年高考数学试题知识分类汇编函数与导数
2024年高考数学真题分类汇编09:函数与导数(含详细答案解析)
函数与导数一、单选题1.(2024·全国)已知函数为f (x )=-x 2-2ax -a ,x <0e x+ln (x +1),x ≥0,在R 上单调递增,则a 取值的范围是()A.(-∞,0]B.[-1,0]C.[-1,1]D.[0,+∞)2.(2024·全国)已知函数为f (x )的定义域为R ,f (x )>f (x -1)+f (x -2),且当x <3时f (x )=x ,则下列结论中一定正确的是()A.f (10)>100B.f (20)>1000C.f (10)<1000D.f (20)<100003.(2024·全国)设函数f (x )=a (x +1)2-1,g (x )=cos x +2ax ,当x ∈(-1,1)时,曲线y =f (x )与y =g (x )恰有一个交点,则a =()A.-1B.12C.1D.24.(2024·全国)设函数f (x )=(x +a )ln (x +b ),若f (x )≥0,则a 2+b 2的最小值为()A.18B.14C.12D.15.(2024·全国)曲线f x =x 6+3x -1在0,-1 处的切线与坐标轴围成的面积为()A.16B.32C.12D.-326.(2024·全国)函数f x =-x 2+e x -e -x sin x 在区间[-2.8,2.8]的大致图像为()A. B.C. D.7.(2024·全国)设函数f x =e x +2sin x1+x 2,则曲线y =f x 在0,1 处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为()A.16B.13C.12D.238.(2024·北京)已知x 1,y 1 ,x 2,y 2 是函数y =2x图象上不同的两点,则下列正确的是()A.log 2y 1+y 22>x 1+x22 B.log 2y 1+y 22<x 1+x22C.log 2y 1+y 22>x 1+x 2D.log 2y 1+y 22<x 1+x 29.(2024·天津)下列函数是偶函数的是()A.y=e x-x2x2+1B.y=cos x+x2x2+1C.y=e x-xx+1D.y=sin x+4xe|x|10.(2024·天津)若a=4.2-0.3,b=4.20.3,c=log4.20.2,则a,b,c的大小关系为()A.a>b>cB.b>a>cC.c>a>bD.b>c>a11.(2024·上海)下列函数f x 的最小正周期是2π的是()A.sin x+cos xB.sin x cos xC.sin2x+cos2xD.sin2x-cos2x12.(2024·上海)已知函数f(x)的定义域为R,定义集合M=x0x0∈R,x∈-∞,x0,f x <f x0,在使得M =-1,1的所有f x 中,下列成立的是()A.存在f x 是偶函数B.存在f x 在x=2处取最大值C.存在f x 是严格增函数D.存在f x 在x=-1处取到极小值二、多选题13.(2024·全国)设函数f(x)=(x-1)2(x-4),则()A.x=3是f(x)的极小值点B.当0<x<1时,f(x)<f x2C.当1<x<2时,-4<f(2x-1)<0D.当-1<x<0时,f(2-x)>f(x)14.(2024·全国)设函数f(x)=2x3-3ax2+1,则()A.当a>1时,f(x)有三个零点B.当a<0时,x=0是f(x)的极大值点C.存在a,b,使得x=b为曲线y=f(x)的对称轴D.存在a,使得点1,f1为曲线y=f(x)的对称中心三、填空题15.(2024·全国)若曲线y=e x+x在点0,1处的切线也是曲线y=ln(x+1)+a的切线,则a=.16.(2024·全国)已知a>1,1log8a -1log a4=-52,则a=.17.(2024·全国)曲线y=x3-3x与y=-x-12+a在0,+∞上有两个不同的交点,则a的取值范围为.18.(2024·天津)若函数f x =2x2-ax-ax-2+1有唯一零点,则a的取值范围为.19.(2024·上海)已知f x =x,x>01,x≤0,则f3 =.四、解答题20.(2024·全国)已知函数f(x)=ln x2-x+ax+b(x-1)3(1)若b=0,且f (x)≥0,求a的最小值;(2)证明:曲线y=f(x)是中心对称图形;(3)若f (x )>-2当且仅当1<x <2,求b 的取值范围.21.(2024·全国)已知函数f (x )=e x -ax -a 3.(1)当a =1时,求曲线y =f (x )在点1,f (1) 处的切线方程;(2)若f (x )有极小值,且极小值小于0,求a 的取值范围.22.(2024·全国)已知函数f x =a x -1 -ln x +1.(1)求f x 的单调区间;(2)若a ≤2时,证明:当x >1时,f x <e x -1恒成立.23.(2024·全国)已知函数f x =1-ax ln 1+x -x .(1)当a =-2时,求f x 的极值;(2)当x ≥0时,f x ≥0恒成立,求a 的取值范围.24.(2024·北京)已知f x =x +k ln 1+x 在t ,f t t >0 处切线为l .(1)若切线l 的斜率k =-1,求f x 单调区间;(2)证明:切线l 不经过0,0 ;(3)已知k =1,A t ,f t ,C 0,f t ,O 0,0 ,其中t >0,切线l 与y 轴交于点B 时.当2S △ACO =15S △ABO ,符合条件的A 的个数为?(参考数据:1.09<ln3<1.10,1.60<ln5<1.61,1.94<ln7<1.95)25.(2024·天津)设函数f x =x ln x .(1)求f x 图象上点1,f 1 处的切线方程;(2)若f x ≥a x -x 在x ∈0,+∞ 时恒成立,求a 的取值范围;(3)若x 1,x 2∈0,1 ,证明f x 1 -f x 2 ≤x 1-x 2 12.26.(2024·上海)若f x =log a x (a >0,a ≠1).(1)y =f x 过4,2 ,求f 2x -2 <f x 的解集;(2)存在x 使得f x +1 、f ax 、f x +2 成等差数列,求a 的取值范围.27.(2024·上海)对于一个函数f x 和一个点M a ,b ,令s x =(x -a )2+f x -b 2,若P x 0,f x 0 是s x取到最小值的点,则称P 是M 在f x 的“最近点”.(1)对于f (x )=1x(x >0),求证:对于点M 0,0 ,存在点P ,使得点P 是M 在f x 的“最近点”;(2)对于f x =e x ,M 1,0 ,请判断是否存在一个点P ,它是M 在f x 的“最近点”,且直线MP 与y =f (x )在点P 处的切线垂直;(3)已知y =f (x )在定义域R 上存在导函数f (x ),且函数g (x )在定义域R 上恒正,设点M 1t -1,f t -g t ,M 2t +1,f t +g t .若对任意的t ∈R ,存在点P 同时是M 1,M 2在f x 的“最近点”,试判断f x 的单调性.参考答案:1.B【分析】根据二次函数的性质和分界点的大小关系即可得到不等式组,解出即可.【解析】因为f x 在R上单调递增,且x≥0时,f x =e x+ln x+1单调递增,则需满足--2a2×-1≥0-a≤e0+ln1,解得-1≤a≤0,即a的范围是[-1,0].故选:B.2.B【分析】代入得到f(1)=1,f(2)=2,再利用函数性质和不等式的性质,逐渐递推即可判断.【解析】因为当x<3时f(x)=x,所以f(1)=1,f(2)=2,又因为f(x)>f(x-1)+f(x-2),则f(3)>f(2)+f(1)=3,f(4)>f(3)+f(2)>5,f(5)>f(4)+f(3)>8,f(6)>f(5)+f(4)>13,f(7)>f(6)+f(5)>21,f(8)>f(7)+f(6)>34,f(9)>f(8)+f(7)>55,f(10)>f(9)+f(8)>89,f(11)>f(10)+f(9)>144,f(12)>f(11)+f(10)>233,f(13)>f(12)+f(11)>377f(14)>f(13)+f(12)>610,f(15)>f(14)+f(13)>987,f(16)>f(15)+f(14)>1597>1000,则依次下去可知f(20)>1000,则B正确;且无证据表明ACD一定正确.故选:B.【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用f(1)=1,f(2)=2,再利用题目所给的函数性质f(x)>f(x-1)+ f(x-2),代入函数值再结合不等式同向可加性,不断递推即可.3.D【分析】解法一:令F x =ax2+a-1,G x =cos x,分析可知曲线y=F(x)与y=G(x)恰有一个交点,结合偶函数的对称性可知该交点只能在y轴上,即可得a=2,并代入检验即可;解法二:令h x =f(x)-g x ,x∈-1,1,可知h x 为偶函数,根据偶函数的对称性可知h x 的零点只能为0,即可得a=2,并代入检验即可.【解析】解法一:令f(x)=g x ,即a(x+1)2-1=cos x+2ax,可得ax2+a-1=cos x,令F x =ax2+a-1,G x =cos x,原题意等价于当x∈(-1,1)时,曲线y=F(x)与y=G(x)恰有一个交点,注意到F x ,G x 均为偶函数,可知该交点只能在y轴上,可得F0 =G0 ,即a-1=1,解得a=2,若a=2,令F x =G x ,可得2x2+1-cos x=0因为x∈-1,1,则2x2≥0,1-cos x≥0,当且仅当x=0时,等号成立,可得2x2+1-cos x≥0,当且仅当x=0时,等号成立,则方程2x2+1-cos x=0有且仅有一个实根0,即曲线y=F(x)与y=G(x)恰有一个交点,所以a=2符合题意;综上所述:a=2.解法二:令h x =f(x)-g x =ax2+a-1-cos x,x∈-1,1,原题意等价于h x 有且仅有一个零点,因为h -x =a -x 2+a -1-cos -x =ax 2+a -1-cos x =h x ,则h x 为偶函数,根据偶函数的对称性可知h x 的零点只能为0,即h 0 =a -2=0,解得a =2,若a =2,则h x =2x 2+1-cos x ,x ∈-1,1 ,又因为2x 2≥0,1-cos x ≥0当且仅当x =0时,等号成立,可得h x ≥0,当且仅当x =0时,等号成立,即h x 有且仅有一个零点0,所以a =2符合题意;故选:D .4.C【分析】解法一:由题意可知:f (x )的定义域为-b ,+∞ ,分类讨论-a 与-b ,1-b 的大小关系,结合符号分析判断,即可得b =a +1,代入可得最值;解法二:根据对数函数的性质分析ln (x +b )的符号,进而可得x +a 的符号,即可得b =a +1,代入可得最值.【解析】解法一:由题意可知:f (x )的定义域为-b ,+∞ ,令x +a =0解得x =-a ;令ln (x +b )=0解得x =1-b ;若-a ≤-b ,当x ∈-b ,1-b 时,可知x +a >0,ln x +b <0,此时f (x )<0,不合题意;若-b <-a <1-b ,当x ∈-a ,1-b 时,可知x +a >0,ln x +b <0,此时f (x )<0,不合题意;若-a =1-b ,当x ∈-b ,1-b 时,可知x +a <0,ln x +b <0,此时f (x )>0;当x ∈1-b ,+∞ 时,可知x +a ≥0,ln x +b ≥0,此时f (x )≥0;可知若-a =1-b ,符合题意;若-a >1-b ,当x ∈1-b ,-a 时,可知x +a 0,ln x +b 0,此时f (x )<0,不合题意;综上所述:-a =1-b ,即b =a +1,则a 2+b 2=a 2+a +1 2=2a +12 2+12≥12,当且仅当a =-12,b =12时,等号成立,所以a 2+b 2的最小值为12;解法二:由题意可知:f (x )的定义域为-b ,+∞ ,令x +a =0解得x =-a ;令ln (x +b )=0解得x =1-b ;则当x ∈-b ,1-b 时,ln x +b <0,故x +a ≤0,所以1-b +a ≤0;x ∈1-b ,+∞ 时,ln x +b >0,故x +a ≥0,所以1-b +a ≥0;故1-b +a =0,则a 2+b 2=a 2+a +1 2=2a +12 2+12≥12,当且仅当a =-12,b =12时,等号成立,所以a 2+b 2的最小值为12.故选:C .【点睛】关键点点睛:分别求x +a =0、ln (x +b )=0的根,以根和函数定义域为临界,比较大小分类讨论,结合符号性分析判断.5.A【分析】先求出切线方程,再求出切线的截距,从而可求面积.【解析】f x =6x 5+3,所以f 0 =3,故切线方程为y =3(x -0)-1=3x -1,故切线的横截距为13,纵截距为-1,故切线与坐标轴围成的面积为12×1×13=16故选:A .6.B【分析】利用函数的奇偶性可排除A 、C ,代入x =1可得f 1 >0,可排除D .【解析】f -x =-x 2+e -x -e x sin -x =-x 2+e x -e -x sin x =f x ,又函数定义域为-2.8,2.8 ,故该函数为偶函数,可排除A 、C ,又f 1 =-1+e -1e sin1>-1+e -1e sin π6=e 2-1-12e >14-12e>0,故可排除D .故选:B .7.A【分析】借助导数的几何意义计算可得其在点0,1 处的切线方程,即可得其与坐标轴交点坐标,即可得其面积.【解析】fx =ex+2cos x 1+x 2 -e x +2sin x ⋅2x1+x 22,则f0 =e 0+2cos0 1+0 -e 0+2sin0 ×01+02=3,即该切线方程为y -1=3x ,即y =3x +1,令x =0,则y =1,令y =0,则x =-13,故该切线与两坐标轴所围成的三角形面积S =12×1×-13 =16.故选:A .8.A【分析】根据指数函数和对数函数的单调性结合基本不等式分析判断AB ;举例判断CD 即可.【解析】由题意不妨设x 1<x 2,因为函数y =2x 是增函数,所以0<2x 1<2x 2,即0<y 1<y 2,对于选项AB :可得2x1+2x 22>2x 1·2x 2=2x 1+x 22,即y 1+y 22>2x 1+x 22>0,根据函数y =log 2x 是增函数,所以log 2y 1+y 22>log 22x 1+x22=x 1+x22,故A 正确,B 错误;对于选项C :例如x 1=0,x 2=1,则y 1=1,y 2=2,可得log 2y 1+y 22=log 232∈0,1 ,即log 2y 1+y 22<1=x 1+x 2,故C 错误;对于选项D :例如x 1=-1,x 2=-2,则y 1=12,y 2=14,可得log 2y 1+y 22=log 238=log 23-3∈-2,-1 ,即log 2y 1+y 22>-3=x 1+x 2,故D 错误,故选:A .9.B【分析】根据偶函数的判定方法一一判断即可.【解析】对A ,设f x =e x -x 2x 2+1,函数定义域为R ,但f -1 =e -1-12,f 1 =e -12,则f -1 ≠f 1 ,故A 错误;对B ,设g x =cos x +x 2x 2+1,函数定义域为R ,且g -x =cos -x +-x 2-x 2+1=cos x +x 2x 2+1=g x ,则g x 为偶函数,故B 正确;对C ,设h x =e x -xx +1,函数定义域为x |x ≠-1 ,不关于原点对称,则h x 不是偶函数,故C 错误;对D ,设φx =sin x +4x e |x |,函数定义域为R ,因为φ1 =sin1+4e ,φ-1 =-sin1-4e ,则φ1 ≠φ-1 ,则φx 不是偶函数,故D 错误.故选:B .10.B【分析】利用指数函数和对数函数的单调性分析判断即可.【解析】因为y =4.2x 在R 上递增,且-0.3<0<0.3,所以0<4.2-0.3<4.20<4.20.3,所以0<4.2-0.3<1<4.20.3,即0<a <1<b ,因为y =log 4.2x 在(0,+∞)上递增,且0<0.2<1,所以log 4.20.2<log 4.21=0,即c <0,所以b >a >c ,故选:B 11.A【分析】根据辅助角公式、二倍角公式以及同角三角函数关系并结合三角函数的性质一一判断即可 .【解析】对A ,sin x +cos x =2sin x +π4,周期T =2π,故A 正确;对B ,sin x cos x =12sin2x ,周期T =2π2=π,故B 错误;对于选项C ,sin 2x +cos 2x =1,是常值函数,不存在最小正周期,故C 错误;对于选项D ,sin 2x -cos 2x =-cos2x ,周期T =2π2=π,故D 错误,故选:A .12.B【分析】对于ACD 利用反证法并结合函数奇偶性、单调性以及极小值的概念即可判断,对于B ,构造函数f x =-2,x <-1x ,-1≤x ≤11,x >1即可判断.【解析】对于A ,若存在y =f (x )是偶函数, 取x 0=1∈[-1,1],则对于任意x ∈(-∞,1),f (x )<f (1), 而f (-1)=f (1), 矛盾, 故A 错误;对于B ,可构造函数f x =-2,x <-1,x ,-1≤x ≤1,1,x >1,满足集合M =-1,1 ,当x <-1时,则f x =-2,当-1≤x ≤1时,f x ∈-1,1 ,当x >1时,f x =1,则该函数f x 的最大值是f 2 ,则B 正确;对C ,假设存在f x ,使得f x 严格递增,则M =R ,与已知M =-1,1 矛盾,则C 错误;对D ,假设存在f x ,使得f x 在x =-1处取极小值,则在-1的左侧附近存在n ,使得f n >f -1 ,这与已知集合M 的定义矛盾,故D 错误;故选:B .13.ACD【分析】求出函数f x 的导数,得到极值点,即可判断A ;利用函数的单调性可判断B ;根据函数f x 在1,3 上的值域即可判断C ;直接作差可判断D .【解析】对A ,因为函数f x 的定义域为R ,而f x =2x -1 x -4 +x -1 2=3x -1 x -3 ,易知当x ∈1,3 时,f x <0,当x ∈-∞,1 或x ∈3,+∞ 时,f x >0函数f x 在-∞,1 上单调递增,在1,3 上单调递减,在3,+∞ 上单调递增,故x =3是函数f x 的极小值点,正确;对B ,当0<x <1时,x -x 2=x 1-x >0,所以1>x >x 2>0,而由上可知,函数f x 在0,1 上单调递增,所以f x >f x 2 ,错误;对C ,当1<x <2时,1<2x -1<3,而由上可知,函数f x 在1,3 上单调递减,所以f 1 >f 2x -1 >f 3 ,即-4<f 2x -1 <0,正确;对D ,当-1<x <0时,f (2-x )-f (x )=1-x 2-2-x -x -1 2x -4 =x -1 22-2x >0,所以f (2-x )>f (x ),正确;故选:ACD .14.AD【分析】A 选项,先分析出函数的极值点为x =0,x =a ,根据零点存在定理和极值的符号判断出f (x )在(-1,0),(0,a ),(a ,2a )上各有一个零点;B 选项,根据极值和导函数符号的关系进行分析;C 选项,假设存在这样的a ,b ,使得x =b 为f (x )的对称轴,则f (x )=f (2b -x )为恒等式,据此计算判断;D 选项,若存在这样的a ,使得(1,3-3a )为f (x )的对称中心,则f (x )+f (2-x )=6-6a ,据此进行计算判断,亦可利用拐点结论直接求解.【解析】A 选项,f (x )=6x 2-6ax =6x (x -a ),由于a >1,故x ∈-∞,0 ∪a ,+∞ 时f (x )>0,故f (x )在-∞,0 ,a ,+∞ 上单调递增,x ∈(0,a )时,f (x )<0,f (x )单调递减,则f (x )在x =0处取到极大值,在x =a 处取到极小值,由f (0)=1>0,f (a )=1-a 3<0,则f (0)f (a )<0,根据零点存在定理f (x )在(0,a )上有一个零点,又f (-1)=-1-3a <0,f (2a )=4a 3+1>0,则f (-1)f (0)<0,f (a )f (2a )<0,则f (x )在(-1,0),(a ,2a )上各有一个零点,于是a >1时,f (x )有三个零点,A 选项正确;B 选项,f (x )=6x (x -a ),a <0时,x ∈(a ,0),f (x )<0,f (x )单调递减,x ∈(0,+∞)时f (x )>0,f (x )单调递增,此时f (x )在x =0处取到极小值,B 选项错误;C 选项,假设存在这样的a ,b ,使得x =b 为f (x )的对称轴,即存在这样的a ,b 使得f (x )=f (2b -x ),即2x 3-3ax 2+1=2(2b -x )3-3a (2b -x )2+1,根据二项式定理,等式右边(2b -x )3展开式含有x 3的项为2C 33(2b )0(-x )3=-2x 3,于是等式左右两边x 3的系数都不相等,原等式不可能恒成立,于是不存在这样的a ,b ,使得x =b 为f (x )的对称轴,C 选项错误;D 选项,方法一:利用对称中心的表达式化简f (1)=3-3a ,若存在这样的a ,使得(1,3-3a )为f (x )的对称中心,则f (x )+f (2-x )=6-6a ,事实上,f (x )+f (2-x )=2x 3-3ax 2+1+2(2-x )3-3a (2-x )2+1=(12-6a )x 2+(12a -24)x +18-12a ,于是6-6a =(12-6a )x 2+(12a -24)x +18-12a即12-6a =012a -24=018-12a =6-6a,解得a =2,即存在a =2使得(1,f (1))是f (x )的对称中心,D 选项正确.方法二:直接利用拐点结论任何三次函数都有对称中心,对称中心的横坐标是二阶导数的零点,f (x )=2x 3-3ax 2+1,f (x )=6x 2-6ax ,f (x )=12x -6a ,由f (x )=0⇔x =a 2,于是该三次函数的对称中心为a 2,f a2,由题意(1,f (1))也是对称中心,故a2=1⇔a =2,即存在a =2使得(1,f (1))是f (x )的对称中心,D 选项正确.故选:AD【点睛】结论点睛:(1)f (x )的对称轴为x =b ⇔f (x )=f (2b -x );(2)f (x )关于(a ,b )对称⇔f (x )+f (2a -x )=2b ;(3)任何三次函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 都有对称中心,对称中心是三次函数的拐点,对称中心的横坐标是f (x )=0的解,即-b 3a ,f -b3a 是三次函数的对称中心15.ln2【分析】先求出曲线y =e x +x 在0,1 的切线方程,再设曲线y =ln x +1 +a 的切点为x 0,ln x 0+1 +a ,求出y ,利用公切线斜率相等求出x 0,表示出切线方程,结合两切线方程相同即可求解.【解析】由y =e x +x 得y =e x +1,y |x =0=e 0+1=2,故曲线y =e x +x 在0,1 处的切线方程为y =2x +1;由y =ln x +1 +a 得y =1x +1,设切线与曲线y =ln x +1 +a 相切的切点为x 0,ln x 0+1 +a ,由两曲线有公切线得y =1x 0+1=2,解得x 0=-12,则切点为-12,a +ln 12 ,切线方程为y =2x +12 +a +ln 12=2x +1+a -ln2,根据两切线重合,所以a -ln2=0,解得a =ln2.故答案为:ln216.64【分析】将log 8a ,log a 4利用换底公式转化成log 2a 来表示即可求解.【解析】由题1log 8a -1log a 4=3log 2a -12log 2a =-52,整理得log 2a 2-5log 2a -6=0,⇒log 2a =-1或log 2a =6,又a >1,所以log 2a =6=log 226,故a =26=64故答案为:64.17.-2,1【分析】将函数转化为方程,令x 3-3x =-x -1 2+a ,分离参数a ,构造新函数g x =x 3+x 2-5x +1,结合导数求得g x 单调区间,画出大致图形数形结合即可求解.【解析】令x 3-3x =-x -1 2+a ,即a =x 3+x 2-5x +1,令g x =x 3+x 2-5x +1x >0 ,则g x =3x 2+2x -5=3x +5 x -1 ,令g x =0x >0 得x =1,当x ∈0,1 时,g x <0,g x 单调递减,当x ∈1,+∞ 时,g x >0,g x 单调递增,g 0 =1,g 1 =-2,因为曲线y =x 3-3x 与y =-x -1 2+a 在0,+∞ 上有两个不同的交点,所以等价于y =a 与g x 有两个交点,所以a ∈-2,1.故答案为:-2,1 18.-3,-1 ∪1,3【分析】结合函数零点与两函数的交点的关系,构造函数g x =2x 2-ax 与h x =ax -3,x ≥2a1-ax ,x <2a,则两函数图象有唯一交点,分a =0、a >0与a <0进行讨论,当a >0时,计算函数定义域可得x ≥a 或x ≤0,计算可得a ∈0,2 时,两函数在y 轴左侧有一交点,则只需找到当a ∈0,2 时,在y 轴右侧无交点的情况即可得;当a <0时,按同一方式讨论即可得.【解析】令f x =0,即2x 2-ax =ax -2 -1,由题可得x 2-ax ≥0,当a =0时,x ∈R ,有2x 2=-2 -1=1,则x =±22,不符合要求,舍去;当a >0时,则2x 2-ax =ax -2 -1=ax -3,x ≥2a1-ax ,x <2a,即函数g x =2x 2-ax 与函数h x =ax -3,x ≥2a1-ax ,x <2a有唯一交点,由x 2-ax ≥0,可得x ≥a 或x ≤0,当x ≤0时,则ax -2<0,则2x 2-ax =ax -2 -1=1-ax ,即4x 2-4ax =1-ax 2,整理得4-a 2 x 2-2ax -1=2+a x +1 2-a x -1 =0,当a =2时,即4x +1=0,即x =-14,当a ∈0,2 ,x =-12+a 或x =12-a>0(正值舍去),当a ∈2,+∞ 时,x =-12+a <0或x =12-a<0,有两解,舍去,即当a ∈0,2 时,2x 2-ax -ax -2 +1=0在x ≤0时有唯一解,则当a ∈0,2 时,2x 2-ax -ax -2 +1=0在x ≥a 时需无解,当a ∈0,2 ,且x ≥a 时,由函数h x =ax -3,x ≥2a1-ax ,x <2a关于x =2a 对称,令h x =0,可得x =1a 或x =3a ,且函数h x 在1a ,2a上单调递减,在2a ,3a上单调递增,令g x =y =2x 2-ax ,即x -a 2 2a 24-y 2a 2=1,故x ≥a 时,g x 图象为双曲线x2a 24-y 2a2=1右支的x 轴上方部分向右平移a2所得,由x2a 24-y 2a2=1的渐近线方程为y =±aa 2x =±2x ,即g x 部分的渐近线方程为y =2x -a 2,其斜率为2,又a ∈0,2 ,即h x =ax -3,x ≥2a1-ax ,x <2a在x ≥2a 时的斜率a ∈0,2 ,令g x =2x 2-ax =0,可得x =a 或x =0(舍去),且函数g x 在a ,+∞ 上单调递增,故有1a <a 3a>a,解得1<a <3,故1<a <3符合要求;当a <0时,则2x 2-ax =ax -2 -1=ax -3,x ≤2a1-ax ,x >2a,即函数g x =2x 2-ax 与函数h x =ax -3,x ≤2a1-ax ,x >2a有唯一交点,由x 2-ax ≥0,可得x ≥0或x ≤a ,当x ≥0时,则ax -2<0,则2x 2-ax =ax -2 -1=1-ax ,即4x 2-4ax =1-ax 2,整理得4-a 2 x 2-2ax -1=2+a x +1 2-a x -1 =0,当a =-2时,即4x -1=0,即x =14,当a ∈-2,0 ,x =-12+a <0(负值舍去)或x =12-a0,当a ∈-∞,2 时,x =-12+a >0或x =12-a>0,有两解,舍去,即当a ∈-2,0 时,2x 2-ax -ax -2 +1=0在x ≥0时有唯一解,则当a ∈-2,0 时,2x 2-ax -ax -2 +1=0在x ≤a 时需无解,当a ∈-2,0 ,且x ≤a 时,由函数h x =ax -3,x ≤2a1-ax ,x >2a关于x =2a 对称,令h x =0,可得x =1a 或x =3a ,且函数h x 在2a ,1a上单调递减,在3a ,2a上单调递增,同理可得:x ≤a 时,g x 图象为双曲线x 2a 24-y 2a 2=1左支的x 轴上方部分向左平移a2所得,g x 部分的渐近线方程为y =-2x +a 2,其斜率为-2,又a ∈-2,0 ,即h x =ax -3,x ≥2a1-ax ,x <2a在x <2a 时的斜率a ∈-2,0 ,令g x =2x 2-ax =0,可得x =a 或x =0(舍去),且函数g x 在-∞,a 上单调递减,故有1a >a 3a<a,解得-3<a <-1,故-3<a <-1符合要求;综上所述,a ∈-3,-1 ∪1,3 .故答案为:-3,-1 ∪1,3 .【点睛】关键点点睛:本题关键点在于将函数f x 的零点问题转化为函数g x =2x 2-ax 与函数h x =ax -3,x ≥2a1-ax ,x <2a的交点问题,从而可将其分成两个函数研究.19.3【分析】利用分段函数的形式可求f 3 .【解析】因为f x =x ,x >01,x ≤0, 故f 3 =3,故答案为:3.20.(1)-2(2)证明见解析(3)b ≥-23【分析】(1)求出f x min =2+a 后根据f (x )≥0可求a 的最小值;(2)设P m ,n 为y =f x 图象上任意一点,可证P m ,n 关于1,a 的对称点为Q 2-m ,2a -n 也在函数的图像上,从而可证对称性;(3)根据题设可判断f 1 =-2即a =-2,再根据f (x )>-2在1,2 上恒成立可求得b ≥-23.【解析】(1)b =0时,f x =ln x2-x+ax ,其中x ∈0,2 ,则f x =1x +12-x =2x 2-x+a ,x ∈0,2 ,因为x 2-x ≤2-x +x 2 2=1,当且仅当x =1时等号成立,故f x min =2+a ,而f x ≥0成立,故a +2≥0即a ≥-2,所以a 的最小值为-2.,(2)f x =ln x2-x+ax +b x -1 3的定义域为0,2 ,设P m ,n 为y =f x 图象上任意一点,P m ,n 关于1,a 的对称点为Q 2-m ,2a -n ,因为P m ,n 在y =f x 图象上,故n =ln m2-m+am +b m -1 3,而f 2-m =ln 2-m m +a 2-m +b 2-m -1 3=-ln m2-m +am +b m -1 3 +2a ,=-n +2a ,所以Q 2-m ,2a -n 也在y =f x 图象上,由P 的任意性可得y =f x 图象为中心对称图形,且对称中心为1,a .(3)因为f x >-2当且仅当1<x<2,故x=1为f x =-2的一个解,所以f1 =-2即a=-2,先考虑1<x<2时,f x >-2恒成立.此时f x >-2即为lnx2-x+21-x+b x-13>0在1,2上恒成立,设t=x-1∈0,1,则ln t+11-t-2t+bt3>0在0,1上恒成立,设g t =ln t+11-t-2t+bt3,t∈0,1,则g t =21-t2-2+3bt2=t2-3bt2+2+3b1-t2,当b≥0,-3bt2+2+3b≥-3b+2+3b=2>0,故g t >0恒成立,故g t 在0,1上为增函数,故g t >g0 =0即f x >-2在1,2上恒成立.当-23≤b<0时,-3bt2+2+3b≥2+3b≥0,故g t ≥0恒成立,故g t 在0,1上为增函数,故g t >g0 =0即f x >-2在1,2上恒成立.当b<-23,则当0<t<1+23b<1时,g t <0故在0,1+2 3b上g t 为减函数,故g t <g0 =0,不合题意,舍;综上,f x >-2在1,2上恒成立时b≥-2 3 .而当b≥-23时,而b≥-23时,由上述过程可得g t 在0,1递增,故g t >0的解为0,1,即f x >-2的解为1,2.综上,b≥-2 3 .【点睛】思路点睛:一个函数不等式成立的充分必要条件就是函数不等式对应的解,而解的端点为函数对一个方程的根或定义域的端点,另外,根据函数不等式的解确定参数范围时,可先由恒成立得到参数的范围,再根据得到的参数的范围重新考虑不等式的解的情况.21.(1)e-1x-y-1=0(2)1,+∞【分析】(1)求导,结合导数的几何意义求切线方程;(2)解法一:求导,分析a≤0和a>0两种情况,利用导数判断单调性和极值,分析可得a2+ln a-1>0,构建函数解不等式即可;解法二:求导,可知f (x)=e x-a有零点,可得a>0,进而利用导数求f x 的单调性和极值,分析可得a2+ln a-1>0,构建函数解不等式即可.【解析】(1)当a=1时,则f(x)=e x-x-1,f (x)=e x-1,可得f(1)=e-2,f (1)=e-1,即切点坐标为1,e-2,切线斜率k=e-1,所以切线方程为y-e-2=e-1x-1,即e-1x-y-1=0.(2)解法一:因为f(x)的定义域为R,且f (x)=e x-a,若a≤0,则f (x)≥0对任意x∈R恒成立,可知f (x )在R 上单调递增,无极值,不合题意;若a >0,令f (x )>0,解得x >ln a ;令f (x )<0,解得x <ln a ;可知f (x )在-∞,ln a 内单调递减,在ln a ,+∞ 内单调递增,则f (x )有极小值f ln a =a -a ln a -a 3,无极大值,由题意可得:f ln a =a -a ln a -a 3<0,即a 2+ln a -1>0,构建g a =a 2+ln a -1,a >0,则g a =2a +1a>0,可知g a 在0,+∞ 内单调递增,且g 1 =0,不等式a 2+ln a -1>0等价于g a >g 1 ,解得a >1,所以a 的取值范围为1,+∞ ;解法二:因为f (x )的定义域为R ,且f (x )=e x -a ,若f (x )有极小值,则f (x )=e x -a 有零点,令f (x )=e x -a =0,可得e x =a ,可知y =e x 与y =a 有交点,则a >0,若a >0,令f (x )>0,解得x >ln a ;令f (x )<0,解得x <ln a ;可知f (x )在-∞,ln a 内单调递减,在ln a ,+∞ 内单调递增,则f (x )有极小值f ln a =a -a ln a -a 3,无极大值,符合题意,由题意可得:f ln a =a -a ln a -a 3<0,即a 2+ln a -1>0,构建g a =a 2+ln a -1,a >0,因为则y =a 2,y =ln a -1在0,+∞ 内单调递增,可知g a 在0,+∞ 内单调递增,且g 1 =0,不等式a 2+ln a -1>0等价于g a >g 1 ,解得a >1,所以a 的取值范围为1,+∞ .22.(1)见解析(2)见解析【分析】(1)求导,含参分类讨论得出导函数的符号,从而得出原函数的单调性;(2)先根据题设条件将问题可转化成证明当x >1时,e x -1-2x +1+ln x >0即可.【解析】(1)f (x )定义域为(0,+∞),f (x )=a -1x =ax -1x当a ≤0时,f (x )=ax -1x <0,故f (x )在(0,+∞)上单调递减;当a >0时,x ∈1a,+∞ 时,f (x )>0,f (x )单调递增,当x ∈0,1a时,f (x )<0,f (x )单调递减.综上所述,当a ≤0时,f (x )在(0,+∞)上单调递减;a >0时,f (x )在1a ,+∞ 上单调递增,在0,1a上单调递减.(2)a ≤2,且x >1时,e x -1-f (x )=e x -1-a (x -1)+ln x -1≥e x -1-2x +1+ln x ,令g (x )=e x -1-2x +1+ln x (x >1),下证g (x )>0即可.g (x )=e x -1-2+1x ,再令h (x )=g (x ),则h (x )=e x -1-1x2,显然h (x )在(1,+∞)上递增,则h (x )>h (1)=e 0-1=0,即g (x )=h (x )在(1,+∞)上递增,故g (x)>g (1)=e0-2+1=0,即g(x)在(1,+∞)上单调递增,故g(x)>g(1)=e0-2+1+ln1=0,问题得证23.(1)极小值为0,无极大值.(2)a≤-12【分析】(1)求出函数的导数,根据导数的单调性和零点可求函数的极值.(2)求出函数的二阶导数,就a≤-12、-12<a<0、a≥0分类讨论后可得参数的取值范围.【解析】(1)当a=-2时,f(x)=(1+2x)ln(1+x)-x,故f (x)=2ln(1+x)+1+2x1+x-1=2ln(1+x)-11+x+1,因为y=2ln(1+x),y=-11+x+1在-1,+∞上为增函数,故f (x)在-1,+∞上为增函数,而f (0)=0,故当-1<x<0时,f (x)<0,当x>0时,f (x)>0,故f x 在x=0处取极小值且极小值为f0 =0,无极大值.(2)f x =-a ln1+x+1-ax1+x-1=-a ln1+x-a+1x1+x,x>0,设s x =-a ln1+x-a+1x1+x,x>0,则s x =-ax+1-a+11+x2=-a x+1+a+11+x2=-ax+2a+11+x2,当a≤-12时,sx >0,故s x 在0,+∞上为增函数,故s x >s0 =0,即f x >0,所以f x 在0,+∞上为增函数,故f x ≥f0 =0.当-12<a<0时,当0<x<-2a+1a时,sx <0,故s x 在0,-2a+1 a上为减函数,故在0,-2a+1a上s x <s0 ,即在0,-2a+1 a上f x <0即f x 为减函数,故在0,-2a+1 a上f x <f0 =0,不合题意,舍.当a≥0,此时s x <0在0,+∞上恒成立,同理可得在0,+∞上f x <f0 =0恒成立,不合题意,舍;综上,a≤-1 2 .【点睛】思路点睛:导数背景下不等式恒成立问题,往往需要利用导数判断函数单调性,有时还需要对导数进一步利用导数研究其符号特征,处理此类问题时注意利用范围端点的性质来确定如何分类.24.(1)单调递减区间为(-1,0),单调递增区间为(0,+∞).(2)证明见解析(3)2【分析】(1)直接代入k=-1,再利用导数研究其单调性即可;(2)写出切线方程y-f(t)=1+k1+t(x-t)(t>0),将(0,0)代入再设新函数F(t)=ln(1+t)-t1+t,利用导数研究其零点即可;(3)分别写出面积表达式,代入2S △ACO =15S ABO 得到13ln (1+t )-2t -15t1+t=0,再设新函数h (t )=13ln (1+t )-2t -15t1+t(t >0)研究其零点即可.【解析】(1)f (x )=x -ln (1+x ),f (x )=1-11+x =x1+x(x >-1),当x ∈-1,0 时,f x <0;当x ∈0,+∞ ,f x >0;∴f (x )在(-1,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.则f (x )的单调递减区间为(-1,0),单调递增区间为(0,+∞).(2)f (x )=1+k 1+x ,切线l 的斜率为1+k1+t,则切线方程为y -f (t )=1+k1+t (x -t )(t >0),将(0,0)代入则-f (t )=-t 1+k 1+t,f (t )=t 1+k1+t ,即t +k ln (1+t )=t +t k 1+t ,则ln (1+t )=t 1+t ,ln (1+t )-t1+t =0,令F (t )=ln (1+t )-t1+t,假设l 过(0,0),则F (t )在t ∈(0,+∞)存在零点.F (t )=11+t -1+t -t (1+t )2=t(1+t )2>0,∴F (t )在(0,+∞)上单调递增,F (t )>F (0)=0,∴F (t )在(0,+∞)无零点,∴与假设矛盾,故直线l 不过(0,0).(3)k =1时,f (x )=x +ln (1+x ),f (x )=1+11+x =x +21+x>0.S △ACO =12tf (t ),设l 与y 轴交点B 为(0,q ),t >0时,若q <0,则此时l 与f (x )必有交点,与切线定义矛盾.由(2)知q ≠0.所以q >0,则切线l 的方程为y -t -ln t +1 =1+11+t x -t ,令x =0,则y =q =y =ln (1+t )-tt +1.∵2S △ACO =15S ABO ,则2tf (t )=15t ln (1+t )-t t +1,∴13ln (1+t )-2t -15t 1+t =0,记h (t )=13ln (1+t )-2t -15t1+t(t >0),∴满足条件的A 有几个即h (t )有几个零点.h(t )=131+t -2-15(t +1)2=13t +13-2t 2+2t +1 -15(t +1)2=2t 2+9t -4(t +1)2=(-2t +1)(t -4)(t +1)2,当t ∈0,12 时,h t <0,此时h t 单调递减;当t ∈12,4 时,h t >0,此时h t 单调递增;当t ∈4,+∞ 时,h t <0,此时h t 单调递减;因为h (0)=0,h 120,h (4)=13ln5-20 13×1.6-20=0.8>0,h (24)=13ln25-48-15×2425=26ln5-48-725<26×1.61-48-725=-20.54<0,所以由零点存在性定理及h (t )的单调性,h (t )在12,4 上必有一个零点,在(4,24)上必有一个零点,综上所述,h (t )有两个零点,即满足2S ACO =15S ABO 的A 有两个.【点睛】关键点点睛:本题第二问的关键是采用的是反证法,转化为研究函数零点问题.25.(1)y =x -1(2)2(3)证明过程见解析【分析】(1)直接使用导数的几何意义;(2)先由题设条件得到a =2,再证明a =2时条件满足;(3)先确定f x 的单调性,再对x 1,x 2分类讨论.【解析】(1)由于f x =x ln x ,故f x =ln x +1.所以f 1 =0,f 1 =1,所以所求的切线经过1,0 ,且斜率为1,故其方程为y =x -1.(2)设h t =t -1-ln t ,则h t =1-1t =t -1t,从而当0<t <1时h t <0,当t >1时h t >0.所以h t 在0,1 上递减,在1,+∞ 上递增,这就说明h t ≥h 1 ,即t -1≥ln t ,且等号成立当且仅当t =1.设g t =a t -1 -2ln t ,则f x -a x -x =x ln x -a x -x =x a 1x -1-2ln 1x=x ⋅g 1x.当x ∈0,+∞ 时,1x的取值范围是0,+∞ ,所以命题等价于对任意t ∈0,+∞ ,都有g t ≥0.一方面,若对任意t ∈0,+∞ ,都有g t ≥0,则对t ∈0,+∞ 有0≤g t =a t -1 -2ln t =a t -1 +2ln 1t ≤a t -1 +21t -1 =at +2t-a -2,取t =2,得0≤a -1,故a ≥1>0.再取t =2a ,得0≤a ⋅2a +2a 2-a -2=22a -a -2=-a -2 2,所以a =2.另一方面,若a =2,则对任意t ∈0,+∞ 都有g t =2t -1 -2ln t =2h t ≥0,满足条件.综合以上两个方面,知a 的取值范围是2 .(3)先证明一个结论:对0<a <b ,有ln a +1<f b -f ab -a<ln b +1.证明:前面已经证明不等式t -1≥ln t ,故b ln b -a ln a b -a =a ln b -a ln ab -a +ln b =ln b a b a -1+ln b <1+ln b ,且b ln b -a ln a b -a =b ln b -b ln a b -a +ln a =-ln a b 1-a b +ln a >-ab-1 1-a b+ln a =1+ln a ,所以ln a +1<b ln b -a ln ab -a <ln b +1,即ln a +1<f b -f a b -a<ln b +1.由f x =ln x +1,可知当0<x <1e 时f x <0,当x >1e时f x >0.所以f x 在0,1e 上递减,在1e,+∞ 上递增.不妨设x 1≤x 2,下面分三种情况(其中有重合部分)证明本题结论.情况一:当1e≤x 1≤x 2<1时,有f x 1 -f x 2 =f x 2 -f x 1 <ln x 2+1 x 2-x 1 <x 2-x 1<x 2-x 1,结论成立;情况二:当0<x 1≤x 2≤1e时,有f x 1 -f x 2 =f x 1 -f x 2 =x 1ln x 1-x 2ln x 2.对任意的c ∈0,1e,设φx =x ln x -c ln c -c -x ,则φx =ln x +1+12c -x.由于φx 单调递增,且有φ c 2e1+12c=ln c2e1+12c+1+12c -c2e1+12c<ln1e1+12c+1+12c -c2=-1-12c +1+12c=0,且当x ≥c -14ln 2c-1 2,x >c 2时,由12c -x≥ln 2c -1可知φ x =ln x +1+12c -x >ln c 2+1+12c -x =12c -x-ln 2c -1 ≥0.所以φ x 在0,c 上存在零点x 0,再结合φ x 单调递增,即知0<x <x 0时φ x <0,x 0<x <c 时φ x >0.故φx 在0,x 0 上递减,在x 0,c 上递增.①当x 0≤x ≤c 时,有φx ≤φc =0;②当0<x <x 0时,由于c ln 1c =-2f c ≤-2f 1e =2e <1,故我们可以取q ∈c ln 1c,1 .从而当0<x <c1-q 2时,由c -x >q c ,可得φx =x ln x -c ln c -c -x <-c ln c -c -x <-c ln c -q c =c c ln 1c-q <0.再根据φx 在0,x 0 上递减,即知对0<x <x 0都有φx <0;综合①②可知对任意0<x ≤c ,都有φx ≤0,即φx =x ln x -c ln c -c -x ≤0.根据c ∈0,1e和0<x ≤c 的任意性,取c =x 2,x =x 1,就得到x 1ln x 1-x 2ln x 2-x 2-x 1≤0.所以f x 1 -f x 2 =f x 1 -f x 2 =x 1ln x 1-x 2ln x 2≤x 2-x 1.情况三:当0<x 1≤1e ≤x 2<1时,根据情况一和情况二的讨论,可得f x 1 -f 1e≤1e -x 1≤x 2-x 1,f 1e -f x 2 ≤x 2-1e ≤x 2-x 1.而根据f x 的单调性,知f x 1 -f x 2 ≤f x 1 -f 1e 或f x 1 -f x 2 ≤f 1e-f x 2 .故一定有f x 1 -f x 2 ≤x 2-x 1成立.综上,结论成立.【点睛】关键点点睛:本题的关键在于第3小问中,需要结合f x 的单调性进行分类讨论.26.(1)x |1<x <2(2)a >1【分析】(1)求出底数a ,再根据对数函数的单调性可求不等式的解;(2)存在x 使得f x +1 、f ax 、f x +2 成等差数列等价于a 2=21x +342-18在0,+∞ 上有解,利用换元法结合二次函数的性质可求a 的取值范围.【解析】(1)因为y =f x 的图象过4,2 ,故log a 4=2,故a 2=4即a =2(负的舍去),而f x =log 2x 在0,+∞ 上为增函数,故f 2x -2 <f x ,故0<2x -2<x 即1<x <2,故f 2x -2 <f x 的解集为x |1<x <2 .(2)因为存在x 使得f x +1 、f ax 、f x +2 成等差数列,故2f ax =f x +1 +f x +2 有解,故2log a ax =log a x +1 +log a x +2 ,因为a >0,a ≠1,故x >0,故a 2x 2=x +1 x +2 在0,+∞ 上有解,由a 2=x 2+3x +2x 2=1+3x +2x 2=21x +34 2-18在0,+∞ 上有解,令t =1x ∈0,+∞ ,而y =2t +34 2-18在0,+∞ 上的值域为1,+∞ ,故a 2>1即a >1.27.(1)证明见解析(2)存在,P 0,1 (3)严格单调递减【分析】(1)代入M (0,0),利用基本不等式即可;(2)由题得s x =(x -1)2+e 2x ,利用导函数得到其最小值,则得到P ,再证明直线MP 与切线垂直即可;(3)根据题意得到s 1 x 0 =s 2 x 0 =0,对两等式化简得f x 0 =-1g (t ),再利用“最近点”的定义得到不等式组,即可证明x 0=t ,最后得到函数单调性.【解析】(1)当M (0,0)时,s x =(x -0)2+1x -0 2=x 2+1x2≥2x 2⋅1x 2=2,当且仅当x 2=1x 2即x =1时取等号,故对于点M 0,0 ,存在点P 1,1 ,使得该点是M 0,0 在f x 的“最近点”.(2)由题设可得s x =(x -1)2+e x -0 2=(x -1)2+e 2x ,则s x =2x -1 +2e 2x ,因为y =2x -1 ,y =2e 2x 均为R 上单调递增函数,则s x =2x -1 +2e 2x 在R 上为严格增函数,而s 0 =0,故当x <0时,s x <0,当x >0时,s x >0,故s x min =s 0 =2,此时P 0,1 ,而f x =e x ,k =f 0 =1,故f x 在点P 处的切线方程为y =x +1.而k MP =0-11-0=-1,故k MP ⋅k =-1,故直线MP 与y =f x 在点P 处的切线垂直.(3)设s 1x =(x -t +1)2+f x -f t +g t 2,s 2x =(x -t -1)2+f x -f t -g t 2,而s 1x =2(x -t +1)+2f x -f t +g t f x ,s 2x =2(x -t -1)+2f x -f t -g t f x ,若对任意的t ∈R ,存在点P 同时是M 1,M 2在f x 的“最近点”,设P x 0,y 0 ,则x 0既是s 1x 的最小值点,也是s 2x 的最小值点,因为两函数的定义域均为R ,则x 0也是两函数的极小值点,则存在x0,使得s 1 x 0 =s 2 x 0 =0,即s 1 x 0 =2x 0-t +1 +2f x 0 f x 0 -f (t )+g (t ) =0①s 2 x 0 =2x 0-t -1 +2f x 0 f x 0 -f (t )-g (t ) =0②由①②相等得4+4g (t )⋅f x 0 =0,即1+f x 0 g (t )=0,即f x 0 =-1g (t ),又因为函数g (x )在定义域R 上恒正,则f x 0 =-1g (t )<0恒成立,接下来证明x 0=t ,因为x 0既是s 1x 的最小值点,也是s 2x 的最小值点,则s 1x 0 ≤s (t ),s 2x 0 ≤s (t ),即x 0-t +1 2+f x 0 -f t +g t 2≤1+g t 2,③x 0-t -12+f x 0 -f t -g t 2≤1+g t 2,④③+④得2x 0-t 2+2+2f x 0 -f (t ) 2+2g 2(t )≤2+2g 2(t )即x 0-t 2+f x 0 -f t 2≤0,因为x 0-t 2≥0,f x 0 -f t 2≥0则x 0-t =0f x 0 -f t =0,解得x 0=t ,则f t =-1g (t )<0恒成立,因为t 的任意性,则f x 严格单调递减.【点睛】关键点点睛:本题第三问的关键是结合最值点和极小值的定义得到f x 0 =-1g (t ),再利用最值点定义得到x 0=t 即可.。
高考导数16个核心专题
高考导数16个核心专题
1、数列:解决数列问题的基本方法、等差数列、等比数列、定义数列的性质及其应用。
2、函数:函数的概念、函数的图形、一次函数、二次函数、奇偶性及其应用。
3、极限:极限的概念及计算方法、无穷小量、无穷大量及其应用。
4、微积分:定义积分、不定积分、定积分、积分的几何意义及应用。
5、向量:向量的概念、向量的运算、极坐标表示、曲线长、圆面积及应用。
6、三角函数:正弦、余弦及正切函数的概念、函数的图像、正弦定理及应用。
7、几何:多边形的面积、椭圆面积、空间三角形体积及应用。
8、统计:概率的概念、期望、方差、协方差及应用。
9、概率:事件的概率、独立事件、条件概率及其应用。
10、常用函数:对数函数、指数函数、幂函数及其应用。
11、方程:一元一次方程、一元二次方程、二元一次方程及其应用。
12、不等式:不等式的概念、不等式的解法、不等式的范围及应用。
13、解几何:直线、圆、椭圆、双曲线及其应用。
14、复数:复数的概念、实部、虚部、复数的运算及应用。
15、矩阵:矩阵的概念、计算、行列式及其应用。
16、空间几何:立体几何的概念、平面几何、平行四边形、直线与平面的位置关系及应用。
历年(2020-2023)全国高考数学真题分类(导数及其应用)汇编(附答案)
历年(2020‐2023)全国高考数学真题分类(导数及其应用)汇编【2023年真题】1. (2023·新高考II 卷 第6题) 已知函数()ln x f x ae x =-在区间(1,2)单调递增,则a 的最小值为( ) A. 2eB. eC. 1e -D. 2e -2.(2023·新课标I 卷 第11题)(多选) 已知函数()f x 的定义域为R ,22()()()f xy y f x x f y =+,则( ) A. (0)0f = B. (1)0f =C. ()f x 是偶函数D. 0x =为()f x 的极小值点3.(2023·新课标II 卷 第11题)(多选)若函数2()ln (0)b cf x a x a x x=++≠既有极大值也有极小值,则( ) A. 0bc >B. 0ab >C. 280b ac +>D. 0ac < 4. (2023·新课标I 卷 第19题) 已知函数(1)讨论()f x 的单调性;(2)证明:当0a >时,3()2ln a+.2f x >5.(2023·新高考II 卷 第22题)(1)证明:当01x <<时,2x x sinx x -<<;(2)已知函数2()(1)f x cosax ln x =--,若0x =是()f x 的极大值点,求a 的取值范围.【2022年真题】6.(2022·新高考I 卷 第7题)设0.10.1a e =,19b =,ln 0.9c =-,则( ) A. a b c <<B. c b a <<C. c a b <<D. a c b <<7.(2022·新高考I 卷 第10题)(多选)已知函数3()1f x x x =-+,则( )A. ()f x 有两个极值点B. ()f x 有三个零点C. 点(0,1)是曲线()y f x =的对称中心D. 直线2y x =是曲线()y f x =的切线8.(2022·新高考I 卷 第15题)若曲线()x y x a e =+有两条过坐标原点的切线,则a 的取值范围是__________. 9.(2022·新高考II 卷 第15题)曲线ln ||y x =经过坐标原点的两条切线方程分别为__________,__________.10.(2022·新高考I 卷 第22题)已知函数()x f x e ax =-和()ln g x ax x =-有相同的最小值.(1)求a ;(2)证明:存在y b =直线,其与两条曲线()y f x =和()y g x =共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.11.(2022·新高考II 卷 第22题)已知函数().ax x f x xe e =-(1)当1a =时,讨论()f x 的单调性;(2)当0x >时,()1f x <-,求实数a 的取值范围; (3)设*n N ∈ln(1).n ++>+【2021年真题】12.(2021·新高考I 卷 第7题)若过点(,)a b 可以作曲线e x y =的两条切线,则( ) A. e b a <B. e a b <C. 0e b a <<D. 0e a b <<13.(2021·新高考I 卷 第15题)函数()|21|2ln f x x x =--的最小值为__________. 14.(2021·新高考II 卷 第16题)已知函数,函数()f x 的图象在点()()11,A x f x 和点()()22,B x f x 的两条切线互相垂直,且分别交y 轴于M ,N 两点,则||||AM BN 取值范围是__________.15.(2021·新高考I 卷 第22题)已知函数()(1ln ).f x x x =-(1)讨论()f x 的单调性.(2)设a ,b 为两个不相等的正数,且ln ln b a a b a b -=-,证明:112.e a b<+< 16.(2021·新高考II 卷 第22题)已知函数2()(1).x f x x e ax b =--+(1)讨论()f x 的单调性;(2)从下面两个条件中选一个,证明:()f x 有一个零点.①21,222e a b a <>…; ②10,2.2a b a <<…【2020年真题】17.(2020·新高考I 卷 第21题、II 卷 第22题)已知函数1()ln ln .x f x ae x a -=-+(1)当a e =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积; (2)若()1f x …,求a 的取值范围.参考答案1. (2023·新高考II 卷 第6题) 解:由题意,1()0xf x ae x'=-…对(1,2)x ∀∈恒成立, 1x a xe ∴…,由于1()xg x xe =在(1,2)单调递减,1()(1)g x g e∴<=,1.a e ∴…故答案选:.C2.(2023·新课标I 卷 第11题)(多选)解:选项A ,令0x y ==,则(0)0(0)0(0)f f f =⨯+⨯,则(0)0f =,故A 正确; 选项B ,令1x y ==,则(1)1(1)1(1)f f f =⨯+⨯,则(1)0f =,故B 正确; 选项C ,令1x y ==-,则22(1)(1)(1)(1)(1)f f f =-⨯-+-⨯-,则(1)0f -=, 再令1y =-,则22()(1)()(1)f x f x x f -=-+-,即()()f x f x -=,故C 正确; 选项D ,不妨设()0f x =为常函数,且满足原题22()()()f xy y f x x f y =+, 而常函数没有极值点,故D 错误. 故选:.ABC3.(2023·新课标II 卷 第11题)(多选) 解:因为2()ln (0)b cf x a x a x x=++≠,所以定义域为(0,)+∞, 得232()ax bx c f x x'--=,由题意知220ax bx c --=有两个不相等的正解12,.x x 则,易得0.bc <故选.BCD4. (2023·新课标I 卷 第19题) 解:(1)()1x f x ae '=-,当0a =时()10f x '=-<,()f x 在(,)-∞+∞单调递减, 当0a <时0x ae <,()0f x '<,()f x 在(,)-∞+∞单调递减,当0a >时,令()0f x '=,=-ln x a ,(,ln )x a ∈-∞-时,()0f x '<,()f x 单调递减. (ln ,)x a ∈-+∞时()0f x '>,()f x 单调递增, 故当0a …时()f x 在(,)-∞+∞单调递减,当0a >时, () f x 在区间(,ln )a -∞-单调递减,在区间(ln ,)a -+∞单调递增.(2)由(1)知当0a >时, () f x 在区间(,ln )a -∞-单调递减,在区间(ln ,)a -+∞单调递增.故,令,221()a g a a -'=,令()0g a '=,因为0a >,故2a =,() g a 在区间(0,2单调递减,在区间(,)2+∞单调递增,,即 >?0,()?>?0a g a 时恒成立, 即min 3()2ln 2f x a >+,即当0a >时,3()2ln a+.2f x > 5.(2023·新高考II 卷 第22题)(1)证明:构造函数2()g x sinx x x =-+,则()12g x cosx x '=-+, 令()()h x g x =', 则()20h x sinx '=-+>,所以()h x 在(0,1)上单调递增,则()(0)0g x g '>'=,所以()g x 在(0,1)上单调递增,所以()(0)0g x g >=,即2x x sinx -<;构造函数()G x x sinx =-,则()10G x cosx '=->,所以()G x 在(0,1)上单调递增,则()(0)0G x G >=,即sinx x <, 综上,当01x <<时,2x x sinx x -<<;(2)解:由210x ->,得函数()f x 的定义域为(1,1).-又()()f x f x -=,所以()f x 是偶函数,所以只需考虑区间(0,1).22()1xf x asinax x'=-+-, 令()()F x f x =',则222222()(1)x F x a cosax x +'=-+-, 其中,①若,记a <<时,易知存在0δ>,使得(0,)x δ∈时,,()f x ∴'在(0,)δ上递增,()(0)0f x f ∴'>'=,()f x ∴在(0,)δ上递增,这与0x =是()f x 的极大值点矛盾,舍去.②若,记a <或a >存在0δ'>,使得(,)x δδ∈-''时,,()f x ∴'在(,)δδ-''上递减,注意到(0)0f '=,∴当0x δ-'<<时,当0x δ<<'时,,满足0x =是()f x 的极大值点,符合题意.③若,即a =时,由()f x 为偶函数,只需考虑a =.此时22())1xf x x '=+-,(0,1)x ∈时, 2221()22(1)011x f x x x x x'>-+=->--,()f x ∴在(0,1)上递增, 这与0x =是()f x 的极大值点矛盾,舍去.综上:a 的取值范围为(,).-∞⋃+∞ 6.(2022·新高考I 卷 第7题)解:0.10.1a e =,0.110.1b =-,ln(10.1)c =--,①ln ln 0.1ln(10.1)a b -=+-, 令()ln(1),(0,0.1],f x x x x =+-∈ 则1()1011x f x x x-'=-=<--, 故()f x 在(0,0.1]上单调递减,可得(0.1)(0)0f f <=,即ln ln 0a b -<,所以a b <; ②0.10.1ln(10.1)a c e -=+-, 令()ln(1),(0,0.1],x g x xe x x =+-∈则1(1)(1)1()11x xxx x e g x xe e x x+--'=+-=--, 令()(1)(1)1x k x x x e =+--,所以2()(12)0x k x x x e '=-->, 所以()k x 在(0,0.1]上单调递增,可得()(0)0k x k >=,即()0g x '>,所以()g x 在(0,0.1]上单调递增,可得(0.1)(0)0g g >=,即0a c ->,所以.a c > 故.c a b <<7.(2022·新高考I 卷 第10题)(多选)解:32()1()31f x x x f x x =-+⇒'=-,令()0f x '=得:3x =±,()03f x x '>⇒<-或3x >;()033f x x '<⇒-<<,所以()f x 在(,3-∞-上单调递增,在(,)33-上单调递减,在(,)3+∞上单调递增,所以()f x 有两个极值点(3x =为极大值点,3x =为极小值点),故A 正确;又((1103939f -=---+=+>,(1103939f =-+=->, 所以()f x 仅有1个零点(如图所示),故B 错;又3()1()()2f x x x f x f x -=-++⇒-+=,所以()f x 关于(0,1)对称,故C 正确;对于D 选项,设切点00(,)P x y ,在P 处的切线为320000(1)(31)()y x x x x x --+=--, 即2300(31)21y x x x =--+,若2y x =是其切线,则2030312210x x ⎧-=⎪⎨-+=⎪⎩,方程组无解,所以D 错. 8.(2022·新高考I 卷 第15题)解:(1)x y x a e '=++,设切点为00(,)x y , 故0000(1)x y x a e x =++, 即0000()(1).x x x a e x a e x +=++ 由题意可得,方程(1)x a x x a +=++在(,0)(0,)-∞⋃+∞上有两个不相等的实数根.化简得,20x ax a +-=,240a a =+> ,解得4a <-或0a >,显然此时0不是根,故满足题意. 9.(2022·新高考II 卷 第15题)解:当0x >时,点111(,ln )(0)x x x >上的切线为1111ln ().y x x x x -=- 若该切线经过原点,则1ln 10x -=,解得x e =, 此的切线方程为.x y e=当0x <时,点222(,ln())(0)x x x -<上的切线为()()2221ln y x x x x --=-若该切线经过原点,则2ln()10x --=,解得x e =-, 此时切线方程为.x y e=-10.(2022·新高考I 卷 第22题) 解:(1)由题知()x f x e a '=-,1()g x a x'=-, ①当0a …时,()0f x '>,,()0g x '<,则两函数均无最小值,不符题意; ②当0a >时,()f x 在(,ln )a -∞单调递减,在(ln ,)a +∞单调递增;()g x 在1(0,a单调递减,在1(,)a +∞单调递增;故min ()(ln )ln f x f a a a a ==-,min 11()()1ln g x g a a==-,所以1ln 1ln a a a a -=-,即1ln 01a a a --=+, 令1()ln 1a p a a a -=-+,则222121()0(1)(1)a p a a a a a +'=-=>++, 则()p a 在(0,)+∞单调递增,又(1)0p =,所以 1.a =(2)由(1)知,()x f x e x =-,()ln g x x x =-,且()f x 在(,0)-∞上单调递减,在(0,)+∞上单调递增;()g x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增,且min min ()() 1.f x g x ==①1b <时,此时min min ()()1f x g x b ==>,显然y b =与两条曲线()y f x =和()y g x = 共有0个交点,不符合题意;②1b =时,此时min min ()()1f x g x b ===,故y b =与两条曲线()y f x =和()y g x =共有2个交点,交点的横坐标分别为0和1; ③1b >时,首先,证明y b =与曲线()y f x =有2个交点, 即证明()()F x f x b =-有2个零点,()()1x F x f x e '='=-, 所以()F x 在(,0)-∞上单调递减,在(0,)+∞上单调递增, 又因为()0b F b e --=>,(0)10F b =-<,()20b F b e b =->,(令()2b t b e b =-,则()20b t b e '=->,()(1)20)t b t e >=->所以()()F x f x b =-在(,0)-∞上存在且只存在1个零点,设为1x ,在(0,)+∞上存在且只存在1个零点,设为2.x其次,证明y b =与曲线和()y g x =有2个交点, 即证明()()G x g x b =-有2个零点,1()()1G x g x x'='=-, 所以()(0,1)G x 上单调递减,在(1,)+∞上单调递增,又因为()0b b G e e --=>,(0)10G b =-<,(2)ln 20G b b b =->,(令()ln 2b b b μ=-,则1()10b bμ'=->,()(1)1ln 20)b μμ>=-> 所以()()G x g x b =-在(0,1)上存在且只存在1个零点,设为3x ,在(1,)+∞上存在且只存在1个零点,设为4.x再次,证明存在b ,使得23:x x =因为23()()0F x G x ==,所以2233ln x b e x x x =-=-, 若23x x =,则2222ln x e x x x -=-,即2222ln 0x e x x -+=, 所以只需证明2ln 0x e x x -+=在(0,1)上有解即可, 即()2ln x x e x x ϕ=-+在(0,1)上有零点,因为313312()30e e e eϕ=--<,(1)20e ϕ=->,所以()2ln x x e x x ϕ=-+在(0,1)上存在零点,取一零点为0x ,令230x x x ==即可, 此时取00x b ex =-则此时存在直线y b =,其与两条曲线()y f x =和()y g x =共有三个不同的交点, 最后证明1402x x x +=,即从左到右的三个交点的横坐标成等差数列, 因为120304()()()0()()()F x F x F x G x G x G x ====== 所以100()()(ln )F x G x F x ==,又因为()F x 在(,0)-∞上单调递减,10x <,001x <<即0ln 0x <,所以10ln x x =, 同理,因为004()()()xF xG e G x ==,又因为()G x 在(1,)+∞上单调递增,00x >即01x e >,11x >,所以04xx e =,又因为0002ln 0xe x x -+=,所以01400ln 2x x x ex x +=+=,即直线y b =与两条曲线()y f x =和()y g x =从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.11.(2022·新高考II 卷 第22题)解:(1)1()(1)()x x x x a f x xe e x e f x xe =⇒=-=-⇒'= 当(,0)x ∈-∞时,()0f x '<,()f x 单调递减; 当(0,)x ∈+∞时,()0f x '>,()f x 单调递增.(2)令()()11(0)()(0)0ax x g x f x xe e x g x g =+=-+⇒=厔对0x ∀…恒成立 又()(0)0ax ax x g x e axe e g ''=+-⇒=令()()()()(2)ax ax ax x ax ax x h x g x h x ae a e axe e a e axe e ='⇒'=++-=+-,则(0)21h a '=- ①若(0)210h a '=->,即12a >,00()(0)()(0)limlim 00x x g x g g x h x x ++'→→'-''==>- 所以00,x ∃>使得当时,有()0()0()g x g x g x x'>⇒'>⇒单调递增0()(0)0g x g ⇒>=,矛盾 ②若(0)210h a '=-…,即12a …时,1111ln(1)ln(1)2222()0()x x x x ax ax x ax ax xxx g x e axe e ee eeee g x +++'++=+-=---=⇒剟在[0,)+∞上单调递减,()(0)0g x g =…,符合题意.综上所述,实数a 的取值范围是1.2a …(3)求导易得12ln(1)t t tt->>令112ln ln(1tn =⇒->⇒>+111231ln(ln()ln(ln(1)12n nk kn k nnn k n==+++⇒>⇒>=⋅=+∑()ln1n++⋅⋅⋅>+,证毕.12.(2021·新高考I卷第7题)解:设切点为根据两点之间斜率和导数的几何意义,易知xxe bex a-=-,整理得:000x x xe b x e ae--+=有两解,令()x x xg x e b xe ae=--+,()()xg x a x e'=-,易知()g x最大值为().g a即,解得bae>,又因为当x趋近正无穷时()0g x<,当x趋近负无穷时,()g x趋近0b-<,则0.b>综上,a0b e<<故选.D13.(2021·新高考I卷第15题)解:已知函数,易知函数定义域为(0,)+∞,①:当1(0,]2x∈时,,所以2()2f xx'=--,在1(0,]2x∈单调递减,②当1(,)2x∈+∞时,,所以22(1)()2xf xx x-'=-=,所以()f x在1(,1]2x∈单调递减,在(1,)x∈+∞单调递增,又因为12ln 2<,所以最小值为1. 故答案为1.14.(2021·新高考II 卷 第16题) 解:由题意,,则,所以点和点,12,xxAM BN k e k e =-=,所以12121,0xx e e x x -⋅=-+=,所以,所以,同理,所以故答案为:15.(2021·新高考I 卷 第22题)(1)解:的定义域为,,由解得1x >, 由解得01x <<, 在上单调递增,在上单调递减;(2)证明:由ln ln b a a b a b -=-可得ln ln 11a b a b b a-=-, 整理得:11lnln 11a b a a b b -=-,即,不妨设1211,x x a b==,且120x x <<,即,即证明122x x e <+<, 由在上单调递增,在上单调递减,且,可得1201x x <<<,()f x ()f x先证明122x x +>, 令,02x <<,,在上单调递增,又1201x x <<< ,,,即,由(1)可知在上单调递减,212x x ∴>-,即122x x +>;下面再证明12x x e +<, 不妨设21,x tx = 则1t >,由可得,化简1ln ln 11t tx t =-- , 要证12x x e +<,即证,即证,即证,即证, 设,1t >,,令,1t >, ,, 在上单调递减, ,,在上单调递减,()fx,即,12x x e ∴+<,故112.e a b<+< 16.(2021·新高考II 卷 第22题) 解:(1)由函数的解析式可得:, 当0a …时,若,则单调递减,若,则单调递增; 当102a <<时,若,则单调递增,若,则单调递减, 若,则单调递增; 当12a =时,在R 上单调递增; 当12a >时,若,则单调递增,若,则单调递减, 若,则单调递增;(2)若选择条件①:由于2122e a <…,故212a e <…,则,又((1)0f e=<,由(1)可知函数在区间上单调递增,故函数在区间上有一个零点.,由于212a e <…,故,(0,)x ∈+∞(0,)x ∈+∞结合函数的单调性可知函数在区间上没有零点.综上可得,()f x 有一个零点. 若选择条件②: 由于102a <<,故021a <<,则,当0b …时,24,42e a ><,,而函数在区间上单调递增,故函数在区间上有一个零点. 当0b <时,构造函数,则,当时,单调递减, 当时,单调递增,注意到,故恒成立,从而有:1x e x +…,此时:,当x >,取01x =+,则,即:,而函数在区间上单调递增,故函数在区间上有一个零点.,由于102a <<,021a <<,故,结合函数的单调性可知函数在区间上没有零点.综上可得,()f x 有一个零点.17.(2020·新高考I 卷 第21题、II 卷 第22题)(0,)x ∈+∞解:(1)当a e =,()ln 1x f x e x =-+,1(),(1)1,(1)1x f x e k f e f e x'=-='=-=+,所以切线方程为:1(1)(1)y e e x --=--, 即(1)2y e x =-+,所以切线在y 轴上的截距为2,在x 轴上的截距为21-e, 所以三角形的面积1222.211S e e =⨯⨯=-- 1ln 1(2)()ln ln ln ln x a x f x ae x a e x a -+-=-+=-+,要使()1f x …,只需ln 1ln ln 1a x e x a +--+…,即ln 1ln -1ln a x e a x +-+…,即ln 1ln ln -1+ln ln a x x e a x x x e x +-++=+…, 令()x g x e x =+,,()g x 单调递增,故只需(ln 1)(ln )g a x g x +-…, 因为()g x 为增函数, 只需证ln 1ln a x x +-…,即ln ln 1a x x +-…, 设()ln 1h x x x =+-,11()1xh x x x-'=-=, 所以()h x 在(0,1)上单调递增,在(1,)+∞上单调递减,max ()(1)0h x h ==,所以ln 0a …,1a …, 即a 的取值范围为[1,).+∞。
高考数学联考试题分类大汇编4函数与导数试题
卜人入州八九几市潮王学校精品解析:2021年高考数学最新联考试题分类大汇编〔3〕函数与导数试题解析一、选择题:〔5〕(东城区2021年1月高三考试文科〕设0x>,且1x x b a <<,那么〔A 〕01b a <<<〔B 〕01a b <<<〔C 〕1b a <<〔D 〕1a b << 【答案】C【解析】因为0x>,且1x x b a <<,所以1b a <<。
8.(西城区2021年1月高三期末考试理科)点(1,1)A --.假设曲线G 上存在两点,B C ,使ABC △为正三角形,那么称G 为Γ型曲线.给定以下三条曲线:①3(03)y x x =-+≤≤;②22(20)y x x =--≤≤;③1(0)y x x=->. 其中,Γ型曲线的个数是〔〕 〔A 〕0〔B 〕1〔C 〕2〔D 〕3【答案】C 【解析】对于①,3(03)y x x =-+≤≤的图像是一条线段,记为,BB '如图〔1〕所示,从的图象是圆222xy +=在第二象限的局部,如图〔2〕所示,显然,无论点B 、C 在何处,△ABC 都不可能为正三角形,所以②不是Γ型曲线。
对于③,1(0)y x x=->表示双曲线在第四象限的一支,如图〔3〕所示,显然,存在点B,C ,使△ABC 为正三角形,所以③满足;xyy=-x+3 O AB 'C '综上,Γ型曲线的个数为2,应选C. 7.(2021年3月区高三一模文科)某工厂消费的A 种产品进入某商场销售,商场为吸引厂家第一年免收管理费,因此第一年A .从第二年开场,商场对A 种产品征收销售额的%x 的管理费〔即销售100元要征收x 元〕,于是该产品定价每件比第一年增加了70%1%x x ⋅-元,预计年销售量减少x 万件,要使第二年商场在A 种产品经营中收取的管理费不少于14万元,那么x 的最大值是 A.2B.6.5C.8.8D.10 【答案】D【答案】C3.(西城区2021年4月高三第一次模拟文)假设2log 3a =,3log 2b =,41log 3c =,那么以下结论正确的选项是〔D 〕 〔A 〕a c b << 〔B 〕c a b << 〔C 〕b c a <<〔D 〕c b a <<〔8〕(东城区2021年4月高考一模理科)函数21,0,()(1),0.x x f x f x x -⎧-≤=⎨->⎩假设方程()f x x a =+有且只有两个不相等的实数根,那么实数a 的取值范围是〔A 〕(),1-∞〔B 〕(],1-∞〔C 〕()0,1〔D 〕[)0,+∞【答案】A〔8〕(东城区2021年4月高考一模文科)设集合1[0,)2A =,1[,1]2B =,函数 1,,()22(1),.x x A f x x x B ⎧+∈⎪=⎨⎪-∈⎩假设0x A ∈,且0[()]f f x A ∈,那么0x 的取值范围是 〔A 〕(41,0]〔B 〕(21,41]〔C 〕(21,41)〔D 〕[0,83] 【答案】C“函数y =f (x )在R 上单调递减〞的(A)充分不必要条件 (B)必要不充分条件 (C)充要条件(D)既不充分也不必要条件【答案】A8.(2021年3月丰台区高三一模文科)定义在R 上的函数()y f x =满足(2)()f x f x +=,当11x -<≤时,3()f x x =.假设函数()()log a g x f x x=-至少有6个零点,那么a 的取值范围是(A)(1,5)(B)1(0,)[5,)5+∞ (C)1(0,][5,)5+∞(D)1[,1)(1,5]5二、填空题:〔11〕(东城区2021年1月高三考试文科〕函数3,0,()(1),0,x x f x f x x ≤⎧=⎨->⎩那么5()6f 的值是. 【答案】12-【解析】55111()(1)()3()66662f f f =-=-=-=- 〔13〕(东城区2021年1月高三考试文科〕对于函数()lg 21f x x =-+①(2)f x +是偶函数;②()f x 在区间(),2-∞上是减函数,在区间()2,+∞上是增函数; ③(2)()f x f x +-在区间()2,+∞上是增函数..【答案】①②【解析】:函数()f x 和(2)f x +的图像如下列图,由图像可知①②正确;函数2(2)()lg lg 2lglg 122x f x f x x x x x +-=--==+--,由复合函数的单调性法那么,可知函数(2)()f x f x +-在区间()2,+∞上是减函数。
专题17 函数与导数压轴解答题常考套路归类(精讲精练)(原卷版)
专题17 函数与导数压轴解答题常考套路归类【命题规律】函数与导数是高中数学的重要考查内容,同时也是高等数学的基础,其试题的难度呈逐年上升趋势,通过对近十年的高考数学试题,分析并归纳出五大考点:(1)含参函数的单调性、极值与最值; (2)函数的零点问题;(3)不等式恒成立与存在性问题; (4)函数不等式的证明. (5)导数中含三角函数形式的问题其中,对于函数不等式证明中极值点偏移、隐零点问题、含三角函数形式的问题探究和不等式的放缩应用这四类问题是目前高考函数与导数压轴题的热点.【核心考点目录】核心考点一:含参数函数单调性讨论 核心考点二:导数与数列不等式的综合问题 核心考点三:双变量问题 核心考点四:证明不等式 核心考点五:极最值问题 核心考点六:零点问题核心考点七:不等式恒成立问题核心考点八:极值点偏移问题与拐点偏移问题 核心考点九:利用导数解决一类整数问题 核心考点十:导数中的同构问题 核心考点十一:洛必达法则核心考点十二:导数与三角函数结合问题【真题回归】1.(2022·天津·统考高考真题)已知a b ∈R ,,函数()()sin ,x f x e a x g x =-=(1)求函数()y f x =在()()0,0f 处的切线方程; (2)若()y f x =和()y g x =有公共点, (i )当0a =时,求b 的取值范围; (ii )求证:22e a b +>.2.(2022·北京·统考高考真题)已知函数()e ln(1)x f x x =+. (1)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (2)设()()g x f x '=,讨论函数()g x 在[0,)+∞上的单调性; (3)证明:对任意的,(0,)s t ∈+∞,有()()()f s t f s f t +>+.3.(2022·浙江·统考高考真题)设函数e()ln (0)2f x x x x=+>. (1)求()f x 的单调区间;(2)已知,a b ∈R ,曲线()y f x =上不同的三点()()()()()()112233,,,,,x f x x f x x f x 处的切线都经过点(,)a b .证明:(ⅰ)若e a >,则10()12e a b f a ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭; (ⅰ)若1230e,a x x x <<<<,则22132e 112e e6e 6e a ax x a --+<+<-. (注:e 2.71828=是自然对数的底数)4.(2022·全国·统考高考真题)已知函数()e e ax x f x x =-. (1)当1a =时,讨论()f x 的单调性;(2)当0x >时,()1f x <-,求a 的取值范围; (3)设n *∈N21ln(1)n n +>++.5.(2022·全国·统考高考真题)已知函数1()(1)ln f x ax a x x=--+. (1)当0a =时,求()f x 的最大值;(2)若()f x 恰有一个零点,求a 的取值范围.6.(2022·全国·统考高考真题)已知函数()ln xf x x a xx e -=+-.(1)若()0f x ≥,求a 的取值范围;(2)证明:若()f x 有两个零点12,x x ,则121x x <.7.(2022·全国·统考高考真题)已知函数()x f x e ax =-和()ln g x ax x =-有相同的最小值. (1)求a ;(2)证明:存在直线y b =,其与两条曲线()y f x =和()y g x =共有三个不同的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【方法技巧与总结】1、对称变换主要用来解决与两个极值点之和、积相关的不等式的证明问题.其解题要点如下:(1)定函数(极值点为0x ),即利用导函数符号的变化判断函数单调性,进而确定函数的极值点x 0.(2)构造函数,即根据极值点构造对称函数0()()(2)F x f x f x x =--,若证2120x x x > ,则令2()()()x F x f x f x=-. (3)判断单调性,即利用导数讨论()F x 的单调性.(4)比较大小,即判断函数()F x 在某段区间上的正负,并得出()f x 与0(2)f x x -的大小关系.(5)转化,即利用函数()f x 的单调性,将()f x 与0(2)f x x -的大小关系转化为x 与02x x -之间的关系,进而得到所证或所求.【注意】若要证明122x x f +⎛⎫' ⎪⎝⎭的符号问题,还需进一步讨论122x x +与x 0的大小,得出122x x +所在的单调区间,从而得出该处导数值的正负.构造差函数是解决极值点偏移的一种有效方法,函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效2121212ln ln 2x x x xx x -+<-证明极值点偏移:①由题中等式中产生对数; ②将所得含对数的等式进行变形得到1212ln ln x x x x --;③利用对数平均不等式来证明相应的问题.3、 比值代换是一种将双变量问题化为单变量问题的有效途径,然后构造函数利用函数的单调性证明题中的不等式即可.【核心考点】核心考点一:含参数函数单调性讨论 【规律方法】1、导函数为含参一次型的函数单调性导函数的形式为含参一次函数时,首先讨论一次项系数为0,导函数的符号易于判断,当一次项系数不为雩,讨论导函数的零点与区间端点的大小关系,结合导函数图像判定导函数的符号,写出函数的单调区间.2、导函数为含参二次型函数的单调性当主导函数(决定导函数符号的函数)为二次函数时,确定原函数单调区间的问题转化为探究该二次函数在给定区间上根的判定问题.对于此二次函数根的判定有两种情况:(1)若该二次函数不容易因式分解,就要通过判别式来判断根的情况,然后再划分定义域; (2)若该二次函数容易因式分解,令该二次函数等于零,求根并比较大小,然后再划分定义域,判定导函数的符号,从而判断原函数的单调性.3、导函数为含参二阶求导型的函数单调性当无法直接通过解不等式得到一阶导函数的符号时,可对“主导”函数再次求导,使解题思路清晰.“再构造、再求导”是破解函数综合问题的强大武器.在此我们首先要清楚()()()f x f x f x '''、、之间的联系是如何判断原函数单调性的.(1)二次求导目的:通过()f x ''的符号,来判断()f x '的单调性;(2)通过赋特殊值找到()f x '的零点,来判断()f x '正负区间,进而得出()f x 单调性. 【典型例题】例1.(2023春·山东济南·高三统考期中)已知三次函数()()32111212322f x ax a x x =+---.(1)当3a =时,求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程, (2)讨论()y f x =的单调性.例2.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()2122ex f x x a x a -⎡⎤=+-+-⎣⎦,R a ∈,讨论函数()f x 单调性;例3.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()212ln 212f x a x x a x =+-+,a ∈R ,求()f x 的单调区间.例4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()()22ln 211f x x ax a x a =---+∈R .求函数()f x 的单调区间;核心考点二:导数与数列不等式的综合问题 【规律方法】在解决等差、等比数列综合问题时,要充分利用基本公式、性质以及它们之间的转化关系,在求解过程中要树立“目标意识”,“需要什么,就求什么”,并适时地采用“巧用性质,整体考虑”的方法.可以达到减少运算量的目的.【典型例题】例5.(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知函数()1ln f x x a x x=--.(1)若不等式()0f x ≥在()1,+∞上恒成立,求实数a 的取值范围; (2)证明:()()()22211ln 21ni n n i i n n =+-⎛⎫>⎪+⎝⎭∑.例6.(2023春·重庆·高三统考阶段练习)已知函数()e (2)2,x f x x a ax a =-++∈R . (1)当1a =时,求曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线方程; (2)若不等式()0f x ≥对0x ∀≥恒成立,求实数a 的范围; (3)证明:当111,1ln(21)23n n n*∈++++<+N .例7.(2023春·福建宁德·高三校考阶段练习)已知函数()e ax f x x =-(12a ≥). (1)(0,1)x ∈,求证:1sin ln 1x x x<<-;(2)证明:111sin sin sin()23f n n+++<.(ln20.693,ln3 1.099≈≈)核心考点三:双变量问题 【规律方法】破解双参数不等式的方法:一是转化,即由已知条件入手,寻找双参数满足的关系式,并把含双参数的不等式转化为含单参数的不等式;二是巧构函数,再借用导数,判断函数的单调性,从而求其最值;三是回归双参的不等式的证明,把所求的最值应用到双参不等式,即可证得结果. 【典型例题】例8.(2023春·江苏苏州·高三苏州中学校考阶段练习)已知函数()()ln 1R f x x ax a =-+∈. (1)若过原点的一条直线l 与曲线()y f x =相切,求切点的横坐标;(2)若()f x 有两个零点12x x ,,且212x x >,证明:①1228>e x x ; ②2212220+>e x x .例9.(2023春·湖南长沙·高三长郡中学校考阶段练习)已知函数2()e ,2xmx f x m =-∈R . (1)讨论()f x 极值点的个数;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,且12x x <,证明:()()122e f x f x m +<-.例10.(2023·全国·高三专题练习)巳知函数()ln(3)f x x x =+-. (1)求函数f (x )的最大值; (2)若关于x 的方程e ln3,(0)3x a a a x +=>+有两个不等实数根x x ₁,₂,证明: 122e e x xa+>.核心考点四:证明不等式 【规律方法】利用导数证明不等式问题,方法如下:(1)直接构造函数法:证明不等式()()f x g x >(或()()f x g x <)转化为证明()()0f x g x ->(或()()0f x g x -<),进而构造辅助函数()()()h x f x g x =-;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,稍作变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数. (4)对数单身狗,指数找基友 (5)凹凸反转,转化为最值问题 (6)同构变形 【典型例题】例11.(2023·全国·高三校联考阶段练习)已知函数()()22ln ,f x x ax bx a b =-+∈R .(1)当0b =时,讨论()f x 的单调性;(2)设12,x x 为()f x 的两个不同零点,证明:当()0,x ∈+∞时,()()12212124sin 2e x x f x x x x +-+<++.例12.(2023·全国·高三校联考阶段练习)已知2()(ln 1)f x x x =+. (1)求()f x 的单调递增区间; (2)若124()()ef x f x +=,且12x x <,证明12ln()ln 21x x +>-.例13.(2023·江苏·高三专题练习)已知函数()ln m x nf x x+=在()()1,1f 处的切线方程为1y =. (1)求实数m 和n 的值;(2)已知()(),A a f a ,()(),B b f b 是函数()f x 的图象上两点,且()()f a f b =,求证:()()ln ln 1a b ab +<+.核心考点五:极最值问题 【规律方法】利用导数求函数的极最值问题.解题方法是利用导函数与单调性关系确定单调区间,从而求得极最值.只是对含有参数的极最值问题,需要对导函数进行二次讨论,对导函数或其中部分函数再一次求导,确定单调性,零点的存在性及唯一性等,由于零点的存在性与参数有关,因此对函数的极最值又需引入新函数,对新函数再用导数进行求值、证明等操作.【典型例题】例14.(2023春·江西鹰潭·高三贵溪市实验中学校考阶段练习)已知函数()31,R 3f x x ax a a =-+∈.(1)当1a =-时,求()f x 在[]22-,上的最值; (2)讨论()f x 的极值点的个数.例15.(2023·江西景德镇·高三统考阶段练习)已知函数21()(2)e e,()2x f x x g x a x x ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭,其中a 为大于0的常数,若()()()F x f x g x =-. (1)讨论()F x 的单调区间;(2)若()F x 在()1x t t =≠取得极小值,求()g t 的最小值.例16.(2023·浙江温州·统考模拟预测)已知0a >,函数()()()F x f x g x =-的最小值为2,其中1()e x f x -=,()ln()g x ax =.(1)求实数a 的值;(2)(0,)∀∈+∞x ,有(1)1(e )f x m kx k g x +-≥+-≥,求2mk k -的最大值.核心考点六:零点问题 【规律方法】函数零点问题的常见题型:判断函数是否存在零点或者求零点的个数;根据含参函数零点情况,求参数的值或取值范围.求解步骤:第一步:将问题转化为函数的零点问题,进而转化为函数的图像与x 轴(或直线y k =)在某区间上的交点问题;第二步:利用导数研究该函数在此区间上的单调性、极值、端点值等性质,进而画出其图像; 第三步:结合图像判断零点或根据零点分析参数. 【典型例题】例17.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()2e 2x m f x x m =+∈R . (1)若存在0x >,使得()0f x <成立,求m 的取值范围;(2)若函数()()2e e x F x x f x =+-有三个不同的零点,求m 的取值范围.例18.(2023·全国·高三专题练习)设0a >,已知函数()e 2xf x a x =--,和()()ln 22g x x a x =-++⎡⎤⎣⎦.(1)若()f x 与()g x 有相同的最小值,求a 的值;(2)设()()()2ln 2F x f x g x a =++-有两个零点,求a 的取值范围.例19.(2023春·广西·高三期末)已知函数()()ln e axxf xg x x ax ==-,. (1)当1a =时,求函数()f x 的最大值;(2)若关于x 的方()()f x g x +=1有两个不同的实根,求实数a 的取值范围.核心考点七:不等式恒成立问题 【规律方法】1、利用导数研究不等式恒成立问题的求解策略:(1)通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围; (2)利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题;(3)根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.2、利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解: (1)x D ∀∈,()()min m f x m f x ≤⇔≤; (2)x D ∀∈,()()max m f x m f x ≥⇔≥; (3)x D ∃∈,()()max m f x m f x ≤⇔≤; (4)x D ∃∈,()()min m f x m f x ≥⇔≥.3、不等式的恒成立与有解问题,可按如下规则转化:一般地,已知函数()y f x =,[],x a b ∈,()y g x =,[],x c d ∈. (1)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∀∈,有()()12f xg x <成立,则()()maxmin f x g x <; (2)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f xg x <成立,则()()maxmax f x g x <;(3)若[]1,x a b ∃∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f xg x <成立,则()()minmax f x g x <;(4)若[]1,x a b ∀∈,[]2,x c d ∃∈,有()()12f xg x =成立,则()f x 的值域是()g x 的值域的子集.【典型例题】例20.(2023·广西南宁·南宁二中校考一模)已知函数()ln 1f x x =+.(1)若函数()()1g x mf x x =+-的图象在1x =处的切线与直线2y x =平行,求函数()g x 在1x =处的切线方程;(2)求证:当12a ≤时,不等式()1af x a +≤在[1,e]上恒成立.例21.(2023·上海·高三专题练习)已知函数()(1)e (R x f x x ax a =--∈且a 为常数). (1)当0a =,求函数()f x 的最小值;(2)若函数()f x 有2个极值点,求a 的取值范围;(3)若()ln e 1x f x x ≥-+对任意的,()0x ∈+∞恒成立,求实数a 的取值范围.例22.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()()e 1ln ln 0x f x a x a x a =+--⋅>.(1)若e a =,求函数()f x 的单调区间; (2)若不等式()1f x <在区间()1,+∞上有解,求实数a 的取值范围.核心考点八:极值点偏移问题与拐点偏移问题 【规律方法】1、极值点偏移的相关概念所谓极值点偏移,是指对于单极值函数,由于函数极值点左右的增减速度不同,使得函数图像没有对称性.若函数)(x f 在0x x =处取得极值,且函数)(x f y =与直线b y =交于),(),,(21b x B b x A 两点,则AB 的中点为),2(21b x x M +,而往往2210x x x +≠.如下图所示.图1 极值点不偏移 图2 极值点偏移极值点偏移的定义:对于函数)(x f y =在区间),(b a 内只有一个极值点0x ,方程)(x f 的解分别为21x x 、,且b x x a <<<21,(1)若0212x x x ≠+,则称函数)(x f y =在区间),(21x x 上极值点0x 偏移;(2)若0212x x x >+,则函数)(x f y =在区间),(21x x 上极值点0x 左偏,简称极值点0x 左偏;(3)若0212x x x <+,则函数)(x f y =在区间),(21x x 上极值点0x 右偏,简称极值点0x 右偏.【典型例题】例23.(2022•浙江期中)已知函数()f x x lnx a =--有两个不同的零点1x ,2x . (1)求实数a 的取值范围; (2)证明:121x x a +>+.例24.(2021春•汕头校级月考)已知,函数()f x lnx ax =-,其中a R ∈. (1)讨论函数()f x 的单调性; (2)若函数()f x 有两个零点, ()i 求a 的取值范围;()ii 设()f x 的两个零点分别为1x ,2x ,证明:212x x e >.例25.(2022•浙江开学)已知a R ∈,()ax f x x e -=⋅(其中e 为自然对数的底数). (ⅰ)求函数()y f x =的单调区间;(ⅰ)若0a >,函数()y f x a =-有两个零点x ,2x ,求证:22122x x e +>.核心考点九:利用导数解决一类整数问题 【规律方法】分离参数、分离函数、半分离 【典型例题】例26.已知函数()ln 2f x x x =--. (1)求函数在()()1,1f 处的切线方程(2)证明:()f x 在区间()3,4内存在唯一的零点;(3)若对于任意的()1,x ∈+∞,都有()ln 1x x x k x +>-,求整数k 的最大值.例27.已知函数211()ln 2f x x x x a a ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭,(0)a ≠. (1)当12a =时,求函数()fx 在点()()1,1f 处的切线方程;(2)令2()()F x af x x =-,若()12F x ax <-在()1,x ∈+∞恒成立,求整数a 的最大值.(参考数据:4ln 33<,5ln 44<).例28.已知函数()ln 2f x x x =--.(1)证明:()f x 在区间()3,4内存在唯一的零点;(2)若对于任意的()1,x ∈+∞,都有()ln 1x x x k x +>-,求整数k 的最大值.核心考点十:导数中的同构问题【规律方法】1、同构式:是指除了变量不同,其余地方均相同的表达式2、同构式的应用:(1)在方程中的应用:如果方程()0f a =和()0f b =呈现同构特征,则,a b 可视为方程()0f x =的两个根(2)在不等式中的应用:如果不等式的两侧呈现同构特征,则可将相同的结构构造为一个函数,进而和函数的单调性找到联系.可比较大小或解不等式.<同构小套路>①指对各一边,参数是关键;②常用“母函数”:()xf x x e =⋅,()xf x e x =±;寻找“亲戚函数”是关键;③信手拈来凑同构,凑常数、x 、参数;④复合函数(亲戚函数)比大小,利用单调性求参数范围. (3)在解析几何中的应用:如果()()1122,,,Ax y B x y 满足的方程为同构式,则,A B 为方程所表示曲线上的两点.特别的,若满足的方程是直线方程,则该方程即为直线AB 的方程(4)在数列中的应用:可将递推公式变形为“依序同构”的特征,即关于(),n a n 与()1,1n a n --的同构式,从而将同构式设为辅助数列便于求解【典型例题】例29.(2022·河北·高三阶段练习)已知函数()ln f x x x =. (1)讨论()f x 的单调性;(2)设a ,b 为两个不相等的正数,且b a a b =,证明:2111e a b<+<.例30.(2022·河南郑州·二模(文))已知函数()e 21e xf x x =⋅-+,()ln 2xg x x=+. (1)求函数()g x 的极值;(2)当x >0时,证明:()()f x g x ≥例31.(2022·河南省浚县第一中学模拟预测(理))已知函数()()e x f x ax a =-∈R .(1)讨论f (x )的单调性.(2)若a =0,证明:对任意的x >1,都有()4333ln f x x x x x ≥-+.核心考点十一:洛必达法则 【规律方法】法则1、若函数()f x 和()g x 满足下列条件: (1)()lim 0x af x →=及()lim 0x ag x →=;(2)在点a 的去心邻域()(),,a a a a εε-⋃+内,()f x 与()g x 可导且()0g x '≠; (3)()()limx af x lg x →'=',那么()()lim x a f x g x →=()()lim x a f x l g x →'='.法则2、若函数()f x 和()g x 满足下列条件:(1)()lim 0x f x →∞=及()lim 0x g x →∞=; (2)0A ∃>,()f x 和()g x 在(),A -∞与(),A +∞上可导,且()0g x '≠; (3)()()limx f x l g x →∞'=',那么()()limx f x g x →∞=()()limx f x l g x →∞'='.法则3、若函数()f x 和()g x 满足下列条件: (1)()lim x af x →=∞及()lim x ag x →=∞;(2)在点a 的去心邻域()(),,a a a a εε-⋃+内,()f x 与()g x 可导且()0g x '≠; (3)()()limx af x lg x →'=', 那么()()limx af xg x →=()()limx af x lg x →'='. 注意:利用洛必达法则求未定式的极限是微分学中的重点之一,在解题中应注意: (1)将上面公式中的x a →,,x x →+∞→-∞,x a +→,x a -→洛必达法则也成立. (2)洛必达法则可处理00,∞∞,0⋅∞,1∞,∞,,∞-∞型.(3)在着手求极限以前,首先要检查是否满足00,∞∞,0⋅∞,1∞,∞,,∞-∞型定式,否则滥用洛必达法则会出错.当不满足三个前提条件时,就不能用洛必达法则,这时称洛必达法则不适用,应从另外途径求极限.(4)若条件符合,洛必达法则可连续多次使用,直到求出极限为止.()()()()()()limlimlimx ax ax a f x f x f x g x g x g x →→→'''==''',如满足条件,可继续使用洛必达法则. 【典型例题】例32.已知函数()=ln (,)f x a x bx a b R +∈在12x =处取得极值,且曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与直线10x y -+=垂直.(1)求实数,a b 的值;(2)若[1,)x ∀∈+∞,不等式()(2)mf x m x x≤--恒成立,求实数m 的取值范围.例33.设函数()1x f x e -=-.(1)证明:当1x >-时,()1xf x x ≥+; (2)设当0x ≥时,()1xf x ax ≤+,求a 的取值范围.例34.设函数sin ()2cos xf x x=+.如果对任何0x ≥,都有()f x ax ≤,求a 的取值范围.22sin 2sin 2sin (sin )x x x x x x =-=-核心考点十二:导数与三角函数结合问题 【规律方法】 分段分析法【典型例题】例35.(2023·河南郑州·高三阶段练习)已知函数()1sin e xx f x x -=+,ππ,2x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦. (1)求证:()f x 在ππ,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增;(2)当[]π,0x ∈-时,()sin e cos sin xf x x x k x --⎡⎤⎣⎦恒成立,求k 的取值范围.例36.(2023春·江苏苏州·高三苏州中学校考阶段练习)已知函数()sin ()cos f x x x a x =-+(a 为常数),函数3211()32g x x ax =+.(1)证明:(i )当0x >时,sin x x >; (ii )当0x <时,sin x x <;(2)证明:当0a ≥时,曲线()y f x =与曲线()y g x =有且只有一个公共点.例37.(2023·全国·高三专题练习)已知函数π()e sin sin ,[0,π]4xf x x x x ⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭.(1)若1a ≤,判断函数()f x 的单调性; (2)证明:e (π)1sin cos x x x x -+≥-.【新题速递】1.(2023·北京·高三专题练习)已知1x =是函数()()ln ln ln 21xf x x ax x=-+++的一个极值点. (1)求a 值;(2)判断()f x 的单调性;(3)是否存在实数m ,使得关于x 的不等式()f x m ≥的解集为()0,∞+?直接写出m 的取值范围.2.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)已知()214ln 2f x x x a x =-+. (1)若函数()f x 在区间(0,)+∞上单调递增,求实数a 的取值范围; (2)若函数()f x 有两个极值点12,x x ,证明:()()1210ln f x f x a +>-+.3.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)已知函数()()2e 21xf x x ax =+-,其中R a ∈,若()f x 的图象在点()()0,0f 处的切线方程为210x by ++=. (1)求函数()f x 的解析式;(2)求函数()f x 在区间[]3,1-上的最值.4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()1f x x =-,()ln(1)g x m x =-,R m ∈. (1)若直线:20l x y -=与()y g x =在(0,(0))g 处的切线垂直,求m 的值;(2)若函数()()()h x g x f x =-存在两个极值点1x ,2x ,且12x x <,求证:()()1122x h x x h x >.5.(2023·北京·高三专题练习)已知函数()2e x f x =,直线:2l y x b =+与曲线()y f x =相切.(1)求实数b 的值;(2)若曲线()y af x =与直线l 有两个公共点,其横坐标分别为(,)m n m n <. ①求实数a 的取值范围; ②证明:()()1f m f n ⋅>.6.(2023春·陕西西安·高三统考期末)已知函数()()33ln af x x a x x=--+. (1)当0a =时,求函数()f x 的单调区间;(2)若[]1,e x ∀∈,()0f x <,求实数a 的取值范围.7.(2023·四川资阳·统考模拟预测)已知函数()31f x x ax =-+.(1)当1a =时,过点()1,0作曲线()y f x =的切线l ,求l 的方程; (2)当0a ≤时,对于任意0x >,证明:()cos f x x >.8.(2023·四川资阳·统考模拟预测)已知函数()22e xx f x ax +=++. (1)若()f x 单调递增,求a 的取值范围;(2)若()f x 有两个极值点12,x x ,其中12x x <,求证:2133x x a ->-.9.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()43,R,04a f x x ax bx ab a =--∈≠ (1)若0b =,求函数()f x 的单调区间;(2)若存在0R x ∈,使得()()00f x x f x x =+-,设函数()y f x =的图像与x 轴的交点从左到右分别为A ,B ,C ,D ,证明:点B ,C 分别是线段AC 和线段BD 的黄金分割点.(注:若线段上的点将线段分割成两部分,且其中较长部分与全长之比等于较短部分与较长部分之比,则称此点为该线段的黄金分割点)10.(2023·江西景德镇·统考模拟预测)已知函数()()2e e xf x x =-+,()()2112g x a x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,()()ln 1ln h x x x a =-+,其中a 为常数,若()()()()F x f x g x h x =-+.(1)讨论()F x 的单调区间;(2)若()F x 在()1x t t =≠取得极小值,且()()f t mh t ≥恒成立,求实数m 的取值范围.11.(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线C :24y x =的焦点为F ,过点P (2,0)作直线l 交抛物线于A ,B 两点.(1)若l 的倾斜角为π4,求△F AB 的面积;(2)过点A ,B 分别作抛物线C 的两条切线1l ,2l 且直线1l 与直线2l 相交于点M ,问:点M 是否在某定直线上?若在,求该定直线的方程,若不在,请说明理由.12.(2023春·江西赣州·高三赣州市赣县第三中学校考期中)已知函数()21ln 2f x x ax =-,()()21e 112x g x x ax a x =--+-,(1)求函数()y f x =的单调区间;(2)若对于定义域内任意x ,()()f x g x ≤恒成立,求实数a 的取值范围.。
全国卷历年高考函数与导数真题归类分析(含答案)
全国卷历年高考函数与导数真题归类分析(含答案)全国卷历年高考函数与导数真题归类分析(含答案)(2015年-2018年共11套)函数与导数小题(共23小题)一、函数奇偶性与周期性1.(2015年1卷13)若函数$f(x)=x\ln(x+a+x^2)$为偶函数,则$a=$解析】由题知$y=\ln(x+a+x^2)$是奇函数,所以$\ln(x+a+x^2)+\ln(-x+a+x^2)=\ln(a+x-x)=\ln a$,解得$a=1$。
考点:函数的奇偶性。
2.(2018年2卷11)已知$$f(x)=\begin{cases}\frac{x+1}{x},x<0\\ax^2,x\geq0\end{cases}$$ 是定义域为$(-\infty,0)\cup[0,+\infty)$的奇函数,满足$f(\frac{1}{2})=1$。
若,$f'(-1)=-2$,则$a=$解:因为$f(x)$是奇函数,所以$f(-\frac{1}{2})=-1$,$f(0)=0$。
又因为$f'(-1)=-2$,所以$f'(-x)|_{x=1}=2$,$f'(0+)=0$,$f'(0-)=0$。
由此可得$$\begin{aligned}a&=\lim\limits_{x\to 0^+}\frac{f(x)-f(0)}{x-0}\\&=\lim\limits_{x\to 0^+}\frac{ax^2}{x}\\&=\lim\limits_{x\to0^+}ax\\&=\lim\limits_{x\to 0^-}ax\\&=-\frac{1}{2}\end{aligned}$$ 故选B。
3.(2016年2卷12)已知函数$f(x)(x\in R)$满足$f(-x)=2-f(x)$,若函数$y=\sum\limits_{i=1}^m(x_i+y_i)$的图像的交点为$(x_1,y_1),(x_2,y_2),\cdots,(x_m,y_m)$,则$\sum\limits_{i=1}^m(x_i+y_i)=( )$解析】由$f(x)$的奇偶性可得$f(0)=1$,又因为$f(x)$是偶函数,所以$f'(0)=0$。
高考文科数学试题分类汇编----函数与导数
函数与导数一 选择题(辽宁文)(11)函数)(x f 的定义域为R ,2)1(=-f ,对任意R ∈x ,2)(>'x f ,则42)(+>x x f 的解集为(A )(1-,1) (B )(1-,+∞) (C )(∞-,1-) (D )(∞-,+∞)(重庆文)3.曲线223y x x =-+在点(1,2)处的切线方程为 A .31y x =- B .35y x =-+C .35y x =+D .2y x =(重庆文)6.设11333124log ,log ,log ,,,233a b c a b c ===则的大小关系是A .a b c <<B .c b a <<C .b a c <<D .b c a <<(重庆文)7.若函数1()2f x x n =+-(2)n >在x a =处取最小值,则a =A.1+ B.1 C .3D .4(辽宁文)(6)若函数))(12()(a x x xx f -+=为奇函数,则a =(A )21 (B )32 (C )43(D )1 (上海文)15.下列函数中,既是偶函数,又是在区间(0,)+∞上单调递减的函数为 A .2y x -=B .1y x -=C .2y x =D .13y x =(全国新课标文)(3)下列函数中,既是偶函数又在(0,)+∞单调递增的函数是(A )3y x = (B )||1y x =+ (C )21y x =-+ (D )||2x y -=(全国新课标文)(10)在下列区间中,函数()43xf x e x =+-的零点所在的区间为(A )1(,0)4- (B )1(0,)4 (C )11(,)42 (D )13(,)24(全国新课标文)(12)已知函数()y f x =的周期为2,当[1,1]x ∈-时2()f x x =,那么函数()y f x =的图象与函数|lg |y x =的图象的交点共有(A )10个 (B )9个 (C )8个 (D )1个 (全国大纲文)2.函数0)y x =≥的反函数为A .2()4x y x R =∈ B .2(0)4x y x =≥C .24y x =()x R ∈D .24(0)y x x =≥(全国大纲文)10.设()f x 是周期为2的奇函数,当0≤x≤1时,()f x =2(1)x x -,则5()2f -=A .-12B .1 4-C .14D .12(湖北文)3.若定义在R 上的偶函数()f x 和奇函数()g x 满足()()xf x gx e +=,则()g x =A .xxe e-- B .1()2x xe e -+ C .1()2xx e e -- D .1()2x xe e -- (福建文)6.若关于x 的方程x 2+mx+1=0有两个不相等的实数根,则实数m 的取值范围 A .(-1,1) B .(-2,2) C .(-∞,-2)∪(2,+∞) D .(-∞,-1)∪(1,+∞)(福建文)8.已知函数f (x )=。
高三函数与导数知识点总结
高三函数与导数知识点总结函数与导数是高三数学中重要的知识点,它们在解决实际问题和推导数学公式中起到至关重要的作用。
本文将对高三函数与导数的相关知识点进行总结,并提供一些例题以加深理解。
一、函数的基本概念函数是一种特殊的关系,它将一个集合的元素(自变量)映射到另一个集合的元素(因变量)。
函数可以用符号表示为f(x),其中x表示自变量,f(x)表示因变量。
函数在数学中有着广泛的应用,如描述物理运动、经济变化等。
二、函数的分类1.一次函数:f(x) = ax + b,其中a和b是常数,a不能为0。
一次函数的图像为一条直线,斜率a决定了直线的倾斜方向和程度,而常数b则决定了直线与y轴的交点位置。
2.二次函数:f(x) = ax² + bx + c,其中a、b和c是常数,a不能为0。
二次函数的图像为一条抛物线,a决定了抛物线的开口方向,b和c决定了抛物线的位置。
3.指数函数:f(x) = aˣ,其中a是常数,且大于0且不等于1。
指数函数的图像为以点(0, 1)为底的指数曲线,呈现上升或下降的趋势。
4.对数函数:f(x) = logₐ(x),其中a是常数,且大于0且不等于1。
对数函数的图像为以点(1, 0)为底的对数曲线,呈现上升或下降的趋势。
三、导数的概念导数是函数在某一点上的变化率,表示函数曲线在该点的切线斜率。
导数可以用符号表示为f'(x)或dy/dx,其中x表示自变量,f(x)表示函数。
导数在实际问题中有着重要的几何和物理意义。
四、导数的计算方法1.函数的导数定义:导数的定义为f'(x) = limₜ→0 [f(x + t) - f(x)] / t,其中lim表示极限。
2.常见函数的导数:- 一次函数f(x) = ax + b的导数为f'(x) = a。
- 二次函数f(x) = ax² + bx + c的导数为f'(x) = 2ax + b。
- 指数函数f(x) = aˣ的导数为f'(x) = aˣln(a)。
高考数学导数知识点大全
高考数学导数知识点大全导数作为高中数学的重要内容,在高考中占据着重要的地位。
掌握好导数的相关知识点,不仅可以帮助同学们在高考中取得好成绩,更能为日后的学习和科研打下坚实的基础。
本文将为大家详细介绍高考数学导数的知识点,帮助各位同学夯实导数的基本概念和应用技巧。
一、导数的定义在高中数学中,我们通常使用极限的概念来定义导数。
设函数y=f(x),若当自变量x在某一点a的邻近时,函数值f(x)的增量f(x+△x)-f(x)与自变量增量△x之比的极限存在,记为f'(a),则称f'(a)为函数f(x)在点a处的导数。
在导数的定义中,需要注意的是导数是描述函数在特定点处的变化率的概念,表示为斜率,具有方向性。
当导数为正时,函数单调递增;当导数为负时,函数单调递减;当导数为零时,函数可能是极值点。
二、导数的基本性质导数作为函数的一种重要性质,具有一些基本的性质,这些性质在解题中经常被使用到。
1. 和的导数等于导数的和若函数f(x)和g(x)在点a处都有导数,则有(f+g)'(a) = f'(a) +g'(a)。
2. 常数倍的导数等于导数的常数倍若函数f(x)在点a处有导数,则对于任意常数k,有(kf)'(a) =kf'(a)。
3. 乘积的导数公式若函数f(x)和g(x)在点a处都有导数,则有(fg)'(a) = f'(a)g(a) + f(a)g'(a)。
4. 商的导数公式若函数f(x)和g(x)在点a处都有导数,且g(a)≠0,则有(f/g)'(a) = [f'(a)g(a) - f(a)g'(a)]/[g(a)]^2。
三、常见函数的导数掌握常见的函数对应的导数形式,能够帮助我们更好地理解导数的应用。
1. 幂函数的导数设f(x) = x^n,则有f'(x) = nx^(n-1)。
2. 指数函数的导数设f(x) = a^x,则有f'(x) = a^xlna。
2023年高考数学客观题专题六 函数与导数
2.函数的奇偶性:
(1)奇函数、偶函数的定义:
如果对于函数f(x)的定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称
函数y=f(x)是偶函数;
如果对于函数则
称函数y=f(x)是奇函数.
(2)奇、偶函数的性质:
①偶函数的图象关于y轴对称;奇函数的图象关于原点对称.
A∩B= (
)
A.(1,2)
B.[1,2]
C.[1,2)
D.(1,2]
【答案】D
【解析】由题意得x-1>0,解得x>1,则集合B={x|x>1}.
而集合A={x|-1≤x≤2},
于是A∩B={x|1<x≤2}.故选D.
6.若函数f(x)=kx-ln x在区间(1,+∞)单调递增,则k的取值范围是( )
1
D.-4
)
3.若奇函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,且f(3)=3,则f(-1)=
【答案】-3
【解析】y=f(x)的图象关于直线x=2对称,则f(3)=f(1)=3.
y=f(x)为奇函数,则f(-1)=-f(1)=-3.
.
1
4.函数f(x)=ln(+1)+
4 − 2 的定义域为
(
方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数
y=f(x)有零点.
2.定理:如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一
条曲线,并且有:f(a)f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即
存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.
指数、对数的运算性质:
(1)幂的运算性质:aman=am+n;
高考数学分类汇编函数(包含导数)
高考数学分类汇编函数(包含导数)一、选择题1.(市回民中学2008-2009学年度上学期高三第二次阶段测试文科) 函数x x x f ln )(+=的零点所在的区间为 ( )A .(-1,0)B .(0,1)C .(1,2)D .(1,e )答案:B.2(市回民中学2008-2009学年度上学期高三第二次阶段测试文科)具有性质:1()()f f x x =-的函数,我们称为满足“倒负”变换的函数,下列函数:①1y x x=-;②1y x x =+;③,(01)0,(1)1(1)x x y x x x⎧⎪<<⎪==⎨⎪⎪->⎩中满足“倒负”变换的函数是( )A .①②B .①③C .②③D .只有① 答案:B.3.(二中2009届高三期末数学试题) 已知0||2||≠=b a ,且关于x 的函数x b a x a x x f ⋅++=23||2131)(在R 上有极值,则与的夹角围为( ) A .)6,0[π B .],6(ππC .],3(ππD .2[,]33ππ答案:C.4.(二中2009届高三期末数学试题)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,且对任意x ∈R ,都有(1)(3)f x f x -=+。
当[4,6]x ∈时,()21x f x =+,设函数()f x 在区间[2,0]-上的反函数为1()f x -,则1(19)f -的值为 A .2log 3- B .22log 3- C .212log 3-D .232log 3-答案:D.5.(省二中2008—2009学年上学期高三期中考试)已知),(,)1(log )1()3()(+∞-∞⎩⎨⎧≥<--=是x x x ax a x f a 上是增函数,那么实数a 的取值围是()A .(1,+∞)B .(3,∞-)C .)3,23[D .(1,3)答案:C.6.(省二中2008—2009学年上学期高三期中考试) 若关于x 的方程,01)11(2=+++xx a ma (a>0,且1≠a )有解,则m 的取值围是() A .)0,31[- B .]1,0()0,31[ - C .]31,(--∞D .),1(+∞答案:A.7.(省二中2008—2009学年上学期高三期中考试)已知函数)(x f 是定义在R 上的偶函数,且对任意R x ∈,都有)3()1(+=-x f x f 。
(完整word)高考数学-函数与导数(知识点归纳+习题),推荐文档
专题六函数导数专题【命题趋向】函数是高考考查能力的重要素材,以函数为基础编制的考查能力的试题在历年的高考试卷中占有较大的比重. 这部分内容既有以选择题、 填空题形式出现的试题, 也有以解答题形式出现的试题. 一 般说来,选择题、填空题主要考查函数的概念、单调性与奇偶性、函数图象、导数的几何意义等重要知识,关 注函数知识的应用以及函数思想方法的渗透,着力体现概念性、思辨性和应用意识.解答题大多以基本初等函数为载体,综合应用函数、导数、方程、不等式等知识,并与数学思想方法紧密结合,对函数与方程思想、数 形结合思想、分类与整合思想、有限与无限思想等进行较为深入的考查, 体现了能力立意的命题原则.这些综合地统揽各种知识、应用各种方法和能力的试题充分显示了函数与导数的主干知识地位.在中学引入导数知识,为研究函数的性质提供了简单有效的方法.解决函数与导数结合的问题, 一般有规范的方法,利用导数判断函数的单调性也有规定的步骤, 具有较强的可操作性.高考中,函数与导数的结合,往往不是简单地考查公式的应用,而是与数学思想方法相结合,突出考查函数与方程思想、有限与无限思想等,所考查的问题具有一定的综合性.在一套高考试卷中一般有 2-3个小题有针对性地考查函数与导数的重要知识和方法, 合考查函数与导数,特别是导数在研究函数问题中的应用,这道解答题是试卷的把关题之一.图象与性质,函数与方程,函数模型及其应用,点评:本题考查分段函数的概念和运算能力.解决的关键是由内到外逐步有选择”的代入函数解析式, 求出函数值.1例2如图,函数f x 的图象是曲线 OAB ,其中点O,A,B 的坐标分别为 0,0 ,(1,2),(3,1),则f —f 3的值等于 ______ .分析:从图象上理解自变量与函数值的对应关系.解析:对于 f (3) 1, f (1) 2 .题型2函数的图象与性质【考点透析】函数和导数的主要考点包括函数的概念、 导数及其应用、微积分及微积分基本定理等.【例题解析】题型1函数的概念及其表示 例1(2008高考山东文5) 设函数 f (x)2,1,1- 的值为()f(2)1527A .B .1616分析:由内向外逐步计算. 18解析: 24, 12上 1上1, 1 15 ff 1 -f 24 416有一道解答题综2.答案A .4,故x 1分析:图象的对称性反应在函数性质上就是这个函数是奇函数,根据奇函数对定义域内任意x都有f x点特点可得一个关于x的恒等式,根据这个恒等式就可以确定m的值,特别地f 0 f 0 f 00也可以解决问题.解析:对于函数y ln( mx1)的图象关于原点中心对称,则对于f 0 0,因此有1ln( m 1)0, m 11,m 2 .答案2.点评:函数的奇偶性是函数的重要性质之一,这两个性质反应了函数图象的某种对称性,这二者之间是可以相互转换的.0.2 11 -例 4 设a log13,b ,c 23,则()23A. a b c B . c b a C . cab D . b a c 分析:以0和1为分界线,根据指数函数与对数和的性质解决.10.2 1解析:对于a log13 0,1 b - o,c 231,因此a b c .答案A.2 3点评:大小比较问题,可以归结为某个函数就归结为一个函数、禾U用函数的单调性比较,不能归结为某个函数一般就是找分界线.题型3函数与方程X2X31 x 的零点的个数是2 3A . 0B . 1C . 2分析:这是一个三次函数,可以通过研究这个函数的单调性与极值,结合函数图象的基本特征解决.2 1 23解析:对于fx 1xx2(x )0,因此函数fx在R上单调递增,而对于2 45 23f( 2)- 0, f (2)0,因此其零点的个数为1个.答案B .3 3点评:本例和例9在本质方法上是一致的,其基本道理就是单调函数至多有一个零点”,再结合连续函数的零点定理,探究问题的答案.例6 .函数f x mx22x 1有且仅有一个正实数的零点,则实数m的取值范围是A. ,1 B . ,0 U 1 C . ,0 U 0,1 D . ,1分析:函数中的二次项系数是个参数,先要确定对其分类讨论,再结合一次函数、二次函数的图象布列不等式解决.1解析:当m 0时,x —为函数的零点;当m 0是,若0,即m 1时,x 1是函数唯一的零点,2若0 ,显然函数x 0不是函数的零点,这样函数有且仅有一个正实数零点等价与方程2f x mx 2x 1 0有一个正根一个负根,即mf 0 0,即m 0.综合知答案B .点评:分类讨论思想、函数与方程思想是高考所着重考查的两种数学思想,在本题体现的淋漓尽致. 还要注意函数的零点有变号零点”和不变号零点”,如本题中的x 1就是函数的不变号零点”,对于不变号零点”,函例5.函数题型4简单的函数模型及其应用例7.经市场调查,某超市的一种小商品在过去的近20天内的销售量(件)与价格(元)均为时间t (天)的函数,且销售量近似满足g t 80 2t (件),价格近似满足f(t) 20 -|t 10| (元).2(1)试写出该种商品的日销售额 y 与时间t ( 0 t 20 )的函数表达式;(2 )求该种商品的日销售额y 的最大值与最小值.分析:函数模型就是销售量乘以价格, 价格函数带有绝对值, 去掉绝对值后本质上是一个分段函数,建立起这个分段函数模型后,求其最值即可. 1解析:(1) y g(t) f (t) (80 2t) (20 |t 10|)(40 t)(40 |t 10 |)2_ (30 t)(40t), (0< t 10),(40 t)(50 t), (10 W t W 20).(2) 当0 t 10时,y 的取值范围是1200,1225,在t 5时,y 取得最大值为1225; 解析:答案:In2 1 .点评:本题考查导数几何意义的应用, 口是切点坐标,这也是解决曲线的切线问题时的一个重要思维策略.在解题中不少考生往往忽视 切线上”这个简单的事实,要引以为戒.当10t 201时,y 的取值范围是 600,1200,20时,y 取得最小值为600 •答案: 总之,第5天,日销售额y 取得最大为1225元;第20天,日销售额y 取得最小为600元. 点评: 对值的解析式统一表达, 对值号再把它化为分段函数. 题型5导数的意义、运算以及简单应用18)直线y x b 是曲线y In x(x 0)的一条切线,则实数2分段函数模型是课标的考试大纲所明确提出要求的一个, 分段函数在一些情况下可以用一个带有绝要知道带有绝对值的函数本质上是分段函数,可以通过零点分区”的方法去掉绝例8.( 2008咼考江苏1分析:切线的斜率是1 2,就可以确定切点的坐标,切点在切线上,就求出来 b 的值. 1方法一 y ' ,令yxb In 2 1.2,即切点的横坐标是 2,则纵坐标是In 2,切线过点 2,1 n2,所以方法二:设曲线上一点点坐标是x 0,Inx 0,由y 1知道过该点的曲线的切线的斜率是x1x ;,故过该点 的曲线的切线方程是 y In x °x X °,即y 丄In X 。
年高考数学试题知识分类大全函数与导数
年高考数学试题知识分类大全函数与导数2007年高考数学试题汇编函数与导数(07广东) 已知函数xx f -=11)(的定义域为M ,)1ln()(x x g +=的定义域为N ,则=⋂N M ( )A.{}1>x xB.{}1<x xC.{}11<<-x xD.φC.(07广东)客车从甲地以60km/h 的速度匀速行驶1小时到达乙地,在乙地停留了半小时,然后以80km/h 的速度匀速行驶1小时到达丙地,下列描述客车从甲地出发.经过乙地,最后到达丙地所经过的路程s 与时间t 之间关系的图象中,正确的是( ) A. B. C. D.B.(07全国Ⅰ)设1a >,函数()log a f x x =在区间[,2]a a 上的最大值与最小值之差为12,则a =( )A .B .2C ..4A(07全国Ⅰ)设()f x ,()g x 是定义在R 上的函数,()()()h x f x g x =+,则“()f x ,()g x 均为偶函数”是“()h x 为偶函数”的( )A .充要条件B .充分而不必要的条件C .必要而不充分的条件D .既不充分也不必要的条件B(07江西)设函数f(x)是R 上以5为周期的可导偶函数,则曲线y =f(x)在x =5处的切线的斜率为A .-1B .0C .1D .5B.(07浙江)设()⎩⎨⎧<≥=1,1,2x x x x x f ,()x g 是二次函数,若()[]x g f 的值域是[)+∞,0,则()x g 的值域是( )A.(][)+∞-∞-,11,B.(][)+∞-∞-,01,C.[)+∞,0D. [)+∞,1C.(07天津)在R 上定义的函数()x f 是偶函数,且()()x f x f -=2,若()x f 在区间[]2,1是减函数,则函数()x f ( )A.在区间[]1,2--上是增函数,区间[]4,3上是增函数B.在区间[]1,2--上是增函数,区间[]4,3上是减函数C.在区间[]1,2--上是减函数,区间[]4,3上是增函数D.在区间[]1,2--上是减函数,区间[]4,3上是减函数B.(07天津)设c b a ,,均为正数,且a a21log 2=,b b21log 21=⎪⎭⎫ ⎝⎛,c c2log 21=⎪⎭⎫⎝⎛.则( )A.c b a <<B. a b c <<C. b a c <<D. c a b <<A.(07湖南)函数()⎩⎨⎧>+-≤-=1,341,442x x x x x x f 的图象和函数()x x g 2log =的图象的交点个数是( )B.(07湖南)设集合{}6,5,4,3,2,1=M ,k S S S ,,,21 都是M 的含有两个元素的子集,且满足:对任意的{}i i i b a S ,=、{}j j j b a S ,=({}k j i j i ,,3,2,1,, ∈≠)都有⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧≠⎭⎬⎫⎩⎨⎧j j j j i i i i a b b a a b b a ,min ,min ,({}y x ,m in 表示两个数y x ,中的较小者),则k 的最大值是( )B.(07福建)已知函数()x f 为R 上的减函数,则满足()11f xf <⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛的实数x 的取值范围是( ) A.()1,1- B.()1,0 C.()()1,00,1 - D.()()+∞-∞-,11,C.(07重庆)已知定义域为R 的函数()x f 在区间()+∞,8上为减函数,且函数()8+=x f y 为偶函数,则( )A.()()76f f >B. ()()96f f >C. ()()97f f >D. ()()107f f >D(07山东)已知集合{}1,1-=M ,⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<∈=+42211x Z x N ,则=N M ( )A.{}1,1-B. {}1-C. {}0D.{}0,1-B.(07山东)设⎭⎬⎫⎩⎨⎧-∈3,21,1,1α,则使函数αx y =的定义域为R 且为奇函数的所有α的值为( ),3 ,1 ,3 ,1,3A.(07江西)四位好朋友在一次聚会上,他们按照各自的爱好选择了形状不同、内空高度相等、杯口半径相等的圆口酒杯,如图所示.盛满酒后他们约定:先各自饮杯中酒的一半.设剩余酒的高度从左到右依次为h 1,h 2,h 3,h 4,则它们的大小关系正确的是()A .h 2>h 1>h 4B .h 1>h 2>h 3C .h 3>h 2>h 4D .h 2>h 4>h 1A.(07安徽)若对任意∈x R,不等式x ≥ax 恒成立,则实数a 的取值范围是A. a <-1B. a ≤1C.a <1 ≥1B.(07安徽)定义在R 上的函数)(x f 既是奇函数,又是周期函数,T 是它的一个正周期.若将方程0)(=x f 在闭区间][T T ,-上的根的个数记为n ,则n 可能为D.(07安徽)图中的图象所表示的函数的解析式为(A)|1|23-=x y (0≤x ≤2) (B) |1|2323--=x y (0≤x ≤2)(C) |1|23--=x y (0≤x ≤2)(D) |1|1--=x y (0≤x ≤2)B.(07安徽)设a >1,且)2(log ),1(log )1(log 2a p a n a m a a a =-=+=,则p n m ,,的大小关系为 (A) n >m >p(B) m >p >n (C) m >n >p (D) p >m >nB.(07北京)对于函数①()()12lg +-=x x f ,②()()22-=x x f ,③()()2cos +=x x f .判断如下三个命题的真假:命题甲:()2+x f 是偶函数;命题乙:()()2,∞-在区间x f 上是减函数,在区间()+∞,2上是增函数;命题丙:()()x f x f -+2在()+∞∞-,上是增函数.能使命题甲、乙、丙均为真的所有函数的序号是()A.①③B.①②C. ③D. ②D(07湖北)为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒. 已知 药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系式为at y -⎪⎭⎫ ⎝⎛=161(a 为常数),如图所示,根据图中提供的信息,回答下列问题:(Ⅰ)从药物释放开始,每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)之间的函数关系式为 .(Ⅱ)据测定,当空气中每立方米的含药量降低到毫克以下时,学生方可进教室,那从药物释放开始,至少需要经过 小时后,学生才能回到教室. (07山东)函数())1,0(13log ≠>-+=a a x y a 的图象恒过定点A,若点A 在直线01=++ny mx 上,其中0>mn ,则nm 21+的最小值为 . 8(07重庆) 若函数()1222-=--aax x x f 的定义域为R ,则实数a 的取值范围 。
[高三数学]高考数学试题分类汇编2——函数与导数(K12教育文档)
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2011年高考数学试题分类汇编:函数与导数一、选择题1。
(安徽理3) 设()f x 是定义在R 上的奇函数,当x ≤0时,()f x x x 2=2-,则()f 1= (A )-3 (B ) -1 (C)1 (D)3 【答案】A【命题意图】本题考查函数的奇偶性,考查函数值的求法.属容易题.【解析】2(1)(1)[2(1)(1)]3f f =--=----=-。
故选A 。
2.(安徽理10) 函数()()m nf x ax x =1-在区间〔0,1〕上的图像如图所示,则m,n 的值 可能是(A )1,1m n == (B) 1,2m n == (C) 2,1m n == (D ) 3,1m n ==【答案】B 【命题意图】本题考查导数在研究函数单调性中的应用,考查函数图像,考查思维的综合能力.难度大.【解析】代入验证,当1,2m n ==,()()()f x ax x n x x x 232=1-=-2+,则 ()()f x a x x 2'=3-4+1,由()()f x a x x 2'=3-4+1=0可知,121,13x x ==,结合图像可知函数应在10,3⎛⎫ ⎪⎝⎭递增,在1,13⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,即在13x =取得最大值,由()()f a 21111=⨯1-=3332,知a 存在.故选B 。
高考数学导数小题分类总结整理
(1) u v
;
(3)
u
;
v
(2) u v (4) cu
;
( c 为常数).
复合函数的导数
设函数 u x在点 x 处有导数 u x,函数 y f u在点 x 的对应点 u 处有导数 y f u,则复合函数 y f x在点 x 处也有导数,且 yx yu ux 或写作 f x x f ux .
趋势,
例 1、导函数正负与原函数图像的影响 (1)函数 f(x)=ax3+bx2+cx+d 的图象如图,且|x1|<|x2|,则
有( ) A.a>0,b>0,c>0,d>0 B.a<0,b>0,c<0,d>0 C.a<0,b<0,c>0,d>0 D.a>0,b<0,c>0,d<0
变式.已知 R 上可导函数 f x 的图像如图所示,
g(x)
=
f
(x)
−x−b
有三个零点,则实数
b
的取值
范围为( )
(3)设函数 f (x) = ex (2x 1) ax a ,其中 a 1,若存在唯一的整数 x0,使得 f (x0 ) 0,则 a 的
取值范围是( )A.[- ,1) B. [- , ) C. [ , ) D. [ ,1)
变式:(1)已知
D. x2e x1 x1e x2
(2).已知定义在(0,+∞)上的函数 f(x)的导函数为 f'(x),满足 x2f'(x)+xf(x)
=lnx,f(e)= ,则 f(x)( )
A.有极大值,无极小值 B.有极小值,无极大值 C.既有极大值又有极小值 D.既无极大值也无极小值
变式:(1)已知函数 f x 是定义在 0, 内的单调函数,且对
2023年新高考数学大一轮复习专题一函数与导数第2讲基本初等函数函数与方程
第2讲 基本初等函数、函数与方程[考情分析] 1.基本初等函数的图象、性质是高考考查的重点,利用函数性质比较大小是常见题型.2.函数零点的个数判断及参数范围是高考的热点,常以压轴题形式出现.考点一 基本初等函数的图象与性质核心提炼1.指数函数y=a x(a>0,a≠1)与对数函数y=log a x(a>0,a≠1)互为反函数,其图象关于y=x对称,它们的图象和性质分0<a<1,a>1两种情况,着重关注两函数图象的异同.2.幂函数y=xα的图象和性质,主要掌握α=1,2,3,,-1五种情况.例1 (1)已知f(x)=2x-1,g(x)=1-x2,规定:当|f(x)|≥g(x)时,h(x)=|f(x)|;当| f(x)|<g(x)时,h(x)=-g(x),则h(x)( )A.有最小值-1,最大值1B.有最大值1,无最小值C.有最小值-1,无最大值D.有最大值-1,无最小值答案 C解析 画出y=|f(x)|=|2x-1|与y=g(x)=1-x2的图象,它们交于A,B两点.由“规定”在A,B两侧,|f(x)|≥g(x),故h(x)=|f(x)|;在A,B之间,|f(x)|<g(x),故h(x)=-g(x).综上可知,y=h(x)的图象是图中的实线部分,因此h(x)有最小值-1,无最大值.(2)已知函数f(x)=e x+2(x<0)与g(x)=ln(x+a)+2的图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是( )A.B.(-∞,e)C. D.答案 B解析 由题意知,方程f(-x)-g(x)=0在(0,+∞)上有解,即e-x+2-ln(x+a)-2=0在(0,+∞)上有解,即函数y=e-x与y=ln(x+a)的图象在(0,+∞)上有交点.函数y=ln(x+a)可以看作由y=ln x左右平移得到,当a=0时,两函数有交点,当a<0时,向右平移,两函数总有交点,当a>0时,向左平移,由图可知,将函数y=ln x的图象向左平移到过点(0,1)时,两函数的图象在(0,+∞)上不再有交点,把(0,1)代入y=ln(x+a),得1=ln a,即a=e,∴a<e.规律方法 (1)对数函数与指数函数的单调性都取决于其底数的取值,当底数a的值不确定时,要注意分a>1和0<a<1两种情况讨论:当a>1时,两函数在定义域内都为增函数;当0<a<1时,两函数在定义域内都为减函数.(2)基本初等函数的图象和性质是统一的,在解题中可相互转化.跟踪演练1 (1)函数f(x)=ln(x2+2)-e x-1的大致图象可能是( )答案 A解析 当x→+∞时,f(x)→-∞,故排除D;函数f(x)的定义域为R,且在R上连续,故排除B;f(0)=ln2-e-1,由于ln2>ln=,e-1<,所以f(0)=ln2-e-1>0,故排除C. (2)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=1-2-x,则不等式f(x)<-的解集是( )A.(-∞,-1) B.(-∞,-1]C.(1,+∞) D.[1,+∞)答案 A解析 当x>0时,f(x)=1-2-x>0.又f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(x)<-的解集和f(x)>的解集关于原点对称,由1-2-x>得2-x<=2-1,即x>1,则f(x)<-的解集是(-∞,-1).故选A.考点二 函数的零点核心提炼判断函数零点个数的方法:(1)利用零点存在性定理判断法.(2)代数法:求方程f(x)=0的实数根.(3)几何法:对于不易求根的方程,将它与函数y=f(x)的图象联系起来,利用函数的性质找出零点或利用两个函数图象的交点求解.在利用函数性质时,可用求导的方法判断函数的单调性.考向1 函数零点的判断例2 (1)(2020·长沙调研)已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-m有两个不同的零点x1,x2,则x1+x2等于( )A.2B.2或2+C.2或3D.2或3或2+答案 D解析 当x≤0时,f′(x)=(x+1)e x,当x<-1时,f′(x)<0,故f(x)在(-∞,-1)上单调递减,当-1<x≤0时,f′(x)>0,故f(x)在(-1,0]上单调递增,所以x≤0时,f(x)的最小值为f(-1)=-.又当x≥1时,f(x)=3-x,当0<x<1时,f(x)=x+1.作出f(x)的图象,如图所示.因为g(x)=f(x)-m有两个不同的零点,所以方程f(x)=m 有两个不同的根,等价于直线y=m与f(x)的图象有两个不同的交点,且交点的横坐标分别为x1,x2,由图可知1<m<2或m=0或m=-.若1<m<2,则x1+x2=2;若m=0,则x1+x2=3;若m=-,则x1+x2=-1+3+=2+.(2)设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且对任意的x∈R,都有f(x+2)=f(2-x),当x∈[-2,0]时,f(x)=x-1,则关于x的方程f(x)-log8(x+2)=0在区间(-2,6)上根的个数为( )A.1B.2C.3D.4答案 C解析 对于任意的x∈R,都有f(2+x)=f(2-x),∴f(x+4)=f[2+(x+2)]=f[2-(x+2)]=f(-x)=f(x),∴函数f(x)是一个周期函数,且T=4.又∵当x∈[-2,0]时,f(x)=x-1,且函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(6)=1,则函数y=f(x)与y=log8(x+2)在区间(-2,6)上的图象如图所示,根据图象可得y=f(x)与y=log8(x+2)在区间(-2,6)上有3个不同的交点,即f(x)-log8(x+2)=0在区间(-2,6)上有3个根.考向2 求参数的值或取值范围例3 (1)已知关于x的方程9-|x-2|-4·3-|x-2|-a=0有实数根,则实数a的取值范围是__ ______.答案 [-3,0)解析 设t=3-|x-2|(0<t≤1),由题意知a=t2-4t在(0,1]上有解,又t2-4t=(t-2)2-4(0<t≤1),∴-3≤t2-4t<0,∴实数a的取值范围是[-3,0).(2)已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-2x恰有2个不同的零点,则实数a的取值范围为__ __________________.答案 [-3,-1)∪[3,+∞)解析 由题意得g(x)=即g(x)=如图所示,因为g(x)恰有两个不同的零点,即g(x)的图象与x轴有两个交点.若当x≤a时,g(x)=x2+4x+3有两个零点,则令x2+4x+3=0,解得x=-3或x=-1,则当x>a时,g(x)=3-x没有零点,所以a≥3.若当x≤a时,g(x)=x2+4x+3有一个零点,则当x>a时,g(x)=3-x必有一个零点,即-3≤a<-1,综上所述,a∈[-3,-1)∪[3,+∞).规律方法 利用函数零点的情况求参数值(或取值范围)的三种方法跟踪演练2 (1)已知偶函数y=f(x)(x∈R)满足f(x)=x2-3x(x≥0),若函数g(x)=则y=f(x)-g(x)的零点个数为( )A.1B.3C.2D.4答案 B解析 作出函数f(x)与g(x)的图象如图,由图象可知两个函数有3个不同的交点,所以函数y=f(x)-g(x)有3个零点.(2)(多选)已知函数f(x)=若关于x的方程f(f(x))=0有8个不同的实根,则a的值可能为( )A.-6B.8C.9D.12答案 CD解析 当a≤0时,f(x)仅有一个零点x=0,故f(f(x))=0有8个不同的实根不可能成立.当a >0时,f (x )的图象如图所示,当f (f (x ))=0时,f 1(x )=-2a ,f 2(x )=0,f 3(x )=a .又f (f (x ))=0有8个不同的实根,故f 1(x )=-2a 有三个根,f 2(x )=0有三个根,f 3(x )=a 有两个根,又x 2-ax =2-,所以-2a >-且a <2a ,解得a >8且a >0,综上可知,a >8.专题强化练一、单项选择题1.(2020·全国Ⅰ)设a log 34=2,则4-a 等于( )A.B.C.D.答案 B解析 方法一 因为a log 34=2,所以log 34a =2,所以4a =32=9,所以4-a ==.方法二 因为a log 34=2,所以a ==2log 43=log 432=log 49,所以4-a =14log 94-=9-1=.2.函数f (x )=ln x +2x -6的零点一定位于区间( )A .(1,2)B .(2,3)C .(3,4)D .(4,5)答案 B解析 函数f (x )=ln x +2x -6在其定义域上连续且单调,f (2)=ln2+2×2-6=ln2-2<0,f (3)=ln3+2×3-6=ln3>0,故函数f (x )=ln x +2x -6的零点在区间(2,3)上.3.在同一直角坐标系中,函数f (x )=2-ax 和g (x )=log a (x +2)(a >0且a ≠1)的大致图象可能为( )答案 A解析 由题意知,当a >0时,函数f (x )=2-ax 为减函数.若0<a <1,则函数f (x )=2-ax 的零点x 0=∈(2,+∞),且函数g (x )=log a (x +2)在(-2,+∞)上为减函数;若a >1,则函数f (x )=2-ax 的零点x 0=∈(0,2),且函数g (x )=log a (x +2)在(-2,+∞)上为增函数.故A 正确.4.(2020·广东省揭阳三中模拟)已知a ,b ,c 满足4a =6,b =log c 3=,则( )A .a <b <cB .b <c <aC .c <a <bD .c <b <a 答案 B解析 4a =6>4,a >1,b2,c 3=<1,0<c <1,故a >c >b .5.(2020·全国Ⅲ)Logistic 模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领城.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I (t )(t 的单位:天)的Logistic 模型:I (t )=,其中K 为最大确诊病例数.当I (t *)=0.95K 时,标志着已初步遏制疫情,则t *约为(ln19≈3)( )A .60B .63C .66D .69答案 C解析 因为I (t )=,所以当I (t *)=0.95K0.95K ,即*0.235311e t ⎛⎫-- ⎪⎝⎭+=0.95,即1+*0.2353e t ⎛⎫-- ⎪⎝⎭=,即*0.2353e t ⎛⎫-- ⎪⎝⎭=-1,∴*0.2353e t ⎛⎫- ⎪⎝⎭=19,∴0.23(t *-53)=ln19,∴t *=+53≈+53≈66.6.(2020·泉州模拟)若函数y =log a (x 2-ax +1)有最小值,则a 的取值范围是( )A .1<a <2B .0<a <2,a ≠1C .0<a <1D .a ≥2答案 A解析 令u (x )=x 2-ax +1,函数y =log a (x 2-ax +1)有最小值,∴a >1,且u (x )min >0,∴Δ=a 2-4<0,∴1<a <2,∴a 的取值范围是1<a <2.7.(2020·太原质检)已知函数f (x )=(e 为自然对数的底数),若函数g (x )=f (x )+kx 恰好有两个零点,则实数k 等于( )A .-2eB .eC .-eD .2e答案 C解析 g (x )=f (x )+kx =0,即f (x )=-kx ,如图所示,画出函数y =f (x )和y =-kx 的图象,-2x 2+4x +1=-kx ,即2x 2-(4+k )x -1=0,设方程的两根为x 1,x 2,则Δ=(4+k )2+8>0,且x 1x 2=-,故g (x )在x <0时有且仅有一个零点,y =-kx 与y =f (x )在x >0时相切.当x >0时,设切点为(x 0,-kx 0),f (x )=e x ,f ′(x )=e x ,f ′(x 0)=0e x =-k kx 0,解得x0=1,k=-e.8.已知函数f(x)=若关于x的方程2f2(x)-(2a+3)f(x)+3a=0有五个不同的解,则a的取值范围是( )A.(1,2) B.C. D.∪答案 D解析 作出f(x)=|x|+1,x≠0的图象如图所示.设t=f(x),则原方程化为2t2-(2a+3)t+3a=0,解得t1=a,t2=.由图象可知,若关于x的方程2f2(x)-(2a+3)f(x)+3a=0有五个不同的实数解,只有当直线y=a与函数y=f(x)的图象有三个不同的交点时才满足条件,所以1<a<2.又方程2t2-(2a+3)t+3a=0有两个不相等的实数根,所以Δ=(2a+3)2-4×2×3a=(2a-3)2>0,解得a≠,综上,得1<a<2,且a≠.二、多项选择题9.(2020·临沂模拟)若10a=4,10b=25,则( )A.a+b=2B.b-a=1C.ab>8lg22D.b-a>lg6答案 ACD解析 由10a=4,10b=25,得a=lg4,b=lg25,则a+b=lg4+lg25=lg100=2,故A正确;b-a=lg25-lg4=lg>lg6且lg<1,故B错误,D正确;ab=lg4·lg25=4lg2·lg5>4lg2·lg4=8lg22,故C正确.10.已知函数f(x)=log a(x+1),g(x)=log a(1-x),a>0,a≠1,则( )A.函数f(x)+g(x)的定义域为(-1,1)B.函数f(x)+g(x)的图象关于y轴对称C.函数f(x)+g(x)在定义域上有最小值0D.函数f(x)-g(x)在区间(0,1)上是减函数答案 AB解析 ∵f(x)=log a(x+1),g(x)=log a(1-x),a>0,a≠1,∴f(x)+g(x)=log a(x+1)+log a(1-x),由x+1>0且1-x>0得-1<x<1,故A对;由f(-x)+g(-x)=log a(-x +1)+log a(1+x)=f(x)+g(x),得函数f(x)+g(x)是偶函数,其图象关于y轴对称,B对;∵-1<x<1,∴f(x)+g(x)=log a(1-x2),∵y=1-x2在[0,1)上单调递减,由复合函数的单调性可知,当0<a<1时,函数f(x)+g(x)在[0,1)上单调递增,有最小值f(0)+g(0)=log a(1-0)=0;当a>1时,函数f(x)+g(x)在[0,1)上单调递减,无最小值,故C错;∵f(x)-g(x)=log a(x+1)-log a(1-x),当0<a<1时,f(x)=log a(x+1)在(0,1)上单调递减,g(x)=log a(1-x)在(0,1)上单调递增,函数f(x)-g(x)在(0,1)上单调递减;当a>1时,f(x)=log a(x+1)在(0,1)上单调递增,g(x)=log a(1-x)在(0,1)上单调递减,函数f(x)-g(x)在(0,1)上单调递增,故D错.11.(2020·淄博模拟)已知函数y=f(x)是R上的奇函数,对于任意x∈R,都有f(x+4)=f(x)+f(2)成立.当x∈[0,2)时,f(x)=2x-1.给出下列结论,其中正确的是( )A.f(2)=0B.点(4,0)是函数y=f(x)图象的一个对称中心C.函数y=f(x)在区间[-6,-2]上单调递增D.函数y=f(x)在区间[-6,6]上有3个零点答案 AB解析 对于A,因为f(x)为奇函数且对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x)+f(2),令x=-2,则f(2)=f(-2)+f(2)=0,故A正确;对于B,由A知,f(2)=0,则f(x+4)=f(x),则4为f(x)的一个周期,因为f(x)的图象关于原点(0,0)成中心对称,则(4,0)是函数f(x)图象的一个对称中心,故B正确;对于C,因为f(-6)=0,f(-5)=f(-5+4)=f(-1)=-f(1)=-1,-6<-5,而f(-6)>f(-5),所以f(x)在区间[-6,-2]上不是单调递增的,故C错误;对于D,因为f(0)=0,f(2)=0,所以f(-2)=0,又4为f(x)的一个周期,所以f(4)=0,f(6)=0,f(-4)=0,f(-6)=0,所以函数y=f(x)在区间[-6,6]上有7个零点,故D错误.12.对于函数f(x)=则下列结论正确的是( )A.任取x1,x2∈[2,+∞),都有|f(x1)-f(x2)|≤1B.函数y=f(x)在[4,5]上单调递增C.函数y=f(x)-ln(x-1)有3个零点D.若关于x的方程f(x)=m(m<0)恰有3个不同的实根x1,x2,x3,则x1+x2+x3=答案 ACD解析 f(x)=的图象如图所示,当x∈[2,+∞)时,f(x)的最大值为,最小值为-,∴任取x1,x2∈[2,+∞),都有|f(x1)-f(x2)|≤1恒成立,故A正确;函数y=f(x)在[4,5]上的单调性和在[0,1]上的单调性相同,则函数y=f(x)在[4,5]上不单调,故B错误;作出y=ln(x-1)的图象,结合图象,易知y =ln(x-1)的图象与f(x)的图象有3个交点,∴函数y=f(x)-ln(x-1)有3个零点,故C 正确;若关于x的方程f(x)=m(m<0)恰有3个不同的实根x1,x2,x3,不妨设x1<x2<x3,则x1+x2=3,x3=,∴x1+x2+x3=,故D正确.三、填空题13.(2019·全国Ⅱ)已知f(x)是奇函数,且当x<0时,f(x)=-e ax.若f(ln2)=8,则a=________.答案 -3解析 当x>0时,-x<0,f(-x)=-e-ax.因为函数f(x)为奇函数,所以当x>0时,f(x)=-f(-x)=e-ax,所以f(ln2)=e-a ln2=a=8,所以a=-3.14.已知函数f(x)=|lg x|,若f(a)=f(b)(a≠b),则函数g(x)=的最小值为________.答案 2解析 因为|lg a|=|lg b|,所以不妨令a<b,则有-lg a=lg b,所以ab=1,b=(0<a<1),所以g(x)=当x≤0时,g(x)=(x+)2+3≥3,取等号时x=-;当x>0时,g(x)=ax+≥2=2,当且仅当x=时,等号成立,综上可知,g(x)min=2.15.定义在R上的奇函数f(x),当x≥0时,f(x)=则函数F(x)=f(x)-的所有零点之和为_ _______.答案 解析 由题意知,当x<0时,f(x)=作出函数f(x)的图象如图所示,设函数y=f(x)的图象与y=交点的横坐标从左到右依次为x1,x2,x3,x4,x5,由图象的对称性可知,x1+x2=-6,x4+x5=6,x1+x2+x4+x5=0,令-=,解得x3=,所以函数F(x)=f(x)-的所有零点之和为.16.对于函数f(x)与g(x),若存在λ∈{x∈R|f(x)=0},μ∈{x∈R|g(x)=0},使得|λ-μ|≤1,则称函数f(x)与g(x)互为“零点密切函数”,现已知函数f(x)=e x-2+x-3与g(x)=x2-ax-x+4互为“零点密切函数”,则实数a的取值范围是________.答案 [3,4]解析 由题意知,函数f(x)的零点为x=2,设g(x)的零点为μ,满足|2-μ|≤1,因为|2-μ|≤1,所以1≤μ≤3.方法一 因为函数g(x)的图象开口向上,所以要使g(x)的至少一个零点落在区间[1,3]上,则需满足g(1)g(3)≤0,或解得≤a≤4,或3≤a<,得3≤a≤4.故实数a的取值范围为[3,4].方法二 因为g(μ)=μ2-aμ-μ+4=0,a==μ+-1,因为1≤μ≤3,所以3≤a≤4.故实数a的取值范围为[3,4].。
高考数学:函数与导数知识点
高考数学:函数与导数知识点1.函数恒成立问题【知识点的认识】恒成立指函数在其定义域内满足某一条件(如恒大于0等),此时,函数中的参数成为限制了这一可能性(就是说某个参数的存在使得在有些情况下无法满足要求的条件),因此,适当的分离参数能简化解题过程.例:要使函数f(x)=ax^2+1恒大于0,就必须对a进行限制﹣﹣令a≥0,这是比较简单的情况,而对于比较复杂的情况时,先分离参数的话做题较简单【解题方法点拨】一般恒成立问题最后都转化为求最值得问题,常用的方法是分离参变量和求导.例:f(x)=x2+2x+3≥ax,(x>0)求a的取值范围.解:由题意可知:a≤恒成立即a≤x++2⇒a≤2+2【命题方向】恒成立求参数的取值范围问题是近几年高考中出现频率相当高的一类型题,它比较全面的考查了导数的应用,突出了导数的工具性作用.2.函数的零点【函数的零点】一般地,对于函数y=f(x)(x∈R),我们把方程f(x)=0的实数根x叫作函数y=f (x)(x∈D)的零点.即函数的零点就是使函数值为0的自变量的值.函数的零点不是一个点,而是一个实数.【解法﹣﹣二分法】①确定区间[a,b],验证f(a)*f(b)<0,给定精确度;②求区间(a,b)的中点x1;③计算f(x1);④若f(x1)=0,则x1就是函数的零点;⑤若f(a)f(x1)<0,则令b=x1(此时零点x0∈(a,x1));⑥若f(x1)f(b)<0,则令a=x1.(此时零点x0∈(x1,b)⑦判断是否满足条件,否则重复(2)~(4)【总结】零点其实并没有多高深,简单的说,就是某个函数的零点其实就是这个函数与x轴的交点的横坐标,另外如果在(a,b)连续的函数满足f(a)•f(b)<0,则(a,b)至少有一个零点.这个考点属于了解性的,知道它的概念就行了.3.函数零点的判定定理【知识点的知识】1、函数零点存在性定理:一般地,如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f (a)•f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=O,这个c也就是f(x)=0的根.特别提醒:(1)根据该定理,能确定f(x)在(a,b)内有零点,但零点不一定唯一.(2)并不是所有的零点都可以用该定理来确定,也可以说不满足该定理的条件,并不能说明函数在(a,b)上没有零点,例如,函数f(x)=x2﹣3x+2有f(0)•f(3)>0,但函数f(x)在区间(0,3)上有两个零点.(3)若f(x)在[a,b]上的图象是连续不断的,且是单调函数,f(a).f(b)<0,则f (x)在(a,b)上有唯一的零点.2、函数零点个数的判断方法:(1)几何法:对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数y=f(x)的图象联系起来,并利用函数的性质找出零点.特别提醒:①“方程的根”与“函数的零点”尽管有密切联系,但不能混为一谈,如方程x2﹣2x+1=0在[0,2]上有两个等根,而函数f(x)=x2﹣2x+1在[0,2]上只有一个零点;②函数的零点是实数而不是数轴上的点.(2)代数法:求方程f(x)=0的实数根.4.利用导数研究函数的单调性【知识点的知识】1、导数和函数的单调性的关系:(1)若f′(x)>0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是增函数,f′(x)>0的解集与定义域的交集的对应区间为增区间;(2)若f′(x)<0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是减函数,f′(x)<0的解集与定义域的交集的对应区间为减区间.2、利用导数求解多项式函数单调性的一般步骤:(1)确定f(x)的定义域;(2)计算导数f′(x);(3)求出f′(x)=0的根;(4)用f′(x)=0的根将f(x)的定义域分成若干个区间,列表考察这若干个区间内f′(x)的符号,进而确定f(x)的单调区间:f′(x)>0,则f(x)在对应区间上是增函数,对应区间为增区间;f′(x)<0,则f(x)在对应区间上是减函数,对应区间为减区间.【典型例题分析】题型一:导数和函数单调性的关系典例1:已知函数f(x)的定义域为R,f(﹣1)=2,对任意x∈R,f′(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为()A.(﹣1,1)B.(﹣1,+∞)C.(﹣∞,﹣1)D.(﹣∞,+∞)解:f(x)>2x+4,即f(x)﹣2x﹣4>0,设g(x)=f(x)﹣2x﹣4,则g′(x)=f′(x)﹣2,∵对任意x∈R,f′(x)>2,∴对任意x∈R,g′(x)>0,即函数g(x)单调递增,∵f(﹣1)=2,∴g(﹣1)=f(﹣1)+2﹣4=4﹣4=0,则由g(x)>g(﹣1)=0得x>﹣1,即f(x)>2x+4的解集为(﹣1,+∞),故选:B题型二:导数和函数单调性的综合应用典例2:已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t ∈[1,2],函数在区间(t,3)上总不是单调函数,求m的取值范围;(Ⅲ)求证:.解:(Ⅰ)(2分)当a>0时,f(x)的单调增区间为(0,1],减区间为[1,+∞);当a<0时,f(x)的单调增区间为[1,+∞),减区间为(0,1];当a=0时,f(x)不是单调函数(4分)(Ⅱ)得a=﹣2,f(x)=﹣2lnx+2x﹣3∴,∴g'(x)=3x2+(m+4)x﹣2(6分)∵g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,且g′(0)=﹣2∴由题意知:对于任意的t∈[1,2],g′(t)<0恒成立,所以有:,∴(10分)(Ⅲ)令a=﹣1此时f(x)=﹣lnx+x﹣3,所以f(1)=﹣2,由(Ⅰ)知f(x)=﹣lnx+x﹣3在(1,+∞)上单调递增,∴当x∈(1,+∞)时f(x)>f(1),即﹣lnx+x﹣1>0,∴lnx<x﹣1对一切x∈(1,+∞)成立,(12分)∵n≥2,n∈N*,则有0<lnn<n﹣1,∴∴【解题方法点拨】若在某区间上有有限个点使f′(x)=0,在其余的点恒有f′(x)>0,则f(x)仍为增函数(减函数的情形完全类似).即在区间内f′(x)>0是f(x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件.5.函数在某点取得极值的条件【知识点的知识】极值的判断首先要求:1、该处函数值有意义,2、该处函数连续.求极值的时候F'(X)=0是首先考虑的,但是对于F'(X)无意义的点也要讨论,只要该点有函数值且函数连续、两边导函数值异号,就可以确定该点是极值点.具备了这些条件,我们进一步判定极大值和极小值:当这个点左边的导函数大于0时,即左边单调递增,右边的导函数小于0时,即右边单调递减,此时这个点就是极大值,你可以把他理解成波峰的那个点;那么波谷的那个点就是极小值,情况相反.【典型例题分析】例1:求函数f(x)=3x5﹣5x3﹣9的极值点的个数.解:∵函数f(x)=3x5﹣5x3﹣9∴f'(x)=15x4﹣15x2令f'(x)=0则x=﹣1,x=0或x=1又∵当x∈(﹣∞,﹣1)时,f'(x)>0;当x∈(﹣1,0)时,f'(x)<0;当x∈(0,1)时,f'(x)<0;当x∈(1,+∞)时,f'(x)>0故函数f(x)=3x5﹣5x3﹣9的极值点的个数有2个.这个例题中首先判断的是其是否连续,然后在求导函数为0的点有几个,即它的极值点有几个.例2:已知实数a,b,c,d成等比数列,且曲线y=3x﹣x3的极大值点的坐标为(b,c),则ad等于.解:已知实数a,b,c,d成等比数列,∴ad=bc,∵y′=3﹣3x2=0,则x=±1,经检验,x=1是极大值点.极大值为2.∴b=1,c=2由等比数列的性质可得:ad=bc=2.这个有两个极值点,但要求的是极大值,这个时候我们可以联想到波峰,即在这个点的左边必须要大于0,要是单调递增的,右边必须小于0,既是单调递减的,这样这个点才处于波峰的位置,这个时候就是极大值,这里的验证其实就是做这个工作.【考点动向】这也是导数里面很重要的一个点,可以单独出题,也可以作为大题的一个小问,还可以隐含在条件中作为隐含信息,大家务必理解,并灵活运用.6.利用导数研究函数的极值【知识点的知识】1、极值的定义:(1)极大值:一般地,设函数f(x)在点x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f(x)<f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极大值,记作y极大值=f(x0),x0是极大值点;(2)极小值:一般地,设函数f(x)在x0附近有定义,如果对x0附近的所有的点,都有f (x)>f(x0),就说f(x0)是函数f(x)的一个极小值,记作y极小值=f(x0),x0是极小值点.2、极值的性质:(1)极值是一个局部概念,由定义知道,极值只是某个点的函数值与它附近点的函数值比较是最大或最小,并不意味着它在函数的整个的定义域内最大或最小;(2)函数的极值不是唯一的,即一个函数在某区间上或定义域内极大值或极小值可以不止一个;(3)极大值与极小值之间无确定的大小关系,即一个函数的极大值未必大于极小值;(4)函数的极值点一定出现在区间的内部,区间的端点不能成为极值点,而使函数取得最大值、最小值的点可能在区间的内部,也可能在区间的端点.3、判别f(x0)是极大、极小值的方法:若x0满足f′(x0)=0,且在x0的两侧f(x)的导数异号,则x0是f(x)的极值点,f(x0)是极值,并且如果f′(x)在x0两侧满足“左正右负”,则x0是f(x)的极大值点,f(x0)是极大值;如果f′(x)在x0两侧满足“左负右正”,则x0是f(x)的极小值点,f(x0)是极小值.4、求函数f(x)的极值的步骤:(1)确定函数的定义区间,求导数f′(x);(2)求方程f′(x)=0的根;(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义区间分成若干小开区间,并列成表格,检查f′(x)在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号即都为正或都为负,则f(x)在这个根处无极值.【解题方法点拨】在理解极值概念时要注意以下几点:(1)按定义,极值点x0是区间[a,b]内部的点,不会是端点a,b(因为在端点不可导).(2)极值是一个局部性概念,只要在一个小领域内成立即可.要注意极值必须在区间内的连续点取得.一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值,在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系,即极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小.(3)若f(x)在(a,b)内有极值,那么f(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.(4)若函数f(x)在[a,b]上有极值且连续,则它的极值点的分布是有规律的,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点,一般地,当函数f(x)在[a,b]上连续且有有限个极值点时,函数f(x)在[a,b]内的极大值点、极小值点是交替出现的,(5)可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,不可导的点也可能是极值点,也可能不是极值点.7.利用导数研究函数的最值【利用导数求函数的最大值与最小值】1、函数的最大值和最小值观察图中一个定义在闭区间[a,b]上的函数f(x)的图象.图中f(x1)与f(x3)是极小值,f(x2)是极大值.函数f(x)在[a,b]上的最大值是f(b),最小值是f(x1).一般地,在闭区间[a,b]上连续的函数f(x)在[a,b]上必有最大值与最小值.说明:(1)在开区间(a,b)内连续的函数f(x)不一定有最大值与最小值.如函数f(x)=在(0,+∞)内连续,但没有最大值与最小值;(2)函数的最值是比较整个定义域内的函数值得出的;函数的极值是比较极值点附近函数值得出的.(3)函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,是f(x)在闭区间[a,b]上有最大值与最小值的充分条件而非必要条件.(4)函数在其定义区间上的最大值、最小值最多各有一个,而函数的极值可能不止一个,也可能没有一个2、用导数求函数的最值步骤:由上面函数f(x)的图象可以看出,只要把连续函数所有的极值与定义区间端点的函数值进行比较,就可以得出函数的最值了.设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,则求f(x)在[a,b]上的最大值与最小值的步骤如下:(1)求f(x)在(a,b)内的极值;(2)将f(x)的各极值与f(a)、f(b)比较得出函数f(x)在[a,b]上的最值.【解题方法点拨】在理解极值概念时要注意以下几点:(1)按定义,极值点x0是区间[a,b]内部的点,不会是端点a,b(因为在端点不可导).(2)极值是一个局部性概念,只要在一个小领域内成立即可.要注意极值必须在区间内的连续点取得.一个函数在定义域内可以有许多个极小值和极大值,在某一点的极小值也可能大于另一个点的极大值,也就是说极大值与极小值没有必然的大小关系,即极大值不一定比极小值大,极小值不一定比极大值小.(3)若f(x)在(a,b)内有极值,那么f(x)在(a,b)内绝不是单调函数,即在区间上单调的函数没有极值.(4)若函数f(x)在[a,b]上有极值且连续,则它的极值点的分布是有规律的,相邻两个极大值点之间必有一个极小值点,同样相邻两个极小值点之间必有一个极大值点,一般地,当函数f(x)在[a,b]上连续且有有限个极值点时,函数f(x)在[a,b]内的极大值点、极小值点是交替出现的,(5)可导函数的极值点必须是导数为0的点,但导数为0的点不一定是极值点,不可导的点也可能是极值点,也可能不是极值点.8.利用导数研究曲线上某点切线方程【考点描述】利用导数来求曲线某点的切线方程是高考中的一个常考点,它既可以考查学生求导能力,也考察了学生对导数意义的理解,还考察直线方程的求法,因为包含了几个比较重要的基本点,所以在高考出题时备受青睐.我们在解答这类题的时候关键找好两点,第一找到切线的斜率;第二告诉的这点其实也就是直线上的一个点,在知道斜率的情况下可以用点斜式把直线方程求出来.【实例解析】例:已知函数y=xlnx,求这个函数的图象在点x=1处的切线方程.解:k=y'|x=1=ln1+1=1又当x=1时,y=0,所以切点为(1,0)∴切线方程为y﹣0=1×(x﹣1),即y=x﹣1.我们通过这个例题发现,第一步确定切点;第二步求斜率,即求曲线上该点的导数;第三步利用点斜式求出直线方程.这种题的原则基本上就这样,希望大家灵活应用,认真总结.9.数列与不等式的综合【知识点的知识】证明与数列求和有关的不等式基本方法:(1)直接将数列求和后放缩;(2)先将通项放缩后求和;(3)先将通项放缩后求和再放缩;(4)尝试用数学归纳法证明.常用的放缩方法有:,,,=[]﹣=<<=﹣(n≥2),<=()(n≥2),,2()=<=<=2().…+≥…+==<.【解题方法点拨】证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性,能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材.这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩;其放缩技巧主要有以下几种:(1)添加或舍去一些项,如:>|a|;>n;(2)将分子或分母放大(或缩小);(3)利用基本不等式;<;(4)二项式放缩;(5)利用常用结论;(6)利用函数单调性.(7)常见模型:①等差模型;②等比模型;③错位相减模型;④裂项相消模型;⑤二项式定理模型;⑥基本不等式模型.【典型例题分析】题型一:等比模型典例1:对于任意的n∈N*,数列{a n}满足=n+1.(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;(Ⅱ)求证:对于n≥2,.解答:(Ⅰ)由①,当n≥2时,得②,①﹣②得.∴.又,得a1=7不适合上式.综上得;(Ⅱ)证明:当n≥2时,.∴=.∴当n≥2时,.题型二:裂项相消模型典例2:数列{a n}的各项均为正数,S n为其前n项和,对于任意n∈N*,总有a n,S n,a n2成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设,数列{b n}的前n项和为T n,求证:.分析:(1)根据a n=S n﹣S n﹣1,整理得a n﹣a n﹣1=1(n≥2)进而可判断出数列{a n}是公差为1的等差数列,根据等差数列的通项公式求得答案.(2)由(1)知,因为,所以,从而得证.解答:(1)由已知:对于n∈N*,总有2S n=a n+a n2①成立∴(n≥2)②①﹣②得2a n=a n+a n2﹣a n﹣1﹣a n﹣12,∴a n+a n﹣1=(a n+a n﹣1)(a n﹣a n﹣1)∵a n,a n﹣1均为正数,∴a n﹣a n﹣1=1(n≥2)∴数列{a n}是公差为1的等差数列又n=1时,2S1=a1+a12,解得a1=1,∴a n=n.(n∈N*)(2)解:由(1)可知∵∴【解题方法点拨】(1)放缩的方向要一致.(2)放与缩要适度.(3)很多时候只对数列的一部分进行放缩法,保留一些项不变(多为前几项或后几项).(4)用放缩法证明极其简单,然而,用放缩法证不等式,技巧性极强,稍有不慎,则会出现放缩失当的现象.所以对放缩法,只需要了解,不宜深入.。
(完整版)高中数学函数与导数常考题型整理归纳
高中数学函数与导数常考题型整理归纳题型一:利用导数研究函数的性质利用导数研究函数的单调性、极值、最值是高考的热点问题之一,每年必考,一般考查两类题型:(1)讨论函数的单调性、极值、最值,(2)利用单调性、极值、最值求参数的取值范围.【例1】已知函数f (x )=ln x +a (1-x ).(1)讨论f (x )的单调性;(2)当f (x )有最大值,且最大值大于2a -2时,求实数a 的取值范围.解 (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x -a .若a ≤0,则f′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增.若a >0,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1a 时,f ′(x )>0; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,+∞时,f ′(x )<0, 所以f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,+∞上单调递减. 综上,知当a ≤0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >0时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,+∞上单调递减. (2)由(1)知,当a ≤0时,f (x )在(0,+∞)上无最大值;当a >0时,f (x )在x =1a 处取得最大值,最大值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a =ln 1a +a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1a =-ln a +a -1. 因此f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a >2a -2等价于ln a +a -1<0. 令g (a )=ln a +a -1,则g (a )在(0,+∞)上单调递增,g (1)=0.于是,当0<a <1时,g (a )<0;当a >1时,g (a )>0.因此,实数a 的取值范围是(0,1).【类题通法】(1)研究函数的性质通常转化为对函数单调性的讨论,讨论单调性要先求函数定义域,再讨论导数在定义域内的符号来判断函数的单调性.(2)由函数的性质求参数的取值范围,通常根据函数的性质得到参数的不等式,再解出参数的范围.若不等式是初等的一次、二次、指数或对数不等式,则可以直接解不等式得参数的取值范围;若不等式是一个不能直接解出的超越型不等式时,如求解ln a +a -1<0,则需要构造函数来解.【变式训练】 已知a ∈R ,函数f (x )=(-x 2+ax )e x (x ∈R ,e 为自然对数的底数).(1)当a =2时,求函数f (x )的单调递增区间;(2)若函数f (x )在(-1,1)上单调递增,求实数a 的取值范围.解 (1)当a =2时,f (x )=(-x 2+2x )e x ,所以f ′(x )=(-2x +2)e x +(-x 2+2x )e x=(-x 2+2)e x .令f ′(x )>0,即(-x 2+2)e x >0,因为e x >0,所以-x 2+2>0,解得-2<x < 2.所以函数f (x )的单调递增区间是(-2,2).(2)因为函数f (x )在(-1,1)上单调递增,所以f ′(x )≥0对x ∈(-1,1)都成立,因为f ′(x )=(-2x +a )e x +(-x 2+ax )e x=-x 2+(a -2)x +a ]e x ,所以-x 2+(a -2)x +a ]e x ≥0对x ∈(-1,1)都成立.因为e x >0,所以-x 2+(a -2)x +a ≥0对x ∈(-1,1)都成立,即a ≥x 2+2x x +1=(x +1)2-1x +1=(x +1)-1x +1对x ∈(-1,1)都成立. 令y =(x +1)-1x +1,则y ′=1+1(x +1)2>0. 所以y =(x +1)-1x +1在(-1,1)上单调递增, 所以y <(1+1)-11+1=32.即a ≥32. 因此实数a 的取值范围为a ≥32.题型二:利用导数研究函数零点或曲线交点问题函数的零点、方程的根、曲线的交点,这三个问题本质上同属一个问题,它们之间可相互转化,这类问题的考查通常有两类:(1)讨论函数零点或方程根的个数;(2)由函数零点或方程的根求参数的取值范围.【例2】设函数f(x)=ln x +m x ,m ∈R .(1)当m =e(e 为自然对数的底数)时,求f (x )的极小值;(2)讨论函数g (x )=f ′(x )-x 3零点的个数.解 (1)由题设,当m =e 时,f (x )=ln x +e x , 定义域为(0,+∞),则f ′(x )=x -e x 2,由f ′(x )=0,得x =e.∴当x ∈(0,e),f ′(x )<0,f (x )在(0,e)上单调递减,当x ∈(e ,+∞),f ′(x )>0,f (x )在(e ,+∞)上单调递增,∴当x =e 时,f (x )取得极小值f (e)=ln e +e e =2,∴f (x )的极小值为2.(2)由题设g (x )=f ′(x )-x 3=1x -m x 2-x 3(x >0),令g (x )=0,得m =-13x 3+x (x >0).设φ(x )=-13x 3+x (x >0),则φ′(x )=-x 2+1=-(x -1)(x +1),当x ∈(0,1)时,φ′(x )>0,φ(x )在(0,1)上单调递增;当x ∈(1,+∞)时,φ′(x )<0,φ(x )在(1,+∞)上单调递减.∴x =1是φ(x )的唯一极值点,且是极大值点,因此x =1也是φ(x )的最大值点.∴φ(x )的最大值为φ(1)=23.又φ(0)=0,结合y =φ(x )的图象(如图),可知①当m >23时,函数g (x )无零点;②当m =23时,函数g (x )有且只有一个零点;③当0<m <23时,函数g (x )有两个零点;④当m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点.综上所述,当m >23时,函数g (x )无零点;当m =23或m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点;当0<m <23时,函数g (x )有两个零点.【类题通法】利用导数研究函数的零点常用两种方法:(1)运用导数研究函数的单调性和极值,利用单调性和极值定位函数图象来解决零点问题;(2)将函数零点问题转化为方程根的问题,利用方程的同解变形转化为两个函数图象的交点问题,利用数形结合来解决.【变式训练】函数f (x )=(ax 2+x )e x ,其中e 是自然对数的底数,a ∈R .(1)当a >0时,解不等式f (x )≤0;(2)当a =0时,求整数t 的所有值,使方程f (x )=x +2在t ,t +1]上有解.解 (1)因为e x >0,(ax 2+x )e x ≤0.∴ax 2+x ≤0.又因为a >0,所以不等式化为x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1a ≤0. 所以不等式f (x )≤0的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1a ,0. (2)当a =0时,方程即为x e x =x +2,由于e x >0,所以x =0不是方程的解,所以原方程等价于e x -2x -1=0.令h (x )=e x -2x -1,因为h ′(x )=e x +2x 2>0对于x ∈(-∞,0)∪(0,+∞)恒成立,所以h (x )在(-∞,0)和(0,+∞)内是单调递增函数,又h (1)=e -3<0,h (2)=e 2-2>0,h (-3)=e -3-13<0,h (-2)=e -2>0,所以方程f (x )=x +2有且只有两个实数根且分别在区间1,2]和-3,-2]上,所以整数t 的所有值为{-3,1}.题型三:利用导数研究不等式问题导数在不等式中的应用是高考的热点,常以解答题的形式考查,以中高档题为主,突出转化思想、函数思想的考查,常见的命题角度:(1)证明简单的不等式;(2)由不等式恒成立求参数范围问题;(3)不等式恒成立、能成立问题.【例3】设函数f (x )=e 2x -a ln x .(1)讨论f (x )的导函数f ′(x )零点的个数;(2)证明:当a >0时,f (x )≥2a +a ln 2a .(1)解 f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=2e 2x -a x (x >0).当a ≤0时,f ′(x )>0,f ′(x )没有零点.当a >0时,设u (x )=e 2x ,v (x )=-a x ,因为u (x )=e 2x 在(0,+∞)上单调递增,v (x )=-a x 在(0,+∞)上单调递增,所以f ′(x )在(0,+∞)上单调递增.又f ′(a )>0,当b 满足0<b <a 4且b <14时,f ′(b )<0(讨论a ≥1或a <1来检验),故当a >0时,f ′(x )存在唯一零点.(2)证明 由(1),可设f ′(x )在(0,+∞)上的唯一零点为x 0,当x ∈(0,x 0)时,f ′(x )<0; 当x ∈(x 0,+∞)时,f ′(x )>0.故f (x )在(0,x 0)上单调递减,在(x 0,+∞)上单调递增,所以当x =x 0时,f (x )取得最小值,最小值为f (x 0)由于2e2x 0-a x 0=0, 所以f (x 0)=a 2x 0+2ax 0+a ln 2a ≥2a +a ln 2a . 故当a >0时,f (x )≥2a +a ln 2a .【类题通法】1.讨论零点个数的答题模板第一步:求函数的定义域;第二步:分类讨论函数的单调性、极值;第三步:根据零点存在性定理,结合函数图象确定各分类情况的零点个数.2.证明不等式的答题模板第一步:根据不等式合理构造函数;第二步:求函数的最值;第三步:根据最值证明不等式.【变式训练】 已知函数f (x )=ax +ln x (a ∈R ).(1)若a =2,求曲线y =f (x )在x =1处的切线方程;(2)求f (x )的单调区间;(3)设g (x )=x 2-2x +2,若对任意x 1∈(0,+∞),均存在x 2∈0,1]使得f (x 1)<g (x 2),求a 的取值范围.解 (1)由已知得f ′(x )=2+1x (x >0),所以f ′(1)=2+1=3,所以斜率k =3.又切点为(1,2),所以切线方程为y -2=3(x -1),即3x -y -1=0,故曲线y =f (x )在x =1处的切线方程为3x -y -1=0.(2)f ′(x )=a +1x =ax +1x (x >0),①当a ≥0时,由于x >0,故ax +1>0,f ′(x )>0,所以f (x )的单调增区间为(0,+∞).②当a <0时,由f ′(x )=0,得x =-1a .在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-1a 上,f ′(x )>0,在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,+∞上,f ′(x )<0,所以函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-1a ,单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,+∞. (3)由已知得所求可转化为f (x )max <g (x )max ,g (x )=(x -1)2+1,x ∈0,1],所以g (x )max =2,由(2)知,当a ≥0时,f (x )在(0,+∞)上单调递增,值域为R ,故不符合题意.当a <0时,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-1a 上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a ,+∞上单调递减,故f (x )的极大值即为最大值,是f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a =-1+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1a =-1-ln(-a ), 所以2>-1-ln(-a ),解得a <-1e 3.。
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年高考数学试题知识分类汇编函数与导数TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】2007年高考数学试题汇编函数与导数(07广东) 已知函数xx f -=11)(的定义域为M ,)1ln()(x x g +=的定义域为N ,则=⋂N M ( )A.{}1>x xB.{}1<x xC.{}11<<-x xD.φC.(07广东)客车从甲地以60km/h 的速度匀速行驶1小时到达乙地,在乙地停留了半小时,然后以80km/h 的速度匀速行驶1小时到达丙地,下列描述客车从甲地出发.经过乙地,最后到达丙地所经过的路程s 与时间t 之间关系的图象中,正确的是( ) A. B. C. D.B.(07全国Ⅰ)设1a >,函数()log a f x x =在区间[,2]a a 上的最大值与最小值之差为12,则a =( )A .2 C ..4A(07全国Ⅰ)设()f x ,()g x 是定义在R 上的函数,()()()h x f x g x =+,则“()f x ,()g x 均为偶函数”是“()h x 为偶函数”的( )A .充要条件B .充分而不必要的条件C .必要而不充分的条件D .既不充分也不必要的条件B(07江西)设函数f(x)是R 上以5为周期的可导偶函数,则曲线y =f(x)在x =5处的切线的斜率为A .-51B .0C .51D .5B.(07浙江)设()⎩⎨⎧<≥=1,1,2x x x x x f ,()x g 是二次函数,若()[]x g f 的值域是[)+∞,0,则()x g 的值域是( )A.(][)+∞-∞-,11,B.(][)+∞-∞-,01,C.[)+∞,0D. [)+∞,1C.(07天津)在R 上定义的函数()x f 是偶函数,且()()x f x f -=2,若()x f 在区间[]2,1是减函数,则函数()x f ( )A.在区间[]1,2--上是增函数,区间[]4,3上是增函数B.在区间[]1,2--上是增函数,区间[]4,3上是减函数C.在区间[]1,2--上是减函数,区间[]4,3上是增函数D.在区间[]1,2--上是减函数,区间[]4,3上是减函数B.(07天津)设c b a ,,均为正数,且a a 21log 2=,b b21log 21=⎪⎭⎫ ⎝⎛,c c2log 21=⎪⎭⎫⎝⎛.则( )A.c b a <<B. a b c <<C. b a c <<D. c a b <<A.(07湖南)函数()⎩⎨⎧>+-≤-=1,341,442x x x x x x f 的图象和函数()x x g 2log =的图象的交点个数是( )B.(07湖南)设集合{}6,5,4,3,2,1=M ,k S S S ,,,21 都是M 的含有两个元素的子集,且满足:对任意的{}i i i b a S ,=、{}j j j b a S ,=({}k j i j i ,,3,2,1,, ∈≠)都有⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧≠⎭⎬⎫⎩⎨⎧j j j j i i i i a b b a a b b a ,min ,min , ({}y x ,m in 表示两个数y x ,中的较小者),则k 的最大值是( )B.(07福建)已知函数()x f 为R 上的减函数,则满足()11f x f <⎪⎪⎭⎫⎝⎛的实数x 的取值范围是( )A.()1,1-B.()1,0C.()()1,00,1 -D.()()+∞-∞-,11,C.(07重庆)已知定义域为R 的函数()x f 在区间()+∞,8上为减函数,且函数()8+=x f y 为偶函数,则( )A.()()76f f >B. ()()96f f >C. ()()97f f >D. ()()107f f >D(07山东)已知集合{}1,1-=M ,⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<∈=+42211x Z x N ,则=N M ( )A.{}1,1-B. {}1-C. {}0D.{}0,1-B.(07山东)设⎭⎬⎫⎩⎨⎧-∈3,21,1,1α,则使函数αx y =的定义域为R 且为奇函数的所有α的值为( ),3 ,1 ,3 ,1,3A.(07江西)四位好朋友在一次聚会上,他们按照各自的爱好选择了形状不同、内空高度相等、杯口半径相等的圆口酒杯,如图所示.盛满酒后他们约定:先各自饮杯中酒的一半.设剩余酒的高度从左到右依次为h 1,h 2,h 3,h 4,则它们的大小关系正确的是()A .h 2>h 1>h 4B .h 1>h 2>h 3C .h 3>h 2>h 4D .h 2>h 4>h 1A.(07安徽)若对任意∈x R,不等式x ≥ax 恒成立,则实数a 的取值范围是A. a <-1B. a ≤1C.a <1 ≥1B.(07安徽)定义在R 上的函数)(x f 既是奇函数,又是周期函数,T 是它的一个正周期.若将方程0)(=x f 在闭区间][T T ,-上的根的个数记为n ,则n 可能为D.(07安徽)图中的图象所表示的函数的解析式为(A)|1|23-=x y (0≤x ≤2) (B) |1|2323--=x y (0≤x ≤2)(C) |1|23--=x y (0≤x ≤2)(D) |1|1--=x y (0≤x ≤2)B.(07安徽)设a >1,且)2(log ),1(log )1(log 2a p a n a m a a a =-=+=,则p n m ,,的大小关系为 (A) n >m >p(B) m >p >n (C) m >n >p (D) p >m >nB.(07北京)对于函数①()()12lg +-=x x f ,②()()22-=x x f ,③()()2cos +=x x f .判断如下三个命题的真假:命题甲:()2+x f 是偶函数;命题乙:()()2,∞-在区间x f 上是减函数,在区间()+∞,2上是增函数;命题丙:()()x f x f -+2在()+∞∞-,上是增函数.能使命题甲、乙、丙均为真的所有函数的序号是() A.①③ B.①② C. ③ D. ②D(07湖北)为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒. 已知 药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系式为at y -⎪⎭⎫ ⎝⎛=161(a 为常数),如图所示,根据图中提供的信息,回答下列问题:(Ⅰ)从药物释放开始,每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)之间的函数关系式为 .(Ⅱ)据测定,当空气中每立方米的含药量降低到毫克以下时,学生方可进教室,那从药物释放开始,至少需要经过 小时后,学生才能回到教室. (07山东)函数())1,0(13log ≠>-+=a a x y a 的图象恒过定点A,若点A 在直线01=++ny mx 上,其中0>mn ,则nm 21+的最小值为 . 8(07重庆) 若函数()1222-=--aax xx f 的定义域为R ,则实数a 的取值范围 。
[]0,1-(07宁夏)设函数()()()xa x x x f ++=1为奇函数,则实数=a 。
-1(07全国Ⅰ)函数()y f x =的图象与函数3log (0)y x x =>的图象关于直线y x =对称,则()f x =__________。
(07北京)()()x g x f ,分已知函数别由下表给出:则()[]1g f 的值 ;满足()[]()[]x f g x g f >的x 的值 .1,2(07广东)已知a 是实数,函数()a x ax x f --+=3222,如果函数()x f y =在区间[]1,1-上有零点,求a 的取值范围.解:若0a = , ()23f x x =- ,显然在[]1,1-上没有零点, 所以 0a ≠. 令 ()248382440a a a a ∆=++=++=, 解得a =①当a =时, ()y f x =恰有一个零点在[]1,1-上; ②当()()()()05111<--=⋅-a a f f ,即15a <<时,()y f x =在[]1,1-上也恰有一个零点.③当()y f x =在[]1,1-上有两个零点时, 则()()208244011121010a a a a f f >⎧⎪∆=++>⎪⎪-<-<⎨⎪≥⎪⎪-≥⎩ 或()()208244011121010a a a a f f <⎧⎪∆=++>⎪⎪-<-<⎨⎪≤⎪⎪-≤⎩解得5a ≥或32a -<综上所求实数a 的取值范围是 1a > 或 a ≤(07北京)已知集合{})2(,,,,321≥=k a a a a A k 其中),,2,1(k i Z a i =∈,由A 中的元素构成两个相应的集合(){}A b a A b A a b a S ∈+∈∈=,,,,(){}A b a A b A a b a T ∈-∈∈=,,,,其中()b a ,是有序实数对,集合T S 和的元素个数分别为n m ,.若对于任意的A a A a ∉-∈,总有,则称集合A 具有性质P .(Ⅰ)检验集合{}3,2,1,0与{}3,2,1-是否具有性质P ,并对其中具有性质P 的集合写出相应的集合T S 和;(Ⅱ)对任何具有性质P 的集合A ,证明:()21-≤k k n ;(Ⅲ)判断n m 和的大小关系,并证明你的结论.(Ⅰ)解:集合{}3,2,1,0不具有性质P ,{}3,2,1-具有性质P ,其相应的集合T S 和是()(){}()(){}3,2,1,2,1.3,3,1-=--=T S ;(Ⅱ)证明:首先由A 中的元素构成的有序实数对共有2k 个,因为()T a a A i i ∈∈,,0),,2,1(k i =,又因为当A a A a ∉-∈时,, 所以当()()T a a T a a i j j i ∉∈,,时,),,2,1(k i =,于是集合T 中的元素的个数最多为 ()()121212-=-=k k k k n ,即()21-≤k k n . (Ⅲ)解:n m =,证明如下:①对于()S b a ∈,,根据定义()T b b a A b a A b A a ∈+∈+∈∈,,,从而,则如果()()d c b a ,,与是S 中的不同元素,那么d b c a ==与中至少有一个不成立,于是d c b a +=+与d b =中至少有一个不成立,故()b b a ,+与()d d c ,+也是T 中的不同元素.可见S 中的元素个数不多于T 中的元素个数,即n m ≤;②对于()T b a ∈,,根据定义()S b b a A b a A b A a ∈-∈-∈∈,,,从而,则如果()()d c b a ,,与是T 中的不同元素,那么d b c a ==与中至少有一个不成立,于是d c b a -=-与d b =中至少有一个不成立,故()b b a ,-与()d d c ,-也是S 中的不同元素.可见T 中的元素个数不多于S 中的元素个数,即m n ≤. 由①②可知n m =. (07上海)已知函数()),0(2R a x xax x f ∈≠+= (1)判断函数()x f 的奇偶性;(2)若()x f 在区间[)+∞,2是增函数,求实数a 的取值范围。