备战2024年高考数学一轮复习热点知识归纳常用结论提升真题练16利用导数研究函数的极值与最值(原卷附答案).docx

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1、考向16 利用导数研究函数的极值与最值 1由图象判断函数的极值，要抓住两点：（1）由的图象与x轴的交点，可得函数的可能极值点；（2）由导函数的图象可以看出的值的正负，从而可得函数的单调性两者结合可得极值点2已知函数极值，确定函数解析式中的参数时，要注意：（1）根据极值点的导数为0和极值这两个条件列方程组，利用待定系数法求解；（2）因为导数值等于0不是此点为极值点的充要条件，所以用待定系数法求解后必须检验3求函数在闭区间内的最值的思路（1）若所给的闭区间不含有参数，则只需对函数求导，并求在区间内的根，再计算使导数等于零的根的函数值，把该函数值与，比较，其中最大的一个是最大值，最小的一个是最小值（

2、2）若所给的闭区间含有参数，则需对函数求导，通过对参数分类讨论，判断函数的单调性，从而得到函数的最值（1）若函数在区间D上存在最小值和最大值，则不等式在区间D上恒成立；不等式在区间D上恒成立；不等式在区间D上恒成立；不等式在区间D上恒成立；（2）若函数在区间D上不存在最大（小）值，且值域为，则不等式在区间D上恒成立不等式在区间D上恒成立（3）若函数在区间上存在最小值和最大值，即，则对不等式有解问题有以下结论：不等式在区间D上有解；不等式在区间D上有解；不等式在区间D上有解；不等式在区间D上有解；（4）若函数在区间D上不存在最大（小）值，如值域为，则对不等式有解问题有以下结论：不等式在区间D上有

3、解不等式在区间D上有解（5）对于任意的，总存在，使得；（6）对于任意的，总存在，使得；（7）若存在，对于任意的，使得；（8）若存在，对于任意的，使得；（9）对于任意的，使得；（10）对于任意的，使得；（11）若存在，总存在，使得（12）若存在，总存在，使得1函数的极值函数在点附近有定义，如果对附近的所有点都有，则称是函数的一个极大值，记作如果对附近的所有点都有，则称是函数的一个极小值，记作极大值与极小值统称为极值，称为极值点求可导函数极值的一般步骤（1）先确定函数的定义域；（2）求导数；（3）求方程的根；（4）检验在方程的根的左右两侧的符号，如果在根的左侧附近为正，在右侧附近为负，那么函数在这

4、个根处取得极大值；如果在根的左侧附近为负，在右侧附近为正，那么函数在这个根处取得极小值注可导函数在点处取得极值的充要条件是：是导函数的变号零点，即，且在左侧与右侧，的符号导号是为极值点的既不充分也不必要条件，如，但不是极值点另外，极值点也可以是不可导的，如函数，在极小值点是不可导的，于是有如下结论：为可导函数的极值点；但为的极值点2函数的最值函数最大值为极大值与靠近极小值的端点之间的最大者；函数最小值为极小值与靠近极大值的端点之间的最小者导函数为（1）当时，最大值是与中的最大者；最小值是与中的最小者（2）当时，最大值是与中的最大者；最小值是与中的最小者一般地，设是定义在上的函数，在内有导数，求

5、函数在上的最大值与最小值可分为两步进行：（1）求在内的极值（极大值或极小值）；（2）将的各极值与和比较，其中最大的一个为最大值，最小的一个为最小值注函数的极值反映函数在一点附近情况，是局部函数值的比较，故极值不一定是最值；函数的最值是对函数在整个区间上函数值比较而言的，故函数的最值可能是极值，也可能是区间端点处的函数值；函数的极值点必是开区间的点，不能是区间的端点；函数的最值必在极值点或区间端点处取得1（2022山西太原三模（文）已知函数（1）若在时取得极小值，求实数k的值；（2）若过点可以作出函数的两条切线，求证： 2（2022湖北模拟预测）已知函数，（）（1）若存在两个极值点，求实数的取值

6、范围；（2）若，为的两个极值点，证明：3（2022河南郑州高三阶段练习（文）已知函数（1）若，求曲线在点处的切线方程；（2）若在处取得极值，求的单调区间及其最大值与最小值4（2022全国高三专题练习（理）已知函数，其中（1）讨论的单调性；（2）若，求的最大值5（2022山东菏泽高三期末）设函数（1）求曲线在点处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积；（2）求函数在区间上的最大值和最小值6（2022北京市第九中学模拟预测）已知（1）当时，判断函数零点的个数；（2）求证：1（2022内蒙古乌兰浩特一中模拟预测（文）已知函数的最小值分别为，则（）ABCD的大小关系不确定2（2022北京北大附中三模）如图

7、矩形，沿对折使得点与边上的点重合，则的长度可以用含的式子表示，那么长度的最小值为（）A4B8CD3（2022安徽合肥一六八中学模拟预测（文）已知函数为定义在上的增函数，且对，若不等式对恒成立，则实数a的取值范围是（）ABCD4（2022江西省丰城中学模拟预测（文）已知函数在上有最小值，则实数的取值范围为（）ABCD5（2022广东深圳高三阶段练习）已知函数有两个极值点，且，则的极大值为（）ABCD6（2022广东广州三模）设为函数的导函数，已知，则（）A在单调递增B在单调递减C在上有极大值D在上有极小值7（2022全国模拟预测（文）下列结论正确的是（）A设函数，其中a，当a3，时，函数有两个零

8、点B函数没有极值点C关于x的方程在区间上仅有一个实根，则实数a的取值范围为D函数有两个零点8（2022全国高三专题练习）已知函数在区间上既有极大值又有极小值，则实数a的取值范围是（）ABCD9（2022安徽蒙城第一中学高三阶段练习（文）已知为常数，函数有两个极值点，其中一个极值点满足，则的取值范围是（）ABCD10（多选题）（2022湖南湘潭一中高三阶段练习）已知函数，则下列结论正确的是（）A函数只有一个零点B函数只有极大值而无极小值C当时，方程有且只有两个实根D若当时，则t的最大值为211（多选题）（2022重庆八中模拟预测）设函数的定义域为，是的极小值点，以下结论一定正确的是（）A是的最小

9、值点B是的极大值点C是的极大值点D是的极大值点12（多选题）（2022全国高三专题练习）（多选）已知函数，其导函数为，给出以下命题正确的是（）A的单调递减区间是B的极小值是C当时，对任意的且，恒有D函数有且只有一个零点13（多选题）（2022全国模拟预测）已知函数，若，不等式恒成立，则正数的取值可以是（）ABCD14（多选题）（2022全国模拟预测）已知，则（）A的定义域是B若直线和的图像有交点，则CD15（2022福建福州三中高三阶段练习）如果两个函数存在零点，分别为，若满足，则称两个函数互为“度零点函数”.若与互为“2度零点函数”，则实数的最大值为_.16（2022浙江湖州模拟预测）设，若

10、存在，使得，则称函数与互为“n度零点函数”若与互为“1度零点函数”，则实数a的取值范围为_17（2022河南省杞县高中模拟预测（理）实数x，y满足，则的值为_18（2022河南新乡高三期末（文）已知函数在x2处取得极小值，则_19（2022全国高三专题练习（理）若函数在区间上存在极值，则实数的取值范围是_20（2022全国高三专题练习（理）已知x是函数的极值点，则a_.21（2022江苏无锡模拟预测）已知函数，其中m0，f (x)为f(x)的导函数，设，且恒成立(1)求m的取值范围；(2)设函数f(x)的零点为x0，函数f (x)的极小值点为x1，求证：x0x122（2022青海海东市第一中学

11、模拟预测（理）已知函数，(1)若，求函数的极值；(2)设，当时，（是函数的导数），求a的取值范围23（2022广东大埔县虎山中学高三阶段练习）已知函数的图象在点处的切线方程为(1)若，求，；(2)若在上恒成立，求的取值范围24（2022河南开封市东信学校模拟预测（文）已知函数.(1)当时，求的单调区间；(2)设函数的最大值为m，证明：.25（2022全国郑州一中模拟预测（理）已知函数.(1)讨论函数的单调性；(2)当时，证明：.26（2022广东深圳高三阶段练习）已知函数(1)若对任意的，都有恒成立，求实数的取值范围；(2)设是两个不相等的实数，且求证：27（2022山东师范大学附中高三期中）

12、设函数(1)当时，求的单调区间；(2)任意正实数，当时，试判断与的大小关系并证明28（2022山东德州市教育科学研究院三模）已知函数，曲线在处的切线与直线垂直.(1)设，求的单调区间；(2)当，且时，求实数的取值范围.29（2022北京市大兴区兴华中学三模）设函数，(1)当时，求在点处的切线方程；(2)当时，恒成立，求a的取值范围；(3)求证：当时，1（2022全国高考真题（理）当时，函数取得最大值，则（）ABCD12（2022全国高考真题（文）函数在区间的最小值、最大值分别为（）ABCD3（2021全国高考真题（理）设，若为函数的极大值点，则（）ABCD4（2022全国高考真题（理）已知和分

13、别是函数（且）的极小值点和极大值点若，则a的取值范围是_5（2021全国高考真题）函数的最小值为_.6（2022全国高考真题）已知函数和有相同的最小值(1)求a；(2)证明：存在直线，其与两条曲线和共有三个不同的交点，并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列7（2022全国高考真题（文）已知函数(1)当时，求的最大值；(2)若恰有一个零点，求a的取值范围8（2021北京高考真题）已知函数（1）若，求曲线在点处的切线方程；（2）若在处取得极值，求的单调区间，以及其最大值与最小值9（2021天津高考真题）已知，函数（I）求曲线在点处的切线方程：（II）证明存在唯一的极值点（III）若存在a，使得对

14、任意成立，求实数b的取值范围10（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:1【解析】（1）解：，当时，令，得在单调递减，在单调递增，所以在时取得极小值，（2）证明：设切点为，切线为， 又切线过点，（*）设则在单词递减，在单调递增过点可作的两条切线，方程（*）有两解，由，得，即2【解析】（1）（1），若存在两个极值点，则在上有两个根，所以有两个根，即与，有两个交点，所以在上，单调递增，在上，单调递减，所以时，所以，所以的取值范围为（2）证明：由（1）知，且，所以，所以只需证明，令，故，原不等式等价于对成立，令，所以单调递减，则有（1）3【解析】（1）当时

15、，定义域为，故在点处的切线方程为：，即；（2）由题意得：，故，此时，经检验，符合要求，令时，令得：或，令得：，的单调递增区间为，单调递减区间为；又当时，恒成立，当时，恒成立，故，即最大值为，最小值为4【解析】（1），当时，当恒成立，在上单调递增；当时，令，得，令，得，在上单调递增，在上单调递减，综上所述：当时，在上单调递增；当时，在上单调递增，在上单调递减（2）依题意得对任意恒成立，即对任意恒成立，令，则，令，则在上单调递增，当时，即；当时，即，在上单调递减，在上单调递增，故的最大值为5【解析】（1）解：由题意，函数，则，可得，所以曲线在点处的切线方程为，即，可得直线在x轴，y轴上的截距分别为

16、，所以所求三角形的面积为（2）解：由，则，所以函数为增函数，又因为，所以当时，所以函数在上单调递增，所以函数在区间上的最大值为，最小值为即函数在区间上的最大值为，最小值为6【解析】（1）当时，当且仅当时取“=”，所以在R上单调递增，而，即0是的唯一零点，所以函数零点的个数是1（2），令，则，因，则，因此，函数在上单调递增，所以当时，成立1【答案】A【解析】令，则，当时，；当时，所以在上单调递减，在上单调递减，所以，所以，（当且仅当时“”成立），（当且仅当时，“”成立），.所以故选：A2【答案】D【解析】设，则，则有和，代入，解得：，令和，导函数，即可得的最大值在时取得，此时，求得此时，故选：D

17、.3【答案】D【解析】，不等式对恒成立，对恒成立，函数为定义在上的增函数，化为：，令，则，时，此时函数单调递增；时，此时函数单调递减.时，函数取得极大值.则实数a的取值范围是.故选：D.4【答案】D【解析】解：，若函数在上有最小值，即在先递减再递增，即在先小于0，再大于0，令，得，令，只需的斜率大于过的的切线的斜率即可，设切点是，则切线方程是：，将代入切线方程得：，故切点是，切线的斜率是1，只需即可，解得，即，故选：D5【答案】B【解析】解：因为，所以有两个不同的实数解，且由根与系数的关系得，由题意可得，解得，此时，当时，单调递增，当时，单调递减，故当时，取得极大值故选：B6【答案】D【解析】

18、由题意知：，令，则，显然当时，单减，当时，单增，故A，B错误；在上有极小值，令，则，又，则，故在上有极小值，C错误；D正确.故选：D.7【答案】C【解析】A.因为函数，所以，令，得，当或时，当时，所以当时，取得极大值，当时，取得极小值，又，所以，所以函数有一个零点，故错误； B.因为，所以，当时，当时，所以是的极小值点，故错误；C.令，则，当或时，当时，所以当时，取得极大值，当时，取得极小值，因为方程在区间上仅有一个实根，所以 或，解得或，所以实数a的取值范围为，故正确；D.因为，所以，令，得，当时，当时，所以当时，函数取得极大值，又时，时，所以函数只有一个零点，故错误；故选：C8【答案】C【

19、解析】函数，导函数.因为在上既有极大值又有极小值，所以在内应有两个不同的异号实数根，解得：，实数a的取值范围.故选：C9【答案】D【解析】，由函数有两个极值点，则等价于有两个解，即与有两个交点，所以.直线过点由在点处的切线为，显然直线过点当时，直线与曲线交于不同两点（如下图），且，令，则，所以单调递增，即，故选： D.10（多选题）【答案】CD【解析】对于A，由得：，解得，A不正确；对于B，对求导得：，当或时，当时，即函数在，上单调递减，在上单调递增，因此，函数在处取得极小值，在处取得极大值，B不正确；对于C，由选项B知，作出曲线及直线，如图，观察图象得当时，直线与曲线有2个交点，所以当时，方

20、程有且只有两个实根，C正确；对于D，因，而函数在上单调递减，因此当时，当且仅当，即，所以t的最大值为2，D正确.故选：CD11（多选题）【答案】BD【解析】对A，是的极小值点，不一定是最小值点，故A错误；对B，因函数与函数的图象关于x轴对称，故应是的极大值点，故B正确；对C，因函数与函数的图象关于y轴对称，故应是的极小值点，故C错误；对D，因函数与函数的图象关于原点对称，故是的极大值点，故D正确.故选：BD.12（多选题）【答案】ABCD【解析】，其导函数为令，解得，当时，即或时，函数单调递增，当时，即时，函数单调递减；故当时，函数有极小值，极小值为，当时，函数有极大值，极大值为，故函数只有一

21、个零点，又故ABD正确；令，则故在上，即在上单调递增，根据切割线的定义可知，当时，对任意的，恒有，即对任意的，恒有，即，故C正确；故选：ABCD13（多选题）【答案】AB【解析】因为，所以在上单调递增，所以对，；，所以 ，当时， ；当时， ，函数在上单调递增，在上单调递减，；因为，任意，不等式恒成立，即，整理得，解得或，所以正数的取值范围为；6e与均在区间内，与均不在区间内；故选：AB14（多选题）【答案】AC【解析】A：，所以的定义域为，故A正确；B：，设，则，有在上恒成立，故在上单调递减，且，所以当时，当时，则在上单调递增，在上单调递减，所以，若直线与的图像有交点，则，故B错误；C：由B中

22、的分析，代入得，故C正确；D：由B中的分析，代入得，故D错误故选：AC15【答案】【解析】函数的零点为3，设函数的零点为，则.，令，；，即函数在上单调递增，在上单调递减，即实数的最大值为.故答案为：16【答案】【解析】解：由，解得，由，得，设其解为，因为与互为“1度零点函数”，所以，解得，又，设，则，当时，是增函数，当时，是减函数，又，实数a的取值范围为.故答案为：17【答案】【解析】因为，所以显然，令，则，且，令，则，所以当时，；当时，所以在上单调递减，在上单调递增，所以对，即，当且仅当时等号成立综上，当且仅当时，成立，此时，解得故答案为：18【答案】1或3【解析】依题意，因在x2处取得极小

23、值，则，解得m=1或m=3，经检验，当m1或m3时，在x2处均取得极小值，所以m的值为1或3.故答案为：1或319【答案】【解析】由，得，因为函数在区间上存在极值，所以在上有变号零点，因为，所以，即在上有解，转化为在上有解.因为，所以，即，于是，得.由此可得.实数a的取值范围是.故答案为：.20【答案】1【解析】解：由f(x)xln(ax)1，得f(x)ln(ax)xaln(ax)1，又x是f(x)的极值点，所以fln10，则a1，所以，则，令，得x，且时，在上单调递减，时，在上单调递增，所以经验证a1时，x是函数f(x)xln(ax)1的极值点.所以a1.故答案为：1.21【解析】(1)由题

24、设知，则，所以当x1时，h(x)0，则h(x)在区间(1，)是增函数，当0x1时，h(x)0，则h(x)在区间(0，1)是减函数，所以h(x)minh（1），解得，所以m的取值范围为(2) 令则恒成立，所以t(x)在(0，)单调递增 又，所以存在，使得t(x2)0，当x(0，x2)时，t(x)0，即f (x)0，则f (x)在(0，x2)单调递减；当x(x2，) 时，t(x)0，即f (x)0，则f (x)在(x2，)单调递增；所以f (x)在xx2处取得极小值即x1x2，所以t(x1)0，即， 所以，令，则 s(x)在(0，)单调递增；所以s(x1)0因为f(x)的零点为x0，则，即s(x0

25、)0所以s(x1)s(x0)，所以x0x122【解析】(1)解：，令，得或，当或时，当时，所以函数在（0，1）上单调递增，在（1，e）上单调递减，在上单调递增，所以函数的极大值为，函数的极小值为(2)，即，即，设，设，当时，当时，所以函数在（0，1）上单调递减，在上单调递增，即，则函数在上单调递增，则由，得在上恒成立，即在上恒成立设，当时，当时，所以函数在（0，e）上单调递增，在上单调递减，所以，故23【解析】(1)解：，所以，即又又点在切线上，所以，又，所以，(2)解：，在，上恒成立，设，则在，上恒成立，又，而当时当即时，在上恒成立，；当即时，时，且当时，当时，；则，又与矛盾，不符题意，故舍

26、去综上所述，的取值范围为24【解析】(1)当时，.，令，得.当时，函数单调递增；当时，函数单调递减.故函数的减区间为，增区间为；(2)由，令，得.当时，函数单调递增；当时，函数单调递减.令，则.当时，函数单调递减；当时，函数单调递增.，即.25【解析】(1)依题意知，令得，当时，在上，单调递减，在单调递增；当时，在上，单调递增，在单调递减.(2)依题意，要证，当时，故原不等式成立，当时，要证：，即证：，令，则，在单调递减，在单调递减，即，故原不等式成立.26【解析】(1)当时，因为，所以，即，不符合题意；当时，当时，当时，所以在上单调递增，在上单调递减所以由恒成立可知，所以又因为，所以的取值范

27、围为(2)因为，所以，即令，由题意可知，存在不相等的两个实数，使得由（1）可知在区间上单调递增，在区间上单调递减不妨设，则设，则，所以在上单调递增，所以，即在区间上恒成立因为，所以因为，所以又因为，且在区间上单调递增，所以，即27【解析】(1)时，令得；令得或故的单增区间为，单减区间为，(2)结论：，证明如下：设，由 均为正数且得设，则当时，由得即故单调递减，从而而，此时成立当时，在上单调递减，在上单调递增故的最小值为此时只需证，化简后即证设，故单调递增，从而有，即证综上：不等式得证28【解析】(1)曲线在处的切线与直线垂直，则，即，的定义域为则当时，时，函数的单调增区间为，单调减区间为，(2

28、)当，且时，即构建，则当，由当时恒成立在上单调递减且当时，则；当时，则当，且时，.当时，当时，在上单调递增且当时，可得，与题设矛盾.当，则在上单调递增且当时，可得，与题设矛盾.综上所述：的取值范围为.29【解析】(1)，即切线.，则切线方程为：.(2)，恒成立等价于，恒成立.设，为增函数，为减函数，所以，即.(3)，等价于，.设，设，所以在为增函数，即，所以，即在为增函数，即，即证：.1【答案】B【解析】因为函数定义域为，所以依题可知，而，所以，即，所以，因此函数在上递增，在上递减，时取最大值，满足题意，即有故选：B.2【答案】D【解析】，所以在区间和上，即单调递增；在区间上，即单调递减，又，

29、所以在区间上的最小值为，最大值为.故选：D3【答案】D【解析】若，则为单调函数，无极值点，不符合题意，故.有和两个不同零点，且在左右附近是不变号，在左右附近是变号的.依题意，为函数的极大值点，在左右附近都是小于零的.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：D4【答案】【解析】解：，因为分别是函数的极小值点和极大值点，所以函数在和上递减，在上递增，所以当时，当时，若时，当时，则此时，与前面矛盾，故不符合题意，若时，则方程的两个根为，即方程的两个根为，即函数与函数的图象有两个不同的交点，,函数的图象是单调递减的指数函数，又

30、,的图象由指数函数向下关于轴作对称变换，然后将图象上的每个点的横坐标保持不变，纵坐标伸长或缩短为原来的倍得到，如图所示：设过原点且与函数的图象相切的直线的切点为，则切线的斜率为，故切线方程为，则有，解得，则切线的斜率为，因为函数与函数的图象有两个不同的交点，所以，解得，又，所以，综上所述，的范围为.5【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：1.6【解析】(1)的定义域为，而，若，则，此时无最小值，故.的定义域为，而.当时，故在上为减函数，当时，故在上为增函数，

31、故.当时，故在上为减函数，当时，故在上为增函数，故.因为和有相同的最小值，故，整理得到，其中，设，则，故为上的减函数，而，故的唯一解为，故的解为.综上，.(2)由（1）可得和的最小值为.当时，考虑的解的个数、的解的个数.设，当时，当时，故在上为减函数，在上为增函数，所以，而，设，其中，则，故在上为增函数，故，故，故有两个不同的零点，即的解的个数为2.设，当时，当时，故在上为减函数，在上为增函数，所以，而，有两个不同的零点即的解的个数为2.当，由（1）讨论可得、仅有一个解，当时，由（1）讨论可得、均无根，故若存在直线与曲线、有三个不同的交点，则.设，其中，故，设，则，故在上为增函数，故即，所以，

32、所以在上为增函数，而，故在上有且只有一个零点，且：当时，即即，当时，即即，因此若存在直线与曲线、有三个不同的交点，故，此时有两个不同的根，此时有两个不同的根，故，所以即即，故为方程的解，同理也为方程的解又可化为即即，故为方程的解，同理也为方程的解，所以，而，故即.7【解析】(1)当时，则，当时，单调递增；当时，单调递减；所以；(2)，则，当时，所以当时，单调递增；当时，单调递减；所以，此时函数无零点，不合题意；当时，在上，单调递增；在上，单调递减；又，由（1）得，即，所以，当时，则存在，使得，所以仅在有唯一零点，符合题意；当时，所以单调递增，又，所以有唯一零点，符合题意；当时，在上，单调递增；

33、在上，单调递减；此时，由（1）得当时，所以，此时存在，使得，所以在有一个零点，在无零点，所以有唯一零点，符合题意；综上，a的取值范围为.8【解析】（1）当时，则，此时，曲线在点处的切线方程为，即；（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，.9【解析】（I），则，又，则切线方程为；（II）令，则，令，则，当时，单调递减；当时，单调递增，当时，当时，画出大致图像如下：所以当时，与仅有一个交点，令，则，且，当时，则，单调递增，当时，则，单调递减，为的极大值点，故存在唯一的极值点；（III）由（II）知，此时，所以，

34、令，若存在a，使得对任意成立，等价于存在，使得，即，当时，单调递减，当时，单调递增，所以，故，所以实数b的取值范围.10【解析】（1）由，又是函数的极值点，所以，解得；（2）方法一：转化为有分母的函数由（）知，其定义域为要证，即证，即证（）当时，即证令，因为，所以在区间内为增函数，所以（）当时，即证，由（）分析知在区间内为减函数，所以综合（）（）有方法二 【最优解】：转化为无分母函数由（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，故；当时，单增，故；综上所述，在恒成立.方法三 ：利用导数不等式中的常见结论证明令，因为，所以在区间内是增函数，在区间内是减函数，所以，即（当且仅当时取等号）故当且时，且，即，所以（）当时，所以，即，所以（）当时，同理可证得综合（）（）得，当且时，即【整体点评】（2） 方法一利用不等式的性质分类转化分式不等式：当时，转化为证明，当时，转化为证明，然后构造函数，利用导数研究单调性，进而证得；方法二利用不等式的性质分类讨论分别转化为整式不等式：当时，成立和当时，成立，然后换元构造，利用导数研究单调性进而证得，通性通法，运算简洁，为最优解；方法三先构造函数，利用导数分析单调性，证得常见常用结论（当且仅当时取等号）然后换元得到，分类讨论，利用不等式的基本性质证得要证得不等式，有一定的巧合性.