导数与函数的极值、最值问题(解析版).docx
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1、专题14导数与函数的极值、最值问题【高考地位】导数在探讨函数的极值与最值问题是高考的必考的重点内容,已由解决函数、数列、不等式问题的协助工具上升为解决问题的必不行少的工具,特殊是利用导数来解决函数的极值与最值、零点的个数等问题,在高考中以各种鹿型中均出现,对于导数问题中求参数的取值范圉是近几年高考中出现频率较高的一类问题,其减题难度考查较大.【方法点评】类型-利用导致探讨函数的极值运用情景:一般函数类型解题模板:第一步计噂函数/(X)的定义域并求出函数/(X)的导函数f(x);其次步求方程f(.r)=0的根:第三步推断了(x)在方程的根的左、右两侧值的符号;第四步利用结论写出极值.例1已知函数
2、/(x)=1+1.nx,求函数/()的极值.【答案】微小值为1,无极大值.试跄解析:因为f(x)=1.+1.nx,所以尸(X-g+1=W令/(x)0得,x=1.XXXX又/(X)的定义域为(0,功,由T(x)O得0x0得,所以X=I时,/(X)有极小值为1,无极大值.【点评】求函数的极值的般步骤如下:首先令(x)=0,可解出其极值点,然后依据导函数大于0、小于0即可推I所函数r)的增减性,进而求出函数“刈的极大值和微小值.【变式演练I】已知函数/(.r)=F+u+/在X=I处有极值10,则/(2)等F()A.I1.或18B.I1.C.18D.17或18【答案】C【解析】试题分析:/(八)=3a
3、j+2ax+b,.3+2+Z=O,=+(t+b+a=IOb=-3-2a,=*-12=0a=4b=-a=-3b=3当Iv?时.,(x)=3(x-I)20,在K=I处不存在极值.当1.=时,b=3/=-11fx)=3x2+8x-11=(3x+1IXx-1).X(-y,1),f,x)0,符合题意.所44以一.(2)=8+1.6-22+1.6=1.8.故选C.h=-1考点:函数的单调性与极值.【变式演练2】设函数/(x)=InX-ga-加,若x=1是f(八)的极大值点,则的取值范围为)A.(-1.0)B.(-1.+)C.(0.)D.(-,-1.)j(0.+)【答案】B【解析】试题分析:V/(x)=in
4、x-6x,/.x0,*(x)=I-OV-力,由/=0得b=1-,2 X.J(x)=1.-0x+-1.=也当二川若20,由(x)=0,得x=1.,当OVX0,此XX时/(x)单调递熠;X1.时,r(x)O,此时/(x)单调递减;所以X=I是/(x1.的极大值点.若。1,解得-1.T.故选B.考点:函数的极值.【变式演练3】函数八x)=93-1(,+1*+2(,”-I)X在(0,4)上无极值,则而=.【答案】3【解析】试题分析:因为/(x)=,(h+1)x2+2(n-1.)x.3 2所以八)=.-。”+心+2(J-I)=(X-2)(x-m+1.),由71(x)=0得x=2或X=WI-I,又因为函数
5、f(x)=3-(m+1).V-+2(,-I)X在(0.4)上无极值,而2e(0.4),所以只有J-I=2,j=3时,f(x)在“上单调,才合题意,故答案为3.考点:1、利用导数探讨函数的极值:2、利用导数探讨函数的单调性.【变式演练4】已知等比数列Q的前项和为5=2T+0则/()=x-h1.2x+1.的极大值为()C.3D.2【答案】B【解析】试题分析:因为等比数列4的前”项和为Sn=2Z+A,所以Sz=2i+H%2),两式超温化简得,a=2-n2),又a1.=S1.=1.+k,所以,+k=21.-=,k=-,/(x)=+1.-2x1.(x)=3+x-2,可得/(x)在(Y,-1.);Z1.上
6、述增,在2/故选B.考点:I、等比数列的性质;2、利用导数探时函数的单调性及极值.【变式演练5】设函数./(.。=/+(1+。)/+”有两个不同的极值点可,与,且对不等式/(X1)+f(q)O恒成立,则实数”的取值范围是【答案】S.-IK,2【解析】试题分析:因为/(X1)+/(X2)0,故得不等式d+X+(1.+n)(M+x,+(.r+)40,即(3+xj(x+xj-3xrt2+(1.+)J(r1.+x2)-2x1.x2+(x,+)O,由于,(x)=3+2(I+r)x+,令,(x)=0得方程3x2+2(1+)x+=O,IS(1.+a)(2-50+2)20.解不等式得T或;=42,因此.当T或
7、M2时,不等式“J+(XJWo成立,故答案为(y,fj2.代入前面不等式,并化简得考点:I、利用导数探讨函数的极值点:2、韦达定理及尚次不等式的解法.【变式演练6】已知函数f(x)=f+x+2(0)的极大值点和微小值点都在区间(-1,1)内,则实数”的取值范围是.【答案】3w0,11r-试题分析:/(x)=3x+Nx+1.31.30/(D0考点:导数与极值.类型二求函数在闭区间上的最值运用情景:一般函数类型解题模板:第一步求出函数/*)在开区间52)内全部极值点:其次步计噂函数/*)在极值点和端点的函数值:第三步比较其大小关系,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小(ft.例2若函数x)=
8、27av,在点(IJ(I)处的斜率为I.1)求实数小的值:2)求函数在区间卜I上的最大值.【答案】1)加=1;0J(-)=-30,所以在区间(一1,1)上存在r。使/K)=0,所以函数在区间Tx上总调递减,在区间h0.1.)上单调递增,所以/(x)nu=max(-,)(,)求之即可试题解析:1)f(x)=e,+2x-in.*.f()e+2-m,即e+2-n=e+1.,解得?=1;实数加的值为1:O,r(-1.)=eT-3O.存在为gT使得r(%)=0,所以/(x)X=max(T)J./(-1)=+2J=e,.3=/=e考点:I.导数的几何意义:2.导数与函数的单调性、域值.【名师点睛】本题考
9、查导数的几何意义、导数与函数的单调性、最值等问题,属中档题:导数的几何意义是拇年高考的必考内容,考查题型有选择题、填空题,也常出现在解答题的第(I)问中,难度偏小,属中低档题,常有以下几个命题角度:已知切点求切线方程、已知切线方程(或斜率)求切点或曲线方程、己知曲线求切线倾斜角的范围.【变式演练7】已知/(x)=1.eO.【答案】(I)/(X)取最大值f(x)2=/(O)=T,无最小值:(2)详见解析.【解析】试题分析:(D分析皿的钠,并且求函数的极值点,并且分析极值点两侧的里澹性,不函数的孱值;(2)设七七,根据(1)可知$0S,然后采用分析法的证明思路,转化为证明/(Xi)-/(-Xi)0
10、设g(x)=/(X)-/(X),(0),根据的数的导数,可知蹦是单调递增西舒所以gG)0,函数/(X)单调递增;当Xe(O.xo)时,(r)0,函数/(x)单调递减,当X=O时,/取最大值八x)j=/(0)=-1,无最小值.2)不妨设0,函数/(x)单调递增:当XG(O,+oo)时,f,(x)0.函数/(x)单调递减,若/(X)=/(与),则为。0,只需证:X:-Xi,.-x1e(O.X).X2e(0.+X).函数/(X)在Xe(0.+8)单堀递减,只需证:/(X2)/(-X1),考虑到/(X1)=/(x2),艮P三/(%)V/(-X1),也即证f()-f(-X.)0下证:/(X)-f(-x
11、)0,xe(-x,0),设g(x)=x)-f(,-x)=-p-e1(1.-x),g,(x)=+=-U-er(1.-x),x0.0ex1.je1-O,故g(X)在(Y.0)上单堀递增,故Xe(一8.0)时,g()(O)=o,R11f()-f-x)0.学科网考点:I.导数与函数的最值:2.导数与不等式的证明.【变式演练7】已知函数f(7=x1.nx,g(x)=-x3+ax-2.0)上的最小值:n2,求实数”的取值范照【答案】(I)/(X)Inm=e:-1.n2-1.n(一)-1.tnt.t-e【解析】试题分析:(1)由八X)=InX+1=0,得极值点为X=2,分状况探讨Ov,刚好r1.函eee数/
12、X)的最小值:(II)当函数),=(x)+g(x)有两个不同的极值点,即炉=InX-2x+1.+=0有两个不同的实根问题等价于直线v=与函数G(X)=-InX+2x-1.的图象有两个不同的交点,由GCr)单调性结合函数图彖可知当G(x)E=G(g)=1.n2时,r,0存在,口Wf的值随着”的增大而增大,而当.产1.n2时,由题意.F=代入上述方程可得X2=4=gn2,此时实数。的取值范围为“:1.n2-1.n(牛)-1.试题解析:(I)由f(x)=1.n.r+1.=O.可得X=1,e,0r0)上的最小值为f(一)=ee当rJ时,/(X)在山+2上单调递增,e/(八)1.tin=/(/)=/I
13、n/,tnt,t-(11)y=/(x)+g(x)=x!nx-+x-2,贝JN=InX-2x+1.+题意即为N=InX-2x+1.+=O有两个不同的实根毛,巧CV1.与),即=-InX-2x-1有两个不同的实根演,x1(演G(x)Hh,=G(3=1.n2时,和出存在.且七-x1的泊随若。的博大而增大,而当X1.-Xi=In2时,由题意Cn三一:玉+::1,两式相减可得In工=2(x,-x,)=-21n2X2Ax2=相代入上述方程可得a,=4A1.=-1.n2,3此时=Zn2-1.n户)-1,33所以,实数”的取值范围为“1.112-1.n(-1:考点:导数的应用.【变式演练8】设函数/(x)=h
14、x+1.0),若存在实数,“(2,3),使得当*(0,时时,函数G(X)的最大值为Gw),求实数”的取值范I扭【答案】(1)极大值为0,微小值为1.n2-1:(2)(1.-1.n2,+).【解析】试题分析:(D化简F(X)=Inx+(x2-=x+:,利用导数作为工具可求得H阜明区间和极值;(2)化简G(X)=Inx+g1.(Z1+1.)x+1.,求导后对。进行分类讨论,利用单调区间来求得实豺。的取值范围.试题解析:11由已知条件得,F(x)=1.nx+A,且函数定义域为(0,+8),所以T/j=3x+2=CTg令尸a)=。,得X=或=2,22xIxF(X),尸(x)随X的改变如下表:X(i)I
15、0,2)2(2,)尸+00+F(X)Z0、In2-4Z当X=I时,函数F(X)取得极大值尸(I)=0;当*=2时,函数F(X)取得微小值/=1.n2土40B1.,令G1,即0G(1),窿得1.-1.n2,又ITn2O(*)式恒成立;综上,实数的取值范围是(I-In2s)考点:函数导数与不等式.【高考再现】1.12016育考新课标1卷】(本小题满分12分)已知函数/(x)=(x-2)e+(x-1.有两个零点.求a的取值位国:(三)设Xi4是/(x)的两个零点,证明:$+.马2.【答案】(0.+)【解析】试题分析:求导.根据导的数的符号来确定.主要要根据导函颗零点来分类:(借组第一问的结论来证明.
16、由单调性可知M+x2“2-七).即“2-七)1.时.g(x)1.时,g()O.从而g(x2)=(2-x2)0,故内+七2.学科网试题解析;(I)f(x)=(X-1)e,+2(-1)=(,r-1Xe,+2).(i)设=0.则.*.D=(x-2)ef(x)只有一个零点.0,则当XG(Yu)时,八x)0.所以/(x)在(YJ)上单调递减.在(1.,y)上单调递增.51./(1.)=-e,(2)=,取满意方-(b-2)+a(b-I)2=a(b2-b)O,22故/(X)存在两个零点.0.因此/(X)在(1.+)上单调递增.乂当xI时J(X)0,所以/(x)不存在两个零点.若I,故当XG(1.,1.n(-
17、20)时J(x)0.因此X)在(IJn(-2)单调递减.在(1.n(-2a),+m)单调递增.又当Xq时,/()0.所以f(x)不存在两个零点.综上.的取值范围为(0.Xo).I1.)不妨设大,1),w0,xo),2-w(y,1)J(x)在(-0,1.)上单调递减,所以N+/f(2-xi),BP/(2-.V2)+(.q-1)?=0.所以f(2-xi)=-x2e2-(.xi-2)e.设g(.x)=-xe1,-(.r-2)c,51.Jg,(.v)=(x-1.)(r1,-1.时H(X)1.时,g(x)O.从而g(xj=(2-xj,故.r+与2.考点:导数及其应用2.(2016高考山东理数】(本小题满
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