本题导读

本题考查利用导数研究函数的单调性与最值。核心在于换元法、分类讨论法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2012年安徽卷(理)) (19) 设函数 ().

(1)求 在 内的最小值;

(2)设曲线 在点 处的切线方程为 ,求 的值.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问:
  • 换元简化:令 ,由于 ,故 。原函数变为关于 的函数 。
  • 模型识别:这是一个对勾函数模型,其极小值点在 处。
  • 区间讨论:由于 ,需讨论极小值点 是否在 内:
    • 若 (即 ),函数在区间内单调递增。

    • 若 (即 ),极小值在区间内取得。

  1. 第二问:
  • 切线性质:切线方程为 。
  • 列方程组:
    • 斜率条件:。
    • 切点条件:点 在切线上,故 。
  • 求解方程:代入 和 的表达式进行解方程。

✅【答案】

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(1)

(2) ,

✍【详细解析】

Abstract

(Ⅰ)解: 设 ,因为 ,所以 。 原函数转化为 。对其求导(或利用对勾函数性质): 。 令 ,得 (负值舍去)。

① 当 时,则 。 此时 时, 恒成立。 函数 在 内单调递增。 故当 (即 )时, 取得最小值 。

② 当 时,则 。 当 时,,函数单调递减; 当 时,,函数单调递增。 故当 (即 )时, 取得最小值: 。

综上所述, 在 内的最小值为:

(Ⅱ)解: 对 求导得:。 因为曲线 在点 处的切线为 ,由题意得:

代入解析式:

由 ② 得 。 解得 或 (因为 ,舍去)。 由 得 。 将 代入 ①: 。

故 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:对勾函数 的最值点 ;导数的切线方程应用。
  2. 核心方法:分类讨论。在处理闭区间(或射线)最值时,必须通过导数根的位置与区间的关系进行划分,这是高考解答题的标准扣分点。
  3. 易错点:第二问中切点坐标的隐含利用。很多学生只想到斜率 ,却忘记了切点也在切线上这一重要约束。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 结论推广: 对于函数 ,其本质是指数形式的“对勾函数”,性质与 在 时高度一致。
  2. 方法推广: 换元法可以将复杂的超越函数转化为熟悉的代数函数,降低思维难度。

🔗【关联脉络】

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