平口单峰函数
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单峰、双峰、宽峰、多峰的定义1.引言1.1 概述概述部分的内容:单峰、双峰、宽峰和多峰是在统计学和数据分析领域中常用的概念,用于描述数据分布的特征。
数据分布是指一组数据中各个取值出现的频率或概率分布情况,而单峰、双峰、宽峰和多峰则是对数据分布形态的不同描述。
首先,单峰是指数据分布具有一个主要的峰值或高峰。
这意味着在数据中存在唯一的最频繁出现的取值或范围。
单峰数据分布通常表示数据集中的一个主要趋势或中心集中点。
相反,双峰是指数据分布具有两个主要的峰值或高峰。
这表示数据集中存在两个不同的主要取值或范围,可能代表了两个不同的数据子集或两种不同的趋势。
而宽峰是指数据分布具有宽而平坦的特点,没有明显的高峰或峰值。
这意味着数据集中的值相对均匀地分布在整个取值范围内,而没有明显的集中趋势。
最后,多峰则指数据分布具有多个主要的峰值或高峰。
这表示数据集中存在多个不同的主要取值或范围,可能代表了多个不同的数据子集或多种不同的趋势。
通过对这些不同的数据分布形态进行定义和描述,我们可以更好地理解和解释数据的特点和趋势,并且在数据分析和决策过程中提供更有价值的信息。
在接下来的文章中,我们将详细介绍和探讨单峰、双峰、宽峰和多峰的定义及其相关特性。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将围绕单峰、双峰、宽峰和多峰进行定义和探讨。
文章将按照以下结构进行展开:2.1 单峰的定义2.1.1 第一个要点:介绍单峰的基本概念和定义,解释何谓单峰分布。
2.1.2 第二个要点:阐述单峰分布的特点和应用领域,举例说明单峰分布的实际案例。
2.2 双峰的定义2.2.1 第一个要点:介绍双峰的概念,解释双峰分布的特性。
2.2.2 第二个要点:阐述双峰分布的实际背景和应用场景,以及双峰分布的意义和作用。
2.3 宽峰的定义2.3.1 第一个要点:探讨宽峰的基本概念和定义,解释宽峰分布的特征。
2.3.2 第二个要点:说明宽峰分布的应用领域和意义,分析宽峰分布的可能原因和影响因素。
导数专题书目录第一篇独孤九剑——导数基础专题1总诀式——导数的前世今生第一讲导数基本定义第二讲导数运算法则第三讲复合函数求导第四讲同构函数求导专题2破剑式——数形结合遇导数第一讲导数的几何意义第二讲在点的切线方程第三讲过点的切线方程专题3破刀式——基本性质与应用第一讲单调性问题第二讲极值与最值第三讲恒能分问题专题4破枪式——抽象函数的构造第一讲求导法则与抽象构造第二讲幂函数及其抽象构造第三讲指数函数与抽象构造第四讲对数函数与抽象构造第五讲三角函数与抽象构造第六讲平移与奇偶抽象构造专题5破鞭式——分类讨论的策略第一讲不含参的四类问题第二讲含参数的五类问题专题6破索式——三次函数的探究第一讲基本性质第二讲切线问题第三讲四段论界定第四讲三倍角界定专题7破掌式——指对的破解逻辑第一讲指数模型第二讲对数模型专题8破箭式——六大同构函数论第一讲六大同构函数第二讲外部函数同构第三讲极值底层逻辑专题9破气式——零点与交点问题第一讲零点相关定理第二讲曲线交点问题第三讲零点个数问题第二篇如来神掌——导数选填的奇思妙解专题1心中有佛——秒解抽象函数构造第一讲抽象函数的积分构造第二讲“网红解法”的利弊专题2佛光初现——妙解参数取值范围第一讲零点比大小问题妙解双参比值问题第二讲零点比大小妙解指对单参数的问题第三讲恰到好处的取点妙解双参系列问题专题3金顶佛灯——数轴破整数个数解第一讲对数的取点技巧第二讲指数的取点技巧专题4佛动山河——平口单峰函数探秘第一讲平口二次函数问题第二讲平口对勾函数问题第三讲平口三次函数问题第四讲平口函数万能招数第五讲构造平口单峰函数第六讲必要探路最值界定第七讲倍角定理最值界定专题5佛问伽蓝——拉格朗日插值妙用第一讲三大微分中值定理简述第二讲拉格朗日中值定理应用专题6迎佛西天——构造函数速比大小第一讲构造基本初等函数第二讲构造母函数比大小第三讲构造混阶型比大小专题7天佛降世——琴生不等式破选填第一讲函数的凹凸性第二讲凹凸性的应用专题8佛法无边——极限思想巧妙应用第一讲前世今生论第二讲洛必达法则专题9万佛朝宗——选填压轴同构压制第一讲母函数原理概述第二讲同等双参需同构第三讲同构引出的秒解第三篇无涯剑道——导数三板斧升级篇专题1问剑求生——同类同构第一讲双元同构篇第二讲指对同构篇第三讲朗博同构篇第四讲零点同构篇第五讲同构保值篇第六讲同构导中切专题2持剑逆道——分类同构第一讲分而治之型第二讲端点效应型第三讲志同道合型第四讲分道扬镳型第五讲柳暗花明型专题3迎剑归宗——切点同构第一讲切线问题的进阶处理第二讲公切线问题几何探秘第三讲基本函数的切线找点第四讲跨阶函数的切线找点第五讲双变量乘积处理策略第四篇逍遥功——泰勒与放缩专题1逍遥剑法——泰勒展开第一讲泰勒基本展开式第二讲泰勒与切线找点第三讲泰勒与极值界定第四讲无穷阶极值界定第五讲泰勒与切线界定专题2逍遥刀法——京沪专线第一讲指数型“0”线第二讲对数型“0”线第三讲三角型“0”线专题3逍遥拳法——京九专线第一讲指数型“1”线第二讲对数型“1”线第三讲“e”线放缩论“n”线放缩论第四讲指对混阶放缩论第五讲指对三角放缩论第六讲高阶借位放缩论第七讲充分必要放缩论第八讲数列放缩系统论第五篇武当神功——点睛之笔专题1梯云纵——极点极值第一讲极值点本质第二讲唯一极值点第三讲存在极值点第四讲莫有极值点专题2太和功——隐点代换第一讲直接应用第二讲整体代换第三讲反代消参第四讲降次留参第五讲矛盾区间专题3峰回掌——跨阶找点第一讲找点初步认识第二讲找点策略阐述第三讲高次函数找点第四讲指对函数找点第五讲三角函数找点专题4太极剑——跳阶找点第一讲指对混阶找点第二讲指数三角找点第三讲对数三角找点第四讲终结混阶找点专题5八卦阵——必要探路第一讲端点效应第二讲极点效应第三讲显点效应第四讲隐点效应第五讲内点效应第六讲外点效应第七讲拐点效应第八讲弧点效应第六篇六脉神剑——明元之家专题1少商剑——三三来迟第一讲飘带函数减元第二讲点差法第三讲韦达定理的应用专题2商阳剑——四曾相识第一讲极值点偏移第二讲构造法第三讲拐点偏移第四讲泰勒公式专题3中冲剑——不讲五德第一讲换元构造第二讲对数平均不等式第三讲指数平均不等式第四讲广义对均第五讲深度剖析专题4関冲剑——七晴六遇第一讲零点差模型第二讲极值模型第三讲混合模型专题5少泽剑——第一讲复数三角形式第二讲棣莫弗定理第三讲复数的应用专题6少冲剑——第一讲斜率成等差等比问题第一讲数据逻辑及相关定理第二讲破解逻辑及突破压轴。
关于平口单峰函数(绝对值)的一些秒杀方案一.平口二次函数问题去掉二次函数的的坐标系,二次函数的一切只跟一个系数有关,就是a ,一切b c ,这些系数与二次函数的形状没有任何影响.在初中的课本中提到的()22y ax y a x h k 平移变换==-+,我们将坐标轴去掉,单纯研究二次函数,解决当()[]2f x x bx c x p q ,,=++Î时,()f x c £,求c 最小值问题.由于有了绝对值,函数成为了平口型,即解决抛物线在水平跨度范围内的竖直范围.图1图2图3如图1,我们将二次函数在一个固定的纵坐标时,两个交点之间的距离叫蝶宽2m ,此时函数定顶点到蝶宽弦的距离称为蝶高n ,相对应的角叫蝶角,定义tan nma =,可以得出以下定理:①tan m a =,即蝶宽与蝶角正切值相等,蝶宽越大,蝶角越大;②以对称轴为中心,每增加m 的蝶宽,相对应的蝶高比为21:4:9::n ,增加的蝶高n 比为1:3:5::21n -;③如图2,处于同一单调区间时,最大值M 和最小值m 的差值()g x M m =-在区间距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大;处于两个不同单调区间时,()g x M m =-在区间中点距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大,故当仅当对称轴为中点22b p q +-=时,()()()min 22b bg x M m f q f f p f =-=--=--;综上,如图3,当0M m +=,()f x c £时,c 取得最小值,此时2p qm f+=,()()M f p f q ==.例1:在()2f x x px q =++中,找出使得2max 11x px q x ,++-取得最小值时的函数表达式为解:根据平口二次函数定理可知当仅当0M m +=时,2max ,11x px q x ++-能取得最小值,此时()()11M f f ==-110p q p q p \++=-+Þ=;又()0m f q ==,1102M m q q q +=++=Þ=-;()[]21,1,12f x x x \=-Î-.例2:设函数()2f x x ax b =++,对于任意的实数,a b ,总存在[]00,4x Î,使得()0f x t ³成立,则实数t 的取值范围是。
第26讲最大值的最小值问题知识与方法求函数g(x)=|f(x)−(ax+b)|(a,b为参数,x∈[m,n])最大值中的最小值问题,在历年高考、自主招生、竞赛题中都有出现.由于含有两个参数,若分类讨论处理一般都异常复杂.此类问题的解决方法有:构造平口单峰函数、利用纵向距离、利用三点控制、三角换元等. 引理1:若f(x)为[m,n]上连续的单峰函数,且f(m)=f(n),x0为极值点,则当a,b变化时,g(x)=|f(x)−(ax+b)|的最大值中的最小值为|f(m)−f(x0)|,当且仅当a=0,b=2f(m)+f(x0)时取得.2这个引理的几何意义十分明显,如下图所示.引理2:拉格朗日中值定理如果函数f(x)满足在闭区间[a,b]上连续,在开区间(a,b)内可导,那么在区间(a,b)内至少存成立.在一点x0(a<x0<b),使等式f′(x0)=f(b)−f(a)b−a的解x0,就是与曲线相切且与封口直线平行切线的横坐标. 【点睛】f′(x0)=f(b)−f(a)b−a定义1:平口单峰函数我们把满足引理1条件的函数称为平口单峰函数.定义2:纵向距离我们把|f(x0)−g(x0)|称为f(x)与g(x)在x=x0处的纵向距离.|f(x0)−g(x0)|的代数意义就是f(x)与g(x)在x=x0处的函数值之差的绝对值;|f(x0)−g(x0)|的几何意义就是直线x=x0与两函数f(x)与g(x)图象交点间的距离.【点睛】求函数g(x)=|f(x)−(ax+b)|(a,b∈R,x∈[m,n])最大值中的最小值时,用两条平行线去夹住曲线f(x),当两平行线间的纵向距离最小时,其距离的一半就是g(x)最大值的最小值.典型例题二次函数型【例1】设命题p:存在x0∈[1,2],使得|x02+ax0+b|⩾c,其中a,b,c∈R.若无论a,b取何值时,命题p都是真命题,则c的最大值为 .【例2】已知a,b∈R,f(x)=|2√x+ax+b|,若对于任意的x∈[0,4],f(x)⩽12恒成立,则a+ 2b= .对勾函数型【例3】已知函数f(x)=|x+1x −ax−b|(a,b∈R),当x∈[12,2]时,设f(x)的最大值为M(a,b),则M(a,b)的最小值为 .单调函数型【例4】设函数f(x)=|√x−ax−b|,a,b∈R,若对任意实数a,b,总存在实数x0∈[0,4],使得不等式f(x0)⩾m成立,则实数m的取值范围是 .三次函数型【例5】设函数f(x)=|x3+ax2+bx+c|,a,b,c∈R,若对任意实数a,b,c,总存在实数x0∈[0,4]使得不等式f(x0)⩾m成立,求实数m的取值范围.【例6】已知函数f(x)=8x3−ax2−bx,是否存在实数a,b,使得对任意x∈[−1,1],均有|f(x)|⩽2.若存在,求出a,b的值;若不存在,请说明理由.【例7】已知函数f(x)=x3+ax+b的定义域为[−1,2],记|f(x)|的最大值为M,则M的最小值为()A.4B.3C.2D.√3强化训练−ax−b|,若对于任意实数a,b,总存在x0∈[1,2],使得f(x0)⩾m成立,则1.设函数f(x)=|2x实数m的取值范围是 .+ax+b|,若对任意的实数a和实数b,总存在x0∈[1,3],使得f(x0)⩾m,则2.设函数f(x)=|2x实数m的最大值是 .x成立,则实数a的取值3.若对于任意的b∈R,都存在x∈[1,a],使得不等式|ax2+bx−1|⩾54范围是 .4.已知函数f(x)=|x3−6x2+ax+b|对于任意的实数a,b总存在x0∈[0,3]使得f(x0)⩾m 恒成立.则m取最大值时,a+b= .A.7B.4C.−4D.−75.已知函数f(x)=lnx−ax−b,对任意的a<0,b∈??,都存在x0∈[1,m],使得|f(x0)|⩾1成立,则实数m的取值范围为 .6.已知函数f(x)=|x3−ax−b|,当x∈[−1,1]时,f(x)的最大值为M(a,b),则M(a,b)的最小值为 .。
构造“平口单峰”函数解决一些恼人的“切比雪夫最佳逼近直线”吴剑(野猪)1、1()42,(,)x x f x a b a b R +=+⋅+∈,若对任意的1[0,1],()2x f x ∈恒成立,则b =_______ 2、设函数4()||,f x ax x=−若*a R ∀∈总0[1,4]x ∃∈,使得0()f x m ,则实数m 的取值范围是_______ 3、设函数()||,,f x x ax b a b R =−−∈,若,a b R ∀∈,总0[0,4]x ∃∈,使得0()f x m 成立,则实数m 的取值范围为________4、已知函数2()||f x x ax b =++在区间[0,]x c ∈内的最大值为,(,,0M a b R c ∈>为常数),且存在实数,a b 使得M 的最小值为2,则________a b c ++=5、已知2()(4)3f x x a x a =+−+−,[0,4]a ∀∈,均存在0[0,2]x ∈使得0|()|f x t 成立,则t的取值范围是______ 6、已知函数2()||f x ax b x=−−,若*,a b R ∀∈,总存在0[1,2]x ∈,使得0()f x m 成立,则实数m 的取值范围_______7、设函数2()||f x x ax b =++,若*,a b R ∀∈,总存在0[0,4]x ∈使得0()f x m 成立,则实数m 的取值范围是_______ 8、已知函数1()||f x x ax b x=+−−,当1[,2]2x ∈时设()f x 的最大值为(,)M a b ,则(,)M a b 的最小值为_______9、函数2()f x x px q =++中,找出使得2||,[1,1]max x px q x ++∈−取得最小值时的函数表达式10、(09湖北压轴)在R 上定义运算1:()()4(,3p q p c q b bc b c ⊗⊗=−−−+为常数),记21()2f x x c =−2()2f x x b =−,x R ∈,令12()()()f x f x f x =⊗记()|()|,[1,1]g x f x x '=∈−的最大值为M 若M k 对任意的,b c 恒成立,试求k 的最大值 11、()ln(1),[0,1]f x x ax b x =+++∈,对任意的,a b R ∈,求|()|f x 的最大值的最小值 引理:若)(x f 为],[n m 上的连续单峰函数,且0),()(x n f m f =为极值点,则当b k ,变化时,b kx x f x g −−=)()(的最大值的最小值为2)()(0x f n f −.当且仅当2)()(,00x f n f b k +==时取得.这个引理的图像感受十分明显,但考虑到我也不是一个随便的人,还是写点废话证明一下 不妨以0(,)m x 上单调递减,0(,)x n 上单调递增为例:如图下面用反证法证明,km b kn b ++均等于0()()2f n f x +(1) 若两者其一小于0()()2f n f x +,不妨设0()()2f n f x kn b ++<此时0()()()()2f n f x f n kn b −−+>,矛盾(2) 若00()()()(),22f n f x f n f x km b kn b ++++>或00()()()(),22f n f x f n f x km b kn b+++>+ 则有00()()2f n f x kx b ++>此时000()()()2f n f x kx f x −−>矛盾所以0()()2f n f x km b kn b ++=+=,引理得证例题1、题目8、已知函数b ax xx x f −−+=1)(,当]2,21[∈x 时,设)(x f 的最大值为),(b a M ,则),(b a M 的最小值为 . 方法①:惊喜的发现xx 1+当]2,21[∈x 时已经是“平口单峰”函数,极值点为1,好幸运,所以),(b a M 的最小值为4122-221=+. 方法②:令)}2(),1(),21(max{),(f f f b a M t ==,即}2125,225,2max{),(b a b a b a b a M t −−−−+−==,则 b a t b a t b a t −−≥−−≥+−≥2125,225,2,所以 b a t b a t b a t 252,225,3366−−≥−−≥+−≥,所以2325656=+−≥t .所以41≥t .所以),(b a M 的最小值为41.例题2、题目7、设函数2()||f x x ax b =++,若*,a b R ∀∈,总存在0[0,4]x ∈使得0()f x m 成立,则实数m 的取值范围是_______解析:现在我们希望看到绝对值里面是一个“平口单峰”函数与一个一次函数,其实一次函数都是酱油,系数丑与不丑无所谓,所以可以考虑给2x 配凑一个一次式,使得2x x λ+成为[0,4]上的“平口单峰”函数,那么很明显,由0,4函数值相等可以求出4λ=−2()|4(4)|,f x x x a x b =−+++()f x 的最大值的最小值为0(4)22−−= 所以2m也可以顺便得到(4)0,2a b −+=−= 例题3、题目6:已知函数2()||f x ax b x=−−,若*,a b R ∀∈,总存在0[1,2]x ∈,使得0()f x m 成立,则实数m 的取值范围_______分析:(大神)很明显,我们需要给2x凑一个一次式,使得2x x λ+为[1,2]上的“平口单峰”函数。
305专题5 关于平口单峰函数(绝对值)的一些秒杀方案秒杀秘籍:第一讲 平口二次函数问题去掉二次函数的的坐标系,二次函数的一切只跟一个系数有关,就是a ,一切b c ,这些系数与二次函数的形状没有任何影响.在初中的课本中提到的()22y ax y a x h k 平移变换=揪揪揪揪井=-+,我们将坐标轴去掉,单纯研究二次函数,解决当()[]2f x x bx c x p q ,,=++?时,()f x c £,求c 最小值问题.由于有了绝对值,函数成为了平口型,即解决抛物线在水平跨度范围内的竖直范围.图1 图2 图3如图1,我们将二次函数在一个固定的纵坐标时,两个交点之间的距离叫蝶宽2m ,此时函数定顶点到蝶宽弦的距离称为蝶高n ,相对应的角叫蝶角,定义tan nma =,可以得出以下定理: ①tan m a =,即蝶宽与蝶角正切值相等,蝶宽越大,蝶角越大;①以对称轴为中心,每增加m D 的蝶宽,相对应的蝶高比为21:4:9::n L ,增加的蝶高n D 比为1:3:5::21n L -; ①如图2,处于同一单调区间时,最大值M 和最小值m 的差值()g x M m =-在区间距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大;处于两个不同单调区间时,()g x M m =-在区间中点距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大,故当仅当对称轴为中点22b p q+-=时,()()()min 22b b g x M m f q f f p f 骣骣琪琪=-=--=--琪琪桫桫; 综上,如图3,当0M m +=,()f x c £时,c 取得最小值,此时2p qm f 骣+琪=琪桫,()()M f p f q ==. 【例1】在()2f x x px q =++中,找出使得2max 11x px q x ,++-#取得最小值时的函数表达式为 .【例2】设函数()2f x x ax b =++,对于任意的实数,a b ,总存在[]00,4x Î,使得()0f x t ³成立,则实数t 的取值范围是 .秒杀秘籍:第二讲 平口对勾函数问题对勾函数涉及极值偏移,算数平均数的中点的值不代表最值,()[],,af x x b x p q x =++?时,()f x c £,求c 最小值问题,根据平口二次函数的推论,可以知道是()()f p f q =,如图4,求出参数a 以后再根据())0f p fa +=确定参数b .306定理:当仅当a pq =时,对勾函数在区间[],p q 才能构成平口对勾函数,()f x 去最小值时取到了[],p q 的几何平均数中点.图4【例3】(2018•台州期末)已知()1f x x ax b x =+--,当1,22x 轾Î犏犏臌时,设()f x 的最大值为(),M a b ,则(),M a b 最小值为 .【例4】(2018•青浦二模)设函数()2f x ax b x=--,对于任意的实数,a b ,总存在[]01,2x Î,使得()0f x m ³成立,则实数m 的取值范围是 .秒杀秘籍:平口三次函数问题三次函数涉及到双峰问题,我们需要在给定的定义域内构造出单峰三次函数(即部分图像,通常是极大值到极大值等值点这一段),如下图,若[]12x ∈-,,我们可在此区间构造单峰函数.【例5】(2019•武汉调研)已知函数()3f x x ax b =++的定义域为[1,2]-,记()f x 的最大值为M ,则M 的最小值为( ) A .4B .3C .2D .3秒杀秘籍:第三讲 关于平口函数的万能招数所有的平口函数()y f x =一定满足一个共性:出现求()maxmin f x ,[],x p q Î时,一定为平口函数,若()y f x =有一个极值点,也叫平口单峰函数,若()maxf x M =,()minf x m =,()()0f p f q M m ì=ïíï+=î此为平口单峰函数的万能招数.既然如此,再来几道题,都可以直接秒杀了.建议大家边写题边拍一下参考答案给的解法,对比一下,这种类型题能减少讨论是最好的.307【例6】(2018•呼和浩特期中)设函数(),,,f x x ax b a b R -?若对于任意的实数,a b 总存在实数[]00,4x Î,使得()0f x m ³成立,则实数m 的取值范围为 .【例7】(2018•秋杭州期中)已知()ln f x x ax b =--,对于任意的0a <,b R Î,都存在[]01,x m Î使得()01f x ³成立,则实数m 的取值范围为 .【例8】求()[]min max ln 101x ax b x a b R ,,、+++挝.下面给出一个平口单峰函数的解答题证明过程:若函数()f x 在区间[],p q 为连续的单峰函数,且()()f p f q =,此函数为平口单峰函数,0x 为其极值点.秒杀秘籍:()()max g x f x ax b =++的最小值为()()02f p f x -,当仅当0a =,()()02f p f x b +=-时取得.【例9】(2018•台州月考)已知函数()1f x x ax b x =+--,当122x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,时,设()f x 的最大值为()M a b ,,则()M a b ,的最小值是( )A .2B .21C .4D .41 秒杀秘籍:第四讲 构造平口函数若题目给的基本函数为非“平口单峰”,则我们需要构造“平口单峰”, 此处注意:构造平口单峰函数的后边应为一次函数.下面以几道最近模拟考非常火又颇有难度的题作为例题,秒杀之.【例10】(2019•济南二模)已知函数()22x f x ax bx -=--+,若对任意的实数a b ,,总存在[]012x ∈-,,使得()0f x m≥成立,则实数m 的取值范围是 .A .14⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦,B .12⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦,C .23⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦,D .(]1-∞,【例11】(2019•武汉调研)已知函数()3f x x ax b =++的定义域为[1,2]-,记()f x 的最大值为M ,则M 的最小值为( ) A .4B .3C .2D .3【例12】(2019•青浦二模)设函数()()2f x ax b a R x=-+∈,若对任意的正实数a ,总存在[]01,2x ∈,使得()0f x m ≥,求实数m 的最小值为 .308【例13】(2016•天津理)设函数3()(1)f x x ax b =---,x R ∈,其中a ,b R ∈. (1)求()f x 的单调区间;(2)若()f x 存在极值点0x ,且10()()f x f x =,其中10x x ≠,求证:1023x x +=; (3)设0a >,函数()|()|g x f x =,求证:()g x 在区间[0,2]上的最大值不小于14.秒杀秘籍:第五讲 常见方法之三点控制(多点控制)在这类求最大值的最小值问题中,多点控制也是一个非常好用的处理手段,这里给到大家一些总结,怎么取点控制:①对于二次函数一般用三点控制,这三点分别是区间的两个端点和区间中点;①对于平口打勾函数一般用三点控制,这三点分别是区间的两个端点和极值点,对于一般的打勾函数,这三点分别是区间的两个端点和打勾函数两区间端点连线平行且与打勾函数相切的直线与打勾函数的切点; ①对于一般的三次函数,一般需要四点控制,这四点分别是区间的两个端点和分别靠近两端点的两个四等分点.注意:对于缺少常数项的二次函数和缺项的三次函数,选取点的原则可能会发生改变,视情况而定. (注:此公式参考微信公众号《万卷归宗文献》) 【例14】已知函数()2f x x ax b=++,[]01x ∈,,若()f x 的最大值是M ,则M 的最小值是 .【例15】已知函数 ()328f x x ax bx =--,是否存在任意实数a b 、,使得()2f x ≤对任意的[]11x ∈-,恒成立,若存在,求出a b 、,若不存在,说明理由.【例16】已知函数()f x x ax b -,a b R ∈、,若对任意的[]004x ∈,,使得()0f x M ≥,求实数M 的取值范围是 .309达标训练1.(2018•永康模拟)记()()ln 0f x x ax b a =++>在区间[],2t t +(t 为正数)上的最大值为(),t M a b ,若(){},ln 2t b M a b a R ≥+=,则实数t 的最大值是( ) A .2B .1C .34D .232.已知34a ≥-,0b ≥,函数()3f x x ax b =++,11x -≤≤,设()f x 的最大值为M ,对任意的,a b R ∈恒有M k ≥,则实数k 的最大值为( ) A .4B .2C .12D .143.(2016•沙坪坝月考)已知函数()()3223(33)1,f x x x a x +b a b R =-+-≥∈,当[]0,2x ∈时,记()f x 的最大值为M ,有M k ≥,则实数k 的最大值为( ) A .1B .2C .3D .44.(2018•诸暨二模)已知函数2()||f x x ax b =++在区间[0,]c 内的最大值为(M a ,b R ∈,0c >位常数) 且存在实数a ,b ,使得M 取最小值 2 ,则a b c ++= . 5.(2017•温州二模)若存在]1,1[0-∈x 使得不等式0001|421|2x x x a +-⋅+…成立,则实数a 的取值范围是 .6.(2016•浙江二模)设1()42(,)x x f x a b a b R +=+⋅+∈,若对于[0x ∀∈,1],1|()|2f x …都成立, 则b = . 7.函数()2f x x ax =-在[]01,上的最大值的最小值为 ,此时a = .8.函数()2f x x ax =-在[]36,上的最大值的最小值为 ,此时a = . 9.函数()2f x x ax =-在[]13,上的最大值的最小值为 ,此时a = .10.若函数()224f x x ax b π⎛⎫+++ ⎪⎝⎭在302x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,上最大值为M ,则的M 最小值为 . 11.已知函数()1f x x ax b x =+--,当122x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,时,设()f x 的最大值为M ,则的M 最小值为 .12.若存在实数a b 、使得()221x ax b m x ++≤+对于任意的[]1,1x ∈-恒成立,则的m 最小值为 .13.设函数()32f x x ax bx c a b c R=+++∈,、、,若对任意的实数a b c 、、,总存在[]00,4x ∈,使得不等式()0f x M≥成立,则实数M 的取值范围是 .14.(2018•温州期末)已知函数2()(4)3f x x a x a =+-+-. (1) 若()f x 在区间[0,1]上不单调, 求a 的取值范围;(2) 若对于任意的(0,4)a ∈,存在0[0x ∈,2],使得0|()|f x t …,求t 的取值范围 .31015.(2009•湖北)在R 上定义运算:1()()4(3p q p c q b bc b ⊗=---+、c R ∈是常数),已知21()2f x x c =-,2()2f x x b =-,12()()()f x f x f x =⊗.(1)如果函数()f x 在1x =处有极值43-,试确定b 、c 的值;(2)求曲线()y f x =上斜率为c 的切线与该曲线的公共点;(3)记()|()|(11)g x f x x ='-剟的最大值为M ,若M k …对任意的b 、c 恒成立,试求k 的取值范围.(参考公式:323234()(2))x bx b x b x b -+=+-16.(2016•浙江二模)已知函数2()2(,)f x x ax b a b R =-+∈,记M 是|()|f x 在区间[0,1]上的最大值. (1)当0b =且2M =时,求a 的值; (2)若12M …,证明01a 剟.17.(2016•天津)设函数3()f x x ax b =--,x R ∈,其中a ,b R ∈. (1)求()f x 的单调区间;(2)若()f x 存在极值点0x ,且10()()f x f x =,其中10x x ≠,求证:1020x x +=; (3)设0a >,函数()|()|g x f x =,求证:()g x 在区间[1-,1]上的最大值不小于14.。
平口单峰函数一、定义平口单峰函数是指在一定区间内,函数值先增后减,在某处取得最大值,然后再逐渐减小到最小值的一个函数。
它的图像呈现出一个平缓的口形,并且只有一个峰顶。
二、特点1. 函数值先增后减,在某处取得最大值,然后再逐渐减小到最小值。
2. 只有一个峰顶,呈现出平缓的口形。
3. 通常用于模拟人体感知过程中的响应曲线。
三、数学表达式平口单峰函数可以用以下数学表达式表示:f(x) = (x-a)^2e^{-b(x-a)}\cos(c(x-a))其中a,b,c为常数,x为自变量。
该函数图像如下所示:四、Python实现下面给出Python实现平口单峰函数的代码:```pythonimport numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltdef unimodal_function(x, a=0, b=1, c=1):return (x - a) ** 2 * np.exp(-b * (x - a)) * np.cos(c * (x - a))x = np.linspace(-5, 5, 1000)y = unimodal_function(x)plt.plot(x, y)plt.show()```五、参数调节通过调节参数a,b,c可以改变函数的形态。
下面给出一些例子:1. 增大参数b,使得函数在峰顶处更加陡峭。
```pythony = unimodal_function(x, b=5)```2. 增大参数c,使得函数在峰顶处更加平缓。
```pythony = unimodal_function(x, c=5)```3. 改变参数a,可以改变函数的位置。
构造“平口单峰”函数解决一些恼人的“切比雪夫最佳逼近直线”一、新增此方法的的简单推广(16天津卷)。
二:引理证明bug 修正。
下面这些问题相信长期混群的人都不陌生,提问频率颇高。
大多数时候的解答为绝对值不等式配凑以及“切比雪夫最佳逼近直线”。
然后,没有人对最佳逼近直线给过论证,只是一句话带过。
本文将给出一种极其简洁的做法及解释。
1.1()42,(,),x x f x a b a b R +=++∈,若对任意的[0,1]x ∈,1|()|2f x ≤都成立,则b=_____。
2.设函数4()||f x ax x=-,若对任意的正实数a,总存在0[1,4]x ∈,使得0()f x m ≥,则实数m 的取值范围是______。
3.设函数()|,,f x ax b a b R =-∈,若对任意实数a,b,总存在实数0[0,4]x ∈,使得0()f x m ≥成立,则实数m 的取值范围为_______。
4.已知函数2()||f x x ax b =++在区间[0,]x c ∈内的最大值为M ,(,,0)a b R c ∈>为常数,且存在实数,a b 使得M 的最小值为2,则a+b+c=_______。
5.已知2()(4)3f x x a x a =+-+-对任意[0,4]a ∈,均存在0[0,2]x ∈,使得0|()|f x t ≥成立,则t 的取值范围是______。
6.设函数2()||f x ax b x=--,若对于任意实数a,b ,总存在0[1,2]x ∈,使得0()f x m ≥成立,则实数m 的取值范围是_______。
7.设函数2()||f x x ax b =++,若对于任意实数a,b ,总存在0[0,4]x ∈,使得0()f x m ≥成立,则实数m 的取值范围是_______。
8.已知函数1()||f x x ax b x =+--,当1[,2]2x ∈时,设()f x 的最大值为(,)M a b ,则(,)M a b 的最小值为______。
专题16函数与导数常见经典压轴小题全归类【命题规律】1、导数的计算和几何意义是高考命题的热点,多以选择题、填空题形式考查,难度较小.2、应用导数研究函数的单调性、极值、最值多在选择题、填空题靠后的位置考查,难度中等偏上,属综合性问题.【核心考点目录】核心考点一:函数零点问题之分段分析法模型核心考点二:函数嵌套问题核心考点三:函数整数解问题核心考点四:唯一零点求值问题核心考点五:等高线问题核心考点六:分段函数零点问题核心考点七:函数对称问题核心考点八:零点嵌套问题核心考点九:函数零点问题之三变量问题核心考点十:倍值函数核心考点十一:函数不动点问题核心考点十二:函数的旋转问题核心考点十三:构造函数解不等式核心考点十四:导数中的距离问题核心考点十五:导数的同构思想核心考点十六:不等式恒成立之分离参数、分离函数、放缩法核心考点十七:三次函数问题核心考点十八:切线问题核心考点十九:任意存在性问题核心考点二十:双参数最值问题核心考点二十一:切线斜率与割线斜率核心考点二十二:最大值的最小值问题(平口单峰函数、铅锤距离)核心考点二十三:两边夹问题和零点相同问题核心考点二十四:函数的伸缩变换问题【真题回归】1.(2022·全国·统考高考真题)当1x =时,函数()ln bf x a x x=+取得最大值2-,则(2)f '=( ) A .1-B .12-C .12D .12.(2022·全国·统考高考真题)函数()()cos 1sin 1f x x x x =+++在区间[]0,2π的最小值、最大值分别为( )A .ππ22-,B .3ππ22-, C .ππ222-+,D .3ππ222-+, 3.(多选题)(2022·全国·统考高考真题)已知函数3()1f x x x =-+,则( ) A .()f x 有两个极值点B .()f x 有三个零点C .点(0,1)是曲线()y f x =的对称中心D .直线2y x =是曲线()y f x =的切线4.(2022·天津·统考高考真题)设a ∈R ,对任意实数x ,记(){}2min 2,35f x x x ax a =--+-.若()f x 至少有3个零点,则实数a 的取值范围为______.5.(2022·全国·统考高考真题)已知1x x =和2x x =分别是函数2()2e x f x a x =-(0a >且1a ≠)的极小值点和极大值点.若12x x <,则a 的取值范围是____________.6.(2022·全国·统考高考真题)若曲线()e x y x a =+有两条过坐标原点的切线,则a 的取值范围是________________.7.(2022·浙江·统考高考真题)已知函数()22,1,11,1,x x f x x x x ⎧-+≤⎪=⎨+->⎪⎩则12f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭________;若当[,]x a b ∈时,1()3f x ≤≤,则b a -的最大值是_________.8.(2022·全国·统考高考真题)曲线ln ||y x =过坐标原点的两条切线的方程为____________,____________. 9.(2022·北京·统考高考真题)设函数()()21,,2,.ax x a f x x x a -+<⎧⎪=⎨-≥⎪⎩若()f x 存在最小值,则a 的一个取值为________;a 的最大值为___________.【方法技巧与总结】1、求分段函数的函数值,要先确定要求值的自变量属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值,当出现()()f f a 的形式时,应从内到外依次求值;当给出函数值求自变量的值时,先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验,看所求的自变量的值是否满足相应段自变量的取值范围.2、含有抽象函数的分段函数,在处理时首先要明确目标,即让自变量向有具体解析式的部分靠拢,其次要理解抽象函数的含义和作用(或者对函数图象的影响).3、含分段函数的不等式在处理上通常有两种方法:一种是利用代数手段,通过对x 进行分类讨论将不等式转变为具体的不等式求解;另一种是通过作出分段函数的图象,数形结合,利用图象的特点解不等式.4、分段函数零点的求解与判断方法:(1)直接法:直接根据题设条件构造关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成球函数值域的问题加以解决;(3)数形结合法:先将解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.5、动态二次函数中静态的值:解决这类问题主要考虑二次函数的有关性质及式子变形,注意二次函数的系数、图象的开口、对称轴是否存在不变的性质,二次函数的图象是否过定点,从而简化解题.6、动态二次函数零点个数和分布问题:通常转化为相应二次函数的图象与x 轴交点的个数问题,结合二次函数的图象,通过对称轴,根的判别式,相应区间端点函数值等来考虑.7、求二次函数最值问题,应结合二次函数的图象求解,有三种常见类型: (1)对称轴变动,区间固定; (2)对称轴固定,区间变动; (3)对称轴变动,区间也变动.这时要讨论对称轴何时在区间之内,何时在区间之外.讨论的目的是确定对称轴和区间的关系,明确函数的单调情况,从而确定函数的最值.8、由于三次函数的导函数为我们最熟悉的二次函数,所以基本的研究思路是:借助导函数的图象来研究原函数的图象.如借助导函数的正负研究原函数的单调性;借助导函数的(变号)零点研究原函数的极值点(最值点);综合借助导函数的图象画出原函数的图象并研究原函数的零点…具体来说,对于三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++>,其导函数为()()232 0f x ax bx c a '=++>,根的判别式()243b ac ∆=-.增区间:(), x -∞,0∆≤恒成立,三次函数()f x 在R 上为增函数,没有极值点,有且只有一个零点;(2)当0∆≥时,()0f x '=有两根1x ,2x ,不妨设12x x <,则1223b x x a+=-,可得三次函数()f x 在()1, x -∞,()2, x +∞上为增函数,在()12, x x 上为减函数,则1x ,2x 分别为三次函数()32f x ax bx cx d=+++的两个不相等的极值点,那么:① 若()()120f x f x ⋅>,则()f x 有且只有1个零点; ② 若()()120f x f x ⋅<,则()f x 有3个零点; ③ 若()()120f x f x ⋅=,则()f x 有2个零点.特别地,若三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++>存在极值点0x ,且()00f x =,则()f x 地解析式为()()()20f x a x x x m =--.同理,对于三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++<,其性质也可类比得到.9、由于三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++≠的导函数()232f x ax bx c '=++为二次函数,其图象变化规律具有对称性,所以三次函数图象也应当具有对称性,其图象对称中心应当为点, 33bb faa ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,此结论可以由对称性的定义加以证明.事实上,该图象对称中心的横坐标正是三次函数导函数的极值点.10、对于三次函数图象的切线问题,和一般函数的研究方法相同.导数的几何意义就是求图象在该店处切线的斜率,利用导数研究函数的切线问题,要区分“在”与“过”的不同,如果是过某一点,一定要设切点坐标,然后根据具体的条件得到方程,然后解出参数即可.11、恒成立(或存在性)问题常常运用分离参数法,转化为求具体函数的最值问题.12、如果无法分离参数,可以考虑对参数或自变量进行分类讨论,利用函数性质求解,常见的是利用函数单调性求解函数的最大、最小值.13、当不能用分离参数法或借助于分类讨论解决问题时,还可以考虑利用函数图象来求解,即利用数形结合思想解决恒成立(或存在性)问题,此时应先构造函数,作出符合已知条件的图形,再考虑在给定区间上函数图象之间的关系,得出答案或列出条件,求出参数的范围.14、两类零点问题的不同处理方法利用零点存在性定理的条件为函数图象在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且()()0f a f b ⋅<..①直接法:判断-一个零点时,若函数为单调函数,则只需取值证明()()0f a f b ⋅<.②分类讨论法:判断几个零点时,需要先结合单调性,确定分类讨论的标准,再利用零点存在性定理,在每个单调区间内取值证明()()0f a f b ⋅<.15、利用导数研究方程根(函数零点)的技巧(1)研究方程根的情况,可以通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等. (2)根据题目要求,画出函数图象的走势规律,标明函数极(最)值的位置.(3)利用数形结合的思想去分析问题,可以使问题的求解有一个清晰、直观的整体展现. 16、已知函数零点个数求参数的常用方法(1)分离参数法:首先分离出参数,然后利用求导的方法求出构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围.(2)分类讨论法:结合单调性,先确定参数分类的标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各小范围并在一起,即为所求参数范围.【核心考点】核心考点一:函数零点问题之分段分析法模型 【典型例题】例1.(2023·浙江奉化·高二期末)若函数322ln ()x ex mx xf x x -+-=至少存在一个零点,则m 的取值范围为( ) A .21,e e ⎛⎤-∞+ ⎥⎝⎦B .21,e e ⎡⎫++∞⎪⎢⎣⎭C .1,e e ⎛⎤-∞+ ⎥⎝⎦D .1,e e ⎡⎫++∞⎪⎢⎣⎭例2.(2023·天津·耀华中学高二期中)设函数()322ln f x x ex mx x =-+-,记()()f xg x x=,若函数()g x 至少存在一个零点,则实数m 的取值范围是 A .21,e e ⎛⎤-∞+ ⎥⎝⎦B .210,e e ⎛⎤+ ⎥⎝⎦C .21e ,e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭D .2211e ,e e e ⎛⎤--+ ⎥⎝⎦例3.(2023·湖南·长沙一中高三月考(文))设函数()22x xf x x x a e=--+(其中e 为自然对数的底数),若函数()f x 至少存在一个零点,则实数a 的取值范围是( ) A .1(0,1]e+B .1(0,]e e +C .1[,)e e ++∞D .1(,1]e-∞+核心考点二:函数嵌套问题 【典型例题】例4.(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()(1)x f x x x e =--,设关于x 的方程25()()()f x mf x m R e-=∈有n 个不同的实数解,则n 的所有可能的值为A .3B .1或3C .4或6D .3或4或6例5.(2023·全国·高三专题练习(文))已知函数()||12x f x e =-,()()11,021ln ,0x x g x x x x ⎧+≤⎪=⎨⎪->⎩若关于x 的方程()()0g f x m -=有四个不同的解,则实数m 的取值集合为( ) A .ln 20,2⎛⎫ ⎪⎝⎭B .ln 2,12⎛⎫⎪⎝⎭C .ln 22⎧⎫⎨⎬⎩⎭D .()0,1例6.(2023·河南·高三月考(文))已知函数()ln x f x x=,若关于x 的方程()()210f x af x a ++-=⎡⎤⎣⎦有且仅有三个不同的实数解,则实数a 的取值范围是( ) A .()2e,1e --B .()1e,0-C .(),1e -∞-D .()1e,2e -核心考点三:函数整数解问题 【典型例题】例7.(2023·福建宁德·高三)当1x >时,()41ln ln 3k x x x x --<-+恒成立,则整数k 的最大值为( ) A .2-B .1-C .0D .1例8.(2023·江苏·苏州大学附属中学高三月考)已知a Z ∈,关于x 的一元二次不等式260x x a -+≤的解集中有且仅有3个整数,则所有符合条件的a 的值之和是( ) A .13B .21C .26D .30例9.(2023·江苏宿迁·高一月考)用符号[x ]表示不超过x 的最大整数(称为x 的整数部分),如[﹣1.2]=﹣2,[0.2]=0,[1]=1,设函数f (x )=(1﹣ln x )(ln x ﹣ax )有三个不同的零点x 1,x 2,x 3,若[x 1]+[x 2]+[x 3]=6,则实数a 的取值范围是( ) A .10,e ⎛⎫⎪⎝⎭B .ln 31,3e ⎛⎫⎪⎝⎭ C .ln 21,2e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ D .ln 2ln 3,23⎡⎫⎪⎢⎣⎭ 核心考点四:唯一零点求值问题 【典型例题】例10.(2023·安徽蚌埠·模拟预测(理))已知函数()()()2ln 1ln f x x x a x =-+--有唯一零点,则a =( )A .0B .12-C .1D .2例11.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)已知函数()(),g x h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()x g x h x e x +=+,若函数()()12216x f x g x λλ-=+--有唯一零点,则正实数λ的值为( )A .12B .13C .2D .3例12.(2023·新疆·莎车县第一中学高三期中)已知函数()g x ,()h x 分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且()()sin xg x h e x x x ++=-,若函数()()20202320202x f g x x λλ-=---有唯一零点,则实数λ的值为 A .1-或12B .1或12-C .1-或2D .2-或1核心考点五:等高线问题 【典型例题】例13.(2023·陕西·千阳县中学模拟预测(理))已知函数2()log 1f x x =-,若方程()f x a =(0)a >的4个不同实根从小到大依次为1x ,2x ,3x ,4x ,有以下三个结论:①142x x +=且232x x +=;②当1a =时,12111x x +=且34111x x +=;③21340x x x x +=.其中正确的结论个数为( ) A .0 B .1 C .2 D .3例14.(2023·江苏省天一中学高三月考)已知函数2()(2)x f x x x e =-,若方程()f x a =有3个不同的实根()123123x x x x x x <<,,,则22ax -的取值范围为( ) A .10e⎡⎫-⎪⎢⎣⎭,B.1e⎡-⎢⎣⎭C.()D.(例15.(2023·浙江·高一单元测试)已知函数(){}2max ,32f x x x =-,其中{},max ,,p p q p q q p q ≥⎧=⎨<⎩,若方程()()302f x ax a =+>有四个不同的实根1x 、2x 、3x 、()41234x x x x x <<<,则1423x x x x ++的取值范围是( )A .93,102⎫⎛-- ⎪⎝⎭B .193,102⎫⎛-- ⎪⎝⎭C .39,210⎫⎛- ⎪⎝⎭D .319,210⎫⎛- ⎪⎝⎭核心考点六:分段函数零点问题 【典型例题】例16.(2023·山东青岛·高三期末)已知函数2|ln(1),1()(2),1x x f x x x ⎧+-=⎨+≤-⎩,若方程()0f x m -=有4个不相同的解,则实数m 的取值范围为( ) A .(0,1]B .[0,1)C .(0,1)D .[0,1]例17.(2023·全国·高三专题练习)已知函数2log ,1()11,14x x f x x x >⎧⎪=⎨+≤⎪⎩,()()g x f x kx =-,若函数()g x 有两个零点,则k 的取值范围是( ) A .10,4⎛⎤⎥⎝⎦B .10,ln 2e ⎛⎫ ⎪⎝⎭C .10,e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .11,42eln ⎡⎫⎪⎢⎣⎭例18.(2023·江苏·高三专题练习)已知函数22,0()log ,0x x f x x x ⎧≤=⎨>⎩,函数()()g x f x x m =++,若()g x 有两个零点,则m 的取值范围是( ). A .[1,)-+∞B .(,1]-∞-C .[0,)+∞D .[1,0)-核心考点七:函数对称问题 【典型例题】例19.(2023·安徽省滁州中学高三月考(文))已知函数()22ln ,03,02x x x x f x x x x ->⎧⎪=⎨--≤⎪⎩的图象上有且仅有四个不同的点关于直线1y =的对称点在10kx y +-=的图象上,则实数k 的取值范围是A .1,12⎛⎫⎪⎝⎭B .13,24⎛⎫ ⎪⎝⎭C .1,13⎛⎫ ⎪⎝⎭D .1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭例20.(2023·全国·高一课时练习)若直角坐标平面内的两点P ,Q 满足条件:①P ,Q 都在函数()f x 的图象上;②P ,Q 关于原点对称,则称点对[],P Q 是函数()f x 的一个“友好点对”(注:点对[],P Q 与[],Q P 看作同一个“友好点对”).已知函数()22log ,04,0x x f x x x x >⎧=⎨--≤⎩,则此函数的“友好点对”有( )A .0个B .1个C .2个D .3个例21.(2023·福建·厦门一中高一竞赛)若函数y =f (x )图象上存在不同的两点A ,B 关于y 轴对称,则称点对[A ,B ]是函数y =f (x )的一对“黄金点对”(注:点对[A ,B ]与[B ,A ]可看作同一对“黄金点对”)已知函数2229,0()4,041232,4x x f x x x x x x x +<⎧⎪=-+≤≤⎨⎪-+>⎩,则此函数的“黄金点对”有( )A .0对B .1对C .2对D .3对核心考点八:零点嵌套问题 【典型例题】例22.(2023·湖北武汉·高三月考)已知函数2()()(1)()1x x f x xe a xe a =+-+-有三个不同的零点123,,x x x .其中123x x x <<,则3122123(1)(1)(1)x x x x e x e x e ---的值为( )A .1B .2(1)a -C .1-D .1a -例23.(2023·全国·模拟预测(理))已知函数2()e e x x x ax f x a ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭有三个不同的零点123,,x x x (其中123x x x <<),则3122312111e e ex x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的值为 A .1B .1-C .aD .a -例24.(2023·浙江省杭州第二中学高三开学考试)已知函数()()()2ln ln f x ax x x x x =+--,有三个不同的零点,(其中123x x x <<),则2312123ln ln ln 111x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫---⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的值为 A .1a - B .1a - C .-1 D .1核心考点九:函数零点问题之三变量问题 【典型例题】例25.(2023·全国·高三)若存在两个正实数x 、y ,使得等式3(24)(ln ln )0x a y ex y x +--=成立,其中e 为自然对数的底数,则实数a 的取值范围是( ).A .()0-∞,B .3(0)[)2e-∞⋃+∞,, C .3(0]2e,D .3[)2e+∞, 例26.(2023·山东枣庄·高二期末)对于任意的实数[1,e]x ∈,总存在三个不同的实数y ,使得ln 0ye xy x ay y--=成立,其中e 为自然对数的底数,则实数a 的取值范围是A .2(,)4e -∞-B .2(,0)4e -C .2[,)4e -+∞D .2(,)4e -+∞例27.(2023·四川省新津中学高三月考(理))若存在两个正实数,x y ,使得等式330yx x e ay -=成立,其中e 为自然对数的底数,则实数a 的取值范围为A .2[,)8e +∞B .3(0,]27eC .3[,)27e +∞D .2(0,]8e核心考点十:倍值函数 【典型例题】例28.(河南省郑州市第一中学2022-2023学年高三上学期期中考试数学(理)试题)对于函数()y f x =,若存在区间[],a b ,当[],x a b ∈时的值域为[](),0ka kb k >,则称()y f x =为k 倍值函数.若()2xf x e x =+是k倍值函数,则实数k 的取值范围是( ) A .()1,e ++∞B .()2,e ++∞C .1,e e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭D .,e e 2⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭例29.(2023·四川·内江市教育科学研究所高二期末(文))对于函数()y f x =,若存在区间,a b ,当[],x a b ∈时,()f x 的值域为[],ka kb ,则称()y f x =为k 倍值函数.若()xf x e =是k 倍值函数,则k 的取值范围为( )A .10,e ⎛⎫⎪⎝⎭B .()1,eC .(),e +∞D .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭例30.(2023·吉林·长春十一高高二期中(理))对于函数()y f x =,若存在区间[],a b ,当[],x a b ∈时,()f x 的值域为[],ka kb ,则称()y f x =为k 倍值函数.若()ln f x x x =+是k 倍值函数,则k 的取值范围为( ) A .10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .11,1e ⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .11,e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭核心考点十一:函数不动点问题 【典型例题】例31.(2023·广东海珠·高三期末)设函数()f x a R e ∈,为自然对数的底数),若曲线y x x =上存在点00()x y ,使得00()f y y =,则a 的取值范围是( ) A .1e[1]e-, B .1e[e 1]e-+, C .[1e 1]+, D .[1,e]例32.(2023·山西省榆社中学高三月考(理))若存在一个实数t ,使得()F t t =成立,则称t 为函数()F x 的一个不动点.设函数()1(xg x e x a =+-(a R ∈,e 为自然对数的底数),定义在R 上的连续函数()f x 满足()()2f x f x x -+=,且当0x ≤时,()f x x '<.若存在01|()(1)2x x f x f x x ⎧⎫∈+-+⎨⎬⎩⎭,且0x 为函数()g x 的一个不动点,则实数a 的取值范围为( )A .⎛⎫-∞ ⎪ ⎪⎝⎭ B .⎡⎫+∞⎪⎢⎪⎣⎭ C .⎛⎤⎥ ⎝⎦ D .⎛⎫+∞⎪ ⎪⎝⎭例33.(2023·四川自贡·高二期末(文))设函数()()1ln 2=+-∈f x x x a a R ,若存在[]1,b e ∈(e 为自然对数的底数),使得()()f f b b =,则实数a 的取值范围是( ) A .1,122⎡⎤--⎢⎥⎣⎦eB .e 1,ln 212⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .1,ln 212⎡⎤--⎢⎥⎣⎦D .1,02⎡⎤-⎢⎥⎣⎦核心考点十二:函数的旋转问题 【典型例题】例34.(2023·上海市建平中学高三期末)双曲线2213x y -=绕坐标原点O 旋转适当角度可以成为函数f (x )的图象,关于此函数f (x )有如下四个命题,其中真命题的个数为( ) ①f (x )是奇函数;②f (x )的图象过点32⎫⎪⎪⎝⎭或32⎫-⎪⎪⎝⎭; ③f (x )的值域是33,,22⎛⎤⎡⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭;④函数y =f (x )-x 有两个零点. A .4个B .3个C .2个D .1个例35.(2023·山东青岛·高三开学考试)将函数2([3,3])y x =∈-的图象绕点(3,0)-逆时针旋转(0)ααθ≤≤,得到曲线C ,对于每一个旋转角α,曲线C 都是一个函数的图象,则θ最大时的正切值为( )A .32B .23C .1D 例36.(2023·浙江·高三期末)将函数π2sin 0,22x y x ⎛⎫⎡⎤=∈ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的图像绕着原点逆时针旋转角α得到曲线T ,当(]0,αθ∈时都能使T 成为某个函数的图像,则θ的最大值是( )A .π6B .π4C .3π4D .2π3核心考点十三:构造函数解不等式 【典型例题】例37.(2023·江西赣州·高三期中(文))已知函数()()f x x R ∈满足(1)1f =,且()f x 的导数1()2f x '>,则不等式||1(||)22x f x <+的解集为( ) A .(,1)-∞-B .(1,)+∞C .(1,1)-D .(,1][1,)-∞-+∞例38.(2023·全国·高二课时练习)设定义在R 上的函数()f x 的导函数为()'f x ,若()()'2f x f x +<,()02021f =,则不等式()22019x x e f x e >+(其中e 为自然对数的底数)的解集为( ) A .()0+∞,B .()2019+∞,C .()0-∞,D .()()02019-∞+∞,,例39.(2023·全国·高二课时练习)已知()f x 的定义域为0,,()'f x 为()f x 的导函数,且满足()()f x xf x '<-,则不等式()()()2111f x x f x +>--的解集是( )A .0,1B .2,C .1,2D .1,核心考点十四:导数中的距离问题 【典型例题】例40.(2023春•荔湾区期末)设函数22()()(22)f x x a lnx a =-+-,其中0x >,a R ∈,存在0x 使得04()5f x 成立,则实数a 的值是( ) A .15B .25C .12D .1例41.(2023•龙岩模拟)若对任意的正实数t ,函数33()()()3f x x t x lnt ax =-+--在R 上都是增函数,则实数a 的取值范围是( )A .1(,]2-∞B .(-∞C .(-∞D .(-∞,2]例42.(2023•淮北一模)若存在实数x 使得关于x 的不等式2221()22x e a x ax a -+-+成立,则实数a 的取值范围是( ) A .1{}2B .1{}4C .1[2,)+∞D .1[4,)+∞核心考点十五:导数的同构思想 【典型例题】例43.(2023·全国·高三专题练习)已知关于x 的不等式ln ln(1)0x e mx x m ---+≥在(0,)+∞恒成立,则m 的取值范围是( ) A .(]1,1-B .(]1,1e --C .(]1,1e -D .(]1,e例44.(2023·安徽·合肥一中高三月考(理))设实数0m >,若对任意的()1,x ∈+∞,不等式2ln 20mxxe m-≥恒成立,则实数m 的取值范围是( ) A .1,2e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .[)1,+∞D .[),e +∞例45.(2023·宁夏·石嘴山市第一中学高二月考(理))若对任意()0,x ∈+∞,不等式ln 0ax ae x ->恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .1,e e ⎛⎫- ⎪⎝⎭B .1,e⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .1e e ⎛⎫ ⎪⎝⎭,D .(),e +∞核心考点十六:不等式恒成立之分离参数、分离函数、放缩法 【典型例题】例46.(2023·浙江·高三月考)已知函数2()1x f x xe =-,不等式()ln f x mx x ≥+对任意(0,)x ∈+∞恒成立,则实数m 的取值范围是( ) A .(,2]-∞B .[0,2]C .(2,e 1⎤-∞-⎦D .20,1e ⎡⎤-⎣⎦例47.(2023·四川省资中县第二中学高二月考(理))关于x 的不等式()32ln 113x x a x xe x+++-≥对任意0x >恒成立,则a 的取值范围是( ). A .(],1-∞-B .(){},1e -∞⋃C .[],1e --D .(],0-∞例48.(2023·全国·高三专题练习)已知,a b ∈R ,若关于x 的不等式2ln 0x a x a b -+-≥恒成立,则ab 的最大值为_______.核心考点十七:三次函数问题 【典型例题】例49.(2023·全国·高三课时练习)设函数()y f x ''=是()y f x '=的导数,经过探究发现,任意一个三次函数()()320ax bx d a f x cx =+++≠的图象都有对称中心()()00,x f x ,其中0x 满足()00f x ''=,已知函数()3272392f x x x x =-+-,则12320212022202220222022f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋅⋅⋅+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭( ) A .2021 B .20212C .2022D .40212例50.(2023·安徽·东至县第二中学高三月考(理))人们在研究学习过程中,发现:三次整式函数()f x 都有对称中心,其对称中心为00(,())x f x (其中0''()0f x =).已知函数32()345f x x x x =-++.若()4,()10f m f n ==,则m n +=( ) A .1B .32C .2D .3例51.(2023·全国·高三月考(文))已知m ,n ,p ∈R ,若三次函数()32f x x mx nx p =+++有三个零点a ,b ,c ,且满足()()3112f f -=<,()()022f f =>,则111a b c ++的取值范围是( )A .1,13⎛⎫ ⎪⎝⎭B .11,43⎛⎫ ⎪⎝⎭C .11,42⎛⎫⎪⎝⎭D .11,32⎛⎫ ⎪⎝⎭核心考点十八:切线问题 【典型例题】例52.(2023·云南红河·高三月考(理))下列关于三次函数32()(0)()f x ax bx cx d a x R =+++≠∈叙述正确的是( )①函数()f x 的图象一定是中心对称图形; ②函数()f x 可能只有一个极值点; ③当03bx a≠-时,()f x 在0x x =处的切线与函数()y f x =的图象有且仅有两个交点; ④当03bx a≠-时,则过点()()00,x f x 的切线可能有一条或者三条. A .①③B .②③C .①④D .②④例53.(2023·江西·南昌二中高三月考(文))若函数2()1f x x =+的图象与曲线C:()21(0)x g x a e a =⋅+>存在公共切线,则实数a 的取值范围为 A .220,e ⎛⎤ ⎥⎝⎦B .240,e ⎛⎤ ⎥⎝⎦C .21,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .23,e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭例54.(2023·全国·高二单元测试)若过点(),a b 可以作曲线e x y =的两条切线,则( ) A .e b a <B .e b a >C .0e b a <<D .0e a b <<核心考点十九:任意存在性问题 【典型例题】例55.(2023·河南·郑州外国语中学高三月考(理))若不等式()()()221212log 1log 3,,13x xa x x ++-≥-∈-∞恒成立,则实数a 的范围是( ) A .[0,)+∞B .[1,)+∞C .(,0]-∞D .(,1]-∞.例56.(2023·全国·高三专题练习)已知函数2()=++f x x px q 对,∀∈p q R ,总有0[1,5]∃∈x ,使()0f x m≥成立,则m 的范围是( ) A .5,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .(,2]-∞C .(,3]-∞D .(,4]-∞例57.(2023·全国·高二课时练习)已知()()1ln f x x x =+,若k ∈Z ,且()()2k x f x -<对任意2x >恒成立,则k 的最大值为( ) A .3B .4C .5D .6核心考点二十:双参数最值问题 【典型例题】例58.(2023·浙江·宁波市北仑中学高三开学考试)已知,a b ∈R ,且0ab ≠,对任意0x >均有()()(ln )0x a b x a x b ----≥,则( ) A .0,0a b <<B .0,0a b <>C .0,0a b ><D .0,0a b >>例59.(2023·山西运城·高三期中(理))已知在函数()()0,0f x ax b a b =+>>,()()ln 2g x x =+,若对2x ∀>-,()()f x g x ≥恒成立,则实数ba的取值范围为( )A .[)0,+∞B .[)1,+∞C .[)2,+∞D .[),e +∞例60.(2023·黑龙江·鹤岗一中高三月考(理))当(1,)x ∈+∞时,不等式ln(1)230(x ax b a --+,b R ∈,0)a ≠恒成立,则ba 的最大值为( )A .1eB .2C .43D .2e核心考点二十一:切线斜率与割线斜率 【典型例题】例61.(2023·广东·佛山一中高三月考)已知函数2()ln (1)1h x a x a x =+-+(0)a < ,在函数()h x 图象上任取两点,A B ,若直线AB 的斜率的绝对值都不小于5,则实数a 的取值范围是( )A .(,0)-∞B .⎛-∞ ⎝⎦C .,⎛-∞ ⎝⎦D .⎫⎪⎪⎝⎭例62.(2023·山西大同·高一期中)已知函数(),()f x g x 是定义在R 上的函数,且()f x 是奇函数,()g x 是偶函数,()()f x g x +=2x ax +,记2()()()g x h x xf x x =+,若对于任意的1212x x <<<,都有()()12120h x h x x x -<-,则实数a 的取值范围为( ) A .1,02⎡⎫-⎪⎢⎣⎭B .(0,)+∞C .(,1]-∞-D .(0,2]例63.(2023·全国·高一课时练习)已知函数(),142,12x a x f x a x x ⎧≥⎪=⎨⎛⎫-+< ⎪⎪⎝⎭⎩,若对任意的1x ,2x ,且12x x ≠,都有()()12120f x f x x x ->-成立,则实数a 的取值范围是( )A .()1,+∞B .[)1,8C .()4,8D .[)4,8核心考点二十二:最大值的最小值问题(平口单峰函数、铅锤距离) 【典型例题】例64.设二次函数2()(2)32f x a x ax =-++在R 上有最大值,最大值为m (a ),当m (a )取最小值时,(a =) A .0B .1C .12D例65.(2023春•绍兴期末)已知函数2()||||f x x a x b =+++,[0x ∈,1],设()f x 的最大值为M ,若M 的最小值为1时,则a 的值可以是( ) AB .0 CD .1例66.(2023•济南模拟)已知函数2()||2x f x ax b x -=--+,若对任意的实数a ,b ,总存在0[1x ∈-,2],使得0()f x m 成立,则实数m 的取值范围是( ) A .1(,]4-∞B .(-∞,1]2C .(-∞,2]3D .(-∞,1]核心考点二十三:两边夹问题和零点相同问题 【典型例题】例67.(2023春•湖州期末)若存在正实数x ,y 使得不等式22414lnx x lny ln y -++-成立,则(xy += ) ABCD 例68.(2023•上饶二模)已知实数x ,y 满足2(436)326x y ln x y e x y +-+--+-,则x y +的值为( ) A .2B .1C .0D .1-例69.(2023•崇明区期末)若不等式(||)sin()06x a b x ππ--+对[1x ∈-,1]恒成立,则a b +的值等于() A .23B .56C .1D .2核心考点二十四:函数的伸缩变换问题 【典型例题】例70.(2023·天津一中高三月考)定义域为R 的函数()f x 满足()()22f x f x +=,当[]0,2x 时,()[)[)232,0,11,1,22x x x x f x x -⎧-∈⎪⎪=⎨⎛⎫-∈⎪ ⎪⎪⎝⎭⎩,若当[)4,2x ∈--时,不等式()2142m f x m ≥-+恒成立,则实数m 的取值范围是( ) A .[]2,3 B .[]1,3 C .[]1,4D .[]2,4例71.(2023·浙江·杭州高级中学高三期中)定义域为R 的函数()f x 满足(2)3()f x f x +=,当[0,2]x ∈时,2()2f x x x =-,若[4,2]x ∈--时,13()()18≥-f x t t恒成立,则实数t 的取值范围是( ) A .(](],10,3-∞-B.((,0,3⎤-∞⎦C .[)[)1,03,-+∞D .))3,⎡⎡+∞⎣⎣例72.(2023届山西省榆林市高三二模理科数学试卷)定义域为R 的函数()f x 满足()()22f x f x +=,当[)0,2x ∈时,()[)[)2213,0,1{ln ,1,2x x x f x x x x -+∈=∈,若当[)4,2x ∈--时,函数()22f x t t ≥+恒成立,则实数t 的取值范围为( ) A .30t -≤≤B .31t -≤≤C .20t -≤≤D .01t ≤≤【新题速递】一、单选题1.(2023·广西南宁·南宁二中校考一模)已知函数()2,01,011x x f x x x x ⎧≤⎪=-≤<⎨≥,若函数()()()22231g x m f x mf x =-+,存在5个零点,则m =( ) A .1B .12C .1或12D .1-2.(2023春·陕西西安·高三统考期末)已知函数()e ,03,0x x f x x x ⎧≥=⎨-<⎩, 若函数()()()g x f x f x =--,则函数()g x 的零点个数为( )A .1B .3C .4D .53.(2023·江西景德镇·统考模拟预测)已知函数()11,041,0x xf x x x ⎧+<⎪⎪=⎨⎪->⎪⎩,若()()12f x f x =,则12x x -的最小值为( ) A .4B .92C .143D .54.(2023春·内蒙古赤峰·高三统考阶段练习)已知实数0a >,0b >,1a b +=,则下列说法中,正确的是( ). A .114a b+≤B .存在a ,b ,使得223a b +≥C .22log log 1a b ⋅≤D .存在a ,b ,使得直线10ax by 与圆224x y +=相切5.(2023·全国·高三专题练习)已知()0,2A ,()(),00B t t <,动点C 在曲线T :()2401y x x =≤≤上,若△ABC 面积的最小值为1,则t 不可能为( ) A .4-B .3-C .2-D .1-6.(2023·浙江温州·统考模拟预测)已知P 为直线=1y x --上一动点,过点P 作抛物线2:2C x y =的两条切线,切点记为A ,B ,则原点到直线AB 距离的最大值为( ) A .1BCD .27.(2023春·江西赣州·高三赣州市赣县第三中学校考期中)已知0a >,0b >,直线2e y x b -=+与曲线ln y x a =-相切,则11a b+的最小值是( ) A .16B .12C .8D .48.(2023春·江苏苏州·高三苏州中学校考阶段练习)若关于x 的不等式(41ln )ln 3k x x x x --<-+对于任意(1,)x ∈+∞恒成立,则整数k 的最大值为( ) A .-2 B .-1 C .0 D .1二、多选题9.(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知函数()e xf x x =-,()lng x x x =-,则下列说法正确的是( )A .()e xg 在()0,∞+上是增函数B .1x ∀>,不等式()()2ln f ax f x ≥恒成立,则正实数a 的最小值为2eC .若()f x t =有两个零点12,x x ,则120x x +>D .若()()()122f x g x t t ==>,且210x x >>,则21ln t x x -的最大值为1e10.(2023春·重庆·高三统考阶段练习)已知函数32()e 3xf x ax =-有三个不同的极值点1x ,2x ,3x ,且123x x x <<,则下列结论正确的是( )A .2e 8a >B .11x <-C .2x 为函数()f x 的极大值点D .()23e 3f x <11.(2023春·福建宁德·高三校考阶段练习)已知函数()3f x x ax b =++,其中a ,b 为实数,则下列条件能使函数()f x 仅有一个零点的是( ) A .3a =-,3b =-B .3a =-,2b =C .0a =,3b =-D .1a =,2b =12.(2023春·山东潍坊·高三统考期中)定义在R 上的函数()f x 的导函数为()f x ',对于任意实数x ,都有2()e ()x f x f x -=,且满足22()()21e x f x f x x -'+=+-,则( )A .函数()e ()x F x f x =为偶函数B .(0)0f =C .不等式e ()e e x xxf x +<的解集为(1,)+∞ D .若方程2()()0f x x a x--=有两个根12,x x ,则122x x a +> 13.(2023·浙江温州·统考模拟预测)若函数()y f x =的图象上存在两个不同的点P ,Q ,使得()f x 在这两点处的切线重合,则称函数()y f x =为“切线重合函数”,下列函数中是“切线重合函数”的是( ) A .sin cos y x x =+ B .(sin c s )o y x = C .sin y x x =+D .2sin y x x =+14.(2023春·江苏南京·高三统考阶段练习)已知双曲线C :224x y -=,曲线E :2y ax x b =++,记两条曲线过点()1,0的切线分别为1l ,2l ,且斜率均为正数,则( ) A .若=0a ,1b =,则C 与E 有一个交点 B .若=1a ,=0b ,则C 与E 有一个交点C .若0a b ,则1l 与E 夹角的正切值为7-D .若==1a b ,则1l 与2l 三、填空题15.(2023·河南郑州·高三阶段练习)正实数a ,b 满足1e 4a a +=+,()ln 3b b +=,则b a -的值为____________. 16.(2023·全国·高三校联考阶段练习)已知函数()234202312342023x x x x f x x =+-+-++,()234202312342023x x x x g x x =-+-+--,设()()()53F x f x g x =+⋅-,且函数()F x 的零点均在区间[](a b a b <,,a ,)b Z ∈内,则b a -的最小值为__________.17.(2023春·广东广州·高三统考阶段练习)方程e 0x ax a -+=有唯一的实数解,实数a 的取值范围为__________.18.(2023春·山东·高三山东省实验中学校考阶段练习)已知函数()()23e ,? 0e ,? 0x x xf x x a x ⎧->=⎨-≤⎩,若()()12f x f x =,且12x x -的最大值为4,则实数a 的值为_______.19.(2023·全国·高三专题练习)若存在0a >,0b >,满足(2e )ln (2e )ln a t b a b t b a a +-=-,其中e 为自然对数的底数,则实数t 的取值范围是___________.20.(2023·四川资阳·统考模拟预测)若2224ln x ax a x ->,则a 的取值范围是______.。
压轴题03函数与导数常见经典压轴小题1、导数的计算和几何意义是高考命题的热点,多以选择题、填空题形式考查,难度较小.2、应用导数研究函数的单调性、极值、最值多在选择题、填空题靠后的位置考查,难度中等偏上,属综合性问题.考向一:函数、零点嵌套问题考向二:函数整数解问题考向三:等高线问题考向四:零点问题考向五:构造函数解不等式考向六:导数中的距离问题考向七:导数的同构思想考向八:最大值的最小值问题(平口单峰函数、铅锤距离)1、分段函数零点的求解与判断方法:(1)直接法:直接根据题设条件构造关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成球函数值域的问题加以解决;(3)数形结合法:先将解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.2、由于三次函数的导函数为我们最熟悉的二次函数,所以基本的研究思路是:借助导函数的图象来研究原函数的图象.如借助导函数的正负研究原函数的单调性;借助导函数的(变号)零点研究原函数的极值点(最值点);综合借助导函数的图象画出原函数的图象并研究原函数的零点,具体来说,对于三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++>,其导函数为()()232 0f x ax bx c a '=++>,根的判别式()243b ac ∆=-.a >()232f x ax bx c'=++判别式∆>0∆=0∆<图象()32f x ax bx cx d=+++单调性增区间:()1, x -∞,()2, x +∞;减区间:()12, x x 增区间:(), -∞+∞增区间:(), -∞+∞图象(1)当0∆≤时,()0f x '≥恒成立,三次函数()f x 在R 上为增函数,没有极值点,有且只有一个零点;(2)当0∆≥时,()0f x '=有两根1x ,2x ,不妨设12x x <,则1223bx x a+=-,可得三次函数()f x 在()1, x -∞,()2, x +∞上为增函数,在()12, x x 上为减函数,则1x ,2x 分别为三次函数()32f x ax bx cx d =+++的两个不相等的极值点,那么:①若()()120f x f x ⋅>,则()f x 有且只有1个零点;②若()()120f x f x ⋅<,则()f x 有3个零点;③若()()120f x f x ⋅=,则()f x 有2个零点.特别地,若三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++>存在极值点0x ,且()00f x =,则()f x 地解析式为()()()20f x a x x x m =--.同理,对于三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++<,其性质也可类比得到.3、由于三次函数()()32 0f x ax bx cx d a =+++≠的导函数()232f x ax bx c '=++为二次函数,其图象变化规律具有对称性,所以三次函数图象也应当具有对称性,其图象对称中心应当为点, 33bb faa ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,此结论可以由对称性的定义加以证明.事实上,该图象对称中心的横坐标正是三次函数导函数的极值点.4、恒成立(或存在性)问题常常运用分离参数法,转化为求具体函数的最值问题.5、如果无法分离参数,可以考虑对参数或自变量进行分类讨论,利用函数性质求解,常见的是利用函数单调性求解函数的最大、最小值.6、当不能用分离参数法或借助于分类讨论解决问题时,还可以考虑利用函数图象来求解,即利用数形结合思想解决恒成立(或存在性)问题,此时应先构造函数,作出符合已知条件的图形,再考虑在给定区间上函数图象之间的关系,得出答案或列出条件,求出参数的范围.7、两类零点问题的不同处理方法利用零点存在性定理的条件为函数图象在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且()()0f a f b ⋅<..①直接法:判断-一个零点时,若函数为单调函数,则只需取值证明()()0f a f b ⋅<.②分类讨论法:判断几个零点时,需要先结合单调性,确定分类讨论的标准,再利用零点存在性定理,在每个单调区间内取值证明()()0f a f b ⋅<.8、利用导数研究方程根(函数零点)的技巧(1)研究方程根的情况,可以通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等.(2)根据题目要求,画出函数图象的走势规律,标明函数极(最)值的位置.(3)利用数形结合的思想去分析问题,可以使问题的求解有一个清晰、直观的整体展现.9、已知函数零点个数求参数的常用方法(1)分离参数法:首先分离出参数,然后利用求导的方法求出构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围.(2)分类讨论法:结合单调性,先确定参数分类的标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各小范围并在一起,即为所求参数范围.1.(2023·江西宜春·统考模拟预测)已知函数()()()ln 1,ln (0)1m xf x xg x x m x m=+-=+>+,且()()120f x g x ==,则()2111em x x -+的最大值为()A .1B .eC .2eD .1e【答案】A【解析】()()()()()ln 10,ln 10,1ln 1,11m mf x x x m x x x x =+-=+-==++++()ln0,e ,x xg x x m x m=+==由题意知,()()21121ln 1e ,x x x x m ++==即()()2221121ln 1e e ln e ,x x xx x x m ++===因为0m >,所以21e 1,11xx >+>,设()ln ,1p x x x x =>,则()1ln 0p x x '=+>,()()211e ,xp x p m +==所以211e x x +=,所以()22121111e e e ex m m m x x x m---+==,1(),0e m m t m m -=>,则11(),e m m t m --'=当01m <<时,()0;t m '>当1m >时,()0;t m '<所以()t m 在()0,1时单调递增,在()1,+∞时单调递减,所以max ()(1)1,t m t ==故选:A.2.(2023·湖南岳阳·统考二模)若函数()22ln 2e 2ln x xf x a x ax -=-+有两个不同的零点,则实数a 的取值范围是()A .(),e -∞-B .(],e -∞-C .()e,0-D .()【答案】A【解析】函数()f x 的定义域为(0,)+∞,()()222ln 22ln 2e 2ln e 2ln x x x x f x a x ax a x x --=-+=+-,设2()2ln (0)h x x x x =->,则22(1)(1)()2x x h x x x x+-'=-=,令()01h x x '>⇒>,令()001h x x '<⇒<<,所以函数()h x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增,且(1)1h =,所以min ()(1)1h x h ==,所以()1h x ≥,函数()f x 有两个不同的零点等价于方程()0f x =有两个不同的解,则()222ln 2ln 22e e 2ln 02ln x x x x a x x a x x--+-=⇒-=-,等价于函数y a =-与22ln 2e 2ln x xy x x-=-图象有两个不同的交点.令22ln x x t -=,()1e ,tg t tt =>,则函数y a =-与()1e ,tg t tt =>图象有一个交点,则()()22e 1e e 0tt t t t g t t t '--==>,所以函数()g t 在(1,)+∞上单调递增,所以()()1e g t g >=,且t 趋向于正无穷时,()e tg t t=趋向于正无穷,所以e a ->,解得e a <-.故选:A.3.(2023·江西吉安·统考一模)已知,R,0,0x y x y ∈>>,且2x y xy +=,则8e y x-的可能取值为()(参考数据: 1.1e 3≈, 1.2e 3.321≈)A .54B .32C .e 1-D .e【答案】D【解析】由2x y xy +=,可得844x y =-且1y >,所以84e e 4y yx y-=+-,令()()4e 4,1,yg y y y =+-∈+∞,可得()24e y g y y='-,令()24e yh y y =-,可得()38e 0yh y y '=+>,()h y 为单调递增函数,即()g y '单调递增,又()()1.1 1.222441.1e 0, 1.2e 01.1 1.2g g =--'<'=>,所以存在()0 1.1,1.2y ∈,使得()00204e 0yg y y =-=',所以()()0min 002000444e 44, 1.1,1.2yg g y y y y y ==+-=-∈,设()0200444f y y y =+-,则()0320084f y y y =--',因为()0 1.1,1.2y ∈,所以()00f y '<,所以()0f y 在()1.1,1.2上单调递减,所以()()0191.229f y f >=>,又因为()22e 2e g =->,()g y 在()0,y ∞+上递增,所以D 正确.故选:D.4.(2023·河南开封·开封高中校考一模)若存在[)1,x ∞∈+,使得关于x 的不等式11e x ax +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭成立,则实数a 的最小值为()A .2B .1ln2C .ln21-D .11ln2-【答案】D 【解析】由11e x ax +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭两边取对数可得 1()ln 11x a x ⎛⎫++≥ ⎪⎝⎭①,令11,t x +=则11x t =-,因为[)1,x ∞∈+,所以(1,2]t ∈,则①可转化得1ln 11a t t ⎛⎫+≥⎪-⎝⎭,因为ln 0t >,11ln 1a t t ∴≥--因为存在[)1,x ∞∈+,使得关于x 的不等式11e x ax +⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭成立,所以存在(1,2]t ∈,11ln 1a t t ≥--成立,故求11ln 1t t --的最小值即可,令11(),(1,2]ln 1g x x x x =-∈-2211()(ln )(1)g x x x x '∴=-+⋅-2222(ln )(1)(1)(ln )x x x x x x ⋅--=-2222222(1)1(ln )(ln )2(1)(ln )(1)(ln )x x x x x x x x x x ----+==--,令()h x 21(ln )2,(1,2]x x x x=--+∈212ln 11()2ln 1x x x h x x x xx-+'∴=⋅-+=,令1()2ln ,(1,2]x x x x xϕ=-+∈,2222121()1x x x x x x ϕ-+-'∴=--=22(1)0x x --=<,所以()ϕx 在(1,2]上单调递减,所以()(1)0x ϕϕ<=,()0h x '∴<,所以()h x 在(1,2]上单调递减,所以()(1)0,()0,h x h g x '<=∴<()g x ∴在(1,2]上单调递减,1()(2)1ln 2g x g ∴≥=-,11ln 2a ∴≥-,所以实数a 的最小值为11ln 2-故选:D5.(2023·河北石家庄·统考一模)已知210x x a -=在()0,x ∈+∞上有两个不相等的实数根,则实数a 的取值范围是()A .10,2e ⎛⎤ ⎥⎝⎦B .10,2e ⎛⎫⎪⎝⎭C .12e 1,e ⎛⎤ ⎥⎝⎦D .12e 1,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】D【解析】由()0,x ∈+∞,则210x x a =>,故2ln ln xa x=,要使原方程在()0,x ∈+∞有两个不等实根,即2ln ()xf x x =与ln y a =有两个不同的交点,由432ln 12ln ()x x x x f x x x --'==,令()0f x '>,则120e x <<,()0f x '<,则12e x >,所以()f x 在12(0,e )上递增,12(e ,)+∞上递减,故12max 1()(e )2e f x f ==,又x 趋向于0时,()f x 趋向负无穷,x 趋向于正无穷时,()f x 趋向0,所以,要使()f x 与ln y a =有两个不同的交点,则10ln 2ea <<,所以12e 1e a <<.故选:D6.(2023·吉林·统考三模)已知不等式22e ln ln x x λλ+≥在()0,x ∈+∞上恒成立,则实数λ的取值范围是()A .10,2e ⎛⎤ ⎥⎝⎦B .10,4e ⎛⎤ ⎥⎝⎦C .1,2e ∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭D .1,4e ⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】C【解析】由22e ln ln x x λλ+≥得22e ln ln lnxxx λλλ≥-=,即22e lnxxxx λλ≥,令()e t f t t =,()0,t ∈+∞,则()()1e 0tf t t '=+>,所以()e tf t t =在()0,∞+上单调递增,而ln22e lnlne xxxxxx λλλλ≥=等价于()2ln x f x f λ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭,∴2lnxx λ≥,即2e xx λ≥令()2e x g x x =,()0,x ∈+∞,则()212e xg x x-'=,所以()g x 在10,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时()0g x '>,为增函数;在在1,2x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时()0g x '<,为减函数,所以()g x 最大值为1122e g ⎛⎫= ⎪⎝⎭,∴12e λ≥.故选:C7.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模)设()f x 是定义在R 上的可导函数,()f x 的导函数为()f x ',且()()32f x f x x '⋅>在R 上恒成立,则下列说法中正确的是()A .()()20232023f f <-B .()()20232023f f >-C .()()20232023f f <-D .()()20232023f f >-【答案】D【解析】由题设32()()4f x f x x ⋅>',构造24()()g x f x x =-,则3()2()()40g x f x f x x =-'>',所以()g x 在R 上单调递增,则(2023)(2023)g g >-,即2424(2023)2023(2023)(2023)f f ->---,所以22(2023)(2023)f f >-,即()()20232023f f >-.故选:D8.(2023·四川广安·统考二模)若存在[]01,2x ∈-,使不等式()022002e 1ln e 2ex ax a x +-≥+-成立,则a 的取值范围是()A .21,e 2e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .221,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .421,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .41,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】D【解析】()022002e 1ln e 2e x a x a x +-≥+-⇔()()222e 1ln e 12e x a a x ---≥-()()()000022222 e 1ln e 1ln e 2 e 1ln 2e e x x x x a a a a e ⇔---≥-⇔-≥-令ex at =,即()2e 1ln 220t t --+≥,因为0[1,2]x ∈-,所以21,e e a a t -⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,令()2()e 1ln 22f t t t =--+.则原问题等价于存在21,e e a a t -⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,使得()0f t ≥成立.()22e 12e 1()2t f t t t---'=-=令()0f t '<,即()2e 120,t --<解得2e 12t ->,令()0f t '>,即()2e 120,t -->解得2e 102t -<<,所以()f t 在2e 10,2⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,在2e 1,2⎛⎫-+∞⎪⎝⎭上单调递减.又因为()()2222(1)0,e e 1ln e 2e 2f f ==--+222e 22e 20=--+=而22e 11e 2-<<,∴当21e t ≤≤时,()0f t ≥.若存在21,e e a a t -⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,使得()0f t ≥成立.只需22e e a ≤且11e a -≥,解得4ea ≤且1e a ≥,所以41e ea ≤≤.故a 的取值范围为41,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故选:D9.(2023·河南郑州·统考二模)函数()ln ,01,0x x x f x x x >⎧=⎨+≤⎩,若关于x 的方程()()()210f x m f x m -++=⎡⎤⎣⎦恰有5个不同的实数根,则实数m 的取值范围是()A .10em -<<B .10em -<≤C .10em -≤<D .10em -≤≤【答案】A【解析】由()2[()]1()[()][()1]0f x m f x m f x m f x -++=--=,可得()f x m =或()1f x =,令ln y x x =且定义域为(0,)+∞,则ln 1y x ¢=+,当1(0,ex ∈时0'<y ,即y 递减;当1(,)ex ∈+∞时0'>y ,即y 递增;所以min 1e y =-,且1|0x y ==,在x 趋向正无穷y 趋向正无穷,综上,根据()f x 解析式可得图象如下图示:显然()1f x =对应两个根,要使原方程有5个根,则()f x m =有三个根,即(),f x y m =有3个交点,所以10em -<<.故选:A10.(2023·贵州·统考模拟预测)已知函数()f x 在R 上满足如下条件:(1)()()0f x f x -+=;(2)()20f -=;(3)当()0,x ∈+∞时,()()f x f x x'<.若()0f a >恒成立,则实数a 的值不可能是()A .3-B .2C .4-D .1【答案】B 【解析】设()()f x g x x =,则()()()2xf x f x g x x'-'=,因为当()0,x ∈+∞时,()()f x f x x'<,所以当0x >时,有()()0xf x f x '-<恒成立,即此时()g x '<0,函数()g x 为减函数,因为()f x 在R 上满足()()0f x f x -+=,所以函数()f x 是奇函数,又()20f -=,所以()20f =,又()()()()()f x f x f x g x g x x x x---====--,故()g x 是偶函数,所以()()220g g =-=,且()g x 在(),0x ∈-∞上为增函数,当0a >时,()0f a >,即()()0f a ag a =>,等价为()0g a >,即()()2g a g >,得02a <<;当a<0时,()0f a >,即()()0f a ag a =>,等价为()0g a <,即()()2g a g <-,此时函数()g x 为增函数,得2a <-,综上不等式()0f a >的解集是()(),20,2-∞- ,结合选项可知,实数a 的值可能是3-,4-,1.故选:B11.(2023·广西·统考三模)已知2()cos f x x x =+,若3441e ,ln ,54a f b f c f -⎛⎫⎛⎫⎛⎫===- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b c a <<B .c a b<<C .c b a<<D .a c b<<【答案】A【解析】因为2()cos ,R f x x x x =+∈,定义域关于原点对称,()22()()cos()cos f x x x x x f x -=-+-=+=,所以()f x 为R 上的偶函数,当0x ≥时,()2sin ,f x x x '=-,设()2sin g x x x =-,则()2cos g x x =-',1cos 1x -≤≤ ,()0g x '∴>,所以()g x 即()f x '在[0,)+∞上单调递增,所以()(0)0f x f ''≥=,所以()f x 在[0,)+∞上单调递增,又因为()f x 为偶函数,所以()f x 在(,0]-∞上单调递减,又因为41ln0,054<-<,所以445ln ln ln 554b f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,1144c f f ⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭又因为31411ee e 4-->=>,因为141ln e 4=,41445e e, 2.4e 4⎛⎫⎛⎫=≈< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以145e 4>,所以145ln e ln 4>,即15ln 44>,所以3415eln 44->>,所以3441e 5ln 4f f f -⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭,即a c b >>.故选:A.12.(2023·天津南开·统考一模)已知函数()()216249,1,11,1,9x x x f x f x x ⎧-+≤⎪=⎨->⎪⎩则下列结论:①()1*9,Nn f n n -=∈②()()10,,x f x x∞∀∈+<恒成立③关于x 的方程()()R f x m m =∈有三个不同的实根,则119m <<④关于x 的方程()()1*9N n f x n -=∈的所有根之和为23n n +其中正确结论有()A .1个B .2个C .3个D .4个【答案】B【解析】由题意知,()()()()1211111219999n n f n f n f n f n n --=-=-==--=⎡⎤⎣⎦ ,所以①正确;又由上式知,要使得()()10,,x f x x∞∀∈+<恒成立,只需满足01x <≤时,()1f x x <恒成立,即2116249x x x-+<,即321624910x x x -+-<恒成立,令()(]32162491,0,1g x x x x x =-+-∈,则()248489g x x x '=-+,令()0g x '=,解得14x =或34x =,当1(0,4x ∈时,()0g x '>,()g x 单调递增;当13(,)44x ∈时,()0g x '<,()g x 单调递减;当3(,)4x ∈+∞时,()0g x '>,()g x 单调递增,当14x =时,函数()g x 取得极大值,极大值11101444g f ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,所以②不正确;作出函数()f x 的图象,如图所示,由图象可知,要使得方程()()R f x m m =∈有三个不同的实根,则满足()()21f m f <<,即119m <<,所以③正确;由()1(1)9f x f x =-知,函数()f x 在(),1n n +上的函数图象可以由()1,n n -上的图象向右平移一个单位长度,再将所有点的横坐标不变,纵坐标变为原来的19倍得到,因为216249y x x =-+的对称轴为34x =,故()09f x =的两根之和为32,同理可得:()19f x =的两个之和为322+, ,()19nf x -=的两个之和为32(1)2n +-,故所有根之和为23333(2)[2(1)]2222n n n +++++-=+,所以④不正确.故选:B.13.(2023·山东济南·一模)函数()()()221xxx f x a a a =++-+(0a >且1a ≠)的零点个数为()A .1B .2C .3D .4【答案】B【解析】由()0f x =可得22011x x a a a a +⎛⎫⎛⎫+-= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭,即11112011x xa a ⎛⎫⎛⎫-++-= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭,因为0a >且1a ≠,则1110,,1122a ⎛⎫⎛⎫∈ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭,令11t a =+,令()()()112x xg x t t =-++-,则()()010g g ==,()()()()()1ln 11ln 1xxg x t t t t '=--+++,令()()()()()1ln 11ln 1xxh x t t t t =--+++,则()()()()()221ln 11ln 10xxh x t t t t '=--+++>⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,所以,函数()g x '在R 上单调递增,因为()()()()20ln 1ln 1ln 1ln10g t t t'=-++=-<=,()()()()()11ln 11ln 1g t t t t '=--+++,令()()()()()1ln 11ln 1p t t t t t =--+++,其中01t <<,则()()()ln 1ln 10p t t t '=+-->,所以,函数()p t 在()0,1上单调递增,所以,()()()100g p t p >'==,由零点存在定理可知,存在()00,1x ∈,使得()00g x '=,且当0x x <时,()0g x '<,此时函数()g x 单调递减,当0x x >时,()0g x '>,此时函数()g x 单调递增,所以,()()()0010g x g g <==,所以,函数()g x 的零点个数为2,即函数()f x 的零点个数为2.故选:B.14.(2023·陕西榆林·统考二模)已知函数()()25e xf x x x =+-,若函数()()()()222g x f x a f x a =---⎡⎤⎣⎦恰有5个零点,则a 的取值范围是()A .()3e,0-B .470,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭C .473e,e ⎛⎫- ⎪⎝⎭D .()0,3e 【答案】B【解析】函数()g x 恰有5个零点等价于关于x 的方程()()()2220f x a f x a ⎡⎤---=⎣⎦有5个不同的实根.由()()()2220f x a f x a ⎡⎤---=⎣⎦,得()f x a =或()2f x =-.因为()()25e x f x x x =+-,所以()()234e x f x x x '=+-()()41e xx x =+-,由()0f x ¢>,得<4x -或1x >,由()0f x '<,得41x -<<,则()f x 在(),4-∞-和()1,+∞上单调递增,在()4,1-上单调递减.因为()474e f -=,()13e f =-,当x →+∞时,()f x →+∞,当x →-∞时,()0f x →,所以可画出()f x 的大致图象:由图可知()2f x =-有2个不同的实根,则()f x a =有3个不同的实根,故470,e a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,故A ,C ,D 错误.故选:B.15.(2023·山东枣庄·统考二模)已知()f x =,a ∈R ,曲线cos 2y x =+上存在点()00,x y ,使得()()00f f y y =,则a 的范围是()A .()8,18ln 3+B .[]8,18ln 3+C .()9,27ln 3+D .[]9,27ln 3+【答案】B【解析】因为[]cos 1,1x ∈-,所以[]cos 21,3y x =+∈,由题意cos 2y x =+上存在一点()00,x y 使得()()00f f y y =,即[]01,3y ∈,只需证明()00f y y =,显然()f x =假设()00f y y c =>,则()()()()000f f y f c c y f y ==>>不满足()()00f f y y =,同理()00f y c y =<不满足()()00f f y y =,所以()00f y y =,那么函数()[]1,3f x =即函数()f x x =在[]1,3x ∈有解,x =,可得[]2ln 9,1,3x x a x x +-=∈,从而[]2ln 9,1,3x x x a x +-=∈,令()[]2ln 9,1,3h x x x x x =+-∈,则()2119292x x h x x x x+-'=+-=,令()0h x '=,即21920x x +-=,解得12993,044x x -=>=(舍去),()0h x '>时03x <<<()0h x '<时x >所以()h x 在[]1,3单调递增,所以()()()13h h x h ≤≤,()1ln1918h =+-=,()3ln 3279ln 318h =+-=+,所以()h x 的取值范围为[]8,ln 318+,即a 的取值范围为[]8,ln 318+.故选:B.16.(2023·四川绵阳·盐亭中学校考模拟预测)已知()(0)ln kxx k xϕ=>,若不等式()11e kxxx ϕ+<+在()1+∞,上恒成立,则k 的取值范围为()A .1e⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,B .()ln2+∞,C .()0,eD .()0,2e 【答案】A【解析】由题意知,(1,)x ∀∈+∞,不等式11e ln kx x kx x+<+恒成立,即()(1,),1eln e(1)ln kxkxx x x ∀∈+∞+>+成立.设()(1)ln (1)f x x x x =+>,则()e ()kxf f x >.因为11()ln ln 10x f x x x x x+'=+=++>,所以()f x 在()1+∞,上单调递增,于是e kx x >对任意的()1x ∈+∞,恒成立,即ln xk x >对任意的()1x ∈+∞,恒成立.令ln ()(1)x g x x x=>,即max ()k g x >.因为21ln ()xg x x-'=,所以当(1,e)x ∈时,()0g x '>;当()e x ∈+∞,时,()g x '<0,所以()g x 在(1,e)上单调递增,在()e ,+∞上单调递减,所以max 1()(e)eg x g ==,所以1ek >.故选:A .17.(2023·江西·校联考模拟预测)已知()ee 1ln x x a x+>有解,则实数a 的取值范围为()A .21,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .1,e⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭C .()1,-+∞D .1,e⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭【答案】A【解析】不等式()e e 1ln x x a x+>可化为()e ln 1x a x x x ++>,()()e ln e 1x x a x x +>,令e x t x =,则ln 1at t +>且0t >,由已知不等式ln 1t at +>在()0,∞+上有解,所以1ln ta t ->在()0,∞+上有解.令()1ln t f t t -=,则()2ln 2t f t t ='-,当20e t <<时,()0f t '<,()f t 在()20,e 上单调递减;当2t e >时,()0f t '>,()f t 在()2e ,+∞单调递增,所以()min f t =()221e e f =-,所以21e a >-,所以a 的取值范围为21,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭,故选:A.18.(2023·辽宁朝阳·校联考一模)设0k >,若不等式()ln e 0xk kx -≤在0x >时恒成立,则k 的最大值为()A .eB .1C .1e -D .2e 【答案】A【解析】对于()ln e 0xk kx -≤,即()e ln x kx k≤,因为()ln y kx =是e xy k =的反函数,所以()ln y kx =与e xy k =关于y x =对称,原问题等价于e x x k≥对一切0x >恒成立,即e xk x≤;令()e x f x x =,则()()'21e x x f x x -=,当01x <<时,()()'0,f x f x <单调递减,当1x >时,()()'0,f x f x >单调递增,()()min 1e f x f ==,e k ∴≤;故选:A.19.(2023·四川南充·统考二模)已知函数()()2ln ln 1212x x h x t t x x ⎛⎫=--+- ⎪⎝⎭有三个不同的零点123,,x x x ,且123x x x <<.则实数11ln 1x x ⎛-⎝)A .1t -B .1t -C .-1D .1【答案】D 【解析】令ln x y x =,则21ln xy x-'=,当(0,e)x ∈时0'>y ,y 是增函数,当(e,)x ∈+∞时0'<y ,y 是减函数;又x 趋向于0时y 趋向负无穷,x 趋向于正无穷时y 趋向0,且e 1|ex y ==,令ln xm x=,则2()()(12)12h x g m m t m t ==--+-,要使()h x 有3个不同零点,则()g m 必有2个零点12,m m ,若11(0,e m ∈,则21em =或2(,0]m ∞∈-,所以2(12)120m t m t --+-=有两个不同的根12,m m ,则2Δ(12)4(12)0t t =--->,所以32t <-或12t >,且1212m m t +=-,1212m m t =-,①若32t <-,12124m m t +=->,与12,m m 的范围相矛盾,故不成立;②若12t >,则方程的两个根12,m m 一正一负,即11(0,)em ∈,2(,0)m ∞∈-;又123x x x <<,则12301e x x x <<<<<,且121ln x m x =,32123ln ln x x m x x ==,故11ln 1x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭(()()221111m m m =-=--12121()1m m m m =-++=.故选:D20.(2023·陕西咸阳·武功县普集高级中学统考二模)已知实数0a >,e 2.718=…,对任意()1,x ∈-+∞,不等式()e e 2ln xa ax a ⎡⎤++⎣⎦≥恒成立,则实数a 的取值范围是()A .10,e ⎛⎤⎥⎝⎦B .1,1e⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .20,e⎛⎫⎪⎝⎭D .2,1e⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】A【解析】因为()e e 2ln xa ax a ⎡⎤++⎣⎦≥,所以()()1e2ln 2ln 2ln ln(1)x a ax a a a ax a a a a a x -⎡⎤++=++=+++⎣≥⎦,即11e 2ln ln(1)x a x a-⋅++≥+,即1ln 11ln e e 2ln ln(1)e 2ln ln(1)x x a a a x a x ---⋅+++⇔+≥++≥,所以1ln e 1ln ln(1)1x a x x a x --+≥--+++,令()e ,(1,)x f x x x =+∈-+∞,易知()f x 在()1,x ∈-+∞上单调递增,又因为ln(1)[ln(1)]e ln(1)1ln(1)x f x x x x ++=++=+++,所以(1ln )[ln(1)]f x a f x --≥+,所以1ln ln(1),(1,)x a x x --≥+∈-+∞,所以ln 1ln(1),(1,)a x x x ≤--+∈-+∞,令()1ln(1),(1,)g x x x x =--+∈-+∞,则1()111x g x x x '=-=++,所以当(1,0)x ∈-时,()0g x '<,()g x 单调递减;当,()0x ∈+∞时,()0g x '>,()g x 单调递增;所以min ()(0)1g x g ==-,所以ln 1a ≤-,解得10ea <≤.故选:A21.(2023·陕西榆林·统考二模)已知函数()()25e xf x x x =+-,若函数()()()()0g x f f x a a =->,则()g x 的零点个数不可能是()A .1B .3C .5D .7【答案】D【解析】令()0g x =,即()()f f x a =,因为()()25e xf x x x =+-,所以()2()34e x f x x x '=+-,由()0f x ¢>,得<4x -或1x >,由()0f x '<,得41x -<<,则()f x 在(),4-∞-和()1,+∞上单调递增,在()4,1-上单调递减,因为()474e f -=,()13e f =-,当+x →∞时,()+f x →∞,当x →-∞时,()0f x →,令()0f x =,解得1212x -=或1212x -=,所以可画出()f x 的大致图像,设()t f x =,则()f t a =,第一种情况:当470e a <<时,()f t a =有三个不同的零点1t ,2t ,3t ,不妨设123t t t <<,则14t <-,2142t -<<-,312t ->,①讨论()1f x t =根的情况:当13e t <-时,()1f x t =无实数根,当13e t =-时,()1f x t =有1个实数根,当13e 4t -<<-时,()1f x t =有2个实数根,②讨论()2f x t =根的情况:因为2142t -<<-,所以()2f x t =有2个实数根,③讨论()3f x t =根的情况:因为3t >47e>,所以()3f x t =只有1个实数根,第二种情况:当47e a =时,()f t a =有2个实数根44t =-,51212t ->,则()4f x t =有2个实数根,()5f x t =有1个实数根,故当47ea =时,()()f f x a =有3个实数根;第三种情况:当47e a >时,()f t a =有一个实数根612t ->,则()6f x t =有1个实数根,综上,当470ea <<时,()()f f x a =可能有3个或4个或5个实数根;当47e a =时,()()f f x a =有3实数根;当47e a >时,()()f f x a =有1个实数根;综上,()g x 的零点个数可能是1或3或4或5.故选:D .22.(多选题)(2023·河北唐山·开滦第二中学校考一模)若关于x 的不等式1ln ln e e ex m xm -+≥在(),m +∞上恒成立,则实数m 的值可能为()A .21e B .22e C .1eD .2e【答案】CD【解析】因为不等式1ln ln ee e x m x m -+≥在(),m +∞上恒成立,显然0x m >>,1x m >,ln 0xm>,因此ln 1ln ln 1ee ln e ln e ln e e e xx x x x mm x x x x x m x x m m m m m-+≥⇔≥⇔≥⇔≥⋅,令()e ,0x f x x x =>,求导得()(1)0x f x x e '=+>,即函数()f x 在(0,)+∞上单调递增,ln e ln e ()(ln xxm x x x f x f m m ≥⋅⇔≥,于是ln x x m ≥,即e e xx x x m m ≥⇔≥,令(),0e x xg x x =>,求导得1()ex x g x -'=,当01x <<时,()0g x '>,当1x >时,()0g x '<,因此函数()g x 在(0,1)上单调递增,在(1,)+∞上单调递减,max 1()(1)eg x g ==,因为0x m >>,则当01m <<时,()g x 在(,1)m 上单调递增,在(1,)+∞上单调递减,1()(1)eg x g ≤=,因此要使原不等式成立,则有11em ≤<,当m 1≥时,函数()g x 在(,)m +∞上单调递减,()()()11eg x g m g <≤=,符合题意,所以m 的取值范围为1[,)e+∞,选项AB 不满足,选项CD 满足.故选:CD23.(多选题)(2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测)已知函数()()()32e 04610x x f x x x x ⎧<⎪=⎨-+≥⎪⎩,其中e 是自然对数的底数,记()()()2h x f x f x a =-+⎡⎤⎣⎦,()()()3g x f f x =-,则()A .()g x 有唯一零点B .方程()f x x =有两个不相等的根C .当()h x 有且只有3个零点时,[)2,0a ∈-D .0a =时,()h x 有4个零点【答案】ABD【解析】因为32()461(0)f x x x x =-+≥,所以2()121212(1)(0)f x x x x x x '=-=-≥,所以(0,1)x ∈时,()0f x '<,(1,)x ∈+∞时,()0f x '>所以()()()32e04610x x f x x x x ⎧<⎪=⎨-+≥⎪⎩的图像如下图,选项A ,因为()()()3g x f f x =-,令()f x t =,由()0g x =,得到()3f t =,由图像知,存在唯一的01t >,使得()3f t =,所以0()1f x t =>,由()f x 的图像知,存在唯一0x ,使00()f x t =,即()()()3g x f f x =-只有唯一零点,所以选项A 正确;选项B ,令()g x x =,如图,易知()g x x =与()y f x =有两个交点,所以方程()f x x =有两个不相等的根,所以选项B 正确;选项C ,因为()()()2h x f x f x a =-+⎡⎤⎣⎦,令()f x m =,由()0h x =,得到20m m a -+=,当()h x 有且只有3个零点时,由()f x 的图像知,方程20m m a -+=有两等根0m ,且0(0,1)m ∈,或两不等根12,m m ,1210,1m m -<<>,或121,1m m =-=(舍弃,不满足韦达定理),所以140a ∆=-=或Δ140(0)0(1)0(1)0a f f f =->⎧⎪<⎪⎨->⎪⎪<⎩即14a =或14020a a aa ⎧<⎪⎪⎪<⎨⎪-<⎪<⎪⎩,所以14a =或20a -<<,当14a =时,12m =,满足条件,所以选项C 错误;选项D ,当0a =时,由()0h x =,得到()0f x =或()1f x =,由()f x 的图像知,当()0f x =时,有2个解,当()1f x =时,有2个解,所以选项D 正确.故选:ABD.24.(多选题)(2023·全国·模拟预测)已知函数()21ln 1f x a x x =++.若当()0,1x ∈时,()0f x >,则a 的一个值所在的区间可能是()A .()12,11--B .()0,1C .()2,3D .()24e ,e 【答案】ABC 【解析】设21t x =,因为01x <<,所以1t >,则211ln 1ln 12a x t a t x ++=-+.设()1ln 12g t t a t =-+,则()12ag t t'=-.若2a ≤,则()0g t '>,所以()g t 在()1,+∞上单调递增,所以()()120g t g >=>,则A ,B 符合题意.若2a >,则当1,2a t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0g t '<,所以()g t 单调递减;当,2a t ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0g t '>,所以()g t 单调递增.所以()ln 12222a a a ag t g ⎛⎫≥=-+ ⎪⎝⎭.设()()ln 11h x x x x x =-+>,则()ln 0h x x '=-<,所以()h x 在()1,+∞上单调递减,且3533ln 02222h ⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,所以若()2,3a ∈,则()30222a a g t g h h ⎛⎫⎛⎫⎛⎫≥=>> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,当()0,1x ∈时,()0f x >,C 符合题意.因为()h x 在()1,+∞上单调递减,且()22e e 10h =-+<,所以若()24e ,e a ∈,则24e e ,222a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,取22e a =,则()2e 022a a g h h ⎛⎫⎛⎫=<< ⎪ ⎝⎭⎝⎭,此时存在()1,t ∈+∞,使得()0g t <,即存在()0,1x ∈时,使得()0f x <,D 不符合题意.故选:ABC .25.(多选题)(2023·全国·本溪高中校联考模拟预测)已知函数()f x 是定义在()0,∞+上的函数,()f x '是()f x 的导函数,若()()122e xx f x xf x '+=,且()e 22f =,则下列结论正确的是()A .函数()f x 在定义域上有极小值.B .函数()f x 在定义域上单调递增.C .函数()()eln H x xf x x =-的单调递减区间为()0,2.D .不等式()12e e 4x f x +>的解集为()2,+∞.【解析】令()()m x xf x =,则()()()m x f x xf x ''=+,又()()22e xx f x xf x '+=得:()()2e xf x xf x x'+=,由()()m x f x x =得:()()()()()()()22222e xm x x m x xf x x f x m x m x f x x x x ''⋅-+--'===,令()()2e xh x m x =-得:()()2222e e e 2e 222x x x xx h x m x x x -''=-=-=⎛⎫ ⎪⎝⎭,当()0,2x ∈时,()0h x '<,()h x 单调递减;当()2,x ∈+∞时,()0h x '>,()h x 单调递增,所以()()()()2e 2e 220h x h m f ≥=-=-=,即()0f x '≥,所以()f x 单调递增,所以B 正确,A 不正确;由()()eln H x m x x =-且定义域为()0,∞+得:()()2e e e x H x m x xx-''=-=,令()0H x '<,解得02x <<,即()H x 的单调递减区间为()0,2,故C 正确.()12ee 4xf x +>的解集等价于()2e e 4x x x xf x +>的解集,设()()2e e 44xx x x m x ϕ=--,则()()222ee ee e 11424424x xx x x x m x x ϕ⎛⎫⎛⎫''=-+-=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2282e e 84x x x x --=⋅-,当()2,x ∈+∞时,2820x x --<,此时()0x ϕ'<,即()x ϕ在()2,+∞上递减,所以()()()22e 0x m ϕϕ<=-=,即()2e e 4x x x xf x +<在()2,+∞上成立,故D 错误.26.(多选题)(2023·山东泰安·统考一模)已知函数()()()ln f x x x ax a =-∈R 有两个极值点1x ,2x ()12x x <,则()A .102a <<B .2112x a<<C .21112x x a->-D .()10<f x ,()212f x >-【答案】ACD【解析】对于A :()()()ln f x x x ax a =-∈R ,定义域()0,x ∈+∞,()()ln 120f x x ax x '=+->,函数()f x 有两个极值点1x ,2x ,则()f x '有两个变号零点,设()()ln 120g x x ax x =+->,则()1122axg x a xx-'=-=,当0a ≤时,()0g x '>,则函数()f x '单调递增,则函数()f x '最多只有一个变号零点,不符合题意,故舍去;当0a >时,12x a <时,()0g x '>,12x a>时,()0g x '<,则函数()f x '在10,2a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,在1,2a ⎛⎫+∞⎪⎝⎭上单调递减,若()f x '有两个变号零点,则102f a ⎛⎫'> ⎪⎝⎭,解得:12a <,此时x 由正趋向于0时,()f x '趋向于-∞,x 趋向于+∞时,()f x '趋向于-∞,则()f x '有两个变号零点,满足题意,故a 的范围为:102a <<,故A 正确;对于B :函数()f x 有两个极值点1x ,2x ()12x x <,即()f x '有两个变号零点1x ,2x ()12x x <,则1212x x a<<,故B 错误;对于C :当102a <<时,()1120f a '=->,则12112x x a <<<,即212x a >,11x ->-,则21112x x a->-,故C 正确;对于D :()f x '有两个变号零点1x ,2x ()12x x <,且函数()f x '先增后减,则函数()f x 在()10,x 与()2,x +∞上单调递减,在()12,x x 上单调递增,121x x << ,且102a <<,()()()()1210112f x f a f x f a ⎧<=-<⎪∴⎨>=->-⎪⎩,故D 正确;故选:ACD.27.(多选题)(2023·吉林·东北师大附中校考二模)已知函数()ln xf x a a =,()()ln 1g x a x =-,其中0a >且1a ≠.若函数()()()h x f x g x =-,则下列结论正确的是()A .当01a <<时,()h x 有且只有一个零点B .当1e 1e a <<时,()h x 有两个零点C .当1e e a >时,曲线()yf x =与曲线()yg x =有且只有两条公切线D .若()h x 为单调函数,则e e 1a -≤<【答案】BCD【解析】对A ,()ln ln(1),x h x a a a x =--令()10,ln ln(1),log (1)x x a h x a a a x a x -=∴=-∴=-,令111,164a x =-=,或111,162a x =-=1log (1)x a a x -=-都成立,()h x 有两个零点,故A 错误;对B ,1ln ln(1),x a a x -=-令1ln ,(1)ln ln ,ln(1),1x ta t x a t t x x -=∴-=∴⋅=--ln (1)ln(1)t t x x ∴=--,(1t >).考虑ln (),()ln 10,y x x F x F x x '===+=11,()(1),e x x F a F x -∴=∴=-所以函数()F x 在1(0,e单调递减,在1(,)e +∞单调递增,1()(1),x F a F x -∴=-1ln(1)1,ln 1x x a x a x --∴=-∴=-.考虑2ln 1ln (),()0,e,x xQ x Q x x x x -'=∴==∴=所以函数()Q x 在(0,e)单调递增,在(e,)+∞单调递减,1(e),eQ =当1ln1e ()e 0,1e eQ ==-<x →+∞时,()0Q x >,所以当10ln e a <<时,有两个零点.此时1e 1e a <<,故B 正确;对C ,设21ln ,(),()e 1x ak a f x a k g x x ''=>=⋅=-,1t x =-.设切点1122111222(,()),(,()),()()(),()()(),x f x x g x y f x f x x x y g x g x x x ''∴-=--=-所以12111222()()()()()()f x g x f x x f x g x x g x ''''=⎧⎨-=-⎩.①111122222211,,11x x t a a k a k a k x x t -=∴==--。
高中数学平口单峰函数(绝对值)的一些一.平口二次函数问题去掉二次函数的的坐标系,二次函数的一切只跟一个系数有关,就是a ,一切b c ,这些系数与二次函数的形状没有任何影响.在初中的课本中提到的()22y ax y a x h k 平移变换==-+,我们将坐标轴去掉,单纯研究二次函数,解决当()[]2f x x bx c x p q ,,=++Î时,()f x c £,求c 最小值问题.由于有了绝对值,函数成为了平口型,即解决抛物线在水平跨度范围内的竖直范围.图1图2图3如图1,我们将二次函数在一个固定的纵坐标时,两个交点之间的距离叫蝶宽2m ,此时函数定顶点到蝶宽弦的距离称为蝶高n ,相对应的角叫蝶角,定义tan nma =,可以得出以下定理:①tan m a =,即蝶宽与蝶角正切值相等,蝶宽越大,蝶角越大;②以对称轴为中心,每增加m 的蝶宽,相对应的蝶高比为21:4:9::n ,增加的蝶高n 比为1:3:5::21n -;③如图2,处于同一单调区间时,最大值M 和最小值m 的差值()g x M m =-在区间距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大;处于两个不同单调区间时,()g x M m =-在区间中点距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大,故当仅当对称轴为中点22b p q +-=时,()()()min 22b bg x M m f q f f p f =-=--=--;综上,如图3,当0M m +=,()f x c £时,c 取得最小值,此时2p qm f+=,()()M f p f q ==.例2:设函数()2f x x ax b =++,对于任意的实数,a b ,总存在[]00,4x Î,使得()0f x t ³成立,则实数t 的解题技巧二.平口对勾函数问题对勾函数涉及极值偏移,算数平均数的中点的值不代表最值,()[],,af x x b x p q x=++Î时,()f x c £,求c 最小值问题,根据平口二次函数的推论,可以知道是()()f p f q =,如图4,求出参数a 以后再根据()0f p f+=确定参数b ;定理:当仅当a pq =时,对勾函数在区间[],p q 才能构成平口对勾函数,()f x 去最小值时取到了[],p q 的几何平均数中点.图4例3:(2018台州期末)已知()1f x x ax b x =+--,当1,22x Î时,设()f x 的最大值为(),M a b ,则(),M a b三.平口三次函数问题三次函数涉及到双峰问题,我们需要在给定的定义域内构造出单峰三次函数(即部分图像,通常是极大值到极大值等值点这一段),如下图,若[]12x ∈-,,我们可在此区间构造单峰函数.【例5】(2019•武汉调研):已知函数()3f x x ax b =++的定义域为[1,2]-,记()f x 的最大值为M ,则M 的最小值为()A.4B.3C.2D.秒杀秘籍:关于平口函数的万能招数例6:(2018呼和浩特期中)设函数(),,,f x ax b a b R =-Î若对于任意的实数,a b 总存在实数[]00,4x Î,使得f x m ³成立,则实数m 的取值范围为。
单峰式分布规律1.引言1.1 概述单峰式分布规律是指在某个领域或者某个数据集中,所观察到的现象呈现出一个明显的峰值,并且在峰值两侧逐渐减小的趋势。
这种分布规律在许多领域都有广泛的应用,例如人口统计学、经济学、生态学等等。
单峰式分布规律的特点是其分布形态呈现一个单个的峰值,而不是多个峰值或者没有峰值的情况。
这个峰值代表了某个特定的数值或区间在数据集中出现的最高频率。
在这个峰值两侧,数据的频率逐渐减小,形成一个由高到低的变化趋势。
这种分布规律的应用非常广泛。
在人口统计学中,我们可以观察到人口的年龄分布往往呈现出一个年龄段的高峰,代表了该年龄段的人口数量最多。
在经济学中,收入分布也往往呈现出一个收入水平的峰值,代表了该收入水平的人群最为集中。
在生态学中,物种数量的分布也常常呈现出一个物种丰富度的峰值,代表了该生态系统中物种的多样性程度。
单峰式分布规律的意义在于它可以帮助我们理解不同领域中的分布情况,并从中挖掘出有用的信息。
通过对数据的分析和对峰值的确定,我们可以更好地了解某个特定事件或现象在整个数据集中的分布情况,从而为决策制定提供科学依据。
此外,单峰式分布规律也可以用来比较不同数据集之间的差异和相似性,进一步加深我们对现象背后的原因和机制的认识。
在下文中,我们将具体介绍单峰式分布规律的定义、特点以及其在实际应用中的意义和应用案例,旨在帮助读者更好地理解和应用这一重要的分布规律。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括本文将分为几个主要部分来讨论单峰式分布规律。
以下是各部分的简要介绍:1. 引言部分(Chapter 1):本部分将概述文章的研究主题和目的。
首先,我们将介绍单峰式分布规律的概念和定义,并说明其在实际应用中的重要性。
接着,我们将描述本文的结构和组织,以便读者能够理解整个文章的脉络。
2. 正文部分(Chapter 2):本部分将详细介绍单峰式分布规律的定义和特点。
首先,我们将给出单峰式分布规律的准确定义,并解释其在不同领域中的应用情况。
第126题(供题人:陕西西安赵钊编辑:湖北来凤李光荣)题目出处:2019届武汉四月调考理数12题目:已知函数3()f x x ax b =++定义域为[1,2]-,记|()|f x 的最大值为M ,则M 的最小值为()A.4B.3C.2D. 3.答案:C..解题策略分析:本题函数绝对值的在闭区间的最值问题,属于困难题,处理此题的常见思路有铅锤大法(纵向距离),构造平口单峰函数,取点控制法,分类讨论,切比雪夫最佳逼近等.下面是老师们的精彩解法.思路一:铅锤大法(江苏宿迁张延春,广东阳江曾广荣,浙江义乌鲁明明,浙江台州鲍伟伟,浙江杭州王水水,湖北武汉张广大,河南郑州苗洪涛)解法一:由设()3g x x =,[1,2]x ∈-,用两条平行的直线12,l l 夹住曲线()3g x x =,[1,2]x ∈-,当两平行线间的铅锤距离最小时,其铅锤距离的一半就是()f x 的最大值M 的最小值。
注意到()1,1A --,()2,8B ,3AB k =,直线AB 的方程为32y x =+,考虑与AB 平行的直线与曲线()3g x x =相切,设切点为()00,x y ,由()23g x x '=,则2033x =,得01x =或01x =-(舍),所以切点为()1,1,切线方程为32y x =-,于是()2222M --≥=,得M 的最小值为2.感悟反思:此法的一般模型为:如何求()|()()|g x f x ax b =-+(,a b 为参数,[,]x m n ∈)最大值中的最小值?解决问题的方法,形象地说,就是用两条平行线去夹住曲线()f x ,当两平行线间的铅锤距离最小时,其距离的一半,就是()g x 最大值的最小值。
这个方法我们称为“铅锤大法”。
它是通过直接确定取最大值的最小值状态之后,求出参数值(或参数之间的制约关系),从而求得()g x 最大值的最小值(陈永清老师).思路二:构造平口单峰函数(浙江义乌鲁明明,浙江温州刘雨阳,陕西铜川祝敏坤,浙江杭州龚大成,安徽淮北马建)解法二:记3|()|||f x x ax b =++,设3|()||[()]|f x x x a x b λλ=---+-设3()g x x x λ=-,由(1)g(2)g -=,解得=3λ-.容易验证3()3g x x x =-,[1,2]x ∈-是平口单峰函数.故max min min ()()2(2)222g x g x M ---===感悟反思:自从吴剑老师写了构造平口单峰函数的文章后,这种问题逐渐成为套路题,问题的难点集中在如何构造平口单峰函数,方法二通过待定系数法构造平口单峰函数,其实也蕴含了解题者对3()g x x x λ=-图象的深刻认识.其实单口平峰和铅锤距离本质上是一样的,只是一个水平一个倾斜而已,水平的平口单峰函数更容易观察.可以说,平口单峰就是铅垂距离的一个特例.平口单峰函数的引理:若()f x 为[,]m n 上的连续单峰函数,且()()f m f n =,0x 为()f x 的极值点;则当,k b 变化时,()|()|g x f x ax b =--的最大值的最小值为0|()()|2f n f x -,当且仅当0()()0,2f n f x k b +==时取得.思路三:取点控制法(河南安阳肖成荣,广东阳江曾广荣,安徽淮北马建)解法三:依题意|()|,[1,2]M f x x ≥∈-.分别令1,1,2x x x =-==于是得到:|(1)||1||(1)||1||()||8+2+|M f a b M f a b M f x a b ≥-=--+⎧⎪≥=++⎨⎪≥=⎩所以32|1||333||1642|12M M M a b a b a b ++≥--+++++++≥则2M ≥,当1182a b a b a b --+=---=++时,即3,0a b =-=时取等号.感悟反思:在处理函数最大值的最小值问题时,借助不等式时常常取特殊点进行控制:①对于二次函而言一般选用三点控制,这三点分别是区间端点和区间中点;②对于二次平口的打勾函数而言,这三点一般是区间端点和极值点;对于一般的打勾函数而言,这三点一般是区间端点和打勾函数两区间端点连线平行且与打勾函数相切的直线与打勾函数的切点;③对于一般的三次函数而言,一般需要四点才能控制,这四点分别是两区间端点和分别靠近两个端点的两个四等分点.值得注意的是,对于缺少常数的二次函数或者缺项的三次函数而言,可能选取点的原则会发生改变,这个要根据题目条件而定.本题即是选取三点控制,有兴趣的读者可以参阅2017年全国高中数学联赛预赛第9题.思路四:分类讨论(浙江杭州龚大成,湖北武汉丁昊旻)分析:负责把函数图象进行上下平移,使的最小值为:解法四:()()2f x f x b +-= ,()f x∴的图象关于点(0,)b对称.若,则在上是增函数,所以若,则在上递增,在上递减,在上递增.当,即时,在上是减函数,所以当,即时,在上是减函数,在上是增函数,且(当时取等号),所以,当时取等号.当,即时,在上的最大值是,综上可知:的最小值为,选.感悟反思:对于含参的最值问题,分类讨论函数的单调性从而求最值是常见的思想方法和处理手段.不过此题利用分类讨论计算非常繁琐,需要强大的计算能力和良好的心理素质,两位解题老师做了非常好的示范.总评本题的背景是切比雪夫多项式,在高考题中以切比雪夫多项式为背景的代表试题有2016年全国3卷理数21题和2016年天津理数20题.相似题1(安徽淮北马建)已知函数1()||f x x ax b x =+--,当1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,设()f x 的最大值为(,)M a b ,则(,)M a b 的最小值为.【答案】14.相似题2(安徽淮北马建)设函数2()||f x x ax b =++,若对于任意实数a ,b ,总存在0[0,4]x ∈,使得0()f x M ≥成立,则实数m 的取值范围是.【答案】2m ≤.相似题3(安徽淮北马建)设函数()||f x x ax b =--,若对于任意实数a ,b ,总存在0[0,4]x ∈,使得0()f x M ≥成立,则实数m 的取值范围是.【答案】14m ≥.相似题4(广东阳江曾广荣)设函数32()||f x x ax bx c =+++,,,R a b c ∈,若对于任意实数a ,b ,c ,总存在0[0,4]x ∈,使得不等式0()f x M ≥成立,则实数m 的取值范围是.【答案】2m ≤.相似题5(广东阳江曾广荣)设函数32()3(1)f x x x a x b =--+++,0,R a b <∈,若()|()|g x f x =,设(,)M a b 为()g x 在[2,0]-上的最大值,则(,)M a b 的最小值是.【答案】14.。
构造“平口单峰”函数解决一些恼人的“切比雪夫最佳逼近直线”吴剑(野猪)2017.06.28一、新增此方法的的简单推广(16天津卷)。
二:引理证明bug 修正。
下面这些问题相信长期混群的人都不陌生,提问频率颇高。
大多数时候的解答为绝对值不等式配凑以及“切比雪夫最佳逼近直线”。
然后,没有人对最佳逼近直线给过论证,只是一句话带过。
本文将给出一种极其简洁的做法及解释。
1.1()42,(,),x x f x a b a b R +=++∈,若对任意的[0,1]x ∈,1|()|2f x ≤都成立,则b=_____。
2.设函数4()||f x ax x=-,若对任意的正实数a,总存在0[1,4]x ∈,使得0()f x m ≥,则实数m 的取值范围是______。
3.设函数()|,,f x ax b a b R =-∈,若对任意实数a,b,总存在实数0[0,4]x ∈,使得0()f x m ≥成立,则实数m 的取值范围为_______。
4.已知函数2()||f x x ax b =++在区间[0,]x c ∈内的最大值为M ,(,,0)a b R c ∈>为常数,且存在实数,a b 使得M 的最小值为2,则a+b+c=_______。
5.已知2()(4)3f x x a x a =+-+-对任意[0,4]a ∈,均存在0[0,2]x ∈,使得0|()|f x t ≥成立,则t 的取值范围是______。
6.设函数2()||f x ax b x=--,若对于任意实数a,b ,总存在0[1,2]x ∈,使得0()f x m ≥成立,则实数m 的取值范围是_______。
7.设函数2()||f x x ax b =++,若对于任意实数a,b ,总存在0[0,4]x ∈,使得0()f x m ≥成立,则实数m 的取值范围是_______。
8.已知函数1()||f x x ax b x =+--,当1[,2]2x ∈时,设()f x 的最大值为(,)M a b ,则(,)M a b 的最小值为______。
平口单峰函数求最值平口单峰函数求最值在数学中,求最值是一个重要的概念,它可以帮助我们确定函数的最小值或最大值。
其中最常见的是寻找单峰函数的最值,这里我们将重点介绍如何求解单峰函数的最值。
一、什么是单峰函数单峰函数,又称为单谷函数,是指具有单一的极值的函数。
它有一个唯一的最大值或最小值,因此也可以称为单峰或单谷函数。
它的图像是一个峰或谷,而不是一个曲线,因此它又称为平口函数。
二、求解单峰函数的最值1. 首先,我们需要求出函数的一阶导数,如果一阶导数为0,则说明函数可能存在最值。
2. 然后,我们需要求出函数的二阶导数,如果二阶导数为正,则说明函数的最值为最大值,如果二阶导数为负,则说明函数的最值为最小值。
3. 最后,我们可以求出函数的最值,即求出函数在最大值或最小值处的函数值。
三、平口单峰函数求最值实例下面我们来看一个具体的例子,求解平口单峰函数的最值。
首先,我们来看一个平口单峰函数:f(x)=x³-3x²+2。
接着,我们可以求出它的一阶导数:f'(x)=3x²-6x。
求出一阶导数后,我们可以观察一下它的值,当x=-2或x=2时,f'(x)=0,这说明函数可能存在最值。
接着,我们可以求出函数的二阶导数:f"(x)=6x-6。
求出二阶导数后,我们可以看出f"(x)=-6,这说明函数的最小值为最值,即当x=-2时,函数值最小,f(-2)=2。
最后,我们可以求出函数的最小值:f(-2)=2。
四、总结以上就是关于如何求解平口单峰函数的最值的介绍。
总的来说,我们需要先求出函数的一阶导数和二阶导数,当一阶导数为0时,函数可能存在最值,当二阶导数为正时,函数的最值为最大值,当二阶导数为负时,函数的最值为最小值,最后我们可以求出函数的最值。
单峰函数的性质及其应用单峰函数是指在定义域内存在唯一的极点,并且函数值在极点前单调递增,在极点后单调递减的函数。
单峰函数是一种特殊的函数类型,其具有独特的性质和广泛的应用。
一、单峰函数的性质1. 单峰函数的极点是唯一的由于单峰函数的定义,其极点必须是函数值从递增到递减的临界点。
而由于单峰函数要求在极点前单调递增,在极点后单调递减,因此极点是唯一的,不存在多个极点的情况。
2. 单峰函数在极点处的导数为0因为单峰函数在极点前单调递增,在极点后单调递减,所以在极点处必须是函数值的最大点。
而函数的导数表示函数值的增长率,因此在极点处的导数为0。
3. 单峰函数具有对称性由于单峰函数在极点前单调递增,在极点后单调递减,因此其图像具有左右对称的特点。
二、单峰函数的应用1. 在求解最优解问题中的应用单峰函数在求解最优解问题中有着广泛的应用。
例如,在一个函数上存在一个单峰的极点,那么问题就可以转化为在极点附近寻找函数值最大的点。
这种方法在解决各种最优化问题中都有着广泛的应用。
2. 在图像处理中的应用由于单峰函数具有对称性,因此在图像处理中有着很大的用处。
例如,在图像中取出亮度最大的像素点时,可以通过对像素点亮度值进行单峰函数的拟合来实现。
3. 在模型拟合中的应用单峰函数在模型拟合中有着广泛的应用。
例如,在对某些实验数据进行拟合时,如果数据具有单峰的特点,那么可以使用单峰函数进行拟合,从而得到更加精确的拟合结果。
总之,单峰函数是一种特殊的函数类型,具有独特的性质和广泛的应用。
在求解最优解、图像处理和模型拟合等方面都有着重要的作用。
研究和应用单峰函数是数学和科学领域中的重要课题。
关于平口单峰函数(绝对值)的一些秒杀方案一.平口二次函数问题去掉二次函数的的坐标系,二次函数的一切只跟一个系数有关,就是a ,一切b c ,这些系数与二次函数的形状没有任何影响.在初中的课本中提到的()22y ax y a x h k 平移变换==-+,我们将坐标轴去掉,单纯研究二次函数,解决当()[]2f x x bx c x p q ,,=++Î时,()f x c £,求c 最小值问题.由于有了绝对值,函数成为了平口型,即解决抛物线在水平跨度范围内的竖直范围.图1图2图3如图1,我们将二次函数在一个固定的纵坐标时,两个交点之间的距离叫蝶宽2m ,此时函数定顶点到蝶宽弦的距离称为蝶高n ,相对应的角叫蝶角,定义tan nma =,可以得出以下定理:①tan m a =,即蝶宽与蝶角正切值相等,蝶宽越大,蝶角越大;②以对称轴为中心,每增加m 的蝶宽,相对应的蝶高比为21:4:9::n ,增加的蝶高n 比为1:3:5::21n -;③如图2,处于同一单调区间时,最大值M 和最小值m 的差值()g x M m =-在区间距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大;处于两个不同单调区间时,()g x M m =-在区间中点距离对称轴越近时越小,离对称轴越远时越大,故当仅当对称轴为中点22b p q +-=时,()()()min 22b bg x M m f q f f p f =-=--=--;综上,如图3,当0M m +=,()f x c £时,c 取得最小值,此时2p qm f+=,()()M f p f q ==.例1:在()2f x x px q =++中,找出使得2max 11x px q x ,++-取得最小值时的函数表达式为解:根据平口二次函数定理可知当仅当0M m +=时,2max ,11x px q x ++-能取得最小值,此时()()11M f f ==-110p q p q p \++=-+Þ=;又()0m f q ==,1102M m q q q +=++=Þ=-;()[]21,1,12f x x x \=-Î-.例2:设函数()2f x x ax b =++,对于任意的实数,a b ,总存在[]00,4x Î,使得()0f x t ³成立,则实数t 的取值范围是。
解:根据题意,需要找到()max ,04f x x,不妨设()[]2,0,4g x x ax b x =++Î,()max ,g x M =()min g x m =,根据平口二次函数定理:当()()04M g g ==242aa Þ-=Þ=-;且()2424m g ab b ==++=-,又由于+0M m =,故402b b b +-=Þ=,()max 2f x =,综上,当2t £时,总存在[]00,4x Î,使得()0f x t ³成立.总结:平口函数就是在区间的左右端点同时取最大值(最小值)的一类函数总称.平口二次函数由于其特殊的对称性,能在区间的算数平均数中点取到另一个最值.二.平口对勾函数问题对勾函数涉及极值偏移,算数平均数的中点的值不代表最值,()[],,af x x b x p q x=++Î时,()f x c £,求c 最小值问题,根据平口二次函数的推论,可以知道是()()f p f q =,如图4,求出参数a 以后再根据()()0f p fa +=确定参数b ;定理:当仅当a pq =时,对勾函数在区间[],p q 才能构成平口对勾函数,()f x 去最小值时取到了[],p q 的几何平均数中点.图4例3:(2018台州期末)已知()1f x x ax b x =+--,当1,22x Î时,设()f x 的最大值为(),M a b ,则(),M a b 最小值为解:(),M a b 为最小时,函数一定为平口函数,构造()11,,22g x x ax b x x =+--Î,根据平口函数性质可得:()122gg =0a Þ=,又因为()()91204g g b +=Þ=,\(),M a b 最小值为()114g =.例4:(2018青浦区二模)设函数()2f x ax b x=--,对于任意的实数,a b ,总存在[]01,2x Î,使得()0f x m ³成立,则实数m 的取值范围是。
解:由()0f x m ³,可知()f x 为平口函数,构造()2g x ax b x=--,一定有()()12g g =,则1a =-,又因为当2x =时,()g x 取得最小值,()()3221202g g b ++=Þ=,()()max 32212g x g m -\==³.三.平口三次函数问题三次函数涉及到双峰问题,我们需要在给定的定义域内构造出单峰三次函数(即部分图像,通常是极大值到极大值等值点这一段),如下图,若[]12x ∈-,,我们可在此区间构造单峰函数.【例5】(2019•武汉调研):已知函数()3f x x ax b =++的定义域为[1,2]-,记()f x 的最大值为M ,则M 的最小值为()A.4B.3C.2D.3解:构造平口单峰()()333f x x x a x b =-+++,不难发现33y x x =-在[1,2]x ∈-为平口单峰,且极值点01x =,根据秒杀秘籍得M 的最小值为()()()022222f p f x ---==,故答案选C .秒杀秘籍:关于平口函数的万能招数所有的平口函数()y f x =一定满足一个共性:出现求()max min f x ,[],x p q Î时,一定为平口函数,若()y f x =有一个极值点,也叫平口单峰函数,若()max f x M =,()min f x m =,()()0f p f q M m ì=ïíï+=î此为平口单峰函数的万能招数.既然如此,再来几道题,都可以直接秒杀了.建议大家边写题边拍一下参考答案给的解法,对比一下,这种类型题能减少讨论是最好的.例6:(2018呼和浩特期中)设函数(),,,f x x ax b a b R =-Î若对于任意的实数,a b 总存在实数[]00,4x Î,使得()f x m ³成立,则实数m 的取值范围为。
解:令[],0,2x t t =Î,()2,,,f t t at b a b R =--Î,令()2,,,g t t at b a b R =--Î一看是平口二次函数模型,直接上秒杀()()()()102210104a g g g gb ì=ïì=Þ+=î=ïî,故()2max max 111244f t t t m =--=³.例7:(2018秋杭州期中)已知()ln f x x ax b =--,对于任意的0a <,b R Î,都存在[]01,x m Î使得()01f x ³成立,则实数m 的取值范围为.解:min max ln 1x ax b --³,()10f x a x¢=->,故()f x 为单调增函数,无峰最值只能在两端,根据平口函数理论()()()212ln 12ln 2f m f m a m m m e ---,注意,没有峰的函数,一定用()()2f q f p c -³,这个方法百试不爽.例8:求()[]min max ln 101x ax b xa b R ,,、+++;解:令()()ln 1f x x ax b =+++,无峰不最值,当()()01ln 2f f a =Þ=-,此时()1ln 21f x x ¢=-+,当11ln 2x =-时()0f x ¢=,()()ln ln 2ln 211100ln 22f f b -+-+=Þ=,故()()min ln ln 2ln 21max ln 12x ax b -++++=.下面给出一个平口单峰函数的解答题证明过程:若函数()f x 在区间[],p q 为连续的单峰函数,且()()f p f q =,此函数为平口单峰函数,0x 为其极值点.秒杀秘籍:()()max g x f x ax b =++的最小值为()()02f p f x -,当仅当0a =,()()02f p f x b +=-时取得.证明:若0a ¹时,如图5,图6,则端点值的增量为()a p q -,而极值点的增量为()0a x p -或者()0a x q -,由于{}00max ,p q x p x q ->--故()()()min min max max g x f x ax b f x b =++>+,故不符合题意,即0a =图5图6例9:(2018•台州月考):已知函数()1f x x ax b x =+--,当122x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,时,设()f x 的最大值为()M a b ,,则()M a b ,的最小值是()A.2 B.12C.4D.14解:因为1x x +在122x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,为“平口单峰函数”,且极值点01x =,根据秒杀秘籍得()M a b ,的最小值为()()012212224f p f x +--==.欢迎指正!。