2023届高考数学重难点专题10指、对跨阶同构专练
展开10指、对跨阶同构专练
一、单选题
1. 若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是.( )
A. B. C. D.
2. 若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3. 已知,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4. 设实数,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5. 设实数,若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是.( )
A. B. C. D.
6. 已知函数是自然对数的底数,若对任意的恒成立,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
7. 已知,不等式对任意的实数恒成立,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
8. 已知,若对任意的恒成立,则实数的最小值为( )
A. B. C. D.
9. 已知,不等式对任意的实数恒成立,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
10. 已知函数,若恒成立,则实数的可能取值为( )
A. B. C. D.
11. 若对任意,不等式恒成立,则实数的可能取值为( )
A. B. C. D.
三、填空题
12. 已知函数,若恒成立,则实数的取值范围为 .
13. 已知函数,若恒成立,则实数的取值范围为________.
14. 已知函数,
若的图象恒在图象的上方,则实数的取值范围为 .
若恒成立,则实数的取值范围为 .
15. 已知,不等式对任意的恒成立,则实数的取值范围为 .
16. 已知关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
四、解答题
17. 已知函数,.
求的单调区间;
当时,若在恒成立,求实数的取值范围.
18. 已知函数,.
若在点处的切线与在点处的切线互相平行,求实数的值;
若对,恒成立,求实数的取值范围.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究恒成立问题,属于较难题.
通过构造,利用导数得到恒成立,构造,利用导数求出的最大值,即可求得的范围.
【解答】
解:因为,,
所以恒成立,
构造函数,则,当时,,单调递增,
则不等式恒成立等价于恒成立,
即在上恒成立,进而转化为恒成立,
设,则,
当时,,单调递增当时,,单调递减.
所以当时,函数取得最大值,最大值为,
所以,即实数的取值范围是
故本题选:.
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究恒成立问题,属于较难题.
通过构造,利用导数得到恒成立,构造,利用导数求出的最大值,即可求得的范围.
【解答】
解:因为,,
所以恒成立,
构造函数,则,
当时,,单调递增,
则不等式恒成立等价于恒成立,
即恒成立,
进而转化为恒成立,
设,则,
当时,,单调递增
当时,,单调递减,
所以当时,函数取得最大值,最大值为,
所以,即实数的取值范围是
故答案为:.
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究恒成立问题,属于拔高题.
对已知不等式进行变形,通过构造新函数,结合导数进行求解即可.
【解答】
解:因为,不等式恒成立,即成立,
即,进而转化为恒成立.
令,则,当时,,
所以在上单调递增,
则不等式恒成立等价于恒成立.
因为,,所以,,
所以对任意的恒成立,
所以恒成立.
设,可得当时,,单调递增;
当时,,单调递减.
所以当时,函数取得最大值,最大值为,
所以,解得,
即实数的取值范围是.
故选A.
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究函数的单调性,导数中的恒成立问题,利用导数研究函数的最值,属于较难题.
由条件得到在上恒成立,据此可知,所求的最小值即为函数的最大值,再求出的最大值,进而求出答案.
【解答】
解:当时,,易知,,
恒成立,
当时,由题设得不等式,
即恒成立,
设函数则由
知在上单调递增,
于是,当时,由知,即,
即在上恒成立,
据此可知,所求的最小值即为函数的最大值,
因为,
所以易知:当时,函数单调递增,
当时,函数单调递减,
从而可得,
的取值范围为
故选D.
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究函数的单调性、最值及不等式恒成立问题,属于较难题.
由,不等式成立,转化为恒成立,构造函数,求导可得函数的单调性,从而可得恒成立,设,求函数最值即可得实数的取值范围.
【解答】
解:因为,不等式成立,即,
转化为恒成立,
构造函数,可得,
当,,单调递增,
则不等式恒成立等价于恒成立,
即恒成立,进而转化为恒成立;
设,可得,当时,,单调递增;
当时,,单调递减,所以当,函数取得最大值,
所以,即实数的取值范围是.
故本题选B.
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导函数研究函数单调性,最值和不等式恒成立问题,属于中档题.
根据不等式的形式,构造新函数,利用导数的性质,结合新函数的单调性进行求解即可.
【解答】
解:由,得,
,,
当时,显然.
令,,
则由得,知在上单调递增,
,则,即.
设,,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
,,则,
实数的最小值为.
故选:.
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究函数的最值,不等式恒成立问题,属于难题.
将原式变为,设,显然是上的增函数,得到
,分离参数转化为利用导数求函数的最值即可求解.
【解答】
解:因为不等式,所以,得,
设,则上式不等式等价于对任意的实数恒成立,
当时,,故在上单调递增,
因为,,所以,所以原问题可转化为即,
设,,,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
故在处取得极小值,也是最小值,
所以,所以实数的最大值为,
选D.
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查不等式恒成立问题的解法,考查了函数思想和转化思想,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
将原不等式转化为,构造函数,求得导数和单调性,推得,运用参数分离法构造函数,利用导数求出最大值即可得出答案.
【解答】
解:当时,得,即.
设,
则原不等式等价于,因为,
故在上单调递增,
故对任意的恒成立,即对任意的恒成立,
设,当时,,当时,,
在上单调递增,在上单调递减,所以,
,
故选:.
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究不等式恒成立问题,属较难题.
将原式变为,设,显然是上的增函数,得到,分离参数转化为利用导数求函数的最值问题,从而得解.
【解答】
解:因为不等式,所以,得,
设,则上式不等式等价于对任意的实数恒成立,
当时,,故在上单调递增,
因为,,所以,所以原问题可转化为即,
设,,,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,
故在处取得极小值,也是最小值,
所以,所以实数的最大值为,
故答案选:.
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数来判定函数单调性,利用导数来求函数的最值,不等式的恒成立问题,,考查运算求解能力,化归与转化的数学思想。
先由等价于,,再令函数,通过导数来求函数的单调性,即可得到,再令函数,求的最大值即可.
【解答】
解:等价于,
令函数,则,
故是增函数,等价于等价于,
即,
令函数,则,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
所以,
故实数的取值范围为
故选 CD.
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了不等式恒成立问题,利用导数研究函数在闭区间上的最值,属于较难题.
依题意,把不等式变形为同构式,构造函数利用导数判断单调性,即可得到,分离参数求出的范围.
【解答】
解:对任意的,不等式恒成立,
即恒成立,
即,
令,,
所以在单调递增,
,即为
所以
所以恒成立,
令,
所以当时,,当时,,
所以,
所以,即.
故选BCD.
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了由不等式的恒成立求解参数范围问题,解题的关键是构造法的应用及导数的应用.
不等式转化为,由单调递增,可得,构造函数,利用导数判断函数的单调性求得可得答案.
【解答】
解:恒成立,定义域为,
则,
两边加上得到,
单调递增,
,即,
令,定义域为,
则,
时,,单调递增,
,,单调递减,
,.
故答案为.
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查利用导数研究不等式恒成立问题,属于较难题.
结合题设先将不等式转化为 然后利用的单调性得到,构造函数,利用导数研究的单调性以及最大值即可得到的取值范围.
【解答】
解: 恒成立,
,
即
在上单调递增,
即.
令,.
则,
故当时,单调递增
当时,单调递减,
,
,解得.
实数的取值范围为.
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查不等式恒成立和利用导数研究函数的单调性,利用单调性求最值问题,属于较难题;
转化为不等式恒成立问题,利用分离参数法,转化为在恒成立,构造函数,利用导数判断其单调性,可求得其最大值,从而求出实数的取值范围.
把已知不等式转化为是解题的关键.
把已知不等式左右都变形为的形式,根据的单调性得出不等式为,令,求导可得的最大值,从而求出实数的取值范围.
【解答】
解:的图象恒在图象的上方,
则在恒成立,
即在恒成立,
令,,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
故时,取得极大值也是最大值,且,
故,即.
故答案为.
,则,
两边加上得到
,
单调递增,
,即,
令,,
则,,
时,,单调递增,
,,单调递减,
在处取到极大值也是最大值,
,
.
故实数的取值范围为.
故答案为.
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查利用导数研究恒成立与存在性问题,利用导数判断函数的单调性和最值,属于较难题.
先化简不等式可得对任意的恒成立,设,将问题转化为对任意的恒成立,分离参数,构造函数,利用导数求出最值即可求出实数的取值范围.
【解答】
解:根据题意不等式对任意的恒成立,
等价于对任意的恒成立,
即对任意的恒成立,
设,则,
则不等式等价于对任意的恒成立,
,函数在单调递增,
因为,,
所以,即,
设,,则,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
所以当时,取得最小值为,
所以.
故答案为:.
16.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了利用导数研究函数单调性、极值,考查了导数中的恒成立问题,属于较难题.
根据函数同构将问题转化为,其中,构造函数,,,进一步转化 恒成立,分离出变量,即可得出的取值范围.
【解答】
解:因为,
所以,
所以,
根据,且,得到,
所以,
构造函数,,
则,故函数在上单调递增,
则原不等式等价于,
若 ,则上述不等式显然成立,
若,因为在上单调递增,
恒成立,
令,,
则,,
在上,,单调递减,
在上,,单调递增,
所以,
所以,
故答案为
17.【答案】解:,
当时,,,,,
的单调递增区间为
当时,令,则,,,
,,使得.
令,即,
解得,,
当,时,,,单调递增,
当时,,,单调递减,
的单调递增区间为:,,单调递减区间为
当时,在恒成立,
,
,
,
令,则上式为,
成立,在上单调递增,
在恒成立,
,
由可知,当时,在上单调递增,,
即,,解得
故实数的取值范围为.
【解析】本题主要考查利用导数研究函数的单调性,考查分类讨论的数学思想,考查利用导数研究恒成立问题,属于较难题.
利用函数的导数研究其单调性,注意对实数的分类讨论;
当时,在恒成立,整理为,令,则上式为,研究的单调性即可求得结果.
18.【答案】解:,所以,
,所以,
由题,,又,所以.
由得:,即,
即,
设,
则,,
,设,,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
所以,
所以在上单调递增,所以对恒成立,
即对恒成立,
设,则,
易知当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
,故,
所以实数的取值范围为
【解析】本题考查了函数的单调性,最值问题,导数的应用以及转化思想,属于难题.
根据导数的几何意义和两直线平行满足的关系求出的值;把不等式恒成立问题转化为求函数的最值,从而求出的取值范围.
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