2020-2022年高考数学真题分类汇编专题03 导数及其应用 文+理(教师版+学生版).pdf
《2020-2022年高考数学真题分类汇编专题03 导数及其应用 文+理(教师版+学生版).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020-2022年高考数学真题分类汇编专题03 导数及其应用 文+理(教师版+学生版).pdf(37页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、专题0 3导数及其应用1.【2022 年新高考 1 卷】设c=-lrf).S.则()A.a b c B.c b a C.c a b D.a c i),因为尸0 0=2一1=一 左,当z e(-L q)时,f(x)0-当/(。+。)时/(4 c,所以f 一2_)fO)=0,所以in2+2_ o,故2.0一;,所以故aV b,设。(工)=工1r+ln(l-x)0 z V 1),则g(x)=r+l)+=令H G u H d-D+l,h(x)=eI(x2+2 x-l);当0 工 逐一 1时,h(x)函数单调递减,当短一1 工 0-函数Mx)-1)+1单调递增,又械0)=0,所以当0 工 逐一 1时,八
2、(G 0,所以当0V H 0,函数g(K)=xe1r+ln(l-x)单调递增,所以g(d l)gQ)=0,即0.1e,】A H).%所以a c故选:C.2.(2021年新高考1卷】若过点(。力)可以作曲线y=e的两条切线,则()A.e a B.ea bC.0 a e*D.0 b =的 图 象,根据直观即可判定点(43在曲线下方和x 轴上方时才可以作出两条切线.【解析】在曲线y =e 上任取一点产(3),对函数y =e*求导得y =e 所以,曲线y =e,在点尸处的切线方程为y d=e (x T),即y =e x+(l f)e ,由题意可知,点(a,b)在直线y =e x+(l T)d 上,nj
3、b=ae+(l-t)e=(a+l-t)e,令/(r)=(a +lT”,则/=(a T)d.当时,此 时 函 数 单 调 递 增,当 。时,f(t)=/(,)的图象有两个交点,则皿=e ,当r 0,当r a+l 时,f(t)0,解得aV4或a 0,。的取值范围是(一.4)u(ft+61故答案为:(-0和XV 0两种情况,当北 0时设切点为(川啕,求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而表示出切线方程,再根据切线过坐标原点求出,即可求出切线方程,当z 0时y=ln x,设切点为(力!由所以所以切线方程为y tax。=:(/-%),又切线过坐标原点,所以一lnr(=:(一%),解得=e,所以切线方
4、程为y-1=即产=卜;当*V 0时y=ln(X),设切点为(巧Ju(巧),由所以,也=;,所以切线方程为y _ Inf-Xi)=(x-x1),又切线过坐标原点,所以一 ln(一巧)=:(一巧),解得巧=一%所以切线方程为y 1=(r+e)即y=-x;故答案为:y=二;y=-x E J e6.【2 0 2 1 年新高考2卷】已知函数/。)=卜-1|,玉 0,函数/*)的图象在点A(%J(x J)和点3(,/(演)的两条切线互相垂直,且分别交y轴于M,N两点,则 乐j取 值 范 围 是.【答案】(0,1)【分析】结合导数的几何意义可得不+=0,结合直线方程及两点间距离公式可得也|,忸.同,化简即可
5、得解./、Y I fl-r,x 0 ,/、-ex,x 0 e ,x 0所以点从(芯,1一 )和点5(X 2,/T),kAM=-e&N=e ,所以一e*=-1,$+x2=0 ,所以 AM:)-1 +=/(x -x ),M(),x e v,+1),所以|A M|=J x:+(e”J =V 1 +-xt,同理忸N|=T I T季 .同,【点睛】解决本题的关键是利用导数的几何意义转化条件%+=0,消去一个变量后,运算即可得解.7.【2 0 2 2年新高考1卷】已知函数r(x)=ax和g(H)=a K I n x有相同的最小值.求a:(2)证明:存在直线,=,其与两条曲线y=f(工:和y=处共有三个不同
6、的交点,并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【答案】(l)a=1;(2)见解析【分析】(1)根据导数可得函数的单调性,从而可得相应的最小值,根据最小值相等可求a.注意分类讨论.(2)根 据(1)可得当b l时,方 一 0,a 1+a设。=荒 一ga 0,则。=IT S B故o(a为(a+s)上的减函数,而g(i)=o.故g(a)=O的唯一解为=1,喷=Inti的解为。=1.综上,a=1.由(1)可得r(jQ=H 1:和鼠父)=lux的最小值为1lnl=1In:当b l时,考虑8r=万的解的个数、z lnM=A的解的个数.设一土一也 玄 幻=?-1,当xVO时,S*(幻V 0,当案0时,(
7、幻0,故$(竹在(-aQ)上为减函数,在(a+8)上为增函数,所以 其X j=s(q)=1 0,S(i)=e*-2i)设8c3)=e*-2b,其中b l,则必 (5)=2 0,故M3)在(1+o)上为增函数,故M 3)ic(l)=e 2 0,故$(句 0,故$(4=我一一 有两个不同的零点,即e1 x=b的解的个数为2.设T(x)=icInrb,(工)=?,当ovhvi时,r(x)o,当x i时,r(*)o,故!X在(Q1)上为减函数,在(L+。)上为增函数,所以 T(x f =T(l)=l b 0,r(e*)=e*-2 i0.F(x)=x-lBx-b有两个不同的零点即z-liiH=b的解的个
8、数为2.当=1,由(1)讨论可得z-ln H=b、吩一 仅 有 一 个 零 点,当b V l时,由(1)讨论可得iclmc=b、e*工=均无零点,故若存在直线y=与曲线y=f(工卜y=(幻有三个不同的交点,则 b 1.设4 l)=H +山1-2 r,其中0,故 五(H)=C1 r+:2,设“M ju e1-K-l,x 0,则/(*)=修一1 0,故5(用在(Q+。)上为增函数,故$(工)S(0)=0即 第+1,所以八(工+:1 2-1 0.所以A(用在(a +cz)上为增函数,而h(l)=e-2 0,fc(J)=e?-3-J e-3-J 故Mx:在(0,+。)上有且只有一个零点4,g%v i且
9、:当o t v%时,八(幻0即1一 1 r-1 1 Mt即r(4 0时,以 外 0即8*X-因此若存在直线=b与曲线y=f(/:、y-修(今有三个不同的交点,故 D=$(%)1,此时联一M=有两个不同的零点巧工式巧 0 ),此时 一 lnx=b有两个不同的零点q.(OV%V 1 V),故西 一 巧=,语 一%=,q Inx4一方=0,IniQh=0所以q 万=lnxl,故【点睛】函数的最值问题,往往需要利用导数讨论函数的单调性,此时注意对参数的分类讨论,而不同方程的根的性质,注意利用方程的特征找到两类根之间的关系.8.【2022年新高考2 卷已知函数,(1)=土 一 e1t.当a=1时,讨论(
10、4 的单调性;(2)当x 0 时;求。的取值范围;设me*证明:扁+扁+“.+底 皿 +4【答案】f(4 的减区间为(一aQ),增区间为。+:时题设中的不等式不成立,再就0 a s:结合放缩法讨论(幻符号,最后就aW 0结合放缩法讨论林工:的范围后可得参数的取值范围.(3)由(2)可得2 3 1恒成立,从而可得lnR+1)-lm l.t2=e*,r=21nt,故2tlnt V严一 1即21nt 1恒成立.所以对任意的m e*,有tin整理得到:ln(n+1)-lim InZ lnl+ln3 ln2+ln(n+1)Inn=ln(n+1),故不等式成立.【点睛】函数参数的不等式的恒成立问题,应该利
11、用导数讨论函数的单调性,注意结合端点处导数的符号合理分类讨论,导数背景下数列不等式的证明,应根据已有的函数不等式合理构建数列不等式.9.【20 21年新高考1卷】已知函数 x)=x(l-l n x).(1)讨论x)的单调性;(2)设。,b为两个不相等的正数,且“n a-a l n/7 =a-,证明:2 _!+L e.a b【答案】(1)/(X)的递增区间为(0,1),递减区间为(1,+8);(2)证明见解析.【分析】(1)首先确定函数的定义域,然后求得导函数的解析式,由导函数的符号即可确定原函数的单调性.方法二:将题中的等式进行恒等变换,令命题转换为证明:2 m+n 0;当时,/(x)0,从而
12、/(3 0,得:e(l,e),a b a b b令 g(x)=2-x)-/(x),则 g,(x)=-/r(2-x)-fx)=ln(2-x)+In X =ln(2x-X2)=ln1-(x-1)2,当x 0,l)时,gx)g=0,从而/(2 x)f(x),所以/(2-5 心=心,由(1)得2-2 1即20,4(x)在区间(l,e)内为增函数,h(x)h(e)=e,从而x+/(x)e,所以:+/(:)e.又由,e(0,l),可得L(l_ln)=/(2)=/(:),a a a a a b以所=1-人+x)z1-力z(/1-力+由得2/+:e.a b、上 ,日八、力 In。In/?1 1 L L,、I
13、lna+1 lnb+1 方法一【最优国军】:lna-aln =.-Z?变形为-=-,所以-=a b b a a b令.则上式变为=,于是命题转换为证明:2 m+n e.令x)=x(l-In x),则有/(6)=/(),不妨设加.由(1)知。m1,1几 2.要证:72z+H2/i2-m/(z?)/(2-/n)/(m)/(2-w)/W-/(2-m)-Ini=0,g(x)在区间(0,1)内单调递增,所以g(%)g(l)=0,即加+2.再证加+e.因为=In/?),所以+m+ve .令 (x)=x(l -l n x)+x,x (l,e),所以(x)=l l n x 0,故4(x)在区间(l,e)内单调
14、递增.所以Z i(x)/i(e)=e.故gpm+n2同证法2.以下证明西+*2 l,x由 X 1(1 -I n x)=x2(l-l n%2)得X(Inx.)=rx l-l n(rx),I n x =1-,t-要证芭十/e,只需证(1 +。玉v e,两边取对数得l n(l +r)+l n x 1,即 l n(l +f)+l-胆 1 ,t-l n(l+z)Int即证-.t r-1记g(s)=畦2 s e(0,+8),则,/一m(l +s)S g =-2-c 1 1记人(s)=1 7 rhi(1 +s),则 )=而 至-币 0,所以,(s)在区间(0,+e)内单调递减.M s)(o)=o,则g(s)
15、0,所以g(s)在区间(0,+8)内单调递减.由 r l,+oo)得1 e(0,+oo),所以 g(r)g(r-l),t t-方法四:构造函数法,-1A.ZR na nb 1 1 .1 1由已矢口得-=-,令-=%,7=占,a b b a a b不妨设占内,所以/(x j=f(w).由(I )知,0 x,1 x2 e ,只需证2 X +2同证法2.eH、k r L A 2 4-F I n x再 印证一明刀 2 令/(/x、)=-1 -I-n-x (0 x e)J、i/(7x)、=-x-.x-e(x-e)。p x-。令(p(x)=I n x+2(0 x e?),则(px)=-=8 =0,(x)0
16、,/?(x)在区间(0,e)内单调递增.因为0 X Z e,所以-L 箸,I il l 人 人 人 人 2 C即 一 叫 0.因为工2,所以西+工2 ,即,+a b综上,有2 1+?e 结论得证.【整体点评】(2)方法一:等价转化是处理导数问题的常见方法,其中利用的对称差函数,构造函数的思想,这些都是导数问题必备的知识和技能.方法二:等价转化是常见的数学思想,构造对称差函数是最基本的极值点偏移问题的处理策略.方法三:比值代换是一种将双变量问题化为单变量问题的有效途径,然后构造函数利用函数的单调性证明题中的不等式即可.方法四:构造函数之后想办法出现关于+W-e 0 的式子,这是本方法证明不等式的
17、关键思想所在.10.【2 02 1年新高考2卷】已知函数/(x)=(x-l)e*-a d+b.(1)讨论.f(x)的单调性;(2)从下面两个条件中选一个,证明:/(X)只有一个零点 a 2a;2 2。“3,8 4 2。.【答案】答案见解析;(2)证明见解析.【分析】(1)首先求得导函数的解析式,然后分类讨论确定函数的单调性即可;由题意结合中函数的单调性和函数零点存在定理即可证得题中的结论.【解析】由函数的解析式可得:/(x)=x(e,-2 a),当“VO 时,若x -oo,0),则尸(X)0J(x)单调递增;当0 O J(x)单调递增,若x l n(2 a),0),则/(x)OJ(x)单调递增
18、;当寸,/(x)NOJ(x)在 R上单调递增;当”白寸,若x e(9,O),则尸(x)0J(x)单调递增,若x e(O,l n(幼),则尸(x)O,/(x)单调递增:若选择条件:由 于:知 5,故1ij(o)=o_ io,而函数在区间(,0)上单调递增,故函数在区间(F,0)上有一个零点.ln(2a)=2a i n(2a)-1 -i n(2t z)+b 24 ln(2o)-l-aln(2a)丁 +2a=2a I n(2a)-7 i n(26z)=an(2ci)2-I n(2)J,由 于;q,I v 2 0 4 e 2,故。11!(24)2-山(2。)20,结合函数的单调性可知函数在区间(0,物
19、)上没有零点.综上可得,题中的结论成立.若选择条件:由于 0 a g,故 2a1,则 0)=b T 4 2 a-l 4,4 c Q,而函数在区间(0,+e)上单调递增,故函数在区间(0,+e)上有一个零点.当人 0时,构造函数(x)=-x-l,则=当xe(F,0)时,(x)0,(x)单调递增,注意到“(0)=0,故 (x)2 0 恒成立,从而有:ex x+,此时:/(x)=(x-l)e、-f t (x-l)(x+l)-o x2+b=(1 -+修-1),当x生女时,(1-)?+(&-l)0,l-a取X产后+L 则。,即:/(0)0J而函数在区间(0,+8)上单调递增,故函数在区间(0,+8)上有
20、一个零点./(I n(2rz)=2aln(2a)-l-q ln(2a)+b 2czln(2a)-l-t zln(2(7)_+2a=2Q I n(2a)-a i n(2。)=a I n(2a)2-I n(2),由于0 a;,0 2 a ,故 ln(2)2-ln(2a)l时,可 证/(:)/0,使得f(x0)a e -=Q,得到/(X)*,利用零点的条件,结合指数对数的运算化简后,利用基本不等式可以证得“力 21 恒成立;当0 0.设 g(x)=f(x),则 g(x)=aex+Q,X g(x)在(0,y)上单调递增,即fl(x)在(0,+8)上单调递增,当。=1时,尸=0,“4必=1/=1,.:/
21、(x)N 1成立.当。1 时,-1 ,J 1 ,./(-)/,(l)=a(-l)(a-l)0,使得/=且当 xe(0,%)时尸(x)0,=,/.lna+x0-1=-ln x0,因此 A x)*=f(xn)=ae,n-l-ln x0+lna-FIn6?+XQ-1 +Intz 2 21na-1 +2/,%0 =21na+l l,%V玉).:f(x)l,.:/(x)21 恒成立;当0a 1 时,/(I)=a+n a a l,:./(I)1 不是恒成立.综上所述,实数a的取值范围是口+8).方法二【最优解】:同构由/(x)N 1 得ae*-Inx+ln a N1,即 e+Ina+x 1 N lnx+x
22、,而Inx+x=e+lnx,所以+lna+x-l enx+nx.令/z(%)=e+?,则/7(%)=e+l 0,所以(加)在R上单调递增.由 eina+x-i+na+x-1 2/n*+ln x,可知(lna+x-l)2(ln x),所以 lna+x-1 2 1n x,所以InaNQnx-x+Dgx.1 I-Y F(x)=In x-x +l,贝I?(幻=L 1二 .X X所以当xe(0,l)时,F(x)0,F(x)单调递增;当 x c(1,-KO)时,Fr(x)0,x 0,令a/T=,所以lna+x-l=ln/,所以lna=lnz-%+l.于是/(x)=aexl-In x +ln6=z-ln x
23、 4-ln f-x 4-l.由于,(x)之 l,-lnx +lnr-x 4-llr +lnr x 4-lnx,而 y=x+ln尤在 x c (0,+oo)时为增函x数,t x,即ae-W x,分 离 参 数 后 有 击.令g(x)=7,所以g (x)=匕a c当O v x O,g(x)单调递增:当x l时,g (x)l.令S(a)=a +ln,贝l j S,(a)=1 0,所以S(a)在区间(0,+OJ)内单调递增.a因为S(l)=l,所以时,有S(a)2S(l),即a +lna Nl.下面证明当“2 1时,/(x R I恒成立.令T(a)=a e i-Inx +lna ,只需 证 当 时,恒
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2020-2022年高考数学真题分类汇编专题03 导数及其应用 文+理教师版+学生版 2020 2022 年高 数学 分类 汇编 专题 03 导数 及其 应用 教师版 学生
限制150内