新高考数学二轮培优大题优练11 导数恒成立问题(2份打包,原卷版+教师版)
展开优选例题
例1.已知函数 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,且曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)设函数 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,求 SKIPIF 1 < 0 的最大值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(2)3.
【解析】(1)由已知得 SKIPIF 1 < 0 ,
且函数 SKIPIF 1 < 0 的图象过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)得 SKIPIF 1 < 0 .
若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,从而可得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上为增函数.
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
且当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
则 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,代入上式,得 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 的最大值为3.
例2.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为自然对数的底数.
(1)讨论 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1)答案不唯一,具体见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,
①当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增;
②当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增;
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增;
③当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增;
④当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增;
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减;
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增.
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是单调增函数,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 是单调增函数,∴ SKIPIF 1 < 0 .
①当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 是单调增函数,
此时 SKIPIF 1 < 0 符合题意.
②当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
∴ SKIPIF 1 < 0 与恒成立不符,
综上所述, SKIPIF 1 < 0 .
例3.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)若函数 SKIPIF 1 < 0 没有极值点,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 所满足的关系式,并求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立.
【解析】(1)因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为函数 SKIPIF 1 < 0 没有极值点,所以 SKIPIF 1 < 0 无解或有重根,
即 SKIPIF 1 < 0 无解或有重根.
① SKIPIF 1 < 0 时,不满足条件;
② SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
综上可得,函数 SKIPIF 1 < 0 没有极值点,则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
(2)依题意得:对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的极小值点,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以对任意的 SKIPIF 1 < 0 ,恒有 SKIPIF 1 < 0 .
①当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,矛盾;
②当 SKIPIF 1 < 0 时,显然有 SKIPIF 1 < 0 ,
因为函数 SKIPIF 1 < 0 ,
即函数 SKIPIF 1 < 0 的图象恒在函数 SKIPIF 1 < 0 图象的上方,
SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线,
下证: SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 成立,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述:当 SKIPIF 1 < 0 时,对任意的 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立.
模拟优练
1.已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求函数 SKIPIF 1 < 0 的单调区间;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1)单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,递减区间为 SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)解: SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
当x变化时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 变化如下:
所以 SKIPIF 1 < 0 的单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,递减区间为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)因为 SKIPIF 1 < 0 定义域为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),
则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为减函数;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为增函数,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
2.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求讨论函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)若函数 SKIPIF 1 < 0 的图象恒在 SKIPIF 1 < 0 的图象的下方,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1)当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 不具有单调性;当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)函数 SKIPIF 1 < 0 的定义域是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 是常数函数,不具有单调性;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 对任意 SKIPIF 1 < 0 恒成立,故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
综上:当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 不具有单调性;
当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
(2)函数 SKIPIF 1 < 0 的图象恒在 SKIPIF 1 < 0 的图象的下方等价于 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
即 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 恒成立,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
可知 SKIPIF 1 < 0 .
①当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
因此 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ;
②当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立;
③当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
因此 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述,实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
3.已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)若关于 SKIPIF 1 < 0 的不等式 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1)依题意,定义域为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
若 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
若 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立.
因为 SKIPIF 1 < 0 ,
①当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,不合题意,舍去;
②当 SKIPIF 1 < 0 时,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0 ,符合题意;
③当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,不合要求,舍去,
综上所述,实数a的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 .
4.已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)当 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线与直线 SKIPIF 1 < 0 平行时,求实数a的值;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】(1) SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,且直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为1,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由已知得 SKIPIF 1 < 0 对任意的 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
整理得 SKIPIF 1 < 0 恒成立.
令 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
又 SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 为减函数;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 为增函数,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
0
SKIPIF 1 < 0
2
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
0
SKIPIF 1 < 0
0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
增
极大值
减
极小值
增
新高考数学一轮复习《导数大题突破练—恒(能)成立问题》课时练习(2份打包,教师版+原卷版): 这是一份新高考数学一轮复习《导数大题突破练—恒(能)成立问题》课时练习(2份打包,教师版+原卷版),文件包含新高考数学一轮复习《导数大题突破练恒能成立问题》课时练习教师版doc、新高考数学一轮复习《导数大题突破练恒能成立问题》课时练习原卷版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共9页, 欢迎下载使用。
高中数学高考 2021届高三大题优练11 导数恒成立问题(理) 教师版(1): 这是一份高中数学高考 2021届高三大题优练11 导数恒成立问题(理) 教师版(1),共12页。试卷主要包含了已知函数,,已知实数,设函数,已知且,,已知函数等内容,欢迎下载使用。
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