24高二上·江蘇南京·期末)3.設(shè) R,已知函數(shù),(1)討論函數(shù) 的單調(diào)性;(2)設(shè) Z,若有解,求 的最小值.(23-24高二上·江蘇南京·期末)4.已知函數(shù).(1)當(dāng)時,討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)當(dāng)時,,求a的取值范圍.(23-24高二上·江蘇泰州·期末)5.已知函數(shù),曲線在點處的切線的斜率為1,其中.(1)求的值和的方程;(2)證明:當(dāng)時,.(22-23高二下·江蘇鎮(zhèn)江·期末)6.已知函數(shù).(1)求函數(shù)的極值并畫出函數(shù)的大致圖像;(2)求證:.(22-23高二上·江蘇鹽城·期末)7.設(shè)函數(shù).(1)若函數(shù)在點處的切線斜率為1,求實數(shù)的值;(2)設(shè)函數(shù),且函數(shù)有兩個零點,,證明:.(22-23高二上·江蘇南京·期末)8.已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求函數(shù)的極值;(2)求當(dāng)時,函數(shù)在區(qū)間上的最小值;(3)若關(guān)于的方程有兩個不同實根,求實數(shù)的取值范圍并證明:.(23-24高二上·江蘇鎮(zhèn)江·階段練習(xí))9.已知函數(shù).若函數(shù)有兩個不相等的零點.(1)求a的取值范圍;(2)證明:.(22-23高二下·上海浦東新·期末)10.已知,函數(shù).(1)若,求曲線在處的切線方程;(2)若有零點,求實數(shù)的取值范圍;(3)若有兩個相異零點,求證:.(22-23高二下·河南周口·階段練習(xí))11.已知函數(shù),(1)若,求的單調(diào)區(qū)間;(2)若,是方程的兩個實數(shù)根,證明:.(22-23高二上·江蘇常州·期末)12.已知函數(shù).(1)討論的單調(diào)性;(2)若時,都有,求實數(shù)的取值范圍;(3)若有不相等的兩個正實數(shù)滿足,求證:.(22-23高二下·廣東揭陽·階段練習(xí))13.設(shè)函數(shù).(1)當(dāng)時,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)若函數(shù)有兩個極值點,且,求的最小值.(22-23高二下·河南洛陽·期末)14.已知函數(shù)(a為常數(shù)).(1)當(dāng)時,求曲線在點處的切線方程;(2)設(shè)函數(shù)的兩個極值點分別為,(),求的范圍.(23-24高二上·湖南郴州·期末)15.已知函數(shù).(1)若,求證:;(2)若有兩個極值點,且,當(dāng)取最小值時,求的極小值.(23-24高二上·云南臨滄·期末)16.已知函數(shù)(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)令,若,正實數(shù)滿足:,求證:.試卷第1頁,共3頁試卷第1頁,共3頁參考答案:1.(1);(2).【分析】(1)根據(jù)給定條件,利用極值點及對應(yīng)的極小值列出方程組,再求解并驗證作答.(2)根據(jù)給定條件,分離參數(shù)并構(gòu)造函數(shù),再求出函數(shù)的最小值作答.【詳解】(1)函數(shù),求導(dǎo)得:,因為當(dāng)時,函數(shù)有極小值0,因此,解得,此時,當(dāng)時,,當(dāng)時,,于是得函數(shù)在處取得極小值0,所以函數(shù)的解析式為.(2),不等式,令,,求導(dǎo)得,因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,則當(dāng)時,,因為存在,使不等式成立,則存在,使不等式成立,即有,所以實數(shù)的取值范圍是.2.(1)(2)【分析】(1)求導(dǎo)得到函數(shù)的單調(diào)性,即可求解端點以及極值點處的函數(shù)值求解,(2)構(gòu)造,求導(dǎo),結(jié)合分類討論,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求解最值即可求解.【詳解】(1)當(dāng)時,,則,令,由于,解得;令,解得;所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,又,故的值域為.(2)若對任意,不等式恒成立,則,故,當(dāng)時,,顯然不滿足題意,舍去,當(dāng)時,記,則,由于,令,則;令,則或;故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,由于,當(dāng)時,即,此時在上單調(diào)遞增,故滿足題意,當(dāng)時,即,此時在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,要使恒成立,則且,解得,綜上可得【點睛】方法點睛:1. 導(dǎo)函數(shù)中常用的兩種常用的轉(zhuǎn)化方法:一是利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,常化為不等式恒成立問題.注意分類討論與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;二是函數(shù)的零點、不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問題處理.2.利用導(dǎo)數(shù)解決含參函數(shù)的單調(diào)性問題時,一般將其轉(zhuǎn)化為不等式恒成立問題,解題過程中要注意分類討論和數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.3.證明不等式,構(gòu)造一個適當(dāng)?shù)暮瘮?shù),利用它的單調(diào)性進(jìn)行解題,是一種常用技巧.許多問題,如果運(yùn)用這種思想去解決,往往能獲得簡潔明快的思路,有著非凡的功效.3.(1)答案見解析(2)【分析】(1)求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)的正負(fù),結(jié)合分類討論即可求解,(2)構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點存在定理可得,進(jìn)而可得,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)即可求解.【詳解】(1)①當(dāng)時,令 ,則 ,所以當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞減;當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞增.②當(dāng)時,,所以當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞增;當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞減;當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞增.③當(dāng) 時,,則 在 上單調(diào)遞增.④當(dāng)時,,所以當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞增;當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞減;當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞增.綜上所述:當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在 上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增;當(dāng) 時,在 上單調(diào)遞增;當(dāng)時,在 上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增.(2)由可得,即,記,則定義域為.設(shè),則恒成立,則在單調(diào)遞增.又【理由:,而;而】所以存在唯一 ,使得 ,且 在 上單調(diào)遞減,在 上單調(diào)遞增.因為 ,所以,即 且.所以 .令,則當(dāng)恒成立,所以 在 上單調(diào)遞增,且 ,所以所以整數(shù)的最小值為 .【點睛】方法點睛:利用導(dǎo)數(shù)求單調(diào)性時,如果求導(dǎo)后的正負(fù)不容易辨別,往往可以將導(dǎo)函數(shù)的一部分抽離出來,構(gòu)造新的函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性,進(jìn)而可判斷原函數(shù)的單調(diào)性.在證明不等式時,常采用兩種思路:求直接求最值和等價轉(zhuǎn)化.無論是那種方式,都要敢于構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造有效的函數(shù)往往是解題的關(guān)鍵.4.(1)答案見解析(2)【分析】(1)當(dāng)時,解得或,故以和1的大小關(guān)系進(jìn)行討論即可.(2)由題意當(dāng)時,恒成立, 注意到,令,則單調(diào)遞增,且,故以和0的大小關(guān)系進(jìn)行討論即可得解.【詳解】(1),當(dāng)時,解得或.①當(dāng)時,恒成立,即函數(shù)在上單調(diào)遞增;②當(dāng)時,令,解得或,令,解得,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減, 在上單調(diào)遞增;③當(dāng)時,令,解得或,令,解得,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;綜上,當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減, 在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)當(dāng)時,,即當(dāng)時,,令,且令,, ,函數(shù)在上單調(diào)遞增,且 ,當(dāng)時,時,即在上單調(diào)遞增,時,在上單調(diào)遞增,時,.所以時符合題意. 當(dāng)時,,當(dāng)時,,,,所以,又函數(shù)在圖象連續(xù)不間斷,且單調(diào)遞增,由零點存在性定理,存在唯一,使得,所以當(dāng)時,,所以即在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,時,,此與當(dāng)時,不符,綜上,符合題意的a的取值范圍為.【點睛】關(guān)鍵點睛:第二問的關(guān)鍵是得出,函數(shù)在上單調(diào)遞增,且 ,找到對分類討論的臨界點,由此即可順利得解.5.(1);(2)證明見解析【分析】(1)先求導(dǎo),再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求切線方程;(2),求導(dǎo),根據(jù)單調(diào)性求出最值即可.【詳解】(1)由已知因為曲線在點處的切線的斜率為1,所以,解得,又所以切線方程為,即;(2)令,則,令,得,令,得,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,即,整理得,所以,即.6.(1)極小值,無極大值,圖象見解析;(2)證明見解析.【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用函數(shù)求出單調(diào)區(qū)間,再求出極值,畫出圖象作答.(2)構(gòu)造函數(shù),求出函數(shù)的最小值即可推理作答.【詳解】(1)函數(shù)的定義域為R,求導(dǎo)得,當(dāng)時,,當(dāng)時,,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,函數(shù)取得極小值,無極大值,當(dāng)時,恒成立,而,函數(shù)的大致圖象如圖: (2)令函數(shù),,求導(dǎo)得,令,,求導(dǎo)得,則函數(shù)在上單調(diào)遞增,而,即當(dāng)時,,當(dāng)時,,因此函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,,,所以恒成立.7.(1)(2)證明見解析【分析】(1)由導(dǎo)數(shù)的幾何意義,知,即可求出的值;(2)由題意,由題意可得,為方程的根,得到根與系數(shù)的關(guān)系,要證即證,設(shè),則,轉(zhuǎn)化為證,令,只需求出的最小值即可.【詳解】(1),所以,因為函數(shù)在點處的切線斜率為1,所以,所以.(2)證明:,,因為函數(shù)有兩個零點,,且,所以,為方程的根,所以,,①根據(jù)題意可得,所以,若證,需證,需證,需證,需證,需證,(*)設(shè),則,,,所以(*)可化為,所以需證,即證,設(shè),,,因為,所以,所以在上單調(diào)遞減,所以,得證.【點睛】關(guān)鍵點睛:本題第二問的關(guān)鍵點在于由函數(shù)的零點將不等式證明轉(zhuǎn)化為,利用換元法并構(gòu)造函數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性,即可證明不等式.8.(1)極大值為,極小值為(2)(3),證明見解析【分析】(1)求導(dǎo),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性和極值的概念即可得到結(jié)果;(2)由函數(shù)的定義域是,分為,和四種情況,進(jìn)行分類討論即可求出結(jié)果;(3)根據(jù)題意和函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合函數(shù)的圖象可知,當(dāng)時,有兩個不同實根,滿足,,兩式化簡得到,不妨設(shè),利用分析證明法和換元法即可證明結(jié)果.【詳解】(1)當(dāng)時,函數(shù).,令,得或當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,則在處取得極大值,在處取得極小值.極大值為,極小值為.(2)函數(shù)的定義域是,.當(dāng)時,令有兩個解,或.當(dāng),即時,,在上單調(diào)遞減,在上的最小值是,當(dāng),即時,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,在上的最小值是,當(dāng),即時,,,在上單調(diào)遞增,在上的最小值是.綜上,.(3)關(guān)于的方程有兩個不同實根,即有兩個不同實根,得,令,,令,得,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,時,取得最大值,且,當(dāng)時,得的大致圖象如下:.即當(dāng)時,有兩個不同實根.兩根滿足,,兩式相加得:,兩式相減得:,上述兩式相除得.不妨設(shè),要證:,只需證:,即證,設(shè),令,則,函數(shù)在上單調(diào)遞增,且.,即,.9.(1);(2)證明見詳解.【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性及最值,結(jié)合零點存在性定理計算即可;(2)構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性與最值即可證明.【詳解】(1)由題意可知:,若,則恒成立,即單調(diào)遞增,不存在兩個不等零點,故,顯然當(dāng)時,,當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以若要符合題意,需,此時有,且,令,而,即在上遞減,故,所以,又,故在區(qū)間和上函數(shù)存在各一個零點,符合題意,綜上;(2)結(jié)合(1),不妨令,構(gòu)造函數(shù),則,即單調(diào)遞減,所以,即,因為,所以,由(1)知在上單調(diào)遞增,所以由,故.10.(1)(2)(3)證明見解析【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義得切線斜率為,再根據(jù)點斜式求切線方程;(2)對分三種情況討論得解;(3)利用分析法證不等式,要證,只要證,根據(jù)零點解得,化簡欲證不等式,再令,構(gòu)造關(guān)于t的函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)法求得范圍證不等式.【詳解】(1)函數(shù)的定義域為,,當(dāng)時,,則切線方程為,即切線方程為.(2)①若時,則,是區(qū)間上的增函數(shù),因為,,所以,則函數(shù)在區(qū)間有唯一零點;②若,有唯一零點;③若,令,得,在區(qū)間上,,函數(shù)是增函數(shù);在區(qū)間上,,函數(shù)是減函數(shù);故在區(qū)間上,的極大值為,由于有零點,須使,解得,故所求實數(shù)的取值范圍是.綜上,所求實數(shù)的取值范圍是.(3)要證,兩邊同時取自然對數(shù)得.由得,得.所以原命題等價于證明.不妨取,故只需證,即.令,則,設(shè)(),只需證.而,故在單調(diào)遞增,所以.綜上得.【點睛】關(guān)鍵點點睛:解答本題的難點在第3小問,解答有兩個關(guān)鍵,其一是要會利用分析法等價轉(zhuǎn)化命題;其二是能夠利用代換化雙變量問題為單變量問題解答.11.(1)單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,(2)證明見解析【分析】(1)利用函數(shù)的單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)正負(fù)的關(guān)系即可求解;(2)根據(jù)已知條件構(gòu)造,利用導(dǎo)數(shù)法研究函數(shù)的單調(diào)性和最值,進(jìn)而得出的范圍,再構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)法研究函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合函數(shù)單調(diào)性的性質(zhì)即可求解.【詳解】(1)由題可知的定義域為,.令,則的兩根分別為,.當(dāng)或時,;當(dāng)時,;所以的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,.(2)原方程可化為,設(shè),則,.令,得.∵在上,,在上,,∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,∴,且當(dāng),趨向于0時,趨向于,當(dāng)趨向于時,趨向于.則在和上分別有一個零點,不妨設(shè),∵,∴,設(shè),則,.當(dāng)時,,∴在上單調(diào)遞增,而,∴當(dāng)時,,,即.∵,∴.∵在上單調(diào)遞減,∴,即.【點睛】關(guān)鍵點睛:本題第二問關(guān)鍵是合理轉(zhuǎn)化,將問題變成熟悉的極值點偏移問題,從而根據(jù)對稱化構(gòu)造方法及利用導(dǎo)數(shù)法研究函數(shù)的單調(diào)性即可.12.(1)答案見解析;(2);(3)證明見解析.【分析】(1)求出導(dǎo)函數(shù),對分類討論:①和②,分別討論單調(diào)性;(2)利用分離常數(shù)法得到對恒成立. 令,利用導(dǎo)數(shù)求出最值,即可得到實數(shù)的取值范圍;(3)極值點偏移問題,利用分析法,轉(zhuǎn)化為證明,構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)證明出.【詳解】(1)函數(shù)的定義域為,.①當(dāng)時,令,即,解得:.令,解得:;令,解得:;所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.②當(dāng)時,則,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增.綜上所述:當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.當(dāng)時,函數(shù)在上單調(diào)遞增.(2)當(dāng)時,都有,即,亦即對恒成立.令,只需..令,則,所以當(dāng)時,,所以在上單增,所以,所以當(dāng)時,.所以,所以在上單減,所以.所以.綜上所述:實數(shù)的取值范圍為.(3)可化為:.令,上式即為.由(1)可知:在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則為的兩根,其中.不妨設(shè),要證,只需,即,只需證.令.則當(dāng)時,;當(dāng)時,.由零點存在定理可得:存在,使得.當(dāng)時,,單增;當(dāng)時,,單減;又,所以..因為, ,所以.所以恒成立.所以.所以.所以即證.【點睛】導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的單調(diào)性、極值(最值)最有效的工具,而函數(shù)是高中數(shù)學(xué)中重要的知識點,對導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用的考查主要從以下幾個角度進(jìn)行:(1)考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,往往與解析幾何、微積分相聯(lián)系;(2)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,判斷單調(diào)性;已知單調(diào)性,求參數(shù);(3)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值(極值);(4)利用導(dǎo)數(shù)證明不等式.13.(1)調(diào)遞增區(qū)間為,;單調(diào)遞減區(qū)間為(2)【分析】(1)求導(dǎo)后,根據(jù)的正負(fù)可確定單調(diào)區(qū)間;(2)根據(jù)函數(shù)有兩個極值點可得方程在上有兩個不等實根,由此可得韋達(dá)定理的結(jié)論,將表示為關(guān)于的函數(shù)的形式,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求得即可.【詳解】(1)當(dāng)時,,則定義域為,,當(dāng)時,;當(dāng)時,;的單調(diào)遞增區(qū)間為,;單調(diào)遞減區(qū)間為.(2)定義域為,,有兩個極值點等價于在上有兩個不等實根,,,,,;設(shè),則,在上單調(diào)遞減,,即,的最小值為.14.(1)(2)【分析】(1)由導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解,(2)根據(jù)函數(shù)有兩個不相等的極值點得到,故,變形得到函數(shù),求導(dǎo)得到其單調(diào)性,得到的值域,得到答案.【詳解】(1)當(dāng)時,,,所以,,故曲線在點處的切線方程為.(2)若在定義域內(nèi)有兩個極值點,則是方程即的兩個不相等的正根,從而得到,即,又,故,且令,則,,所以在上單調(diào)遞減,所以,即的值域為,所以的范圍是.15.(1)證明見解析(2)【分析】(1)由,由的正負(fù),判斷的增減性,進(jìn)而得到的最小值為,得證.(2)有兩個極值點,且,的兩根為,進(jìn)而得,再利用導(dǎo)函數(shù)研究的單調(diào)性和極值即可.【詳解】(1)因為,所以,令,得,解得.所以在上單調(diào)遞增;同理可得在上單調(diào)遞減;.(2)由(1)知時,只有一個極值點,不合題意.當(dāng)時,有兩個根,所以,解得,又,故.因此.令,得或.令,得.所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;所以當(dāng)時,取得極小值.16.(1)答案見解析(2)證明見解析【分析】(1)根據(jù)題意,求得,分類討論,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的符合,即可求解;(2)得到,根據(jù)題意求得,令,得到,利用導(dǎo)數(shù)求得的單調(diào)性,得到,進(jìn)而證得.【詳解】(1)解:由函數(shù),可得,其中,若,,函數(shù)在單調(diào)遞增,無減區(qū)間;若,令,解得,當(dāng)時,,單調(diào)遞減;當(dāng)時,,單調(diào)遞增;若,令,解得,當(dāng)時,,單調(diào)遞增;當(dāng)時,,單調(diào)遞減,綜上可得:當(dāng)時,函數(shù)增區(qū)間為,無減區(qū)間;當(dāng)時,函數(shù)的減區(qū)間為,增區(qū)間為;當(dāng)時,函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為.(2)解:由,因為,即,可得,令,則,可得,當(dāng)時,,單調(diào)遞減;當(dāng)時,,單調(diào)遞增,所以,所以,所以,又因為,所以.答案第1頁,共2頁答案第1頁,共2頁 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