备战2024年高考数学二轮复习热点题型归纳专题3-5超难压轴小题-导数和函数归类(2)(全国通用)(解析版).docx
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1、专题3-5超难压轴小题:导数与函数归类(2) 热点题型归纳 【题型一】 导数中的“距离”1:利用同底指数和对数关于y=x对称关系(原函数与反函数)【典例分析】设点在曲线上,点在曲线上,则的最小值为ABCD【答案】D【分析】如图所示,与直线相交于,关于的对称点在上,根据切线与平行得到,得到答案.【详解】如图所示:与直线相交于,关于的对称点在上.则设,则,故在上单调递减,在上单调递增,故恒成立,即恒成立.的导函数,的导函数,当两条切线与平行时,都有,到直线的距离为.故,当,时等号成立.故选:.【提分秘籍】基本规律同底指数与对数函数,以为例1.“双飞燕”数据:2.对称轴不变:注意左加右减和上加下减之
2、间的对应关系。3.对称轴跟随变化:要注意整体平移后的对称轴变化。【变式演练】1.已知,为自然对数的底数,则的最小值为ABCD【答案】B【详解】函数和函数互为反函数,图像关于对称.令,切线方程为,和直线之间的距离为,故的最小值为,此时,故选B.点睛:本题主要考查函数导数与最值问题,考查互为反函数的两个函数间的最值问题.首先观察要求最小值的式子,第一个部分可以看作两个互为反函数的函数和函数,这两个函数图像关于对称,可以利用导数求得对应图像上两点的距离的最小值.2.若直线与两曲线分别交于两点,且曲线在点处的切线为,曲线在点处的切线为,则下列结论:,使;当时,取得最小值;的最小值为2;其中所有正确结论
3、的序号是( )AB【答案】C【分析】先利用导数求得两条切线方程,令,可知,故存在零点,正确;,通过求导讨论单调性可知有最小值,进而可以判断最小值范围,正确,错误;通过判断与大小可判断出正确.【详解】由直线与两曲线分别交于两点可知:曲线上点坐标,可求导数,则切线斜率,可知切线:.曲线上点坐标,可求导数,则切线斜率.令,则,令,由零点存在定理,使,即,使,即,故正确.,令,由同理可知有,使,令,在处取最小值,即当时,取得最小值,故正确.是对勾函数,在上是减函数,故错误.,故正确.故选:C.3.已知点为函数的图象上任意一点,点为圆上任意一点,则线段的长度的最小值为ABCD【答案】A【分析】将的最小值
4、,转化为到圆心的最小距离再减去半径来求得的最小值.设出函数上任意一点的坐标,求得圆心的坐标,利用两点间的距离公式求得的表达式,利用导数求得这个表达式的最小值,再减去求得的最小值.【详解】依题意,圆心为,设点的坐标为,由两点间距离公式得,设,令解得,由于,可知当时,递增,时,递减,故当时取得极大值也是最大值为,故,故时,且,所以,函数单调递减.当时,当时,即单调递增,且,即,单调递增,而,故当时,函数单调递增,故函数在处取得极小值也是最小值为,故的最小值为,此时.故选A.【题型二】 导数中的“距离”2:构造型距离【典例分析】已知实数满足,其中是自然对数的底数,则的最小值为ABCD【答案】D【分析
5、】由已知得点在直线上,点在曲线上,的几何意义就是直线到曲线上点的距离最小值的平方,由此能求出的最小值.【详解】实数满足,点在直线上,点在曲线上,的几何意义就是直线到曲线上点的距离最小值的平方,考查曲线平行于直线的切线,令,解得,切点为,该切点到直线的距离,就是所求的直线与曲线间的最小距离,故的最小值为.故选:D【提分秘籍】基本规律适当的选取对应纵横坐标,借助距离了公式和比值转换,可以把复杂问题转化为两曲线(直线)的距离,进而构造函数求导求解。【变式演练】1.若实数满足,则的最小值为()ABCD【答案】A【解析】【分析】将题目所给方程,转化为点是曲线上的点,是直线上的点,而题目所求表示为的最小值
6、,利用平移求切线的方法,结合点到直线的距离公式,求得的最小值.解:,点是曲线上的点,是直线上的点,要使最小,当且仅当过曲线上的点且与平行时,由得,;由得当时,取得极小值由,可得 (负值舍去)点到直线的距离为,故选:A2.设.,则的最小值为AB1CD2【答案】C【详解】由题可得:设,所以为上任意一点到上任一点及抛物线焦点的距离之和,所以距离表达式为,令,显然在递减,递增所以,故最小值为3.已知实数满足,其中是自然对数的底数,则的最小值为ABCD【答案】A【详解】点 看作曲线 上点P;点 看作直线 上点Q;则为 ,由 ,所以,选A.【题型三】 导数中的“距离”3:其他距离【典例分析】已知函数,若成
7、立,则的最小值是ABCD【答案】A【详解】分析:设,则,把用表示,然后令,由导数求得的最小值详解:设,则,令,则,是上的增函数,又,当时,当时,即在上单调递减,在上单调递增,是极小值也是最小值,的最小值是【提分秘籍】基本规律各种各样的“距离”:1.水平线“距离”,如【典例分析】2曲线点到直线距离,如练习23.借助函数图像对称性,如练习3【变式演练】1.设函数在区间上存在零点,则的最小值为( )ABC7D【答案】B【分析】设t为在上的零点,可得,转化为点在直线上,根据的几何意义,可得,令,利用导数求得函数的单调性和最值,即可得答案.【详解】设t为在上的零点,则,所以,即点在直线,又表示点到原点距
8、离的平方,则,即,令,可得,因为,所以,得在上为单调递增函数,所以当t=0是,所以的最小值为.故选:B.2.已知函数,若存在实数,使得成立,则实数的所有可能取值构成的集合为_.【答案】【分析】,看成点到点的距离的平方,转化为一个点在函数上,一个点在直线上,根据导数的几何意义及切线的应用可以求出,再利用取等号的条件求出【详解】解:,则看成点到点的距离的平方,其中点在函数上,点在直线上,由,得,令,则,设,所以函数在点处的切线与直线平行,所以点到直线的距离,即点到点的距离的最小值,点到直线的距离为,所以,过点且垂直直线的直线方程为,由,得,当且仅当,即时,所以,所以实数的所有可能取值构成的集合为,
9、故答案为:3.已知P是曲线上的点,Q是曲线上的点,曲线与曲线关于直线对称,M为线段PQ的中点,O为坐标原点,则的最小值为_【答案】【分析】画出函数及其关于对称的曲线的简图,根据图像,分别过P,Q作的平行线,如图虚线,由于中点在图中两条虚线的中间线上,要中点到原点的距离最小需要左边最近,右边最远,因此当两条虚线是如图所示曲线的切线时,此时切点分别是P,Q,此时P,Q的中点M到原点O的距离最小,利用相切求得切点坐标,即得解【详解】,函数在单调递增,单调递减.。它的图像及关于直线对称的图像如图所示:分别过P,Q作的平行线,如图虚线,由于中点在图中两条虚线的中间线上,要中点到原点的距离最小需要左边最近
10、,右边最远,因此当两条虚线是如图所示曲线的切线时,此时切点分别是P,Q,此时P,Q的中点M到原点O的距离最小.令,又P在y轴右侧,;根据两条曲线的对称性,且P,Q处的切线斜率相等,点Q为点关于对称的点,可求得。因此PQ中点坐标为:故答案为:【题型四】 极值点偏移【典例分析】已知函数,若且,关于下列命题:正确的个数为 A1个B2个C3个D4个【答案】B【详解】,所以函数f(x)在单调递增,在单调递减f(0)=1f(1)=0,当x0,所以即x轴是函数的渐近线,画出草图如下由图可知(1)(4)错,(2)(3)对选B.【提分秘籍】基本规律1.极值点偏移小题是属于“大题”题型。2.如果只是做小题,可以考
11、虑画出草图,粗略的可以判断真假【变式演练】1.已知方程有两个不同的实数根,(),则下列不等式不成立的是( )ABCD【答案】D【分析】由题设,将问题转化为与在上有两个交点且横坐标分别为,(),利用导数研究的单调区间,进而可得且有,令则,构造中间函数并利用导数研究单调性,进而判断的符号,即可确定A、B的正误;构造,利用导数研究单调性,判断C、D的正误.【详解】由题意,即与在上有两个交点且横坐标分别为,(),而,当时,单调递减;当时,单调递增;的极小值也是最小值为,而,要使题设成立,则且有.令,则,若且,即在上单调递减,且当时单调递增,故在右侧存在,使,即,若,且恒成立,即,故A、B正确;令且,则
12、,即,递减;,递增;,故单调递增,即,易知C正确,D错误;故选:D2.已知,若,且,则与2的关系为ABCD大小不确定【答案】A【分析】先求导求出的极大值点为1,再比较和的大小得出,再根据当时,单调递减可得【详解】由题,,令则有,所以当时,当时,所以,在时取得极大值和最大值.又当趋近于正无穷时,正向趋近于0,且,所以,如果存在使得,不失一般性令 ,则,,对于任意的,分别取两点、,现在比较和的大小. ,令分子部分为,.求导有,当时, ;当时,又,故单调递增且大于0.所以,在 上是单调增函数,且,故,即,因为,在上单调递减且,所以在点的右侧必能找到一点,使得,且,故,令,则有,故选A3.设且,若,则
13、下列结论中一定正确的个数是;A1B2C3D4【答案】D【详解】 ,即 ,令 时, 时, , , ,故 对;令 时, , , ,即 ,故对;又 ,故对;构造 , 递减,时, , , ,故 故对,所以正确的个数为 ,故选D.【题型五】 嵌套函数求参【典例分析】已知函数,若曲线上存在点,使得,则实数的最大值是( )ABCD【答案】D【分析】根据函数的值域可以确定,然后换元令,进而根据讨论得出,代入可得,解出m,转化为用导数求值域的问题.【详解】由题意,曲线上存在点,使得,所以记,若,则,所以,不满足,同理也不满足,所以,所以,所以,所以记,则,记,因为,所以在上单调递减,因为,所以时,因为,所以,所
14、以的最大值为故选:D.【提分秘籍】基本规律1.嵌套函数:双坐标系换元转化2.利用导数数形结合求解【变式演练】1.设函数,若曲线上存在点,使得成立,则实数的取值范围为( )A,B,C,D,【答案】C【分析】利用函数的单调性可以证明.令函数,化为.令,利用导数研究其单调性即可得出.解:,当时,取得最大值,当时,取得最小值,即函数的取值范围为,若上存在点,使得成立,则,.又在定义域上单调递增.所以假设,则(c),不满足.同理假设,也不满足.综上可得:.,.函数,的定义域为,等价为,在,上有解即平方得,则,设,则,由得,此时函数单调递增,由得,此时函数单调递减,即当时,函数取得极小值,即(1),当时,
15、(e),则.则.故选:.2.已知函数,记函数g(x)和h(x)的零点个数分别是M ,N,则( )A若M=1,则N2B若M=2,则N2C若M=3,则N=4D若N=3,则M=2【答案】A【分析】对函数求导,分析其单调性和最值,在同一坐标系中作出与的图像,根据题意函数零点的个数与的范围有关,为简单起见只讨论的情况,逐一选项判断即可得选项.【详解】,令单调递增,单调递减,当时,取得最小值,当,在同一坐标系中作出与的图像,如下图所示:当时,作出函数的图像如下图所示:记,则的零点转化为和,对于A选项:若时,即有1个零点,即有1个交点,所以或,(1)当时,有1个根,且,所以的根的情况是:在时,有2个根,在时
16、,有1个根;(2)当时,有1个根,所以没有根,所以若时,h(x)的零点个数或;所以,故A选项成立;对于B选项:若时,即有2个零点,即有2个交点,所以或,(1)当时,有2个根,且,所以的根的情况是:在时,有2个根,当时,有2个根,在或时,有1个根,当时,没有根;(2)当时,有2个根,且或,所以没有根,所以若时,h(x)的零点个数或或;所以,故B选项不正确;由图示可知和不可能有3个零点,所以,若或这种情况不存在;所以当时,若时,或;若时,或或;若或的情况不存在;和的情况与的情况类似,故选:A.3.已知函数,若有两个零点,则的取值范围是( )ABCD【答案】A【分析】由题意可知,当时,;当时,.由,
17、得.根据的解析式,分别求出的表达式,再根据导数求的取值范围.【详解】当时,;当时,综上,对.有两个零点,即方程有两个根,即方程有两个根,不妨设.易知函数在上单调递减,在上单调递增,当时,;当时,.令.令,令.时,;时,函数在上单调递减,在上单调递增,当时,.函数的值域为,即的取值范围是.故选:.【题型六】 多参型1:复杂讨论型【典例分析】已知、,且,对任意均有,则( )A,B,C,D,【答案】B【分析】推导出与符号相同,构造函数,然后对四个选项中的条件逐一验证,即可得出合适的选项.【详解】,故与的符号相同,当时,;当时,.所以,与的符号相同.,令,所以,当时,恒成立,令,可得,.,分以下四种情
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