第3章 新高考新题型微课堂 2 多选题命题热点之导数-2022届高三数学一轮复习讲义(新高考)(含答案)

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第3章 新高考新题型微课堂 2 多选题命题热点之导数-2022届高三数学一轮复习讲义(新高考)(含答案)

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二 多选题命题热点之导数
导数是高中数学的重要内容,从近几年高考试题中可以看出,导数是每年的必考内容之一,且占有较大的分值比重.由于导数本身具有强大的工具作用,以导数为载体的多选题已经成为新高考命题的一个热点,考查内容主要为研究函数的单调性、极值和最值及函数零点、不等式等问题
 利用导数研究函数的单调性、极值和最值
(多选题)(2020·山东模拟)已知函数f (x)=x3+ax2+bx+c,在定义域[-2,2]上表示的曲线过原点,且在x=±1处的切线斜率均为-1.下列说法正确的是(  )
A.f (x)是奇函数
B.若f (x)在[s,t]内递减,则|t-s|的最大值为4
C.若f (x)的最大值为M,则最小值为-M
D.若对?x∈[-2,2],k≤f ′(x)恒成立,则k的最大值为2
AC 解析:由题意f (0)=0,得c=0.
f ′(x)=3x2+2ax+b,
所以解得a=0,b=-4.
所以f (x)=x3-4x,f ′(x)=3x2-4.
对于A,C,显然f (-x)=-f (x),f (x)是奇函数,故A,C正确;
对于B,令f ′(x)<0,解得-对于D,当x∈[-2,2]时,3x2-4≥-4,故k的最大值为-4.故D错误.故选AC.
利用导数研究函数单调性的注意点
①研究含参数函数的单调性时,需注意依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论.
②f ′(x)>0(f ′(x)<0)在区间(a,b)上成立是f (x)在区间(a,b)上单调递增(减)的充分条件.
(多选题)已知函数f (x)的定义域为R,且导函数为f ′(x),如图是函数y=xf ′(x)的图象,则下列说法正确的有(  )
A.函数f (x)的单调递减区间是(-∞,-2)
B.函数f (x)的单调递增区间是(-2,+∞)
C.x=-2是函数的极小值点
D.x=2是函数的极小值点
ABC 解析:当x≥0时,y=xf ′(x)≥0,故f ′(x)≥0,函数单调递增;
当-20,函数单调递增;
当x=-2时,y=xf ′(x)=0,故f ′(-2)=0;
当x<-2时,y=xf ′(x)>0,故f ′(x)<0,函数单调递减.故ABC正确.
 利用导数研究函数零点、方程根问题
(多选题)(2020·山东模拟)已知f (x)=-1,g(x)=(m+2)(x2+1)2.若φ(x)=ex·f (x)-有唯一的零点,则m的值可能为(  )
A.2 B.3 C.-3 D.-4
ACD 解析:f (x)=-1,g(x)=(m+2)(x2+1)2.
因为φ(x)=ex·f (x)-只有一个零点,
所以2m(x2+1)-ex-=0只有一个实数根,
即(m+2)2-2m+1=0只有一个实数根.
令t=,则t′==≤0.
所以函数t=在R上单调递减,且x→+∞时,t→0,
所以函数t=的大致图象如图所示,
所以只需关于t的方程(m+2)t2-2mt+1=0(*)有且只有一个正实根.
①当m=2时,方程(*)为4t2-4t+1=0,解得t=,符合题意;
②当m=3时,方程(*)为5t2-6t+1=0,解得t=或t=1,不符合题意;
③当m=-3时,方程(*)为t2-6t-1=0,得t=3±,只有3+>0,符合题意.
④当m=-4时,方程(*)为2t2-8t-1=0,得t=,只有>0,符合题意.故选ACD.
利用导数研究函数零点有关的参数值(范围)的方法
利用导数研究函数的单调区间和极值点,并结合特殊点,从而判断函数的大致图象,讨论其图象与x轴的位置关系(或者转化为两个熟悉函数图象交点问题),进而确定参数值或取值范围.
(多选题)已知函数f (x)=,则下列结论正确的是(  )
A.函数f (x)存在两个不同的零点
B.函数f (x)既存在极大值又存在极小值
C.当-eD.若x∈[t,+∞)时,f (x)max=,则t的最小值为2
ABC 解析:f (x)=0?x2+x-1=0,解得x=,所以A项正确.
f ′(x)=-=-,
当f ′(x)>0时,-12,
所以(-∞,-1),(2,+∞)是函数f (x)的单调递减区间,(-1,2)是函数f (x)的单调递增区间,所以f (-1)是函数的极小值,f (2)是函数的极大值,所以B项正确.
当x→+∞时,f (x)→0,根据B选项可知,函数的最小值是f (-1)=-e.
再根据单调性可知,当-e有且只有两个实根,所以C项正确.
由图象可知,t的最大值是2,所以D项不正确.故选ABC.
 利用导数研究不等式问题
(多选题)已知函数f (x)=ln x+,则下列判断正确的是(  )
A.存在x∈(0,+∞),使得f (x)<0
B.函数f (x)的单调递减区间是(0,2)
C.任意x∈(0,+∞),都有f (x)>0
D.对任意两个正实数x1,x2,且x2>x1,若f (x1)=f (x2),则x1+x2>4
BCD 解析:因为f (x)=ln x+,定义域为(0,+∞),f ′(x)=-=.
令f ′(x)<0,则0所以函数f (x)在(0,2)上单调递减;
令f ′(x)>0,则x>2,所以函数f (x)在(2,+∞)上单调递增.
所以函数f (x)在x=2处取得极小值也是最小值.
f (x)min=f (2)=ln 2+1>0,所以对任意x∈(0,+∞),B项,C项正确,A项错误.
由x=2是f (x)的极小值点,可知f (x1)=f (x2)时,x2>2>x1>0,易知4-x1>2,则f (4-x1)-f (x2)=f (4-x1)-f (x1)=+ln (4-x1)--ln x1=+ln .令t=,则t>1,x1=,则F(t)=f (4-x1)-f (x2)=+ln t(t>1),F′(t)=<0,
所以F(t)在(1,+∞)上单调递减,F(t)<F(1)=0,
故f (4-x1)-f (x2)<0.又f (x)在(2,+∞)上单调递增,所以4-x1<x2,故x1+x2>4,D项正确.
证明不等式的常用方法
(1)若证明f (x)(2)若证明F(x)<0,可变形为F(x)=f (x)-g(x)<0,即f (x)(3)若证明F(x)<0,可以利用导数判断出F(x)的单调性,再利用零点存在性定理找到函数F(x)在何时可以等于0,从而证明F(x)<0.
(多选题)(2020·日照一模)若定义在R上的函数f (x)满足f (0)=-1,其导函数f ′(x)满足f ′(x)>m>1,则(  )
A.f > B.f <-1
C.f > D.f <0
AC 解析:根据题意,设g(x)=f (x)-mx,则g′(x)=f ′(x)-m.
又由f ′(x)>m>1,得g(x)在R上为增函数.
对于A,由m>1,得0<<1,g>g(0),即f -×m>f (0),即f -1>-1,所以f >0.由m>1,得<0,必有f >,故A项正确,B项错误.
对于C,由于m>1,则>0,则有g>g(0),即f ->f (0)=-1,变形得f >-1=,故C项正确,D项错误.故选AC.

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