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    专题16 极值与最值-2023年新高考数学大 二轮复习讲义之方法技巧与题型全归纳(新高考专用)

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    专题16 极值与最值-2023年新高考数学大 二轮复习讲义之方法技巧与题型全归纳(新高考专用)

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    这是一份专题16 极值与最值-2023年新高考数学大 二轮复习讲义之方法技巧与题型全归纳(新高考专用),文件包含专题16极值与最值解析版docx、专题16极值与最值原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共65页, 欢迎下载使用。
    专题16极值与最值
    【考点预测】
    知识点一:极值与最值
    1.函数的极值
    函数在点附近有定义,如果对附近的所有点都有,则称是函数的一个极大值,记作.如果对附近的所有点都有,则称是函数的一个极小值,记作.极大值与极小值统称为极值,称为极值点.
    求可导函数极值的一般步骤
    (1)先确定函数的定义域;
    (2)求导数;
    (3)求方程的根;
    (4)检验在方程的根的左右两侧的符号,如果在根的左侧附近为正,在右侧附近为负,那么函数在这个根处取得极大值;如果在根的左侧附近为负,在右侧附近为正,那么函数在这个根处取得极小值.
    注①可导函数在点处取得极值的充要条件是:是导函数的变号零点,即,且在左侧与右侧,的符号导号.
    ②是为极值点的既不充分也不必要条件,如,,但不是极值点.另外,极值点也可以是不可导的,如函数,在极小值点是不可导的,于是有如下结论:为可导函数的极值点;但为的极值点.
    2.函数的最值
    函数最大值为极大值与靠近极小值的端点之间的最大者;函数最小值为极小值与靠近极大值的端点之间的最小者.
    导函数为
    (1)当时,最大值是与中的最大者;最小值是与中的最小者.
    (2)当时,最大值是与中的最大者;最小值是与中的最小者.
    一般地,设是定义在上的函数,在内有导数,求函数在上的最大值与最小值可分为两步进行:
    (1)求在内的极值(极大值或极小值);
    (2)将的各极值与和比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.
    注①函数的极值反映函数在一点附近情况,是局部函数值的比较,故极值不一定是最值;函数的最值是对函数在整个区间上函数值比较而言的,故函数的最值可能是极值,也可能是区间端点处的函数值;
    ②函数的极值点必是开区间的点,不能是区间的端点;
    ③函数的最值必在极值点或区间端点处取得.
    【方法技巧与总结】
    (1)若函数在区间D上存在最小值和最大值,则
    不等式在区间D上恒成立;
    不等式在区间D上恒成立;
    不等式在区间D上恒成立;
    不等式在区间D上恒成立;
    (2)若函数在区间D上不存在最大(小)值,且值域为,则
    不等式在区间D上恒成立.
    不等式在区间D上恒成立.
    (3)若函数在区间D上存在最小值和最大值,即,则对不等式有解问题有以下结论:
    不等式在区间D上有解;
    不等式在区间D上有解;
    不等式在区间D上有解;
    不等式在区间D上有解;
    (4)若函数在区间D上不存在最大(小)值,如值域为,则对不等式有解问题有以下结论:
    不等式在区间D上有解
    不等式在区间D上有解
    (5)对于任意的,总存在,使得;
    (6)对于任意的,总存在,使得;
    (7)若存在,对于任意的,使得;
    (8)若存在,对于任意的,使得;
    (9)对于任意的,使得;
    (10)对于任意的,使得;
    (11)若存在,总存在,使得
    (12)若存在,总存在,使得.

    【题型归纳目录】
    题型一:求函数的极值与极值点
    题型二:根据极值、极值点求参数
    题型三:求函数的最值(不含参)
    题型四:求函数的最值(含参)
    题型五:根据最值求参数
    题型六:函数单调性、极值、最值得综合应用
    题型七:不等式恒成立与存在性问题

    【典例例题】
    题型一:求函数的极值与极值点
    例1.(2022·江西·上饶市第一中学模拟预测(文))已知函数.
    当时,求函数的极值;
    【解析】
    由题知,当时,,
    ∴,令,.
    ∴时,,单调递减;
    时,,单调递增.
    ∴是的极小值点,∴的极小值为,无极大值.
    例2.(2022·湖北·襄阳四中模拟预测)设.
    (1)求在上的极值;
    (2)若对,,都有成立,求实数的取值范围.
    【答案】(1)极小值为,极大值为
    (2)
    【解析】
    【分析】
    (1)直接求导计算即可.
    (2)将问题转化为,构造新函数在上单调递增即可,然后参变分离或者分类讨论都可以.
    (1)
    由,
    得的单调减区间是,,
    同理,的单调增区间是.
    故的极小值为,极大值为.
    (2)
    由对称性,不妨设,
    则即为.
    设,则在上单调递增,
    故在上恒成立.
    方法一:(含参讨论)
    设,
    则,,解得.
    ,,.
    ①当时,,
    故,当时,,递增;
    当时,,递减;
    此时,,在上单调递增,故,符合条件.
    ②当时,同①,当时,递增;当时,递减;
    ∵,,
    ∴由连续函数零点存在性定理及单调性知,,.
    于是,当时,,单调递增;
    当时,,单调递减.
    ∵,,∴,符合条件.
    综上,实数的取值范围是.
    方法二:(参变分离)
    由对称性,不妨设,
    则即为.
    设,则在上单调递增,
    故在上恒成立.
    ∵,∴在上恒成立
    ,.
    设,,则,.
    设,,
    则,.
    由,,得在,上单调递增;
    由,,得在,上单调递减.
    故时;
    时.
    从而,,,
    又时,,故,,
    ,单调递减,,.
    于是,.综上,实数的取值范围是.
    例3.(2022·天津市咸水沽第一中学模拟预测)已知函数……自然对数底数).
    (1)当时,求函数f(x)的单调区间;
    (2)当时,
    (i)证明:存在唯一的极值点:
    (ii)证明:
    【答案】(1)函数的单调递增区间为,单调递减区间为
    (2)证明见详解
    【解析】
    【分析】
    (1)求导,利用导数判断函数单调性;(2)利用导数判断单调性,利用零点存在性定理判断零点,进而确定极值点,利用零点代换结合函数最值处理极值的范围.
    (1)
    ,构建
    当时,则在上单调递减,且
    当时,,当时,
    则函数的单调递增区间为,单调递减区间为
    (2)
    (i)由(1)可知:当时,在上单调递减

    ∴在内存在唯一的零点
    当时,,当时,
    则函数的单调递增区间为,单调递减区间为
    ∴存在唯一的极值点
    (ii)由(i)可知:
    ∵,即
    ,且
    ∵在单调递减

    构建,则当时恒成立
    则在上单调递增,则
    则,即

    例4.(2022·江西师大附中三模(理))已知函数为的导函数.
    (1)判断函数在区间上是否存在极值,若存在,请判断是极大值还是极小值;若不存在,说明理由;
    (2)求证:函数在区间上只有两个零点.
    【答案】(1)存在;极小值
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)转化为判断导函数是否存在变号零点,对求导后,判断的单调性,结合零点存在性定理可得结果;
    (2)当时,利用单调性得恒成立,此时无零点;当时,;
    当时,利用导数得到单调性,结合零点存在性定理可得在上只有一个零点.由此可证结论正确.
    (1)
    由,可得,
    则,
    令,其中,可得,
    所以在上单调递增,即在上单调递增,
    因为,所以存在,使得,
    当时,单调递减;当时,单调递增,
    所以当时,函数取得极小值.
    (2)
    由,当时,,所以,
    所以在上为增函数,所以,
    此时函数在上没有零点;
    当时,可得,所以是函数的一个零点;               
    当时,由 ,
    令,
    可得,令
    则,
    当,可得;
    当,可得,
    即在上单调递减,在上单调递增,
    又因为,所以存在使得,
    当时,;当时,,
    又因为,
    所以存在使得,即是函数的一个零点.
    综上可得,函数在上有且仅有两个零点.
    【点睛】
    关键点点睛:第二问中,分段讨论并利用导数和零点存在性定理求解是解题关键.
    例5.(2022·江苏苏州·模拟预测)函数.
    (1)求函数在上的极值;
    (2)证明:有两个零点.
    【答案】(1)极大值,;极小值,;
    (2)详见解析.
    【解析】
    【分析】
    (1)由题可得,进而可得;
    (2)当时,利用导数可得函数的最小值,进而可得函数有两个零点,当,时,利用导数可得,即得.
    (1)
    ∵,
    ∴,,
    由,可得,或,
    ∴,单调递增,,单调递减,,单调递增,
    ∴时,函数有极大值,时,函数有极小值;
    (2)
    ∵,
    ∴,
    ∴,
    当时,单调递增,即单调递增,
    又,
    故存在,,
    所以单调递减,单调递增,
    ∴时,函数,,,
    故时,有两个零点,
    当时,,
    对于函数,则,又,
    ∴,,即,此时函数没有零点,
    当时,,
    由上可知,故当时,函数没有零点,
    综上,函数有两个零点.
    【点睛】
    利用导数研究零点问题:
    (1)确定零点的个数问题:可利用数形结合的办法判断交点个数,如果函数较为复杂,可用导数知识确定极值点和单调区间从而确定其大致图象;
    (2)方程的有解问题就是判断是否存在零点的问题,可参变分离,转化为求函数的值域问题处理.可以通过构造函数的方法,把问题转化为研究构造的函数的零点问题;
    (3)利用导数硏究函数零点或方程根,通常有三种思路:①利用最值或极值研究;②利用数形结合思想研究;③构造辅助函数硏究.
    【方法技巧与总结】
    1.因此,在求函数极值问题中,一定要检验方程根左右的符号,更要注意变号后极大值与极小值是否与已知有矛盾.
    2.原函数出现极值时,导函数正处于零点,归纳起来一句话:原极导零.这个零点必须穿越轴,否则不是极值点.判断口诀:从左往右找穿越(导函数与轴的交点);上坡低头找极小,下坡抬头找极大.
    题型二:根据极值、极值点求参数
    例6.(2022·四川·绵阳中学实验学校模拟预测(文))若函数在处有极值10,则(       )
    A.6 B. C.或15 D.6或
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    先求出函数的导函数 ,然后根据在 时 有极值10,得到 ,求出满足条件的 ,然后验证在 时是否有极值,即可求出
    【详解】

    又 时 有极值10
    ,解得 或
    当 时,
    此时 在 处无极值,不符合题意
    经检验, 时满足题意

    故选:B
    例7.(2022·江苏南通·模拟预测)已知函数在处取极小值,且的极大值为4,则(       )
    A.-1 B.2 C.-3 D.4
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    对求导,由函数在处取极小值,所以,所以,,对求导,求单调区间及极大值,由的极大值为4,列方程得解.
    【详解】
    解:,所以
    因为函数在处取极小值,所以,所以,,,
    令,得或,当时,,所以在单调递增,当时,,所以在单调递增,当时,,所以在单调递增,所以在处有极大值为,解得,所以.
    故选:B
    例8.(2022·四川绵阳·二模(文))若是函数的极大值点,则实数的取值范围是(       )
    A. B. C. D.
    【答案】A
    【解析】
    【分析】
    求出,分,,,分别讨论出函数的单调区间,从而可得其极值情况,从而得出答案.
    【详解】

    若时,当时,;当时,;
    则在上单调递减;在上单调递增.
    所以当时,取得极小值,与条件不符合,故满足题意.
    当时,由可得或;由可得
    所以在上单调递增;在上单调递减,在上单调递增.
    所以当时,取得极大值,满足条件.
    当时,由可得或;由可得
    所以在上单调递增;在上单调递减,在上单调递增.
    所以当时,取得极小值,不满足条件.
    当时,在上恒成立,即在上单调递增.
    此时无极值.
    综上所述:满足条件
    故选:A
    例9.(2022·河南·模拟预测(文))已知函数的极值为,则(       )
    A.e B. C. D.
    【答案】C
    【解析】
    【分析】
    求导得到导函数,考虑和两种情况,根据函数的单调性得到极值,计算得到答案.
    【详解】
    函数的定义域为,,
    当时,,所以在上单调递增,无极值,不符合题意;
    当时,,
    当时,,当时,,
    所以在上单调递增,在上单调递减,
    则,解得.
    故选:C.
    例10.(2022·河南·高三阶段练习(文))若函数在上无极值,则实数的取值范围(       )
    A. B.
    C. D.
    【答案】D
    【解析】
    【分析】
    求,由分析可得恒成立,利用即可求得实数的取值范围.
    【详解】
    由可得

    恒成立,为开口向上的抛物线,
    若函数在上无极值,
    则恒成立,所以,
    解得:,
    所以实数的取值范围为,
    故选:D.
    例11.(2022·四川省南充高级中学高三阶段练习(理))已知函数在处取得极值0,则(       )
    A.2 B.7 C.2或7 D.3或9
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    求导得到导函数,根据题意得到且,解得答案并验证即可.
    【详解】
    ,,
    根据题意:,,
    解得或,
    当时,,函数单调递增,无极值点,舍去.
    当时,,
    在和时,,函数单调递增;
    在时,,函数单调递减,故函数在出有极小值,满足条件.
    综上所述:.
    故选:B.
    例12.(2022·全国·高三专题练习)函数在内有极值,则实数的取值范围是(       )
    A. B. C. D.
    【答案】C
    【解析】
    【分析】
    由可导函数在开区间内有极值的充要条件即可作答.
    【详解】
    由得,,
    因函数在内有极值,则时,有解,
    即在时,函数与直线y=a有公共点,
    而,即在上单调递减,,则,显然在零点左右两侧异号,
    所以实数的取值范围是.
    故选:C
    【点睛】
    结论点睛:可导函数y=f(x)在点x0处取得极值的充要条件是f′(x0)=0,且在x0左侧与右侧f′(x)的符号不同.
    例13.(2022·陕西·西北工业大学附属中学模拟预测(理))已知函数,若是的极小值点,则实数的取值范围是(       )
    A. B. C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    根据导函数的正负,对分类讨论,判断极值点,即可求解.
    【详解】
    由得,令,
    若,则 ,此时在单调递增,在 单调递减,这与是的极小值点矛盾,故舍去.
    若,可知是的极大值点,故不符合题意.
    若,,此时在单调递增,在 单调递减,可知是的极大值点,故不符合题意.
    当 ,,,此时在单调递增,在 单调递减,可知是的极小值点,符合题意.
    若,在定义域内单调递增,无极值,不符合题意,舍去.
    综上可知:
    故选:B
    例14.(2022·全国·高三专题练习)已知函数在区间上既有极大值又有极小值,则实数a的取值范围是(       )
    A. B. C. D.
    【答案】C
    【解析】
    【分析】
    把题意转化为在内应有两个不同的异号实数根,利用零点存在定理列不等式组即可求得.
    【详解】
    函数,导函数.
    因为在上既有极大值又有极小值,所以在内应有两个不同的异号实数根.
    ,解得:,实数a的取值范围.
    故选:C.
    例15.(2022·全国·高三专题练习)函数在上无极值,则m=______.
    【答案】3
    【解析】
    【分析】
    把题意转化为在上恒有,对m分类讨论,求出m的范围.
    【详解】
    函数在上无极值即导函数在上无根.
    在上恒有 ①;
    而,
    当时,①式解为或;显然时,①式不成立;
    当时,①式解为或;显然时,①式不成立;
    当m-1=2时,①式解为x=2,m=3.
    故答案为:3.
    例16.(2022·吉林长春·模拟预测(文))已知函数,.
    (1)当时,过做函数的切线,求切线方程;
    (2)若函数存在极值,求极值的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)
    【解析】
    【分析】
    (1)设切点,再根据导数的几何意义求解即可;
    (2)求导分析导函数为0时的情况,设极值点为得到,代入极值再构造函数,求导分析单调性与取值范围即可
    (1)
    由题,当时,,,
    设切点为,则,
    故切线方程为,
    又切线过,故,即,
    设,,则,
    故为增函数.又,
    故有唯一解,
    故切点为,斜率为1,故切线方程为,即;
    (2)
    因为,为减函数,故若函数存在极值,
    则在区间上有唯一零点设为,
    则,即,
    故极值,
    设,,则,
    故为增函数,故,故,即,
    故极值的取值范围
    【点睛】
    本题主要考查了过点的切线问题,同时也考查了利用导数研究函数的极值问题,需要根据题意设极值点,得到极值点满足的关系,再代入极值构造函数分析,属于难题
    例17.(2022·北京市第十二中学三模)已知函数.
    (1)当时,求函数的单调递增区间;
    (2)设函数,若在上存在极值,求a的取值范围.
    【答案】(1)减区间为,增区间为.
    (2)
    【解析】
    【分析】
    (1)当时,求得,结合导数的符号,即可求得函数的单调区间;
    (2)求得,设,得到,求得的单调性,结合,根据题意,列出不等式组或,即可求解.
    (1)
    解:当时,函数,其定义域为 ,
    可得,
    当时,,单调递减;
    当时,,单调递增,
    所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
    (2)
    解:由,
    可得,
    设,则,
    令,即,解得,
    当时,;当时,,
    所以在区间上单调递增,在区间上,单调递减,
    且,
    显然,
    若在上存在极值,则满足或,解得,
    综上可得,当时,在上存在极值,
    所以实数的取值范围为.
    例18.(2022·天津·耀华中学二模)已知函数.
    (1)若,求函数的单调区间;
    (2)若存在两个极小值点,求实数的取值范围.
    【答案】(1)递减区间为,递增区间为
    (2)
    【解析】
    【分析】
    (1)当时,求得,令,利用导数求得,进而求得函数的单调区间;
    (2)求得,令,结合单调性得到,进而得到,分和,两种情况分类讨论,结合单调性与极值点的概念,即可求解.
    (1)
    解:当时,函数,
    可得,
    令,可得,所以函数单调递增,
    因为,所以,
    当时,,单调递减;
    当时,,单调递增,
    即函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
    (2)
    解:由函数,
    可得,
    令,可得,
    所以函数在上单调递增,在上单调递减,所以,
    当时,可得,所以,
    ①当时,,此时当时,,单调递减;
    当时,,单调递增,
    所以函数的极小值为,无极大值;
    ②当时,,
    又由在上单调递增,所以在上有唯一的零点,且,
    因为当时,令,可得,
    又因为,所以,即,所以,
    所以,,
    因为在上单调递减,所以在上有唯一的零点,且,
    所以当时,,单调递减;
    当时,,单调递增;
    当时,,单调递减;
    当时,,单调递增,
    所以函数有两个极小值点,故实数的取值范围为.
    例19.(2022·河北·石家庄二中模拟预测)已知函数.
    (1)当时,证明:当时,;
    (2)若,函数在区间上存在极大值,求a的取值范围.
    【答案】(1)证明见解析
    (2)
    【解析】
    【分析】
    (1)利用导数求出得出,根据的单调性得,可得答案;
    (2)求出,分、、讨论单调性可得答案.
    (1)
    由题意得,则,当时,,
    在上是减函数,∴,设,在上是增函数,
    ∴,∴当时,.
    (2)
    ,且,
    令,得或a,
    ①当时,则,单调递减,函数没有极值;
    ②当时,当时,,单调递减;
    当时,,单调递增;当时,,单调递减,
    ∴在取得极大值,在取得极小值,则;
    ③当时,当时,,单调递减;
    当时,,单调递增;当时,,单调递减,
    ∴在取得极大值,在取得极小值,由得:,
    综上,函数在区间上存在极大值时,a的取值范围为.
    题型三:求函数的最值(不含参)
    例20.(2022·江苏徐州·模拟预测)函数的最小值为_____________.
    【答案】
    【解析】
    【分析】
    由题可知为偶函数,当时,去绝对值,讨论的取值范围,利用导数求解函数的最值
    【详解】
    由题可知,函数为偶函数,时,,
    当时,,在单调递增,此时;
    当时,,即恒成立.

    故答案为:-1.
    例21.(2022·全国·高三专题练习)函数的最小值为______.
    【答案】1
    【解析】
    【分析】
    先证明出成立,对原函数进行同构构造后直接求解.
    【详解】
    记.
    因为.令,解得:;令,解得:;
    所以在上单减,在上单增,所以.
    所以,即.
    所以,当且仅当时等号成立.
    记.
    因为在上单增,在上单增,所以在上单增.
    又,,
    所以有且只有一个实根.
    而存在唯一一个使得.
    即存在唯一一个使得.
    所以函数的最小值为1.
    故答案为:1
    例22.(2022·四川·模拟预测(文))对任意,存在,使得,则的最小值为_________.
    【答案】1
    【解析】
    【分析】
    由题意得到,利用导数法求解.
    【详解】
    解:因为,
    所以使得,
    所以,
    则,
    令,得,
    当时,,当时,,
    所以当时,取得最小值为,
    故答案为:1
    例23.(2022·河南郑州·三模(文))在区间上的最小值是(       )
    A. B.1 C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    求导函数,分析其导函数的符号,得出原函数的单调性,从而可求得最小值.
    【详解】
    因为,所以,令,解得,
    所以当时,,函数单调递减,当时,,函数单调递增,
    所以函数在上的最小值为,
    故选:B.
    例24.(2022·全国·高三专题练习)函数的最大值为(       )
    A. B. C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    先对函数求导,求出函数的单调区间,进而可求出函数的最大值
    【详解】
    解:由,得,
    当时,,当时,,
    所以函数在上递减,在上递增,
    因为,
    所以函数的最大值为,
    故选:B
    例25.(2022·全国·高三专题练习)已知函数.
    (1)当时,求曲线在点处的切线方程;
    (2)求函数在的最小值.
    【答案】(1);(2)答案见解析.
    【解析】
    【分析】
    (1)根据导数的几何意义得出切线方程;
    (2)由导数得出,令,利用导数得出在恒成立,再讨论时函数的单调性,进而得出最值.
    【详解】
    解:(1)当时,,∴,
    又得切点,∴,
    所以切线方程为,即;
    (2),∴,
    令,∴
    由,得,所以在上为单调增函数
    又,
    所以在上恒成立
    即在恒成立
    当时,,知在上为减函数,从而
    当时,,知在上为增函数,从而;
    综上,当时,;当时.
    【点睛】
    关键点睛:解决问题二的关键在于利用导数得出其单调性,进而得出最值.
    例26.(2022·山东·临沭县教育和体育局高二期中)已知函数是的一个极值点.
    (1)求b的值;
    (2)当时,求函数的最大值.
    【答案】(1)
    (2)
    【解析】
    【分析】
    (1)对求导,是的一个极值点,所以 ,解方程即可
    (2)先利用导数求出的单调区间,再根据函数的单调性求的最大值
    (1)

    ∵是的一个极值点,∴
    解得.经检验,满足题意.
    (2)
    由(1)知:,则.
    令,解得或
    x




    1

    2


    +
    0
    -
    0
    +



    递增

    递减

    递增


    ∵,
    ∴函数的最大值为
    题型四:求函数的最值(含参)
    例27.(2022·北京通州·高二期中)已知函数.
    (1)求函数的单调区间;
    (2)求函数在区间上的最小值.
    【答案】(1)在,上递增,在递减
    (2)当时,函数在区间上的最小值为;当时,函数在区间上的最小值为.
    【解析】
    【分析】
    (1)通过解判断的单调区间;
    (2)结合(1)中函数的单调区间,讨论、两种情况,确定在区间上的单调性,可得函数在区间上的最小值.
    (1)

    令,则或
    ∴在,上递增,在递减
    (2)
    由(1)可知:在上递增,在递减
    当时,在递减
    ∴函数在区间上的最小值为;
    当时,在上递增,在递减
    ∴函数在区间上的最小值为.
    综上所述:当时,函数在区间上的最小值为;
    当时,函数在区间上的最小值为.
    例28.(2022·河南·高二阶段练习(理))已知函数f(x)=x-mlnx-m.
    (1)讨论函数f(x)的单调性;
    (2)若函数f(x)有最小值g(m),证明:g(m) 在上恒成立.
    【答案】(1)答案见解析
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)求出函数的导数,讨论其符号后可得函数的单调区间.
    (2)根据(1)的结论可得函数的最小值,再利用导数可证不等式.
    (1)
    函数的定义域为,且,
    当时,在上恒成立,所以此时在上为增函数,
    当时,由,解得,
    由,解得,
    所以在上为减函数,在上为增函数,
    综上:当时,在上为增函数,
    当时,在上为减函数,在上为增函数;
    (2)
    由(1)知:当时,在上为增函数,无最小值.
    当时,在上上为减函数,在上为增函数,
    所以,即,
    则,
    由,解得,
    由,解得,
    所以在上为增函数,在上为减函数,
    所以,
    即在上恒成立.
    例29.(2021·江苏·高二单元测试)已知函数.
    (1)讨论的单调性;
    (2)当时,求在区间上的最大值.
    【答案】(1)答案见解析;(2).
    【解析】
    【分析】
    (1)求导后,分别在和的情况下,根据的正负得到函数单调性;
    (2)分别在、和三种情况下,得到在上的单调性,由单调性可确定最大值点,代入可得最大值.
    【详解】
    (1)由题意得:定义域为,,
    ①当时,,在上单调递增;
    ②当时,令得:,
    列表如下:









    递增
    极大值
    递减

    在上单调递增,在上单调递减;
    综上所述:当时,在上单调递增;当时,在上单调递增,在上单调递减.
    (2)当时,由(1)知:
    ①当,即时,在上单调递减,则;
    ②当,即时,在上单调递增,在上单调递减,

    ③当,即时,在上单调递增,则;
    综上所述:.
    题型五:根据最值求参数
    例30.(2022·河北·模拟预测)已知,函数在上的最小值为1,则__________.
    【答案】1
    【解析】
    【分析】
    求函数的导数,讨论a的范围,判断函数的单调性,确定函数的最小值,令其等于1,即可求得答案.
    【详解】
    由题意得,
    当,即时,,在上递增,
    故,解得;
    当,即时,当 时,,递减,
    当 时,,递增,
    故,解得,不符合,舍去,
    综上,.
    故答案为:1
    例31.(2022·山西运城·模拟预测(理))已知函数,若函数在上存在最小值.则实数的取值范围是________.
    【答案】
    【解析】
    【分析】
    先利用导数判断出函数的极值点,建立不等式,即可求出的取值范围.
    【详解】
    ,,
    当时,,单调递减;当或时,,单调递增,
    ∴在处取得极小值,在处取得极大值.
    令,解得或,
    又∵函数在上存在最小值,且为开区间,
    所以,解得.
    即的取值范围是.
    故答案为:.
    例32.(2022·浙江湖州·高三期末)若函数存在最小值,则实数a的取值范围是___________.
    【答案】
    【解析】
    【分析】
    对函数求导,可知当时,函数在上单调递增,无最小值;当时,有两个不等实根,由此可知函数的单调性,再根据函数图象趋势,结合极小值情况,进而确定最小值,由此即可求出结果.
    【详解】
    因为函数,所以,
    当时,, ,又,
    所以,所以函数在上单调递增,此时无最小值;
    当时,则有两个不等实根,
    设两个不等实根,
    则,
    所以函数在区间和上单调递增,在区间上单调递减;
    所以是函数的极小值点,
    又时,,所以,
    所以要使得函数存在最小值,则函数的最小值只能为,且,
    即,所以,
    即,解得,所以.
    故答案为:.
    例33.(2022·陕西·模拟预测(理))若函数在区间上有最大值,则实数的取值范围是_________.
    【答案】
    【解析】
    【分析】
    由导函数求得极大值,利用极大值点在区间上,且的极大值可得参数范围.
    【详解】

    或时,,时,,
    所以在和上都递增,在上递减,

    在区间上有最大值,则,解得.
    故答案为:.
    题型六:函数单调性、极值、最值得综合应用
    例34.(2022·全国·高三专题练习(理))已知函数f(x)=ex+ax·sinx.
    (1)求y=f(x)在x=0处的切线方程;
    (2)当a=-2时,设函数g(x)=,若x0是g(x)在(0,π)上的一个极值点,求证:x0是函数g(x)在(0,π)上的唯一极小值点,且e-2

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