2023年高考数学真题与模拟训练专题05 导数及其应用试题含解析.doc
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1、2023年高考数学真题与模拟训练专题5 导数及其应用第一部分 真题分类一、单选题1(2021全国高考真题)若过点可以作曲线的两条切线,则( )ABCD2(2021全国高考真题(理)设,若为函数的极大值点,则( )ABCD3(2020全国高考真题(理)若直线l与曲线y=和x2+y2=都相切,则l的方程为( )Ay=2x+1By=2x+Cy=x+1Dy=x+4(2020全国高考真题(理)函数的图像在点处的切线方程为( )ABCD5已知曲线在点处的切线方程为,则( )ABCD6已知,设函数若关于的不等式在上恒成立,则的取值范围为( )ABCD二、填空题7(2021全国高考真题(理)曲线在点处的切线方
2、程为_8(2021全国高考真题)函数的最小值为_.9(2020江苏高考真题)在平面直角坐标系xOy中,已知,A,B是圆C:上的两个动点,满足,则PAB面积的最大值是_10(2020全国高考真题(文)设函数若,则a=_11(2020全国高考真题(文)曲线的一条切线的斜率为2,则该切线的方程为_.12在平面直角坐标系中,P是曲线上的一个动点,则点P到直线x+y=0的距离的最小值是_.三、解答题13(2021北京高考真题)已知函数(1)若,求在处切线方程;(2)若函数在处取得极值,求的单调区间,以及最大值和最小值14(2021全国高考真题)已知函数.(1)讨论的单调性;(2)设,为两个不相等的正数,
3、且,证明:.15(2021全国高考真题(文)设函数,其中.(1)讨论的单调性;(2)若的图像与轴没有公共点,求a的取值范围.16(2021浙江高考真题)设a,b为实数,且,函数(1)求函数的单调区间;(2)若对任意,函数有两个不同的零点,求a的取值范围;(3)当时,证明:对任意,函数有两个不同的零点,满足.(注:是自然对数的底数)17(2021全国高考真题(理)已知且,函数(1)当时,求的单调区间;(2)若曲线与直线有且仅有两个交点,求a的取值范围18(2021全国高考真题(理)设函数,已知是函数的极值点(1)求a;(2)设函数证明:19(2021全国高考真题(理)已知抛物线的焦点为,且与圆上
4、点的距离的最小值为(1)求;(2)若点在上,是的两条切线,是切点,求面积的最大值20(2020全国高考真题(理)设函数,曲线在点(,f()处的切线与y轴垂直(1)求b(2)若有一个绝对值不大于1的零点,证明:所有零点的绝对值都不大于121(2020全国高考真题(文)已知函数(1)讨论的单调性;(2)若有三个零点,求的取值范围22(2020全国高考真题(理)已知函数.(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;(2)当x0时,f(x)x3+1,求a的取值范围.23(2020全国高考真题(理)已知函数f(x)=sin2xsin2x.(1)讨论f(x)在区间(0,)的单调性;(2)证明:;(3)设nN*
5、,证明:sin2xsin22xsin24xsin22nx.第二部分 模拟训练一、单选题1已知函数,若方程有2不同的实数解,则实数的取值范围是( )A B CD 2已知是定义在上的函数,为的导函数,且满足,则下列结论中正确的是( )A恒成立B恒成立CD当时,;当时,3已知定义在上的函数满足恒成立(其中为函数的导函数),对于任意实数,下列不等式一定正确的是( )ABCD4设函数是奇函数的导函数,当时,则使得成立的的取值范围是( )ABCD二、解答题5已知函数,.(1)若曲线在处的切线与直线垂直,求实数的值;(2)设,若对任意两个不等的正数,都有恒成立,求实数的取值范围;(3)若上存在一点,使得成立
6、,求实数的取值范围.专题5 导数及其应用第一部分 真题分类一、单选题1(2021全国高考真题)若过点可以作曲线的两条切线,则( )ABCD【答案】D【解析】在曲线上任取一点,对函数求导得,所以,曲线在点处的切线方程为,即,由题意可知,点在直线上,可得,令,则.当时,此时函数单调递增,当时,此时函数单调递减,所以,由题意可知,直线与曲线的图象有两个交点,则,当时,当时,作出函数的图象如下图所示:由图可知,当时,直线与曲线的图象有两个交点.故选:D.解法二:画出函数曲线的图象如图所示,根据直观即可判定点在曲线下方和轴上方时才可以作出两条切线.由此可知.故选:D.2(2021全国高考真题(理)设,若
7、为函数的极大值点,则( )ABCD【答案】D【解析】若,则为单调函数,无极值点,不符合题意,故.依题意,为函数的极大值点,当时,由,画出的图象如下图所示:由图可知,故.当时,由时,画出的图象如下图所示:由图可知,故.综上所述,成立.故选:D3(2020全国高考真题(理)若直线l与曲线y=和x2+y2=都相切,则l的方程为( )Ay=2x+1By=2x+Cy=x+1Dy=x+【答案】D【解析】设直线在曲线上的切点为,则,函数的导数为,则直线的斜率,设直线的方程为,即,由于直线与圆相切,则,两边平方并整理得,解得,(舍),则直线的方程为,即.故选:D.4(2020全国高考真题(理)函数的图像在点处
8、的切线方程为( )ABCD【答案】B【解析】,因此,所求切线的方程为,即.故选:B.5已知曲线在点处的切线方程为,则( )ABCD【答案】D【解析】解析:,将代入得,故选D6已知,设函数若关于的不等式在上恒成立,则的取值范围为( )ABCD【答案】C【解析】,即,(1)当时,当时,故当时,在上恒成立;若在上恒成立,即在上恒成立,令,则,当函数单增,当函数单减,故,所以当时,在上恒成立;综上可知,的取值范围是,故选C二、填空题7(2021全国高考真题(理)曲线在点处的切线方程为_【答案】【解析】由题,当时,故点在曲线上求导得:,所以故切线方程为故答案为:8(2021全国高考真题)函数的最小值为_
9、.【答案】1【解析】由题设知:定义域为,当时,此时单调递减;当时,有,此时单调递减;当时,有,此时单调递增;又在各分段的界点处连续,综上有:时,单调递减,时,单调递增;故答案为:1.9(2020江苏高考真题)在平面直角坐标系xOy中,已知,A,B是圆C:上的两个动点,满足,则PAB面积的最大值是_【答案】【解析】设圆心到直线距离为,则所以令(负值舍去)当时,;当时,因此当时,取最大值,即取最大值为,故答案为:10(2020全国高考真题(文)设函数若,则a=_【答案】1【解析】由函数的解析式可得:,则:,据此可得:,整理可得:,解得:.故答案为:.11(2020全国高考真题(文)曲线的一条切线的
10、斜率为2,则该切线的方程为_.【答案】【解析】设切线的切点坐标为,所以切点坐标为,所求的切线方程为,即.故答案为:.12在平面直角坐标系中,P是曲线上的一个动点,则点P到直线x+y=0的距离的最小值是_.【答案】4.【解析】当直线平移到与曲线相切位置时,切点Q即为点P到直线的距离最小.由,得,即切点,则切点Q到直线的距离为,故答案为三、解答题13(2021北京高考真题)已知函数(1)若,求在处切线方程;(2)若函数在处取得极值,求的单调区间,以及最大值和最小值【答案】(1);(2)函数的增区间为、,单调递减区间为,最大值为,最小值为.【解析】(1)当时,则,此时,曲线在点处的切线方程为,即;(
11、2)因为,则,由题意可得,解得,故,列表如下:增极大值减极小值增所以,函数的增区间为、,单调递减区间为.当时,;当时,.所以,.14(2021全国高考真题)已知函数.(1)讨论的单调性;(2)设,为两个不相等的正数,且,证明:.【答案】(1)的递增区间为,递减区间为;(2)证明见解析.【解析】(1)函数的定义域为,又,当时,当时,故的递增区间为,递减区间为.(2)因为,故,即,故,设,由(1)可知不妨设.因为时,时,故.先证:,若,必成立.若, 要证:,即证,而,故即证,即证:,其中.设,则,因为,故,故,所以,故在为增函数,所以,故,即成立,所以成立,综上,成立.设,则,结合,可得:,即:,
12、故,要证:,即证,即证,即证:,即证:,令,则,先证明一个不等式:.设,则,当时,;当时,故在上为增函数,在上为减函数,故,故成立由上述不等式可得当时,故恒成立,故在上为减函数,故,故成立,即成立.综上所述,.15(2021全国高考真题(文)设函数,其中.(1)讨论的单调性;(2)若的图像与轴没有公共点,求a的取值范围.【答案】(1)的减区间为,增区间为;(2).【解析】(1)函数的定义域为,又,因为,故,当时,;当时,;所以的减区间为,增区间为.(2)因为且的图与轴没有公共点,所以的图象在轴的上方,由(1)中函数的单调性可得,故即.16(2021浙江高考真题)设a,b为实数,且,函数(1)求
13、函数的单调区间;(2)若对任意,函数有两个不同的零点,求a的取值范围;(3)当时,证明:对任意,函数有两个不同的零点,满足.(注:是自然对数的底数)【答案】(1)时,在上单调递增;时,函数的单调减区间为,单调增区间为;(2);(3)证明见解析.【解析】(1),若,则,所以在上单调递增;若,当时,单调递减,当时,单调递增.综上可得,时,在上单调递增;时,函数的单调减区间为,单调增区间为.(2)有2个不同零点有2个不同解有2个不同的解,令,则,记,记,又,所以时,时,则在单调递减,单调递增,.即实数的取值范围是.(3)有2个不同零点,则,故函数的零点一定为正数.由(2)可知有2个不同零点,记较大者
14、为,较小者为,注意到函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,故,又由知,要证,只需,且关于的函数在上单调递增,所以只需证,只需证,只需证,只需证在时为正,由于,故函数单调递增,又,故在时为正,从而题中的不等式得证.17(2021全国高考真题(理)已知且,函数(1)当时,求的单调区间;(2)若曲线与直线有且仅有两个交点,求a的取值范围【答案】(1)上单调递增;上单调递减;(2).【解析】(1)当时,,令得,当时,,当时,,函数在上单调递增;上单调递减;(2),设函数,则,令,得,在内,单调递增;在上,单调递减;,又,当趋近于时,趋近于0,所以曲线与直线有且仅有两个交点,即曲线与直线有两个交点的充
15、分必要条件是,这即是,所以的取值范围是.18(2021全国高考真题(理)设函数,已知是函数的极值点(1)求a;(2)设函数证明:【答案】1;证明见详解【解析】(1)由,又是函数的极值点,所以,解得;(2)由(1)得,且,当 时,要证, ,即证,化简得;同理,当时,要证, ,即证,化简得;令,再令,则,令,当时,单减,假设能取到,则,故;当时,单增,假设能取到,则,故;综上所述,在恒成立19(2021全国高考真题(理)已知抛物线的焦点为,且与圆上点的距离的最小值为(1)求;(2)若点在上,是的两条切线,是切点,求面积的最大值【答案】(1);(2).【解析】(1)抛物线的焦点为,所以,与圆上点的距
16、离的最小值为,解得;(2)抛物线的方程为,即,对该函数求导得,设点、,直线的方程为,即,即,同理可知,直线的方程为,由于点为这两条直线的公共点,则,所以,点、的坐标满足方程,所以,直线的方程为,联立,可得,由韦达定理可得,所以,点到直线的距离为,所以,由已知可得,所以,当时,的面积取最大值.20(2020全国高考真题(理)设函数,曲线在点(,f()处的切线与y轴垂直(1)求b(2)若有一个绝对值不大于1的零点,证明:所有零点的绝对值都不大于1【答案】(1);(2)证明见解析【解析】(1)因为,由题意,即则;(2)由(1)可得,令,得或;令,得,所以在上单调递减,在,上单调递增,且,若所有零点中
17、存在一个绝对值大于1的零点,则或,即或.当时,又,由零点存在性定理知在上存在唯一一个零点,即在上存在唯一一个零点,在上不存在零点,此时不存在绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;当时,又,由零点存在性定理知在上存在唯一一个零点,即在上存在唯一一个零点,在上不存在零点,此时不存在绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;综上,所有零点的绝对值都不大于1.21(2020全国高考真题(文)已知函数(1)讨论的单调性;(2)若有三个零点,求的取值范围【答案】(1)详见解析;(2).【解析】(1)由题,当时,恒成立,所以在上单调递增;当时,令,得,令,得,令,得或,所以在上单调递减,在,上单调递增.(2)由(1)知
18、,有三个零点,则,且即,解得,当时,且,所以在上有唯一一个零点,同理,所以在上有唯一一个零点,又在上有唯一一个零点,所以有三个零点,综上可知的取值范围为.22(2020全国高考真题(理)已知函数.(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;(2)当x0时,f(x)x3+1,求a的取值范围.【答案】(1)当时,单调递减,当时,单调递增.(2)【解析】(1)当时,由于,故单调递增,注意到,故:当时,单调递减,当时,单调递增.(2)由得,其中,.当x=0时,不等式为:,显然成立,符合题意;.当时,分离参数a得,记,令,则,故单调递增,故函数单调递增,由可得:恒成立,故当时,单调递增;当时,单调递减;因此
19、,,综上可得,实数a的取值范围是.23(2020全国高考真题(理)已知函数f(x)=sin2xsin2x.(1)讨论f(x)在区间(0,)的单调性;(2)证明:;(3)设nN*,证明:sin2xsin22xsin24xsin22nx.【答案】(1)当时,单调递增,当时,单调递减,当时,单调递增.(2)证明见解析;(3)证明见解析.【解析】(1)由函数的解析式可得:,则:,在上的根为:,当时,单调递增,当时,单调递减,当时,单调递增.(2)注意到,故函数是周期为的函数,结合(1)的结论,计算可得:,据此可得:,即.(3)结合(2)的结论有:.第二部分 模拟训练一、单选题1已知函数,若方程有2不同
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