0,且?x1,x2∈R(x1≠x2),f(x1)+f(x2)<2f(),則下列各項中不一定正確的是()A.f(2)

久久99精品久久久久久琪琪,久久人人爽人人爽人人片亞洲,熟妇人妻无码中文字幕,亚洲精品无码久久久久久久

高考數(shù)學(xué)專題-導(dǎo)數(shù)壓軸題特輯1

2022-02-26 21:20:00下載本文作者:會員上傳
簡介:寫寫幫文庫小編為你整理了這篇《高考數(shù)學(xué)專題-導(dǎo)數(shù)壓軸題特輯1》,但愿對你工作學(xué)習(xí)有幫助,當(dāng)然你在寫寫幫文庫還可以找到更多《高考數(shù)學(xué)專題-導(dǎo)數(shù)壓軸題特輯1》。

導(dǎo)數(shù)壓軸題特輯1

一.選擇題(共3小題)

1.設(shè)f'(x)是函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù),若f'(x)>0,且?x1,x2∈R(x1≠x2),f(x1)+f(x2)<2f(),則下列各項中不一定正確的是()

A.f(2)<f(e)<f(π)

B.f′(π)<f′(e)<f′(2)

C.f(2)<f′(2)﹣f′(3)<f(3)

D.f′(3)<f(3)﹣f(2)<f′(2)

2.設(shè)函數(shù)f(x)=x2(x﹣a)(a>0),其導(dǎo)函數(shù)為y=f′(x),若兩兩不相同實數(shù)x1,x2,x3,x4滿足f(x1)=f′(x2)=f′(x3)=f(x4),則下列說法正確的是()

A.x1+x4<2(x2+x3)

B.x1+x4>2(x2+x3)

C.x1+x3<x2+x4

D.x1+x3≥x2+x4

3.已知函數(shù)f(x)的定義域為R,且滿足f(4)=1,f′(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),又知y=f′(x)的圖象如圖,若兩個正數(shù)a,b滿足f(2a+b)<1,則的取值范圍是()

A.[,]

B.(,)

C.[,2]

D.(,2)

二.多選題(共1小題)

4.對于定義域為R的函數(shù)f(x),若滿足:①f(0)=0;②當(dāng)x∈R且x≠0時,都有xf′(x)>0;③當(dāng)x1<0<x2且|x1|<|x2|時,都有f(x1)<f(x2),則稱f(x)為“偏對稱函數(shù)”下列函數(shù)是“偏對稱函數(shù)”的是()

A.f1(x)=﹣x3+x2

B.f2(x)=ex﹣x﹣1

C.f3(x)=xsinx

D.f4(x)=

三.解答題(共36小題)

5.已知函數(shù)f(x)=ex(sinx﹣ax2+2a﹣e),其中a∈R,e=2.71828…為自然數(shù)的底數(shù).

(1)當(dāng)a=0時,討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;

(2)當(dāng)≤a≤1時,求證:對任意的x∈[0,+∞),f(x)<0.

6.(1)已知函數(shù)是奇函數(shù),又f(1)=2,f(2)<3,且f(x)在[1,+∞)上遞增.

①求a,b,c的值;

②當(dāng)x<0時,討論f(x)的單調(diào)性.

(2)已知二次函數(shù)f(x)的圖象開口向下,且對于任意實數(shù)x都有f(2﹣x)=f(2+x)求不等式:f[(x2+x+)]<f[(2x2﹣x+)]的解.

7.已知函數(shù)f(x)=aex﹣1﹣lnx+lna.

(1)當(dāng)a=e時,求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積;

(2)若f(x)≥1,求a的取值范圍.

8.已知函數(shù)f(x)=(eax﹣1)lnx(a>0).

(1)當(dāng)a=1時,求曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積;

(2)若關(guān)于x的方程f(x)=ax2﹣ax在[1,+∞)上恰有三個不同的實數(shù)解,求a的取值范圍.

9.已知函數(shù)f(x)=ax,g(x)=logax,其中a>1.

(Ⅰ)求函數(shù)h(x)=f(x)﹣xlna的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅱ)若曲線y=f(x)在點(x1,f(x1))處的切線與曲線y=g(x)在點(x2,g(x2))處的切線平行,證明x1+g(x2)=﹣;

(Ⅲ)證明當(dāng)a≥時,存在直線l,使l是曲線y=f(x)的切線,也是曲線y=g(x)的切線.

10.已知函數(shù)(e為自然對數(shù)的底數(shù)).

(1)若曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線與曲線y=g(x)在點(0,g(0))處的切線互相垂直,求

函數(shù)在區(qū)間[﹣1,1]上的最大值;

(2)設(shè)函數(shù),試討論函數(shù)h(x)零點的個數(shù).

11.已知函數(shù)f(x)=eax,g(x)=﹣x2+bx+c(a,b,c∈R),且曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點(0,c)處具有公共切線.設(shè)h(x)=f(x)﹣g(x).

(Ⅰ)求c的值,及a,b的關(guān)系式;

(Ⅱ)求函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅲ)設(shè)a≥0,若對于任意x1,x2∈[0,1],都有|h(x1)﹣h(x2)|≤e﹣1,求a的取值范圍.

12.設(shè)函數(shù)f(x)=ln(1+ax)+bx,g(x)=f(x)﹣bx2.

(Ⅰ)若a=1,b=﹣1,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅱ)若曲線y=g(x)在點(1,ln3)處的切線與直線11x﹣3y=0平行.

(i)求a,b的值;

(ii)求實數(shù)k(k≤3)的取值范圍,使得g(x)>k(x2﹣x)對x∈(0,+∞)恒成立.

13.已知函數(shù)f(x)=x3﹣3ax+e,g(x)=1﹣lnx,其中e為自然對數(shù)的底數(shù).

(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與直線l:x+2y=0垂直,求實數(shù)a的值;

(Ⅱ)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅲ)用max{m,n}表示m,n中的較大者,記函數(shù)h(x)=max{f(x),g(x)}(x>0).若函數(shù)h(x)在(0,+∞)內(nèi)恰有2個零點,求實數(shù)a的取值范圍.

14.已知函數(shù)

f(x)=lnx,g(x)=ex

(1)若函數(shù)h(x)=f(x)﹣,求函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)設(shè)直線l為函數(shù)f(x)的圖象上的一點

A(x0,f(x0))處的切線,證明:在區(qū)間(0,+∞)

上存在唯一的x0,使得直線l

與曲線y=g(x)

相切.

15.已知函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=ex

(1)求函數(shù)h(x)=g(x)f′(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)設(shè)直線l為函數(shù)f(x)圖象上一點A(x0,lnx0)處的切線,證明:在區(qū)間(1,+∞)上存在唯一的x0,使得直線l與曲線y=g(x)相切.

16.已知函數(shù)f(x)=x+,g(x)=x﹣lnx,其中a∈R且a≠0.

(Ⅰ)求曲線y=g(x)在點(1,g(1))處的切線方程;

(II)當(dāng)a=1時,求函數(shù)h(x)=f(x)+g(x)的單調(diào)區(qū)間;

(III)設(shè)函數(shù)u(x)=若u(x)=f(x)對任意x∈[1,e]均成立,求a的取值范圍.

17.已知函數(shù)f(x)=x2+2ax(x>0),g(x)=3alnx+a,其中a>0.

(1)當(dāng)a=1時,求函數(shù)h(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)是否存在常數(shù)a,使兩曲線y=f(x),y=g(x)有公共點,且在該點處的切線相同?若存在,請求出實數(shù)a的值;若不存在,請說明理由.

18.已知函數(shù)f(x)=x3﹣x2+x,g(x)=﹣(m﹣1)x,m∈R.

(Ⅰ)若f(x)在x=1取得極值,求曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程;

(Ⅱ)若f(x)在區(qū)間(,+∞)上為增函數(shù),求m的取值范圍;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的條件下,求函數(shù)h(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間和極值.

19.已知函數(shù)f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx,其中a>0,b>0.

(Ⅰ)若曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點P(2,m)處有相同的切線(P為切點),求a,b的值;

(Ⅱ)令h(x)=f(x)+g(x),若函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣],(1)求函數(shù)h(x)在區(qū)間(﹣∞,﹣1]上的最大值t(a);

(2)若|h(x)|≤3在x∈[﹣2,0]上恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.

20.已知函數(shù)f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx,其中a>0,b>0.

(1)若曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點P(2,c)處有相同的切線(P為切點),求a,b的值;

(2)令h(x)=f(x)+g(x),若函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣],求函數(shù)h(x)在區(qū)間(﹣∞,﹣1]上的最大值M(a)

21.已知函數(shù)f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx,其中a>0,b>0.

(1)若曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點p(2,c)處有相同的切線(p為切點),求實數(shù)a,b的值.

(2)令h(x)=f(x)+g(x),若函數(shù)h(x)的單調(diào)減區(qū)間為[﹣,﹣];

①求函數(shù)h(x)在區(qū)間(﹣∞,﹣1]上的最大值M(a).

②若|h(x)|≤3在x∈[﹣2,0]上恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.

22.已知函數(shù)f(x)=ex+x2﹣x,g(x)=x2+ax+b,a,b∈R.

(1)當(dāng)a=1時,求函數(shù)F(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)若曲線y=f(x)在點(0,1)處的切線l與曲線y=g(x)切于點(1,c),求a,b,c的值;

(3)若f(x)≥g(x)恒成立,求a+b的最大值.

23.函數(shù)y=lnx關(guān)于直線x=1對稱的函數(shù)為f(x),又函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為g(x),記h(x)=f(x)+g(x).

(1)設(shè)曲線y=h(x)在點(1,h(1))處的切線為l,l與圓(x+1)2+y2=1相切,求a的值;

(2)求函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;

(3)求函數(shù)h(x)在[0,1]上的最大值.

24.(文)已知函數(shù)f(x)=lnx與g(x)=kx+b(k,b∈R)的圖象交于P,Q兩點,曲線y=f(x)在P,Q兩點處的切線交于點A.

(1)當(dāng)k=e,b=﹣3時,求函數(shù)h(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間;(e為自然常數(shù))

(2)若A(,),求實數(shù)k,b的值.

25.已知函數(shù)f(x)=x3﹣3ax+e,g(x)=1﹣lnx,其中e為自然對數(shù)的底數(shù).

(Ⅰ)當(dāng)時,求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程;

(Ⅱ)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅲ)用max{m,n}表示m,n中的較大者,記函數(shù)h(x)=max{f(x),g(x)}(x>0).若函數(shù)h(x)在(0,+∞)內(nèi)恰有2個零點,求實數(shù)a的取值范圍.

26.設(shè)a∈R,函數(shù)f(x)=alnx﹣x.

(1)若f(x)無零點,求實數(shù)a的取值范圍;

(2)當(dāng)a=1時,關(guān)于x的方程2x﹣f(x)=x2+b在[,2]上恰有兩個不相等的實數(shù)根,求實數(shù)b的取值范圍.;

(3)求證:當(dāng)n≥2,n∈N*時(1+)(1+)…(1+)<e.

27.已知函數(shù)f(x)=xlnx.

(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值;

(2)若不等式對任意x∈[1,3]恒成立,求正實數(shù)λ的取值范圍.

28.已知函數(shù)(a∈R).

(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)當(dāng)函數(shù)f(x)與函數(shù)g(x)=lnx圖象的公切線l經(jīng)過坐標(biāo)原點時,求實數(shù)a的取值集合;

(3)證明:當(dāng)a∈(0,)時,函數(shù)h(x)=f(x)﹣ax有兩個零點x1,x2,且滿足.

29.已知函數(shù)f(x)=.

(1)若對任意x>0,f(x)<0恒成立,求實數(shù)a的取值范圍;

(2)若函數(shù)f(x)有兩個不同的零點x1,x2(x1<x2),證明:+>2.

30.已知a為常數(shù),函數(shù)f(x)=x2+ax﹣lnx,g(x)=ex(其中e是自然數(shù)對數(shù)的底數(shù)).

(1)過坐標(biāo)原點O作曲線y=f(x)的切線,設(shè)切點P(x0,y0)為,求x0的值;

(2)令,若函數(shù)F(x)在區(qū)間(0,1]上是單調(diào)函數(shù),求a的取值范圍.

31.設(shè)函數(shù),m∈R.

(1)當(dāng)m=e(e為自然對數(shù)的底數(shù))時,求f(x)的最小值;

(2)討論函數(shù)零點的個數(shù).

32.已知函數(shù)f(x)=lnx﹣.

(1)若a=4,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1]內(nèi)單調(diào)遞增,求實數(shù)a的取值范圍;

(3)若x1、x2∈R+,且x1≤x2,求證:(lnx1﹣lnx2)(x1+2x2)≤3(x1﹣x2).

33.設(shè)a>0,函數(shù)f(x)=x2﹣2ax﹣2alnx

(1)當(dāng)a=1時,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(0,+∞)上有唯一零點,試求a的值.

34.已知函數(shù).

(1)當(dāng)a=0時,求曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程;

(2)令g(x)=f(x)﹣ax+1,求函數(shù)g(x)的極大值;

(3)若a=﹣2,正實數(shù)x1,x2滿足f(x1)+f(x2)+x1x2=0,證明:.

35.已知函數(shù)f(x)=x﹣alnx,g(x)=﹣(a>0)

(1)若a=l,求f(x)的極值;

(2)若存在x0∈[1,e],使得f(x0)<g(x0)成立,求實數(shù)a的取值范圍.

36.已知函數(shù)f(x)=alnx+x2+bx+1在點(1,f(1))處的切線方程為4x﹣y﹣12=0.

(1)求函數(shù)f(x)的解析式;

(2)求f(x)的單調(diào)區(qū)間和極值.

37.已知函數(shù)f(x)=alnx+﹣(a+1)x,a∈R.

(Ⅰ)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,3)上單調(diào)遞減,求a的取值范圍;

(Ⅱ)當(dāng)a=﹣1時,證明f(x)≥.

38.已知函數(shù)f(x)=x2﹣(a﹣2)x﹣alnx(a∈R).

(Ⅰ)求函數(shù)y=f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅱ)當(dāng)a=1時,證明:對任意的x>0,f(x)+ex>x2+x+2.

39.已知函數(shù)f(x)=xlnx.

(Ⅰ)求函數(shù)f(x)在[1,3]上的最小值;

(Ⅱ)若存在使不等式2f(x)≥﹣x2+ax﹣3成立,求實數(shù)a的取值范圍.

40.已知函數(shù)f(x)=ax2﹣alnx+x.

(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;

(2)若a<0,設(shè)g(x)=f(x)﹣x,h(x)=﹣2xlnx+2x,若對任意x1,x2∈[1,+∞)(x1≠x2),|g(x2)﹣g(x1)|≥|h(x2)﹣h(x1)|恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.

導(dǎo)數(shù)壓軸題特輯1

參考答案與試題解析

一.選擇題(共3小題)

1.設(shè)f'(x)是函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù),若f'(x)>0,且?x1,x2∈R(x1≠x2),f(x1)+f(x2)<2f(),則下列各項中不一定正確的是()

A.f(2)<f(e)<f(π)

B.f′(π)<f′(e)<f′(2)

C.f(2)<f′(2)﹣f′(3)<f(3)

D.f′(3)<f(3)﹣f(2)<f′(2)

【分析】f′(x)>0,∴f(x)在R上單調(diào)遞增,由,可得<,可得y=f(x)的圖象如圖所示,圖象是向上凸.進而判斷出正誤.

【解答】解:∵f′(x)>0,∴f(x)在R上單調(diào)遞增,∵,∴<,∴y=f(x)的圖象如圖所示,圖象是向上凸.

∴f(2)<f(e)<f(π),f′(π)<f′(e)<f′(2),可知:A,B正確.

∵f(3)﹣f(2)=,表示點A(2,f(2)),B(3,f(3))的連線的斜率.

由圖可知:f′(3)<kAB<f′(2),故D正確.

C項無法推出,故選:C.

【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、切線的斜率、數(shù)形結(jié)合方法,考查了推理能力與計算能力,屬于難題.

2.設(shè)函數(shù)f(x)=x2(x﹣a)(a>0),其導(dǎo)函數(shù)為y=f′(x),若兩兩不相同實數(shù)x1,x2,x3,x4滿足f(x1)=f′(x2)=f′(x3)=f(x4),則下列說法正確的是()

A.x1+x4<2(x2+x3)

B.x1+x4>2(x2+x3)

C.x1+x3<x2+x4

D.x1+x3≥x2+x4

【分析】f(x)=x2(x﹣a)(a>0),令f(x)=x2(x﹣a)=0,解得x.f′(x)=2x(x﹣a)+x2=3x(x﹣)=3﹣.畫出圖象.根據(jù):兩兩不相同實數(shù)x1,x2,x3,x4滿足f(x1)=f′(x2)=f′(x3)=f(x4),可得x2+x3=.由f(x1)=f(x4),可得:﹣a=﹣a,可得x1+x4<a,即可判斷出結(jié)論.

【解答】解:f(x)=x2(x﹣a)(a>0),令f(x)=x2(x﹣a)=0,解得x=0,或a.可得0,a是函數(shù)f(x)的零點.

f′(x)=2x(x﹣a)+x2=3x(x﹣)=3﹣.

可得0是函數(shù)f(x)的極大值點,a是函數(shù)f(x)的極小值點.

可得0,a是函數(shù)f′(x)的零點.

f(0)=f′(0)==f(a),=﹣,=﹣.

畫出圖象.

兩兩不相同實數(shù)x1,x2,x3,x4滿足f(x1)=f′(x2)=f′(x3)

=f(x4),∴x2+x3=.

由f(x1)=f(x4),可得:﹣a=﹣a,化為:﹣a(x1+x4)=x1x4<,化為:(x1+x4)(x1+x4﹣a)<0.

x1+x4>0,(≤0不成立).

∴x1+x4<a=2(x2+x3).

∴x1+x4<2(x2+x3)正確.B不正確.

結(jié)合圖象可得:CD不正確.

故選:A.

【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性極值、函數(shù)的零點、方程與不等式的解法,考查了推理能力與計算能力,屬于中檔題.

3.已知函數(shù)f(x)的定義域為R,且滿足f(4)=1,f′(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),又知y=f′(x)的圖象如圖,若兩個正數(shù)a,b滿足f(2a+b)<1,則的取值范圍是()

A.[,]

B.(,)

C.[,2]

D.(,2)

【分析】由y=f′(x)的圖象如圖,可得:函數(shù)f(x)的單調(diào)性.可得兩個正數(shù)a,b滿足f(2a+b)<1=f(4),可得2a+b<4,如圖所示,由于表示點Q(a,b)與點P(﹣2,﹣3)連線的斜率.即可得出.

【解答】解:由y=f′(x)的圖象如圖,可得:函數(shù)f(x)在(﹣∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增.

∵兩個正數(shù)a,b滿足f(2a+b)<1=f(4),∴2a+b<4,如圖所示,則表示點Q(a,b)與點P(﹣2,﹣3)連線的斜率.

kAP==,kPB==.

∴斜率的取值范圍是(,).

故選:B.

【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、斜率計算公式、線性規(guī)劃問題,考查了推理能力與計算能力,屬于中檔題.

二.多選題(共1小題)

4.對于定義域為R的函數(shù)f(x),若滿足:①f(0)=0;②當(dāng)x∈R且x≠0時,都有xf′(x)>0;③當(dāng)x1<0<x2且|x1|<|x2|時,都有f(x1)<f(x2),則稱f(x)為“偏對稱函數(shù)”下列函數(shù)是“偏對稱函數(shù)”的是()

A.f1(x)=﹣x3+x2

B.f2(x)=ex﹣x﹣1

C.f3(x)=xsinx

D.f4(x)=

【分析】運用新定義,分別討論四個函數(shù)是否滿足三個條件,結(jié)合奇偶性和單調(diào)性,以及對稱性,即可得到所求結(jié)論.

【解答】解:經(jīng)驗證,f1(x),f2(x),f3(x),f4(x)

都滿足條件①,∵當(dāng)x∈R且x≠0時,都有xf′(x)>0

∴或,即條件②等價于函數(shù)

f(x)

在區(qū)間

(﹣∞,0)上單調(diào)遞減,在區(qū)間

(0,+∞)

上單調(diào)遞增,當(dāng)

x1<0<x2且|x1|<|x2|時,等價于﹣x2<x1<0<﹣x1<x2,A

中,f1(x)=﹣x3+x2,f1′(x)=﹣3x2+2x,則當(dāng)

x≠0

時,由xf1′(x)=﹣3x3+2x2=x2(2﹣3x)≤0,得x≥,不符合條件②,故

f1(x)

不是“偏對稱函數(shù)”;

B

中,f2(x)=ex﹣x﹣1,f2′(x)=ex﹣1,當(dāng)

x>0

時,ex>1,f2′(x)>0,當(dāng)

x<0

時,0<ex<1,f2′(x)<0,則當(dāng)

x≠0

時,都有

xf2′(x)>0,符合條件②,∴函數(shù)f2(x)=ex﹣x﹣1

在(﹣∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)

上單調(diào)遞增,由

f2(x)的單調(diào)性知,當(dāng)﹣x2<x1<0<﹣x1<x2時,f2(x1)<f2(﹣x2),∴f2(x1)﹣f2(x2)<f2(﹣x2)﹣f2(x2)=﹣++2x2,令F(x)=﹣ex+e﹣x+2x,x>0,F(xiàn)′(x)=﹣ex﹣e﹣x+2≤﹣2+2=0,當(dāng)且僅當(dāng)

ex=e﹣x即

x=0

時,“=“成立,∴F(x)

在[0,+∞)

上是減函數(shù),∴F(x2)<F(0)=0,即

f2(x1)<f2(x2),符合條件③,故

f2(x)

是“偏對稱函數(shù)”;

C

中,f3(x)=xsinx,則

f3(﹣x)=﹣xsin(﹣x)=f3(x),則

f3(x)

是偶函數(shù),而f3′(x)=sinx+xcosx=sin(x+φ)(tanφ=x),則根據(jù)三角函數(shù)的性質(zhì)可知,當(dāng)

x>0

時,f3′(x)的符號有正有負,不符合條件②,故

f3(x)

不是“偏對稱函數(shù)”;

D

中,由函數(shù)

f4(x)=,當(dāng)

x<0

時,f4′(x)=<0,當(dāng)

x>0

時,f3′(x)=2>0,符合條件②,∴函數(shù)

f4(x)

在(﹣∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)

上單調(diào)遞增,由單調(diào)性知,當(dāng)﹣x2<x1<0<﹣x1<x2時,f4(x1)<f4(﹣x2),∴f4(x1)﹣f4(x2)<f4(﹣x2)﹣f4(x2)=ln(x2+1)﹣2x2,設(shè)

F(x)=ln(x+1)﹣2x,x>0,則

F′(x)=﹣2<0,F(xiàn)(x)

在(0,+∞)

上是減函數(shù),可得

F(x)<F(0)=0,∴F(x2)<0,即

f(x1)<f(x2),符合條件③,故

f4(x)

是“偏對稱函數(shù)”,故選:BD.

【點評】本題主要考查在新定義下利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最值,考查計算能力,考查轉(zhuǎn)化與劃歸思想,屬于難題.

三.解答題(共36小題)

5.已知函數(shù)f(x)=ex(sinx﹣ax2+2a﹣e),其中a∈R,e=2.71828…為自然數(shù)的底數(shù).

(1)當(dāng)a=0時,討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;

(2)當(dāng)≤a≤1時,求證:對任意的x∈[0,+∞),f(x)<0.

【分析】(1)求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用函數(shù)單調(diào)性和導(dǎo)數(shù)之間的關(guān)系進行討論即可.

(2)對任意的x∈[0,+∞),f(x)<0轉(zhuǎn)化為證明對任意的x∈[0,+∞),sinx﹣ax2+2a﹣e<0,即可,構(gòu)造函數(shù),求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)進行研究即可.

【解答】解:(1)當(dāng)a=0時,f(x)=ex(sinx﹣e),則f′(x)=ex(sinx﹣e)+excosx=ex(sinx﹣e+cosx),∵sinx+cosx=sin(x+)≤<e,∴sinx+cosx﹣e<0

故f′(x)<0

則f(x)在R上單調(diào)遞減.

(2)當(dāng)x≥0時,y=ex≥1,要證明對任意的x∈[0,+∞),f(x)<0.

則只需要證明對任意的x∈[0,+∞),sinx﹣ax2+2a﹣e<0.

設(shè)g(a)=sinx﹣ax2+2a﹣e=(﹣x2+2)a+sinx﹣e,看作以a為變量的一次函數(shù),要使sinx﹣ax2+2a﹣e<0,則,即,∵sinx+1﹣e<0恒成立,∴①恒成立,對于②,令h(x)=sinx﹣x2+2﹣e,則h′(x)=cosx﹣2x,設(shè)x=t時,h′(x)=0,即cost﹣2t=0.

∴t=,sint<sin,∴h(x)在(0,t)上,h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增,在(t,+∞)上,h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減,則當(dāng)x=t時,函數(shù)h(x)取得最大值h(t)=sint﹣t2+2﹣e=sint﹣()2+2﹣e

=sint﹣+2﹣e=sin2t+sint+﹣e=(+1)2+﹣e≤()2+﹣e=﹣e<0,故④式成立,綜上對任意的x∈[0,+∞),f(x)<0.

【點評】本題主要考查函數(shù)單調(diào)性與導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)是解決本題的關(guān)鍵.綜合性較強,難度較大.

6.(1)已知函數(shù)是奇函數(shù),又f(1)=2,f(2)<3,且f(x)在[1,+∞)上遞增.

①求a,b,c的值;

②當(dāng)x<0時,討論f(x)的單調(diào)性.

(2)已知二次函數(shù)f(x)的圖象開口向下,且對于任意實數(shù)x都有f(2﹣x)=f(2+x)求不等式:f[(x2+x+)]<f[(2x2﹣x+)]的解.

【分析】A、(1)求三個未知數(shù),需要三個條件,一是定義域要關(guān)于原點對稱,二是f(1)=2,三是f(2)<3,f(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞增可解.

(2)用單調(diào)性定義來探討,先在給定的區(qū)間上任取兩個變量,且界定大小,再作差變形,在與0比較中出現(xiàn)討論,再進一步細化區(qū)間,確定后即為所求的單調(diào)區(qū)間.

B、由題設(shè)二次函數(shù)f(x)的圖象開口向下,又對于任意實數(shù)x,都有f(2﹣x)=f(x+2),知其對稱軸方程為x=2,由二次函數(shù)的這些特征即可研究出其單調(diào)性,分析(x2+x+),(2x2﹣x+)的范圍,利用二次函數(shù)的單調(diào)性轉(zhuǎn)化不等式為(x2+x+)<(2x2﹣x+),利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性把不等式轉(zhuǎn)化為x2+x+>2x2﹣x+,解此不等式即可求得結(jié)果.

【解答】A、解:(1)∵f(x)為奇函數(shù),故f(x)的定義域關(guān)于原點對稱

又f(x)的定義域為

(顯然b≠0,否則f(x)為偶函數(shù))

∴,即c=0

于是得,且,∴

∴,又b∈Z

∴b=1

∴a=1

故a=b=1,c=0,符合f(x)在[1,+∞)上單調(diào)遞增

(2)由(1)知,=

①當(dāng)﹣1<x1<x2<0時,顯然x1﹣x2<0,0<x1x2<1,x1x2﹣1<0

∴f(x1)﹣f(x2)>0

∴f(x)為減函數(shù)

②當(dāng)x1<x2<﹣1時,顯然x1﹣x2<0,x1x2>1,x1x2﹣1>0

∴f(x1)﹣f(x2)<0

∴f(x)為增函數(shù)

綜上所述,f(x)在(﹣∞,﹣1]上是增函數(shù),在[﹣1,0)上是減函數(shù).

B、解:由題意二次函數(shù)f(x)圖象開口向下,故在對稱軸兩邊的圖象是左降右升

又對于任意實數(shù)x,都有f(2﹣x)=f(x+2),故此函數(shù)的對稱軸方程是x=2

由此知,函數(shù)f(x)在(﹣∞,2]上是增函數(shù),在(2,+∞)是減函數(shù),而x2+x+=(x+)2+≥,2x2﹣x+=2(x﹣)2+≥,∴(x2+x+)≤=2,(2x2﹣x+)≤=1,∵f[(x2+x+)]<f[(2x2﹣x+)]

∴(x2+x+)<(2x2﹣x+),∴x2+x+>2x2﹣x+,解得,∴不等式的解集為.

【點評】A、此題是中檔題.本題主要考查函數(shù)利用奇偶性和函數(shù)值,單間性來求解析式,在研究單調(diào)性中分類討論的思想應(yīng)用.

B、本題主要考查二次函數(shù)的單調(diào)性和對稱性,還考查了利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性解對數(shù)不等式和一元二次不等式的解法,特別注意對數(shù)不等式的求解時的定義域.

7.已知函數(shù)f(x)=aex﹣1﹣lnx+lna.

(1)當(dāng)a=e時,求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積;

(2)若f(x)≥1,求a的取值范圍.

【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可求出切線方程,可得三角形的面積;

(2)方法一:不等式等價于ex﹣1+lna+lna+x﹣1≥lnx+x=elnx+lnx,令g(t)=et+t,根據(jù)函數(shù)單調(diào)性可得lna>lnx﹣x+1,再構(gòu)造函數(shù)h(x)=lnx﹣x+1,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最值,即可求出a的范圍;

方法二:構(gòu)造兩個基本不等式ex>x﹣1,x﹣1≥lnx,則原不等式轉(zhuǎn)化為x(a﹣1)≥﹣lna,再分類討論即可求出a的取值范圍,方法三:利用分類討論的思想,當(dāng)0<a<1,此時不符合題意,當(dāng)a≥1時,f(x)≥ex﹣1﹣lnx,令g(x)=ex﹣1﹣lnx,再根據(jù)導(dǎo)數(shù)和函數(shù)最值的關(guān)系即可證明,方法四:先根據(jù)導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的最值的關(guān)系求出f(x)≥f(x0)=﹣2lnx0+1﹣x0≥1,lna=1﹣x0﹣lnx0,再求出x0的范圍,再利用導(dǎo)數(shù)求1﹣x0﹣lnx0的范圍,即可求出a的范圍.

方法五:f(x)≥1等價于aex﹣1﹣lnx+lna≥1,構(gòu)造函數(shù)hg(a)=a+lna﹣1,利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最值,即可求出a的范圍.

【解答】解:(1)當(dāng)a=e時,f(x)=ex﹣lnx+1,∴f′(x)=ex﹣,∴f′(1)=e﹣1,∵f(1)=e+1,∴曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程為y﹣(e+1)=(e﹣1)(x﹣1),當(dāng)x=0時,y=2,當(dāng)y=0時,x=,∴曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積S=×2×=.

(2)方法一:由f(x)≥1,可得aex﹣1﹣lnx+lna≥1,即ex﹣1+lna﹣lnx+lna≥1,即ex﹣1+lna+lna+x﹣1≥lnx+x=elnx+lnx,令g(t)=et+t,則g′(t)=et+1>0,∴g(t)在R上單調(diào)遞增,∵g(lna+x﹣1)≥g(lnx)

∴l(xiāng)na+x﹣1≥lnx,即lna≥lnx﹣x+1,令h(x)=lnx﹣x+1,∴h′(x)=﹣1=,當(dāng)0<x<1時,h′(x)>0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞增,當(dāng)x>1時,h′(x)<0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞減,∴h(x)≤h(1)=0,∴l(xiāng)na≥0,∴a≥1,故a的范圍為[1,+∞).

方法二:由f(x)≥1可得aex﹣1﹣lnx+lna≥1,x>0,a>0,即aex﹣1﹣1≥lnx﹣lna,設(shè)g(x)=ex﹣x﹣1,∴g′(x)=ex﹣1>0恒成立,∴g(x)在(0,+∞)單調(diào)遞增,∴g(x)>g(0)=1﹣0﹣1=0,∴ex﹣x﹣1>0,即ex>x+1,再設(shè)h(x)=x﹣1﹣lnx,∴h′(x)=1﹣=,當(dāng)0<x<1時,h′(x)<0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞減,當(dāng)x>1時,h′(x)>0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞增,∴h(x)≥h(1)=0,∴x﹣1﹣lnx≥0,即x﹣1≥lnx

∴ex﹣1≥x,則aex﹣1≥ax,此時只需要證ax≥x﹣lna,即證x(a﹣1)≥﹣lna,當(dāng)a≥1時,∴x(a﹣1)>0>﹣lna恒成立,當(dāng)0<a<1時,x(a﹣1)<0<﹣lna,此時x(a﹣1)≥﹣lna不成立,綜上所述a的取值范圍為[1,+∞).

方法三:由題意可得x∈(0,+∞),a∈(0,+∞),∴f′(x)=aex﹣1﹣,易知f′(x)在(0,+∞)上為增函數(shù),①當(dāng)0<a<1時,f′(1)=a﹣1<0,f′()=a﹣a=a(﹣1)>0,∴存在x0∈(1,)使得f′(x0)=0,當(dāng)x∈(1,x0)時,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,∴f(x)<f(1)=a+lna<a<1,不滿足題意,②當(dāng)a≥1時,ex﹣1>0,lna>0,∴f(x)≥ex﹣1﹣lnx,令g(x)=ex﹣1﹣lnx,∴g′(x)=ex﹣1﹣,易知g′(x)在(0,+∞)上為增函數(shù),∵g′(1)=0,∴當(dāng)x∈(0,1)時,g′(x)<0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞減,當(dāng)x∈(1,+∞)時,g′(x)>0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞增,∴g(x)≥g(1)=1,即f(x)≥1,綜上所述a的取值范圍為[1,+∞).

方法四:∵f(x)=aex﹣1﹣lnx+lna,x>0,a>0,∴f′(x)=aex﹣1﹣,易知f′(x)在(0,+∞)上為增函數(shù),∵y=aex﹣1在(0,+∞)上為增函數(shù),y=在0,+∞)上為減函數(shù),∴y=aex﹣1與y=在0,+∞)上有交點,∴存在x0∈(0,+∞),使得f′(x0)=a﹣=0,則a=,則lna+x0﹣1=﹣lnx0,即lna=1﹣x0﹣lnx0,當(dāng)x∈(0,x0)時,f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,當(dāng)x∈(x0,+∞)時,f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增,∴f(x)≥f(x0)=a﹣lnx0+lna

=﹣lnx0+1﹣x0﹣lnx0=﹣2lnx0+1﹣x0≥1

∴﹣2lnx0﹣x0≥0

設(shè)g(x)=﹣2lnx﹣x,易知函數(shù)g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,且g(1)=1﹣0﹣1=0,∴當(dāng)x∈(0,1]時,g(x)≥0,∴x0∈(0,1]時,﹣2lnx0﹣x0≥0,設(shè)h(x)=1﹣x﹣lnx,x∈(0,1],∴h′(x)=﹣1﹣<0恒成立,∴h(x)在(0,1]上單調(diào)遞減,∴h(x)≥h(1)=1﹣1﹣ln1=0,當(dāng)x→0時,h(x)→+∞,∴l(xiāng)na≥0=ln1,∴a≥1.

方法五:f(x)≥1等價于aex﹣1﹣lnx+lna≥1,該不等式恒成立.

當(dāng)x=1時,有a+lna≥1,其中a>0.

設(shè)g(a)=a+lna﹣1,則g'(a)=1+>0,則g(a)單調(diào)增,且g(1)=0.

所以若a+lna≥1成立,則必有a≥1.

∴下面證明當(dāng)a≥1時,f(x)≥1成立.

∵ex≥x+1,把x換成x﹣1得到ex﹣1≥x,∵x﹣1≥lnx,∴x﹣lnx≥1.

∴f(x)=aex﹣1﹣lnx+lna≥ex﹣1﹣lnx≥x﹣lnx≥1.

綜上,a≥1.

【點評】本題考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,以及導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的最值的關(guān)系,考查了運算求解能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力,屬于難題.

8.已知函數(shù)f(x)=(eax﹣1)lnx(a>0).

(1)當(dāng)a=1時,求曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積;

(2)若關(guān)于x的方程f(x)=ax2﹣ax在[1,+∞)上恰有三個不同的實數(shù)解,求a的取值范圍.

【分析】(1)求得a=1時,f(x)的導(dǎo)數(shù),可得切線的斜率和方程,可得切線與x,y軸的交點,由三角形的面積公式,可得所求值;

(2)顯然x=1為方程f(x)=ax2﹣ax的根,當(dāng)x>0且x≠1時,原方程等價于==,構(gòu)造函數(shù)g(x)=(x>0),求得導(dǎo)數(shù),判斷單調(diào)性,可得原方程即為ax=lnx,由參數(shù)分離和構(gòu)造新函數(shù),求得導(dǎo)數(shù)和最值,即可得到所求范圍.

【解答】解:(1)當(dāng)a=1時,f(x)=(ex﹣1)lnx,可得f(1)=0,f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x)=exlnx+,所以切線的斜率為k=f′(1)=e﹣1,則切線的方程為y=(e﹣1)(x﹣1),該切線與x軸的交點為(1,0),與y軸的交點為(0,1﹣e),所以所求三角形的面積為×1×(e﹣1)=;

(2)顯然x=1為方程f(x)=ax2﹣ax的根,當(dāng)x>0且x≠1時,原方程等價于==,設(shè)g(x)=(x>0),g′(x)=,設(shè)h(x)=1+(x﹣1)ex(x>0),h′(x)=xex>0,可得h(x)在(0,+∞)遞增,則h(x)>h((0)=0,即g′(x)>0,g(x)在(0,+∞)遞增,原方程等價于g(ax)=g(lnx),只需ax=lnx在(1,+∞)上有兩個不等實根.

故只需ax=lnx在(1,+∞)上有兩個不等的實根.

則a=(x>1),設(shè)k(x)=(x>1),k′(x)=,可得k(x)在(1,e)遞增,在(e,+∞)遞減,則k(x)的最大值為k(e)=,又k(1)=0,所以a的范圍是(0,).

【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)的運用:求切線的方程和單調(diào)性、最值,考查方程思想和構(gòu)造函數(shù)法、化簡運算能力和推理能力,屬于中檔題.

9.已知函數(shù)f(x)=ax,g(x)=logax,其中a>1.

(Ⅰ)求函數(shù)h(x)=f(x)﹣xlna的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅱ)若曲線y=f(x)在點(x1,f(x1))處的切線與曲線y=g(x)在點(x2,g(x2))處的切線平行,證明x1+g(x2)=﹣;

(Ⅲ)證明當(dāng)a≥時,存在直線l,使l是曲線y=f(x)的切線,也是曲線y=g(x)的切線.

【分析】(Ⅰ)把f(x)的解析式代入函數(shù)h(x)=f(x)﹣xlna,求其導(dǎo)函數(shù),由導(dǎo)函數(shù)的零點對定義域分段,由導(dǎo)函數(shù)在各區(qū)間段內(nèi)的符號可得原函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅱ)分別求出函數(shù)y=f(x)在點(x1,f(x1))處與y=g(x)在點(x2,g(x2))處的切線的斜率,由斜率相等,兩邊取對數(shù)可得結(jié)論;

(Ⅲ)分別求出曲線y=f(x)在點()處的切線與曲線y=g(x)在點(x2,logax2)處的切線方程,把問題轉(zhuǎn)化為證明當(dāng)a≥時,存在x1∈(﹣∞,+∞),x2∈(0,+∞)使得l1與l2重合,進一步轉(zhuǎn)化為證明當(dāng)a≥時,方程存在實數(shù)解.然后利用導(dǎo)數(shù)證明即可.

【解答】(Ⅰ)解:由已知,h(x)=ax﹣xlna,有h′(x)=axlna﹣lna,令h′(x)=0,解得x=0.

由a>1,可知當(dāng)x變化時,h′(x),h(x)的變化情況如下表:

x

(﹣∞,0)

0

(0,+∞)

h′(x)

0

+

h(x)

極小值

∴函數(shù)h(x)的單調(diào)減區(qū)間為(﹣∞,0),單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞);

(Ⅱ)證明:由f′(x)=axlna,可得曲線y=f(x)在點(x1,f(x1))處的切線的斜率為lna.

由g′(x)=,可得曲線y=g(x)在點(x2,g(x2))處的切線的斜率為.

∵這兩條切線平行,故有,即,兩邊取以a為底數(shù)的對數(shù),得logax2+x1+2logalna=0,∴x1+g(x2)=﹣;

(Ⅲ)證明:曲線y=f(x)在點()處的切線l1:,曲線y=g(x)在點(x2,logax2)處的切線l2:.

要證明當(dāng)a≥時,存在直線l,使l是曲線y=f(x)的切線,也是曲線y=g(x)的切線,只需證明當(dāng)a≥時,存在x1∈(﹣∞,+∞),x2∈(0,+∞)使得l1與l2重合,即只需證明當(dāng)a≥時,方程組

由①得,代入②得:,③

因此,只需證明當(dāng)a≥時,關(guān)于x1的方程③存在實數(shù)解.

設(shè)函數(shù)u(x)=,既要證明當(dāng)a≥時,函數(shù)y=u(x)存在零點.

u′(x)=1﹣(lna)2xax,可知x∈(﹣∞,0)時,u′(x)>0;x∈(0,+∞)時,u′(x)單調(diào)遞減,又u′(0)=1>0,u′=<0,故存在唯一的x0,且x0>0,使得u′(x0)=0,即.

由此可得,u(x)在(﹣∞,x0)上單調(diào)遞增,在(x0,+∞)上單調(diào)遞減,u(x)在x=x0處取得極大值u(x0).

∵,故lnlna≥﹣1.

∴=.

下面證明存在實數(shù)t,使得u(t)<0,由(Ⅰ)可得ax≥1+xlna,當(dāng)時,有

u(x)≤=.

∴存在實數(shù)t,使得u(t)<0.

因此,當(dāng)a≥時,存在x1∈(﹣∞,+∞),使得u(x1)=0.

∴當(dāng)a≥時,存在直線l,使l是曲線y=f(x)的切線,也是曲線y=g(x)的切線.

【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)的運算,導(dǎo)數(shù)的幾何意義,運用導(dǎo)數(shù)研究指數(shù)函數(shù)與對數(shù)公式的性質(zhì)等基礎(chǔ)知識和方法,考查函數(shù)與方程思想,化歸思想,考查抽象概括能力,綜合分析問題和解決問題的能力,是難題.

10.已知函數(shù)(e為自然對數(shù)的底數(shù)).

(1)若曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線與曲線y=g(x)在點(0,g(0))處的切線互相垂直,求

函數(shù)在區(qū)間[﹣1,1]上的最大值;

(2)設(shè)函數(shù),試討論函數(shù)h(x)零點的個數(shù).

【分析】(1)分別求出y=f(x)與y=g(x)在x=0處的導(dǎo)數(shù),利用斜率之積等于﹣1求得a,得到f(x)解析式,再由導(dǎo)數(shù)判斷f(x)在區(qū)間[﹣1,1]上單調(diào)遞減,從而求得最大值;

(2)函數(shù)g(x)=ex﹣e在R上單調(diào)遞增,僅在x=1處有一個零點,且x<1時,g(x)<0,再由導(dǎo)數(shù)分類判定f(x)的零點情況,則答案可求.

【解答】解:(1)∵f′(x)=﹣3x2+a,g′(x)=ex,∴f′(0)=a,g′(0)=1,由題意知,a=﹣1,f′(x)=﹣3x2﹣1≤0,f(x)在區(qū)間[﹣1,1]上單調(diào)遞減,∴;

(2)函數(shù)g(x)=ex﹣e在R上單調(diào)遞增,僅在x=1處有一個零點,且x<1時,g(x)<0,又f′(x)=﹣3x2+a.

①當(dāng)a≤0時,f′(x)≤0,f(x)在R上單調(diào)遞減,且過點(0,﹣),f(﹣1)=>0.

即f(x)在x≤0時,必有一個零點,此時y=h(x)有兩個零點;

②當(dāng)a>0時,令f′(x)=﹣3x2+a=0,解得<0,>0.

則是函數(shù)f(x)的一個極小值點,是函數(shù)f(x)的一個極大值點.

而f(﹣)=<0,現(xiàn)在討論極大值的情況:

f()=.

當(dāng)f()<0,即a<時,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上恒小于0,此時y=h(x)有兩個零點;

當(dāng)f()=0,即a=時,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上有一個零點,此時y=h(x)有三個零點;

當(dāng)f()>0,即a>時,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上有兩個零點,一個零點小于,一個零點大于.

若f(1)=a﹣<0,即a<時,y=h(x)有四個零點;

f(1)=a﹣=0,即a=時,y=h(x)有三個零點;

f(1)=a﹣>0,即a>時,y=h(x)有兩個零點.

綜上所述,當(dāng)a<或a>時,y=h(x)有兩個零點;當(dāng)a=或a=時,y=h(x)有三個零點;當(dāng)<a<時,y=h(x)有四個零點.

【點評】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究過曲線上某點處的切線方程,考查函數(shù)零點的判定,體現(xiàn)了分類討論的數(shù)學(xué)思想方法,屬難題.

11.已知函數(shù)f(x)=eax,g(x)=﹣x2+bx+c(a,b,c∈R),且曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點(0,c)處具有公共切線.設(shè)h(x)=f(x)﹣g(x).

(Ⅰ)求c的值,及a,b的關(guān)系式;

(Ⅱ)求函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅲ)設(shè)a≥0,若對于任意x1,x2∈[0,1],都有|h(x1)﹣h(x2)|≤e﹣1,求a的取值范圍.

【分析】(Ⅰ)分別求得f(x)和g(x)的導(dǎo)數(shù),由題意可知:即可求得c的值及a、b的關(guān)系;

(Ⅱ)寫出h(x)的表達式,求導(dǎo),構(gòu)造輔助函數(shù)F(x)=h′(x),由?a∈R,F(xiàn)′(x)>0,即可判斷h′(x)的單調(diào)性,求得h′(x)的零點,并根據(jù)h′(x)判斷出h(x)的單調(diào)性;

(Ⅲ)由(II)知當(dāng)x∈[0,1]時,h(x)是增函數(shù),將問題轉(zhuǎn)化為:h(x)max﹣h(x)min=ea﹣a≤e﹣1,即當(dāng)a≥0時,G(a)=ea﹣a﹣(e﹣1)≤0,求得函數(shù)的單調(diào)性,求得a的取值范圍.

【解答】解:(I)∵函數(shù)f(x)=eax,g(x)=﹣x2+bx+c,∴函數(shù)f′(x)=aeax,g′(x)=﹣2x+b.

曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點(0,c)處具有公共切線,∴,即,∴c=1,a=b;…(4分)

(II)由已知,h(x)=f(x)﹣g(x)=eax+x2﹣ax﹣1.

∴h′(x)=aeax+2x﹣a,設(shè)F(x)=aeax+2x﹣a,所以F′(x)=a2eax+2,?a∈R,F(xiàn)′(x)>0,所以h′(x)在(﹣∞,+∞)上為單調(diào)遞增函數(shù).…(6分)

由(I)得,f′(0)=g′(0)所以h′(0)=f′(0)﹣g′(0)=0,即0是h′(x)的零點.

所以,函數(shù)h(x)的導(dǎo)函數(shù)h′(x)有且只有一個零點0.…(7分)

所以h′(x)及h(x)符號變化如下,x

(﹣∞,0)

0

(0,+∞)

h(x)

0

+

h′(x)

極小值

所以函數(shù)h′(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(﹣∞,0),單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞).…(9分)

(III)由(II)知當(dāng)x∈[0,1]時,h(x)是增函數(shù).

對于任意x1,x2∈[0,1],都有|h(x1)﹣h(x2)|≤e﹣1,等價于h(x)max﹣h(x)min=h(1)﹣h(0)=ea﹣a≤e﹣1,等價于當(dāng)a≥0時,G(a)=ea﹣a﹣(e﹣1)≤0,∵G′(a)=ea﹣1≥0,∴G(a)在[0,+∞)上是增函數(shù),又G(1)=0,所以a∈[0,1].…(13分)

【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性極值與最值、恒成立問題的等價轉(zhuǎn)化方法,考查了計算能力和分析問題的能力,屬于難題.

12.設(shè)函數(shù)f(x)=ln(1+ax)+bx,g(x)=f(x)﹣bx2.

(Ⅰ)若a=1,b=﹣1,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅱ)若曲線y=g(x)在點(1,ln3)處的切線與直線11x﹣3y=0平行.

(i)求a,b的值;

(ii)求實數(shù)k(k≤3)的取值范圍,使得g(x)>k(x2﹣x)對x∈(0,+∞)恒成立.

【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;

(Ⅱ)(i)求出g(x)的導(dǎo)數(shù),得到關(guān)于a,b的方程組,解出即可;

(ii)問題轉(zhuǎn)化為g(x)﹣k(x2﹣x)>0對x∈(0,+∞)恒成立.令F(x)=g(x)﹣k(x2﹣x),求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過討論k的范圍,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而確定k的范圍即可.

【解答】解:(Ⅰ)當(dāng)a=1,b=﹣1時,f(x)=ln(1+x)﹣x,(x>﹣1),則.

當(dāng)f'(x)>0時,﹣1<x<0;

當(dāng)f'(x)<0時,x>0;

所以f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(﹣1,0),單調(diào)減區(qū)間為(0,+∞).…(4分)

(Ⅱ)(i)因為g(x)=f(x)﹣bx2=ln(1+ax)+b(x﹣x2),所以.

依題設(shè)有即

解得.…(8分)

(ii))所以.

g(x)>k(x2﹣x)對x∈(0,+∞)恒成立,即g(x)﹣k(x2﹣x)>0對x∈(0,+∞)恒成立.

令F(x)=g(x)﹣k(x2﹣x).

則有.

①當(dāng)1≤k≤3時,當(dāng)x∈(0,+∞)時,F(xiàn)'(x)>0,所以F(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.

所以F(x)>F(0)=0,即當(dāng)x∈(0,+∞)時,g(x)>k(x2﹣x);

②當(dāng)k<1時,當(dāng)時,F(xiàn)'(x)<0,所以F(x)在上單調(diào)遞減,故當(dāng)時,F(xiàn)(x)<F(0)=0,即當(dāng)x∈(0,+∞)時,g(x)>k(x2﹣x)不恒成立.

綜上,k∈[1,3].

…(13分)

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類討論思想,是一道中檔題.

13.已知函數(shù)f(x)=x3﹣3ax+e,g(x)=1﹣lnx,其中e為自然對數(shù)的底數(shù).

(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與直線l:x+2y=0垂直,求實數(shù)a的值;

(Ⅱ)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅲ)用max{m,n}表示m,n中的較大者,記函數(shù)h(x)=max{f(x),g(x)}(x>0).若函數(shù)h(x)在(0,+∞)內(nèi)恰有2個零點,求實數(shù)a的取值范圍.

【分析】(I)先對函數(shù)求導(dǎo),結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義可求

(II)由題意可得,f'(x)=3x2﹣3a,結(jié)合a的范圍判斷f'(x)的正負,即可求解,(III)結(jié)合導(dǎo)數(shù)及函數(shù)的零點的判定定理,分類討論進行求解

【解答】解:(I)f'(x)=3x2﹣3a.

曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線與直線l:x+2y=0垂直,f′(1)=3﹣3a=2,∴;

(II)由題意可得,f'(x)=3x2﹣3a.

(1)當(dāng)a≤0時,f'(x)≥0,∴函數(shù)(﹣∞,+∞)在(﹣∞,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增..…….……(6分)

(2)當(dāng)a>0時,令,解得或.

由,解得或,由,解得,.…….……(8分)

∴函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為..…….……(9分)

(III)(1)當(dāng)x∈(0,e)時,g(x)>0,由題意可得,h(x)≥g(x)>0,不滿足題意,(2)當(dāng)x=e時,g(e)=0,f(e)=e3﹣3ae+e,①若f(e)≤0即a,則e是h(x)的一個零點;

②若f(e)>0即a,則e不是h(x)的一個零點;

(3)當(dāng)x∈(e,+∞)時,g(x)<0,此時只需要考慮函數(shù)f(x)在(e,+∞)上零點的情況,∵f′(x)=3x2﹣3a>3e2﹣3a,∴①當(dāng)a≤e2時,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,又f(e)=e3﹣3ae+e,∴(i)當(dāng)a,f(e)≥0,f(x)在(e,+∞)上單調(diào)遞增,(ii)時,f(e)<0,又f(2e)=8e3﹣6ae+e≥8e3﹣6e3+e>0,f(x)在(e,+∞)上恰有一個零點,②當(dāng)a>e2,令f′(x)=0可得x=,由f′(x)<0可得e<x<,由f′(x)>0可得x>,∴f(x)在(e,)上單調(diào)遞減,()上單調(diào)遞增,∵f(e)=e3﹣3ae+e<e3﹣3e3+e<0,f(2,a)=8a2﹣6a2+e≥2a2+e>0,∴此時函數(shù)h(x)在(0,+∞)內(nèi)恰有一個零點,綜上,實數(shù)a的取值范圍是.

【點評】本題主要考查了函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性,極值之間關(guān)系的應(yīng)用,還考查了邏輯思維能力,試題較難

14.已知函數(shù)

f(x)=lnx,g(x)=ex

(1)若函數(shù)h(x)=f(x)﹣,求函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)設(shè)直線l為函數(shù)f(x)的圖象上的一點

A(x0,f(x0))處的切線,證明:在區(qū)間(0,+∞)

上存在唯一的x0,使得直線l

與曲線y=g(x)

相切.

【分析】(1)求出函數(shù)h(x)的導(dǎo)函數(shù),由導(dǎo)函數(shù)的符號直接判斷函數(shù)h(x)的單調(diào)性;

(2)求出函數(shù)f(x)和g(x)的導(dǎo)函數(shù),根據(jù)函數(shù)特點分別在兩函數(shù)圖象上找到點和點,求出兩個函數(shù)圖象分別在點和點處的切線方程,由兩切線的截距相等能夠說明在區(qū)間

(0,+∞)

上存在唯一的x0,使得兩切線為同一直線,則問題得證.

【解答】解:(1)h(x)=f(x)﹣=lnx﹣,定義域:{x|x>0,且x≠1}.

=.

由于x>0且x≠1,故其在區(qū)間(0,1),(1,+∞)內(nèi),恒有h′(x)>0,所以函數(shù)h(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,1),(1,+∞);

(2)由f(x)=lnx,所以,當(dāng)x=(n>0)時,故y=f(x)上存在一點,過該點的切線方程為

g(x)=ex,g′(x)=ex,當(dāng)x=﹣時,故過y=g(x)上的點的切線方程為

兩條切線①和②的斜率相同,只要它們在y軸上的截距相等,它們就是同一條切線,為此令:,得n﹣e=,即③

由于③的左邊是關(guān)于n的增函數(shù);而其右邊,當(dāng)n≥3以后,是一個正的假分?jǐn)?shù),因此是關(guān)于n的減函數(shù),故在區(qū)間[3,+∞)內(nèi)必存在一個實數(shù)n,使得③式成立.

這就證明了“在區(qū)間(0,+∞)上存在唯一的x0,使得直線l與曲線y=g(x)相切”.

【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查了利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點處的切線方程,解答的關(guān)鍵是能夠在兩個曲線上找到符合題意的點,屬中高檔題.

15.已知函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=ex

(1)求函數(shù)h(x)=g(x)f′(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)設(shè)直線l為函數(shù)f(x)圖象上一點A(x0,lnx0)處的切線,證明:在區(qū)間(1,+∞)上存在唯一的x0,使得直線l與曲線y=g(x)相切.

【分析】(1)求導(dǎo)函數(shù),再由導(dǎo)數(shù)大于0和小于0,求出函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)先求直線l為函數(shù)圖象上一點A(x0,f

(x0))處的切線方程,設(shè)直線l與曲線y=g(x)相切于點(x1,ex1),進而可得lnx0=,再證明在區(qū)間(1,+∞)上x0存在且唯一即可.

【解答】解:(1)∵函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=ex,∴h(x)=g(x)f′(x)=,∴,由>0,得x>1;由<0,得x<1.

∴函數(shù)h(x)的增區(qū)間是(1,+∞);減區(qū)間是(﹣∞,1).

(2)證明:∵f′(x)=,∴f′(x0)=,∴切線l的方程為y﹣lnx0=(x﹣x0),即y=x+lnx0﹣1,①(6分)

設(shè)直線l與曲線y=g(x)相切于點(x1,ex1),∵g'(x)=ex,∴ex1=,∴x1=﹣lnx0.(8分)

∴直線l也為y﹣=(x+lnx0),即y=x++,②(9分)

由①②得

lnx0﹣1=+,∴l(xiāng)nx0=.(11分)

下證:在區(qū)間(1,+∞)上x0存在且唯一.

設(shè)φ(x)=f(x)﹣,φ′(x)=+=.(2分)

∵x>0且x≠1,∴φ′(x)>0

∴函數(shù)φ(x)在區(qū)間(1,+∞)上遞增.

又φ(e)=lne﹣=<0,φ(e2)=lne2﹣=>0,(13分)

結(jié)合零點存在性定理,方程φ(x)=0必在區(qū)間(e,e2)上有唯一的根,這個根就是所求的唯一x0.

故在區(qū)間(1,+∞)上存在唯一的x0,使得直線l與曲線y=g(x)相切.

【點評】本題以函數(shù)為載體,考查導(dǎo)數(shù)知識的運用,考查函數(shù)的單調(diào)性,考查曲線的切線,同時考查零點存在性定理,綜合性比較強.

16.已知函數(shù)f(x)=x+,g(x)=x﹣lnx,其中a∈R且a≠0.

(Ⅰ)求曲線y=g(x)在點(1,g(1))處的切線方程;

(II)當(dāng)a=1時,求函數(shù)h(x)=f(x)+g(x)的單調(diào)區(qū)間;

(III)設(shè)函數(shù)u(x)=若u(x)=f(x)對任意x∈[1,e]均成立,求a的取值范圍.

【分析】(Ⅰ)求出導(dǎo)數(shù),求得切線的斜率和切點,可得切線方程;

(II)求出當(dāng)a=1時的函數(shù)的導(dǎo)數(shù),令導(dǎo)數(shù)大于0,求得增區(qū)間,令導(dǎo)數(shù)小于0,可得減區(qū)間,注意定義域;

(III)由題意可得f(x)≥g(x)對任意x∈[1,e]均成立,即為x+≥x﹣lnx,運用參數(shù)分離,由導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性,求得右邊函數(shù)的最大值,即可得到a的范圍.

【解答】解:(Ⅰ)g(x)=x﹣lnx的導(dǎo)數(shù)為g′(x)=1﹣,曲線y=g(x)在點(1,g(1))處的切線斜率為k=g′(1)=0,切點為(1,1),則曲線y=g(x)在點(1,g(1))處的切線方程為y=1;

(II)當(dāng)a=1時,函數(shù)h(x)=f(x)+g(x)=2x﹣lnx+,導(dǎo)數(shù)h′(x)=2﹣﹣=,由h′(x)>0可得x>1;由h′(x)<0可得0<x<1.

則h(x)的增區(qū)間為(1,+∞),減區(qū)間為(0,1);

(III)由題意可得f(x)≥g(x)對任意x∈[1,e]均成立,即為x+≥x﹣lnx,即有a≥﹣xlnx,令y=﹣xlnx,x∈[1,e],則y′=﹣(1+lnx)<0,即有y=﹣xlnx在[1,e]遞減,則y=﹣xlnx的最大值為0,則a≥0,由a∈R且a≠0.

即有a>0.

則a的取值范圍是(0,+∞).

【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)的運用:求切線方程和單調(diào)區(qū)間,同時考查不等式恒成立問題,注意運用參數(shù)分離,函數(shù)的單調(diào)性,屬于中檔題.

17.已知函數(shù)f(x)=x2+2ax(x>0),g(x)=3alnx+a,其中a>0.

(1)當(dāng)a=1時,求函數(shù)h(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)是否存在常數(shù)a,使兩曲線y=f(x),y=g(x)有公共點,且在該點處的切線相同?若存在,請求出實數(shù)a的值;若不存在,請說明理由.

【分析】(1)a=1時,求出h(x),然后求導(dǎo)數(shù),根據(jù)導(dǎo)數(shù)符號即可判斷函數(shù)h(x)的單調(diào)性,從而得出其單調(diào)區(qū)間;

(2)可假設(shè)存在公共點(x0,y0),該點在f(x),g(x)的圖象上,且在該點處的切線相同,從而可出f(x),g(x)在該點的導(dǎo)數(shù)值相等,這樣便可得出關(guān)于x0的方程組,可整理得到x0﹣1=2lnx0,從而得出x0=1,帶入前面的式子又可以求出a,這樣便得出存在常數(shù)a,使兩曲線y=f(x),y=g(x)有公共點,且在該點處的切線相同.

【解答】解:(1)a=1時,h(x)=,;

解x2+2x﹣3=0得,x=﹣3,或1;

∴x∈(0,1)時,h′(x)<0,x∈(1,+∞)時,h′(x)>0;

∴h(x)的單調(diào)減區(qū)間為(0,1),增區(qū)間為[1,+∞);

(2)假設(shè)存在,設(shè)公共點為(x0,y0),則:;

∴f′(x)=x+2a,∴k=x0+2a;,∴;

∴;

∴;

將②代入①:3a+2ax0=6alnx0+5a;

∴x0﹣1=3lnx0;

x0=1,帶入②得,a=1;

∴存在常數(shù)a,使兩曲線y=f(x),y=g(x)有公共點,且在該點處的切線相同,且a=1.

【點評】考查根據(jù)導(dǎo)數(shù)符號判斷函數(shù)單調(diào)性及求單調(diào)區(qū)間的方法,二次函數(shù)的符號和對應(yīng)一元二次方程根的關(guān)系,以及函數(shù)在切點處的導(dǎo)數(shù)和切線斜率的關(guān)系.

18.已知函數(shù)f(x)=x3﹣x2+x,g(x)=﹣(m﹣1)x,m∈R.

(Ⅰ)若f(x)在x=1取得極值,求曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程;

(Ⅱ)若f(x)在區(qū)間(,+∞)上為增函數(shù),求m的取值范圍;

(Ⅲ)在(Ⅱ)的條件下,求函數(shù)h(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間和極值.

【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),假設(shè)f(2),f′(2),求出切線方程即可;

(Ⅱ)問題轉(zhuǎn)化為在區(qū)間上恒成立,求出x+的最小值,解關(guān)于m的不等式即可求出m的范圍;

(Ⅲ)求出h(x)的導(dǎo)數(shù),得到h(x)的單調(diào)區(qū)間,從而求出函數(shù)的極值即可.

【解答】解:(Ⅰ)

f'(x)=x2﹣(m+1)x+1,又∵函數(shù)f(x)在x=1處取得極值,∴f'(1)=1﹣(m+1)+1=0,∴m=1,∴,f'(2)=1,∴曲線y=f(x)在(2,f(2))處的切線方程為:,即:3x﹣3y﹣4=0;

(Ⅱ)

f'(x)=x2﹣(m+1)x+1,∵f(x)在區(qū)間上為增函數(shù),∴x2﹣(m+1)x+1≥0,∴在區(qū)間上恒成立,∵當(dāng)時,當(dāng)且僅當(dāng)x=1時取得最小值,∴m+1≤2,即m≤1;

(Ⅲ),∴h'(x)=x2﹣(m+1)x+m=(x﹣1)(x﹣m),令h'(x)=0,得x=m或x=1,當(dāng)m=1時,h'(x)=(x﹣1)2≥0,∴h(x)在R上是增函數(shù),無極值,當(dāng)m<1時,h(x),h'(x)隨x的變化情況如下表:

x

(﹣∞,m)

m

(m,1)

(1,+∞)

h'(x)

+

0

0

+

h(x)

極大值

極小值

∴函數(shù)h(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(﹣∞,m)和(1,+∞);單調(diào)遞減區(qū)間為(m,1),故當(dāng)x=m時,函數(shù)h(x)取得極大值,極大值為;

當(dāng)x=1時,函數(shù)h(x)取得極小值,極小值為.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值、極值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及函數(shù)恒成立問題,是一道中檔題.

19.已知函數(shù)f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx,其中a>0,b>0.

(Ⅰ)若曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點P(2,m)處有相同的切線(P為切點),求a,b的值;

(Ⅱ)令h(x)=f(x)+g(x),若函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣],(1)求函數(shù)h(x)在區(qū)間(﹣∞,﹣1]上的最大值t(a);

(2)若|h(x)|≤3在x∈[﹣2,0]上恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.

【分析】(Ⅰ)根據(jù)曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點(2,m)處具有公共切線,可知切點處的函數(shù)值相等,切點處的斜率相等,故可求a、b的值;

(Ⅱ)(1)根據(jù)函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣]得出a2=4b,構(gòu)建函數(shù)h(x)=f(x)+g(x)=x3+ax2+a2x+1,求導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)的正負,可確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,進而分類討論,確定函數(shù)在區(qū)間(﹣∞,﹣1]上的最大值.

(2)由(1)知,函數(shù)h(x)在(﹣∞,﹣)單調(diào)遞增,在(﹣,﹣)單調(diào)遞減,在(﹣,+∞)上單調(diào)遞增,從而得出其極大值、極小值,再根據(jù)|h(x)|≤3,在x∈[﹣2,0]上恒成立,建立關(guān)于a的不等關(guān)系,解得a的取值范圍即可.

【解答】解:(Ⅰ)f(x)=ax2+1(a>0),則f′(x)=2ax,k1=4a,g(x)=x3+bx,則f′(x)=3x2+b,k2=12+b,由(2,m)為公共切點,可得:4a=12+b,又f(2)=4a+1,g(2)=8+2b,∴4a+1=8+2b,與4a=12+b聯(lián)立可得:a=,b=5.

(Ⅱ)由h(x)=f(x)+g(x)=x3+ax2+bx+1,則h′(x)=3x2+2ax+b,∵函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣],∴當(dāng)x∈[﹣,﹣]時,3x2+2ax+b≤0恒成立,此時,x=﹣是方程3x2+2ax+b=0的一個根,得3()2+2a(﹣)+b=0,得a2=4b,∴h(x)=x3+ax2+a2x+1

令h′(x)=0,解得:x1=﹣,x2=﹣;

∵a>0,∴﹣<﹣,列表如下:

x

(﹣∞,﹣)

(﹣,﹣)

(﹣,+∞)

h′(x)

+

+

h(x)

極大值

極小值

∴原函數(shù)在(﹣∞,﹣)單調(diào)遞增,在(﹣,﹣)單調(diào)遞減,在(﹣,+∞)上單調(diào)遞增.

①若﹣1≤﹣,即a≤2時,最大值為t(﹣1)=a﹣;

②若﹣<﹣1<﹣,即2<a<6時,最大值為t(﹣)=1

③若﹣1≥﹣時,即a≥6時,最大值為t(﹣)=1.

綜上所述:當(dāng)a∈(0,2]時,最大值為t(﹣1)=a﹣;

當(dāng)a∈(2,+∞)時,最大值為t(﹣)=1.

(2)由(1)知,函數(shù)h(x)在(﹣∞,﹣)單調(diào)遞增,在(﹣,﹣)單調(diào)遞減,在(﹣,+∞)上單調(diào)遞增,故h(﹣)為極大值,h(﹣)=1;h(﹣)為極小值,h(﹣)=﹣+1;

∵|h(x)|≤3,在x∈[﹣2,0]上恒成立,又h(0)=1.

∴,即,解得,∴a的取值范圍:4﹣2≤a≤6.

【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)知識的運用,考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查函數(shù)的單調(diào)性與最值,解題的關(guān)鍵是正確求出導(dǎo)函數(shù)和應(yīng)用分類討論的方法,屬難題.

20.已知函數(shù)f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx,其中a>0,b>0.

(1)若曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點P(2,c)處有相同的切線(P為切點),求a,b的值;

(2)令h(x)=f(x)+g(x),若函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣],求函數(shù)h(x)在區(qū)間(﹣∞,﹣1]上的最大值M(a)

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),得到關(guān)于a,b的方程組,解出即可;

(2)求出h(x)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性得到x=﹣是方程3x2+2ax+b=0的一個根,求出a,b的關(guān)系,通過討論a的范圍,求出M(a)即可.

【解答】解:(1)由p(2,c)為公共切點可得:f(x)=ax2+1(a>0),則f′(x)=2ax,k1=4a,g(x)=x3+bx,則g′(x)=3x2+b,k2=12+b,又f(2)=4a+1,g(2)=8+2b,∴,解得:a=,b=5;

(2)h(x)=f(x)+g(x)=x3+ax2+bx+1,∴h′(x)=3x2+2ax+b,∵h(x)的單調(diào)減區(qū)間為[﹣,﹣],∴x∈[﹣,﹣]時,有3x2+2ax+b≤0恒成立,此時x=﹣是方程3x2+2ax+b=0的一個根,∴a2=4b,∴h(x)=x3+ax2+a2x+1,又∵h(x)在(﹣∞,﹣)單調(diào)遞增,在(﹣,﹣)單調(diào)遞減,在(﹣,+∞)上單調(diào)遞增,若﹣1≤﹣,即a≤2時,最大值為h(﹣1)=a﹣;

若﹣<﹣1<﹣,即2<a<6時,最大值為h(﹣)=1;

若﹣1≥﹣,即a≥6時,∵h(﹣)=1,h(﹣1)=a﹣<h(﹣)=1,∴最大值為1,綜上,M(a)=.

【點評】本題考查了切線方程問題,考查函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,是一道綜合題.

21.已知函數(shù)f(x)=ax2+1,g(x)=x3+bx,其中a>0,b>0.

(1)若曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點p(2,c)處有相同的切線(p為切點),求實數(shù)a,b的值.

(2)令h(x)=f(x)+g(x),若函數(shù)h(x)的單調(diào)減區(qū)間為[﹣,﹣];

①求函數(shù)h(x)在區(qū)間(﹣∞,﹣1]上的最大值M(a).

②若|h(x)|≤3在x∈[﹣2,0]上恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.

【分析】(1)根據(jù)曲線y=f(x)與曲線y=g(x)在它們的交點(2,c)處具有公共切線,可知切點處的函數(shù)值相等,切點處的斜率相等,故可求a、b的值;

(2)①根據(jù)函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣]得出a2=4b,構(gòu)建函數(shù)h(x)=f(x)+g(x)=x3+ax2+a2x+1,求導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)的正負,可確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,進而分類討論,確定函數(shù)在區(qū)間(﹣∞,﹣1)上的最大值.

②由①知,函數(shù)h(x)在(﹣∞,﹣)單調(diào)遞增,在(﹣,﹣)單調(diào)遞減,在(﹣,+∞)上單調(diào)遞增,從而得出其極大值、極小值,再根據(jù)|h(x)|≤3,在x∈[﹣2,0]上恒成立,建立關(guān)于a的不等關(guān)系,解得a的取值范圍即可.

【解答】解:(1)f(x)=ax2+1(a>0),則f′(x)=2ax,k1=4a,g(x)=x3+bx,則f′(x)=3x2+b,k2=12+b,由(2,c)為公共切點,可得:4a=12+b;

又f(2)=4a+1,g(2)=8+2b,∴4a+1=8+2b,與4a=12+b聯(lián)立可得:a=,b=5;

(2)①由h(x)=f(x)+g(x)=x3+ax2+bx+1,則h′(x)=3x2+2ax+b,因函數(shù)h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[﹣,﹣],∴當(dāng)x∈[﹣,﹣]時,3x2+2ax+b≤0恒成立,此時,x=﹣是方程3x2+2ax+b=0的一個根,得3(﹣)2+2a(﹣)+b=0,得a2=4b,∴h(x)=x3+ax2+a2x+1;

令h′(x)=0,解得:x1=﹣,x2=﹣;

∵a>0,∴﹣<﹣,列表如下:

x

(﹣∞,﹣)

(﹣,﹣)

(﹣,+∞)

h′(x)

+

+

h(x)

極大值

極小值

∴原函數(shù)在(﹣∞,﹣)單調(diào)遞增,在(﹣,﹣)單調(diào)遞減,在(﹣,+∞)上單調(diào)遞增;

若﹣1≤﹣,即a≤2時,最大值為h(﹣1)=a﹣;

若﹣<﹣1<﹣,即2<a<6時,最大值為h(﹣)=1;

若﹣1≥﹣時,即a≥6時,最大值為h(﹣)=1.

綜上所述:當(dāng)a∈(0,2]時,最大值為h(﹣1)=a﹣;當(dāng)a∈(2,+∞)時,最大值為h(﹣)=1.

②由①知,函數(shù)h(x)在(﹣∞,﹣)單調(diào)遞增,在(﹣,﹣)單調(diào)遞減,在(﹣,+∞)上單調(diào)遞增;

故h(﹣)為極大值,h(﹣)=1;h(﹣)為極小值,h(﹣)=﹣+1;

∵|h(x)|≤3,在x∈[﹣2,0]上恒成立,又h(0)=1.

∴,∴a的取值范圍:4﹣2≤a≤6.

【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)知識的運用,考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查函數(shù)的單調(diào)性與最值,解題的關(guān)鍵是正確求出導(dǎo)函數(shù)和應(yīng)用分類討論的方法.

22.已知函數(shù)f(x)=ex+x2﹣x,g(x)=x2+ax+b,a,b∈R.

(1)當(dāng)a=1時,求函數(shù)F(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)若曲線y=f(x)在點(0,1)處的切線l與曲線y=g(x)切于點(1,c),求a,b,c的值;

(3)若f(x)≥g(x)恒成立,求a+b的最大值.

【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;

(Ⅱ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)切線方程求出a,b,c的值即可;

(Ⅲ)設(shè)h(x)=f(x)﹣g(x),求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過討論a的范圍,問題轉(zhuǎn)化為b≤(a+1)﹣(a+1)ln(a+1),得到a+b≤2(a+1)﹣(a+1)ln(a+1)﹣1,令G(x)=2x﹣xlnx﹣1,x>0,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出a+b的最大值即可.

【解答】解:(Ⅰ)F(x)=ex﹣2x﹣b,則F'(x)=ex﹣2.

令F'(x)=ex﹣2>0,得x>ln2,所以F(x)在(ln2,+∞)上單調(diào)遞增.

令F'(x)=ex﹣2<0,得x<ln2,所以F(x)在(﹣∞,ln2)上單調(diào)遞減.…(4分)

(Ⅱ)因為f'(x)=ex+2x﹣1,所以f'(0)=0,所以l的方程為y=1.

依題意,c=1.

于是l與拋物線g(x)=x2﹣2x+b切于點(1,1),由12﹣2+b=1得b=2.

所以a=﹣2,b=2,c=1.…(8分)

(Ⅲ)設(shè)h(x)=f(x)﹣g(x)=ex﹣(a+1)x﹣b,則h(x)≥0恒成立.

易得h'(x)=ex﹣(a+1).

(1)當(dāng)a+1≤0時,因為h'(x)>0,所以此時h(x)在(﹣∞,+∞)上單調(diào)遞增.

①若a+1=0,則當(dāng)b≤0時滿足條件,此時a+b≤﹣1;

②若a+1<0,取x0<0且,此時,所以h(x)≥0不恒成立.

不滿足條件;

(2)當(dāng)a+1>0時,令h'(x)=0,得x=ln(a+1).由h'(x)>0,得x>ln(a+1);

由h'(x)<0,得x<ln(a+1).

所以h(x)在(﹣∞,ln(a+1))上單調(diào)遞減,在(ln(a+1),+∞)上單調(diào)遞增.

要使得“h(x)=ex﹣(a+1)x﹣b≥0恒成立”,必須有:

“當(dāng)x=ln(a+1)時,h(x)min=(a+1)﹣(a+1)ln(a+1)﹣b≥0”成立.

所以b≤(a+1)﹣(a+1)ln(a+1).則a+b≤2(a+1)﹣(a+1)ln(a+1)﹣1.

令G(x)=2x﹣xlnx﹣1,x>0,則G'(x)=1﹣lnx.

令G'(x)=0,得x=e.由G'(x)>0,得0<x<e;

由G'(x)<0,得x>e.所以G(x)在(0,e)上單調(diào)遞增,在(e,+∞)上單調(diào)遞減,所以,當(dāng)x=e時,G(x)max=e﹣1.

從而,當(dāng)a=e﹣1,b=0時,a+b的最大值為e﹣1.

綜上,a+b的最大值為e﹣1.…(14分)

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類討論思想,轉(zhuǎn)化思想,是一道綜合題.

23.函數(shù)y=lnx關(guān)于直線x=1對稱的函數(shù)為f(x),又函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為g(x),記h(x)=f(x)+g(x).

(1)設(shè)曲線y=h(x)在點(1,h(1))處的切線為l,l與圓(x+1)2+y2=1相切,求a的值;

(2)求函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;

(3)求函數(shù)h(x)在[0,1]上的最大值.

【分析】(1)先求過(1,h(1))點的切線方程,根據(jù)l與圓(x+1)2+y2=1相切,利用點線距離等于半徑可求a的值;

(2)先求導(dǎo)函數(shù),結(jié)合函數(shù)的定義域,利用導(dǎo)數(shù)大于0的函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間,導(dǎo)數(shù)小于0得函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間

(3)根據(jù)(2)中函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,結(jié)合區(qū)間[0,1]進行分類討論,從而可求h(x)的最大值.

【解答】解:(1)由題意得f(x)=ln(2﹣x),g(x)=ax,∴h(x)=ln(2﹣x)+ax.

∴,過(1,h(1))點的直線的斜率為a﹣1,∴過(1,h(1))點的直線方程為y﹣a=(a﹣1)(x﹣1).

又已知圓心為(﹣1,0),半徑為1,由題意得,解得a=1.

(2).

∵a>0,∴.

令h′(x)>0,∴;

令h′(x)<0,∴,所以,是h(x)的增區(qū)間,是h(x)的減區(qū)間.

(3)①當(dāng),即時,h(x)在[0,1]上是減函數(shù),∴h(x)的最大值為h(0)=ln2.

②當(dāng),即時,h(x)在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),∴當(dāng)時,h(x)的最大值為.

③當(dāng),即a≥1時,h(x)在[0,1]上是增函數(shù),∴h(x)的最大值為h(1)=a.

綜上,當(dāng)時,h(x)的最大值為ln2;

當(dāng)時,h(x)的最大值為2a﹣1﹣lna;

當(dāng)a≥1時,h(x)的最大值為a.

【點評】本題以函數(shù)為載體,考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與最值,分類討論是解題的關(guān)鍵與難點.

24.(文)已知函數(shù)f(x)=lnx與g(x)=kx+b(k,b∈R)的圖象交于P,Q兩點,曲線y=f(x)在P,Q兩點處的切線交于點A.

(1)當(dāng)k=e,b=﹣3時,求函數(shù)h(x)=f(x)﹣g(x)的單調(diào)區(qū)間;(e為自然常數(shù))

(2)若A(,),求實數(shù)k,b的值.

【分析】(1)構(gòu)建新函數(shù),求導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)性,從而可求函數(shù)的最大值;

(2)先求出切線方程,代入A的坐標(biāo),進而求出P,Q的坐標(biāo),即可求實數(shù)k,b的值.

【解答】解:(1)設(shè)h(x)=f(x)﹣g(x)=lnx﹣ex+3(x>0),則h(x)=﹣e當(dāng)0<x<時,h′(x)>0,此時函數(shù)h(x)為增函數(shù);

當(dāng)x>時,h′(x)<0,此時函數(shù)h(x)為減函數(shù).

所以函數(shù)h(x)的增區(qū)間為(0,),減區(qū)間為(,+∞).

(2)設(shè)過點A的直線l與函數(shù)f(x)=lnx切于點(x0,lnx0),則其斜率k=,故切線l:y﹣lnx0=(x﹣x0),將點A代入直線l方程得:﹣lnx0=(﹣x0),即lnx0+﹣1=0,設(shè)v(x)=lnx+﹣1,則v′(x)=(x﹣),當(dāng)0<x<時,v′(x)<0,函數(shù)v(x)為減函數(shù);

當(dāng)x>時,v′(x)>0,函數(shù)v(x)為增函數(shù).

故方程v(x)=0至多有兩個實根,又v(1)=v(e)=0,所以方程v(x)=0的兩個實根為1和e,故P(1,0),Q(e,1),所以k=,b=為所求.

【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)知識的運用,考查函數(shù)的單調(diào)性與最值,考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,解題的關(guān)鍵是構(gòu)建函數(shù),正確運用導(dǎo)數(shù)知識.

25.已知函數(shù)f(x)=x3﹣3ax+e,g(x)=1﹣lnx,其中e為自然對數(shù)的底數(shù).

(Ⅰ)當(dāng)時,求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程;

(Ⅱ)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅲ)用max{m,n}表示m,n中的較大者,記函數(shù)h(x)=max{f(x),g(x)}(x>0).若函數(shù)h(x)在(0,+∞)內(nèi)恰有2個零點,求實數(shù)a的取值范圍.

【分析】(I)根據(jù)導(dǎo)數(shù)求出切線斜率,根據(jù)點斜式方程得出切線方程;

(II)討論a的范圍,令f′(x)>0得出增區(qū)間,令f′(x)<0得出減區(qū)間;

(III)通過討論a的范圍求出函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性以及函數(shù)的零點個數(shù)確定a的范圍即可.

【解答】解:(Ⅰ)當(dāng)a=時,f(x)=x3﹣x+e,∴f'(x)=3x2﹣1.

∵f(1)=e,f′(1)=2,∴曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程為y﹣e=2(x﹣1),即2x﹣y﹣2+e=0.

(Ⅱ)f'(x)=3x2﹣3a.

(1)當(dāng)a≤0時,f'(x)≥0,∴函數(shù)在(﹣∞,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增.

(2)當(dāng)a>0時,令f′(x)=0,解得x=﹣或x=.

由f′(x)>0,解得x<﹣或,由f′(x)<0,解得,∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為和,單調(diào)遞減區(qū)間為.

(Ⅲ)∵函數(shù)g(x)的定義域為(0,+∞),∴.

∴函數(shù)g(x)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減.

(1)當(dāng)x∈(0,e)時,g(x)>g(e)=0,依題意,h(x)≥g(x)>0,不滿足條件;

(2)當(dāng)x=e時,g(e)=0,f(e)=e3﹣3ae+e,①若f(e)=e3﹣3ae+e≤0,即a≥,則e是h(x)的一個零點;

②若f(e)=e3﹣3ae+e>0,即a<,則e不是h(x)的零點;

(3)當(dāng)x∈(e,+∞)時,g(x)<0,所以此時只需考慮函數(shù)f(x)在(e,+∞)上零點的情況.

f'(x)=3x2﹣3a>3e2﹣3a,①當(dāng)a≤e2時,f'(x)>0,f(x)在(e,+∞)上單調(diào)遞增.

又f(e)=e3﹣3ae+e,(i)當(dāng)a≤時,f(e)≥0,f(x)在(e,+∞)上無零點;

(ii)當(dāng)<a≤e2時,f(e)<0,又f(2e)=8e3﹣6ae+e≥8e3﹣6e3+e>0,所以此時f(x)在(e,+∞)上恰有一個零點;

②當(dāng)a>e2時,令f'(x)=0,得x=±.

由f'(x)<0,得e<x<;

由f'(x)>0,得x>;

所以f(x)在(e,)上單調(diào)遞減,在(,+∞)上單調(diào)遞增.

因為f(e)=e3﹣3ae+e<e3﹣3e3+e<0,f(2a)=8a3﹣6a2+e>8a2﹣6a2+e=2a2+e>0,所以此時f(x)在(e,+∞)上恰有一個零點;

綜上,a>,故實數(shù)a的取值范圍是.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類討論思想,轉(zhuǎn)化思想,是一道綜合題.

26.設(shè)a∈R,函數(shù)f(x)=alnx﹣x.

(1)若f(x)無零點,求實數(shù)a的取值范圍;

(2)當(dāng)a=1時,關(guān)于x的方程2x﹣f(x)=x2+b在[,2]上恰有兩個不相等的實數(shù)根,求實數(shù)b的取值范圍.;

(3)求證:當(dāng)n≥2,n∈N*時(1+)(1+)…(1+)<e.

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過討論a的范圍,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,確定滿足條件的a的范圍即可;

(2)令g(x)=x2﹣3x+lnx+b,(x∈[,2]),結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)以及函數(shù)的單調(diào)性求出b的范圍即可;

(3)根據(jù)x>1時,lnx<x﹣1,令x=1+(n≥2,n∈N*),累加即可證明.

【解答】解:(1)f(x)的定義域是(0,+∞),f′(x)=﹣1=,當(dāng)a<0時,f′(x)<0,f(x)在(0,+∞)遞減,x→0時,f(x)→+∞,而f(1)=﹣1,故a<0時,f(x)存在零點,a=0時,f(x)=﹣x,(x>0),顯然無零點,a>0時,令f′(x)=0,解得:x=a,故f(x)在(0,a)遞增,在(a,+∞)遞減,故f(x)max=f(a)=a(lna﹣1),若f(x)無零點,只需a(lna﹣1)<0,解得:a<e,綜上,0≤a<e時,f(x)無零點;

(2)a=1時,f(x)=lnx﹣x,關(guān)于x的方程2x﹣f(x)=x2+b化為x2﹣3x+lnx+b=0,令g(x)=x2﹣3x+lnx+b,(x∈[,2]),∴g′(x)=2x﹣3+=,令g′(x)=0,解得x=或1,令g′(x)>0,解得1<x≤2,此時函數(shù)g(x)單調(diào)遞增,令g′(x)<0,解得≤x<1,此時函數(shù)g(x)單調(diào)遞減,∵關(guān)于x的方程2x﹣f(x)=x2+b在[,2]上恰有兩個不相等的實數(shù)根,則,即,解得:+ln2≤b<2,∴實數(shù)b的取值范圍是[+ln2,2)

證明(3)當(dāng)a=1時,f(x)=lnx﹣x,而f(1)=﹣1,f(x)﹣f(1)=lnx﹣x﹣1,由y=lnx﹣x﹣1,得y′=,令y′=0,解得:x=1,故y=lnx﹣x﹣1在(0,1)遞增,在(1,+∞)遞減,故x=1時,y最大,故f(x)﹣f(1)≤0,即lnx≤x﹣1,∴當(dāng)x>1時,lnx<x﹣1,令x=1+(n≥2,n∈N*).

則ln(1+)≤依次取n=2,3,…,n.

累加求和可得ln(1+)+ln(1+)+…+ln(1+)<++…+,當(dāng)n≥2時,<=﹣,∴++…+<++…+=1﹣+﹣+…+﹣=1﹣<1,∴l(xiāng)n(1+)+ln(1+)+…+ln(1+)<1=lne,∴當(dāng)n≥2,n∈N*時(1+)(1+)…(1+)<e.

【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性極值與最值、“累加求和”、對數(shù)的運算性質(zhì)、放縮、“裂項求和”等基礎(chǔ)知識與基本技能方法,考查了等價問題轉(zhuǎn)化方法,考查了推理能力和計算能力,屬于難題.

27.已知函數(shù)f(x)=xlnx.

(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間與極值;

(2)若不等式對任意x∈[1,3]恒成立,求正實數(shù)λ的取值范圍.

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,求出函數(shù)的極值即可;

(2)分離參數(shù),問題轉(zhuǎn)化為λ≤,令h(x)=,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出正實數(shù)λ的取值范圍即可.

【解答】解:(1)∵f(x)=xlnx,∴f′(x)=1+lnx,定義域為(0,+∞),又由f′(x)>0,解得:x>,f′(x)<0,解得:0<x<.

∴f(x)的單減區(qū)間為(0,),f(x)的單增區(qū)間為(,+∞),∴f(x)極小值=f()=﹣,無極大值.

(2)∵,故x2+x>0,將化簡可得:(x2+x>)ln(x2+x)≥λx?eλx,∴f(x2+x)≥f(eλx),∵x2+x≥2,eλx>e0=1,由(1)知f(x)在(,+∞)上單增,故x2+x)≥eλx,∴λx≤ln(x2+x),即λ≤.

令h(x)=,則h′(x)=,令k(x)=﹣ln(x2+x),則k′(x)=?<0,∴k(x)在[1,3]上單減,而k(1)=﹣ln>0,k(3)=﹣ln<0,∴?x0∈(1,3),使得k(x0)=0且在(1,x0)上,k(x)>0,h′(x)>0,h(x)單增,在(x0,3)上,k(x)<0,h′(x)<0,h(x)單減.

∴h(x)min=h(1)或h(3),而h(1)=ln>h(3)==ln,∴λ≤ln.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性,極值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及函數(shù)恒成立問題,是一道綜合題.

28.已知函數(shù)(a∈R).

(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)當(dāng)函數(shù)f(x)與函數(shù)g(x)=lnx圖象的公切線l經(jīng)過坐標(biāo)原點時,求實數(shù)a的取值集合;

(3)證明:當(dāng)a∈(0,)時,函數(shù)h(x)=f(x)﹣ax有兩個零點x1,x2,且滿足.

【分析】(1)問利用導(dǎo)數(shù)求解單調(diào)性.

(2)問先求出公切線l的方程,再探討a的取值范圍.

(3)問先利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)h(x)的單調(diào)性,證明零點個數(shù).再使用函數(shù)思想,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性解決不等式問題.

【解答】解:(1)對求導(dǎo),得,令f′(x)=0,解得x=e1﹣a,當(dāng)x∈(0,e1﹣a)時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.

當(dāng)x∈(e1﹣a,+∞)時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減.

(2)設(shè)公切線l與函數(shù)g(x)=lnx的切點為(x0,y0),則公切線l的斜率k=g′(x0)=,公切線l的方程為:,將原點坐標(biāo)(0,0)代入,得y0=1,解得x0=e.

公切線l的方程為:,將它與聯(lián)立,整理得.

令,對之求導(dǎo)得:,令m′(x)=0,解得.

當(dāng)時,m′(x)<0,m(x)單調(diào)遞減,值域為,當(dāng)時,m′(x)>0,m(x)單調(diào)遞增,值域為,由于直線l與函數(shù)f(x)相切,即只有一個公共點,因此.

故實數(shù)a的取值集合為{}.

(3)證明:,要證h(x)有兩個零點,只要證k(x)=ax2﹣lnx﹣a有兩個零點即可.k(1)=0,即x=1時函數(shù)k(x)的一個零點.

對k(x)求導(dǎo)得:,令k′(x)=0,解得

.當(dāng)時,k′(x)>0,k(x)單調(diào)遞增;

當(dāng)0<x<時,k′(x)<0,k(x)單調(diào)遞減.當(dāng)x=時,k(x)取最小值,k(x)=ax2﹣lnx﹣a>ax2﹣(x﹣1)﹣a=ax2﹣x+1﹣a>ax2﹣x+,必定存在使得二次函數(shù),即k(x0)>u(x0)>0.因此在區(qū)間上必定存在k(x)的一個零點.

綜上所述,h(x)有兩個零點,一個是x=1,另一個在區(qū)間上.

下面證明.

由上面步驟知h(x)有兩個零點,一個是x=1,另一個在區(qū)間上.

不妨設(shè)x1=1,x2>則,下面證明即可.

令,對之求導(dǎo)得,故v(a)在定義域內(nèi)單調(diào)遞減,即.

證明完畢.

【點評】本題考察知識點眾多,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性,切線與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點個數(shù),利用導(dǎo)數(shù)構(gòu)造函數(shù)來證明不等式,對學(xué)生的思維能力和思維品質(zhì)要求極高,屬于難題.

29.已知函數(shù)f(x)=.

(1)若對任意x>0,f(x)<0恒成立,求實數(shù)a的取值范圍;

(2)若函數(shù)f(x)有兩個不同的零點x1,x2(x1<x2),證明:+>2.

【分析】(1)求出導(dǎo)函數(shù),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,得出函數(shù)的最值,進而求出a的范圍;

(2)求出導(dǎo)函數(shù),根據(jù)極值點判斷函數(shù)的零點位置,對零點分類討論,構(gòu)造函數(shù),利用放縮法,均值定理證明結(jié)論成立.

【解答】解:(1)f(x)==+a+.

f''(x)=﹣,∴f(x)在(0,l)上遞增,(1,+∞)上遞減,∴f(x)≤f(1)=a+1,∴a+1<0,∴a<﹣1;

(2)證明:由(1)知,兩個不同零點x1∈(0,1),x2∈(1,+∞),若x2∈(1,2),則2﹣x2∈(0,1),設(shè)g(x)=f(x)﹣f(2﹣x)=+﹣﹣,則當(dāng)x∈(0,1)時,g'(x)=﹣﹣>﹣﹣=﹣>0,∴g(x)在(0,1)上遞增,∴g(x)<g(1)=0,∴f(x)<f(2﹣x),∴f(2﹣x1)>f(x1)=f(x2),∴(2﹣x1)<x2,∴2<x1+x2,若x2∈(2,+∞),可知2<x1+x2,顯然成立,又+x2≥2=2x1,同理可得+x1≥2x2,以上兩式相加得:++x1+x2≥2(x1+x2),故:+≥(x1+x2)>2.

【點評】本題考查了導(dǎo)函數(shù)的應(yīng)用,最值問題的轉(zhuǎn)化思想,難點是對參數(shù)的分類討論和均值定理的應(yīng)用.

30.已知a為常數(shù),函數(shù)f(x)=x2+ax﹣lnx,g(x)=ex(其中e是自然數(shù)對數(shù)的底數(shù)).

(1)過坐標(biāo)原點O作曲線y=f(x)的切線,設(shè)切點P(x0,y0)為,求x0的值;

(2)令,若函數(shù)F(x)在區(qū)間(0,1]上是單調(diào)函數(shù),求a的取值范圍.

【分析】(1)先對函數(shù)求導(dǎo),f′(x)=2x+a﹣,可得切線的斜率k=2x0+a﹣==,即x02+lnx0﹣1=0,由x0=1是方程的解,且y=x2+lnx﹣1在(0,+∞)上是增函數(shù),可證

(2)由F(x)==,求出函數(shù)F(x)的導(dǎo)數(shù),通過研究2﹣a的正負可判斷h(x)的單調(diào)性,進而可得函數(shù)F(x)的單調(diào)性,可求a的范圍.

【解答】解:(1)f′(x)=2x+a﹣(x>0),過切點P(x0,y0)的切線的斜率k=2x0+a﹣==,整理得x02+lnx0﹣1=0,顯然,x0=1是這個方程的解,又因為y=x2+lnx﹣1在(0,+∞)上是增函數(shù),所以方程x2+lnx﹣1=0有唯一實數(shù)解.故x0=1;

(2)F(x)==,F(xiàn)′(x)=,設(shè)h(x)=﹣x2+(2﹣a)x+a﹣+lnx,則h′(x)=﹣2x+++2﹣a,易知h'(x)在(0,1]上是減函數(shù),從而h'(x)≥h'(1)=2﹣a;

①當(dāng)2﹣a≥0,即a≤2時,h'(x)≥0,h(x)在區(qū)間(0,1)上是增函數(shù).

∵h(1)=0,∴h(x)≤0在(0,1]上恒成立,即F'(x)≤0在(0,1]上恒成立.

∴F(x)在區(qū)間(0,1]上是減函數(shù).

所以,a≤2滿足題意;

②當(dāng)2﹣a<0,即a>2時,設(shè)函數(shù)h'(x)的唯一零點為x0,則h(x)在(0,x0)上遞增,在(x0,1)上遞減;

又∵h(1)=0,∴h(x0)>0.

又∵h(e﹣a)=﹣e﹣2a+(2﹣a)e﹣a+a﹣ea+lne﹣a<0,∴h(x)在(0,1)內(nèi)有唯一一個零點x',當(dāng)x∈(0,x')時,h(x)<0,當(dāng)x∈(x',1)時,h(x)>0.

從而F(x)在(0,x')遞減,在(x',1)遞增,與在區(qū)間(0,1]上是單調(diào)函數(shù)矛盾.

∴a>2不合題意.

綜合①②得,a≤2.

【點評】考查學(xué)生利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)能力,函數(shù)單調(diào)性的判定,以及導(dǎo)數(shù)的運算,試題具有一定的綜合性.

31.設(shè)函數(shù),m∈R.

(1)當(dāng)m=e(e為自然對數(shù)的底數(shù))時,求f(x)的最小值;

(2)討論函數(shù)零點的個數(shù).

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而求出函數(shù)的最小值即可;

(2)令g(x)=0,得到;設(shè),通過討論m的范圍根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性集合函數(shù)的草圖求出函數(shù)的零點個數(shù)即可.

【解答】解:(1)當(dāng)m=e時,∴

當(dāng)x∈(0,e)時,f′(x)<0,f(x)在x∈(0,e)上是減函數(shù);

當(dāng)x∈(e,+∞)時,f′(x)>0,f(x)在x∈(e,+∞)上是增函;

∴當(dāng)x=e時,f(x)取最小值.

(2)∵函數(shù),令g(x)=0,得;

設(shè),則φ′(x)=﹣x2+1=﹣(x﹣1)(x+1)

當(dāng)x∈(0,1)時,φ′(x)>0,φ(x)在x∈(0,1)上是增函數(shù);

當(dāng)x∈(1,+∞)時,φ′(x)<0,φ(x)在x∈(1,+∞)上是減函數(shù);

當(dāng)x=1是φ(x)的極值點,且是唯一極大值點,∴x=1是φ(x)的最大值點;

∴φ(x)的最大值為,又φ(0)=0結(jié)合y=φ(x)的圖象,可知:①當(dāng)時,函數(shù)g(x)無零點;

②當(dāng)時,函數(shù)g(x)有且只有一個零點;

③當(dāng)時,函數(shù)g(x)有兩個零點;

④當(dāng)m≤0時,函數(shù)g(x)有且只有一個零點;

綜上:當(dāng)時,函數(shù)g(x)無零點;

當(dāng)或m≤0時,函數(shù)g(x)有且只有一個零點;

當(dāng)時,函數(shù)g(x)有且只有兩個零點;

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類討論思想,考查函數(shù)的零點個數(shù)問題,是一道中檔題.

32.已知函數(shù)f(x)=lnx﹣.

(1)若a=4,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1]內(nèi)單調(diào)遞增,求實數(shù)a的取值范圍;

(3)若x1、x2∈R+,且x1≤x2,求證:(lnx1﹣lnx2)(x1+2x2)≤3(x1﹣x2).

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;

(2)問題轉(zhuǎn)化為3a≤+x+4恒成立,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出a的范圍即可;

(3)問題轉(zhuǎn)化為ln≤=成立即可,令t=∈(0,1),故只要lnt﹣≤0即可,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性證明即可.

【解答】解:(1)f(x)的定義域是(0,+∞),f′(x)=﹣=,a=4時,f′(x)=,由f′(x)>0,解得:0<x<4﹣2或x>4+2,由f′(x)<0,解得:4﹣2<x<4+2,故f(x)在(0,4﹣2)遞增,在(4﹣2,4+2)遞減,在(4+2,+∞)遞增;

(2)由(1)得:f′(x)=,若函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1]遞增,則有x2+(4﹣3a)x+4≥0在(0,1]內(nèi)恒成立,即3a≤+x+4恒成立,又函數(shù)y=+x+4在x=1時取得最小值9,故a≤3;

(3)證明:當(dāng)x1=x2時,不等式顯然成立,當(dāng)x1≠x2時,∵x1,x2∈R+,∴要原不等式成立,只要ln≤=成立即可,令t=∈(0,1),故只要lnt﹣≤0即可,由(2)可知函數(shù)f(x)在(0,1]遞增,故f(x)<f(1)=0,故lnt﹣≤0成立,故原不等式成立.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及函數(shù)恒成立問題,考查不等式的證明,轉(zhuǎn)化思想,是一道綜合題.

33.設(shè)a>0,函數(shù)f(x)=x2﹣2ax﹣2alnx

(1)當(dāng)a=1時,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(2)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(0,+∞)上有唯一零點,試求a的值.

【分析】(1)求出a=1時f(x),利用導(dǎo)數(shù)f′(x)判斷f(x)的單調(diào)性,并求出單調(diào)區(qū)間;

(2)求f(x)的導(dǎo)數(shù)f′(x),利用導(dǎo)數(shù)判斷f(x)的單調(diào)性,求出最值,利用最值等于0,求出a的值.

【解答】解:(1)函數(shù)f(x)=x2﹣2ax﹣2alnx,當(dāng)a=1時,f(x)=x2﹣2x﹣2lnx,(其中x>0);

∴f′(x)=2x﹣2﹣=,令f′(x)=0,即x2﹣x﹣1=0,解得x=或x=(小于0,應(yīng)舍去);

∴x∈(0,)時,f′(x)<0,x∈(,+∞)時,f′(x)>0;

∴f(x)的單調(diào)減區(qū)間是(0,),單調(diào)增區(qū)間是(,+∞);

(2)f(x)=x2﹣2ax﹣2alnx,則f′(x)=2x﹣2a﹣=,令f′(x)=0,得x2﹣ax﹣a=0,∵a>0,∴△=a2+4a>0,∴方程是解為x1=<0,x2=>0;

∴函數(shù)f(x)在(0,x2)上單調(diào)遞減,在(x2,+∞)上單調(diào)遞增,∴f(x)的大致圖象如圖所示,求f(x)min=f(x2),若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(0,+∞)上有唯一零點,則f(x2)=0,而x2滿足x22=ax2+a

∴f(x2)=ax2+a﹣2ax2﹣2alnx2=a(x2+1﹣2x2﹣2lnx2)=0

得1﹣x2﹣2lnx2=0

∵g(x)=2lnx+x﹣1是單調(diào)增的,∴g(x)至多只有一個零點,而g(1)=0,∴用x2=1代入x22﹣ax2﹣a=0,得1﹣a﹣a=0,即得a=.

【點評】本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,也考查了函數(shù)零點以及不等式的應(yīng)用問題,是較難的題目.

34.已知函數(shù).

(1)當(dāng)a=0時,求曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程;

(2)令g(x)=f(x)﹣ax+1,求函數(shù)g(x)的極大值;

(3)若a=﹣2,正實數(shù)x1,x2滿足f(x1)+f(x2)+x1x2=0,證明:.

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),計算f(1),f′(1)的值,從而求出切線方程即可;

(2)求導(dǎo)數(shù),然后通過研究不等式的解集確定原函數(shù)的單調(diào)性;求出函數(shù)的極大值即可;

(3)結(jié)合已知條件構(gòu)造函數(shù),然后結(jié)合函數(shù)單調(diào)性得到要證的結(jié)論.

【解答】解:(1)a=0時,f(x)=lnx+x,f′(x)=+1,故f(1)=1,f′(1)=2,故切線方程是:y﹣1=2(x﹣1),整理得:2x﹣y﹣1=0;

(2)g(x)=f(x)﹣(ax﹣1)=lnx﹣ax2+(1﹣a)x+1,所以g′(x)=﹣ax+(1﹣a)=,當(dāng)a≤0時,因為x>0,所以g′(x)>0.

所以g(x)在(0,+∞)上是遞增函數(shù),當(dāng)a>0時,g′(x)=,令g′(x)=0,得x=,所以當(dāng)x∈(0,)時,g′(x)>0;當(dāng)x∈(,+∞)時,g′(x)<0,因此函數(shù)g(x)在x∈(0,)是增函數(shù),在(,+∞)是減函數(shù).

綜上,當(dāng)a≤0時,函數(shù)g(x)的遞增區(qū)間是(0,+∞),無遞減區(qū)間,無極大值;

當(dāng)a>0時,函數(shù)g(x)的遞增區(qū)間是(0,),遞減區(qū)間是(,+∞);

故g(x)極大值=g()=﹣lna;

證明:(3)由f(x1)+f(x2)+x1x2=0,即lnx1+x12+x1+lnx2+x22+x2+x1x2=0,從而(x1+x2)2+(x1+x2)=x1x2﹣ln(x1x2),令t=x1x2,則由φ(t)=t﹣lnt,由x1>0,x2>0,即x1+x2>0.

φ′(t)=,(t>0),可知,φ(t)在區(qū)間(0,1)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(1,+∞)上單調(diào)遞增.

所以φ(t)≥φ(1)=1,所以(x1+x2)2+(x1+x2)≥1,解得x1+x2≥或x1+x2≤,又因為x1>0,x2>0,因此x1+x2≥成立.

【點評】本題難度較大,屬于利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、最值,以及利用導(dǎo)數(shù)證明單調(diào)性進一步研究不等式問題的題型.

35.已知函數(shù)f(x)=x﹣alnx,g(x)=﹣(a>0)

(1)若a=l,求f(x)的極值;

(2)若存在x0∈[1,e],使得f(x0)<g(x0)成立,求實數(shù)a的取值范圍.

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而求出函數(shù)的極值即可;

(2)問題轉(zhuǎn)化為[f(x)﹣g(x)]min<0,(x∈[1,e])成立,設(shè)h(x)=f(x)﹣g(x)=x﹣alnx+,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出a的范圍即可.

【解答】解:(1)a=1時,f(x)=x﹣lnx,函數(shù)f(x)的定義域是(0,+∞),f′(x)=1﹣=,令f′(x)>0,解得:x>1,令f′(x)<0,解得:0<x<1,故f(x)在(0,1)遞減,在(1,+∞)遞增,故f(x)的極小值是f(1)=1,無極大值;

(2)存在x0∈[1,e],使得f(x0)<g(x0)成立,等價于[f(x)﹣g(x)]min<0,(x∈[1,e])成立,設(shè)h(x)=f(x)﹣g(x)=x﹣alnx+,則h′(x)=,令h′(x)=0,解得:x=﹣1(舍),x=1+a;

①當(dāng)1+a≥e,h(x)在[1,e]遞減,∴h(x)min=h(e)=e2﹣ea+1+a,令h(x)min<0,解得:a>;

②當(dāng)1+a<e時,h(x)在(1,a+1)遞減,在(a+1,e)遞增,∴h(x)min=h(1+a)=a[1﹣ln(a+1)]+2>2與h(x)min<0矛盾,綜上,a>.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、極值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類討論思想,是一道中檔題.

36.已知函數(shù)f(x)=alnx+x2+bx+1在點(1,f(1))處的切線方程為4x﹣y﹣12=0.

(1)求函數(shù)f(x)的解析式;

(2)求f(x)的單調(diào)區(qū)間和極值.

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),計算f′(1),f(1),得到關(guān)于a,b的方程組,求出a,b的值,從而求出f(x)的解析式即可;

(2)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而求出函數(shù)的極值即可.

【解答】解:(1)求導(dǎo)f′(x)=+2x+b,由題意得:

f′(1)=4,f(1)=﹣8,則,解得,所以f(x)=12lnx+x2﹣10x+1;

(2)f(x)定義域為(0,+∞),f′(x)=,令f′(x)>0,解得:x<2或x>3,所以f(x)在(0,2)遞增,在(2,3)遞減,在(3,+∞)遞增,故f(x)極大值=f(2)=12ln2﹣15,f(x)極小值=f(3)=12ln3﹣20.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、極值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,是一道中檔題.

37.已知函數(shù)f(x)=alnx+﹣(a+1)x,a∈R.

(Ⅰ)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,3)上單調(diào)遞減,求a的取值范圍;

(Ⅱ)當(dāng)a=﹣1時,證明f(x)≥.

【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出a的范圍即可;

(Ⅱ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而求出函數(shù)的最小值即可.

【解答】解:(I)函數(shù)的定義域為(0,+∞).

因為.

又因為函數(shù)f(x)在(1,3)單調(diào)減,所以不等式(x﹣1)(x﹣a)≤0在(1,3)上成立.

設(shè)g(x)=(x﹣1)(x﹣a),則g(3)≤0,即9﹣3(a+1)+a≤0即可,解得a≥3.

所以a的取值范圍是[3,+∞).…(7分)

(Ⅱ)當(dāng)a=﹣1時,f(x)=﹣lnx+,f′(x)=,令f'(x)=0,得x=1或x=﹣1(舍).

當(dāng)x變化時,f(x),f'(x)變化情況如下表:

x

(0,1)

(1,+∞)

f'(x)

0

+

f(x)

極小值

所以x=1時,函數(shù)f(x)的最小值為f(1)=,所以成立.…(13分)

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及轉(zhuǎn)化思想,是一道中檔題.

38.已知函數(shù)f(x)=x2﹣(a﹣2)x﹣alnx(a∈R).

(Ⅰ)求函數(shù)y=f(x)的單調(diào)區(qū)間;

(Ⅱ)當(dāng)a=1時,證明:對任意的x>0,f(x)+ex>x2+x+2.

【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過討論a的范圍,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;

(Ⅱ)問題轉(zhuǎn)化為證明ex﹣lnx﹣2>0,設(shè)g(x)=ex﹣lnx﹣2,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性證明即可.

【解答】解:(Ⅰ)函數(shù)f(x)的定義域是(0,+∞),f′(x)=2x﹣(a﹣2)﹣=…(2分)

當(dāng)a≤0時,f′(x)>0對任意x∈(0,+∞)恒成立,所以,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,+∞)單調(diào)遞增;…(4分)

當(dāng)a>0時,由f′(x)>0得x>,由f′(x)<0,得0<x<,所以,函數(shù)在區(qū)間(,+∞)上單調(diào)遞增,在區(qū)間(0,)上單調(diào)遞減;

(Ⅱ)當(dāng)a=1時,f(x)=x2+x﹣lnx,要證明f(x)+ex>x2+x+2,只需證明ex﹣lnx﹣2>0,設(shè)g(x)=ex﹣lnx﹣2,則問題轉(zhuǎn)化為證明對任意的x>0,g(x)>0,令g′(x)=ex﹣=0,得ex=,容易知道該方程有唯一解,不妨設(shè)為x0,則x0滿足=,當(dāng)x變化時,g′(x)和g(x)變化情況如下表

x

(0,x0)

x0

(x0,+∞)

g′(x)

0

+

g(x)

遞減

遞增

g(x)min=g(x0)=﹣lnx0﹣2=+x0﹣2,因為x0>0,且x0≠1,所以g(x)min>2﹣2=0,因此不等式得證.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類討論思想,是一道中檔題.

39.已知函數(shù)f(x)=xlnx.

(Ⅰ)求函數(shù)f(x)在[1,3]上的最小值;

(Ⅱ)若存在使不等式2f(x)≥﹣x2+ax﹣3成立,求實數(shù)a的取值范圍.

【分析】(Ⅰ)先求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),研究出原函數(shù)在[1,3]上的單調(diào)性即可求出函數(shù)f(x)在[1,3]上的最小值;

(Ⅱ)先把不等式2f(x)≥﹣x2+ax﹣3成立轉(zhuǎn)化為a≤2lnx+x+成立,設(shè)h(x)=2lnx+x+(x>0),利用導(dǎo)函數(shù)求出h(x)在x∈[,e]上的最大值即可求實數(shù)a的取值范圍.

【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=xlnx,可得f'(x)=lnx+1,當(dāng)x∈(0,)時,f'(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;

當(dāng)x∈(,+∞)時,f'(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.

所以函數(shù)f(x)在[1,3]上單調(diào)遞增.

又f(1)=ln1=0,所以函數(shù)f(x)在[1,3]上的最小值為0.

(Ⅱ)由題意知,2xlnx≥﹣x2+ax﹣3,則a≤2lnx+x+.

若存在x∈[,e]使不等式2f(x)≥﹣x2+ax﹣3成立,只需a小于或等于2lnx+x+的最大值.

設(shè)h(x)=2lnx+x+(x>0),則h′(x)=+1﹣=.

當(dāng)x∈[,1)時,h'(x)<0,h(x)單調(diào)遞減;

當(dāng)x∈(1,e]時,h'(x)>0,h(x)單調(diào)遞增.

由h()=﹣2++3e,h(e)=2+e+,h()﹣h(e)=2e﹣﹣4>0,可得h()>h(e).

所以,當(dāng)x∈[,e]時,h(x)的最大值為h()=﹣2++3e,故a≤﹣2++3e.

【點評】本題主要研究利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值以及函數(shù)恒成立問題.當(dāng)a≥h(x)恒成立時,只需要求h(x)的最大值;當(dāng)a≤h(x)恒成立時,只需要求h(x)的最小值.

40.已知函數(shù)f(x)=ax2﹣alnx+x.

(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;

(2)若a<0,設(shè)g(x)=f(x)﹣x,h(x)=﹣2xlnx+2x,若對任意x1,x2∈[1,+∞)(x1≠x2),|g(x2)﹣g(x1)|≥|h(x2)﹣h(x1)|恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.

【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的方程,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;

(2)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),令F(x)=g(x)﹣h(x)=ax2﹣alnx+2xlnx﹣2x,求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),令G(x)=ax﹣+2lnx,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出a的范圍即可.

【解答】解:(1),令t(x)=ax2+x﹣a,①當(dāng)a=0時,t(x)=x>0?f'(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;

②當(dāng)a<0時,令,所以f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;

③當(dāng)a>0時,令,所以f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.

(2)g′(x)=ax﹣=,因為a<0,當(dāng)x≥1時,g′(x)≤0,g(x)在[1,+∞)單調(diào)減;

h′(x)=﹣2lnx,當(dāng)x≥1時,h′(x)≤0,h(x)在[1,+∞)單調(diào)減.

因為對任意x1,x2∈[1,+∞),|g(x2)﹣g(x1)|≥|h(x2)﹣h(x1)|,不防設(shè)x1<x2,則由兩函數(shù)的單調(diào)性可得:

g(x1)﹣g(x2)≥h(x1)﹣h(x2),所以:g(x1)﹣h(x1)≥g(x2)﹣h(x2)對任意x1<x2∈[1,+∞)恒成立;

令F(x)=g(x)﹣h(x)=ax2﹣alnx+2xlnx﹣2x,則F(x1)≥F(x2)對任意x1<x2∈[1,+∞)恒成立;

即:y=F(x)在x∈[1,+∞)上單調(diào)減,即:F′(x)=ax﹣+2lnx≤0在x∈[1,+∞)上恒成立,令G(x)=ax﹣+2lnx,G′(x)=,當(dāng)a≤﹣1時,ax2+2x+a≤0在x∈[1,+∞)恒成立,所以G′(x)≤0,G(x)在[1,+∞)單調(diào)減,所以G(x)≤G(1)=0,滿足題意,當(dāng)﹣1<a<0時,G(x)有兩個極值點x1,x2且x1=>1,x2=<1,所以在(1,x1)上,G(x)單調(diào)增,即:G(x)>G(1)=0對任意x∈(1,x1)上恒成立,不滿足題意,舍!

綜上,當(dāng)a≤﹣1時,不等式|g(x2)﹣g(x1)|≥|h(x2)﹣h(x1)|在x1,x2∈[1,+∞)恒成立.

【點評】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、最值問題,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用以及分類討論思想,是一道綜合題.

聲明:試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布

日期:2021/2/9

0:19:14;用戶:淵然;郵箱:***;學(xué)號:26773917

下載高考數(shù)學(xué)專題-導(dǎo)數(shù)壓軸題特輯1word格式文檔
下載高考數(shù)學(xué)專題-導(dǎo)數(shù)壓軸題特輯1.doc
將本文檔下載到自己電腦,方便修改和收藏,請勿使用迅雷等下載。
點此處下載文檔

文檔為doc格式


聲明:本文內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)用戶自發(fā)貢獻自行上傳,本網(wǎng)站不擁有所有權(quán),未作人工編輯處理,也不承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。如果您發(fā)現(xiàn)有涉嫌版權(quán)的內(nèi)容,歡迎發(fā)送郵件至:645879355@qq.com 進行舉報,并提供相關(guān)證據(jù),工作人員會在5個工作日內(nèi)聯(lián)系你,一經(jīng)查實,本站將立刻刪除涉嫌侵權(quán)內(nèi)容。

相關(guān)范文推薦

    高考數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)壓軸題7大題型總結(jié)

    高考數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)壓軸題7大題型總結(jié) 目前雖然全國高考使用試卷有所差異,但高考壓軸題目題型基本都是一致的,幾乎沒有差異,如果有差異只能是難度上的差異,高考導(dǎo)數(shù)壓軸題考察的是一......

    高考數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)題

    已知函數(shù)f(x)=x^2+2x+alnx (1)若函數(shù)f(x)在區(qū)間【0,1】上恒為單調(diào)函數(shù),求a范圍 (2)當(dāng)t≥1時不等式f(2t-1)≥2f(t)-3恒成立,求a的范圍(1) f'(x)=2x+2+a/x=(2x^2+2x+a)/x 因為x>0,所以f'(x)的......

    各種構(gòu)造解導(dǎo)數(shù)壓軸題

    活用構(gòu)造策略進入解題佳境 ——例說各種構(gòu)造法解決導(dǎo)數(shù)壓軸題 古縣二中林立飛 摘要:函數(shù)與導(dǎo)數(shù)是高考的重要考點,不等式的恒成立問題、函數(shù)的零點問題、函數(shù)的極值點問題,隨著......

    教輔:高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)練習(xí)之壓軸題1

    第二部分/三、壓軸題壓軸題(一)8.(2020·山東德州一模)已知函數(shù)f(x)=若關(guān)于x的方程f2(x)+(1-m)f(x)-m=0有且只有兩個不同實數(shù)根,則m的取值范圍是(  )A.B.(-∞,0)∪C.(-∞,-1)∪(-1,0)∪D.(......

    導(dǎo)數(shù)壓軸題7大題型歸類總結(jié)

    導(dǎo)數(shù)壓軸題7大題型歸類總結(jié),逆襲140+ 一、導(dǎo)數(shù)單調(diào)性、極值、最值的直接應(yīng)用 設(shè)a>0,函數(shù)g(x)=(a^2+14)e^x+4.ξ1、ξ2∈[0,4],使得|f(ξ1)-g(ξ2)|<1成立,求a的取值范圍. 二、交點與根的......

    江蘇省2014年高考數(shù)學(xué)壓軸題答案

    江蘇省2014年高考數(shù)學(xué)壓軸題答案 14、由siA?n2siB?n2siCn,得a?2b?2c,c?1(a?2b)2, 122a?b?(a?2b)2222a?b?c3a2?2b2?22ab26ab?22ab?2cosC?????2ab2ab8ab8ab4 答案是6?2 4 20、(2) 1n(n?1)d?1?(m?1)d,2 1n?1n(n......

    小升初數(shù)學(xué)壓軸題

    經(jīng)常要做數(shù)學(xué)壓軸題 1. 輛車從甲地開往乙地,如果把車速提高25%,可以比原定時間提前24分鐘到達.如果以原速行駛80千米后,再將速度提高1 /3 ,則可以提前10分鐘到達乙地.甲、乙兩地相......

    導(dǎo)數(shù)壓軸題 導(dǎo)數(shù)與數(shù)列不等式的證明

    導(dǎo)數(shù)與數(shù)列不等式的證明 例1.已知函數(shù)f(x)?alnx?ax?3?a?R? (1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性; (2)證明:1?12?13???1n?ln(n?1)(n?N*) (3)證明:ln22?ln33?ln44?ln55?lnnn?1n?n?2,n?N*? n(4)證明:ln2ln3ln4ln5l......

主站蜘蛛池模板: 亚洲欧美日韩精品久久亚洲区| 欧美a级毛欧美1级a大片免费播放| 亚洲人成网线在线播放va蜜芽| 图片区小说区视频区综合| 欧美色欧美亚洲高清在线视频| 亚洲香蕉视频综合在线| 久久久久久亚洲精品无码| 久久久久人妻一区精品| 国产精品无码无卡在线播放| 女人喷潮完整视频| 欧美一性一乱一交一视频| 国产精品福利视频一区| 国产女人18毛片水真多18精品| 真人新婚之夜破苞第一次视频| 精品国产精品久久一区免费式| 国产综合av一区二区三区无码| 四虎国产精品亚洲一区久久特色| 色偷一区国产精品| 久久精品成人亚洲另类欧美| 国产精品久久久久久婷婷| 玩弄人妻少妇老师美妇厨房| 免费现黄频在线观看国产| 亚洲精品无码不卡在线播放he| 亚洲综合色视频在线观看| 99国产精品久久99久久久| 韩国三级中文字幕hd| 日韩精品无码视频一区二区蜜桃| 精品三级av无码一区| 波多野结衣的av一区二区三区| 国产综合精品| 免费人成视频x8x8入口| 麻豆tv入口在线看| 日本一本一区二区免费播放| 欧美成人看片一区二区| 国产乱人伦av麻豆网| 久久人人97超碰国产公开| 日本在线视频www鲁啊鲁| 日韩精品无码一本二本三本| 久久丫精品忘忧草西安产品| 18禁无遮挡无码国产免费网站| 少妇呻吟白浆高潮啪啪69|