专题04 导数解答题-【2023高考必备】2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编（全国通用版）

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2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编
专题04 导数解答题
1．(2022新高考全国II卷·第22题)已知函数．
(1)当时，讨论的单调性；
(2)当时，，求a的取值范围；
(3)设，证明：．
【答案】(1)的减区间为，增区间为．
(2) (3)见解析
解析:(1)当时，，则，
当时，，当时，，
故的减区间为，增区间为．
(2)设，则，
又，设， 则，
若，则， 因为为连续不间断函数，
故存在，使得，总有，
故在为增函数，故，
故在为增函数，故，与题设矛盾．
若，则，
下证：对任意，总有成立，
证明：设，故，
故在上为减函数，故即成立．
由上述不等式有，
故总成立，即在上为减函数，
所以．
当时，有，
所以在上为减函数，所以．
综上，．
(3)取，则，总有成立，
令，则，
故即对任意的恒成立．
所以对任意的，有，
整理得到：，
故
【题目栏目】导数\导数的综合应用
【题目来源】2022新高考全国II卷·第22题
2．(2022新高考全国I卷·第22题)已知函数和有相同的最小值．
(1)求a；
(2)证明：存在直线，其与两条曲线和共有三个不同的交点，并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列．
【答案】(1)
(2)见解析
解析：(1)的定义域为，而，
若，则，此时无最小值，故．
的定义域为，而．
当时，，故在上为减函数，
当时，，故在上为增函数，
故．
当时，，故在上为减函数，
当时，，故在上为增函数，
故．
因为和有相同的最小值，
故，整理得到，其中，
设，则，
故为上的减函数，而，
故的唯一解为，故的解为．
综上，．
(2)由(1)可得和的最小值为．
当时，考虑的解的个数、的解的个数．
设，，
当时，，当时，，
故在上为减函数，在上为增函数，
所以，
而，，
设，其中，则，
故在上为增函数，故，
故，故有两个不同的零点，即的解的个数为2．
设，，
当时，，当时，，
故在上为减函数，在上为增函数，
所以，
而，，
有两个不同的零点即的解的个数为2．
当，由(1)讨论可得、仅有一个零点，
当时，由(1)讨论可得、均无零点，
故若存在直线与曲线、有三个不同的交点，
则．
设，其中，故，
设，，则，
故在上为增函数，故即，
所以，所以在上为增函数，
而，，
故在上有且只有一个零点，且：
当时，即即，
当时，即即，
因此若存在直线与曲线、有三个不同的交点，
故，
此时有两个不同的零点，
此时有两个不同的零点，
故，，，
所以即即，
故为方程的解，同理也为方程的解
又可化为即即，
故为方程的解，同理也为方程的解，
所以，而，
故即．
【题目栏目】导数\导数的综合应用
【题目来源】2022新高考全国I卷·第22题
3．(2021年新高考全国Ⅱ卷·第22题)已知函数．
(1)讨论的单调性；
(2)从下面两个条件中选一个，证明：有一个零点
①；
②．
【答案】已知函数．
(1)讨论的单调性；
(2)从下面两个条件中选一个，证明：有一个零点
①；
②．
【题目栏目】导数\导数的综合应用
【题目来源】2021年新高考全国Ⅱ卷·第22题
4．(2021年新高考Ⅰ卷·第22题)已知函数．
(1)讨论的单调性；
(2)设，为两个不相等的正数，且，证明：．
【答案】解析：(1)函数的定义域为，又，
当时，，当时，，
故的递增区间为，递减区间为．
(2)因为，故，即，故，
设，由(1)可知不妨设．
因为时，，时，，
故．
先证：，
若，必成立．
若， 要证：，即证，而，
故即证，即证：，其中．
设，则，
因为，故，故，
所以，故在为增函数，所以，
故，即成立，所以成立，
综上，成立．
设，则，
结合，可得：，
即：，故，
要证：，即证，即证，
即证：，即证：，
令，则，
先证明一个不等式：．
设，则，
当时，；当时，，
故在上为增函数，在上为减函数，故，故成立
由上述不等式可得当时，，故恒成立，
故在上为减函数，故，
故成立，即成立．
综上所述，．
【题目栏目】导数\导数的综合应用
【题目来源】2021年新高考Ⅰ卷·第22题
5．(2020年新高考I卷(山东卷)·第21题)已知函数．
(1)当时，求曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积；
(2)若f(x)≥1，求a取值范围．
【答案】(1)(2)
解析：(1)，，．
，∴切点坐标为(1,1+e),
∴函数f(x)在点(1,f(1)处的切线方程为,即,
切线与坐标轴交点坐标分别为,
∴所求三角形面积为;
(2)解法一：,
，且．
设,则
∴g(x)在上单调递增，即在上单调递增，
当时，,∴,∴成立．
当时， ，，,
∴存在唯一，使得，且当时，当时，，，
因此
>1,
∴∴恒成立；
当时， ∴不是恒成立．
综上所述，实数a的取值范围是[1,+∞)．
解法二：等价于
,
令,上述不等式等价于,
显然为单调增函数，∴又等价于，即，
令,则
在上h’(x)>0,h(x)单调递增；在(1,+∞)上h’(x)1,
∴∴恒成立；
当时， ∴不是恒成立．
综上所述，实数a的取值范围是[1,+∞)．
解法二：等价于
,
令,上述不等式等价于,
显然为单调增函数，∴又等价于，即，
令,则
在上h’(x)>0,h(x)单调递增；在(1,+∞)上h’(x)