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2024-2025學(xué)年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義(新高考)第05講利用導(dǎo)數(shù)研究不等式能成立(有解)問題(知識(shí)+真題+5類高頻考點(diǎn))(精講)(學(xué)生版+解析)

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2024-2025學(xué)年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義(新高考)第05講利用導(dǎo)數(shù)研究不等式能成立(有解)問題(知識(shí)+真題+5類高頻考點(diǎn))(精講)(學(xué)生版+解析)

資源簡(jiǎn)介

第05講 利用導(dǎo)數(shù)研究不等式能成立(有解)問題
目錄
第一部分:基礎(chǔ)知識(shí) 1
第二部分:高考真題回顧 2
第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過 3
高頻考點(diǎn)一:分離變量法 3
高頻考點(diǎn)二:分類討論法 4
高頻考點(diǎn)三:等價(jià)轉(zhuǎn)化法 6
高頻考點(diǎn)四:最值定位法解決雙參不等式問題 8
高頻考點(diǎn)五:值域法解決雙參等式問題 10
第四部分:新定義題 12
第一部分:基礎(chǔ)知識(shí)
1、分離參數(shù)法
用分離參數(shù)法解含參不等式恒成立問題,可以根據(jù)不等式的性質(zhì)將參數(shù)分離出來,得到一個(gè)一端是參數(shù),另一端是變量表達(dá)式的不等式;
步驟:
①分類參數(shù)(注意分類參數(shù)時(shí)自變量的取值范圍是否影響不等式的方向)
②轉(zhuǎn)化:,使得能成立;
,使得能成立.
③求最值.
2、分類討論法
如果無法分離參數(shù),可以考慮對(duì)參數(shù)或自變量進(jìn)行分類討論求解,如果是二次不等式恒成立的問題,可以考慮二次項(xiàng)系數(shù)與判別式的方法(,或,)求解.
3、等價(jià)轉(zhuǎn)化法
當(dāng)遇到型的不等式有解(能成立)問題時(shí),一般采用作差法,構(gòu)造“左減右”的函數(shù)或者“右減左”的函數(shù),進(jìn)而只需滿足,或者,將比較法的思想融入函數(shù)中,轉(zhuǎn)化為求解函數(shù)的最值的問題.
4、最值定位法解決雙參不等式問題
(1),,使得成立
(2),,使得成立
(3),,使得成立
(4),,使得成立
5、值域法解決雙參等式問題
,,使得成立
①,求出的值域,記為
②求出的值域,記為
③則,求出參數(shù)取值范圍.
第二部分:高考真題回顧
1.(2021·天津·高考真題)已知,函數(shù).
(I)求曲線在點(diǎn)處的切線方程:
(II)證明存在唯一的極值點(diǎn)
(III)若存在a,使得對(duì)任意成立,求實(shí)數(shù)b的取值范圍.
第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過
高頻考點(diǎn)一:分離變量法
典型例題
例題1.(2024·四川宜賓·二模)已知不等式有解,則實(shí)數(shù)的取值范圍為(  )
A. B. C. D.
例題2.(23-24高二下·江西景德鎮(zhèn)·階段練習(xí))已知函數(shù),若,不等式在上存在實(shí)數(shù)解,則實(shí)數(shù)的取值范圍 .
例題3.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測(cè))(1)已知,求的最大值與最小值;
(2)若關(guān)于x的不等式存在唯一的整數(shù)解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
例題4.(23-24高三上·青海西寧·期末)已知函數(shù).
(1)證明:.
(2)若關(guān)于的不等式有解,求的取值范圍.
練透核心考點(diǎn)
1.(2024·吉林延邊·一模)若對(duì)任意,存在實(shí)數(shù),使得關(guān)于x的不等式成立,則實(shí)數(shù)的最小值為 .
2.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù),若存在,使得,則實(shí)數(shù)的取值范圍 .
3.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù), ,若使不等式成立,求的取值范圍.
4.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的極值;
(2)若存在,使得成立,求實(shí)數(shù)m的最小值.
高頻考點(diǎn)二:分類討論法
典型例題
例題1.(23-24高二上·福建福州·期末)已知關(guān)于的不等式解集中恰有3個(gè)不同的正整數(shù)解,則實(shí)數(shù)的取值范圍為( )
A. B. C. D.
例題2.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的極值;
(2)若對(duì)任意有解,求的取值范圍.
例題3.(23-24高二下·重慶綦江·期中)已知函數(shù)(),().
(1)若函數(shù)在處的切線方程為,求實(shí)數(shù)與的值;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,存在,使得,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
例題4.(2024·四川瀘州·二模)已知函數(shù).
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若,,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
練透核心考點(diǎn)
1.(23-24高二下·江蘇泰州·期中)若,不等式恒成立,則的最大值為( )
A. B. C. D.
2.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù),若在上存在一點(diǎn),使得成立,求的取值范圍.
3.(23-24·吉林長春·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間與極值;
(2)若在上有解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
4.(23-24高三上·黑龍江齊齊哈爾·階段練習(xí))已知函數(shù).
(1)若,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在,使得,求的取值范圍.
高頻考點(diǎn)三:等價(jià)轉(zhuǎn)化法
典型例題
例題1.(2024·浙江·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù),,若關(guān)于的不等式有解,則的最小值是 .
例題2.(2024·江蘇·一模)已知函數(shù),函數(shù).
(1)若過點(diǎn)的直線與曲線相切于點(diǎn),與曲線相切于點(diǎn).
①求的值;
②當(dāng)兩點(diǎn)不重合時(shí),求線段的長;
(2)若,使得不等式成立,求的最小值.
例題3.(23-24高二下·海南省直轄縣級(jí)單位·期中)已知.
(1)求函數(shù)的最小值;
(2)若存在,使成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
練透核心考點(diǎn)
1.(23-24高二下·北京·期中)已知函數(shù),.
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在(是常數(shù),)使不等式成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
2.(2023·河北承德·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
3.(23-24高二下·山東聊城·階段練習(xí))已知函數(shù),
(1)若,且對(duì)于任意,恒成立,求實(shí)數(shù)k的取值范圍;
(2)令,若至少存在一個(gè)實(shí)數(shù),使成立,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
高頻考點(diǎn)四:最值定位法解決雙參不等式問題
典型例題
例題1.(23-24高三上·福建莆田·期中)已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的最小值;
(2)若,且對(duì),都,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
2.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù),其中參數(shù).設(shè)函數(shù),存在實(shí)數(shù),使得不等式成立,求a的取值范圍.
3.(23-24高二下·甘肅張掖·階段練習(xí))已知函數(shù)為的導(dǎo)數(shù).
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2),若對(duì)任意,均存在,使得,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
高頻考點(diǎn)五:值域法解決雙參等式問題
典型例題
例題1.(23-24高一下·河南·階段練習(xí))已知函數(shù)和函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),滿足不等式成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若函數(shù)在上單調(diào)遞增,且對(duì)于任意,總存在,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
例題2.(23-24高一上·遼寧遼陽·期末)已知函數(shù).
(1)求的解析式;
(2)若函數(shù),,,,求的取值范圍.
例題3.(23-24高一上·河北石家莊·階段練習(xí))己知函數(shù)
(1)當(dāng)時(shí),解不等式;
(2)已知,當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,總存在,使成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
練透核心考點(diǎn)
1.(23-24高一上·江蘇鎮(zhèn)江·階段練習(xí))已知函數(shù).
(1)求不等式的解集.
(2)記,對(duì),總使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
2.(23-24高一上·廣東茂名·階段練習(xí))已知函數(shù),,
(1)若不等式在區(qū)間上恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若對(duì)任意的,存在,使得,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
3.(23-24高一上·北京·期中)“函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱”的充要條件是“對(duì)于函數(shù)定義域內(nèi)的任意,都有,若函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,且當(dāng)時(shí),
(1)求的值;
(2)設(shè)函數(shù)
①證明函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)稱;
②若對(duì)任意,總存在,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
第四部分:新定義題
.1.(23-24高一下·湖南長沙·開學(xué)考試)若函數(shù)對(duì)定義域內(nèi)的每一個(gè)值,在其定義域內(nèi)都存在唯一的,使成立,則稱該函數(shù)為“依賴函數(shù)”.
(1)判斷函數(shù)是否為“依賴函數(shù)”,并說明理由;
(2)已知函數(shù)在定義域上為“依賴函數(shù)”,若存在實(shí)數(shù),使得對(duì)任意的,不等式都成立,求實(shí)數(shù)的最大值.21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)
第05講 利用導(dǎo)數(shù)研究不等式能成立(有解)問題
目錄
第一部分:基礎(chǔ)知識(shí) 1
第二部分:高考真題回顧 2
第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過 3
高頻考點(diǎn)一:分離變量法 3
高頻考點(diǎn)二:分類討論法 10
高頻考點(diǎn)三:等價(jià)轉(zhuǎn)化法 18
高頻考點(diǎn)四:最值定位法解決雙參不等式問題 25
高頻考點(diǎn)五:值域法解決雙參等式問題 31
第四部分:新定義題 37
第一部分:基礎(chǔ)知識(shí)
1、分離參數(shù)法
用分離參數(shù)法解含參不等式恒成立問題,可以根據(jù)不等式的性質(zhì)將參數(shù)分離出來,得到一個(gè)一端是參數(shù),另一端是變量表達(dá)式的不等式;
步驟:
①分類參數(shù)(注意分類參數(shù)時(shí)自變量的取值范圍是否影響不等式的方向)
②轉(zhuǎn)化:,使得能成立;
,使得能成立.
③求最值.
2、分類討論法
如果無法分離參數(shù),可以考慮對(duì)參數(shù)或自變量進(jìn)行分類討論求解,如果是二次不等式恒成立的問題,可以考慮二次項(xiàng)系數(shù)與判別式的方法(,或,)求解.
3、等價(jià)轉(zhuǎn)化法
當(dāng)遇到型的不等式有解(能成立)問題時(shí),一般采用作差法,構(gòu)造“左減右”的函數(shù)或者“右減左”的函數(shù),進(jìn)而只需滿足,或者,將比較法的思想融入函數(shù)中,轉(zhuǎn)化為求解函數(shù)的最值的問題.
4、最值定位法解決雙參不等式問題
(1),,使得成立
(2),,使得成立
(3),,使得成立
(4),,使得成立
5、值域法解決雙參等式問題
,,使得成立
①,求出的值域,記為
②求出的值域,記為
③則,求出參數(shù)取值范圍.
第二部分:高考真題回顧
1.(2021·天津·高考真題)已知,函數(shù).
(I)求曲線在點(diǎn)處的切線方程:
(II)證明存在唯一的極值點(diǎn)
(III)若存在a,使得對(duì)任意成立,求實(shí)數(shù)b的取值范圍.
【答案】(I);(II)證明見解析;(III)
【分析】(I)求出在處的導(dǎo)數(shù),即切線斜率,求出,即可求出切線方程;
(II)令,可得,則可化為證明與僅有一個(gè)交點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)求出的變化情況,數(shù)形結(jié)合即可求解;
(III)令,題目等價(jià)于存在,使得,即,利用導(dǎo)數(shù)即可求出的最小值.
【詳解】(I),則,
又,則切線方程為;
(II)令,則,
令,則,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,,當(dāng)時(shí),,畫出大致圖像如下:
所以當(dāng)時(shí),與僅有一個(gè)交點(diǎn),令,則,且,
當(dāng)時(shí),,則,單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),,則,單調(diào)遞減,
為的極大值點(diǎn),故存在唯一的極值點(diǎn);
(III)由(II)知,此時(shí),
所以,
令,
若存在a,使得對(duì)任意成立,等價(jià)于存在,使得,即,
,,
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
所以,故,
所以實(shí)數(shù)b的取值范圍.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:第二問解題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為證明與僅有一個(gè)交點(diǎn);第三問解題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為存在,使得,即.
第三部分:高頻考點(diǎn)一遍過
高頻考點(diǎn)一:分離變量法
典型例題
例題1.(2024·四川宜賓·二模)已知不等式有解,則實(shí)數(shù)的取值范圍為(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分離參數(shù)轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)法求出,即為所求.
【詳解】不等式有解,即,,只需要,
令,
,,
令,,
,所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,
又,,所以存在,使得,即,
,,即;,,即,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
,又由,可得,
.
.
故選:A.
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:由題意問題轉(zhuǎn)化為,,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出的最小值,即只要.
例題2.(23-24高二下·江西景德鎮(zhèn)·階段練習(xí))已知函數(shù),若,不等式在上存在實(shí)數(shù)解,則實(shí)數(shù)的取值范圍 .
【答案】
【分析】將問題轉(zhuǎn)化為在上存在實(shí)數(shù)解,令,由求解.
【詳解】原條件等價(jià)于:在上存在實(shí)數(shù)解.
則在上存在實(shí)數(shù)解,
令,
則,
因?yàn)闀r(shí),,則,
故在上單調(diào)遞增,
∴ 的最小值為,
∴ 時(shí),不等式在上存在實(shí)數(shù)解.
所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.
故答案為:
例題3.(2024·福建泉州·模擬預(yù)測(cè))(1)已知,求的最大值與最小值;
(2)若關(guān)于x的不等式存在唯一的整數(shù)解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)最大值,最小值1;(2)
【分析】
(1)求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值比較大小即可求解最值;
(2)解法一:把不等式化為,由的單調(diào)性結(jié)合端點(diǎn)函數(shù)值分析求解即可;
解法二:令,求導(dǎo),對(duì)a進(jìn)行分類討論,判斷函數(shù)單調(diào)性及最大值,從而求得a的范圍,結(jié)合有唯一整數(shù)解,進(jìn)一步求出a的取值范圍.
【詳解】(1)因?yàn)椋裕?br/>令,解得,,的變化情況如下表所示.
x 1
+ 0
單調(diào)遞增 單調(diào)遞減 1
所以,在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減.
當(dāng)時(shí),有極大值,也是的最大值.
又因?yàn)椋?br/>所以,所以為的最小值.
(2)解法一:因?yàn)椋圆坏仁娇苫癁椋?br/>由(1)可知在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減.
因?yàn)榈淖畲笾担?br/>所以,時(shí),最大,所以不等式,
即存在唯一的整數(shù)解只能為1,所以,所以a的取值范圍為.
解法二:令,由題意可知有唯一整數(shù)解,
,當(dāng)時(shí),,所以在單調(diào)遞增,
而,所以,與題意矛盾;
當(dāng)時(shí),由可得或(舍去),
當(dāng)時(shí),,時(shí),,
所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
所以時(shí),取最大值為,
由題意可知,解得,
因?yàn)椋援?dāng)即時(shí),
由有唯一整數(shù)解知,解得,
若,由在單調(diào)遞增知,矛盾
所以,由在單調(diào)遞減可知,
所以符合題意;
當(dāng)時(shí),,,
由在單調(diào)遞減可知,,不符合題意;
綜上所述,a的取值范圍為.
例題4.(23-24高三上·青海西寧·期末)已知函數(shù).
(1)證明:.
(2)若關(guān)于的不等式有解,求的取值范圍.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【分析】(1)根據(jù)單調(diào)性求出的最小值即可證明.
(2)分離參數(shù),借助(1)中不等式關(guān)系進(jìn)行放縮,求其最小值,即可求出的取值范圍.
【詳解】(1).
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),.
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
故.
(2)由題意可得不等式有解.
因?yàn)椋?br/>所以
當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,所以.
故的取值范圍為
練透核心考點(diǎn)
1.(2024·吉林延邊·一模)若對(duì)任意,存在實(shí)數(shù),使得關(guān)于x的不等式成立,則實(shí)數(shù)的最小值為 .
【答案】
【分析】
根據(jù)題意分析可知,構(gòu)建,利用導(dǎo)數(shù)判斷其單調(diào)性和最值,結(jié)合恒成立問題分析求解.
【詳解】因?yàn)椋?br/>可得,
構(gòu)建,則,
構(gòu)建,
因?yàn)樵趦?nèi)單調(diào)遞減,
可知在內(nèi)單調(diào)遞減,且,
當(dāng)時(shí),,即;
當(dāng)時(shí),,即;
可知在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則,
可得,可得,
所以實(shí)數(shù)的最小值為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】
方法點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)解決不等式存在性問題的方法技巧
根據(jù)條件將問題轉(zhuǎn)化為某函數(shù)在該區(qū)間上最大(小)值滿足的不等式成立問題,進(jìn)而用導(dǎo)數(shù)求該函數(shù)在該區(qū)間上的最值問題,最后構(gòu)建不等式求解.
2.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù),若存在,使得,則實(shí)數(shù)的取值范圍 .
【答案】
【分析】
由題意,即,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出最大值即可.
【詳解】存在,使得可得,
構(gòu)造函數(shù),其中,則,
當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,此時(shí)函數(shù)單調(diào)遞減,
則,所以,,解得,因此,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
故答案為:.
3.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù), ,若使不等式成立,求的取值范圍.
【答案】
【分析】
由題設(shè)不等式能成立轉(zhuǎn)化為在上能成立,即需求的最大值,求解即得的取值范圍.
【詳解】
因?yàn)槭共坏仁匠闪ⅲ裕?
設(shè),則問題轉(zhuǎn)化為.
由,令,得.
當(dāng)在區(qū)間內(nèi)變化時(shí),,的變化情況如下表:
+ 0 -
↗ 極大值 ↘
由上表可知,當(dāng)時(shí),函數(shù)有極大值,也是最大值,為.所以,
即的取值范圍是.
4.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的極值;
(2)若存在,使得成立,求實(shí)數(shù)m的最小值.
【答案】(1)極小值為,無極大值
(2)4
【分析】(1)直接利用導(dǎo)函數(shù)判定函數(shù)的單調(diào)性及求極值即可;
(2)分離參數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)求函數(shù)的最值即可.
【詳解】(1)由,
令;令,
∴在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
∴在處取得極小值,且為,無極大值;
(2)由能成立,
問題轉(zhuǎn)化為,
令,
由;由,
∴在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
∴,則,
故m的最小值為4.
高頻考點(diǎn)二:分類討論法
典型例題
例題1.(23-24高二上·福建福州·期末)已知關(guān)于的不等式解集中恰有3個(gè)不同的正整數(shù)解,則實(shí)數(shù)的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由題意可得的解集中恰有3個(gè)不同的正整數(shù)解,設(shè) ,,作出兩函數(shù)的圖象,結(jié)合圖象分,分別求解即可.
【詳解】因?yàn)椋?
設(shè),,則,
所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;
又因?yàn)槭沁^點(diǎn)的直線,如圖所示:

由此可得當(dāng)時(shí),的解集中有若干個(gè)不同的正整數(shù)解,不滿足題意;
當(dāng)時(shí),要使不等式的解集中恰有3個(gè)不同的正整數(shù)解,

當(dāng)過點(diǎn)時(shí),取最小值,
因?yàn)椋藭r(shí),
當(dāng)過點(diǎn)時(shí),取最大值,
因?yàn)椋藭r(shí),
所以的取值范圍為.
故選:D.
例題2.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的極值;
(2)若對(duì)任意有解,求的取值范圍.
【答案】(1)極小值為1,無極大值;
(2).
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性即可求極值;
(2)由題意可得任意有解,設(shè),分、及討論即可求解.
【詳解】(1),得,
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,
所以的極小值為,無極大值;
(2)對(duì)任意即,
設(shè),,
①當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,單調(diào)遞增,,成立;
②當(dāng)時(shí),令單調(diào)遞增,單調(diào)遞增,,成立;
③當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,單調(diào)遞減,,不成立.
綜上,.
例題3.(23-24高二下·重慶綦江·期中)已知函數(shù)(),().
(1)若函數(shù)在處的切線方程為,求實(shí)數(shù)與的值;
(2)當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,存在,使得,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1),
(2)
【分析】
(1)求導(dǎo),由導(dǎo)函數(shù)幾何意義得到方程,求出,從而得到,代入切線中,求出答案;
(2)轉(zhuǎn)化為時(shí),,求導(dǎo)得到的單調(diào)性,求出,再分三種情況求出,得到不等式,求出的取值范圍.
【詳解】(1),由得,
∴,,
即切點(diǎn)為,代入方程得,
所以,;
(2)由題意可得時(shí),.
∵時(shí),在恒成立,
故在為增函數(shù),
∴,

①當(dāng)時(shí), 在區(qū)間上遞增,所以,
由解得,舍去;
②當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
故,
故,解得或,
∴;
③當(dāng)時(shí),在區(qū)間上遞減,所以,
由解得,∴.
綜上,.
例題4.(2024·四川瀘州·二模)已知函數(shù).
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)若,,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)對(duì)求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可得解;
(2)先利用導(dǎo)數(shù)分析的單調(diào)性,再構(gòu)造,將問題轉(zhuǎn)化為,利用的單調(diào)性,分析得,從而得解.
【詳解】(1)因?yàn)椋瑒t,
所以,,
所以曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2)因?yàn)椋遥?br/>所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,
當(dāng)或時(shí),,單調(diào)遞增;
不妨令,
當(dāng),即時(shí),在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
且,
所以,此時(shí)符合題意;
當(dāng),即時(shí),在和單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
顯然在處取得極小值,此時(shí)極小值為,
而,
所以,
要使,則必有,解得,故,
綜上:的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:
(1)有解;有解.
(2)有解;有解.
(3)有解;有解.
(4),,.
練透核心考點(diǎn)
1.(23-24高二下·江蘇泰州·期中)若,不等式恒成立,則的最大值為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】通過構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)所構(gòu)造函數(shù)的最值進(jìn)行求解即可.
【詳解】設(shè),則有,因?yàn)椋?br/>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),函數(shù)有最小值,最小值為:,
要想,不等式恒成立,只需,即,
因?yàn)椋杂谐闪ⅲ?br/>設(shè),則有,
當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),函數(shù)的最大值為:,
因此要想成立,只需,所以的最大值為,
故選:B
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:利用構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行求解.
2.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù),若在上存在一點(diǎn),使得成立,求的取值范圍.
【答案】
【分析】構(gòu)造函數(shù),將問題轉(zhuǎn)化為,從而求出,分類討論的取值范圍,分別求出即可得解.
【詳解】令,
若使能成立,則對(duì)于,即可,
而.
當(dāng),即時(shí),,在上單調(diào)遞減,
則,,
而顯然成立,故;
當(dāng),即時(shí),,在上單調(diào)遞增,
則,可得;
當(dāng),即時(shí),
令,得;令,得;
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
∴,
而,∴,故,即不成立;
綜上:.
3.(23-24·吉林長春·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間與極值;
(2)若在上有解,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,函數(shù)有極小值,無極大值
(2)
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)的正負(fù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,然后由極值的定義求解即可;
(2)分和兩種情況分析求解,當(dāng)時(shí),不等式變形為在,上有解,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求解的最小值,即可得到答案.
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,所以
當(dāng)時(shí);當(dāng)時(shí),
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí)函數(shù)有極小值,無極大值.
(2)因?yàn)樵谏嫌薪猓?br/>所以在上有解,
當(dāng)時(shí),不等式成立,此時(shí),
當(dāng)時(shí)在上有解,
令,則
由(1)知時(shí),即,
當(dāng)時(shí);當(dāng)時(shí),
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),,所以,
綜上可知,實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】利用導(dǎo)數(shù)研究不等式恒成立問題或有解問題的策略為:通常構(gòu)造新函數(shù)或參變量分離,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值從而求得參數(shù)的取值范圍.
4.(23-24高三上·黑龍江齊齊哈爾·階段練習(xí))已知函數(shù).
(1)若,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在,使得,求的取值范圍.
【答案】(1)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減
(2)
【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行求解即可;
(2)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的性質(zhì),結(jié)合導(dǎo)函數(shù)零點(diǎn)之間的大小關(guān)系分類討論進(jìn)行求解即可.
【詳解】(1)時(shí),,.
令,得;令,得,
所以函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
即函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2)函數(shù)的定義域?yàn)椋?br/>由已知可知,
∴.
①當(dāng)時(shí),則,則當(dāng)時(shí),,∴函數(shù)在單調(diào)遞增,
∴存在,使得的充要條件是,即,
解得;
②當(dāng)時(shí),則,則當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上單調(diào)遞增.
∴存在,使得的充要條件是,
而,不符合題意,應(yīng)舍去.
③當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上單調(diào)遞減,又,成立.
綜上可得:的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是根據(jù)導(dǎo)函數(shù)零點(diǎn)之間的大小關(guān)系進(jìn)行分類討論.
高頻考點(diǎn)三:等價(jià)轉(zhuǎn)化法
典型例題
例題1.(2024·浙江·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù),,若關(guān)于的不等式有解,則的最小值是 .
【答案】/
【分析】參變分離可得有解,令,,利用導(dǎo)數(shù)求出,即可求出參數(shù)的取值范圍,從而得解.
【詳解】由得,顯然,
所以有解,
令,則,
令,則,所以當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以,即,
所以,則,即的最小值是.
故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是參變分離得到有解,再構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出.
例題2.(2024·江蘇·一模)已知函數(shù),函數(shù).
(1)若過點(diǎn)的直線與曲線相切于點(diǎn),與曲線相切于點(diǎn).
①求的值;
②當(dāng)兩點(diǎn)不重合時(shí),求線段的長;
(2)若,使得不等式成立,求的最小值.
【答案】(1)①或1;②
(2)1
【分析】
(1)利用導(dǎo)數(shù)求的切線,再由切線與也相切,利用判別式即可求出;根據(jù)確定點(diǎn),即可求;
(2)轉(zhuǎn)化為原命題的非命題,利用單調(diào)性及恒成立探索時(shí)非命題成立,可得當(dāng)時(shí)原命題成立,再驗(yàn)證能取得即可得解.
【詳解】(1)①,設(shè)

切點(diǎn).
方程,即,
聯(lián)立,
由,可得或1;
②當(dāng)時(shí),,此時(shí)重合,舍去.
當(dāng)時(shí),,此時(shí),
此時(shí).
(2)令,
,則,
所以在上單調(diào)遞增,
若對(duì),均有成立,即恒成立,
或,
對(duì),當(dāng)時(shí),設(shè),
若,即時(shí),,
若,即時(shí),,
均有.
因?yàn)椋械姆穸椋沟貌坏仁匠闪ⅲ?br/>所以由,使得不等式成立,可得,其中包含情況,
而時(shí),單調(diào)遞增,注意到
在上遞減,在上遞增,成立,符合.
綜上:的最小值為1.
【點(diǎn)睛】
關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第二問條件為存在性問題,利用命題與命題的否定之間的真假關(guān)系,轉(zhuǎn)化為研究恒成立問題是本題關(guān)鍵點(diǎn)之一,其次證明均有時(shí),變換主元,轉(zhuǎn)為關(guān)于的二次函數(shù),利用二次函數(shù)分類討論,是解決問題的關(guān)鍵所在.
例題3.(23-24高二下·海南省直轄縣級(jí)單位·期中)已知.
(1)求函數(shù)的最小值;
(2)若存在,使成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)即可求得的最小值;
(2)由分離常數(shù),利用構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合導(dǎo)數(shù)即可得解.
【詳解】(1)依題意,的定義域是,,..
所以當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;
所以當(dāng)時(shí),取得最小值.
(2)因?yàn)榇嬖冢钩闪ⅲ?br/>即能成立,即能成立,
令,則,
所以當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),取得最小值,所以.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:有解問題:
(1)有解;有解.
(2)有解;有解.
(3)有解;有解.
(4),,.
練透核心考點(diǎn)
1.(23-24高二下·北京·期中)已知函數(shù),.
(1)求的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在(是常數(shù),)使不等式成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)的遞減區(qū)間是,遞增區(qū)間是
(2)
【分析】(1)求得,令,求得,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的符號(hào),即可求得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)把不等式轉(zhuǎn)化為則有解,設(shè),即,求得,求得函數(shù)的單調(diào)性與最大值,即可求解.
【詳解】(1)解:由函數(shù)的定義域?yàn)椋遥?br/>令,解得,
所以,,的對(duì)應(yīng)值表為
x
- 0 +
極小值
所以的遞減區(qū)間是,遞增區(qū)間是.
(2)解:由不等式,可得,則
設(shè),
因?yàn)榇嬖冢愠闪ⅲ?br/>又由,令,解得或(舍去)
根據(jù)的對(duì)應(yīng)值表
x 1
- 0 +
極小值
所以函數(shù)在區(qū)間上是減函數(shù),在區(qū)間上是增函數(shù),
所以,
因?yàn)椋裕?br/>所以.
【點(diǎn)睛】方法技巧:對(duì)于利用導(dǎo)數(shù)研究不等式的恒成立與有解問題的求解策略:
1、通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;
2、利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.
3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時(shí),一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問題,就要考慮利用分類討論法和放縮法,注意恒成立與存在性問題的區(qū)別.
2.(2023·河北承德·模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)若,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)見解析
(2)
【分析】(1)先求定義域,求導(dǎo)后,對(duì)進(jìn)行分類討論,即可得到函數(shù)的單調(diào)性;
(2)由題意,可取,得,對(duì)原不等式進(jìn)行放縮可得,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)得,再構(gòu)造,求導(dǎo)得,取特殊值可得的最小值為正數(shù),所以可知在處取得極小值,可得,所以恒成立,故實(shí)數(shù)的取值范圍是.
【詳解】(1)的定義域?yàn)椋?br/>,
當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),由,解得:,由,解得:,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
綜上:當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減,在,上單調(diào)遞增.
(2)由,得,
取時(shí),得,所以,
下證:,即證:,
令,則,
構(gòu)造,則,
易知在上是單調(diào)遞增函數(shù),
又,,
在上存在唯一零點(diǎn),設(shè)該零點(diǎn)為,
且滿足,,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
故在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,

當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
故在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,

在上恒成立,即,
在上恒成立,
故實(shí)數(shù)的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】函數(shù)與導(dǎo)數(shù)綜合簡(jiǎn)答題常常以壓軸題的形式出現(xiàn),難度相對(duì)較大,主要考向有以下幾點(diǎn):
1、求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間(含參數(shù))或判斷函數(shù)(含參數(shù))的單調(diào)性;
2、求函數(shù)在某點(diǎn)處的切線方程,或知道切線方程求參數(shù);
3、求函數(shù)的極值(最值);
4、求函數(shù)的零點(diǎn)(零點(diǎn)個(gè)數(shù)),或知道零點(diǎn)個(gè)數(shù)求參數(shù)的取值范圍;
5、證明不等式;
解決方法:對(duì)函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo),結(jié)合函數(shù)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性等性質(zhì)解決,在證明不等式或求參數(shù)取值范圍時(shí),通常會(huì)對(duì)函數(shù)進(jìn)行參變分離,構(gòu)造新函數(shù),對(duì)新函數(shù)求導(dǎo)再結(jié)合導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性等解決.
3.(23-24高二下·山東聊城·階段練習(xí))已知函數(shù),
(1)若,且對(duì)于任意,恒成立,求實(shí)數(shù)k的取值范圍;
(2)令,若至少存在一個(gè)實(shí)數(shù),使成立,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由導(dǎo)數(shù)得出的單調(diào)區(qū)間,再討論,得出在上的單調(diào)性,由此得出實(shí)數(shù)k的取值范圍;
(2)將問題轉(zhuǎn)化為至少存在一個(gè)實(shí)數(shù),使成立,求出的最小值,進(jìn)而得出實(shí)數(shù)k的取值范圍.
【詳解】(1)由,可得,
若,則;若,則;
故的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
當(dāng),即時(shí),在上單調(diào)遞增,
則,即符合題意;
當(dāng),即時(shí),在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
則,解得;
綜上所述:實(shí)數(shù)k的取值范圍為.
(2)若,則,可得,
故原題意等價(jià)于至少存在一個(gè)實(shí)數(shù),使成立,
構(gòu)造,則對(duì)恒成立,
故在上單調(diào)遞增,則,可得,
故實(shí)數(shù)k的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:1.兩招破解不等式的恒成立問題
(1)分離參數(shù)法
第一步:將原不等式分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為不含參數(shù)的函數(shù)的最值問題;
第二步:利用導(dǎo)數(shù)求該函數(shù)的最值;
第三步:根據(jù)要求得所求范圍.
(2)函數(shù)思想法
第一步將不等式轉(zhuǎn)化為含待求參數(shù)的函數(shù)的最值問題;
第二步:利用導(dǎo)數(shù)求該函數(shù)的極值;
第三步:構(gòu)建不等式求解.
2.利用導(dǎo)數(shù)解決不等式存在性問題的方法技巧
根據(jù)條件將問題轉(zhuǎn)化為某函數(shù)在該區(qū)間上最大(小)值滿足的不等式成立問題,進(jìn)而用導(dǎo)數(shù)求該函數(shù)在該區(qū)間上的最值問題,最后構(gòu)建不等式求解.
高頻考點(diǎn)四:最值定位法解決雙參不等式問題
典型例題
例題1.(23-24高三上·福建莆田·期中)已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的最小值;
(2)若,且對(duì),都,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性,注意構(gòu)造中間函數(shù)判斷的符號(hào);
(2)構(gòu)造研究其單調(diào)性證在上恒成立,再應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究在上的最大值,結(jié)合已知恒能成立有即可求范圍.
【詳解】(1)因?yàn)楹瘮?shù),所以.
設(shè),則,故在上遞減.
,即,
在上單調(diào)遞減,最小值為.
(2)令,則在上恒成立,
即函數(shù)在上單調(diào)遞減,所以,
所以,即在上恒成立;
又,當(dāng)時(shí),
在區(qū)間上單調(diào)遞增;
在區(qū)間上單調(diào)遞減.
函數(shù)在區(qū)間上的最大值為.
綜上,只需,解得,即實(shí)數(shù)的取值范圍是.
例題2.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù),其中參數(shù).
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè)函數(shù),存在實(shí)數(shù),使得不等式成立,求a的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析
(2)
【分析】(1)求導(dǎo),對(duì)分類討論求解單調(diào)區(qū)間;
(2)不等式成立,轉(zhuǎn)化為,然后求解函數(shù)的最大與最小值列出不等式求解.
【詳解】(1),
(1)當(dāng)時(shí),,,的減區(qū)間是.
(2)當(dāng)時(shí),,的減區(qū)間是.
(3)當(dāng)時(shí),,,的增區(qū)間是,
,的減區(qū)間是.
綜上,當(dāng)時(shí),減區(qū)間是;當(dāng)時(shí),增區(qū)間是,減區(qū)間是.
(2),,因?yàn)榇嬖趯?shí)數(shù),使得不等式成立,

,,,,,單減,,,單增.

,,,.
例題3.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),討論的單調(diào)性;
(2)設(shè).當(dāng)時(shí),若對(duì),,使,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)答案見解析
(2)
【分析】(1)求導(dǎo)根據(jù)極值點(diǎn)的大小關(guān)系可得導(dǎo)函數(shù)正負(fù)區(qū)間,進(jìn)而可得函數(shù)單調(diào)性;
(2)由(1)在上的最小值為,再將題意轉(zhuǎn)化為在上的最小值不大于在上的最小值,進(jìn)而結(jié)合二次函數(shù)的最值討論即可.
【詳解】(1)∵,∴,
令,可得兩根分別為1,,
∵,∴
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減.
(2),,由(1)知,
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減;
當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,
∴在上的最小值為.
對(duì),,使,即
在上的最小值不大于在上的最小值,(*)
又,
∴①當(dāng)時(shí),,此時(shí)與(*)矛盾;
②當(dāng)時(shí),,同樣與(*)矛盾;
③當(dāng)時(shí),,且當(dāng)時(shí),,
解不等式,可得,
∴實(shí)數(shù)b的取值范圍為.
練透核心考點(diǎn)
1.(23-24高二下·四川綿陽·期中)已知函數(shù).
(1)若函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若函數(shù),對(duì),,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)1
(2)
【分析】(1)由單調(diào)性知在上恒成立,采用分離變量法知,由此可求得結(jié)果;
(2)將問題等價(jià)于,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)可求得,利用導(dǎo)數(shù)可求得,由此構(gòu)造不等式可求得結(jié)果.
【詳解】(1),
在上單調(diào)遞增,在上恒成立,

當(dāng)時(shí),,,
實(shí)數(shù)的最小值為.
(2)對(duì)“,,使成立”等價(jià)于“當(dāng)時(shí),”,
在上單調(diào)遞增,,
,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,
,解得:,即實(shí)數(shù)的取值范圍為.
2.(2023高三·全國·專題練習(xí))已知函數(shù),其中參數(shù).設(shè)函數(shù),存在實(shí)數(shù),使得不等式成立,求a的取值范圍.
【答案】
【分析】不等式成立,轉(zhuǎn)化為,然后求解函數(shù)的最大與最小值列出不等式求解
【詳解】由題意可知,
因?yàn)榇嬖趯?shí)數(shù),使得不等式成立,

,∵,,,單調(diào)遞減減,
當(dāng),,∴單調(diào)遞增.
∴,

∴,∴,
∵,∴.
【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:本題考查不等式的恒成立與有解問題,可按如下規(guī)則轉(zhuǎn)化:
一般地,已知函數(shù),
(1)若,,總有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有,則的值域是值域的子集 .
3.(23-24高二下·甘肅張掖·階段練習(xí))已知函數(shù)為的導(dǎo)數(shù).
(1)求曲線在點(diǎn)處的切線方程;
(2),若對(duì)任意,均存在,使得,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出導(dǎo)函數(shù),由得到切線斜率,再根據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)即可得到切線方程;
(2)轉(zhuǎn)化問題為,結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì)可求得的最小值,構(gòu)造,由的導(dǎo)函數(shù)判斷的單調(diào)性,利用端點(diǎn)值和極值判斷的正負(fù),進(jìn)而判斷的單調(diào)性,求得,即可求解.
【詳解】(1)由題意,所以0,
即切線的斜率,且,
所以曲線在點(diǎn)處的切線方程為.
(2)由題意知,
且的對(duì)稱軸為直線,
所以當(dāng)時(shí),.
由(1),設(shè),則,
所以,
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減.
又,所以在區(qū)間上只有一個(gè)零點(diǎn),
設(shè)為,且當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減,
又,
所以當(dāng)時(shí),,
所以,即,
因此,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
高頻考點(diǎn)五:值域法解決雙參等式問題
典型例題
例題1.(23-24高一下·河南·階段練習(xí))已知函數(shù)和函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),滿足不等式成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若函數(shù)在上單調(diào)遞增,且對(duì)于任意,總存在,使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)題意結(jié)合對(duì)數(shù)函數(shù)單調(diào)性可得,根據(jù)恒成立問題利用參變分離分析求解;
(2)根據(jù)對(duì)數(shù)函數(shù)以及二次函數(shù)單調(diào)性可得,由題意可得需要的取值范圍總包含于的取值范圍,根據(jù)三角函數(shù)有界性可得,結(jié)合對(duì)數(shù)函數(shù)性質(zhì)運(yùn)算求解.
【詳解】(1)由得,即,整理得,
因?yàn)椋瑒t,可得,
又因?yàn)椋矗?br/>所以滿足不等式的實(shí)數(shù)的取值范圍為.
(2)由函數(shù)在上單調(diào)遞增,
可得,解得.
因?yàn)椋?br/>由得,
則,可得,
若要滿足題中條件,需要的取值范圍總包含于的取值范圍.
因?yàn)楫?dāng)時(shí),,
則,解得.
綜上所述:實(shí)數(shù)的取值范圍為.
例題2.(23-24高一上·遼寧遼陽·期末)已知函數(shù).
(1)求的解析式;
(2)若函數(shù),,,,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用換元法求函數(shù)解析式即可.
(2)分別求出兩個(gè)函數(shù)值域,后轉(zhuǎn)化為子集問題解決即可.
【詳解】(1)令,則,
則,
所以的解析式為
(2)因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,
所以
因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞減,
所以
因?yàn)椋裕?br/>所以
解得,所以的取值范圍是.
例題3.(23-24高一上·河北石家莊·階段練習(xí))己知函數(shù)
(1)當(dāng)時(shí),解不等式;
(2)已知,當(dāng)時(shí),若對(duì)任意的,總存在,使成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用一元二次不等式的解法求解即可;
(2)將對(duì)任意的,總存在,使成立,轉(zhuǎn)化為值域之間的包含關(guān)系即可.
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,
故,即或.
故所求解集為:.
(2)當(dāng)時(shí),,
對(duì)稱軸為,且,,
所以對(duì)任意的,,
,,,
若,則,,
對(duì)任意的,總存在,使成立,
則,解得;
若,則,,不符合題意,舍去;
若,則,,
對(duì)任意的,總存在,使成立,
則,解得;
綜上得:實(shí)數(shù)m的取值范圍是
練透核心考點(diǎn)
1.(23-24高一上·江蘇鎮(zhèn)江·階段練習(xí))已知函數(shù).
(1)求不等式的解集.
(2)記,對(duì),總使得成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用函數(shù)的定義域和單調(diào)性列不等式組即可得到答案;
(2)由對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)得,又,總使得成立等價(jià)于值域值域,然后求的值域,并得,從而分離參數(shù)即可得到答案.
【詳解】(1)的定義域?yàn)椋字瘮?shù)在上是增函數(shù).
由得,即,
由函數(shù)的定義域和單調(diào)性可得,解得.
故不等式的解集為.
(2)(2)因?yàn)?對(duì),總使得成立,等價(jià)于值域值域.
函數(shù)的單調(diào)性可知,時(shí),的值域?yàn)椋?br/>所以,即在恒成立,
分離參數(shù)得,
又易知與在均為減函數(shù),
所以的最大值為;的最小值為,
所以.
故實(shí)數(shù)的取值范圍.
2.(23-24高一上·廣東茂名·階段練習(xí))已知函數(shù),,
(1)若不等式在區(qū)間上恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2)若對(duì)任意的,存在,使得,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根據(jù)題意利用參變分離可得在區(qū)間上恒成立,根據(jù)恒成立問題結(jié)合基本不等式分析求解;
(2)設(shè)在內(nèi)的值域?yàn)锳,在內(nèi)的值域?yàn)锽,可知,先取求得,再檢驗(yàn)即可.
【詳解】(1)因?yàn)樵趨^(qū)間上恒成立,
即,恒成立.
等價(jià)于在區(qū)間上恒成立,
又因?yàn)椋瑒t,
可得

當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立,
故實(shí)數(shù)的取值范圍為:.
(2)設(shè)在內(nèi)的值域?yàn)锳,在內(nèi)的值域?yàn)锽,
若對(duì)任意的,存在,使得,則,
不妨設(shè)在上的值域?yàn)椋瑒t,
因?yàn)闀r(shí),,
所以,即函數(shù)的圖象過對(duì)稱中心,
(i)當(dāng)時(shí),即,函數(shù)在上單調(diào)遞增,
由對(duì)稱性可知,在上單調(diào)遞增,所以在上單調(diào)遞增,
由,,所以,所以,
由,可得,解得;
(ii)當(dāng)時(shí),即,函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
由對(duì)稱性可知,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
結(jié)合對(duì)稱性可得, 或,
因?yàn)椋裕?br/>易知,又,所以,
所以當(dāng)時(shí),成立;
(iii)當(dāng)時(shí),即時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞減,
由對(duì)稱性可知,在上單調(diào)遞減,所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,
又,,則,由得,
,解得.
綜上可知,實(shí)數(shù)的取值范圍為
第四部分:新定義題
.1.(23-24高一下·湖南長沙·開學(xué)考試)若函數(shù)對(duì)定義域內(nèi)的每一個(gè)值,在其定義域內(nèi)都存在唯一的,使成立,則稱該函數(shù)為“依賴函數(shù)”.
(1)判斷函數(shù)是否為“依賴函數(shù)”,并說明理由;
(2)已知函數(shù)在定義域上為“依賴函數(shù)”,若存在實(shí)數(shù),使得對(duì)任意的,不等式都成立,求實(shí)數(shù)的最大值.
【答案】(1)不是“依賴函數(shù)”,理由見解析;
(2).
【分析】(1)由“依賴函數(shù)”的定義舉例子判斷即可;
(2)分類討論解決函數(shù)不等式恒成立的問題,分離參數(shù),轉(zhuǎn)化為求函數(shù)在的最小值問題即可.
【詳解】(1)對(duì)于函數(shù)的定義域R內(nèi)存在,而無解,故不是“依賴函數(shù)”.
(2)①若,故’
在上最小值為0,此時(shí)不存在,舍去;
②若,故’在上單調(diào)遞減,
從而, 解得(舍)或.
從而存在使得對(duì)任意的,有不等式都成立,
即對(duì)恒成立,則,得,
由存在,使能成立,
又在單調(diào)遞減,故當(dāng)時(shí),,
從而,解得,
綜上,故實(shí)數(shù)的最大值為.
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