01不等式恒成立、能成立问题(精讲)--高考数学二轮复习
一、选择题
1.(2023高三上·辉南月考)若不等式对任意实数x均成立,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】一元二次不等式及其解法;二次函数与一元二次不等式的对应关系
【解析】【解答】解:因为 ,则,
原题意等价于对任意实数x均成立,
若,即时,则,符合题意;
若,即时,则,解得;
综上所述: 实数m的取值范围是 .
故答案为:B.
【分析】根据题意可得对任意实数x均成立,分和两种情况,结合二次函数运算求解.
2.(2020高三上·郴州月考)“ ”是“ , ”成立的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【解答】解:由不等式 在 上恒成立,可得△ ,
解得, ,
由 能推出 ;由 不能推出 .
故“ ”是“ , ”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】由不等式 在 上恒成立,结合二次函数的图象可得 ,可解得 的范围,根据“小充分,大必要”即可得到结果.
3.若不等式对一切恒成立,则实数a取值的集合( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【分析】a=2时,不等式成立;
时,不等式对一切恒成立,
须,解得;综上知,故选C。
4.(2020高三上·湖北月考)若 ,使得不等式 成立,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【解答】因为 ,使得不等式 成立,
所以 ,使得不等式 成立,
令 , ,
因为对称轴为 ,
所以 ,
所以 ,
故答案为:C
【分析】由题意可转化为 ,使 成立,求 的最大值即可.
5.(2021高三上·平顶山月考)若不等式 的解集为 ,则 成立的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】一元二次不等式及其解法;一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】∵若不等式 的解集为
∴ 与3是方程 的两个根,且
∴ ,
∴ ,
∴ 可化为:
解得:
A、B、C、D四个选项中,只有D满足: 真包含
∴ 成立的一个必要不充分条件是D选项
故答案为:D
【分析】 由题意可知,且 与3是方程 的两个根,然后根据方程的根与系数的关系可求b,c与a的关系,然后代入后结合二次不等式的求解,再利用必要条件的定义,即可得出答案.
6.(2020高三上·安徽期末)已知使不等式 成立的任意一个x,都满足不等式 ,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】由题意, ,得 ,由 ,得
因为使不等式成立 的任意一个x,都满足不等式 ①若 ,则 的解集为 ,满足 ,符合题意②若 ,则 的解集为 ,则 ,故 ,则 ③若 ,则则 的解集为 ,则 ,故
综上有:a的取值范围为
故答案为:B
【分析】由题意, ,得 ,由 ,得 ,分,和三种情况求解,即可得出答案。
7.(2025高三上·广州月考)已知当时,恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【解答】解:设,则对任意恒成立,
设,则,且,
设,则,
所以在上是减函数,在上是增函数,
所以,
所以的最小值为,即的最小值为,
所以.
故答案为:D.
【分析】设,不等式可转化条件为对任意恒成立,设,则,求导可得,再利用导数和最值的关系即可求解.
8.(2025高三下·湖州月考)对于任意的,不等式恒成立,则实数( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值;函数零点存在定理
【解析】【解答】解:令,
易知在上单调递增,且,
所以当时,;当时,,
令,
则在上连续,
因为不等式恒成立,
所以当时,;当时,,
由零点存在性定理可知,
则,
令,则,
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减,
所以,则,
所以,解得.
故答案为:C.
【分析】令,易知当时,,当时,,令,根据零点存在性定理可得,从而解出的值.
二、填空题
9.(2024高三上·广州期末)对,不等式恒成立,则a的取值范围是
【答案】
【知识点】函数恒成立问题;一元二次不等式
【解析】【解答】解:不等式对一切恒成立,
当时,即时,恒成立,满足题意;
当时,要使不等式恒成立,
需,即有,
解得.
综上可得,的取值范围为.
故答案为
【分析】对进行讨论,结合二次函数的图象与性质,解不等式即可得到的取值范围.
10.(2022高三上·白山)命题“不成立”是真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】[-3,0]
【知识点】命题的真假判断与应用;二次函数与一元二次不等式的对应关系
【解析】【解答】由题意可得:恒成立,
当时,则恒成立,即符合题意;
当时,则,解得;
综上所述: 实数的取值范围是 [-3,0].
故答案为:[-3,0].
【分析】根据题意可得恒成立,分和两种情况,结合二次函数运算求解.
11.(2020高三上·扬州月考)设函数 (其中 )有两个不同的极值点 , ,若不等式 成立,则实数 的取值范围是 .
【答案】a≥2
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】函数 (其中 )有两个不同的极值点 , ,
=3x2﹣2(1+a)x+a,得方程3x2﹣2(1+a)x+a=0的两根为 , .
※
由 ,得 .
化简得(x1+x2)[(x1+x2)2﹣3x1x2]﹣(1+a)[(x1+x2)2﹣2x1x2]+a(x1+x2) 0.
由※得 代入上面的不等式,且 ,两边除以(1+a),并化简得2a2﹣5a+2≥0.
解不等式得a≥2或a≤ (舍去).
故答案为:a≥2
【分析】先求出 ,把x1,x2代入到 中,利用根与系数的关系化简得到关于a的等式,代入不等式 中,解出即可.
12.(2025高三上·长沙月考)若关于x的不等式恒成立,则的最大值是 .
【答案】
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值;利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】【解答】解:由,,原不等式可化为,
设,则,
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减,
则在处取得最大值,且;
当时,,此时的图像恒在的图像的上方,
显然不符题意,
当时,为直线的横截距,
设直线与相切的切点为,
因为切线方程为,
设,解得,
又因为与是相同的直线,
可得,
则,
得到,,
设,
得到,
令,解得或;令,解得,
则在,是单调递增函数, 在是单调递减函数,
综上可得,当时,取最大值,
则取得最大值为.
故答案为:.
【分析】由,,则原不等式可化为,再利用导数判断函数的单调性,从而得出函数的最值,进而得出函数的图象,再根据的图象恒在函数的图象的上方,再对进行分类讨论,从而得出ab的最大值.
13.(2024高三上·梅县区期中)设实数,若对不等式恒成立,则m的取值范围为 .
【答案】
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【解答】解:由,
构造函数,在为增函数,
则,即对不等式恒成立,
则,构造函数
令,得;令,得;
在上单调递增,在上单调递减,
,即.
故答案为:.
【分析】对原不等式进行变形,构造单调递增函数,将不等式转化为恒成立的形式,然后分离参数,构造新函数,通过研究新函数的单调性求出其最大值,从而确定的取值范围.
三、解答题
14.(2024高三上·顺德月考)已知关于的不等式.
(1)当时,解关于的不等式;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】解:(1)不等式可化为,
当时,不等式化为;
①时,,解不等式得,
②时,,解不等式得,
③时,,解不等式得.
综上所述,当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
(2)由题意不等式化为,
当时,,且,
所以,原不等式可化为恒成立,
设,,则的最小值为,
所以,实数的取值范围是.
【知识点】函数恒成立问题;一元二次不等式及其解法;一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【分析】(1)首先将不等式因式分解后,再分类讨论的取值范围,从而解出不等式的解集.
(2)利用x的取值范围和不等式的基本性质,将不等式参变分离,从而将不等式转化为恒成立,再结合不等式恒成立问题,从而转化为求函数的最小值,进而求出实数的取值范围.
15.(2019高三上·上海期中)定义:若函数 对任意的 ,都有 成立,则称 为 上的“淡泊”函数.
(1)判断 是否为 上的“淡泊”函数,说明理由;
(2)是否存在实数 ,使 为 上的“淡泊”函数,若存在,求出 的取值范围;不存在,说明理由;
(3)设 是 上的“淡泊”函数(其中 不是常值函数),且 ,若对任意的 ,都有 成立,求 的最小值.
【答案】(1)解:任取x1,x2∈[﹣1,1],可得|f(x1)﹣f(x2)|
=|( )﹣( )|
=| (x1+x2)(x1﹣x2) (x1﹣x2)|
=|x1﹣x2|| (x1+x2) |
∵x1,x2∈[﹣1,1],∴ (x1+x2)∈[ , ],
∴ (x1+x2) |∈[0,1],即| (x1+x2) |≤1,
∴|x1﹣x2|| (x1+x2) |≤|x1﹣x2|
∴|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|
∴函数 在[﹣1,1]上是“淡泊”函数;
(2)解:假设存在k∈R,使得 在[﹣1,+∞)上为“淡泊”函数,
则满足对任意x1,x2∈[﹣1,+∞),都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|成立,
故| |=|k|| |≤|x1﹣x2|,
∴|k|≤|(x1+2)(x2+2)|,
∵x1,x2∈[﹣1,+∞),∴(x1+2)(x2+2)>1,
∴|k|≤1,解得﹣1≤k≤1;
(3)解:不妨令0<x1≤x2<1,由“淡泊”函数性质,有|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|成立,
若x2﹣x1 ,则|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2| ;
若x2﹣x1 ,|f(x1)﹣f(x2)|=|f(x1)﹣f(0)+f(1)﹣f(x2)|
≤|f(x1)﹣f(0)|+|f(1)﹣f(x2)|≤|x1﹣0|+|1﹣x2|=1﹣x2+x1=1﹣(x2﹣x1) ,
综上,对任意0<x1≤x2<1,|f(x1)﹣f(x2)| 恒成立,
而 对任意的 ,都成立,则
∴ ,即 的最小值为 .
【知识点】函数的最大(小)值;极限及其运算;一元二次不等式及其解法;分段函数的应用
【解析】【分析】(1)任取x1,x2∈[﹣1,1],可得|f(x1)﹣f(x2)|的不等式,结合题意可判函数为“淡泊”函数;(2)假设存在k∈R,使得 在[﹣1,+∞)上为“淡泊”函数,则满足对任意x1,x2∈[﹣1,+∞),都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|成立,代入已知可得k的不等式,解不等式可得;(3)不妨令0<x1≤x2<1,运用绝对值不等式的性质以及新定义,即可得到结论.
16.(2026高三上·涪城月考)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,若关于的不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】解:(1)因为
所以.
当时,,在上是增函数;
当时,,
当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
综上所述,当时,在上是单调增函数;
当时,在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)可得,
当时,,
由不等式恒成立,
得恒成立,
则在时恒成立.
令,,
则.
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
则的最大值为,得,
所以实数的取值范围是.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)由题意得,再分和进行分类讨论和导数的正负判断函数单调性的方法,从而判断出函数的单调性.(2)利用不等式恒成立得,由(1)可得,当时,,则在时恒成立,令,再利用单调函数的定义判断出函数单调性,从而得出函数的最大值,再利用不等式恒成立问题求解方法,从而得出实数b的取值范围.
17.(2025高三上·泊头月考)设函数,.
(1)若存在大于0的零点,求a的取值范围;
(2)设点在曲线的任意一点的切线上,证明:.
【答案】(1)解:易知函数在R上单调递增,且时,,
若存在大于0的零点,则,
所以.
令,易知函数在R上单调递增,
因为,要使,
只需,则实数的取值范围为.
(2)证明:由题意,易知,设切点为,
则切线为,
因为是切线上一点,所以,
要证,即证,
等价于证明,
设,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
又因为,所以,
则.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;函数的零点与方程根的关系
【解析】【分析】(1)由函数的单调性结合零点存在性定理,从而得出,再构造函数,再根据函数的单调性得出实数a的取值范围.
(2)设切点坐标,根据导数的几何意义得出切线的斜率,结合点斜式方程得出曲线的切线方程,再将问题转化为证明,构造函数,证明函数的最小值大于等于0即可.
(1)易知函数在R上单调递增,且时,,
若存在大于0的零点,则,即.
令,易知函数在R上单调递增,
因为,所以要使,只需,
即的取值范围为.
(2)易知,设切点为,
则切线为,
由于是切线上一点,故,
要证,即证,
等价于证明,
设,则.
当时,,单调递减,当时,,单调递增.
又,故,
也即得证.
18.(2026高三上·广州期末)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)证明:对任意的;
(3)若函数有且仅有一个零点,证明:方程 无实数根.
【答案】(1)解:函数的定义域为R,求导得,
当时,;当时,,
即函数在上单调递增,在上单调递减,
故当时,函数取得极大值,无极小值;
(2)证明:不等式,
令函数,依题意,,
求导得,令函数,求导得,
因此函数在上单调递增,,函数在上单调递增,
则,所以对任意的;
(3)证明: 函数定义域为R,求导得,
由,即,得,函数有唯一零点,
当时,;当时,,函数在上单调递增,在上递减,
函数在处取得最大值,且当时,;当时,,
由函数有且仅有一个零点,得,即,
消去得,令函数,显然函数在R上单调递增,
而,则,,
又函数在上单调递增,因此,
方程中,,
所以方程无实数根.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数最大(小)值;函数的零点与方程根的关系
【解析】【分析】(1)先求函数的定义域,再求导,利用导数判断函数的单调性,并求函数的极值即可;
(2)不等式等价于,构造函数,求导,利用导数判断函数的单调性,求出最小值证明即可;
(3)求函数的定义域,再求导,令,解得,函数有唯一零点,利用导数判断函数的单调性,结合函数有唯一零点的条件求出的大致范围,再利用一元二次方程判别式推理证明即可.
(1)函数的定义域为R,求导得,
当时,;当时,,函数在上递增,在上递减,
所以当时,函数取得极大值,无极小值.
(2)不等式,
令函数,依题意,,
求导得,令函数,求导得,
因此函数在上单调递增,,函数在上单调递增,
则,所以对任意的.
(3)函数定义域为R,求导得,
由,即,得,函数有唯一零点,
当时,;当时,,函数在上递增,在上递减,
函数在处取得最大值,且当时,;当时,,
由函数有且仅有一个零点,得,即,
消去得,令函数,显然函数在R上单调递增,
而,则,,
又函数在上单调递增,因此,
方程中,,
所以方程无实数根.
19.(2026高三上·湖南月考)已知函数,其中,为自然对数的底数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,证明:对于任意的,都有;
(3)若函数存在极小值点,且,求a的取值范围.
【答案】(1)解:当时,,,
则,
设,,则,
所以在单调递增,
又因为,可知当时,;当时,,
所以的单调递增区间为,的单调递减区间为.
(2)证明:当时,,
设,,
则,
设,,则,
所以在上单调递增,
又因为,所以,
则在上单调递增,所以,
则对于任意的,都有.
(3)解:由,,则,
设,,可知在上单调递增,
因为函数存在极小值点,所以在存在零点,
则,
此时,
则,
设,,且,
当时,,,则;
当时,,,则,
可得,则,此时,
则a的取值范围为.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)先求导,再利用导数的正负判断函数的单调性,从而得出函数的单调区间.
(2)当时,设,,利用函数的单调性证明即可;
(3)先求导构建函数,,可知在上存在零点,可得,设,,再利用导数求得的范围,再利用已知条件得出实数a的取值范围.
(1)当时,,,
则,
设,,则,
所以在单调递增,又,
可知时,,时,,
所以的单调递增区间为,的单调递减区间为.
(2)当时,,
设,,
则,
设,,则,
所以在上单调递增,
又,则,
所以在上单调递增,则,
即对于任意的,都有.
(3)由,,则,
设,,可知在上单调递增,
因为函数存在极小值点,所以在存在零点,
即,
此时,即,
设,,且,
当时,,,则;
当时,,,则,
可得,则,此时,
则a的取值范围为.
20.(2024高三上·上海市期中)已知函数的导函数为.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若存在两个不同的零点,,求实数的取值范围;
(3)在(2)的条件下,证明:.
【答案】(1)解:若,
,
又因为,
曲线在点处的切线方程为.
(2)解:因为,
设,
则.
令, 得, 在
上,;在上,,
在上单调递减, 在上单调递增,
.
当或时,,
要使有两个零点,
只需,
解得,
的取值范围为.
(3)证明:由题意和(2)知,
存在不同的, 使得,
不妨设, 则,
.
设,
则,
当时,,
在上恒成立,
当时,单调递减,
,
则.
,
在上单调递增,
,
则.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;利用导数研究曲线上某点切线方程;函数的零点与方程根的关系
【解析】【分析】(1)利用导数的几何意义求出切线斜率,再利用代入法得出切点的坐标,再根据点斜式方程得出曲线在点处的切线方程.
(2)利用导数判断函数的单调性,从而求出函数的最小值,再由题意只需最小值小于0,从而得出实数的取值范围.
(3)先构造函数,再利用导数得出单调性可得,再由和函数的单调性,从而证出不等式成立.
(1)若,
,又,
曲线在点处的切线方程为.
(2),
设,则.
令, 得, 在上,, 在上,,
在上单调递减, 在上单调递增,
.
又当或时,,
要使有两个零点, 只需, 解得,
的取值范围为.
(3)由题意及(2)知, 存在不同的, 使得,
不妨设, 则,.
设,则,
当时,,在上恒成立,
当时,单调递减,, 即.
,
在上单调递增,, 即.
1 / 101不等式恒成立、能成立问题(精讲)--高考数学二轮复习
一、选择题
1.(2023高三上·辉南月考)若不等式对任意实数x均成立,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.(2020高三上·郴州月考)“ ”是“ , ”成立的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.若不等式对一切恒成立,则实数a取值的集合( )
A. B. C. D.
4.(2020高三上·湖北月考)若 ,使得不等式 成立,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2021高三上·平顶山月考)若不等式 的解集为 ,则 成立的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
6.(2020高三上·安徽期末)已知使不等式 成立的任意一个x,都满足不等式 ,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.(2025高三上·广州月考)已知当时,恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8.(2025高三下·湖州月考)对于任意的,不等式恒成立,则实数( )
A. B. C.1 D.
二、填空题
9.(2024高三上·广州期末)对,不等式恒成立,则a的取值范围是
10.(2022高三上·白山)命题“不成立”是真命题,则实数的取值范围是 .
11.(2020高三上·扬州月考)设函数 (其中 )有两个不同的极值点 , ,若不等式 成立,则实数 的取值范围是 .
12.(2025高三上·长沙月考)若关于x的不等式恒成立,则的最大值是 .
13.(2024高三上·梅县区期中)设实数,若对不等式恒成立,则m的取值范围为 .
三、解答题
14.(2024高三上·顺德月考)已知关于的不等式.
(1)当时,解关于的不等式;
(2)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
15.(2019高三上·上海期中)定义:若函数 对任意的 ,都有 成立,则称 为 上的“淡泊”函数.
(1)判断 是否为 上的“淡泊”函数,说明理由;
(2)是否存在实数 ,使 为 上的“淡泊”函数,若存在,求出 的取值范围;不存在,说明理由;
(3)设 是 上的“淡泊”函数(其中 不是常值函数),且 ,若对任意的 ,都有 成立,求 的最小值.
16.(2026高三上·涪城月考)已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,若关于的不等式恒成立,求实数的取值范围.
17.(2025高三上·泊头月考)设函数,.
(1)若存在大于0的零点,求a的取值范围;
(2)设点在曲线的任意一点的切线上,证明:.
18.(2026高三上·广州期末)已知函数.
(1)求函数的极值;
(2)证明:对任意的;
(3)若函数有且仅有一个零点,证明:方程 无实数根.
19.(2026高三上·湖南月考)已知函数,其中,为自然对数的底数.
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)当时,证明:对于任意的,都有;
(3)若函数存在极小值点,且,求a的取值范围.
20.(2024高三上·上海市期中)已知函数的导函数为.
(1)若,求曲线在点处的切线方程;
(2)若存在两个不同的零点,,求实数的取值范围;
(3)在(2)的条件下,证明:.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】一元二次不等式及其解法;二次函数与一元二次不等式的对应关系
【解析】【解答】解:因为 ,则,
原题意等价于对任意实数x均成立,
若,即时,则,符合题意;
若,即时,则,解得;
综上所述: 实数m的取值范围是 .
故答案为:B.
【分析】根据题意可得对任意实数x均成立,分和两种情况,结合二次函数运算求解.
2.【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【解答】解:由不等式 在 上恒成立,可得△ ,
解得, ,
由 能推出 ;由 不能推出 .
故“ ”是“ , ”的充分不必要条件.
故答案为:A.
【分析】由不等式 在 上恒成立,结合二次函数的图象可得 ,可解得 的范围,根据“小充分,大必要”即可得到结果.
3.【答案】C
【知识点】二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【分析】a=2时,不等式成立;
时,不等式对一切恒成立,
须,解得;综上知,故选C。
4.【答案】C
【知识点】二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
【解析】【解答】因为 ,使得不等式 成立,
所以 ,使得不等式 成立,
令 , ,
因为对称轴为 ,
所以 ,
所以 ,
故答案为:C
【分析】由题意可转化为 ,使 成立,求 的最大值即可.
5.【答案】D
【知识点】一元二次不等式及其解法;一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】∵若不等式 的解集为
∴ 与3是方程 的两个根,且
∴ ,
∴ ,
∴ 可化为:
解得:
A、B、C、D四个选项中,只有D满足: 真包含
∴ 成立的一个必要不充分条件是D选项
故答案为:D
【分析】 由题意可知,且 与3是方程 的两个根,然后根据方程的根与系数的关系可求b,c与a的关系,然后代入后结合二次不等式的求解,再利用必要条件的定义,即可得出答案.
6.【答案】B
【知识点】一元二次不等式及其解法
【解析】【解答】由题意, ,得 ,由 ,得
因为使不等式成立 的任意一个x,都满足不等式 ①若 ,则 的解集为 ,满足 ,符合题意②若 ,则 的解集为 ,则 ,故 ,则 ③若 ,则则 的解集为 ,则 ,故
综上有:a的取值范围为
故答案为:B
【分析】由题意, ,得 ,由 ,得 ,分,和三种情况求解,即可得出答案。
7.【答案】D
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【解答】解:设,则对任意恒成立,
设,则,且,
设,则,
所以在上是减函数,在上是增函数,
所以,
所以的最小值为,即的最小值为,
所以.
故答案为:D.
【分析】设,不等式可转化条件为对任意恒成立,设,则,求导可得,再利用导数和最值的关系即可求解.
8.【答案】C
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值;函数零点存在定理
【解析】【解答】解:令,
易知在上单调递增,且,
所以当时,;当时,,
令,
则在上连续,
因为不等式恒成立,
所以当时,;当时,,
由零点存在性定理可知,
则,
令,则,
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减,
所以,则,
所以,解得.
故答案为:C.
【分析】令,易知当时,,当时,,令,根据零点存在性定理可得,从而解出的值.
9.【答案】
【知识点】函数恒成立问题;一元二次不等式
【解析】【解答】解:不等式对一切恒成立,
当时,即时,恒成立,满足题意;
当时,要使不等式恒成立,
需,即有,
解得.
综上可得,的取值范围为.
故答案为
【分析】对进行讨论,结合二次函数的图象与性质,解不等式即可得到的取值范围.
10.【答案】[-3,0]
【知识点】命题的真假判断与应用;二次函数与一元二次不等式的对应关系
【解析】【解答】由题意可得:恒成立,
当时,则恒成立,即符合题意;
当时,则,解得;
综上所述: 实数的取值范围是 [-3,0].
故答案为:[-3,0].
【分析】根据题意可得恒成立,分和两种情况,结合二次函数运算求解.
11.【答案】a≥2
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【解答】函数 (其中 )有两个不同的极值点 , ,
=3x2﹣2(1+a)x+a,得方程3x2﹣2(1+a)x+a=0的两根为 , .
※
由 ,得 .
化简得(x1+x2)[(x1+x2)2﹣3x1x2]﹣(1+a)[(x1+x2)2﹣2x1x2]+a(x1+x2) 0.
由※得 代入上面的不等式,且 ,两边除以(1+a),并化简得2a2﹣5a+2≥0.
解不等式得a≥2或a≤ (舍去).
故答案为:a≥2
【分析】先求出 ,把x1,x2代入到 中,利用根与系数的关系化简得到关于a的等式,代入不等式 中,解出即可.
12.【答案】
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数最大(小)值;利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】【解答】解:由,,原不等式可化为,
设,则,
当时,,在上单调递增;
当时,,在上单调递减,
则在处取得最大值,且;
当时,,此时的图像恒在的图像的上方,
显然不符题意,
当时,为直线的横截距,
设直线与相切的切点为,
因为切线方程为,
设,解得,
又因为与是相同的直线,
可得,
则,
得到,,
设,
得到,
令,解得或;令,解得,
则在,是单调递增函数, 在是单调递减函数,
综上可得,当时,取最大值,
则取得最大值为.
故答案为:.
【分析】由,,则原不等式可化为,再利用导数判断函数的单调性,从而得出函数的最值,进而得出函数的图象,再根据的图象恒在函数的图象的上方,再对进行分类讨论,从而得出ab的最大值.
13.【答案】
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【解答】解:由,
构造函数,在为增函数,
则,即对不等式恒成立,
则,构造函数
令,得;令,得;
在上单调递增,在上单调递减,
,即.
故答案为:.
【分析】对原不等式进行变形,构造单调递增函数,将不等式转化为恒成立的形式,然后分离参数,构造新函数,通过研究新函数的单调性求出其最大值,从而确定的取值范围.
14.【答案】解:(1)不等式可化为,
当时,不等式化为;
①时,,解不等式得,
②时,,解不等式得,
③时,,解不等式得.
综上所述,当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
(2)由题意不等式化为,
当时,,且,
所以,原不等式可化为恒成立,
设,,则的最小值为,
所以,实数的取值范围是.
【知识点】函数恒成立问题;一元二次不等式及其解法;一元二次方程的根与系数的关系
【解析】【分析】(1)首先将不等式因式分解后,再分类讨论的取值范围,从而解出不等式的解集.
(2)利用x的取值范围和不等式的基本性质,将不等式参变分离,从而将不等式转化为恒成立,再结合不等式恒成立问题,从而转化为求函数的最小值,进而求出实数的取值范围.
15.【答案】(1)解:任取x1,x2∈[﹣1,1],可得|f(x1)﹣f(x2)|
=|( )﹣( )|
=| (x1+x2)(x1﹣x2) (x1﹣x2)|
=|x1﹣x2|| (x1+x2) |
∵x1,x2∈[﹣1,1],∴ (x1+x2)∈[ , ],
∴ (x1+x2) |∈[0,1],即| (x1+x2) |≤1,
∴|x1﹣x2|| (x1+x2) |≤|x1﹣x2|
∴|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|
∴函数 在[﹣1,1]上是“淡泊”函数;
(2)解:假设存在k∈R,使得 在[﹣1,+∞)上为“淡泊”函数,
则满足对任意x1,x2∈[﹣1,+∞),都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|成立,
故| |=|k|| |≤|x1﹣x2|,
∴|k|≤|(x1+2)(x2+2)|,
∵x1,x2∈[﹣1,+∞),∴(x1+2)(x2+2)>1,
∴|k|≤1,解得﹣1≤k≤1;
(3)解:不妨令0<x1≤x2<1,由“淡泊”函数性质,有|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|成立,
若x2﹣x1 ,则|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2| ;
若x2﹣x1 ,|f(x1)﹣f(x2)|=|f(x1)﹣f(0)+f(1)﹣f(x2)|
≤|f(x1)﹣f(0)|+|f(1)﹣f(x2)|≤|x1﹣0|+|1﹣x2|=1﹣x2+x1=1﹣(x2﹣x1) ,
综上,对任意0<x1≤x2<1,|f(x1)﹣f(x2)| 恒成立,
而 对任意的 ,都成立,则
∴ ,即 的最小值为 .
【知识点】函数的最大(小)值;极限及其运算;一元二次不等式及其解法;分段函数的应用
【解析】【分析】(1)任取x1,x2∈[﹣1,1],可得|f(x1)﹣f(x2)|的不等式,结合题意可判函数为“淡泊”函数;(2)假设存在k∈R,使得 在[﹣1,+∞)上为“淡泊”函数,则满足对任意x1,x2∈[﹣1,+∞),都有|f(x1)﹣f(x2)|≤|x1﹣x2|成立,代入已知可得k的不等式,解不等式可得;(3)不妨令0<x1≤x2<1,运用绝对值不等式的性质以及新定义,即可得到结论.
16.【答案】解:(1)因为
所以.
当时,,在上是增函数;
当时,,
当时,;当时,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
综上所述,当时,在上是单调增函数;
当时,在上单调递增,在上单调递减.
(2)由(1)可得,
当时,,
由不等式恒成立,
得恒成立,
则在时恒成立.
令,,
则.
当时,,单调递增;
当时,,单调递减,
则的最大值为,得,
所以实数的取值范围是.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)由题意得,再分和进行分类讨论和导数的正负判断函数单调性的方法,从而判断出函数的单调性.(2)利用不等式恒成立得,由(1)可得,当时,,则在时恒成立,令,再利用单调函数的定义判断出函数单调性,从而得出函数的最大值,再利用不等式恒成立问题求解方法,从而得出实数b的取值范围.
17.【答案】(1)解:易知函数在R上单调递增,且时,,
若存在大于0的零点,则,
所以.
令,易知函数在R上单调递增,
因为,要使,
只需,则实数的取值范围为.
(2)证明:由题意,易知,设切点为,
则切线为,
因为是切线上一点,所以,
要证,即证,
等价于证明,
设,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增.
又因为,所以,
则.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;函数的零点与方程根的关系
【解析】【分析】(1)由函数的单调性结合零点存在性定理,从而得出,再构造函数,再根据函数的单调性得出实数a的取值范围.
(2)设切点坐标,根据导数的几何意义得出切线的斜率,结合点斜式方程得出曲线的切线方程,再将问题转化为证明,构造函数,证明函数的最小值大于等于0即可.
(1)易知函数在R上单调递增,且时,,
若存在大于0的零点,则,即.
令,易知函数在R上单调递增,
因为,所以要使,只需,
即的取值范围为.
(2)易知,设切点为,
则切线为,
由于是切线上一点,故,
要证,即证,
等价于证明,
设,则.
当时,,单调递减,当时,,单调递增.
又,故,
也即得证.
18.【答案】(1)解:函数的定义域为R,求导得,
当时,;当时,,
即函数在上单调递增,在上单调递减,
故当时,函数取得极大值,无极小值;
(2)证明:不等式,
令函数,依题意,,
求导得,令函数,求导得,
因此函数在上单调递增,,函数在上单调递增,
则,所以对任意的;
(3)证明: 函数定义域为R,求导得,
由,即,得,函数有唯一零点,
当时,;当时,,函数在上单调递增,在上递减,
函数在处取得最大值,且当时,;当时,,
由函数有且仅有一个零点,得,即,
消去得,令函数,显然函数在R上单调递增,
而,则,,
又函数在上单调递增,因此,
方程中,,
所以方程无实数根.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数最大(小)值;函数的零点与方程根的关系
【解析】【分析】(1)先求函数的定义域,再求导,利用导数判断函数的单调性,并求函数的极值即可;
(2)不等式等价于,构造函数,求导,利用导数判断函数的单调性,求出最小值证明即可;
(3)求函数的定义域,再求导,令,解得,函数有唯一零点,利用导数判断函数的单调性,结合函数有唯一零点的条件求出的大致范围,再利用一元二次方程判别式推理证明即可.
(1)函数的定义域为R,求导得,
当时,;当时,,函数在上递增,在上递减,
所以当时,函数取得极大值,无极小值.
(2)不等式,
令函数,依题意,,
求导得,令函数,求导得,
因此函数在上单调递增,,函数在上单调递增,
则,所以对任意的.
(3)函数定义域为R,求导得,
由,即,得,函数有唯一零点,
当时,;当时,,函数在上递增,在上递减,
函数在处取得最大值,且当时,;当时,,
由函数有且仅有一个零点,得,即,
消去得,令函数,显然函数在R上单调递增,
而,则,,
又函数在上单调递增,因此,
方程中,,
所以方程无实数根.
19.【答案】(1)解:当时,,,
则,
设,,则,
所以在单调递增,
又因为,可知当时,;当时,,
所以的单调递增区间为,的单调递减区间为.
(2)证明:当时,,
设,,
则,
设,,则,
所以在上单调递增,
又因为,所以,
则在上单调递增,所以,
则对于任意的,都有.
(3)解:由,,则,
设,,可知在上单调递增,
因为函数存在极小值点,所以在存在零点,
则,
此时,
则,
设,,且,
当时,,,则;
当时,,,则,
可得,则,此时,
则a的取值范围为.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)先求导,再利用导数的正负判断函数的单调性,从而得出函数的单调区间.
(2)当时,设,,利用函数的单调性证明即可;
(3)先求导构建函数,,可知在上存在零点,可得,设,,再利用导数求得的范围,再利用已知条件得出实数a的取值范围.
(1)当时,,,
则,
设,,则,
所以在单调递增,又,
可知时,,时,,
所以的单调递增区间为,的单调递减区间为.
(2)当时,,
设,,
则,
设,,则,
所以在上单调递增,
又,则,
所以在上单调递增,则,
即对于任意的,都有.
(3)由,,则,
设,,可知在上单调递增,
因为函数存在极小值点,所以在存在零点,
即,
此时,即,
设,,且,
当时,,,则;
当时,,,则,
可得,则,此时,
则a的取值范围为.
20.【答案】(1)解:若,
,
又因为,
曲线在点处的切线方程为.
(2)解:因为,
设,
则.
令, 得, 在
上,;在上,,
在上单调递减, 在上单调递增,
.
当或时,,
要使有两个零点,
只需,
解得,
的取值范围为.
(3)证明:由题意和(2)知,
存在不同的, 使得,
不妨设, 则,
.
设,
则,
当时,,
在上恒成立,
当时,单调递减,
,
则.
,
在上单调递增,
,
则.
【知识点】函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值;利用导数研究曲线上某点切线方程;函数的零点与方程根的关系
【解析】【分析】(1)利用导数的几何意义求出切线斜率,再利用代入法得出切点的坐标,再根据点斜式方程得出曲线在点处的切线方程.
(2)利用导数判断函数的单调性,从而求出函数的最小值,再由题意只需最小值小于0,从而得出实数的取值范围.
(3)先构造函数,再利用导数得出单调性可得,再由和函数的单调性,从而证出不等式成立.
(1)若,
,又,
曲线在点处的切线方程为.
(2),
设,则.
令, 得, 在上,, 在上,,
在上单调递减, 在上单调递增,
.
又当或时,,
要使有两个零点, 只需, 解得,
的取值范围为.
(3)由题意及(2)知, 存在不同的, 使得,
不妨设, 则,.
设,则,
当时,,在上恒成立,
当时,单调递减,, 即.
,
在上单调递增,, 即.
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