资源简介 2023年高考数学考前30天迅速提分复习方案(上海地区专用))专题1.4导数及其应用四大考点与真题训练考点一:导数的概念和几何意义一、填空题1.(2022·上海青浦·统考一模)已知函数,则在点处的切线的倾斜角为___________.2.(2022·上海虹口·统考一模)设曲线的斜率为3的切线为,则的方程为______.3.(2022·上海普陀·曹杨二中校考模拟预测)曲线在点处的切线方程为__________.4.(2022·上海崇明·统考一模)已知函数,则曲线在点处的切线方程是______.5.(2022·上海闵行·统考一模)若曲线和直线的某一条平行线相切,则切点的横坐标是______.6.(2022·上海金山·统考一模)已知,则曲线在处的切线方程是___________.7.(2020·上海·模拟预测)计算:_______________8.(2022·上海嘉定·统考一模)已知抛物线,动点A自原点出发,沿着轴正方向向上匀速运动,速度大小为.过A作轴的垂线交抛物线于点,再过作轴的垂线交轴于点.当A运动至时,点的瞬时速度的大小为___________.9.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)已知函数y=f(x)的图象在点M(2,f(2))处的切线方程是y=x+4,则f(2)+f′(2)=__.二、解答题10.(2022·上海·统考模拟预测)已知函数,其中,为的导函数.(1)当,求在点处的切线方程;(2)设函数,且恒成立.①求的取值范围;②设函数的零点为,的极小值点为,求证:.11.(2022·上海徐汇·统考一模)已知.(1)当时,求函数在点处的切线方程;(2)当时,求函数的单调区间.12.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)已知函数,其中.(1)当时,求曲线在点处的切线的斜率;(2)当时,求函数的单调区间与极值.考点二:导数的计算一、填空题1.(2023·上海静安·统考一模)已知函数,则函数的导数____________.2.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)定义在上的奇函数的导函数为,且.当时,,则不等式的解集为______.二、解答题3.(2022·上海青浦·统考一模)设函数(其中是非零常数,是自然对数的底),记.(1)求对任意实数,都有成立的最小整数的值;(2)设函数,若对任意,,都存在极值点,求证:点在一定直线上,并求出该直线方程;(3)是否存在正整数和实数,使且对于任意,至多有一个极值点,若存在,求出所有满足条件的和,若不存在,说明理由.4.(2022·上海嘉定·统考一模)已知,(1)求函数的导数,并证明:函数在上是严格减函数(常数为自然对数的底);(2)根据(1),判断并证明与的大小关系,并请推广至一般的结论(无须证明);(3)已知、是正整数,,,求证:是满足条件的唯一一组值.5.(2022·上海松江·统考一模)已知定义在上的函数(是自然对数的底数)满足,且,删除无穷数列、、、、、中的第项、第项、、第项、、,余下的项按原来顺序组成一个新数列,记数列前项和为.(1)求函数的解析式;(2)已知数列的通项公式是,,,求函数的解析式;(3)设集合是实数集的非空子集,如果正实数满足:对任意、,都有,设称为集合的一个“阈度”;记集合,试问集合存在“阈度”吗?若存在,求出集合“阈度”的取值范围;若不存在,请说明理由;考点三:导数在研究函数中的作用一、单选题1.(2022·上海金山·统考二模)对于定义在上的函数,若同时满足:(1)对任意的,均有;(2)对任意的,存在,且,使得成立,则称函数为“等均”函数.下列函数中:①;②;③;④,“等均”函数的个数是( )A.1 B.2 C.3 D.42.(2022·上海·统考模拟预测)如图所示,已知直线与曲线相切于两点,函数,则对函数描述正确的是( )A.有极小值点,没有极大值点 B.有极大值点,没有极小值点C.至少有两个极小值点和一个极大值点 D.至少有一个极小值点和两个极大值点二、填空题3.(2021·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)函数在定义域上的最小值为_________.4.(2023·上海静安·统考一模)已知函数,若函数只有一个零点,则实数的取值范围为________.5.(2022·上海浦东新·统考一模)已知定义在上的函数为偶函数,则的严格递减区间为______.6.(2022·上海杨浦·复旦附中校考模拟预测)已知平面向量,满足,设与的夹角为,且,则的取值范围为______.三、解答题7.(2023·上海静安·统考一模)已知函数f(x)=-2aln x-,g(x)=ax-(2a+1)ln x-,其中a∈R.(1)若x=2是函数f(x)的驻点,求实数a的值;(2)当a >0时,求函数g(x)的单调区间;(3)若存在x[,e2 ](e为自然对数的底),使得不等式f(x) g (x)成立,求实数a的取值范围.8.(2022·上海松江·统考一模)某地准备在山谷中建一座桥梁,桥址位置的竖直截面图如图所示:谷底在水平线上,桥与平行,为铅垂线(在上),经测量,山谷左侧的轮廓曲线上任一点到的距离(米)与到的距离(米)之间满足关系式;山谷右侧的轮廓曲线上任一点到的距离(米)与到的距离(米)之间满足关系式;已知点到的距离为40米;(1)求谷底到桥面的距离和桥的长度;(2)计划在谷底两侧建造平行于的桥墩和,且为80米,其中,在上(不包括端点),桥墩、每米造价分别为、万元();问:为多少米时,桥墩和的总造价最低?9.(2022·上海·统考模拟预测)某温泉度假村拟以泉眼C为圆心建造一个半径为12米的圆形温泉池,如图所示,M、N是圆C上关于直径AB对称的两点,以A为圆心,AC为半径的圆与圆C的弦AM、AN分别交于点D、E,其中四边形AEBD为温泉区,Ⅰ、Ⅱ区域为池外休息区,Ⅲ、Ⅳ区域为池内休息区,设.(1)当时,求池内休息区的总面积(Ⅲ和Ⅳ两个部分面积的和):(2)当池内休息区的总面积最大时,求AM的长.10.(2022·上海浦东新·上海市实验学校校考模拟预测)对于定义域为的函数,如果存在区间,其中,同时满足:①在内是单调函数;②当定义域是时,的值域也是,则称函数是区间上的“保值函数”,区间称为“保值区间”,(1)求证:函数不是定义域上的“保值函数”;(2)给定函数,①若函数是区间上的“保值函数”,求实数的取值范围;②若不等式对恒成立,求实数的取值范围.11.(2021·上海杨浦·上海市控江中学校考三模)已知常数,,函数,.(1)当,时,判断函数在区间的单调性;(2)当时,若关于x的方程恰有两个相异实根,求实数a的取值范围.12.(2021·上海·统考二模)将关于的函数()的图像向右平移2个单位后得到的函数图像记为,并设所对应的函数为.(1)当时,试直接写出函数的单调递减区间;(2)设,若函数()对于任意,总存在,使得成立,求的取值范围.考点四:导数的综合应用一、单选题1.(2021·上海松江·统考二模)已知函数,若存在相异的实数,使得成立,则实数的取值范围为( )A. B. C. D.2.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)已知函数,若的解集为,且中恰有两个整数,则实数的取值范围为( )A. B.C. D.3.(2020·上海金山·统考二模)函数是定义在上的奇函数,且为偶函数,当时,,若函数有三个零点,则实数的取值范围是( )A. B.C. D.二、填空题4.(2022·上海奉贤·统考一模)已知某商品的成本和产量满足关系,该商品的销售单价和产量满足关系式,则当产量等于__________时,利润最大.5.(2021·上海长宁·统考二模)定义域为的奇函数在上单调递减.设,若对于任意,都有,则实数的取值范围为_____.6.(2020·上海黄浦·统考二模)已知,函数,若存在不相等的实数,,,使得,则的取值范围是________.三、解答题7.(2022·上海普陀·统考一模)若函数同时满足下列两个条件,则称在上具有性质.①在上的导数存在;②在上的导数存在,且(其中)恒成立.(1)判断函数在区间上是否具有性质?并说明理由.(2)设、均为实常数,若奇函数在处取得极值,是否存在实数,使得在区间上具有性质?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.(3)设且,对于任意的,不等式成立,求的最大值.8.(2020·上海浦东新·统考二模)疫情后,为了支持企业复工复产,某地政府决定向当地企业发放补助款,其中对纳税额在万元至万元(包括万元和万元)的小微企业做统一方案.方案要求同时具备下列两个条件:①补助款(万元)随企业原纳税额(万元)的增加而增加;②补助款不低于原纳税额(万元)的.经测算政府决定采用函数模型(其中为参数)作为补助款发放方案.(1)判断使用参数是否满足条件,并说明理由;(2)求同时满足条件①、②的参数的取值范围.9.(2020·上海闵行·统考二模)如图,A、B两地相距100公里,两地政府为提升城市的抗疫能力,决定在A、B之间选址P点建造储备仓库,共享民生物资,当点P在线段AB的中点C时,建造费用为2000万元,若点P在线段AC上(不含点A),则建造费用与P、A之间的距离成反比,若点P在线段CB上(不含点B),则建造费用与P、B之间的距离成反比,现假设P、A之间的距离为x千米,A地所需该物资每年的运输费用为万元,B地所需该物资每年的运输费用为万元,表示建造仓库费用,表示两地物资每年的运输总费用(单位:万元).(1)求函数的解析式;(2)若规划仓库使用的年限为,,求的最小值,并解释其实际意义.【真题训练】一.填空题(共1小题)1.(2022 上海)已知函数y=f(x)为定义域为R的奇函数,其图像关于x=1对称,且当x∈(0,1]时,f(x)=lnx,若将方程f(x)=x+1的正实数根从小到大依次记为x1,x2,x3,…,xn,则(xn+1﹣xn)= .二.解答题(共2小题)2.(2022 上海)f(x)=log3(a+x)+log3(6﹣x).(1)若将函数f(x)图像向下移m(m>0)后,图像经过(3,0),(5,0),求实数a,m的值.(2)若a>﹣3且a≠0,求解不等式f(x)≤f(6﹣x).3.(2023 上海)已知函数f(x)=ax3﹣(a+1)x2+x,g(x)=kx+m(其中a≥0,k,m∈R),若任意x∈[0,1]均有f(x)≤g(x),则称函数y=g(x)是函数y=f(x)的“控制函数”,且对所有满足条件的函数y=g(x)在x处取得的最小值记为(x).(1)若a=2,g(x)=x,试判断函数y=g(x)是否为函数y=f(x)的“控制函数”,并说明理由;(2)若a=0,曲线y=f(x)在x=处的切线为直线y=h(x),证明:函数y=h(x)为函数y=f(x)的“控制函数”,并求()的值;(3)若曲线y=f(x)在x=x0,x0∈(0,1)处的切线过点(1,0),且c∈[x0,1],证明:当且仅当c=x0或c=1时,(c)=f(c).2023年高考数学考前30天迅速提分复习方案(上海地区专用))专题1.4导数及其应用四大考点与真题训练考点一:导数的概念和几何意义一、填空题1.(2022·上海青浦·统考一模)已知函数,则在点处的切线的倾斜角为___________.【答案】【分析】根据导数的几何意义,求出在点处的切线的斜率,然后再根据斜率和倾斜角之间的关系,即可求出结果.【详解】因为,所以,所以在点切线的斜率为,所以在点处的切线的倾斜角为.故答案为:.2.(2022·上海虹口·统考一模)设曲线的斜率为3的切线为,则的方程为______.【答案】【分析】根据导数几何意义求解.【详解】设切线与函数的切点为又因为,所以在处的导数值为所以,又因为切点在函数上,即所以切点为,所以切线方程,即故答案为:3.(2022·上海普陀·曹杨二中校考模拟预测)曲线在点处的切线方程为__________.【答案】【分析】先验证点在曲线上,再求导,代入切线方程公式即可.【详解】由题,当时,,故点在曲线上.求导得:,所以.故切线方程为.故答案为:.4.(2022·上海崇明·统考一模)已知函数,则曲线在点处的切线方程是______.【答案】【分析】求导得,从而可得切线的斜率,用点斜式写出切线方程再化简即可.【详解】解:因为,所以,所以曲线在点处的切线的斜率,所以切线方程为:,即或.故答案为:5.(2022·上海闵行·统考一模)若曲线和直线的某一条平行线相切,则切点的横坐标是______.【答案】1【分析】对函数求导得,令,求解即可.【详解】解:因为,所以,又因为直线的斜率为,所以,解得:,即切点的横坐标为:1.故答案为:16.(2022·上海金山·统考一模)已知,则曲线在处的切线方程是___________.【答案】【分析】首先求出原函数的导函数,然后将切点处的横坐标代入导函数中求出直线的斜率,再将切点的横坐标代入,求出切点的纵坐标,最后用点斜式求出切线方程.【详解】因为,,所以,即切点为,斜率为,代入点斜式直线方程中则曲线在处的切线方程是.故答案为:.7.(2020·上海·模拟预测)计算:_______________【答案】【分析】对极限式分子分母同除以,再利用基本极限可求的值.【详解】.故答案为:8.(2022·上海嘉定·统考一模)已知抛物线,动点A自原点出发,沿着轴正方向向上匀速运动,速度大小为.过A作轴的垂线交抛物线于点,再过作轴的垂线交轴于点.当A运动至时,点的瞬时速度的大小为___________.【答案】【分析】根据进行求解.【详解】不妨取点B为第一象限的点,则点C位于x轴正半轴,由可得:,,当当A运动至时,B点的纵坐标为100,将其代入上式,,即点的瞬时速度的大小为.故答案为:9.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)已知函数y=f(x)的图象在点M(2,f(2))处的切线方程是y=x+4,则f(2)+f′(2)=__.【答案】7【详解】分析:运用导数的几何意义:函数在某点处的导数即为曲线在该点处的切线的斜率,可得,再由切点在切线上,可得,进而得到所求值.详解:的图象在点处的切线方程是,可得,,则,所以答案是.点睛:该题考查的是有关导数的几何意义,利用函数在某点处的导数等于该点处切线的斜率,再者就是切点在切线上,从而求得结果.二、解答题10.(2022·上海·统考模拟预测)已知函数,其中,为的导函数.(1)当,求在点处的切线方程;(2)设函数,且恒成立.①求的取值范围;②设函数的零点为,的极小值点为,求证:.【答案】(1)(2)①;②详见解析【分析】(1)利用导数的几何意义即可求解.(2)①先对函数求导,得到,推出,求导,得到,解对应不等式,得到单调性,求出其最小值,再根据恒成立,即可得出结果;②先设,求导得.设,对其求导,判定单调性,从而得到函数单调性,得到是函数的极小值点,得到,再由①得时,,推出所以,得到,得到函数在区间上单调递增,再由题意,即可得出结论成立.【详解】(1)时,,,,,所以函数在处的切线方程,即.(2)①由题设知,,,,由,得,所以函数在区间上是增函数;由,得,所以函数在区间上是减函数.故在处取得最小值,且.由于恒成立,所以,得,所以的取值范围为;②设,则.设,则,故函数在区间上单调递增,由(1)知,,所以,,故存在,使得,所以,当时,,,函数单调递减;当时,,,函数单调递增.所以是函数的极小值点.因此,即.由①可知,当时,,即,整理得,所以.因此,即.所以函数在区间上单调递增.由于,即,即,所以.又函数在区间上单调递增,所以.11.(2022·上海徐汇·统考一模)已知.(1)当时,求函数在点处的切线方程;(2)当时,求函数的单调区间.【答案】(1)(2)答案见解析【分析】(1)由导数的几何意义求解,(2)由导数与单调性的关系求解,【详解】(1)当时,,,所以,.所以函数在点处的切线方程为.(2)因为,定义域为,所以.①当时,与在上的变化情况如下:1+ 0 0 +单调递增 极大值 单调递减 极小值 单调递增所以函数在及内严格增,在内严格减;②当时, 恒成立,所以函数的单调增区间为.综上,当时,函数的单调增区间为及,单调减区间为;当时,函数单调增区间为.12.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)已知函数,其中.(1)当时,求曲线在点处的切线的斜率;(2)当时,求函数的单调区间与极值.【答案】(1)3e. (2)见解析【分析】(1)当时,,对求导,根据导函数的几何意义求解(2)对求导,分情况讨论,根据的正负求单调性和极值.【详解】(1)当时,,所以 ,故.所以曲线在点处的切线的斜率为.(2),令,解得,或,由知,.以下分两种情况讨论:①若,则,当变化时,,的变化情况如下表:+ 0 0 +单调递增 极大值 单调递减 极小值 单调递增所以在,上是增函数,在上是减函数.函数在处取得极大值为,且.函数在处取得极小值为,且.②若,则,当变化时,,的变化情况如下表:+ 0 0 +单调递增 极大值 单调递减 极小值 单调递增所以在,上是增函数,在上是减函数.函数在处取得极大值,且.函数在处取得极小值,且.考点二:导数的计算一、填空题1.(2023·上海静安·统考一模)已知函数,则函数的导数____________.【答案】【分析】根据求导公式和四则运算法则计算即可.【详解】.故答案为:.2.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)定义在上的奇函数的导函数为,且.当时,,则不等式的解集为______.【答案】【分析】令,根据函数的单调性求出不等式的解集即可.【详解】当时,由,得,得,所以在上递增,∵为偶函数,∴在上递减,且,或,可得或,所以,的解集为.【点睛】本题考查了函数的单调性问题,考查导数的应用以及解不等式问题,是一道中档题.二、解答题3.(2022·上海青浦·统考一模)设函数(其中是非零常数,是自然对数的底),记.(1)求对任意实数,都有成立的最小整数的值;(2)设函数,若对任意,,都存在极值点,求证:点在一定直线上,并求出该直线方程;(3)是否存在正整数和实数,使且对于任意,至多有一个极值点,若存在,求出所有满足条件的和,若不存在,说明理由.【答案】(1);(2)证明见解析,;(3)存在,满足条件.【分析】(1)按照给定定义,依次求导,再观察规律即可判断作答.(2)由(1)求出函数,求出的导数,再利用已知结合极值点的意义推理作答.(3)由(1)结合已知,确定或,再分类讨论极值点的情况作答.【详解】(1)依题意,,,,,,因此,,即,所以对任意实数,都有成立的最小整数的值是5.(2)由(1)知,,,,求导得,显然函数单调,当时,有唯一零点,当时,,当时,,因此当时,函数都存在唯一极值点,依题意,即,方程两边同时加上得,即,所以点在一定直线上,该直线方程为.(3)当,时,方程无解,因此要使,必有,①当时,,即,解得,而当时,时,,函数单调递减,无极值点,严格递减,无极值点,且,当时,,当时,,在上严格递增,在上严格递减,有一个极值点,又,则恒成立,有单调递减,无极值点,综上得存在,满足条件,②当时,,即,解得或,当时,,不符合题意,当时,,解得,有,单调递减,当时,,当,,当时,,在上严格递增,在上严格递减,而,,则存在,使得,在上,,在上,在上,,则在上严格递减,在上严格递增,在上严格递减,有两个极值点,不符合题意,因此,所以存在,满足条件.【点睛】结论点睛:可导函数y=f(x)在点处取得极值的充要条件是,且在左侧与右侧值的符号不同.4.(2022·上海嘉定·统考一模)已知,(1)求函数的导数,并证明:函数在上是严格减函数(常数为自然对数的底);(2)根据(1),判断并证明与的大小关系,并请推广至一般的结论(无须证明);(3)已知、是正整数,,,求证:是满足条件的唯一一组值.【答案】(1),证明见解析;(2)答案见解析;(3)证明见解析.【分析】(1)求导,有导函数的正负得到函数的单调性,从而得到在上是严格减函数;(2)在第一问的基础上,得到,变形后得到,写出一般的结论;(3)先得到满足要求,再证明唯一性,在第二问的基础上,得到若,可知,与矛盾;若,求出,与矛盾;若,则即,容易验证,成立,当,得到,于是,矛盾,故是满足条件的唯一一组值.【详解】(1)的导函数为,令,得,列表:极大值所以,函数在上是严格减函数;(2)判断得到,下面证明:由(1),,即,所以,由的单调递增,得到.推广:对于实数,若,则即,以下是证明过程:由(1)知:在上是严格减函数,因为,所以,则,,因为单调递增,所以.(3)因为,可见满足, 下面证明唯一性:①若,由第二问的结论可知,与矛盾;②若,则即,与矛盾;③若,则即,显然不满足,成立,若,由第二问结论可知:,则,于是,与矛盾.综上,是满足条件的唯一一组值.【点睛】构造函数比较大小是高考热点和难点,结合代数式的特点,选择适当的函数,通过导函数研究出函数的单调性,从而比较出代数式的大小,本题中,对与先取对数变形,再结合第一问中的结论即可证明.5.(2022·上海松江·统考一模)已知定义在上的函数(是自然对数的底数)满足,且,删除无穷数列、、、、、中的第项、第项、、第项、、,余下的项按原来顺序组成一个新数列,记数列前项和为.(1)求函数的解析式;(2)已知数列的通项公式是,,,求函数的解析式;(3)设集合是实数集的非空子集,如果正实数满足:对任意、,都有,设称为集合的一个“阈度”;记集合,试问集合存在“阈度”吗?若存在,求出集合“阈度”的取值范围;若不存在,请说明理由;【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)由可求得、的值,进而可得出函数的解析式;(2)对分奇数和偶数两种情况讨论,求出的表达式,根据可得出的表达式;(3)分为奇数、偶数两种情况讨论,求出、关于的表达式,求出的取值范围,可得出的取值范围,即可得出集合“阈度”的取值范围.【详解】(1)解:因为,则,若,即,解得,则,因为,可得,因此,.(2)解:当为奇数时,设,则,此时,此时;当为偶数时,设,则,此时,,此时.综上所述,.(3)解:,因为,,其中,所以,数列的奇数项构成以为首项,公比为的等比数列,数列中的偶数项构成以为首项,公比为的等比数列,①当为偶数时,,则,此时,随着的增大而增大,则;②当为奇数时,,,此时,随着的增大而增大,则.因此,当且,的值在区间内,则,故集合“阈度”的取值范围是.【点睛】关键点点睛:本题第(3)问考查集合“阈度”的取值范围,解题的关键在于对分奇数、偶数两种情况讨论,求出关于的表达式,结合数列的单调性求出的取值范围,进而根据题中定义求出集合“阈度”.考点三:导数在研究函数中的作用一、单选题1.(2022·上海金山·统考二模)对于定义在上的函数,若同时满足:(1)对任意的,均有;(2)对任意的,存在,且,使得成立,则称函数为“等均”函数.下列函数中:①;②;③;④,“等均”函数的个数是( )A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【分析】按照“等均”函数的定义,对四个函数一一验证,即可判断.【详解】对于①:因为,所以的定义域为R.对任意的,,满足(1);所以存在,使得,满足(2).所以为“等均”函数.对于②:因为,所以的定义域为.所以当时,,此时不存在,不满足(1);所以不是“等均”函数.对于③:因为,所以的定义域为.对任意的,,满足(1);.若满足,则有所以.又因为,所以,所以,满足且.所以为“等均”函数.对于④:因为,所以的定义域为R.对任意的,,满足(1);.若满足,则有设,则,所以在R上单调递减,所以,此时不满足(2).所以 不是“等均”函数.故“等均”函数的个数是2.故选:B.2.(2022·上海·统考模拟预测)如图所示,已知直线与曲线相切于两点,函数,则对函数描述正确的是( )A.有极小值点,没有极大值点 B.有极大值点,没有极小值点C.至少有两个极小值点和一个极大值点 D.至少有一个极小值点和两个极大值点【答案】C【分析】由题设,令与切点横坐标为且,由图存在使,则有三个不同零点,结合图象判断的符号,进而确定单调性,即可确定答案.【详解】由题设,,则,又直线与曲线相切于两点且横坐标为且,所以的两个零点为,由图知:存在使,综上,有三个不同零点,由图:上,上,上,上,所以在上递减,上递增,上递减,上递增.故至少有两个极小值点和一个极大值点.故选:C.二、填空题3.(2021·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)函数在定义域上的最小值为_________.【答案】【分析】化简得,构造函数,再利用导数求出函数的最小值即可.【详解】解:,令,则,令,则,所以函数在上是增函数,又,则当时,,即,当时,,即,所以函数在上递减,在上递增,所以,所以.故答案为:.4.(2023·上海静安·统考一模)已知函数,若函数只有一个零点,则实数的取值范围为________.【答案】【分析】对分类讨论:,和,分别求出对应情况下的实根情况列不等式,即可求解.【详解】函数的导函数为.当时,令,解得:,所以函数有两个零点,不符合题意.当时,要使函数只有一个零点,只需的极大值小于0或的极小值大于0.令,解得:或.列表:0+ 0 - 0 +单增 极大值 单减 极小值 单增所以极大值不符合题意.所以极小值,解得:;当时,要使函数只有一个零点,只需极大值小于0或的极小值大于0..令,解得:或.列表:0- 0 + 0 -单减 极小值 单增 极大值 单减所以极大值不符合题意.所以极小值,解得:.综上所述:实数的取值范围为.故答案为:.5.(2022·上海浦东新·统考一模)已知定义在上的函数为偶函数,则的严格递减区间为______.【答案】和【分析】由偶函数的性质求,再由导数与函数的单调性的关系求的严格递减区间.【详解】因为函数在为偶函数,所以恒成立,即,所以,所以,又,故,所以,其中,所以,令,或,解得或,所以的严格递减区间为和,故答案为:和.6.(2022·上海杨浦·复旦附中校考模拟预测)已知平面向量,满足,设与的夹角为,且,则的取值范围为______.【答案】【分析】利用数量积运算,结合,,由,得到,然后令,得到,解得,利用导数法求解.【详解】因为平面向量,满足,所以,,因为,所以,,,设,则,即,即,,即,又,则,所以,解得,当时,,则y在上递减,所以,当时,,令,得,当时,,当时,,又y(1)=-3, ,所以,综上:故的取值范围为,故答案为:三、解答题7.(2023·上海静安·统考一模)已知函数f(x)=-2aln x-,g(x)=ax-(2a+1)ln x-,其中a∈R.(1)若x=2是函数f(x)的驻点,求实数a的值;(2)当a >0时,求函数g(x)的单调区间;(3)若存在x[,e2 ](e为自然对数的底),使得不等式f(x) g (x)成立,求实数a的取值范围.【答案】(1)(2)答案见解析(3)【分析】(1)根据是函数的驻点得到,然后列方程求即可;(2)求导,分、和三种情况讨论单调性即可;(3)将存在,使得不等式成立转化为,然后利用单调性求最值即可.【详解】(1)若是函数的驻点,则,可得,即得.(2)函数的定义域为,,当时,令,可得或,①当,即时,对任意的,,此时,函数的单调递增区间为.②当,即时,令,得或,令,得,此时,函数的单调递增区间为和,单调递减区间为.③当,即时,令,得或;令,得,此时,函数的单调递增区间为和,单调递减区间为.(3)由,可得,即,其中,令,,若存在,使得不等式成立,则,,,令,得,当时,,当时,,∴函数在上严格递增,在上严格递减,∴函数在端点或处取得最小值.∵,∴,∴,∴,因此,实数的取值范围是【点睛】对于存在问题,常用到以下两个结论:(1)存在;(2)存在.8.(2022·上海松江·统考一模)某地准备在山谷中建一座桥梁,桥址位置的竖直截面图如图所示:谷底在水平线上,桥与平行,为铅垂线(在上),经测量,山谷左侧的轮廓曲线上任一点到的距离(米)与到的距离(米)之间满足关系式;山谷右侧的轮廓曲线上任一点到的距离(米)与到的距离(米)之间满足关系式;已知点到的距离为40米;(1)求谷底到桥面的距离和桥的长度;(2)计划在谷底两侧建造平行于的桥墩和,且为80米,其中,在上(不包括端点),桥墩、每米造价分别为、万元();问:为多少米时,桥墩和的总造价最低?【答案】(1)谷底到桥面的距离为160米,桥的长度为120米(2)当为20米时,桥墩CD与EF的总造价最低.【分析】(1)作出辅助线,将代入解析式,求出,从而得到到桥面的距离为米,由,求出,从而求出的长度为120米;(2)建立平面直角坐标系,表达出,,设桥墩CD与EF的总造价为万元,得到的解析式,求导后得到的单调性及极值,最值情况,求出为20米时,桥墩CD与EF的总造价最低.【详解】(1)设都与垂直,是相应的垂足,由条件知:当米时,米,即米,所以到桥面的距离为米,由,解得:米,所以米,所以桥的长度为120米;(2)以O为原点,所在直线为轴建立平面直角坐标系,如图所示:设,,则,,因为,所以,设,则,所以,设桥墩CD与EF的总造价为万元,则,,令,得,当时,,当时,,故在处取得极小值,也是最小值,所以当为20米时,桥墩CD与EF的总造价最低.9.(2022·上海·统考模拟预测)某温泉度假村拟以泉眼C为圆心建造一个半径为12米的圆形温泉池,如图所示,M、N是圆C上关于直径AB对称的两点,以A为圆心,AC为半径的圆与圆C的弦AM、AN分别交于点D、E,其中四边形AEBD为温泉区,Ⅰ、Ⅱ区域为池外休息区,Ⅲ、Ⅳ区域为池内休息区,设.(1)当时,求池内休息区的总面积(Ⅲ和Ⅳ两个部分面积的和):(2)当池内休息区的总面积最大时,求AM的长.【答案】(1)(2)【分析】(1)计算出的长,利用三角形的面积公式可求得池内休息区的总面积;(2)将用含的代数式表示出来,可得到池内休息区的总面积关于的函数表达式,令,利用导数求出的最大值,并求出对应的值,由此可得到的长.【详解】(1)因为为直径,所以,在中, 因为,所以,,所以池内休息区总面积;(2)在中,因为,,所以,,,由,得,则池内休息区总面积,;设,,因为,又,所以,使得,则当时,在上单调增,当时,在上单调递减,即是极大值,也是最大值,所以,此时.10.(2022·上海浦东新·上海市实验学校校考模拟预测)对于定义域为的函数,如果存在区间,其中,同时满足:①在内是单调函数;②当定义域是时,的值域也是,则称函数是区间上的“保值函数”,区间称为“保值区间”,(1)求证:函数不是定义域上的“保值函数”;(2)给定函数,①若函数是区间上的“保值函数”,求实数的取值范围;②若不等式对恒成立,求实数的取值范围.【答案】(1)见解析;(2)①;②【分析】(1)求解函数的值域,由“保值函数”的定义判断;(2)①由定义域和值域都是,将问题等价于方程有两个不等的实数根,根据判别式大于零计算即可;②将不等式化简为对恒成立,令新函数,,判断函数单调性并求解最值,代入不等式组计算即可.【详解】(1),时,,根据“保值函数”的定义可知,函数不是定义域上的“保值函数.(2)①由题意易知单调递增,且定义域和值域都是,得,因此是方程的两个不等实数根,等价于方程有两个不等的实数根,即,解得或,所以实数的取值范围为.②,则不等式对恒成立,即,所以对恒成立,令,则,在上单调递增,令,可知在上单调递减,,,,解得又,所以实数的取值范围为11.(2021·上海杨浦·上海市控江中学校考三模)已知常数,,函数,.(1)当,时,判断函数在区间的单调性;(2)当时,若关于x的方程恰有两个相异实根,求实数a的取值范围.【答案】(1)增函数;(2).【分析】(1)求导数,确定导数的正负可得单调性;(2)问题转化为在上有两个解,再转化为直线与函数图象在上有两个交点,通过研究函数的性质可得.【详解】(1)由题意,,当时,,所以在上是增函数;(2)由对数运算法则得在上有两个解,即,直线与的图象在上有两个交点.设,则,,,,,,所以.【点睛】易错点睛:本题考查用导数研究函数的单调性,考查方程根的个数问题,解题方法是把方程的根转化为直线与函数图象交点个数问题,解题关键是注意自变量的取值范围.否则会出错.12.(2021·上海·统考二模)将关于的函数()的图像向右平移2个单位后得到的函数图像记为,并设所对应的函数为.(1)当时,试直接写出函数的单调递减区间;(2)设,若函数()对于任意,总存在,使得成立,求的取值范围.【答案】(1)和;(2).【分析】(1)易知,结合函数的定义域,通过求导得出函数的单调减区间;(2)由,知,再根据(1)中结论,求得在,上的最值;根据二次函数的对称轴与单调性,可得在,上的最值,而原问题可转化为函数的值域是函数值域的子区间,然后解不等式,即可.【详解】(1)由题意知,,定义域为,,令,,且,函数的单调递减区间为,和,.(2),,解得,,由(1)知,在,上单调递减,,(1),的对称轴为,且开口向上,在,上单调递减,,(1),对于任意,,总存在,,使得成立,,且,即,且,,故的取值范围为,.【点睛】关键点睛:本题主要函数的恒成立与存在性问题,将原问题转化为两个函数的值域之间的包含关系是解题的关键.考点四:导数的综合应用一、单选题1.(2021·上海松江·统考二模)已知函数,若存在相异的实数,使得成立,则实数的取值范围为( )A. B. C. D.【答案】B【分析】去绝对值,可得的分段函数形式,分别讨论,,,结合函数的导数和单调性,以及存在性问题解法,即可得到结论.【详解】解:函数,①当,时,,,在递减,不成立,舍去;②当,时,则,,在递减,不成立,舍去;③当,时,,当时,,在递减;当时,,由,可得,当,即时,,则恒成立,当,即时,,则在单调递增,在单调递减.则对于任意,,则满足题意.存在相异的实数,使得成立,此时,故选:B.【点睛】关键点点睛:本题考查分段函数的单调性,以及存在性问题解法,注意合理分类讨论及等价转化.2.(2023·上海闵行·上海市七宝中学校考模拟预测)已知函数,若的解集为,且中恰有两个整数,则实数的取值范围为( )A. B.C. D.【答案】D【解析】先分离转化研究在区间上函数的图象在直线的上方,利用导数研究函数单调性,结合图象确定满足题意的条件,解得结果.【详解】设,则当时,,当时,,所以函数在为增函数,在为减函数,的解集为等价于的解集为,即当且仅当在区间上函数的图象在直线的上方,函数的图象与直线的位置关系如图所示,由图可知:,解得:,故选:D【点睛】本题考查利用函数图象研究不等式解、利用导数研究函数图象,考查基本分析求解能力,属中档题.3.(2020·上海金山·统考二模)函数是定义在上的奇函数,且为偶函数,当时,,若函数有三个零点,则实数的取值范围是( )A. B.C. D.【答案】C【分析】由题意,画出函数图象的草图,利用数形结合的方法找出当函数的图象与直线有3个交点时m的取值范围,即可得解.【详解】函数是定义在上的奇函数,且为偶函数,,,的对称轴为且周期为4,又时,,可作出函数图象的草图,如下:若函数有3个零点,则方程有3个实根,函数的图象与直线有3个交点,当时,,解得,即当直线与的图象相切时切点为,此时,由图象的对称性可知当时,函数的图象与直线有3个交点,再由周期性可知,当时,函数函数的图象与直线有3个交点.故选:C.【点睛】本题考查了函数奇偶性、周期性与对称性的综合应用,考查了函数零点与方程根的关系,体现了转化化归思想与数形结合思想,属于中档题.二、填空题4.(2022·上海奉贤·统考一模)已知某商品的成本和产量满足关系,该商品的销售单价和产量满足关系式,则当产量等于__________时,利润最大.【答案】200【分析】首先求出关于利润的表达式,再利用导数求出函数的单调性,即可求解.【详解】由题意可知,设利润为,则,而,当时,,时,,即在单调递增,单调递减,所以时,利润最大.故答案为:5.(2021·上海长宁·统考二模)定义域为的奇函数在上单调递减.设,若对于任意,都有,则实数的取值范围为_____.【答案】【解析】证明函数为偶函数,再利用偶函数的性质,将问题转化为在上恒成立;【详解】解:由题意得,所以,即为偶函数,因为奇函数在上单调递减且,根据奇函数对称性可知,恒成立,当时,故在上单调递增,根据偶函数对称性可知,在上单调递减,因为对于任意,都有,所以在上恒成立,所以所以在上恒成立,所以.故答案为:.6.(2020·上海黄浦·统考二模)已知,函数,若存在不相等的实数,,,使得,则的取值范围是________.【答案】【分析】根据题意即函数有3个不等实数根,然后当时,可得有一个实数根,所以当时,有两个不等的实数根,即在上有两个不等的实数根,研究函数的单调区间,即可得出答案.【详解】存在不相等的实数,,,使得即函数有3个不等实数根.当时,即,即.所以当时,有两个不等的实数根.即在上有两个不等的实数根.设函数,则.令,得,,得所以在上单调递增,在上单调递减,当时,.又,的大致图象如下:有两个不等的实数根,则故的取值范围是是.故答案为:【点睛】本题考查根据函数零点个数求参数的范围,属于中档题.三、解答题7.(2022·上海普陀·统考一模)若函数同时满足下列两个条件,则称在上具有性质.①在上的导数存在;②在上的导数存在,且(其中)恒成立.(1)判断函数在区间上是否具有性质?并说明理由.(2)设、均为实常数,若奇函数在处取得极值,是否存在实数,使得在区间上具有性质?若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由.(3)设且,对于任意的,不等式成立,求的最大值.【答案】(1)函数在区间上具有性质;(2)存在实数,使得在区间上具有性质,的取值范围是;(3)的最大值为.【分析】(1)令,按照题目所给定义,求出和,并判断是否恒成立即可;(2)先利用为奇函数且在处取得极值求出实数,的值,再按照题目所给定义,求出,即可求出的取值范围;(3)分离参数得,构造函数,通过的最小值,即可确定正整数的最大值.【详解】(1)令,,则,,,,当时,恒成立,∴函数在区间上具有性质;(2)∵,∴,∵在处取得极值,且为奇函数,∴在处也取得极值,∴,解得,∴, ,当时,令,解得;令,解得;故在单调递减,在单调递增,满足在处取得极值,∴,当时,恒成立,∴存在实数,使在区间上恒成立,∴存在实数,使得在区间上具有性质,的取值范围是;(3)∵,∴,令,则,令,则,当时,,在区间上单调递增,又∵,,∴存在,使,∴当时,,,在区间上单调递减,当时,,,在区间上单调递增,∴当时,的最小值为,由,有,∴,∵,∴,又∵恒成立,∴,∵且,∴的最大值为.【点睛】关键点点睛:本题中存在无法求解零点,使用了虚设零点的方法,设,再通过的代换,求得的最小值,这种方法,是解决“隐零点”的常用方法之一.8.(2020·上海浦东新·统考二模)疫情后,为了支持企业复工复产,某地政府决定向当地企业发放补助款,其中对纳税额在万元至万元(包括万元和万元)的小微企业做统一方案.方案要求同时具备下列两个条件:①补助款(万元)随企业原纳税额(万元)的增加而增加;②补助款不低于原纳税额(万元)的.经测算政府决定采用函数模型(其中为参数)作为补助款发放方案.(1)判断使用参数是否满足条件,并说明理由;(2)求同时满足条件①、②的参数的取值范围.【答案】(1)当时不满足条件②,见解析(2)【分析】(1)因为当时,,所以不满足条件② ;(2)求导得:,当时,满足条件①;当时,在上单调递增,所以.由条件②可知,,即,等价于在上恒成立,问题得解.【详解】(1)因为当时,,所以当时不满足条件② .(2)由条件①可知,在上单调递增,所以当时,满足条件;当时,由可得当时,单调递增,,解得,所以由条件②可知,,即不等式在上恒成立,等价于当时,取最小值综上,参数的取值范围是.【点睛】本题考查了导数求函数单调性以及恒成立问题,考查了转化思想,属于中档题.9.(2020·上海闵行·统考二模)如图,A、B两地相距100公里,两地政府为提升城市的抗疫能力,决定在A、B之间选址P点建造储备仓库,共享民生物资,当点P在线段AB的中点C时,建造费用为2000万元,若点P在线段AC上(不含点A),则建造费用与P、A之间的距离成反比,若点P在线段CB上(不含点B),则建造费用与P、B之间的距离成反比,现假设P、A之间的距离为x千米,A地所需该物资每年的运输费用为万元,B地所需该物资每年的运输费用为万元,表示建造仓库费用,表示两地物资每年的运输总费用(单位:万元).(1)求函数的解析式;(2)若规划仓库使用的年限为,,求的最小值,并解释其实际意义.【答案】(1)当,;当,;(2),见解析【分析】(1)由题意,设f(x)=,由f(50)=2000,求得k1与k2的值,则函数解析式可求;(2)求出g(x)=2.5x+0.5(100﹣x)=2x+50,然后分段写出H(x),求导后再对n分类求解H(x)的最小值,并解释其实际意义.【详解】解:(1)由题意,设f(x)=,由f(50)=2000,求得k1=k2=100000.∴f(x)=;(2)g(x)=2.5x+0.5(100﹣x)=2x+50,若0<x≤50,则H(x)=f(x)+ng(x)=,H′(x)=,由H′(x)=0,得x=100,若n∈N*且n≤20,则H(x)在(0,50]上单调递减,H(x)min=H(50)=2000+150n;若n∈N*且n>20,则H(x)在(0,100)上单调递减,在(100,50)单调递增,∴;若50<x<100,则H(x)=f(x)+ng(x)=,H′(x)=>0,H(x)在(50,100)上单调递增,若n∈N*且n≤20,则H(x)>2000+150n;若n∈N*且n>20,则H(x)>50n+.综上,若n∈N*且n≤20,则H(x)min=2000+150n;若n∈N*且n>20,则.实际意义:当储备仓库使用年数不超过20年时,仓库建在C处,花费在建造仓库和两地物资运输总费用取最小值2000+150n;当储备仓库使用年数超过20年时,仓库建在A、C之间且与A相距处,花费在建造仓库和两地物资运输总费用取最小值.【点睛】本题考查根据实际问题选择函数模型,训练了利用导数求最值,是中档题.【真题训练】一.填空题(共1小题)1.(2022 上海)已知函数y=f(x)为定义域为R的奇函数,其图像关于x=1对称,且当x∈(0,1]时,f(x)=lnx,若将方程f(x)=x+1的正实数根从小到大依次记为x1,x2,x3,…,xn,则(xn+1﹣xn)= 2 .【分析】f(x)是周期为4的周期函数,作出图像,(xn+1﹣xn)的几何意义是两条渐近线之间的距离,由此能求出结果.【解答】解:∵函数y=f(x)为定义域为R的奇函数,其图像关于x=1对称,且当x∈(0,1]时,f(x)=lnx,∴f(x)是周期为4的周期函数,图像如图:将方程f(x)=x+1的正实数根从小到大依次记为x1,x2,x3,…,xn,则(xn+1﹣xn)的几何意义是两条渐近线之间的距离2,∴(xn+1﹣xn)=2.故答案为:2.【点评】本题考查极限的求法,考查函数的周期性、函数图像、极限的几何意义等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.二.解答题(共2小题)2.(2022 上海)f(x)=log3(a+x)+log3(6﹣x).(1)若将函数f(x)图像向下移m(m>0)后,图像经过(3,0),(5,0),求实数a,m的值.(2)若a>﹣3且a≠0,求解不等式f(x)≤f(6﹣x).【分析】(1)写出函数图像下移m个单位后的解析式,把点的坐标代入求解即可得出m和a的值.(2)不等式化为log3(a+x)+log3(6﹣x)≤log3(a+6﹣x)+log3x,写出等价不等式组,求出解集即可.【解答】解:(1)因为函数f(x)=log3(a+x)+log3(6﹣x),将函数f(x)图像向下移m(m>0)后,得y=f(x)﹣m=log3(a+x)+log3(6﹣x)﹣m的图像,由函数图像经过点(3,0)和(5,0),所以,解得a=﹣2,m=1.(2)a>﹣3且a≠0时,不等式f(x)≤f(6﹣x)可化为log3(a+x)+log3(6﹣x)≤log3(a+6﹣x)+log3x,等价于,解得,当﹣3<a<0时,0<﹣a<3,3<a+6<6,解不等式得﹣a<x≤3,当a>0时,﹣a<0,a+6>6,解不等式得3≤x<6;综上知,﹣3<a<0时,不等式f(x)≤f(6﹣x)的解集是(﹣a,3],a>0时,不等式f(x)≤f(6﹣x)的解集是[3,6).【点评】本题考查了函数的性质与应用问题,也考查了含有字母系数的不等式解法与应用问题,是中档题.3.(2023 上海)已知函数f(x)=ax3﹣(a+1)x2+x,g(x)=kx+m(其中a≥0,k,m∈R),若任意x∈[0,1]均有f(x)≤g(x),则称函数y=g(x)是函数y=f(x)的“控制函数”,且对所有满足条件的函数y=g(x)在x处取得的最小值记为(x).(1)若a=2,g(x)=x,试判断函数y=g(x)是否为函数y=f(x)的“控制函数”,并说明理由;(2)若a=0,曲线y=f(x)在x=处的切线为直线y=h(x),证明:函数y=h(x)为函数y=f(x)的“控制函数”,并求()的值;(3)若曲线y=f(x)在x=x0,x0∈(0,1)处的切线过点(1,0),且c∈[x0,1],证明:当且仅当c=x0或c=1时,(c)=f(c).【分析】(1)设h(x)=f(x)﹣g(x)=2x3﹣3x2,h′(x)=6x2﹣6x=6x(x﹣1),当x∈[0,1]时,易知h′(x)=6x(x﹣1)≤0,即h(x)单调减,求得最值即可判断;(2)根据题意得到f(x)≤h(x),即y=h(x)为函数y=f(x)的“控制函数“,代入即可求解;(3)f(x)=ax3﹣(a+1)x2+x,f′(x)=3ax2﹣2(a+1)x+1,y=f(x)在x=x0(x0∈(0,1))处的切线为t(x),求导整理得到函数t(x)必是函数y=f(x)的“控制函数“,又此时“控制函数“g(x)必与y=f(x)相切于x点,t(x)与y=f(x)在处相切,且过点(1,0),在之间的点不可能使得y=f(x)在切线下方,所以或c=1,即可得证.【解答】解:(1)f(x)=2x3﹣3x2+x,设h(x)=f(x)﹣g(x)=2x3﹣3x2,h′(x)=6x2﹣6x=6x(x﹣1),当x∈[0,1]时,易知h′(x)=6x(x﹣1)≤0,即h(x)单调减,∴h(x)max=h(0)=0,即f(x)﹣g(x)≤0 f(x)≤g(x),∴g(x)是f(x)的“控制函数“;(2),∴,∴f(x)≤h(x),即y=h(x)为函数y=f(x)的“控制函数“,又,且,∴;证明:(3)f(x)=ax3﹣(a+1)x2+x,f′(x)=3ax2﹣2(a+1)x+1,y=f(x)在x=x0(x0∈(0,1))处的切线为t(x),t(x)=f′(x0)(x﹣x0)+f(x0),t(x0)=f(x0),t(1)=0 f(1)=0,,,,,恒成立,函数t(x)必是函数y=f(x)的“控制函数“,是函数y=f(x)的“控制函数“,此时“控制函数“g(x)必与y=f(x)相切于x点,t(x)与y=f(x)在处相切,且过点(1,0),在之间的点不可能使得y=f(x)在切线下方,所以或c=1,所以曲线y=f(x)在x=x0(x0∈(0,1))处的切线过点(1,0),且c∈[x0,1],当且仅当c=x0或c=1时,.【点评】本题考查了导数的综合运用,属于难题. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2023年高考数学考前30天迅速提分复习方案(上海专用)专题1.4导数及其应用四大考点与真题训练 Word版含解析.docx 2023年高考数学考前30天迅速提分复习方案(上海专用)专题1.4导数及其应用四大考点与真题训练(原卷版).docx