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第03讲导数与函数的极值、最值目录TOC\o"1-2"\h\u第一部分:基础知识 1第二部分:高考真题回顾 2第三部分:高频考点一遍过 3高频考点一:函数图象与极值(点)的关系 3高频考点二:求已知函数的极值(点) 5高频考点三:根据函数的极值(点)求参数 5高频考点四:求函数的最值(不含参) 7高频考点五:求函数的最值(含参) 8高频考点六:根据函数的最值求参数 10第四部分:典型易错题型 11备注:已知函数极值(点)求参数,忽视了回代检验答案 11第一部分:基础知识1、函数的极值一般地,对于函数,(1)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极小值点,叫做函数的极小值.(2)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极大值点,叫做函数的极大值.(3)极小值点与极大值点通称极值点,极小值与极大值通称极值.注:极大(小)值点,不是一个点,是一个数.2、函数的最大(小)值一般地,如果在区间上函数的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.设函数在上连续,在内可导,求在上的最大值与最小值的步骤为:(1)求在内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.3、函数的最值与极值的关系(1)极值是对某一点附近(即局部)而言,最值是对函数的定义区间的整体而言;(2)在函数的定义区间内,极大(小)值可能有多个(或者没有),但最大(小)值只有一个(或者没有);(3)函数的极值点不能是区间的端点,而最值点可以是区间的端点;(4)对于可导函数,函数的最大(小)值必在极大(小)值点或区间端点处取得.第二部分:高考真题回顾1.(多选)(2023·全国·新课标Ⅰ卷)已知函数的定义域为,,则(
).A. B.C.是偶函数 D.为的极小值点2.(2023·全国·新课标Ⅱ卷)(1)证明:当时,;(2)已知函数,若是的极大值点,求a的取值范围.第三部分:高频考点一遍过高频考点一:函数图象与极值(点)的关系典型例题例题1.(多选)(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则(
)A.在区间上单调递增B.在区间上有且仅有2个极值点C.在区间上最多有4个零点D.在区间上存在极大值点例题2.(多选)(23-24高二·全国·单元测试)函数的导函数的图象如图所示,给出下列命题,以下正确的命题(
)A.是函数的极值点B.是函数的最小值点C.在区间上单调递增D.在处切线的斜率小于零练透核心考点1.(多选)(23-24高二上·江苏·课前预习)已知函数的图象如图所示(其中是函数的导函数),下列说法正确的为()A.函数在区间内是单调递增的B.函数在处取得极大值C.函数在处取得极大值D.函数在处取得极小值2.(多选)(23-24高二·江苏南京·期中)已知函数定义域为,部分对应值如表,的导函数的图象如图所示.下列关于函数的结论正确的有(
)A.函数的极大值点有个B.函数在上是减函数C.若时,的最大值是,则的最大值为4D.当时,函数有个零点高频考点二:求已知函数的极值(点)典型例题例题1.(2024高二下·全国·专题练习)设函数,则的极大值点和极小值点分别为(
)A. B. C. D.例题2.(22-23高二下·宁夏石嘴山·期末)设函数,则(
)A.为极大值点 B.为极大值点C.为极小值点 D.无极值点例题3.(23-24高三上·北京东城·阶段练习)设函数.(1)若曲线在点处与直线相切,求的值;(2)求函数的单调区间与极值点.练透核心考点1.(2023·广西南宁·三模)函数的极小值点为(
)A. B. C. D.2.(23-24高二·天津滨海新·期中)函数在区间上的极小值点是(
)A.0 B. C. D.3.(23-24高二·陕西·开学考试)函数的极小值点为,极大值为.高频考点三:根据函数的极值(点)求参数典型例题例题1.(2024·广东佛山·二模)若函数()既有极大值也有极小值,则下列结论一定正确的是(
)A. B. C. D.例题2.(23-24高三下·内蒙古赤峰·开学考试)已知函数有极值,则(
)A.1 B.2 C. D.3例题3.(2024高二下·全国·专题练习)若函数在上有极值,则实数的取值范围是.例题4.(2024·广东汕头·一模)已知函数.(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)若既存在极大值,又存在极小值,求实数的取值范围.练透核心考点1.(23-24高三上·山东青岛·阶段练习)已知函数在其定义域内既有极大值也有极小值,则实数的取值范围是(
)A. B. C. D.2.(23-24高二上·陕西西安·期末)已知函数在时取得极大值4,则.3.(23-24高二下·宁夏·阶段练习)已知函数.(1)求证:当时,曲线与直线只有一个交点;(2)若既存在极大值,又存在极小值,求实数的取值范围.高频考点四:求函数的最值(不含参)典型例题例题1.(23-24高二下·广东清远·阶段练习)函数在上的最大值为(
)A.2 B.3 C.4 D.5例题2.(2024高二下·全国·专题练习)已知为正实数,函数在上的最大值为4,则在上的最小值为(
)A.0 B. C. D.2例题3.(23-24高二下·上海青浦·阶段练习)函数在区间上的最小值是.例题4.(22-23高二下·河南·期中)已知函数在点处的切线方程为.(1)求实数和的值;(2)求在上的最大值(其中e是自然对数的底数).练透核心考点1.(23-24高三下·江苏苏州·阶段练习)设,则函数的最小值为(
)A.1 B. C.2 D.2.(23-24高二下·山东泰安·阶段练习)已知函数,则的最大值为.3.(2024·江西南昌·一模)已知函数.(1)求的单调递减区间;(2)求的最大值.例题4.(23-24高三上·江苏淮安·阶段练习)已知函数.(1)若在处取得极值,求的极值;(2)若在上的最小值为,求的取值范围.练透核心考点1.(23-24高三上·河北·期末)已知函数的最小值为0,则.2.(22-23高二下·全国·课时练习)已知函数,(为实数).求在区间上的最小值.3.(23-24高三上·上海·期中)已知,函数,.(1)当时,若斜率为0的直线l是的一条切线,求切点的坐标;(2)若与有相同的最小值,求实数a.4.(23-24高三上·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知函数.(1)讨论的单调性;(2)求在上的最小值.高频考点六:根据函数的最值求参数典型例题例题1.(2024高二下·全国·专题练习)若函数在区间内存在最小值,则实数的取值范围是.例题2.(23-24高三下·浙江·阶段练习)己知函数,其中.(1)若曲线在处的切线在两坐标轴上的截距相等,求的值;(2)是否存在实数,使得在上的最大值是?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.例题3.(23-24高三上·四川绵阳·阶段练习)已知函数,其中a是正数.(1)讨论的单调性;(2)若函数在闭区间上的最大值为,求a的取值范围.练透核心考点1.(2023·广东·二模)已知函数的最小值为0,则a的值为.2.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知函数.(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)当时,若函数有最小值2,求a的值.3.(2023·四川泸州·一模)已知是函数的极值点.(1)求的值;(2)若函数在上存在最小值,求的取值范围.第四部分:典型易错题型备注:已知函数极值(点)求参数,忽视了回代检验答案1.(23-24高二·湖北黄冈·期末)已知函数在处有极小值,则常数的值为(
)A.1 B.2或6 C.2 D.62.(23-24高二上·湖南邵阳·期末)已知函数,若时,取极值0,则ab的值为(
)A.3 B.18 C.3或18 D.不存在第03讲导数与函数的极值、最值目录TOC\o"1-2"\h\u第一部分:基础知识 1第二部分:高考真题回顾 2第三部分:高频考点一遍过 5高频考点一:函数图象与极值(点)的关系 5高频考点二:求已知函数的极值(点) 9高频考点三:根据函数的极值(点)求参数 12高频考点四:求函数的最值(不含参) 17高频考点五:求函数的最值(含参) 21高频考点六:根据函数的最值求参数 27第四部分:典型易错题型 32备注:已知函数极值(点)求参数,忽视了回代检验答案 32第一部分:基础知识1、函数的极值一般地,对于函数,(1)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极小值点,叫做函数的极小值.(2)若在点处有,且在点附近的左侧有,右侧有,则称为的极大值点,叫做函数的极大值.(3)极小值点与极大值点通称极值点,极小值与极大值通称极值.注:极大(小)值点,不是一个点,是一个数.2、函数的最大(小)值一般地,如果在区间上函数的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值与最小值.设函数在上连续,在内可导,求在上的最大值与最小值的步骤为:(1)求在内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.3、函数的最值与极值的关系(1)极值是对某一点附近(即局部)而言,最值是对函数的定义区间的整体而言;(2)在函数的定义区间内,极大(小)值可能有多个(或者没有),但最大(小)值只有一个(或者没有);(3)函数的极值点不能是区间的端点,而最值点可以是区间的端点;(4)对于可导函数,函数的最大(小)值必在极大(小)值点或区间端点处取得.第二部分:高考真题回顾1.(多选)(2023·全国·新课标Ⅰ卷)已知函数的定义域为,,则(
).A. B.C.是偶函数 D.为的极小值点【答案】ABC【分析】方法一:利用赋值法,结合函数奇偶性的判断方法可判断选项ABC,举反例即可排除选项D.方法二:选项ABC的判断与方法一同,对于D,可构造特殊函数进行判断即可.【详解】方法一:因为,对于A,令,,故正确.对于B,令,,则,故B正确.对于C,令,,则,令,又函数的定义域为,所以为偶函数,故正确,对于D,不妨令,显然符合题设条件,此时无极值,故错误.方法二:因为,对于A,令,,故正确.对于B,令,,则,故B正确.对于C,令,,则,令,又函数的定义域为,所以为偶函数,故正确,对于D,当时,对两边同时除以,得到,故可以设,则,当肘,,则,令,得;令,得;故在上单调递减,在上单调递增,因为为偶函数,所以在上单调递增,在上单调递减,
显然,此时是的极大值,故D错误.故选:.2.(2023·全国·新课标Ⅱ卷)(1)证明:当时,;(2)已知函数,若是的极大值点,求a的取值范围.【答案】(1)证明见详解(2)【分析】(1)分别构建,,求导,利用导数判断原函数的单调性,进而可得结果;(2)根据题意结合偶函数的性质可知只需要研究在上的单调性,求导,分类讨论和,结合(1)中的结论放缩,根据极大值的定义分析求解.【详解】(1)构建,则对恒成立,则在上单调递增,可得,所以;构建,则,构建,则对恒成立,则在上单调递增,可得,即对恒成立,则在上单调递增,可得,所以;综上所述:.(2)令,解得,即函数的定义域为,若,则,因为在定义域内单调递减,在上单调递增,在上单调递减,则在上单调递减,在上单调递增,故是的极小值点,不合题意,所以.当时,令因为,且,所以函数在定义域内为偶函数,由题意可得:,(i)当时,取,,则,由(1)可得,且,所以,即当时,,则在上单调递增,结合偶函数的对称性可知:在上单调递减,所以是的极小值点,不合题意;(ⅱ)当时,取,则,由(1)可得,构建,则,且,则对恒成立,可知在上单调递增,且,所以在内存在唯一的零点,当时,则,且,则,即当时,,则在上单调递减,结合偶函数的对称性可知:在上单调递增,所以是的极大值点,符合题意;综上所述:,即,解得或,故a的取值范围为.【点睛】关键点睛:1.当时,利用,换元放缩;2.当时,利用,换元放缩.第三部分:高频考点一遍过高频考点一:函数图象与极值(点)的关系典型例题例题1.(多选)(23-24高二上·江苏宿迁·期末)已知函数的导函数的图象如图所示,则(
)A.在区间上单调递增B.在区间上有且仅有2个极值点C.在区间上最多有4个零点D.在区间上存在极大值点【答案】CD【分析】结合导数图像的正负性,判断原函数的单调性,进而逐一对选项辨析即可.【详解】由图可知,在区间为负,单调递减,在区间为正,单调递增,故A错误;在区间上有3个零点,且零点附近左右两边的值一正一负,故有3个极值点,故B错误;在区间,为负,单调递减,在区间,为正,单调递增,则在与时取得极小值,在时取得极大值,则当与时,,且时,在区间上最多有4个零点,故C正确;在区间上为正,单调递增,在区间上为负,单调递减,则为极大值点,故D正确;故选:CD.例题2.(多选)(23-24高二·全国·单元测试)函数的导函数的图象如图所示,给出下列命题,以下正确的命题(
)A.是函数的极值点B.是函数的最小值点C.在区间上单调递增D.在处切线的斜率小于零【答案】AC【分析】根据导函数的图象判断出的单调性、极值点、最值点、切线的斜率,由此判断出命题错误的选项.【详解】根据导函数图象可知当x∈(﹣∞,﹣3)时,,在时,,∴函数y=f(x)在(﹣∞,﹣3)上单调递减,在上单调递增,故C正确;则﹣3是函数y=f(x)的极小值点,故A正确;∵在上单调递增,∴﹣1不是函数y=f(x)的最小值点,故B不正确;∵函数y=f(x)在x=0处的导数大于0,∴切线的斜率大于零,故D不正确;故选:AC练透核心考点1.(多选)(23-24高二上·江苏·课前预习)已知函数的图象如图所示(其中是函数的导函数),下列说法正确的为()A.函数在区间内是单调递增的B.函数在处取得极大值C.函数在处取得极大值D.函数在处取得极小值【答案】ABD【分析】根据图象,先判断出在和上大于0,在和上小于0,从而可得的单调性和极值点.【详解】从图象上可以发现,当时,,于是,故在区间内是单调递增的,A正确;当时,,所以,当时,,所以,故函数在处取得极大值,B正确;当时,,所以函数在区间内是单调递减的,C错误;当时,,于是,故在区间内是单调递减的,而在区间内是单调递增的,所以函数在处取得极小值,D正确.故选:ABD2.(多选)(23-24高二·江苏南京·期中)已知函数定义域为,部分对应值如表,的导函数的图象如图所示.下列关于函数的结论正确的有(
)A.函数的极大值点有个B.函数在上是减函数C.若时,的最大值是,则的最大值为4D.当时,函数有个零点【答案】ABD【分析】利用导函数的图象可判断A、B选项的正误;取,结合函数的最值与单调性的关系可判断C选项的正误;作出函数的草图,数形结合可判断D选项的正误.综合可得出结论.【详解】由导数的正负性可知,函数的单调递增区间为、,单调递减区间为、,B选项正确;函数有个极大值点,A选项正确;当时,函数最大值是,而最大值不是,C选项错误;作出函数的图象如下图所示,由下图可知,当时,函数与函数的图象有四个交点,D选项正确.故选:ABD.【点睛】本题考查导数和原函数之间的关系,由图象判断零点个数,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.高频考点二:求已知函数的极值(点)典型例题例题1.(2024高二下·全国·专题练习)设函数,则的极大值点和极小值点分别为(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】利用导数判断函数的单调性,再求函数的极值点.【详解】易知函数的定义域是,由题意,,当或时,;当或时,,在和上单调递增,在和上单调递减,极大值点是,极小值点是.故选:A.例题2.(22-23高二下·宁夏石嘴山·期末)设函数,则(
)A.为极大值点 B.为极大值点C.为极小值点 D.无极值点【答案】B【分析】利用导数求出函数的单调区间,即可得到极值点.【详解】函数定义域为,则,当时,当时,所以在上单调递增,在上单调递减,则在处取得极大值,即为极大值点.故选:B例题3.(23-24高三上·北京东城·阶段练习)设函数.(1)若曲线在点处与直线相切,求的值;(2)求函数的单调区间与极值点.【答案】(1)(2)见解析.【分析】(1)已知函数的解析式,把点代入,再根据在点处与直线相切,求出,的值;(2)由题意先对函数进行求导,解出极值点,然后再根据极值点的值讨论函数的增减性及其增减区间.【详解】(1),曲线在点处与直线相切,,∴(2),当时,,函数在上单调递增,此时函数没有极值点.当时,由,当时,,函数单调递增,当时,,函数单调递减,当时,,函数单调递增,即函数的增区间为,,减区间为;此时是的极大值点,是的极小值点.练透核心考点1.(2023·广西南宁·三模)函数的极小值点为(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】求出函数的导函数,即可求出函数的单调区间,从而求出极值点.【详解】因为定义域为,所以,令得,令,得,所以在上单调递减,在上单调递增,所以函数在处取得极小值.故选:D2.(23-24高二·天津滨海新·期中)函数在区间上的极小值点是(
)A.0 B. C. D.【答案】B【分析】利用导数研究的区间单调性,进而确定极小值点.【详解】由题设,所以在上,递减,在上,递增,所以极小值点为.故选:B3.(23-24高二·陕西·开学考试)函数的极小值点为,极大值为.【答案】18【分析】求导,即可得函数的单调性,结合极值点的定义即可求解.【详解】由得,令,解得或,令,解得,故在和上单调递增,在单调递减,故在处取极小值,在处取极大值,故,,故答案为:,18,高频考点三:根据函数的极值(点)求参数典型例题例题1.(2024·广东佛山·二模)若函数()既有极大值也有极小值,则下列结论一定正确的是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】求出函数的导数,由已知可得函数在上有两个零点,转化为一元二次方程有两个不等的正根判断作答即可.【详解】函数的定义域为,,又函数既有极大值也有极小值,所以函数在上有两个零点,由,所以方程有两个不同的正实数,所以,即.故选:B例题2.(23-24高三下·内蒙古赤峰·开学考试)已知函数有极值,则(
)A.1 B.2 C. D.3【答案】B【分析】先求出函数的导函数;再求出极值点,代入函数解方程即可.【详解】由题目条件可得:函数的定义域为,.令,得;令,得.所以函数在区间上单调递减,在上单调递增.则是函数的极小值点,故,解得.故选:B例题3.(2024高二下·全国·专题练习)若函数在上有极值,则实数的取值范围是.【答案】【分析】由题意可得在上有变号零点,即在上有实数根,利用基本不等式求出的最小值可得答案.【详解】的定义域为,,要函数在上有极值,则在上有变号零点,即在上有实数根,且不能为相等实根.令,则,当且仅当时等号成立,所以.当时,,函数单调递增,则函数在上没有极值,故.故答案为:.例题4.(2024·广东汕头·一模)已知函数.(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)若既存在极大值,又存在极小值,求实数的取值范围.【答案】(1);(2).【分析】(1)把代入,利用导数的几何意义求出切线方程.(2)求出函数的导数,利用导数探讨函数的单调性,求出的范围.【详解】(1)当时,函数,求导得,则,而,所以曲线在点处的切线方程为,即.(2)函数的定义域为,求导得,当时,,由,得,由,得,则函数在上递增,在上递减,函数只有极大值,不合题意;当时,由,得或,①若,即,由,得或,由,得,则函数在上递增,在上递减,因此函数的极大值为,极小值为,符合题意;②若,即,由,得或,由,得,则函数在上递增,在上递减,因此函数的极大值为,极小值为,符合题意;③若,即,由在上恒成立,得在上递增,函数无极值,不合题意,所以的取值范围为.练透核心考点1.(23-24高三上·山东青岛·阶段练习)已知函数在其定义域内既有极大值也有极小值,则实数的取值范围是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】将问题转化为方程在有两个不相等实根,即有两个不同的交点,令,利用数形结合法求解.【详解】解:,则,要使函数在其定义域内既有极大值也有极小值,只需方程在有两个不相等实根.即,令,则.当,,当,,在递增,在递减,当,,,其图象如下:,.故选:D.2.(23-24高二上·陕西西安·期末)已知函数在时取得极大值4,则.【答案】【分析】利用导数研究函数的极值,待定系数计算并验证即可.【详解】由题意可知,因为函数在时取得极大值4,所以,解之得,检验,此时,令或,令,即在上单调递增,在上单调递减,即满足题意,故.故答案为:3.(23-24高二下·宁夏·阶段练习)已知函数.(1)求证:当时,曲线与直线只有一个交点;(2)若既存在极大值,又存在极小值,求实数的取值范围.【答案】(1)证明见解析;(2).【分析】(1)当时,对求导,分析函数单调性,确定图象,可证明曲线与直线只有一个交点.(2)将既存在极大值,又存在极小值,转换为有两个变号零点问题,讨论零点位置可得实数的取值范围.【详解】(1)当时,函数,求导得:,令,得;令,得;则函数在上递增,在上递减,故,所以曲线与直线只有一个交点.(2)函数的定义域为,求导得,设,令,解得,.因为既存在极大值,又存在极小值,即在有两个变号零点,则,解得且,综上所述:的取值范围为.高频考点四:求函数的最值(不含参)典型例题例题1.(23-24高二下·广东清远·阶段练习)函数在上的最大值为(
)A.2 B.3 C.4 D.5【答案】B【分析】利用导数与函数单调性的关系分析的性质,从而求得在的极大值与端点值,由此得解.【详解】因为,所以,令,得或;令,得;所以在上单调递增,在上单调递减,所以的极大值为,而,所以在上的最大值为.故选:B.例题2.(2024高二下·全国·专题练习)已知为正实数,函数在上的最大值为4,则在上的最小值为(
)A.0 B. C. D.2【答案】A【分析】利用导数判断得在上单调递增,从而列式得解.【详解】因为,为正实数,所以恒成立,所以在上单调递增,所以函数在上的最大值为,即,所以在上的最小值为.故选:A.例题3.(23-24高二下·上海青浦·阶段练习)函数在区间上的最小值是.【答案】0【分析】根据给定条件,利用导数求出函数在给定区间上的最小值.【详解】函数,求导得,当时,,当时,,因此函数在上单调递增,在上单调递减,而当时,,当时,,所以函数在区间上的最小值是0.故答案为:0例题4.(22-23高二下·河南·期中)已知函数在点处的切线方程为.(1)求实数和的值;(2)求在上的最大值(其中e是自然对数的底数).【答案】(1),(2)【分析】(1)对函数求导,根据导数的几何意义可求的值,再根据切线过切点求的值;(2)根据导数与函数单调性的关系,分析函数在给定区间上的单调性,再求函数的最大值.【详解】(1)因为所以,由题意可得,,解得:,.(2)由(1)可得,所以,且,易得,当时,,函数单调递减,当时,,函数单调递增,又,,且,即最大值为:.练透核心考点1.(23-24高三下·江苏苏州·阶段练习)设,则函数的最小值为(
)A.1 B. C.2 D.【答案】D【分析】根据题意,令,求导可得,即可得到在单调递减,从而得到结果.【详解】因为,令,则,由可得,
当时,,则单调递减,所以时,有最小值为.故选:D【点睛】,2.(23-24高二下·山东泰安·阶段练习)已知函数,则的最大值为.【答案】【分析】求导得出函数在上的单调性,即可求得的最大值为.【详解】由可得,令可得,又,所以,当时,,此时在上单调递减,当时,,此时在上单调递增;易知;因此的最大值为.故答案为:3.(2024·江西南昌·一模)已知函数.(1)求的单调递减区间;(2)求的最大值.【答案】(1);(2).【分析】(1)求导得,令可求的单调递减区间;(2)由(1)易判断在时单增,在时单减,进而求出.【详解】(1),令,得,即,所以的单调递减区间为;(2)当时,单调递增;当时,单调递减,所以,即的最大值为.4.(23-24高二上·江苏扬州·期末)已知函数在处取得极小值5.(1)求实数a,b的值;(2)当时,求函数的最小值.【答案】(1),(2)【分析】(1)由题意得到,,求出,,检验后得到答案;(2)求导,得到函数单调性,进而得到极值和最值情况,得到答案.【详解】(1),因为在处取极小值5,所以,得,此时所以在上单调递减,在上单调递增所以在时取极小值,符合题意所以,.又,所以.(2),所以列表如下:0123001↗极大值6↘极小值5↗10由于,故时,.高频考点五:求函数的最值(含参)典型例题例题1.(22-23高二下·天津和平·阶段练习)函数,若恒有,则a的取值范围是(
).A. B. C. D.【答案】C【分析】由题可知的最小值大于等于0,利用导数求函数的最值即得.【详解】由题可得,由,可得,此时单调递减,由,可得,此时单调递增,∴,∴.故选:C.例题2.(2023高二·全国·专题练习)已知函数,其中.求的最小值;【答案】0【分析】求导后根据导函数的正负与原函数的单调性与最值求解即可.【详解】,令,解得,由为增函数知,当时,,当时,,所以在上递减,在上递增,所以的最小值为.例题3.(23-24高二下·黑龙江大庆·开学考试)已知函数.(1)若,且与函数的图象相切,求的值;(2)若对成立,求实数的取值范围.【答案】(1);(2).【分析】(1)根据给定条件,利用导数的几何意义求出切点横坐标即可得解.(2)根据给定条件构造函数,按,分类讨论求解.【详解】(1)函数,求导得,设直线与函数的图象相切的切点横坐标为,于是,而,,解得,又,解得,所以.(2)依题意,对恒成立,设,显然,恒成立,当时,,不符合题意,当时,求导得,由得,函数在上单调递减,由得,函数在上单调递增,则,于是,解得,因此;所以所求实数的取值范围是.例题4.(23-24高三上·江苏淮安·阶段练习)已知函数.(1)若在处取得极值,求的极值;(2)若在上的最小值为,求的取值范围.【答案】(1)极大值为,极小值为(2)【分析】(1)根据极值点可得,进而可得,利用导数即可求解函数的单调区间,进而可求解极值,(2)根据导数确定函数单调性,结合分类讨论即可求解.【详解】(1),,.因为在处取得极值,所以,则.所以,,令得或1,列表得1+0-0+↗极大值↘极小值↗所以的极大值为,极小值为.(2).①当时,,所以在上单调递增,的最小值为,满足题意;②当时,令,则或,所以在上单调递减,在上单调递增,此时,的最小值为,不满足题意;③当时,在上单调递减,的最小值为,不满足题意.综上可知,实数的取值范围时.练透核心考点1.(23-24高三上·河北·期末)已知函数的最小值为0,则.【答案】【分析】求导,分类讨论函数的单调性即可求解最值.【详解】因为,所以.若,则在上单调递减,无最小值.若,则在上单调递减,在上单调递增,所以,解得.故答案为:2.(22-23高二下·全国·课时练习)已知函数,(为实数).求在区间上的最小值.【答案】【分析】根据得出在上的增减性,再分类讨论即可得出在区间上的最小值.【详解】函数的定义域为,,当变化时,的变化情况如下表:单调递减极小值单调递增①当时,在区间上为增函数,所以.②当时,在区间上为减函数,在区间上为增函数,所以,综上,.3.(23-24高三上·上海·期中)已知,函数,.(1)当时,若斜率为0的直线l是的一条切线,求切点的坐标;(2)若与有相同的最小值,求实数a.【答案】(1)(2)1【分析】(1)由得切点的横坐标,再代入计算出纵坐标即得切点坐标;(2)首先由导数求得与的最小值,由两最小值相等求,为此方程变形后引入新函数,利用导数确定单调性得出零点.【详解】(1)由题意,,由得,此时,所以切点为;(2),时,,在上是增函数,无最小值,所以,,时,,递减,时,,递增,所以有唯一的极小值也是最小值,,,,,递减,时,,递增,所以有唯一的极小值也是最小值为,由题意,,设,则,设,则,时,,递增,时,,递减,所以,所以,即,是减函数,又,因此是的唯一零点,所以由得.4.(23-24高三上·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知函数.(1)讨论的单调性;(2)求在上的最小值.【答案】(1)答案见解析(2)【分析】(1)利用导函数与单调性的关系求解;(2)利用导函数与单调性、最值的关系,结合的不同取值范围,分类讨论求解.【详解】(1)函数的定义域为,则.当时,在上恒成立,故此时在上单调递减;当时,由,得,由,得,故此时在上单调递减,在上单调递增.综上,当时,在上单调递减;当时,在上单调递减,在上单调递增.(2)由(1)知,当时,在上单调递减,所以在上单调递减,所以;当时,(i)若,即时,在上单调递增,此时,;(ii)若,即时,在上单调递减,在上单调递增,此时,;(iii)若,即时,在上单调递减,此时,.综上所述,.高频考点六:根据函数的最值求参数典型例题例题1.(2024高二下·全国·专题练习)若函数在区间内存在最小值,则实数的取值范围是.【答案】【分析】先利用导数分析的性质,再结合在内存在最小值,得到关于的不等式,解之即可得解.【详解】因为,所以,令,得或,令,得或;令,得,所以函数在和上单调递增,在上单调递减,所以在处取得极小值,令,解得或,若函数在内存在最小值,则,解得.故答案为:.例题2.(23-24高三下·浙江·阶段练习)己知函数,其中.(1)若曲线在处的切线在两坐标轴上的截距相等,求的值;(2)是否存在实数,使得在上的最大值是?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.【答案】(1);(2)存在,【分析】(1)结合导数的几何意义求出切线方程即可求出参数值.(2)含参分类讨论,利用导数求函数的单调性,进而得到最大值,分别求解即可得到参数值.【详解
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