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
【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
则
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)
则
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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