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1、微专题15函数的单调性、极值点、极值、最值——2020高考数学(理)二轮复习微专题聚焦【考情分析】利用导数研究函数的单调性、极值、最值问题是高考考查的重要内容之一,多在选择题、填空题的后几题中出现,难度中等,有时出现在解答题中.重点考查分类讨论思想、函数与方程思想、转化与化归思想,对学生的分析问题的能力要求较高,考查考生的逻辑推理、数学抽象的学科核心素养.考点一利用导数研究函数的单调性【必备知识】1、函数的单调性与导数:一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间内(1)如果,那么函数在单调递增;(2)如果,那么函
2、数在单调递减;(3)如果,那么函数在上是常数函数.2、由导数求单调区间的步骤(1)求定义域.(2)求导数.(3)由导数大于0求单调递增区间,由导数小于0求单调递减区间.3、两个条件(1)是函数为增函数的充分不必要条件.(2)是函数为减函数的必要不充分条件.4、三点注意(1)在函数定义域内讨论导数的符号.(2)两个或多个增(减)区间之间的连接符号,不用“∪”,可用“,”或用“和”.(3)区间端点可以属于单调区间,也可以不属于单调区间.【典型例题】【例1】已知函数,当时,讨论函数的单调性.【解析】函数的定义域为,则,令解得,当即a
3、=1时,恒成立,则的单调递增区间为,当即a>1时,的单调递增区间为,单调递减区间为,当即01时,的单调递增区间为,单调递减区间为。【方法归纳提炼素养】——数学思想是分类讨论思想,核心素养是数学运算.利用导数讨论(证明)函数在内单调性的步骤(1)求.(2)确认在内的符号.(3)得出结论:时为增函数,时为减函数.注:研究含参数函数的单调性时,需注意依据参数取值对不等式解集的影响进行分类讨论.分类的标准(i)按导函数是否有零点分大类;(ii)在大类中再按导函数零点
4、的大小比较分小类;(iii)在小类中再按零点是否在定义域中分类.【类比训练1】已知函数.(1)讨论的单调性;(2)略.【解析】(1),令,,则,则在上单调递增,①.若,则,则,则在上单调递增;②.若,则,则,则在上单调递减;③.若,则,,又在上单调递增,结合零点存在性定理知:存在唯一实数,使得,当时,,则,则在上单调递减,当时,,则,则在上单调递增.综上,当时,在上单调递增;当时,在上单调递减;当时,存在唯一实数,使得,在上单调递减,在上单调递增.【类比训练2】已知函数.(1)若m=1,求曲线在点处的切线方程;(2)讨论函数在
5、上的单调性.【解析】(1)若m=1,则,,所以,所以切线的斜率为0,所以切线方程为.(2)因为,令,是过点(0,1)的一次函数,①当时,在上,,所以函数在上单调递增.②当时,在上是减函数,由的图像可知,(i)当,即时,,所以函数在上单调递增;(ii)第,即时,在上,函数在上单调递增,在上,在上单调递减;(iii)第,即时,,函数在上单调递减.考点二利用导数求函数的极值(点)【必备知识】1、函数的极值与导数若函数在点处的函数值比它在附近的其他值都小,,并且在的左侧,在的右侧,那么点叫做函数的极小值点,叫做函数的极小值.若函数在点
6、处的函数值比它在附近的其他值都大,,并且在的左侧,在的右侧,那么点叫做函数的极大值点,叫做函数的极小值.注:极值点一点是方程的根;但方程的根不一定是函数的极值点。2、求函数的极值的方法步骤(1)求函数的定义域;(2)求导函数,并分解因式(3)解方程的根;(4)列表判断在各极值点左、右两侧导函数的符号及函数的单调性;(5)下结论,写出极值(点).【典型例题】【例2】已知(1)令,求证:有唯一的极值点;(2)若点A为函数上的任意一点,点B为函数上的任意一点,求A,B两点之间距离的最小值.【解析】(1)证明:由题意知,所以,由单调递
7、增,在上单调递减,所以在上为单调递增,又,,所以存在唯一的,使得,当时,,单调递减;当时,,单调递增,所以有唯一的极值点.(2)解:由,则在点处的切线为,又,则在点处的切线为,由于与互为反函数,即函数图象关于对称,如图,故而两点间的距离即为与之间的距离,所以两点间的距离的最小值为.【方法归纳提炼素养】——数学思想是函数与方程思想,核心素养是逻辑推理.利用导数研究函数极值的一般流程【类比训练1】已知函数.(1)若函数在和处取得极值,求的值;(2)在(1)的条件下,当时,恒成立,求的取值范围.【解析】(1)∵,∴,又函数在和处取得
8、极值,∴和是方程的两根,∴,解得,经检验得符合题意,∴.(2)由(1)得,∴当或时,,单调递增,当时,,单调递减,,∴,∵当时,恒成立,∴,解得,∴实数的取值范围为.【类比训练2】若函数有极值,则的取值范围是 . 【解析】由题意得,若函数有极值,则一元二次方程有两个不