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1、 专题04 导数之二阶导数的应用一、考情分析1、在历年全国高考数学试题中,函数与导数部分是高考重点考查的内容,并且在六道解答题中必有一题是导数题。利用导数求解函数的单调性、极值和最值等问题是高考考查导数问题的主要内容和形式,并多以压轴题的形式出现. 常常考查运算求解能力、概括抽象能力、推理论证能力和函数与方程、化归与转化思想、分类与整合思想、特殊与一般思想的渗透和综合运用,难度较大.2、而在有些函数问题中,如含有指数式、对数式的函数问题,求导之后往往不易或不能直接判断出原函数的单调性,从而不能进一步判断函数的单调性及极值、最值情况,此时解题受阻。需要利用“二次求导”才能找到导数的正负,找到原函
2、数的单调性,才能解决问题. 若遇这类问题,必须“再构造,再求导”。本文试以全国高考试题为例,说明函数的二阶导数在解高考函数题中的应用。3、解决这类题的常规解题步骤为:求函数的定义域;求函数的导数,无法判断导函数正负;构造求,求;列出的变化关系表;根据列表解答问题。二、 考点梳理函数极值的第二判定定理:若在附近有连续的导函数,且,(1) 若则在点处取极大值;(2) 若则在点处取极小值二阶导数处理的解题步骤:方法来源:学科网二次求导使用情景对函数一次求导得到之后,解不等式难度较大甚至根本解不出.解题步骤设,再求,求出的解,即得到函数的单调性,得到函数的最值,即可得到的正负情况,即可得到函数的单调性
3、.三、题型突破(一) 利用二阶导数求函数的极值(极大值或极小值)例1、(1)已知函数在处有极值10,则等于( )A. 或 B. C. D.或 (2)、 (2018全国I)已知函数(1)设是的极值点求,并求的单调区间;(2)证明:当时,【变式训练1-1】、设函数,若是的极大值点,则的取值范围为( )A. B. C. D.【变式训练1-2】、(安徽省皖中名校联盟2019届高三10月联考)函数(1)求曲线在点处的切线方程;(2)求函数在区间的最值(二) 利用二阶导数求函数的单调性例2、已知,若, ,则,的大小关系为( )ABCD例3、【2010年高考数学全国卷(22)小题】设函数()证明:当时,;(
4、)设当时,求的取值范围【变式训练3-1】、已知函数(为常数,是自然对数的底数),曲线在点处的切线与轴平行()求的值;()求的单调区间;()设,其中是的导数【变式训练3-2】、【华中师大附中2017级高三上期中考试,21题】(1)已知,证明:当时,; (2)证明:当时,有最小值,记最小值为,求的值域.(三) 利用二阶导数求参数的范围例4、(1)【2020届西南名校联盟高考适应月考卷一,12】(最小整数问题-导数的单调性和恒成立的转化)已知关于的不等式在上恒成立,则整数的最小值为( )A.1 B.2 C.3 D.4(2)若关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是( )ABCD【变式训练4-1】、若
5、不等式对任意的都恒成立,则整数的最大值为( )A3B4 C5D6【变式训练4-2】、已知函数,若,使得在恒成立,则的最大值为( )A2B3C4D5(四) 利用二阶导数证明不等式例5.【全国卷第20题】 已知函数.(1) 若,求的取值范围;(2) 证明:.【变式训练5-1】已知函数,曲线在点处的切线方程为()求,的值;()证明:当,且时,【变式训练5-2】已知函数,且(1)求;(2)证明:存在唯一的极大值点,且四、迁移应用A卷 基础巩固1若对任意正实数,不等式恒成立,则实数的取值范围为_2已知函数,若,且对任意的恒成立,则的最大值为_3已知,函数,(1)讨论函数的极值;(2)若,当时,求证:4函
6、数,为常数(1)当时,若,求的值;(2)当时,证明:对任意,5已知函数(1)当时,求图象在点处的切线方程;(2)当且时,证明有且仅有两个零点.6已知函数,.(1)若在上为单调递减函数,求的取值范围;(2)设函数有两个不等的零点,且,若不等式恒成立,求正实数的取值范围7已知函数满足,且曲线在处的切线方程为(1)求,的值;(2)设函数,若在上恒成立,求的最大值8已知函数.(1)若,讨论函数的单调性;(2)已知,若在内有两个零点,求的取值范围.9已知函数(1)讨论函数的单调性;(2)若函数有两个极值点,求实数的取值范围10已知函数,(1)当时,若在点,切线垂直于轴,求证:;(2)若,求的取值范围11
7、已知函数.(1)当时,求曲线在处的切线方程;(2)若对任意的,都有,求的取值范围.12已知函数(1)若对恒成立:求实数a的取值范围;(2)当时,证明:B卷 能力提升13已知函数.(1)证明:曲线在点处的切线恒过定点;(2)若有两个零点,且,证明:.14已知函数(1)若,求曲线在点处的切线方程;(2)若,求证:函数存在极小值;(3)若对任意的实数,恒成立,求实数a的取值范围15已知函数.(1)若函数在区间上为增函数,求的取值范围;(2)当且时,不等式在上恒成立,求的最大值.16已知函数.(1)若在上有两个不同的实根,求实数的取值范围;(2)若,证明:存在唯一的极大值点,且.17. 已知函数,其中是自然数的底数,。() 当时,解不等式;() 若在,上是单调增函数,求的取值范围;() 当时,求整数的所有值,使方程在,上有解。18. 已知函数(1)设曲线在处的切线与直线垂直,求的值(2)若对任意实数恒成立,确定实数的取值范围(3)当时,是否存在实数,使曲线C:在点处的切线与轴垂直?若存在,求出的值,若不存在,说明理由19. 已知函数(I)求函数的单调递减区间;(II)若在上恒成立,求实数的取值范围;(III)过点作函数图像的切线,求切线方程 20记,为的导函数若对,则称函数为上的“凸函数”已知函数,(1)若函数为上的凸函数,求的取值范围;(2)若函数在上有极值,求的取值范围19
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