(浙江專版)2018年高考數(shù)學(xué) 母題題源系列 專題18 應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì).doc
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專題十八 應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)【母題原題1】【2018浙江,22】已知函數(shù)f(x)=lnx()若f(x)在x=x1,x2(x1x2)處導(dǎo)數(shù)相等,證明:f(x1)+f(x2)88ln2;()若a34ln2,證明:對于任意k0,直線y=kx+a與曲線y=f(x)有唯一公共點【答案】()見解析()見解析【解析】分析: ()先求導(dǎo)數(shù),根據(jù)條件解得x1,x2關(guān)系,再化簡f(x1)+f(x2)為,利用基本不等式求得取值范圍,最后根據(jù)函數(shù)單調(diào)性證明不等式,()一方面利用零點存在定理證明函數(shù)有零點,另一方面,利用導(dǎo)數(shù)證明函數(shù)在上單調(diào)遞減,即至多一個零點.兩者綜合即得結(jié)論.詳解:()函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù),由得,因為,所以由基本不等式得因為,所以由題意得設(shè),則,所以x(0,16)16(16,+)-0+2-4ln2所以g(x)在256,+)上單調(diào)遞增,故,即設(shè)h(x)=,則h(x)=,其中g(shù)(x)=由()可知g(x)g(16),又a34ln2,故g(x)1+ag(16)1+a=3+4ln2+a0,所以h(x)0,即函數(shù)h(x)在(0,+)上單調(diào)遞減,因此方程f(x)kxa=0至多1個實根綜上,當(dāng)a34ln2時,對于任意k0,直線y=kx+a與曲線y=f(x)有唯一公共點點睛:利用導(dǎo)數(shù)證明不等式常見類型及解題策略:(1) 構(gòu)造差函數(shù).根據(jù)差函數(shù)導(dǎo)函數(shù)符號,確定差函數(shù)單調(diào)性,利用單調(diào)性得不等量關(guān)系,進(jìn)而證明不等式.(2)根據(jù)條件,尋找目標(biāo)函數(shù).一般思路為利用條件將求和問題轉(zhuǎn)化為對應(yīng)項之間大小關(guān)系,或利用放縮、等量代換將多元函數(shù)轉(zhuǎn)化為一元函數(shù).【母題原題2】【2017浙江,7】函數(shù)的圖像如圖所示,則函數(shù)的圖像可能是A. B. C. D. 【答案】D【解析】原函數(shù)先減再增,再減再增,且位于增區(qū)間內(nèi),因此選D【名師點睛】本題主要考查導(dǎo)數(shù)圖象與原函數(shù)圖象的關(guān)系:若導(dǎo)函數(shù)圖象與軸的交點為,且圖象在兩側(cè)附近連續(xù)分布于軸上下方,則為原函數(shù)單調(diào)性的拐點,運(yùn)用導(dǎo)數(shù)知識來討論函數(shù)單調(diào)性時,由導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),得出原函數(shù)的單調(diào)區(qū)間【命題意圖】考查導(dǎo)數(shù)的概念、導(dǎo)數(shù)公式求導(dǎo)法則導(dǎo)數(shù)的幾何意義及導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,考查數(shù)學(xué)式子變形能力、運(yùn)算求解能力、分類討論思想、函數(shù)與方程思想、化歸與轉(zhuǎn)化思想及分析問題與解決問題的能力 【命題規(guī)律】從全國看,高考在逐年加大對導(dǎo)數(shù)問題的考查力度,不僅題型在變化,而且問題的難度、深度與廣度也在不斷加大,本部分的要求一般有三個層次:第一層次主要考查求導(dǎo)公式,求導(dǎo)法則與導(dǎo)數(shù)的幾何意義;第二層次是導(dǎo)數(shù)的簡單應(yīng)用,包括求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、極值、最值等;第三層次是綜合考查,如零點、證明不等式、恒成立問題、求參數(shù)等,包括解決應(yīng)用問題,將導(dǎo)數(shù)內(nèi)容和傳統(tǒng)內(nèi)容中有關(guān)不等式、數(shù)列及函數(shù)單調(diào)性有機(jī)結(jié)合,設(shè)計綜合題.浙江卷2018年作為壓軸題,其考查的靈活性可見一斑.【答題模板】求解應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)問題的一般思路:第一步:牢記求導(dǎo)法則,正確求導(dǎo).在函數(shù)與導(dǎo)數(shù)類解答題中,通常都會涉及求導(dǎo),正確的求導(dǎo)是解題關(guān)鍵,因此要牢記求導(dǎo)公式,做到正確求導(dǎo),解題時應(yīng)先寫出函數(shù)定義域第二步:研究(1)(2)問的關(guān)系,注意利用第(1)問的結(jié)果.在題設(shè)條件下,如果第(1)問的結(jié)果第(2)問能用得上,可以直接用,有些題目不用第(1)問的結(jié)果甚至無法解決第三步:根據(jù)條件,尋找或構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),注意分類討論.高考函數(shù)與導(dǎo)數(shù)解答題,一般都會涉及分類討論,并且討論的步驟也是得分點,所以一定要重視分類討論第四步:選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄇ蠼?,注意寫全得分關(guān)鍵:在函數(shù)與導(dǎo)數(shù)問題中,求導(dǎo)的結(jié)果、分類討論的條件、單調(diào)區(qū)間、零點等一些關(guān)鍵式子和結(jié)果都是得分點,在解答時一定要寫清楚【方法總結(jié)】1.導(dǎo)數(shù)法證明函數(shù)在內(nèi)的單調(diào)性的步驟(1)求;(2)確認(rèn)在內(nèi)的符號;(3)作出結(jié)論:時為增函數(shù);時為減函數(shù)2.圖象法確定函數(shù)在內(nèi)的單調(diào)性:導(dǎo)函數(shù)的圖象在哪個區(qū)間位于x軸上方(下方),說明導(dǎo)函數(shù)在該區(qū)間大于0(小于0),那么它對應(yīng)的原函數(shù)在那個區(qū)間就單調(diào)遞增(單調(diào)遞減)3.已知函數(shù)單調(diào)性,求參數(shù)范圍的兩個方法:(1)利用集合間的包含關(guān)系處理:yf(x)在(a,b)上單調(diào),則區(qū)間(a,b)是相應(yīng)單調(diào)區(qū)間的子集(2)轉(zhuǎn)化為不等式的恒成立問題:即“若函數(shù)單調(diào)遞增,則f(x)0;若函數(shù)單調(diào)遞減,則f(x)0”來求解4.求函數(shù)f(x)極值的步驟: (1)確定函數(shù)的定義域;(2)求導(dǎo)數(shù)f(x);(3)解方程f(x)0,求出函數(shù)定義域內(nèi)的所有根;(4)列表檢驗f(x)在f(x)0的根x0左右兩側(cè)值的符號,如果左正右負(fù),那么f(x)在x0處取極大值,如果左負(fù)右正,那么f(x)在x0處取極小值【溫馨提醒】導(dǎo)數(shù)值為0的點不一定是函數(shù)的極值點,“函數(shù)在某點的導(dǎo)數(shù)值為0”是“函數(shù)在該點取得極值”的必要不充分條件找函數(shù)的極值點,即先找導(dǎo)數(shù)的零點,但并不是說導(dǎo)數(shù)的零點就是極值點(如yx3),還要保證該零點為變號零點6.求函數(shù)f(x)在a,b上的最大值和最小值的步驟(1)求函數(shù)在(a,b)內(nèi)的極值;(2)求函數(shù)在區(qū)間端點的函數(shù)值f(a),f(b);(3)將函數(shù)f(x)的各極值與f(a),f(b)比較,其中最大的一個為最大值,最小的一個為最小值【溫馨提醒】函數(shù)在限定區(qū)間內(nèi)最多只有一個最大值和一個最小值,如果存在最大或最小值,最大值一般是在端點或極大值點取得,最小值一般是在端點或極小值點取得極值與最值的區(qū)別(1)“極值”反映函數(shù)在某一點附近的大小情況,刻畫的是函數(shù)的局部性質(zhì);“最值”是個整體概念,是整個區(qū)間上的最大值或最小值,具有絕對性(2)從個數(shù)上看,最值若存在,則必定是惟一的,而極值可以同時存在若干個或不存在,且極大(小)值并不一定比極小(大)值大(小)(3)從位置上看,極值只能在定義域內(nèi)部取得,而最值卻可以在區(qū)間的端點處取得;有極值未必有最值,有最值未必有極值7. 解決含參數(shù)問題及不等式問題注意兩個轉(zhuǎn)化:(1)利用導(dǎo)數(shù)解決含有參數(shù)的單調(diào)性問題可將問題轉(zhuǎn)化為不等式恒成立問題,要注意分類討論和數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用(2)將不等式的證明、方程根的個數(shù)的判定轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性問題處理8.關(guān)于最值問題:對求函數(shù)在某一閉區(qū)間上,先用導(dǎo)數(shù)求出極值點的值和區(qū)間端點的值,最大者為最大值,最小者為最小值,對求函數(shù)定義域上最值問題或值域,先利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性和極值,從而弄清函數(shù)的圖像,結(jié)合函數(shù)圖像求出極值;對已知最值或不等式恒成立求參數(shù)范圍問題,通過參變分離轉(zhuǎn)化為不等式()( 是自變量,是參數(shù))恒成立問題,(),轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題,注意函數(shù)最值與極值的區(qū)別與聯(lián)系.1【2018屆河北省衡水中學(xué)三輪復(fù)習(xí)系列七】已知函數(shù)fx=ex-x+12(e為自然對數(shù)的底),則fx的大致圖象是( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】分析:求出導(dǎo)函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)數(shù)形結(jié)合,利用零點存在定理判斷極值點位置,結(jié)合f10,f00.所以-1x11,可排除選項B,D;由f1=e-40.令h(x)=x-1+lnx2,h(x)=x+12x0,則h(x)在1e,e單調(diào)遞減, 因為h(1)=0,所以y=f(x)g(x)在1e,1上增,在1,e單調(diào)遞增. ymin=f(1)g(1)=0,ymax=maxf(1e)g(1e),f(e)g(e)=maxe-1,1-1e, 因為e-11-1e,所以y=f(x)g(x)在區(qū)間1e,e上的值域為0,e-1.3【浙江省杭州市學(xué)軍中學(xué)2018年5月模擬】已知函數(shù)f(x)=lnx+1x+ax,其中x0,aR.()若函數(shù)f(x)在區(qū)間1,+上不單調(diào),求a的取值范圍;()若函數(shù)f(x)在區(qū)間1,+上有極大值2e,求a的值.【答案】(1) -14a0.(2) =1-ee2.【解析】分析:(1)先求導(dǎo),再分離參數(shù)轉(zhuǎn)化為a=-x+1x2在1,+上有解,再求a的取值范圍.(2)先對a分類討論求函數(shù)f(x)在區(qū)間1,+上極大值f()=2e,得ln+1+=2e,再求和a的值.詳解:(1)f(x)=lnx+1x+axf(x)=1x-1x2+a=ax2+x-1x2 =0在1,+上有解,所以a=-x+1x2在1,+上有解,設(shè)g(x)=-x+1x2,g(x)=-x2-(-x+1)2xx4=x2-2xx4=x-2x3所以函數(shù)g(x)在(1,2)上是減函數(shù),在(2,+)上是增函數(shù).所以g(x)min=g(2)=-14,x+,g(x)0-14a2),則h(x)=1x-2x2=x-2x20所以函數(shù)h(x)在(2,+)上單調(diào)遞增,而h(e)=0所以=e,所以=1-2=1-ee2當(dāng)=1-ee2時,函數(shù)f(x)在1,+由極大值2e.點睛:(1)本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)性和最值、極值,意在考查學(xué)生對這些基礎(chǔ)知識的掌握能力和分析推理的能力.(2)解答本題的難點求得極大值f()=2e,得ln+1+=2e(*)后,如何求的值.這里又利用了構(gòu)造函數(shù)和求導(dǎo)解答.4【2018屆浙江省溫州市9月一?!恳阎瘮?shù)f(x)=x-3x-4lnx(1)求f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;(2)當(dāng)00解不等式即可得f(x)的單調(diào)增區(qū)間;(2)x2+2x-34xlnx等價于f(x)=x-3x-4lnx-2,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,證明f(x)max=f(1)=-2,從而可得結(jié)果.試題解析:(1)f(x)=1+3x2-4x =x2-4x+3x2 =(x-1)(x-3)x2,令f(x)0,解得x3或x0,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,1)和(3,+)(2)由(1)知f(x)=x-3x-4lnx在(0,1)上單調(diào)遞增,在1,3上單調(diào)遞減,所以,當(dāng)0x3時,f(x)max=f(1)=-2,因此,當(dāng)01,x1,x2為函數(shù)f(x)的兩個零點,求證:.x1+x20【答案】(1)見解析;(2)見解析【解析】分析:(1)由函數(shù)f(x)=ln(x+m)-mx,求得f(x)=1x+m-m,通過討論實數(shù)m的取值范圍,即可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)構(gòu)造函數(shù)g(x)=emx-x,g(x)=emx-x與y=m圖象兩交點的橫坐標(biāo)為x1,x2,問題轉(zhuǎn)化為g(x2)0,即f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為-m,+,無減區(qū)間;當(dāng)m0時,f(x)=1x+m-m=-m(x+m-1m)x+m,由f(x)=0,得x=-m+1m(-m,+),x(-m,-m+1m)時,f(x)0,x(-m+1m,+)時,f(x)0時,易知f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-m,-m+1m),單調(diào)遞減區(qū)間為(-m+1m,+),(2)由(1)知f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-m,-m+1m),單調(diào)遞減區(qū)間為(-m+1m,+),不妨設(shè)-mx1x2,由條件知ln(x1+m)=mx1ln(x2+m)=mx2,即x1+m=emx1x2+m=emx2構(gòu)造函數(shù)g(x)=emx-x,g(x)=emx-x與y=m圖象兩交點的橫坐標(biāo)為x1,x2由g(x)=memx-1=0可得x=-lnmmlnm(m1),-lnmm(-m,+)知g(x)=emx-x在區(qū)間(-m,-lnmm)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(-lnmm,+)上單調(diào)遞增,可知-mx1-lnmmx2欲證x1+x20,只需證x1+x22lnmm,即證x22lnmm-x1(-lnmm,+),考慮到g(x)在(-lnmm,+)上遞增,只需證g(x2)g(-2lnmm-x1)由g(x2)=g(x1)知,只需證g(x1)g(-2lnmm-x1)令h(x)=g(x)-g(-2lnmm-x)= emx-2x-e2lnm-mx-2lnmm,則h(x) =memx-2-(-m)e-2mlnm-mx =m(emx+e-2lnmemx)-22me-2lnm-2=2mm-2-2=0,所以h(x)為增函數(shù),又h(-lnmm)=0,結(jié)合-mx1-lnmm知h(x1)0,即成立g(x1)g(-2lnmm-x1),即x1+x20,求函數(shù)h(x)=f(x)+g(x)的單調(diào)區(qū)間;()若f(x)存在極小值點x0,且f(x1)=f(x0),其中x1x0,求證: x1+2x0=0;()試問過點P(0,2)可作多少條直線與g(x)的圖像相切?并說明理由.【答案】()單調(diào)減區(qū)間為(0,1a)單調(diào)增區(qū)間為(1a,+);()證明見解析;()答案見解析.【解析】分析:(1)對h(x)進(jìn)行求導(dǎo)計算即可得到單調(diào)區(qū)間;(2)若f(x)存在極小值點x0,f(x)=a2x2-1,則a2=1x02,由f(x1)=f(x0)可得13a2x13-x1=13a2x03-x0,化簡代入a2=1x02,即可得到證明;解析:(1) a0,h(x)=(ax-1)(ax+1+1x2)所以h(x)的單調(diào)減區(qū)間為(0,1a)單調(diào)增區(qū)間為(1a,+);(2) f(x)=a2x2-1,f(x)存在極小值點x0,則a2=1x02.f(x1)=f(x0),則13a2x13-x1=13a2x03-x0,所以(x1-x0)a2(x12+x1 x0+x02)-3=0代入a2=1x02所以(x1-x0)(x12+x1 x0+2x02)=0,則(x1-x0)2(x1+2x0)=0,又x1x0,所以x1+2x0=0;(3) a0時,有1條切線;a0時,有2條切線.設(shè)切點坐標(biāo)是(x0,f(x0),依題意:f(x0)-2x0-0=ax0-1x02即1x0+a1nx0-2=a-1x0,化簡得:2x0+a1nx0-2-a=0設(shè)F(x)=2x+a1nx-2-a,x0故函數(shù)F(x)在(0,+)上零點個數(shù),即是曲線切線的條數(shù).F(x)=-2x2+ax=ax-2x2,當(dāng)a=0時, F(x)=2x-2,在(0,+)上恰有一個零點1;當(dāng)a0時, F(x)=ax-2x20,F(xiàn)(e)=2e-20故F(x)在(1,e)上有且只有一個零點,當(dāng)a0時,F(xiàn)(x)在(0,2a)上遞減,在(2a,+)上遞增,故F(x)在(0,+)至多有兩個零點,且F(1)=2-2-a=-aa+2a,此時F(x0)=2x0+a1nx0-2- a=2x0+a(1nx0-a+2a)0由于a+2a1,函數(shù)F(x)在(1,x0)上必有一零點;F(e-(1+a+1a)=2e1+a+1a-a (1+a+1a)-2-a= 2e1+a+1a-(a2+2a+3)先證明當(dāng)a0時, e1+a+1a(a+2)2,即證1+a+1a21n(a+2)若a(0,2),1+a+1a3,而21n(a+2)21n4,由于21n4=1n160(x)在2+)為增函數(shù), (a)(2)=3 +12-21n40綜上a0時,e1+a+1a(a+2)2,所以2e1+a+1a2(a+2)2=a2 +2a+3+(a2+2a+5) a2+2a+3,故F(e-(1+a+1a)0又F(1)0,e-(1+a+1a)0時, F(x)在(0,+)上有兩個零點綜上:a0時,有1條切線;a0時,有2條切線.點睛:導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)零點中的作用(1)研究函數(shù)圖象的交點、方程的根、函數(shù)的零點,歸根到底是研究函數(shù)的性質(zhì),如單調(diào)性、極值等(2)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點,一方面用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性,借助零點存在性定理判斷;另一方面,也可將零點問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象的交點問題,利用數(shù)形結(jié)合來解決7【2018屆湖南省長沙市長郡中學(xué)模擬卷(二)】已知函數(shù)f1(x)=(x-)2,f2(x)=lnx(x0,且x1).(1)當(dāng)=1時,若對任意x(1,+),f1(x)kf2(x)恒成立,求實數(shù)k的取值范圍;(2)若(0,1),設(shè)f(x) =f1(x)f2(x),f(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù),判斷f(x)的零點個數(shù),并證明.【答案】(1)(-,0(2)見解析【解析】分析:(1)由題意,求導(dǎo),若k0,則g(x)0,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性即可求得g(x)最大值,即可求得實數(shù)k的取值范圍;(2)構(gòu)造輔助函數(shù),求導(dǎo),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性及函數(shù)零點的判斷,即可求得f(x)的零點個數(shù)詳解: (1)當(dāng)=1時,對任意x(1,+),(x-1)2-klnx0恒成立,令g(x)=(x-1)2-klnx,求導(dǎo)g(x)=2x2-2x-kx,由x1,則2x2-2x=2x(x-1)0,若k0,則g(x)0,所以g(x)在(1,+)上是增函數(shù),所以g(x)g(1)=0,符合題意,當(dāng)k0時,令g(x)=0,解得x1=1-1+2k21,則g(x)在(1,x2)上是減函數(shù),當(dāng)x(1,x2)時,g(x)g(1)=0,不符合題意,綜上可知k的取值范圍為(-,0.其中01,則h(x)min=h(2)=2ln2+11-ln40,h()=2ln0,h(1)=-12時,h(e)=1+e-10,由零點存在定理及單調(diào)性可知在(2,+)上存在唯一的零點x2,取x=2e2(2e2g(1)=e2-50,即h(2e2)0,由零點存在定理及單調(diào)性可知在(2e2,2)上存在唯一x3(2e2,2),h(x3)=0,由h(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(0,2),則在(0,2)上h(x)僅存在唯一的零點x3,綜上可知f(x)共有三個零點.點睛:(1)函數(shù)零點個數(shù)(方程根的個數(shù))的判斷方法:結(jié)合零點存在性定理,利用函數(shù)的單調(diào)性、對稱性確定函數(shù)零點個數(shù);利用函數(shù)圖像交點個數(shù)判斷方程根的個數(shù)或函數(shù)零點個數(shù)(2)本題將方程實根個數(shù)的問題轉(zhuǎn)化為兩函數(shù)圖象交點的問題解決,解題時注意換元法的應(yīng)用,以便將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題處理.8【2018屆四川省成都市龍泉驛區(qū)第二中學(xué)校3月市“二診”】設(shè)a 0,已知函數(shù) (x0)()討論函數(shù)的單調(diào)性;()試判斷函數(shù)在上是否有兩個零點,并說明理由【答案】(1)見解析(2) 函數(shù)沒有兩個零點【解析】試題分析:()求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),解關(guān)于導(dǎo)函數(shù)的不等式,通過討論a的范圍,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;()假設(shè)2個零點,推出矛盾即可試題解析:(),設(shè),則,當(dāng)時, , ,即,在上單調(diào)遞增;當(dāng)時, ,由得,, 可知,由的圖象得:在和上單調(diào)遞增; 在 上單調(diào)遞減 ()解法:函數(shù)在上不存在兩個零點假設(shè)函數(shù)有兩個零點,由()知, ,因為,則,即,由知,所以,設(shè),則(), 由,得,設(shè),得,所以在遞增,得,即,這與()式矛盾, 所以上假設(shè)不成立,即函數(shù)沒有兩個零點9【2018屆安徽亳州市渦陽一中最后一卷】已知fx=lnx-ax2-bx.(1)若a=-1,函數(shù)fx在其定義域內(nèi)是增函數(shù),求b的取值范圍;(2)當(dāng)a=1,b=-1時,證明:函數(shù)fx只有一個零點;(3)若fx的圖像與x軸交于Ax1,0,Bx2,0x1x2兩點,AB中點為Cx0,0,求證:fx00.【答案】(1)-,22;(2)見解析;(3)見解析【解析】分析:(1)fx在0,+上遞增, fx=1x+2x-b0對x0,+恒成立即b1x+2x對x0,+恒成立, 只需b1x+2xmin即可;(2)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,可得函數(shù)fx在區(qū)間0,1上單調(diào)遞增,在區(qū)間1,+上單調(diào)遞減, 當(dāng)x=1時,函數(shù)fx取得最大值,其值為f1=lnx-12+1=0,當(dāng)x1時,fxf1,即fx0,從而可得結(jié)果;(3)由已知得fx1=lnx1-ax12-bx1=0fx2=lnx2-ax22-bx2=0,化為lnx1x2=x1-x2ax1+x2+b,可得fx0=1x1-x22x1x2-1x1x2+1-lnx1x2,t=x1x2,t=2t-2t+1-lnt0t1=0即可得結(jié)論.(2)當(dāng)a=1,b=-1時,fx=lnx-x2+x,其定義域是0,+, fx=1x-2x+1=-2x2-x-1x=-x-12x+1x, x0, 0x0;當(dāng)x1時,fx0 函數(shù)fx在區(qū)間0,1上單調(diào)遞增,在區(qū)間1,+上單調(diào)遞減 當(dāng)x=1時,函數(shù)fx取得最大值,其值為f1=lnx-12+1=0當(dāng)x1時,fxf1,即fx0 函數(shù)fx只有一個零點(3)由已知得fx1=lnx1-ax12-bx1=0fx2=lnx2-ax22-bx2=0nx1=ax12+bx1lnx2=ax22+bx2兩式相減,得lnx1x2=ax1+x2x1-x2+bx1-x2 lnx1x2=x1-x2ax1+x2+b,由fx=1x-2ax-b及2x0=x1+x2,得fx0=1x0-2ax0-b =2x1+x2-ax1+x2+b =2x1+x2-1x1-x2lnx1x2=1x1-x22x1-x2x1+x2-lnx1x2 =1x1-x22x1x2-1x1x2+1-lnx1x2令t=x1x2,t=2t-2t+1-lnt0t1, t=-t-12tt+121=0 x1x2, fx0-2x2恒成立(其中x1R,x10).【答案】(1)見解析;(2)見解析.【解析】分析:(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),通過討論t的范圍,求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可;(2)問題轉(zhuǎn)化為證明f(x1+x2)+(x1+x2) f(x1-x2)+(x1-x2)恒成立設(shè)g(x)=f(x)+x,則上式等價于g(x1+x2)g(x1-x2),要證明g(x1+x2)g(x1-x2)對任意x1R,x2(0,+)恒成立,要證明g(x1+x2)g(x1-x2)對任意x1R,x2(0,+)恒成立,即證明g(x)=(x-1)ex-32x2+x在R上單調(diào)遞增,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性證明即可詳解:(1)由于f(x)=xex-tx=x(ex-t).1)當(dāng)t0時,ex-t0,當(dāng)x0時,f(x)0,f(x)遞增,當(dāng)x0時,f(x)0時,由f(x)=0得x=0或x=lnt.當(dāng)0t1時,lnt0時,f(x)0,f(x)遞增,當(dāng)lntx0時,f(x)0,f(x)遞減,當(dāng)x0,f(x)遞增;當(dāng)t=1時,f(x)0,f(x)遞增;當(dāng)t1時,lnt0.當(dāng)xlnt時,f(x)0,f(x)遞增,當(dāng)0xlnt時,f(x)0,f(x)遞減,當(dāng)x0,f(x)遞增.綜上,當(dāng)t0時,f(x)在(-,0)上是減函數(shù),在(0,+)上是增函數(shù);當(dāng)0t1時,f(x)在(-,0),(lnt,+)上是增函數(shù),在(0,lnt)上是減函數(shù).(2)依題意f(x1+x2)-f(x1-x2) (x1-x2)-(x1+x2)f(x1+x2)+(x1+x2) f(x1-x2)+(x1-x2)恒成立.設(shè)g(x)=f(x)+x,則上式等價于g(x1+x2)g(x1-x2),要證明g(x1+x2)g(x1-x2)對任意x1R,x2(0,+)恒成立,即證明g(x)=(x-1)ex-32x2+x在R上單調(diào)遞增,又g(x)=xex-3x+1,只需證明xex-3x+10即可.令h(x)=ex-x-1,則h(x)=ex-1,當(dāng)x0時,h(x)0時,h(x)0,h(x)min=h(0)=0,即xR,exx+1,那么,當(dāng)x0時,xexx2+x,所以xex-3x+1 x2-2x+1=(x-1)20;當(dāng)x0時,ex0,xex-3x+10恒成立.從而原不等式成立.11【2018屆四川省南充市三診】函數(shù)f(x)=lnx+kx,kR.()若曲線y=f(x)在點(e,f(e)處的切線與直線x-2=0垂直,求f(x)單調(diào)遞減區(qū)間和極值(其中e為自然對數(shù)的底數(shù)); ()若對任意x1x20,f(x1)-f(x2)x10,f(x)=1x-kx2(x0).因為曲線y=f(x)在點(e,f(e)處的切線與直線x=2垂直,所以f(e)=0,即1e-ke2=0,得k=e. 所以f(x)=1x-ex2=x-ex2(x0).當(dāng)0xe時,f(x)e時,f(x)0,f(x)在(e,+)單調(diào)遞增.所以當(dāng)x=e時,y=f(x)有極小值,且極小值為f(e)=lne+1=2.綜上,f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,e),極小值為2,無極大值.()因為對任意x1x20,f(x1)-f(x2)x1-x2恒成立所以f(x1)-x1x20恒成立,令g(x)=f(x)-x=lnx+kx-x(x0),則g(x)在(0,+)單調(diào)遞減,所以g(x)=1x-kx2-10在(0,+)恒成立,所以k-x2+x=-x(x-12)2+14(x0)恒成立.令h(x)=-(x-12)2+14,則kh(x)max=14.所以k的取值范圍是14,+).點睛:利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性有兩種題型,一種是求單調(diào)區(qū)間,只需令導(dǎo)數(shù)大于0求增區(qū)間,令導(dǎo)數(shù)小于0求減區(qū)間;另一種是已知函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù),若已知函數(shù)單增,只需函數(shù)導(dǎo)數(shù)在區(qū)間上恒大于等于0即可,若已知函數(shù)單減,只需函數(shù)導(dǎo)數(shù)小于等于0即可.注意等號!12【2018屆安徽省合肥市高三三模】已知函數(shù)fx=ex-12x2-ax有兩個極值點x1,x2(e為自然對數(shù)的底數(shù)).()求實數(shù)a的取值范圍;()求證:fx1+fx22.【答案】(1)a1(2)見解析【解析】分析:() 函數(shù)fx=ex-12x2-ax有兩個極值點,只需fx=0有兩個根,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合零點存在定理與函數(shù)圖象可得當(dāng)a1時,沒有極值點;當(dāng)a1時,當(dāng)a1時,有兩個極值點;()由()知,x1,x2為gx=0的兩個實數(shù)根,x102,只需證f-x2+fx22,即證ex2+e-x2-x22-20,利用導(dǎo)數(shù)可得kx=ex+e-x-x2-2k0=0,從而可得結(jié)論.詳解: ()fx=ex-12x2-ax,fx=ex-x-a.設(shè)gx=ex-x-a,則gx=ex-1.令gx=ex-1=0,解得x=0.當(dāng)x-,0時,gx0.gxmin=g0=1-a.當(dāng)a1時,gx=fx0,函數(shù)fx單調(diào)遞增,沒有極值點;當(dāng)a1時,g0=1-a1時,gx=fx=ex-x-a有兩個零點x1,x2.不妨設(shè)x1x2,則x10f-x2.要證fx1+fx22,只需證f-x2+fx22,即證ex2+e-x2-x22-20.設(shè)函數(shù)kx=ex+e-x-x2-2,x0,+,則kx=ex-e-x-2x.設(shè)x=kx=ex-e-x-2x,則x=ex+e-x-20,x在0,+上單調(diào)遞增,x0=0,即kx0.kx在0,+上單調(diào)遞增,kxk0=0.當(dāng)x0,+時,ex+e-x-x2-20,則ex2+e-x2-x22-20,f-x2+fx22,fx1+fx22.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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