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導(dǎo)數(shù)中的隱零點(diǎn)問(wèn)題(高階拓展)(核心考點(diǎn)精講精練)1.4年真題考點(diǎn)分布4年考情考題示例考點(diǎn)分析關(guān)聯(lián)考點(diǎn)2020年新I卷,第21題,12分導(dǎo)數(shù)中的隱零點(diǎn)問(wèn)題不等式恒成立問(wèn)題2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的載體內(nèi)容,設(shè)題穩(wěn)定,難度較大,分值為12分【備考策略】1能用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)基本問(wèn)題2掌握函數(shù)零點(diǎn)存在性定理及其應(yīng)用3能設(shè)而不求進(jìn)行隱零點(diǎn)的相關(guān)替換求值或范圍【命題預(yù)測(cè)】零點(diǎn)問(wèn)題是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題,隱零點(diǎn)的代換與估計(jì)問(wèn)題是函數(shù)零點(diǎn)中常見(jiàn)的問(wèn)題之一,其源于含指對(duì)函數(shù)的方程無(wú)精確解,這樣我們只能得到存在性之后去估計(jì)大致的范圍,高考中曾多次考查隱零點(diǎn)代換與估計(jì),所以本節(jié)我們做一個(gè)專門的分析與討論,方便學(xué)生高考綜合復(fù)習(xí)知識(shí)講解在求解導(dǎo)數(shù)問(wèn)題時(shí),我們一般對(duì)函數(shù)的零點(diǎn)設(shè)而不求,通過(guò)一種整體代換和過(guò)渡,再結(jié)合題目條件最終解決問(wèn)題,我們稱這類問(wèn)題為“隱零點(diǎn)問(wèn)題”.解題步驟第1步:用零點(diǎn)存在性定理判定導(dǎo)函數(shù)零點(diǎn)的存在性,列出零點(diǎn)方程,并結(jié)合的單調(diào)性得到零點(diǎn)的范圍;第2步:以零點(diǎn)為分界點(diǎn),說(shuō)明導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),進(jìn)而得到的最值表達(dá)式;第3步:將零點(diǎn)方程適當(dāng)變形,整體代入最值式子進(jìn)行化簡(jiǎn):(1)要么消除最值式中的指對(duì)項(xiàng)(2)要么消除其中的參數(shù)項(xiàng);從而得到最值式的估計(jì).2.隱零點(diǎn)的同構(gòu)實(shí)際上,很多隱零點(diǎn)問(wèn)題產(chǎn)生的原因就是含有指對(duì)項(xiàng),而這類問(wèn)題由往往具有同構(gòu)特征,所以下面我們看到的這兩個(gè)問(wèn)題,它的隱零點(diǎn)代換則需要同構(gòu)才能做出,否則,我們可能很難找到隱零點(diǎn)合適的代換化簡(jiǎn)方向.我們看下面兩例:一類同構(gòu)式在隱零點(diǎn)問(wèn)題中的應(yīng)用:原理分析所以在解決形如,這些常見(jiàn)的代換都是隱零點(diǎn)中常見(jiàn)的操作.考點(diǎn)一、隱零點(diǎn)綜合問(wèn)題1.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積;(2)若不等式恒成立,求a的取值范圍.2.證明3.求的極值4.已知函數(shù),若,求的取值范圍.1.已知函數(shù),當(dāng)且時(shí),不等式在上恒成立,求的最大值.2.已知函數(shù)對(duì)任意的恒成立,其中實(shí)數(shù),求的取值范圍.3.(2023·遼寧葫蘆島·統(tǒng)考二模)已知函數(shù),且.(1)求a;(2)證明:存在唯一的極大值點(diǎn),且.4.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)在處取得極小值.(1)求實(shí)數(shù)的值;(2)當(dāng)時(shí),證明:.5.(2023·內(nèi)蒙古赤峰·赤峰二中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).(1)若,求的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),證明:在,上各有一個(gè)零點(diǎn),且這兩個(gè)零點(diǎn)互為倒數(shù).【能力提升】1.(2023·遼寧丹東·統(tǒng)考二模)已知為函數(shù)的極值點(diǎn).(1)求;(2)證明:當(dāng)時(shí),.2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知,函數(shù),是的導(dǎo)函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求證:存在唯一的,使得;(2)若存在實(shí)數(shù)a,b,使得恒成立,求的最小值.3.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上有兩個(gè)極值點(diǎn),,且.(1)求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(2)證明:當(dāng)時(shí),.4.(2023春·福建廈門·高二福建省廈門第二中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(x)=-ln(x+m).(1)設(shè)x=0是f(x)的極值點(diǎn),求m,并討論f(x)的單調(diào)性;(2)當(dāng)m≤2時(shí),證明f(x)>0.5.(2023春·四川宜賓·高三四川省宜賓市第四中學(xué)校??奸_(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù),求:(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)當(dāng)時(shí),總有,求整數(shù)的最小值.6.(2022秋·福建莆田·高二莆田一中??计谥校┰O(shè)函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),記,是否存在整數(shù),使得關(guān)于x的不等式有解?若存在,請(qǐng)求出的最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.(參考數(shù)據(jù):)7.(2021·江西撫州·高三臨川一中??茧A段練習(xí))已知函數(shù),.(1)若,討論函數(shù)在定義域內(nèi)的極值點(diǎn)個(gè)數(shù);(2)若,函數(shù)在上恒成立,求整數(shù)的最大值.8.(2021秋·四川成都·高三雙流中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù).(1)求函數(shù)在處的切線方程(2)證明:在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn);(3)若對(duì)于任意的,都有,求整數(shù)的最大值.9.(2022春·浙江舟山·高三浙江省普陀中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)(其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的極值;(2)若函數(shù)在有唯一零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)若不等式對(duì)任意的恒成立,求整數(shù)的最大值.10.(2021·黑龍江哈爾濱·哈爾濱市第六中學(xué)校??级#┮阎瘮?shù)在點(diǎn)處的切線過(guò)點(diǎn).(1)求實(shí)數(shù)的值,并求出函數(shù)單調(diào)區(qū)間;(2)若整數(shù)使得在上恒成立,求的最大值.
導(dǎo)數(shù)中的隱零點(diǎn)問(wèn)題(高階拓展)(核心考點(diǎn)精講精練)1.4年真題考點(diǎn)分布4年考情考題示例考點(diǎn)分析關(guān)聯(lián)考點(diǎn)2020年新I卷,第21題,12分導(dǎo)數(shù)中的隱零點(diǎn)問(wèn)題不等式恒成立問(wèn)題2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】本節(jié)內(nèi)容是新高考卷的載體內(nèi)容,設(shè)題穩(wěn)定,難度較大,分值為12分【備考策略】1能用導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)基本問(wèn)題2掌握函數(shù)零點(diǎn)存在性定理及其應(yīng)用3能設(shè)而不求進(jìn)行隱零點(diǎn)的相關(guān)替換求值或范圍【命題預(yù)測(cè)】零點(diǎn)問(wèn)題是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題,隱零點(diǎn)的代換與估計(jì)問(wèn)題是函數(shù)零點(diǎn)中常見(jiàn)的問(wèn)題之一,其源于含指對(duì)函數(shù)的方程無(wú)精確解,這樣我們只能得到存在性之后去估計(jì)大致的范圍,高考中曾多次考查隱零點(diǎn)代換與估計(jì),所以本節(jié)我們做一個(gè)專門的分析與討論,方便學(xué)生高考綜合復(fù)習(xí)知識(shí)講解在求解導(dǎo)數(shù)問(wèn)題時(shí),我們一般對(duì)函數(shù)的零點(diǎn)設(shè)而不求,通過(guò)一種整體代換和過(guò)渡,再結(jié)合題目條件最終解決問(wèn)題,我們稱這類問(wèn)題為“隱零點(diǎn)問(wèn)題”.解題步驟第1步:用零點(diǎn)存在性定理判定導(dǎo)函數(shù)零點(diǎn)的存在性,列出零點(diǎn)方程,并結(jié)合的單調(diào)性得到零點(diǎn)的范圍;第2步:以零點(diǎn)為分界點(diǎn),說(shuō)明導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),進(jìn)而得到的最值表達(dá)式;第3步:將零點(diǎn)方程適當(dāng)變形,整體代入最值式子進(jìn)行化簡(jiǎn):(1)要么消除最值式中的指對(duì)項(xiàng)(2)要么消除其中的參數(shù)項(xiàng);從而得到最值式的估計(jì).2.隱零點(diǎn)的同構(gòu)實(shí)際上,很多隱零點(diǎn)問(wèn)題產(chǎn)生的原因就是含有指對(duì)項(xiàng),而這類問(wèn)題由往往具有同構(gòu)特征,所以下面我們看到的這兩個(gè)問(wèn)題,它的隱零點(diǎn)代換則需要同構(gòu)才能做出,否則,我們可能很難找到隱零點(diǎn)合適的代換化簡(jiǎn)方向.我們看下面兩例:一類同構(gòu)式在隱零點(diǎn)問(wèn)題中的應(yīng)用:原理分析所以在解決形如,這些常見(jiàn)的代換都是隱零點(diǎn)中常見(jiàn)的操作.考點(diǎn)一、隱零點(diǎn)綜合問(wèn)題1.(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積;(2)若不等式恒成立,求a的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出在點(diǎn)切線方程,即可得到坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo),最后根據(jù)三角形面積公式得結(jié)果;(2)方法一:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,當(dāng)a=1時(shí),由得,符合題意;當(dāng)a>1時(shí),可證,從而存在零點(diǎn),使得,得到,利用零點(diǎn)的條件,結(jié)合指數(shù)對(duì)數(shù)的運(yùn)算化簡(jiǎn)后,利用基本不等式可以證得恒成立;當(dāng)時(shí),研究.即可得到不符合題意.綜合可得a的取值范圍.【詳解】(1),,.,∴切點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1+e),∴函數(shù)在點(diǎn)(1,f(1)處的切線方程為,即,切線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo)分別為,∴所求三角形面積為.(2)[方法一]:通性通法,,且.設(shè),則∴g(x)在上單調(diào)遞增,即在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,∴,∴成立.當(dāng)時(shí),,,,∴存在唯一,使得,且當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),,,因此>1,∴∴恒成立;當(dāng)時(shí),∴不是恒成立.綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍是[1,+∞).[方法二]【最優(yōu)解】:同構(gòu)由得,即,而,所以.令,則,所以在R上單調(diào)遞增.由,可知,所以,所以.令,則.所以當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.所以,則,即.所以a的取值范圍為.[方法三]:換元同構(gòu)由題意知,令,所以,所以.于是.由于,而在時(shí)為增函數(shù),故,即,分離參數(shù)后有.令,所以.當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.所以當(dāng)時(shí),取得最大值為.所以.[方法四]:因?yàn)槎x域?yàn)椋遥?,即.令,則,所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增.因?yàn)椋詴r(shí),有,即.下面證明當(dāng)時(shí),恒成立.令,只需證當(dāng)時(shí),恒成立.因?yàn)椋栽趨^(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,則.因此要證明時(shí),恒成立,只需證明即可.由,得.上面兩個(gè)不等式兩邊相加可得,故時(shí),恒成立.當(dāng)時(shí),因?yàn)?,顯然不滿足恒成立.所以a的取值范圍為.【整體點(diǎn)評(píng)】(2)方法一:利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,求出其最小值,由即可求出,解法雖稍麻煩,但是此類題,也是本題的通性通法;方法二:利用同構(gòu)思想將原不等式化成,再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性以及分離參數(shù)法即可求出,是本題的最優(yōu)解;方法三:通過(guò)先換元,令,再同構(gòu),可將原不等式化成,再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性以及分離參數(shù)法求出;方法四:由特殊到一般,利用可得的取值范圍,再進(jìn)行充分性證明即可.2.證明證明:要證明左邊大于右邊,只需證明左邊的最小值大于右邊即可然后求導(dǎo),單增,,因此存在零點(diǎn),有一個(gè)極小值設(shè)的零點(diǎn)為(1),兩邊同時(shí)取自然對(duì)數(shù),(2)將(1)、(2)帶入,得,證畢3.求的極值解:存在一個(gè)零點(diǎn)設(shè)的零點(diǎn)為令,即極小值為4.已知函數(shù),若,求的取值范圍.解:記,依題意,恒成立,求導(dǎo)得,令,則在上單調(diào)遞增,又,則,使得,即成立,則當(dāng)單調(diào)遞減;當(dāng)單調(diào)遞增,,由,得,于是得,當(dāng)時(shí),令,有在上單調(diào)遞減,而在上單調(diào)遞增,即有函數(shù)在上單調(diào)遞減,于是得函數(shù)在上單調(diào)遞減,則當(dāng)時(shí),,不合題意;當(dāng)且時(shí),由(1)中知,,有,從而,由吅,因此滿足,又在上單調(diào)遞增,則有,而,所以實(shí)數(shù)的取值范困是.1.已知函數(shù),當(dāng)且時(shí),不等式在上恒成立,求的最大值.解:依題分離參數(shù)得:,令,則,令.則在上遞增,,存在,使.即,當(dāng)時(shí),;當(dāng).2.已知函數(shù)對(duì)任意的恒成立,其中實(shí)數(shù),求的取值范圍.解:由已知得由得在上遞增,又,而,所以存在,使得得.當(dāng)時(shí),遞減;當(dāng)時(shí),遞增:故得,又因?yàn)樵谏线f增,且,,由得.3.(2023·遼寧葫蘆島·統(tǒng)考二模)已知函數(shù),且.(1)求a;(2)證明:存在唯一的極大值點(diǎn),且.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)令且,討論、研究單調(diào)性,求其最小值,結(jié)合恒成立,利用導(dǎo)數(shù)研究恒成立求參數(shù)即可;(2)利用導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性、極值情況,依據(jù)單調(diào)性證極大值的范圍.【詳解】(1)由恒成立,令且,①當(dāng)時(shí),(舍);②當(dāng)時(shí),,在上,遞減,在上,遞增,令,,在上,遞增,在上,遞減,所以,則.(2)由(1)知:,所以,則,令,則,在上,則遞減,在上,則遞增,,,有兩個(gè)根,圖象如下,
∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,∴存在唯一極大值為,又,所以,令,在上,故單調(diào)遞增.,故,且為極大值,所以,,所以.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:第一問(wèn),討論參數(shù)并應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究且最小值,根據(jù)不等式恒成立確定參數(shù)值;第二問(wèn),導(dǎo)數(shù)研究極值點(diǎn)分布,進(jìn)而證極大值的范圍.4.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)在處取得極小值.(1)求實(shí)數(shù)的值;(2)當(dāng)時(shí),證明:.【答案】(1),(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)函數(shù)極值點(diǎn)與極值,求導(dǎo)數(shù)代入計(jì)算,即可得的值;(2)設(shè),求,確定導(dǎo)函數(shù)的單調(diào)性與取值情況,即可得的取值情況,從而得結(jié)論.【詳解】(1),由題意知,則,即,由,知,即.(2)由(1)得,設(shè),則.設(shè),則在上單調(diào)遞增,且,所以存在唯一,使得,即.當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增..設(shè),則,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,所以,所以,故當(dāng)時(shí),.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:證明函數(shù)不等式的常用的方法:(1)構(gòu)造差函數(shù)法:構(gòu)造差函數(shù),求導(dǎo),判斷函數(shù)單調(diào)性,從而得函數(shù)最值,讓最值與比較大小即可得答案;(2)分離函數(shù)法:確定中間函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)分別證明,,即可證明結(jié)論;(3)放縮法:利用不等式對(duì)所證不等式進(jìn)行放縮,證明放縮后的不等式成立,即可得結(jié)論.5.(2023·內(nèi)蒙古赤峰·赤峰二中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).(1)若,求的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),證明:在,上各有一個(gè)零點(diǎn),且這兩個(gè)零點(diǎn)互為倒數(shù).【答案】(1)單調(diào)增區(qū)間為(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)首先求出的定義域,由設(shè),,由的單調(diào)性,得出,得出,即可得出的單調(diào)性;(2)利用導(dǎo)數(shù)判斷原函數(shù)的單調(diào)性和零點(diǎn),并將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為證明等于零即可.【詳解】(1),定義域?yàn)?,,設(shè),,則,令,得,當(dāng),,則在上單調(diào)遞減,當(dāng),,則在上單調(diào)遞增,所以,所以,故的單調(diào)增區(qū)間為.(2),構(gòu)建,則,令,解得;令,解得;則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,若,則,且當(dāng)x趨近于或時(shí),均趨近于,如圖所示:
所以在,內(nèi)均存在一個(gè)零點(diǎn),設(shè)為,當(dāng)或時(shí),;當(dāng)時(shí),;即當(dāng)或時(shí),;當(dāng)時(shí),;所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,由于,則,且當(dāng)x趨近于時(shí),均趨近于,當(dāng)x趨近于時(shí),均趨近于,所以在,上各有一個(gè)零點(diǎn),設(shè)為函數(shù)在的零點(diǎn),要證在和上各有一個(gè)零點(diǎn),且這兩個(gè)零點(diǎn)互為倒數(shù),只需證明,已知所以,所以當(dāng)時(shí),在,上各有一個(gè)零點(diǎn),且這兩個(gè)零點(diǎn)互為倒數(shù).【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)的相關(guān)問(wèn)題,利用導(dǎo)數(shù)和數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想來(lái)求解.這類問(wèn)題求解的通法是:(1)構(gòu)造函數(shù),這是解決此類題的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn),并求其定義域;(2)求導(dǎo)數(shù),得單調(diào)區(qū)間和極值點(diǎn);(3)數(shù)形結(jié)合,挖掘隱含條件,確定函數(shù)圖象與x軸的交點(diǎn)情況進(jìn)而求解.【能力提升】1.(2023·遼寧丹東·統(tǒng)考二模)已知為函數(shù)的極值點(diǎn).(1)求;(2)證明:當(dāng)時(shí),.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),依題意,即可求出的值,再檢驗(yàn)即可;(2)設(shè),求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),即可得到,再由零點(diǎn)存在性定理得到存在唯一,使,即可得到的單調(diào)性,再結(jié)合特殊值,即可證明.【詳解】(1)定義域?yàn)?,,由,解得,若時(shí),則,當(dāng)時(shí),,即在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,即在上單調(diào)遞減,所以在處取得極大值,符合題意,因此.(2)設(shè),則,又,因?yàn)?,,所以存在唯一,使,且?dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減.由得,所以,因此當(dāng)時(shí),,而,于是當(dāng)時(shí),.2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知,函數(shù),是的導(dǎo)函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求證:存在唯一的,使得;(2)若存在實(shí)數(shù)a,b,使得恒成立,求的最小值.【答案】(1)證明見(jiàn)解析(2)【分析】(1)求出,即可得到的單調(diào)性,再根據(jù)零點(diǎn)存在性定理判斷即可;(2)分、和三種情況討論,當(dāng)時(shí),由(1)可得的最小值為,則,從而得到,令,,利用導(dǎo)數(shù)說(shuō)明函數(shù)的單調(diào)性,即可求出的最小值,即可得解;【詳解】(1)證明:∵,,當(dāng)時(shí),,∴函數(shù)在上的單調(diào)遞增,又,,∴存在唯一的,使得.(2)解:當(dāng)時(shí),則當(dāng)時(shí),,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,且當(dāng)時(shí),,這與矛盾;當(dāng),由,得,∴;當(dāng),由(1)知當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,∴的最小值為,其中滿足,故且,∵恒成立,∴,即,于是,記,,則,由得,即函數(shù)在上單調(diào)時(shí)遞減,由得,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,∴,綜上得的最小值為,此時(shí).3.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知函數(shù)在上有兩個(gè)極值點(diǎn),,且.(1)求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(2)證明:當(dāng)時(shí),.【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)根據(jù)題意得方程在上有兩不等實(shí)根,進(jìn)而結(jié)合二次函數(shù)零點(diǎn)分布求解即可;(2)根據(jù)題意得,進(jìn)而得,再構(gòu)造函數(shù),研究單調(diào)性得在單調(diào)遞增,進(jìn)而.【詳解】(1)解:∵,∴,∵函數(shù)在上有兩個(gè)極值點(diǎn),且∴由題意知方程在上有兩不等實(shí)根,設(shè),其圖像的對(duì)稱軸為直線,故有,解得所以,實(shí)數(shù)a的取值范圍是.(2)證明:由題意知是方程的較大的根,故,由于,∴,∴.設(shè),,,∴在單調(diào)遞增,∴,即成立.∴不等式成立,證畢.4.(2023春·福建廈門·高二福建省廈門第二中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)f(x)=-ln(x+m).(1)設(shè)x=0是f(x)的極值點(diǎn),求m,并討論f(x)的單調(diào)性;(2)當(dāng)m≤2時(shí),證明f(x)>0.【答案】(1)在上是減函數(shù);在上是增函數(shù)(2)見(jiàn)解析【詳解】(1).由x=0是f(x)的極值點(diǎn)得f'(0)=0,所以m=1.于是f(x)=ex-ln(x+1),定義域?yàn)?-1,+∞),.函數(shù)在(-1,+∞)上單調(diào)遞增,且f'(0)=0,因此當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),f'(x)<0;當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f'(x)>0.所以f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增.(2)當(dāng)m≤2,x∈(-m,+∞)時(shí),ln(x+m)≤ln(x+2),故只需證明當(dāng)m=2時(shí),f(x)>0.當(dāng)m=2時(shí),函數(shù)在(-2,+∞)上單調(diào)遞增.又f'(-1)<0,f'(0)>0,故f'(x)=0在(-2,+∞)上有唯一實(shí)根,且.當(dāng)時(shí),f'(x)<0;當(dāng)時(shí),f'(x)>0,從而當(dāng)時(shí),f(x)取得最小值.由f'(x0)=0得=,,故.綜上,當(dāng)m≤2時(shí),f(x)>0.5.(2023春·四川宜賓·高三四川省宜賓市第四中學(xué)校??奸_(kāi)學(xué)考試)已知函數(shù),求:(1)當(dāng)時(shí),求曲線在點(diǎn)處的切線方程;(2)當(dāng)時(shí),總有,求整數(shù)的最小值.【答案】(1)(2)-3【分析】(1)先對(duì)函數(shù)求導(dǎo),計(jì)算出斜率,再用點(diǎn)斜式即可;(2)分離參數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),在點(diǎn)處的切線方程為即(2)由題意,,即,即,又,恒成立.令,令,則恒成立.在上遞減,,使,即,則,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),因?yàn)?,且,,即整?shù)k的最小值為-3【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于零點(diǎn)不可求問(wèn)題,可以設(shè)而不求,整體替換從而求出范圍。6.(2022秋·福建莆田·高二莆田一中??计谥校┰O(shè)函數(shù).(1)求函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間;(2)當(dāng)時(shí),記,是否存在整數(shù),使得關(guān)于x的不等式有解?若存在,請(qǐng)求出的最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.(參考數(shù)據(jù):)【答案】(1)答案見(jiàn)解析(2)存在,的最小值為0【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),就的不同取值可求的解,從而可得函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間.(2)利用導(dǎo)數(shù)結(jié)合虛設(shè)零點(diǎn)可求,從而可得整數(shù)的最小值.【詳解】(1)因?yàn)?,所以,①?dāng)時(shí),由,解得;②當(dāng)時(shí),由,解得;③當(dāng)時(shí),由,解得;④當(dāng)時(shí),由,解得;⑤當(dāng)時(shí),由,解得,綜上所述,當(dāng)時(shí),的增區(qū)間為;當(dāng)時(shí),的增區(qū)間為;時(shí),的增區(qū)間為.(2)當(dāng)時(shí),,所以,而,因?yàn)榫鶠樯系脑龊瘮?shù),故為上的增函數(shù),而,,故在上有且只有一個(gè)零點(diǎn),且且時(shí),;當(dāng)時(shí),,故在上為減函數(shù),在上為增函數(shù),故,因?yàn)?,所以,所以,而整?shù),使得關(guān)于x的不等式有解,故,故存在整數(shù)滿足題意,且的最小值為0.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值時(shí),如果導(dǎo)數(shù)的零點(diǎn)不易求得,則可以虛設(shè)零點(diǎn),利用零點(diǎn)滿足的關(guān)系式化簡(jiǎn)最值,從而得到最值的范圍或符號(hào).7.(2021·江西撫州·高三臨川一中??茧A段練習(xí))已知函數(shù),.(1)若,討論函數(shù)在定義域內(nèi)的極值點(diǎn)個(gè)數(shù);(2)若,函數(shù)在上恒成立,求整數(shù)的最大值.【答案】(1)答案見(jiàn)解析;(2)最大值為3.【分析】(1)求,計(jì)算方程的,分別討論和時(shí)的單調(diào)性,由單調(diào)性可得極值點(diǎn)的個(gè)數(shù);(2)先求出,再計(jì)算,再構(gòu)造函數(shù),利用的單調(diào)性以零點(diǎn)存在定理可判斷的單調(diào)性,進(jìn)而可得的最小值,只需,再結(jié)合是整數(shù)即可求解.【詳解】(1)的定義域?yàn)椋磺?,因?yàn)榉匠痰?,①?dāng),即時(shí),恒成立,此時(shí)對(duì)于恒成立,所以在上單調(diào)遞增,故極值點(diǎn)個(gè)數(shù)為;②當(dāng),即時(shí),設(shè)方程的兩根分別為和,則,,所以,,設(shè),則,,由即可得:或,由即可得:所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,故極值點(diǎn)個(gè)數(shù)為2;綜上所述,當(dāng)時(shí),極值點(diǎn)個(gè)數(shù)為,當(dāng)時(shí),極值點(diǎn)個(gè)數(shù)為2.(2)時(shí),,則,令,則,所以在上單調(diào)遞增,而,,所以存在,使,即,故,當(dāng)時(shí),,;當(dāng)時(shí),,;即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以的最小值為,所以,因?yàn)椋吹淖畲笾禐?.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:由不等式恒成立(或能成立)求參數(shù)時(shí),(1)可對(duì)不等式變形,分離參數(shù),根據(jù)分離參數(shù)后的結(jié)果,構(gòu)造函數(shù),由導(dǎo)數(shù)的方法求出函數(shù)的最值,進(jìn)而可求出結(jié)果;(2)可根據(jù)不等式,直接構(gòu)成函數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的方法,利用分類討論求函數(shù)的最值,即可得出結(jié)果.8.(2021秋·四川成都·高三雙流中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù).(1)求函數(shù)在處的切線方程(2)證明:在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn);(3)若對(duì)于任意的,都有,求整數(shù)的最大值.【答案】(1)y=-1;(2)見(jiàn)解析;(3)3﹒【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可切線;(2)先利用導(dǎo)數(shù)證明在上單調(diào)遞增,再結(jié)合零點(diǎn)存在定理,得證;(3)參變分離得,令,原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求在上的最小值,結(jié)合(2)中結(jié)論和隱零點(diǎn)的思維,即可得解.【詳解】(1),,,,在處的切線為;(2)證明:,,當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞增,(3),(4),在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn).(3),且,,令,則,,由(2)知,在上單調(diào)遞增,且在區(qū)間內(nèi)存在唯一的零點(diǎn),設(shè)該零點(diǎn)為,則,故當(dāng)時(shí),,即,在上單調(diào)遞減,當(dāng),時(shí),,即,在,上單調(diào)遞增,,,故整數(shù)的最大值為3.【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn),以及不等式問(wèn)題,考查轉(zhuǎn)化與劃歸思想,邏輯推理能力和運(yùn)算能力,屬于中檔題.9.(2022春·浙江舟山·高三浙江省普陀中學(xué)??茧A段練習(xí))已知函數(shù)(其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的極值;(2)若函數(shù)在有唯一零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)若不等式對(duì)任意的恒成立,求整數(shù)的最大值.【答案】(1)極小值為,無(wú)極大值;(2);(3).【分析】(1)利
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