函数与导数专题研究

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函数与导数专题研究

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专题一:函数与导数
一.主要数学思想:
分类讨论、形数结合、构建应用、函数与方程等。
常见讨论:就导数的正负、就系数、就判别式、就根的大小、就对称轴的位置,…等等。
构建应用:这里主要是指构建出一个函数,把问题转化为考察函数的性质(如最值)来解决,如参数范围中的变量分离法。多个变数时,可利用拼凑、同除等手段构建成某一整块的函数,如。
函数与方程:方程解的个数、解的范围等,转化为函数图象的交点个数及范围,反之亦然。
二.主要解题思路:
定义域求导导数的正负?列表判断
三.主要题型再现:
(一)选择、填空:
1.若集合,则下列对应中,不是从P到Q的映射是( )
A. B. C. D.
2.对任意的函数,在公共定义域内,规定,若,则的最大值为 。
3.函数的定义域为且,已知为奇函数,当时,,那么当时的递减区间是( )
A. B. C. D.
4.如果一个函数满足:(1)定义域为;(2)任意,若,则;(3)任意,若,则,则可以是( )
A. B. C. D.
5.已知是上的奇函数,当时,,那么的值是( )
A. B. C. D.
6.对于函数作代换,则不改变函数的值域的代换是( )
A. B. C. D.
7.已知映射其中,对应法则
对于实数,在集合A中不存在原象,则的取值范围是( )
A. B. C. D.以上都不对
8.函数在上的最大值与最小值之和为,则的值为( )
A. B. C.2 D.4
9.设函数为奇函数,,则
A. B.1 C. D.5
10.已知是周期为的周期函数,那么是( )
A.周期为的周期函数 B.周期为的周期函数
C.周期为的周期函数 D.不是周期函数
11.设函数是上以3为周期的奇函数,若,则( )
A. B.且 C.且 D.
12.设函数在上单调递增,则与的大小关系是
A. B. C. D不能确定
13若在内内单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
14.已知函数满足:,则

15.若函数是增函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
(二)综合大题:
1.(分式函数型)已知函数
(Ⅰ)当时求函数的最小值;
(Ⅱ)若对任意恒成立,试求实数的取值范围。
2.(三次函数型)(14分)设函数的图象在点处的切线的斜率为,且函数为偶函数.若函数满足下列条件:①;②对一切实数,不等式恒成立.
(Ⅰ)求函数的表达式;
(Ⅱ)求证:.
3.(对数函数+一次函数型)(本小题满分14分)设函数
(Ⅰ)求函数的极值点;
(Ⅱ)当时,若对任意的,恒有,求的取值范围;
(Ⅲ)证明:.
4.(14分)已知()
(Ⅰ)讨论的单调性;
(Ⅱ)证明:(,,其中无理数).
5.设,函数.
(1) 若,求曲线在处的切线方程;
(2) 若无零点,求实数的取值范围;
(3) 若有两个相异零点,求证: .
6.(对数+二次函数型)(本题满分14分) 设函数,其中为常数。
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)证明:对任意不小于的正整数,不等式都成立。
7.(14分)已知函数,,
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)若恒成立,求实数的值;
(Ⅲ)设()有两个极值点、 ( HYPERLINK "http://www." EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 ),
求实数的取值范围,并证明:.
8.(对数+分式型)(本题满分14分)已知函数.
(1)若函数在上是增函数,求实数的取值范围;
(2)若函数在上的最小值为3,求实数的值.
9.已知函数的图象在点(为自然对数的底数)处的切线斜率为3.
⑴求实数的值;
⑵若,且对任意恒成立,求的最大值。
10.(对数+对勾型)(本题14分)已知函数R, .
(1) 求函数的单调区间;
(2) 若关于的方程为自然对数的底数)只有一个实数根, 求的值.
11.(乘积型)(本小题满分14分)已知函数,在点处的切线方程是(为自然对数的底)。
(1)求实数的值及的解析式;
(2)若是正数,设,求的最小值;
(3)若关于的不等式对一切恒成立,求实数的取值范围.
12.(三次函数+对数函数型)设命题:函数在区间上单调递减;命题:函数的值域是.如果命题为真命题,为假命题,求的取值范围.
13.已知函数,直线与的图象相切.
(1)求实数a的值;
(2)若方程上有且仅有两个解;
①求实数b的取值范围; ②比较的大小.
14.(抽象函数型)(14分)已知是定义在区间上的奇函数,且,若,时,有。
(1)解不等式;
(2)若对所有、恒成立。求实数的取值范围。
参答
(一)
(二)综合大题:
1.(分式型)已知函数
(Ⅰ)当时求函数的最小值;
(Ⅱ)若对任意恒成立,试求实数的取值范围。
解:(Ⅰ)当a=时,f(x)==x+,x∈[1,+∞)
∵ f(x)在[1,+∞)上单调递增, ∴ 当x=1时f(x)的最小值为.
(Ⅱ)当任意x∈[1,+∞)时,函数f(x)=>0恒成立不等式x2+2x+a>0对 x∈[1,+∞)恒成立。
由x2+2x+a>0,得 a>-x2-2x,
令g(x)= -x2-2x=-(x+1)2+1 ,则g(x)在 [1,+∞)上递减,
∴当x=1是g(x)最大=-3,因此 ,a>-3
2.(三次型)(14分)设函数的图象在点处的切线的斜率为,且函数为偶函数.若函数满足下列条件:①;②对一切实数,不等式恒成立.
(Ⅰ)求函数的表达式;
(Ⅱ)求证:.
(Ⅰ)解:由已知得:. ……………1分
由为偶函数,得为偶函数,
显然有. …2分 又,所以,即.……3分
又因为对一切实数恒成立,
即对一切实数,不等式恒成立. …………4分
显然,当时,不符合题意. …………5分
当时,应满足 注意到 ,解得. …7分 所以. ……8分
(Ⅱ)证明:因为,所以.………9分
要证不等式成立,
即证. …………10分
因为, ………12分
所以.
所以成立. ……………14分
3.(对数函数+一次函数型)(本小题满分14分)设函数
(Ⅰ)求函数的极值点;
(Ⅱ)当p>0时,若对任意的x>0,恒有,求p的取值范围;
(Ⅲ)证明:.
解:(1),
…………2分
当 上无极值点 …………3分
当p>0时,令的变化情况如下表:
x (0,)
+ 0 -
↗ 极大值 ↘
从上表可以看出:当p>0 时,有唯一的极大值点 ……………7分
(Ⅱ)当p>0时在处取得极大值,此极大值也是最大值,
要使恒成立,只需, ∴
∴p的取值范围为[1,+∞ …………………10分
(Ⅲ)令p=1,由(Ⅱ)知,
∴,
∴ …………11分

…………12分
∴结论成立 …………………14分
(含参单调性讨论)14分)已知()
(Ⅰ)讨论的单调性;
(Ⅱ)证明:(,,其中无理数).
21、【解】(Ⅰ)
当时,由得
∴在单调递增,在单调递减。
当且的判别式,即时,对恒成立。
∴在上单调递减。
当时,由得:
解得:
由可得:或
∴在上单调递增,在上单调递减。
综上所述:当时,在单调递增,在单调递减;
当时,在上单调递增,
在上单调递减;
当时,在上单调递减。
(Ⅱ)由(Ⅰ)当时,在上单调递减。
当时
∴,即

设,函数.
(1) 若,求曲线在处的切线方程;
(2) 若无零点,求实数的取值范围;
(3) 若有两个相异零点,求证: .
20.(本题满分14分)
解:方法一在区间上,. ……………………1分
(1)当时,,则切线方程为,即 …………3分
(2)①若,则,是区间上的增函数,
,,
,函数在区间有唯一零点. …………6分
②若,有唯一零点. …………7分
③若,令得: .
在区间上, ,函数是增函数;
在区间上, ,函数是减函数;
故在区间上, 的极大值为.
由即,解得:.
故所求实数a的取值范围是. …………9分
方法二、函数无零点方程即在上无实数解 …………4分
令,则
由即得: …………6分
在区间上, ,函数是增函数;
在区间上, ,函数是减函数;
故在区间上, 的极大值为. …………7分
注意到时,;时;时,
故方程在上无实数解.
即所求实数a的取值范围是. …………9分
[注:解法二只说明了的值域是,但并没有证明.
(3) 设
,
原不等式
令,则,于是. …………12分
设函数,
求导得:
故函数是上的增函数,
即不等式成立,故所证不等式成立. ……………………14分
4.(对数+二次函数型)(本题满分14分) 设函数,其中为常数。
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)证明:对任意不小于的正整数,不等式都成立。
解:(1)当时,函数,
此时有惟一极小值点, ……… 3分
则当时,,所以在上为减函数,
当时,,所以在上为增函数。…… 5分
(2)由(1)知时,函数,有惟一极小值点,
且时,,所以在上为减函数。
因为当时,,所以恒有,……8分
即恒有。所以当时恒有成立。…… 10分
令函数,则,
所以当时,,又在处连续,所以时为增函数。…… 12分
因为当时,,所以,即,
所以,
综上可知,当时不等式都成立 ……………… 14分。
(本小题满分14分)(理)设函数,其中
(Ⅰ)当判断在上的单调性.
(Ⅱ)讨论 的极值点.
解:(理)由题设函数定义域是,…………………………………………1分
函数………………①
………………………………………………2分
(Ⅰ).当时,①式的的,
,又
     ………………………………………………4分
在上的单调递增. ………………………………………………5分
(Ⅱ).
当时,由(Ⅰ)知,
在上的单调递增,故无极值点.……………………………7分
当时,由解得,此时
当或时,
当时,
………………………………………………8分
当时,,,
时,,

在上单减,在上单增,
为极小值点,无极大值点.………………………………10分
当时,,,
当或时,
时,
在上单减,在和上单增,
为极大值点,为极小值点.……………12分
综上,时,为极小值点,无极大值点;时,为极大值点,为极小值点;时,无极值点.              ………………………………………………14分
5.(对数+分式型)(本题满分14分)已知函数.
(1)若函数在上是增函数,求实数的取值范围;
(2)若函数在上的最小值为3,求实数的值.
(本题满分14分)解:(1)∵,∴.
∵在上是增函数,
∴≥0在上恒成立,即≤在上恒成立.
令,则≤.
∵在上是增函数,∴.∴≤1.所以实数的取值范围为.
(2)由(1)得,.
①若,则,即在上恒成立,此时在上是增函数.
所以,解得(舍去).
②若,令,得.当时,,所以在上是减函数,当时,,所以在上是增函数.
所以,解得(舍去).
③若,则,即在上恒成立,此时在上是减函数.
所以,所以.
综上所述,.
已知函数的图象在点(为自然对数的底数)处的切线斜率为3.
⑴求实数的值;
⑵若,且对任意恒成立,求的最大值。
21.(1)解:因为,所以.
因为函数的图像在点处的切线斜率为3,
所以,即.
所以.
(2)解:由(1)知,,
所以对任意恒成立,即对任意恒成立.
令,
则,
令,
则,
所以函数在上单调递增.
因为,
所以方程在上存在唯一实根,且满足.
当,即,当,即,
所以函数在上单调递减,在上单调递增.
所以

所以.
故整数的最大值是3.
6.(14分)已知函数,,
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)若恒成立,求实数的值;
(Ⅲ)设()有两个极值点、 ( HYPERLINK "http://www." EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 ),
求实数的取值范围,并证明:.
(14分)解:(Ⅰ)G(x) , HYPERLINK "http://www." EMBED Equation.DSMT4
在上递减,在上递增
………………………3分
(Ⅱ)
所以 HYPERLINK "http://www." EMBED Equation.3 的必要条件是,得 HYPERLINK "http://www." ………………………5分
当时,由(1)知恒成立。 所以 ……………6分
(Ⅲ),
,有两个极值点、等价于
方程在上有两个不等的正根
得 ………………………9分
(方法1)由得, ()
设,
得, HYPERLINK "http://www." EMBED Equation.3
所以 ……………………14分
(方法2)由得,又
所以

所以
所以 ………………………………………14分
7.(对数+对勾型)(本小题满分14分)
已知函数R, .
(1) 求函数的单调区间;
(2) 若关于的方程为自然对数的底数)只有一个实数根, 求的值.
(1)解: 函数的定义域为.
∴.
① 当, 即时, 得,则.
∴函数在上单调递增. ……2分
② 当, 即时, 令 得,
解得.
(ⅰ) 若, 则.
∵, ∴,∴函数在上单调递增. …… 4分
(ⅱ)若,则时, ;
时, ,
∴函数在区间上单调递减, 在区间上单调递增.
综上所述, 当时, 函数的单调递增区间为; …… 6分
当时, 的减区间为, 增区间为. … 8分
(2) 解: 由, 得, 化为.
令, 则.令, 得.
当时, ; 当时, .
∴函数在区间上单调递增, 在区间上单调递减.
∴当时, 函数取得最大值, 其值为. …… 10分
而函数,
当时, 函数取得最小值, 其值为. …… 12分
∴ 当, 即时, 方程只有一个根. …… 14分
(本题满分14分) 设函数,其中为常数。
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)证明:对任意不小于的正整数,不等式都成立。
解:(1)当时,函数,
此时有惟一极小值点, ……… 3分
则当时,,所以在上为减函数,
当时,,所以在上为增函数。…… 5分
(2)由(1)知时,函数,有惟一极小值点,
且时,,所以在上为减函数。
因为当时,,所以恒有,……8分
即恒有。所以当时恒有成立。…… 10分
令函数,则,
所以当时,,又在处连续,所以时为增函数。…… 12分
因为当时,,所以,即,
所以,
综上可知,当时不等式都成立 ……………… 14分。
(本小题满分14分)已知函数,在点处的切线方程是(e为自然对数的底)。
(1)求实数的值及的解析式;
(2)若是正数,设,求的最小值;
(3)若关于x的不等式对一切恒成立,求实数的取值范围.
(本小题满分14分)解:(1)依题意有……1分
;……3分
故实数……4分
(2), 的定义域为;……………5分
……………6分
……………8分
增函数减函数
……………10分
(3)
由(2)知
…………11分
对一切恒成立
…………13分
故实数的取值范围.…………14分
8.(本小题满分14分)已知函数,在点处的切线方程是(e为自然对数的底)。
(1)求实数的值及的解析式;
(2)若是正数,设,求的最小值;
(3)若关于x的不等式对一切恒成立,求实数的取值范围.
(本小题满分14分)解:(1)依题意有……1分
;……3分
故实数……4分
(2), 的定义域为;……………5分
……………6分
……………8分
增函数减函数
……………10分
(3)
由(2)知
…………11分
对一切恒成立
…………13分
故实数的取值范围.…………14分
(三次函数+对数函数)设命题:函数在区间上单调递减;命题:函数的值域是.如果命题为真命题,为假命题,求的取值范围.
16、解:
          
由题意P和q有且只有一个是真命题
综上所述:         
(三次函数+对数函数)已知函数,直线与的图象相切.
(1)求实数a的值;
(2)若方程上有且仅有两个解;
①求实数b的取值范围; ②比较的大小.
20、解:(1)设切点,
(2)令
则有
已知,
上递增.
①依题意有: 解得
②依题意有
(抽象函数)(14分)已知是定义在区间上的奇函数,且,若,时,有。
(1)解不等式;
(2)若对所有、恒成立。求实数的取值范围。
19、解:(1)任取,且,则(4分)
,,(5分)
即不等式的解集为(7分)
(2)由于,,。
即:。
所以。10分
把由
(13分)
(14分)
(本小题满分14分)已知函数,在点处的切线方程是(e为自然对数的底)。
(1)求实数的值及的解析式;
(2)若是正数,设,求的最小值;
(3)若关于x的不等式对一切恒成立,求实数的取值范围.
(本小题满分14分)解:(1)依题意有……1分
;……3分
故实数……4分
(2), 的定义域为;……………5分
……………6分
……………8分
增函数减函数
……………10分
(3)
由(2)知
…………11分
对一切恒成立
…………13分
故实数的取值范围.…………14分

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