本题导读

本题考查导数的综合应用。第一问利用偶函数定义及切线斜率确定参数;第二问利用均值不等式判定导函数符号从而确定单调性;第三问探讨极值存在的条件,涉及导函数零点存在性及符号变化的讨论。

📌【题干】

Question

(2014年重庆卷(理)) 已知函数 () 的导函数 为偶函数,且曲线 在点 处的切线的斜率为 .

(1) 确定 的值;

(2) 若 ,判断 的单调性;

(3) 若 有极值,求 的取值范围.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问分析:
    • 求导得到 。
    • 利用偶函数性质 对任意 恒成立,推导 关系。
    • 利用导数的几何意义 建立方程组求解。
  2. 第二问分析:
    • 代入 的值得到具体的 。
    • 利用均值不等式 判定 是否恒大于 0。
  3. 第三问分析:
    • 函数有极值的充要条件是导函数 存在零点且在该点两侧正负符号发生改变。
    • 通过分析 的值域,确定 必须大于其最小值。

✅【答案】

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(1) 确定 的值;(2)判断 的单调性;(3)求 的取值范围

✍【详细解析】

Abstract

(1) 确定 的值 对 求导得:。 因为 为偶函数,所以 恒成立,即: 整理得:。 由于该式对任意 恒成立,必有 。 又已知曲线在 处的切线斜率为 ,即 : 。 故 。

(2) 判断 的单调性 当 时,导函数为 。 由于 (当且仅当 时等号成立), 所以 恒成立。 故 在 上为增函数。

(3) 求 的取值范围 由(1)知 。 令 (),则 等价于 ,即 。 有极值,要求 变号零点存在。 考虑函数 。 由均值不等式知 ,且当 时取得最小值 4。

  1. 若 ,则 恒成立,无极值;
  2. 若 ,则 且仅在 处为 0,不发生变号,无极值;
  3. 若 ,方程 的判别式 。 此时方程有两个不同的正根 ,对应两个不同的自变量 。 在 处 均会发生符号改变。 综上所述,若 有极值, 的取值范围为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:导数综合(偶函数、切线、单调性、极值)。

  2. 核心方法:由偶函数与切线斜率求 ,均值不等式判单调,讨论 有极值。

  3. 避坑指南:注意审题与运算细节。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 导数几何意义与均值不等式。

  2. 结论推广: 当且仅当 。

  3. 方法推广: 极值存在需导函数变号零点。

🔗【关联脉络】

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