终身会员
搜索
    上传资料 赚现金

    2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题 Word版含解析

    立即下载
    加入资料篮
    资料中包含下列文件,点击文件名可预览资料内容
    • 练习
      2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题 Word版含解析.docx
    • 练习
      2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题 Word版无答案.docx
    2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题  Word版含解析第1页
    2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题  Word版含解析第2页
    2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题  Word版含解析第3页
    2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题  Word版无答案第1页
    2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题  Word版无答案第2页
    还剩37页未读, 继续阅读
    下载需要10学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题 Word版含解析

    展开

    这是一份2023年高考数学大题专练(新高考专用) 专题12 利用导数解决双变量问题 Word版含解析,文件包含2023年高考数学大题专练新高考专用专题12利用导数解决双变量问题Word版含解析docx、2023年高考数学大题专练新高考专用专题12利用导数解决双变量问题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共44页, 欢迎下载使用。


    专题12 利用导数解决双变量问题
    1.(2022·浙江·高考真题)设函数.
    (1)求的单调区间;
    (2)已知,曲线上不同的三点处的切线都经过点.证明:
    (ⅰ)若,则;
    (ⅱ)若,则.
    (注:是自然对数的底数)
    【答案】(1)的减区间为,增区间为.
    (2)(ⅰ)见解析;(ⅱ)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性.
    (2)(ⅰ)由题设构造关于切点横坐标的方程,根据方程有3个不同的解可证明不等式成立,(ⅱ) ,,则题设不等式可转化为,结合零点满足的方程进一步转化为,利用导数可证该不等式成立.
    (1)

    当,;当,,
    故的减区间为,的增区间为.
    (2)
    (ⅰ)因为过有三条不同的切线,设切点为,
    故,
    故方程有3个不同的根,
    该方程可整理为,
    设,


    当或时,;当时,,
    故在上为减函数,在上为增函数,
    因为有3个不同的零点,故且,
    故且,
    整理得到:且,
    此时,
    设,则,
    故为上的减函数,故,
    故.
    (ⅱ)当时,同(ⅰ)中讨论可得:
    故在上为减函数,在上为增函数,
    不妨设,则,
    因为有3个不同的零点,故且,
    故且,
    整理得到:,
    因为,故,
    又,
    设,,则方程即为:
    即为,

    则为有三个不同的根,
    设,,
    要证:,即证,
    即证:,
    即证:,
    即证:,
    而且,
    故,
    故,
    故即证:,
    即证:
    即证:,
    记,则,
    设,则即,
    故在上为增函数,故,
    所以,
    记,
    则,
    所以在为增函数,故,
    故即,
    故原不等式得证:
    2.(2022·广东·华南师大附中三模)已知函数存在两个极值点.
    (1)求实数a的取值范围;
    (2)判断的符号,并说明理由.
    【答案】(1)
    (2)符号为正;理由见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)根据函数有两个极值点得到导函数有两个变号零点,参变分离后构造函数,研究其单调性和极值情况,得到交点个数为两个时实数a的取值范围,再验证此范围符合要求;
    (2)转化为,利用对数平均不等式得到,结合在区间内单调递增,且,得到.
    (1)
    ∵有两个极值点,
    ∴,有两个变号的零点.
    ∴,,
    令,,
    当,,单调递增;
    当,,单调递减;
    所以.
    画出函数图象如下:

    与有两个交点,
    ∴.
    当时,当或时,,;
    当时,,.
    所以在区间,单调递减,在区间内单调递增.
    所以的极小值点为,极大值点为.
    所以a的取值范围为
    (2)
    符号为正.
    理由如下:
    由(1)可知,.
    又因为,

    ∴.
    现证明上式:
    上式可变形为,
    令,则只需证.
    设,,
    所以在上单调递增,
    从而,即,
    ∴.
    又因为,所以
    综上可得:.
    在区间内单调递增,且,
    所以.
    故符号为正.
    3.(2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测(理))已知.
    (1)若恒有两个极值点,(),求实数a的取值范围;
    (2)在(1)的条件下,证明.
    【答案】(1)
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)根据极值点的定义可知方程有两个不等实根,即函数与图像有两个交点,利用导数研究函数的单调性求出的值域,结合图形即可得出结果;
    (2)构造函数,根据导数研究它的单调性进而得,有,构造函数(),
    利用导数证明,结合即可证明.
    (1)
    函数的定义域为,,
    则方程有两个不同的正根,
    即函数与图像有两个交点,
    ,令,令,
    所以函数在上单调递增,在上单调递减,
    所以,且当时,,
    当时,,如图,

    由图可知;
    (2)
    设,
    则,
    在单调递增,故,
    即.
    而,故,
    又,,在单调递减,故,即;
    由知;
    由(1)知,,为函数的极值点,
    当时,函数单调递减,
    当时,函数单调递增,
    时,函数单调递减,
    所以,故,
    令().

    ,令,故当时,
    单调递增,且,所以,故单调递减,
    由,得,
    即,即.
    4.(2022·湖南·雅礼中学二模)已知.
    (1)求的最大值;
    (2)求证:(i)存在,使得;
    (ii)当存在,使得时,有.
    【答案】(1);
    (2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析.
    【解析】
    【分析】
    (1)利用导数判断函数的单调性,进而求最值;
    (2)构造,进而可得,结合函数单调性及零点存在定理即得;由题可知即证,再利用导数解决双变量,构造函数,利用导数判断函数的单调性即得.
    (1)
    法一:,
    当时,单调递增;当时,单调递减.
    .
    法二:,
    由在上均为减函数,
    ∴在上单调递减,又,
    当时,单调递增;当时,单调递减.
    .
    (2)
    过的直线方程为,
    令,则.

    易知在单调递减.
    (i)当时,在单调递减,则,这与矛盾,不符题意;同理可证,当时不符题意.

    故存在,使,即.
    (ii)要证,即证,
    由在单调递减,即证,
    即证,
    即证,

    可证,其中.

    在单调递减,
    式得证,
    故.
    5.(2022·安徽·合肥一六八中学模拟预测(理))已知函数(e为自然对数的底数),其中.
    (1)试讨论函数的单调性;
    (2)若有两个极值点和,记过点,的直线的斜率为k,同:是否存在a,使得?若存在,求出a的值,若不存在,请说明理由
    【答案】(1)答案不唯一,具体见解析;
    (2)不存在;理由见解析.
    【解析】
    【分析】
    (1)求出函数的导数,分和分别讨论值的符号作答.
    (2)根据给定条件,求出斜率k,在成立时可得,分析整理并构造函数,利用函数探讨单调性质即可推理作答.
    (1)
    函数定义域为R,求导得,而,
    则当时,即在R上为增函数,
    当时,由,得,即,解得或,
    则有或,由,解得,
    所以在上递减,在和上递增.
    (2)
    依题意,,求导得,
    有两个极值点,即在上有两个不等根和,则,且,
    因为,
    则,若存在a,使得,则,
    即,不妨令,亦即成立,
    令,,,因此在上递增,
    ,于是得当时,不成立,
    所以不存在a,使得.
    6.(2022·江苏泰州·模拟预测)已知函数,其中a,b为常数,为自然对数底数,.
    (1)当时,若函数,求实数b的取值范围;
    (2)当时,若函数有两个极值点,,现有如下三个命题:
    ①;②;③;
    请从①②③中任选一个进行证明.
    (注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
    【答案】(1)
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)分,讨论,当时,求的最小值,根据可得;
    (2)将问题转化为有两个零点,先利用导数研究两个零点的范围,然后由,,作商取对数得.若选①,令,构造函数,若选②,构造函数,根据极值点偏移问题的方法可证;若选③,构造函数,由单调性可证.
    (1)
    当时,,
    当时,因为,所以此时不合题意;
    当时,当时,,单调递减,
    当时,,单调递增,
    所以,
    要,只需,
    令,则,
    当时,,单调递增;
    当时,,单调递减,
    所以,则由得,
    所以,故实数b的取值范围为.
    (2)
    当时,,,
    令,则,
    因为函数有两个极值点,,所以有两个零点,
    若,则,单调递增,不可能有两个零点,所以,
    令得,
    当时,,单调递减;
    当时,,单调递增;
    所以,
    因为有两个零点,所以,则,
    设,因为,,则,
    因为,所以,,
    则,取对数得,
    令,,则,即
    ①令,则,因为,所以在上单调递减,在上单调递增,
    令,
    则,在上单调递减,
    因为,所以,即,
    亦即,
    因为,,在上单调递增,所以,
    则,整理得,
    所以,故①成立
    ②令,则,
    因为,所以在上单调递减,在上单调递增,
    令,则,在上单调递增,
    又,所以当时,,即,
    因为,,在上单调递增,所以,
    所以,即,
    所以,
    即,故②成立.
    ③令,,则,
    令,则,
    ∴在上单调递增,则,
    ∴,则,
    两边约去后化简整理得,即,
    故③成立.
    7.(2022·北京·北师大二附中三模)已知函数,其中,为的导函数.
    (1)当,求在点处的切线方程;
    (2)设函数,且恒成立.
    ①求的取值范围;
    ②设函数的零点为,的极小值点为,求证:.
    【解析】
    【分析】
    (1)利用导数的几何意义即可求解.
    (2)①先对函数求导,得到,推出,求导,得到,解对应不等式,得到单调性,求出其最小值,再根据恒成立,即可得出结果;
    ②先设,求导得.
    设,对其求导,判定单调性,从而得到函数单调性,得到是函数的极小值点,得到,再由①得时,,推出所以,得到,得到函数在区间上单调递增,再由题意,即可得出结论成立.
    (1)
    时,,,,,所以函数在处的切线方程,即.
    (2)
    ①由题设知,,
    ,,
    由,得,所以函数在区间上是增函数;
    由,得,所以函数在区间上是减函数.
    故在处取得最小值,且.
    由于恒成立,所以,得,
    所以的取值范围为;
    ②设,则.
    设,
    则,
    故函数在区间上单调递增,由(1)知,,
    所以,,
    故存在,使得,
    所以,当时,,,函数单调递减;
    当时,,,函数单调递增.
    所以是函数的极小值点.因此,即.
    由①可知,当时,,即,整理得,
    所以.
    因此,即.
    所以函数在区间上单调递增.
    由于,即,
    即,
    所以.
    又函数在区间上单调递增,所以.
    8.(2022·河南·模拟预测(文))已知函数的最小值为1.
    (1)求实数的值;
    (2)过点作图象的两条切线MA,MB,A(),B()是两个切点,证明:>1.
    【答案】(1)
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)定义域为,函数有最小值,必然不单调,易求出极小值即最小值,代入可答案.
    (2)利用切线方程,消去得到的等式关系,将>1变形得到,令构造函数,得证.
    (1)

    当≤0时,<0,在单调递减,不合题意;
    当>0时,在()上,<0,在()上,>0.
    在单调递减,在单调递增,
    故的最小值为;
    (2)
    证明:,
    同理,,
    两式相减得,不妨设,
    要证>1.只须证>1.即,
    即证,令,即证,
    设,恒成立,
    故h(t)为增函数,,故原式得证.
    9.(2022·浙江·赫威斯育才高中模拟预测)已知,函数.
    (1)当时,求的单调区间和极值;
    (2)若有两个不同的极值点,.
    (i)求实数的取值范围;
    (ii)证明:(……为自然对数的底数).
    【答案】(1)递减区间为,递增区间为,极小值为,无极大值
    (2)(i);(ii)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)求出解析式,利用导数研究函数的单调性,即可求出函数的极值;
    (2)(i)由,构造函数(),将问题转化函数有个不同的零点,利用导数分类讨论函数当、、时的单调性,结合极值点的定义即可得出结果;
    (ii)由(i),利用换元法可得,令,整理可得,
    利用放缩法和导数证明在上恒成立即可.
    (1)
    当时,(),则,
    故当时,,当时,,
    故的递减区间为,递增区间为,
    极小值为,无极大值;
    (2)
    (i)因为(),
    令(),问题可转化函数有个不同的零点,
    又,令,
    故函数在上递减,在上递增,
    故,故,即,
    当时,在时,函数,不符题意,
    当时,则,,,
    即当时,存在,,
    使得在上递增,在上递减,在上递增,
    故有两个不同的极值点的a的取值范围为;
    (ii)因为,,且,
    令,则,,
    又,
    令,即只要证明,即,
    令,
    则,
    故在上递增,且,所以,即,
    从而,
    又因为二次函数的判别式,
    即,即,
    所以在上恒成立,故.
    10.(2022·陕西·汉台中学模拟预测(理))已知函数(,).
    (1)求函数的极值;
    (2)若函数的最小值为0,,()为函数的两个零点,证明:.
    【答案】(1)极小值为,无极大值
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)首先求函数的导数,分和两种情况讨论函数的单调性,再求函数的极值;
    (2)首先由函数的最小值,确定,再结合零点存在性定理确定,,可得,再通过构造函数求函数的最小值.
    (1)
    (),,
    若时,则恒成立,
    在上单调递增,故没有极值;
    若,则当时,,单调递减,
    当时,,单调递增,
    有极小值,极小值为,无极大值.
    (2)
    证明:由(1)可知,当时,有最小值,,
    由函数的最小值为0,得,
    由题知,
    ,,

    ,,
    ,(),
    令,则,
    令,则在上单调递增,
    又,在上,,,单调递减,
    在上,,,单调递增,

    得证.
    11.(2022·全国·模拟预测)已知函数.
    (1)当时,求曲线在处的切线方程;
    (2)若存在两个极值点、,求实数的取值范围,并证明:.
    【答案】(1);
    (2),证明见解析﹒
    【解析】
    【分析】
    (1)先求出,再根据导数的几何意义求出切线的斜率,进而可得切线方程;
    (2)将函数存在两个极值点转化为其导函数存在两个零点,构造函数,利用导数研究函数的单调性及最值,进而得到的取值范围,由,可知要证,只要证,只要证,构造新函数,利用导数研究新函数的单调性,进而可得结果.
    (1)
    当时,,则,
    ,∴,
    ∴曲线在处的切线方程为,即.
    (2)
    由题意知,
    令,,
    ∵存在两个极值点,∴有两个零点,
    易知,
    当时,,在上单调递增,g(x)至多有一个零点,不合题意.
    当时,由得,
    若,则,单调递增;
    若,则,单调递减.
    要使有两个零点,需,解得.
    当时,,∴在上存在唯一零点,记为.
    ∵,∴,,
    设,则,令,,则,
    ∴在上单调递减,∴,即,
    ∴在上存在唯一零点,记为.
    则,随的变化情况如下表:








    0

    0



    极小值

    极大值


    ∴实数的取值范围是.
    ∵,,∴,
    ∵,∴,
    ∵,∴要证,只要证,
    只要证,只要证,
    又,∴只要证,即证.
    设,,
    则,
    ∴F(x)在时单调递增,
    ∴,
    ∴成立,即得证.
    12.(2022·山东威海·三模)已知函数.
    (1)当时,求的单调区间;
    (2)若有两个极值点,且,从下面两个结论中选一个证明.
    ①;
    ②.
    【答案】(1)的单增区间为;单减区间为,
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)首先求函数的导数,根据导数与函数单调性的关系,即可求解;
    (2)若选①,不等式转化为证明,变形为证明,通过构造函数,即可证明;
    若选②,首先根据函数有两个极值点,证得,,再变换为,通过构造函数,利用导数,即可证明.
    (1)

    当时,,
    令,解得;令,解得或,
    所以的单增区间为;单减区间为,.
    (2)
    证明①:由题意知,是的两根,则,

    将代入得,,
    要证明,
    只需证明,
    即,
    因为,所以,
    只需证明,
    令,则,只需证明,即,
    令,

    所以在上单调递减,可得,
    所以,
    综上可知,.
    证明②:
    设,
    因为有两个极值点,所以,
    解得,
    因为,
    所以,

    由题意可知,
    可得代入得,,
    令,

    当,所以在上单调递减,
    当,所以在上单调速增,
    因为,所以,
    由,
    可得,所以,
    所以,
    所以,即.
    13.(2022·全国·模拟预测)已知函数(其中为自然对数的底数).
    (1)讨论函数的单调性;
    (2)若,不等式恒成立,求实数的取值范围.
    【答案】(1)答案见解析
    (2)
    【解析】
    【分析】
    (1)结合已知条件分、、三种情况讨论,分析导数的符号变化,即可得出原函数的增区间和减区间;
    (2)分析可得,构造函数,即在上恒成立,可得出,利用导数求出函数在上的最小值,即可得出实数的取值范围.
    (1)
    解:依题意,令,,
    则,
    令,解得或.
    当时,即时,恒成立且不恒为零,
    所以,函数的增区间为;
    当时,即时,由可得或,由可得,
    所以,函数的增区间为、,减区间为;
    当时,即时,由可得或,由可得.
    所以,函数的增区间为、,减区间为.
    综上所述,当时,函数的增区间为;
    当时,函数的增区间为、,减区间为;
    当时,函数的增区间为、,减区间为.
    (2)
    解:当时,恒成立,
    所以在上单调递增,且.
    因为,所以,
    则不等式可化为,
    即.
    令,则问题等价于函数在上单调递增,
    即在上恒成立,
    即,.
    令,,
    则.
    令,解得,
    所以当时,,函数在上单调递减;
    当时,,函数在上单调递增;
    所以当时,函数取得最小值,且,
    所以当时,,所以.
    14.(2022·江西·二模(理))设为实数,函数.
    (1)判断函数在定义域上的单调性;
    (2)若方程有两个实数根,证明:(是自然对数的底数)
    【答案】(1)答案见解析
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)讨论的值,利用导数得出在定义域上的单调性;
    (2)令,由导数确定,不妨设,由,令,再由导数证明即可得出.
    (1)

    当时,函数在上单调递增;
    当时,函数在上单调递增,在上单调递减.
    (2)
    证明:,
    令,
    在上单调递增,在上单调递减,,∴,
    不妨设,则,故,
    令,所以,
    要证,只要证,只要证,
    令,
    设,
    ∴在上单调递减,在上单调递增,
    ∵,则存在,使得,
    ∴在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
    ∵,
    ∴在上恒成立,即证.
    15.(2022·重庆八中模拟预测)已知函数.
    (1)求的最小值,并证明方程有三个不等实根;
    (2)设(1)中方程的三根分别为,,且,证明:.
    【答案】(1)最小值为,证明见解析;
    (2)证明见解析.
    【解析】
    【分析】
    (1)求f(x)导数,根据导数正负判断f(x)单调性并求其最小值,令f(x)=m,构造函数,利用导数判断g(m)单调性和值域,从而判断方程f(m)=m的根的个数即可;
    (2)由(1)知,,欲证,即证,即证,即证,于是构造函数,,证明即可.
    (1)
    ∵,
    ∴当时,,单调递减;
    当时,,单调递增,
    故的最小值为.
    设,则方程变形为f(m)=m,即f(m)-m=0,
    令,,
    则,由得.
    因此,当时,,单调递减;当时,,单调递增.
    由于,故,又由,由零点存在定理,存在,使得,
    ∴有两个零点1和,方程f(m)=m有两个根和,

    则如图,时,因为,故方程有一个根,
    下面考虑解的个数,其中,
    设,结合的单调性可得:
    在上为减函数,在上为增函数,
    而,,,
    故在上有且只有一个零点,
    ,设,
    故,故即,
    而,故在上有且只有一个零点,
    故有两个不同的根、且,
    即方程共有三个不等实根;
    (2)
    由(1)知,且满足,,
    令,,则

    令,则.
    当时,,单调递减,
    又∵,∴当时,,,单调递减,
    ∵,∴,即.
    ∵,∴,又∵,∴.
    ∵,,而在单调递减,∴.
    即,故,原命题得证.
    【点睛】
    本题第一问的关键是令f(x)=m,将问题转化为关于m的方程f(m)=m有两根,数形结合判断原关于x的方程的根的情况;第二问的关键是注意到可变形为,,,考虑到f(x)在(0,1)单调递减,且,故可将问题转化为,从而巧妙构造函数,即可证明求解.
    16.(2022·湖北·模拟预测)已知对于不相等的正实数a,b,有成立,我们称其为对数平均不等式.现有函数.
    (1)求函数的极值;
    (2)若方程有两个不相等的实数根,.
    ①证明:;
    ②证明:.
    【答案】(1)极大值为,无极小值
    (2)①证明见解析;②证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)利用导数求单调区间,由单调区间即可求出极值;
    (2)由和可得,由已知条件所给的不等式即可证得①;
    由①可得,则,令,构造函数,利用二次求导根据单调性即可证得②.
    (1)
    函数的定义域为,

    则当时,;时,.
    即在上递增,上递减,
    故的极大值为,无极小值.
    (2)
    结合(1)由,;,,可得,
    ①由题意可得,从而,
    即,
    结合参考的公式可得:,
    故,
    且,即,从而有.
    ②由①可得,令,则,
    所以,
    则,
    则,∴递减,
    又∵,∴,
    故递增,∴,
    即,
    即.
    17.(2022·山东临沂·二模)已知函数.
    (1)若存在,使≤成立,求a的取值范围;
    (2)若,存在,,且当时,,求证:.
    【答案】(1);
    (2)证明见解析.
    【解析】
    【分析】
    (1)参变分离不等式≤,构造函数,求h(x)的最小值即可得a的取值范围;
    (2)整理化简可得,构造函数并判断单调性,从而可利用将等式中替换掉,问题即可转化为证明,令即可进一步转化为证明即可.
    (1)
    由,得,,即,
    令, ,则,
    设,,则,
    在上单调递增,,
    在上,,单调递增,

    取值范围是;
    (2)
    不妨设,
    ,(*),

    令,故,故函数在上单调递增.
    ,从而,
    由(*)得,

    下面证明:,
    令,则.即证明:,则只要证明,
    设,在恒成立,
    在单调递减,故,


    【点睛】
    本题第二问关键是构造函数,将转化为,构造,将问题转化为即可.
    18.(2022·天津·一模)已知函数.
    (1)若,求函数的单调增区间;
    (2)若关于x的不等式恒成立,求整数a的最小值;
    (3)当时,函数恰有两个不同的零点,且,求证:.
    【答案】(1)单调增区间为
    (2)2
    (3)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)先求出,再利用导数求出的单调增区间;
    (2)先利用分离参数法得到对恒成立.令,求导得到,再令,判断出,使,得到在上单调递增,在上单调递减,求出,得到.由,求出整数a的最小值;
    (3)用分析法证明:当时,把题意转化为只需证.先整理化简得到,只需证.令,构造函数,利用导数证明出.即证.
    (1)
    当时,,所以,
    则,定义域为.
    令,解得:.
    所以的单调增区间为.
    (2)
    依题意对恒成立,等价于对恒成立.
    令,则
    令在上是增函数,

    所以,使即
    对,,,所以在上单调递增;
    对,,,所以在上单调递减.
    所以.
    所以.
    又,所以整数a的最小值2
    (3)
    当时,由(2)知在上单调递增,在上单调递减且,时,;时,;
    依题意存在,使得
    已知可得
    要证成立,只需证
    因为是的零点,所以,
    两式相减得:

    只需证
    又因为只需证
    即证
    令则,所以,
    所以在增函数,所以即.
    即成立.
    所以原不等式得证.
    【点睛】
    导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:
    (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系.
    (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.
    (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.
    (4)利用导数证明不等式.
    19.(2022·浙江绍兴·模拟预测)已知函数,(其中是自然对数的底数)
    (1)试讨论函数的零点个数;
    (2)当时,设函数的两个极值点为、且,求证:.
    【答案】(1)答案见解析
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)可得,令,其中,则函数的零点个数等于直线与函数图象的公共点个数,利用导数分析函数的单调性与极值,数形结合可得出结论;
    (2)推导出,将所证不等式转化为,设函数的图象在处的切线交直线于点,函数的图象在处的切线交直线于点,证明出,,再利用不等式的基本性质可证得所证不等式成立.
    (1)
    解:由可得,令,其中,
    则函数的零点个数等于直线与函数图象的公共点个数,
    ,令可得,列表如下:










    极小值


    如下图所示:

    当时,函数无零点;
    当时,函数只有一个零点;
    当时,函数有两个零点.
    (2)
    证明:,其中,
    所以,,由已知可得,
    上述两个等式作差得,
    要证,即证,
    因为,设函数的图象交轴的正半轴于点,则,
    因为函数在上单调递增,,,,
    设函数的图象在处的切线交直线于点,
    函数的图象在处的切线交直线于点,
    因为,所以,函数的图象在处的切线方程为,
    联立可得,即点,
    构造函数,其中,则,
    当时,,此时函数单调递减,
    当时,,此时函数单调递增,所以,,
    所以,对任意的,,当且仅当时等号成立,
    由图可知,则,所以,,

    因为,可得,
    函数在处的切线方程为,
    联立,解得,即点,
    因为,
    所以,,
    构造函数,其中,则,,
    当时,,此时函数单调递减,
    当时, ,此时函数单调递增,则,
    所以,对任意的,,当且仅当时,等号成立,
    所以,,可得,
    因此,,故原不等式成立.
    20.(2022·福建南平·三模)已知函数.
    (1)讨论函数的单调性;
    (2)若,求证:函数有两个零点,且.
    【答案】(1)当时,在上单调递增;当时,在上单调递减,在上单调递增;
    (2)证明见解析
    【解析】
    【分析】
    (1)直接求导,分和讨论单调性即可;
    (2)先讨论当时无零点,再讨论时,通过同构得到,即,确定在上的零点,即可证明有两个零点;由相减得,换元令,进而得到,通过放缩构造函数即可求证.
    (1)
    定义域为,,当时,,在上单调递增;
    当时,由得,当时,单调递减,当时,单调递增;
    综上:当时,在上单调递增;当时,在上单调递减,在上单调递增;
    (2)
    当时,因为,所以,无零点.当时,由,
    得,即,设,则有,因为在上成立,
    所以在上单调递减,当时,,所以等价于,
    即,所以的零点与在上的零点相同.若,由(1)知在上单调递减,在上单调递增,
    又, ,,
    所以在和上各有一个零点,即在上有两个零点,综上有两个零点.
    不妨设,则,相减得,
    设,则,代入上式,解得,所以,
    因为,所以,因此要证,只需证,即证,
    设,则,所以在递增,,
    即,因为,所以可化成,又因为,所以.


    相关试卷

    2024年新高考数学培优专练24 利用导数解决双变量问题(原卷版+解析):

    这是一份2024年新高考数学培优专练24 利用导数解决双变量问题(原卷版+解析),文件包含专题24利用导数解决双变量问题原卷版docx、专题24利用导数解决双变量问题教师版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共47页, 欢迎下载使用。

    第一轮复习新高考数学培优专练24 利用导数解决双变量问题+解析:

    这是一份第一轮复习新高考数学培优专练24 利用导数解决双变量问题+解析,文件包含专题24利用导数解决双变量问题教师版docx、专题24利用导数解决双变量问题原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共47页, 欢迎下载使用。

    专题12 利用导数解决双变量问题-备战2024年高考数学复习大题全题型专练:

    这是一份专题12 利用导数解决双变量问题-备战2024年高考数学复习大题全题型专练,文件包含专题12利用导数解决双变量问题解析版docx、专题12利用导数解决双变量问题原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共42页, 欢迎下载使用。

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单
        欢迎来到教习网
        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        使用学贝下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        返回
        顶部
        Baidu
        map