2023年高考数学题型猜想预测卷导数的综合应用压轴题含解析
展开 猜题22 第12、16题 导数的综合应用压轴题(上海精选归纳)
一、填空题
1.(2022秋·上海宝山·高三统考期末)已知函数,数列是公差为4的等差数列,若,则数列的前n项和_____.
【答案】
【分析】设,根据的奇偶性和单调性可得的奇偶性和单调性,然后结合等差数列的性质可得,再利用等差数列的通项公式及求和公式即得.
【解析】因为,,
则,
所以为R上的偶函数,
当时,,
所以函数在上单调递增,且,
设,则为奇函数,且在上单调递增,
因此在R上单调递增,
由题知,
又数列是公差为4的等差数列,可得,
若,则,
∴,即,
同理可得,
∴,与矛盾,舍去;
同理若,则,与矛盾,舍去;
∴,又的公差,
∴,解得,
∴=2n2﹣8n,
故答案为:.
2.(2022·上海宝山·统考一模)对于正整数n,设是关于x的方程的实数根,记,其中表示不超过x的最大整数,则______.
【答案】2021
【分析】根据导数可得为单调递增函数,根据零点存在性定理找到的取值范围,代入即可得出通项公式,求出答案.
【解析】设,则,当时,因此为单调递增函数,
又因当时,
且,所以当时,方程有唯一的实数根,且,所以,,
因此
故答案为:2021
3.(2022·上海普陀·统考一模)设、、均为正数且,则使得不等式总成立的的取值范围为______.
【答案】
【分析】由已知可得出,不妨设,,其中,可得出,令,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.
【解析】因为、、均为正数且,则,
不妨设,,其中,
所以,
,
因为,则,令,
则,所以,,
所以,,
令,其中,则,
所以,函数在上单调递减,所以,,
所以,.
故答案为:.
【点睛】结论点睛:利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
4.(2022春·上海宝山·高二上海市吴淞中学校考期末)已知数列前项和,数列满足为数列的前项和.若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围为______.
【答案】
【分析】利用与的关系,求得,由题意,求得并裂项,利用裂项相消,求得,分为奇数或偶数两种情况,利用函数求最值研究不等式恒成立问题,可得答案.
【解析】当时,;当时,,将代入上式,可得,则;
,
,
代入不等式,可得,整理可得,
当为偶数时,不等式为,
令,,
当时,,则在上单调递增,
由于,故,此时;
当为奇数时,不等式为,
令,(为奇数且),易知在单调递增,则,此时,
综上所述,.
故答案为:.
5.(2023·上海·高三专题练习)已知函数是定义在上的偶函数,在上是增函数,且恒成立,则不等式的解集为______.
【答案】
【分析】由题意可得出,可知方程与方程同解,可解得,则不等式为,利用函数的单调性即可解出不等式.
【解析】由于函数定义在上的偶函数,在是增函数,
由得,
所以,
解方程得,
令,则,
所以是方程的两根,
由韦达定理得,解得,
则不等式即,
设,,,故,
所以单调递增,且,故解集为.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:对于求值或求解函数不等式问题, 一般先利用函数的奇偶性得出区间上的单调性,再利用其单调性脱去函数的符号“”,转化为解不等式(组)的问题,若为偶函数,则.
6.(2022秋·上海长宁·高一统考期末)已知函数;若存在相异的实数,使得成立,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】去掉绝对值得到分段函数,分别讨论、,结合函数的导数研究单调性,再通过存在性进行求解.
【解析】
①当,时,,,
则在单调递减,不满足题意(舍);
②当,时,,
当时,,在单调递减,
且,;
当时,由,得,
当,即时,,则恒成立,
则,不满足题意(舍);
当,即时,,则在单调递增,
在单调递减,且对于任意,,
则满足存在相异的实数,使得成立,
所以.
故答案为:.
7.(2022秋·上海浦东新·高三华师大二附中校考阶段练习)已知函数有三个零点,且有,则的值为________.
【答案】12
【分析】由得出,令,得出,利用导数得出的图象,由零点的个数,结合图象求解即可.
【解析】若,则,即
当时,可得,不成立,故
等式两边同除以,得
即
令,则
方程有两个不等的实根,,
令,则,令,
当时,,当或时,
即函数在上单调递减,在,上单调递增,
如下图所示
函数有三个零点,
由图可知,
故答案为:
【点睛】方法点睛:已知零点的个数求参数的范围一般思路:利用导数得出函数的简图,由交点的个数结合图象得出参数的范围.
8.(2023·上海·高三专题练习)关于函数,,下列四个结论中正确的为__________.
①在上单调递减,在上单调递增;
②有两个零点;
③存在唯一极小值点,且;
④有两个极值点.
【答案】②③
【分析】利用导数可判断①,利用指数函数及正弦函数的性质可判断②,利用零点存在定理可知存在,使得,进而可知函数的单调性及极值情况,再结合函数的零点存在性定理及三角函数的图像性质可判断③④.
【解析】∵,,
因为时,,,
所以,所以在上单调递增,故①错误;
有两个零点等价于有两个根,即函数与有两个交点,根据与的图象,可知在上有两个交点,故②正确;
,
,
,,
存在,使得且
在上,,在上,,
在上,单调递减,在上,单调递增,
在上存在唯一极小值点,
,则,
,故③正确.
令,则,
当时,,,,
当时,,.
在恒成立,
单调递增且,,
存在唯一零点,使得
,,即,,,即,
在处取得极小值故有唯一极小值点,故④错误.
故答案为:②③.
9.(2023·上海·高三专题练习)在空间直角坐标系中,三元二次方程所对应的曲面统称为二次曲面.比如方程表示球面,就是一种常见的二次曲面.二次曲面在工业、农业、建筑等众多领域应用广泛.已知点是二次曲面上的任意一点,且,,,则当取得最小值时,不等式恒成立,则实数的取值范围是________.
【答案】
【分析】先通过取得最小值这个条件找出当的关系,带入后一个不等式,利用对数恒等式变型,此后分离参数求最值即可.
【解析】根据题意,带入可得:,而,,利用基本不等式,当,即取得等号,此时,即,综上可知,当取得最小值时,,带入第二个式子可得,,即,于是,设,,故当时,递增,时,递减,;于是原不等式转化为时,恒成立,即在时恒成立,设,于是,故在时单调递增,,故,即可.
故答案为:
【点睛】本题恒成立的处理用到了对数恒等式,若直接分离参数求最值,会造成很大的计算量.
10.(2022秋·上海浦东新·高三上海市进才中学校考阶段练习)已知,是函数,的两个极值点,若,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】先由题得所以,.化简得=,再构造函数,利用导数求函数的值域即得解.
【解析】由题得函数的定义域为,
,
所以是方程的两个实数根,
所以,
因为,,
所以,
所以.
所以
=
记,
所以
由,
所以在单调递减,
又由洛必达法则得当时,,即,
所以函数g(x)的值域为.
即的取值范围为.
故答案为:
【点睛】本题主要考查利用导数研究函数的极值和取值范围,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.
11.(2022·上海·高三专题练习)已知函数,给出下列四个结论:
①若,恰 有2个零点;
②存在负数,使得恰有1个零点;
③存在负数,使得恰有3个零点;
④存在正数,使得恰有3个零点.
其中所有正确结论的序号是_______.
【答案】①②④
【分析】由可得出,考查直线与曲线的左、右支分别相切的情形,利用方程思想以及数形结合可判断各选项的正误.
【解析】对于①,当时,由,可得或,①正确;
对于②,考查直线与曲线相切于点,
对函数求导得,由题意可得,解得,
所以,存在,使得只有一个零点,②正确;
对于③,当直线过点时,,解得,
所以,当时,直线与曲线有两个交点,
若函数有三个零点,则直线与曲线有两个交点,
直线与曲线有一个交点,所以,,此不等式无解,
因此,不存在,使得函数有三个零点,③错误;
对于④,考查直线与曲线相切于点,
对函数求导得,由题意可得,解得,
所以,当时,函数有三个零点,④正确.
故答案为:①②④.
【点睛】思路点睛:已知函数的零点或方程的根的情况,求解参数的取值范围问题的本质都是研究函数的零点问题,求解此类问题的一般步骤:
(1)转化,即通过构造函数,把问题转化成所构造函数的零点问题;
(2)列式,即根据函数的零点存在定理或结合函数的图象列出关系式;
(3)得解,即由列出的式子求出参数的取值范围.
12.(2020·上海·统考一模)若定义在N上的函数满足:存在,使得成立,则称与在N上具有性质,设函数与,其中,,已知与在N上不具有性质,将a的最小值记为.设有穷数列满足,这里表示不超过的最大整数.若去掉中的一项后,剩下的所有项之和恰可表为,则的值为_________.
【答案】2626
【解析】问题可转化为在上恒成立,令在上恒成立,根据函数的单调性求出,从而求出,再求出答案即可.
【解析】因为与在N上不具有性质,
所以在N上恒成立,
令在N上恒成立,
当时,最小,
所以联立,得到,
令,则,
当时,,递减,
当时,,递增,
所以,所以,
当时,,所以,
因为,所以,
所以,
而,
取,则,所以,
故答案为:2626.
【点睛】方法点睛:该题考查的是有关函数恒成立问题,数列的应用以及转化思想,解题方法如下:
(1)根据题意,将问题转化,将其转化为在N上恒成立,利用导数研究其单调性,得到最值,求得相应的参数值;
(2)根据数列相关公式求得的;
(3)根据题意,建立相应的等量关系式求得结果.
13.(2020·上海·高三专题练习)设函数 满足,且当时,又函数,则函数在上的零点个数为___________.
【答案】6
【解析】判断函数为偶函数,周期为2,判断为偶函数,计算,,画出函数图像,根据图像到答案.
【解析】知,函数为偶函数,,函数关于对称。
,故函数为周期为2的周期函数,且。
为偶函数,,,
当时,,,函数先增后减。
当时,,,函数先增后减。
在同一坐标系下作出两函数在上的图像,发现在内图像共有6个公共点,
则函数在上的零点个数为6.
故答案为:.
【点睛】本题考查了函数零点问题,确定函数的奇偶性,对称性,周期性,画出函数图像是解题的关键.
14.(2022秋·上海浦东新·高三上海市进才中学校考期中)若函数f(x)=ax2-ex+1在x=x1和x=x2两处取到极值,且,则实数a的取值范围是________.
【答案】
【解析】对求导后令,再根据是导函数的两根数形结合分析两根的关系求解.
【解析】函数,所以,
若函数在 和两处取到极值,则和是函数的两个零点,
即是方程,即的两个根,
所以函数的图象与直线有两个不同的交点,且交点的横坐标分别为,
由于,所以当 或时, ;
当时, ;故的减区间有 和 ,增区间有,
且当时,,作出的草图:
由图可知:,且,
因为,即,取,并令,则
所以,解得,此时 ,
故,即实数的取值范围是.
故答案为:
【点睛】本题主要考查了函数的极值问题,包括数形结合求解函数零点与范围分析的问题,需要根据题意参变分离画出图像分析极值点之间的关系,并找到临界条件进行分析.属于中等题型.
15.(2015秋·上海·高三校联考阶段练习)对于具有相同定义域D的函数和,若存在函数(k,b为常数),对任给的正数m,存在相应的,使得当且时,总有,则称直线为曲线和的“分渐近线”.给出定义域均为的四组函数如下:
①,;
②,;
③,;
④,
其中,曲线和存在“分渐近线”的是________.
【答案】②④
【分析】根据分渐近线的定义,对四组函数逐一分析,由此确定存在“分渐近线”的函数.
【解析】和存在分渐近线的充要条件是时,.
对于①,,当时,令
由于,所以为增函数,不符合时,,所以①不存在;
对于②,
,
因为当且时,,所以存在分渐近线;
对于③,,
当且时,与均单调递减,但的递减速度比快,
所以当时会越来越小,不会趋近于0,
所以不存在分渐近线;
对于④,,当时,
,且
因此存在分渐近线.
故存在分渐近线的是②④.
故答案为②④.
【点睛】本小题主要考查新定义概念的理解和运用,考查函数的单调性,属于中档题.
16.(2014·上海闵行·统考二模)对于函数,有下列4个命题:①任取,都有恒成立;②,对于一切恒成立;③函数有3个零点;④对任意,不等式恒成立.则其中所有真命题的序号是______.
【答案】①③④
【分析】因为,定义域为,以长度为变化区间的正弦类型的曲线,且当时,后面每个周期都是前一个周期振幅的,根据相应性质判断命题即可求得答案.
【解析】对于①,如图:
任取
当,
当,,
,,恒成立
故①正确.
对于②,
,
故②错误.
对于③,的零点的个数问题,分别画出和的图像
如图:
和图像由三个交点.
的零点的个数为:.
故③正确.
对于④,设,
,
令 在,
可得:
当时,,,,
若任意,不等式恒成立,
即,可得
求证:当,,化简可得:
设函数,则
当时,单调递增,可得
即:
综上所述,对任意,不等式恒成立.
故④正确.
故答案为:①③④.
【点睛】本题考查了三角函数的图像与性质,分段函数的性质和函数的零点.对于含参数不等式恒成立问题可转化为求函数的最值问题,然后再构造辅助函数,利用函数的最值即可求出结果,考查了推理能力与计算能力.
17.(2023·上海·高三专题练习)已知函数,若关于的方程恰好有个不相等的实根,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】由题设或,这两个方程的解的个数可看作函数的图象与直线或的交点个数,首先研究函数的性质并作出简图且有三个解,进而求参数范围.
【解析】当时,,则,
当时,,递增,当时,,递减,
当时,,则,即递减,
注意趋向时,趋向于且,,有极大值,
函数的图象如下,
由得:或,
由图知:有三个不同的根,因此或无实根,即,
所以或.
故答案为:
18.(2017春·上海闵行·高三上海市七宝中学校考期中)已知函数f(x)=2x,g(x)=x2+ax(其中a∈R).对于不相等的实数x1,x2,设m=,n=,现有如下命题:
①对于任意不相等的实数x1,x2,都有m>0;
②对于任意的a及任意不相等的实数x1,x2,都有n>0;
③对于任意的a,存在不相等的实数x1,x2,使得m=n;
④对于任意的a,存在不相等的实数x1,x2,使得m=-n.
其中真命题有___________________(写出所有真命题的序号).
【答案】①④
【解析】对于①,因为f '(x)=2xln2>0恒成立,故①正确
对于②,取a=-8,即g'(x)=2x-8,当x1,x2<4时n<0,②错误
对于③,令f '(x)=g'(x),即2xln2=2x+a
记h(x)=2xln2-2x,则h'(x)=2x(ln2)2-2
存在x0∈(0,1),使得h(x0)=0,可知函数h(x)先减后增,有最小值.
因此,对任意的a,m=n不一定成立.③错误
对于④,由f '(x)=-g'(x),即2xln2=-2x-a
令h(x)=2xln2+2x,则h'(x)=2x(ln2)2+2>0恒成立,
即h(x)是单调递增函数,
当x→+∞时,h(x)→+∞
当x→-∞时,h(x)→-∞
因此对任意的a,存在y=a与函数h(x)有交点.④正确
考点:本题主要考查函数的性质、函数的单调性、导数的运算等基础知识,考查函数与方程的思想和数形结合的思想,考查分析问题和解决能提的能力.
19.(2022秋·上海黄浦·高三上海市向明中学校考开学考试)已知函数满足,函数恰有5个零点,则实数a的取值范围为____________.
【答案】
【分析】把函数零点问题转化为两函数交点问题,再结合函数图像,利用导数求切线进行求解.
【解析】因为函数满足,
所以,,
因为函数恰有5个零点,
所以函数与恰有5个交点,如图,
因为与交于原点,要恰有5个交点,
与必有2个交点,
设与相切,切点为,
此时切线斜率为,解得,
解得,所以切点为,所以,解得,
所以要使函数恰有5个零点,则.
故答案为:.
20.(2022秋·上海黄浦·高三格致中学校考开学考试)设a,b是两个实数,,直线和圆交于两点A,B,若对于任意的,均存在正数m,使得的面积均不小于,则的最大值为__________.
【答案】
【分析】设O到直线l的距离为d,利用三角形的面积均不小于列不等式,由此求得的取值范围,再利用点到直线的距离公式转化为关于的不等式.根据的取值范围,求得的取值范围,由此求得关于的不等式,结合导数求得的最大值.
【解析】设O到直线l的距离为d,则,
解得,即,
所以,
因为,时,
,,
所以,
因为存在满足条件,
所以,
化简得,且,
由得,
所以,
因为,解不等式无解,
所以在上单调递减,
所以.
故的最大值为.
故答案为:
【点睛】本小题主要考查直线和圆的位置关系,考查利用导数求最值,属于难题.
21.(2019春·上海普陀·高三曹杨二中校考阶段练习)若存在实数,对任意实数,使不等式恒成立,则实数的取值范围为________.
【答案】
【分析】不等式可化为不等式,等价于存在实数a,b,对任意,不等式成立,等价于存在实数a,b,不等式成立,分别讨论,,的情况,注意由任意性和存在性可知需先求出,再求即可解决.
【解析】不等式可化为不等式,
原题等价于存在实数a,b,对任意,不等式成立,
等价于存在实数a,b,不等式成立,
令,则,
(1)在上,当,即时,函数单调递减,
此时,
当时,,且,则,
当时,,且,则,
从而当时,设,
则在单调递减,在单调递增,
所以时,取最小值,最小值为;
(2)当时,由可得,y在上单调递减,在上单调递增,
①在时,,则,
同理可得,当时,,则在单调递减,在单调递增,故当时,取最小值,最小值为;
②在时,,则,
同理可得,当时,,则在单调递减,在单调递增,
故当时,取最小值,最小值为,
根据对勾函数的性质可得,.
综上所述,,即,
.
故答案为.
【点睛】本题考查函数综合,考查了函数任意性和存在性问题的综合,难度较大,关键在于根据任意性先对a进行讨论求出,再对b进行分段得到分段函数,结合单调性和存在性的特点求出的最小值,属难题.
二、单选题
22.(2023春·上海杨浦·高三复旦附中校考开学考试)无穷数列满足:,且对任意的正整数n,均有,则下列说法正确的是( )
A.数列为严格减数列 B.存在正整数n,使得
C.数列中存在某一项为最大项 D.存在正整数n,使得
【答案】D
【分析】由已知可变形为,构造函数,利用导函数分析单调性以及最值即可一一判断求解.
【解析】因为,所以,所以,
由可得,则,
则有,
设函数,
,
当时,,当时,,
所以在单调递增,单调递减,
所以,
因为,所以
以此类推,对任意,故B错误;
所以,故A错误;
因为,所以数列中不存在某一项为最大项,C错误;
因为,所以,
,
所以存在正整数n,使得,D正确.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于据题意转化为,利用函数的单调性以及最值分析求解.
23.(2022春·上海宝山·高二上海市行知中学校考期末)关于函数,下列判断正确的是( )
①是的极大值点
②函数有且只有1个零点
③存在正实数,使得成立
④对任意两个正实数,且,若,则
A.①④ B.②③ C.②④ D.①③
【答案】C
【分析】对于①,根据极大值点的定义,求导,研究导数与零的大小关系,可得答案;
对于②,构造函数,求导研究其单调性,根据零点存在定理,可得答案;
对于③,采用变量分离,构造函数,研究单调性与最值,可得答案;
对于④,以直线为对称轴,构造函数,求导研究其单调性和最值,可得答案.
【解析】解:对于①,由,求导得,
令,解得,可得下表:
极小值
则为函数的极小值点,故①错误;
对于②,由,
求导得:,
则函数在上单调递减,
当时,,
当时,,
由,故函数有且只有1个零点,故②正确;
对于③,由题意,等价于存在正实数,使得,
令,求导得,
令,则,
在上,,函数单调递增;
在上,,函数单调递减,
,,
在上单调递减,无最小值,
不存在正实数,使得恒成立,故③错误;
对于④,令,则,,
令,
则,
在上单调递减,则,即,
令,由,且函数在上单调递增,得,
则,当时,显然成立,故④正确.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了导数得应用,涉及函数的单调性和极值,函数零点个数的判断,以及构造法证明不等式,运算量较大,有一定的难度.
24.(2022秋·上海浦东新·高三华师大二附中校考开学考试)已知为6个不同的正实数,满足:①,②,③,则下列选项中恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用不等式的性质,得到与,由此排除A、B选项,再得到与,由此得到,即D选项正确,C选项错误.
【解析】不妨设,则由得,故,,
则,即,即,
故,
所以,即(1),
又因为,
所以(2),
由(1)(2)可知或皆有可能,故A、B错误;
由得,
所以,
所以,
不妨设,则,所以,
所以,所以,
又,所以,所以,
所以,
同理当时,,
所以,故D正确,C错误;
故选:D.
25.(2023·上海·高三专题练习)已知函数,若在区间上存在个不同的数,使得成立,则的取值集合是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意,可知为方程的解的个数,判断的单调性,作出与的函数图象,根据图象交点个数即可求解.
【解析】解:设,则方程有个根,即有个根,
,
所以在上单调递增,在,上单调递减,且,
当时,,
设,令得,
所以当时,,即,当时,,即,
所以在上单调递增,在上单调递减,且,
作出与的大致函数图象,如图所示:
由图象可知的交点个数可能为1,2,3,4,
又,所以的值为2,3,4.
故选:D.
26.(2022春·上海浦东新·高二华师大二附中校考阶段练习)关于函数,下列判断正确的是( )
①是极大值点;
②函数有且仅有个零点;
③存在正实数,使得成立;
④对任意两个正实数、且,若,则.
A.①④ B.②③ C.②③④ D.②④
【答案】D
【分析】利用极值与导数的关系可判断①的正误;利用导数分析函数的极值与单调性,结合零点存在定理可判断②的正误;利用参变量分离法结合导数可判断③的正误;利用对数平均不等式结合基本不等式可判断④的正误.
【解析】对于①,函数的定义域为,,
当时,,此时函数单调递减,
当时,,此时函数单调递增,
所以,是极小值点,①错;
对于②,令,该函数的定义域为,
,则函数在上单调递减,
因为,,所以,函数有且仅有个零点,②对;
对于③,若存在正实数,使得成立,则,
令,其中,则,
令,其中,则,
当时,,此时函数单调递增,
当时,,此时函数单调递减,则,
所以,当时,,故函数在上单调递减,则无最小值,
故不存在正实数,使得成立,③错;
对于④,先证明,其中,即证,
令,即证,
令,其中,则,
所以,函数在上为减函数,当时,,
所以,当时,,
由,得可得,
所以,,所以,,因此,,④对.
故选:D.
【点睛】方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法:
(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用;
(2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;
(3)参变量分离法:由分离变量得出,将问题等价转化为直线与函数的图象的交点问题.
27.(2022秋·上海黄浦·高三上海市光明中学校考期中)已知若,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用数形结合,画出的图像可得为定值,再将转化为关于x的函数,最后利用求导求出的最大值.
【解析】如图作出的图象,
依题意,,注意到,且,
因此,其中,
设,当,时,当,时,
因此在上单调递增,在上单调递减,
则,
即的最大值为
故选:C.
【点睛】此题为函数零点相关问题,通常需要先画出函数图像,再结合函数图像得到某一部分为定值,再求出剩余部分的取值范围即可.
28.(2022·上海·高三专题练习)已知为奇函数,当时,,当,,若关于的不等式有解,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用为奇函数及已知区间解析式求出在上分段函数的表示形式,由有解,即使即可,结合函数图象分析即可得的取值范围;
【解析】若,即,则;
∵是奇函数,
∴,则,;
同理,若,即,则,有,;
综上,有
作出函数的图象如图:
1、当时,是的图象向左平移个单位,即如下图
此时有解,满足条件.
2、当时,是的图象向右平移个单位,即如下图
当的图象与在相切时,,此时对应直线斜率,由,得,此时,即切点坐标为;
设切线方程为,此时,得;
∴当时,满足题设条件,解之得:;
综上,有或,即的取值范围是;
故选:D.
【点睛】本题考查了利用函数奇偶性求函数解析式,并利用函数不等式能成立,结合函数图象分析边界情况,利用导数求边界值,进而得到参数范围;
29.(2017秋·上海·高三上海市建平中学校考阶段练习)已知函数,有下列四个结论:
①对任意,恒成立;
②存在,使得方程有两个不等实根;
③对任意,若,则一定有;
④对任意,函数有三个零点.
上述结论正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】通过函数的基本性质﹣﹣奇偶性和单调性,对选项进行逐一验证即可.
【解析】∵函数是奇函数,
∴任意,等式恒成立,故①正确;
令,,可解得,或,故②正确;
当时,,,
故原函数在单调递增.
当时,,,
故原函数在单调递增.
函数在是连续的,
故函数在上单调递增,对任意,
若,则一定有;故③错误;
由③中分析可得:,故对任意,
函数的图象与只有原点一个交点,
即函数有一个零点,故④错误.
故选B.
【点睛】本题以命题的真假判断与应用为载体,考查了函数的图像和性质,属于中档题.
30.(2022·上海普陀·曹杨二中校考模拟预测)若存在实数和,使得函数和对其公共定义域上的任意实数都满足:恒成立,则称此直线为和的“隔离直线”.有下列命题:①和之间存在唯一的“隔离直线”;②和之间存在“隔离直线”,且的最小值为,则( )
A.①、②都是真命题 B.①、②都是假命题
C.①是假命题,②是真命题 D.①是真命题,②是假命题
【答案】D
【分析】命题①,和有公共点,故隔离直线过该点,设为点斜式,结合二次函数性质对参数分类讨论,即可求解;
命题②,设隔离直线为,则对任意恒成立,结合二次函数性质对参数分类讨论,即可求解;
【解析】对于命题①,函数和的图像在处有公共点,
若存在和的隔离直线,那么该直线过这个公共点,
设隔离直线的斜率为,则隔离直线方程为,即
由恒成立,即恒成立,
(i)当时,则不恒成立,不符合题意;
(ii)当时,令,对称轴,
在上单调递增,且,故不恒成立,不符合题意;
(iii)当时,令,对称轴,
则,只有,即直线
下面证明,令,
求导,令,得,
当时,,函数在区间上单调递减;
当时,,函数在区间单调递增;
故当时,函数取得极小值,也是最小值,故,即
所以和之间存在唯一的隔离直线.
对于命题②,设和的隔离直线为,
则对任意恒成立,即对任意恒成立,
由恒成立,得
(i)当时,则符合题意;
(ii)当时,则对任意恒成立,令,
对称轴,需,即,故
令,对称轴,需,
即,所以,故
同理可得,即,故
故命题①正确,命题②错误;
故选:D
【点睛】关键点点睛:本题考查函数的新定义“隔离直线”,解题中理解“隔离直线”的定义,注意利用导数研究函数的单调性及最值时解题的关键,考查学生的转化与化归能力,属于难题.
31.(2023·上海·高三专题练习)已知函数,()的三个零点分别为,,,其中,的取值范围为()
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】构造,结合零点个数及单调性求出,求出且,利用基本不等式得到,从而得到答案.
【解析】∵,令,即,()
令,(),则,
则,(),
令,(),
要想除1外再有两个零点,则在上不单调,
则,
解得:或,
当时,在恒成立,
则在单调递增,不可能有两个零点,
当时,设,即的两根为,且,
则有,故,
令,解得:或,令,解得:,
所以在,上单调递增,在上单调递减,
因为,所以,
又因为,
若,则,
因为,所以,
所以
,
因为,故.
检验:当时,(),,
此时在上单调递增,
又,即,此时为临界情况,;
综上:的取值范围为.
故选:D.
【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)利用导数研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构造辅助函数研究.
2023年高考数学题型猜想预测卷分段函数、数列及其应用(题型归纳)含解析: 这是一份2023年高考数学题型猜想预测卷分段函数、数列及其应用(题型归纳)含解析,共51页。试卷主要包含了分段数列;二,分段函数,分段数列等内容,欢迎下载使用。
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