-2020年高考数学压轴题集锦——导数及其应用

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2020高考数学《导数压轴题》

2020高考数学《导数压轴题》

2020高考数学《导数压轴题》1.已知函数 $f(x)=e^x(1+aln x)$,设 $f'(x)$ 为 $f(x)$ 的导函数。

1) 设 $g(x)=e^xf(x)+x^2-x$ 在区间 $[1,2]$ 上单调递增,求 $a$ 的取值范围;2) 若 $a>2$ 时,函数 $f(x)$ 的零点为 $x$,函数$f'(x)$ 的极小值点为 $x_1$,求证:$x>x_1$。

2.设函数 $f(x)=\frac{x^2-2x+3}{x-1}$,$x\in R$。

1) 求证:当 $x\ge 1$ 时,$f(x)\ge 2$ 恒成立;2) 讨论关于 $x$ 的方程 $f(x)=k$ 的根的个数。

3.已知函数 $f(x)=-x^2+ax+a-e^{-x}+1$,$a\in R$。

1) 当 $a=1$ 时,判断 $g(x)=e^xf(x)$ 的单调性;2) 若函数 $f(x)$ 无零点,求 $a$ 的取值范围。

4.已知函数 $f(x)=\frac{ax+b}{x-1}$,$x\in R$。

1) 求函数 $f(x)$ 的单调区间;2) 若存在 $f(f(x))=x$,求整数 $a$ 的最小值。

5.已知函数 $f(x)=e^{-ln x+ax}$,$a\in R$。

1) 当 $a=-e+1$ 时,求函数 $f(x)$ 的单调区间;2) 当 $a\ge -1$ 时,求证:$f(x)>0$。

6.已知函数 $f(x)=e^x-x^2-ax-1$。

1) 若函数 $f(x)$ 在定义域内单调递增,求实数 $a$ 的范围;2) 设函数 $g(x)=xf(x)-e^x+x^3+x$,若 $g(x)$ 至多有一个极值点,求 $a$ 的取值集合。

7.已知函数 $f(x)=x-1-ln x-a(x-1)^2$,$a\in R$。

1) 讨论函数 $f(x)$ 的单调性;2) 若对 $\forall x\in (0,+\infty)$,$f(x)\ge 0$,求实数$a$ 的取值范围。

吉林省2020高考压轴题---函数与导数核心考点(精编完美版)

吉林省2020高考压轴题---函数与导数核心考点(精编完美版)

导数与函数核心考点目录题型一切线型1.求在某处的切线方程2.求过某点的切线方程3.已知切线方程求参数题型二单调型1.主导函数需“二次求导”型2.主导函数为“一次函数”型3.主导函数为“二次函数”型4.已知函数单调性,求参数范围题型三极值最值型1.求函数的极值2.求函数的最值3.已知极值求参数4.已知最值求参数题型四零点型1.零点(交点,根)的个数问题2.零点存在性定理的应用3.极值点偏移问题题型五恒成立与存在性问题1.单变量型恒成立问题2.单变量型存在性问题3.双变量型的恒成立与存在性问题4.等式型恒成立与存在性问题题型六与不等式有关的证明问题1.单变量型不等式证明2.含有e x与lnx的不等式证明技巧3.多元函数不等式的证明4.数列型不等式证明的构造方法题型一 切线型1.求在某处的切线方程例1.【2015重庆理20】求函数f (x )=3x ²e x 在点(1,f (1))处的切线方程. 解:由f (x )=3x ²e x ,得f ′(x )=6x -3x ²e x ,切点为(1,3e ) ,斜率为f ′(1)=3e由f (1)=3e ,得切点坐标为(1,3e ),由f ′(1)=3e ,得切线斜率为3e ;∴切线方程为y -3e =3e (x -1),即3x -ey =0.例2.求f (x )=e x (1x +2)在点(1,f (1))处的切线方程.解:由f (x )=e x (1x +2),得f ′(x )=e x (-1x ²+1x +2)由f (1)=3e ,得切点坐标为(1,3e ),由f ′(1)=2e ,得切线斜率为2e ;∴切线方程为y -3e =2e (x -1),即2ex -y +e =0. 例3.求f (x )=ln 1-x1+x 在点(0,f (0))处的切线方程.解:由f (x )=ln1-x 1+x =ln (1-x )-ln (1+x ),得f ′(x )=-11-x -11+x由f (0)=0,得切点坐标为(0,0),由f ′(0)=-2,得切线斜率为-2; ∴切线方程为y =-2x ,即2x +y =0.例4.【2015全国新课标理20⑴】在直角坐标系xoy 中,曲线C :y =x ²4与直线l :y =kx +a (a >0)交于M ,N 两点,当k =0时,分别求C 在点M 与N 处的切线方程.解:由题意得:a =x ²4,则x =±2a ,即M (-2a ,a ),N (2a ,a ),由f (x )=x ²4,得f ′(x )=x2,当切点为M (-2a ,a )时,切线斜率为f ′(-2a )=-a , 此时切线方程为:ax +y +a =0;当切点为N (2a ,a )时,切线斜率为f ′(2a )=a , 此时切线方程为:ax -y -a =0;解题模板一 求在某处的切线方程⑴写出f (x ); ⑵求出f ′(x );⑶写出切点(x 0,f (x 0)); ⑷切线斜率k =f ′(x 0);⑸切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0). 2.求过某点的切线方程Step 1 设切点为(x 0,f (x 0)),则切线斜率f ′(x 0),切线方程为: y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0)Step 2 因为切线过点(a ,b ),所以b -f (x 0)=f ′(x 0)(a -x 0),解得x 0=x 1或x 0=x 2 Step 2 当x 0=x 1时,切线方程为y -f (x 1)=f ′(x 0)(x -x 1) 当x 0=x 2时,切线方程为y -f (x 2)=f ′(x 0)(x -x 2)例1.求f (x )=13x 3+43过点P (2,4)的切线方程.解:设切点为(x 0,13x 03+43),则切线斜率f ′(x 0)=x 0²,所以切线方程为:y -13x 03+43=x 0² (x -x 0),由切线经过点P (2,4),可得4-13x 03+43=x 0² (2-x 0),整理得:x 03-3x 0²+4=0,解得x 0=-1或x 0=2当x 0=-1时,切线方程为:x -y +2=0; 当x 0=2时,切线方程为:4x -y -4=0. 例2.求f (x )=x 3-4x ²+5x -4过点 (2,-2)的切线方程. 解:设切点为(x 0,x 03-4x 0²+5x 0-4),则切线斜率f ′(x 0)=3x 0²-8x 0+5,所以切线方程为:y -(x 03-4x 0²+5x 0-4)=(3x 0²-8x 0+5) (x -x 0), 由切线经过点P (2,4),可得4-(x 03-4x 0²+5x 0-4)=(3x 0²-8x 0+5) (2-x 0), 解得x 0=1或x 0=2当x 0=1时,切线方程为:2x +y -2=0; 当x 0=2时,切线方程为:x -y -4=0.例3.过A (1,m )(m ≠2)可作f (x )=x 3-3x 的三条切线,求m 的取值范围. 解:设切点为(x 0,x 03-3x 0),则切线斜率f ′(x 0)=3x 0²-3,切线方程为y -(x 03-3x 0)=(3x 0²-3)(x -x 0)∵切线经过点P (1,m ),点P 不在曲线上 点P 在曲线上 点P 在曲线上∴m-(x03-4x0²+5x0-4)=(3x0²-8x0+5) (1-x0),即:-2x03+3x0²-3-m=0,即m=-2x03+3x0²-3∵过点A(1,m)(m≠2)可作f(x)=x3-3x的三条切线,∴方程m=-2x03+3x0²-3,有三个不同的实数根.∴曲线H(x0)=-2x03+3x0²-3与直线y=m有三个不同交点,H′(x0)=-6x0²+6x0=-6x0(x0-1)令H′(x0)>0,则0<x0<1;令H′(x0)<0,则x0<0或x0>1∴H(x0)在(-∞,0)递减,在(0,1)递增,在(1,+∞)递减,∴H(x0)的极小值=H(0)=-3,H(x0)的极大值=H(1)=-2,由题意得-3<x<-2.例4.由点(-e,e-2)可向曲线f(x)=lnx-x-1作几条切线,并说明理由.解:设切点为(x0,lnx0-x0-1),则切线斜率f′(x0)=1x0-1,切线方程为y-(lnx0-x0-1)=(1x0-1)(x-x0),∵切线经过点(-e,e-2),∴e-2-(lnx0-x0-1)=(1x0-1)(-e-x0),即lnx0=e x0∵y=lnx与y=ex只有一个交点∴方程lnx0=ex0有唯一的实数根∴由点(-e,e-2)可向曲线f(x)=lnx-x-1作一条切线.解题模板二求过某点的切线方程⑴设切点为(x0,f(x0)),则切线斜率f′(x0),切线方程为:y-f(x0)=f′(x0)(x-x0)⑵因为切线过点(a,b),所以b-f(x0)=f′(x0)(a-x0),解得x0=x1或x0=x2⑶当x0=x1时,切线方程为y-f(x1)=f′(x0)(x-x1)当x0=x2时,切线方程为y-f(x2)=f′(x0)(x-x2)3.已知切线方程求参数解题模板三已知切线方程求参数已知直线Ax+By+C=0与曲线y=f(x)相切⑴设切点横坐标为x0,则⎩⎪⎨⎪⎧切点纵坐标=切点纵坐标切线斜率=切线斜率即⎩⎪⎨⎪⎧f (x 0)=-Ax 0+CBf ′(x 0)=-A B⑵解方程组得x 0及参数的值.例1.函数f (x )=alnx x +1+bx 在(1,f (1))处的切线方程为x +2y -3=0,求a ,b 的值.解:∵f (x )=alnx x +1+bx ,∴f ′(x )=a (x +1)x -alnx (x +1)²-b x ²由题意知:⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=1f ′(1)=-12,即⎩⎪⎨⎪⎧b =1a 2-b =-12 ∴a =b =1例2.f (x )=ae x lnx +bex -1 x 在(1,f (1))处的切线方程为y =e (x -1)+2,求a ,b 的值.解:∵f (x )=ae x lnx +be x -1 x ,∴f ′(x )=ae x (1x +lnx )+be x -1(-1x ²+1x )由题意知:⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=2f ′(1)=-e ,即⎩⎪⎨⎪⎧b =2ae =e∴a =1,b =2例3.若直线y =kx +b 是y =lnx +2的切线,也是y =ln (x +1)的切线,求b .解:设y =kx +b 与y =lnx +2相切的切点横坐标为x 1,y =kx +b 与y =ln (x +1)相切的切点横坐标为x 2,⎩⎪⎨⎪⎧lnx 1+2=kx 1+b ①1x 1=k ②ln (x 2+1)=kx 2+b ③1x 2+1=k ④,由②③得:x 1=x 2+1,由①-③得:lnx 1-ln (x 2+1)+2=k (x 1-x 2),将上式代入得:k =2∴x 1=12,代入①得:-ln 2+2=1+b∴b =1-ln 2.例4.若f (x )=x 与g (x )=a lnx 相交,且在交点处有共同的切线,求a 和该切线方程.解:设切点横坐标为x 0,则⎩⎪⎨⎪⎧x 0=alnx 0 ①12x 0=a x 0②,由②得x 0=2a ,代入①得:x0=e²,∴a=e2∵切点为(e²,e),切线斜率为12e,∴切线方程为x-2ey+e²=0.例5.已知函数f(x)=x3+ax+14,当a为何值时,x轴为曲线方程y=f(x)的切线.例6.已知函数f(x)=x²+ax+b和g(x)=e x(cx+d)都过点P(0,2)且在P处有相同切线y=4x+2,求a,b,c,d的值.题型二 单调型1.主导函数需“二次求导”型 I 不含参求单调区间例1.求函数f (x )=x (e x -1)-12x ²的单调区间.解:f (x )的定义域为Rf ′(x )=e x (1+x )-1-x =(x +1)(e x +1)令f ′(x )>0,得x <-1或x >0;令f ′(x )<0,得-1<x <0 f (x )的增区间为(-∞,-1)和(0,+∞),减区间为(-1,0)。

2020高考数学《导数压轴题》

2020高考数学《导数压轴题》

导数压轴一.解答题(共20小题)1.已知函数f(x)=e x(1+alnx),设f'(x)为f(x)的导函数.(1)设g(x)=e﹣x f(x)+x2﹣x在区间[1,2]上单调递增,求a的取值范围;(2)若a>2时,函数f(x)的零点为x0,函f′(x)的极小值点为x1,求证:x0>x1.2.设.(1)求证:当x≥1时,f(x)≥0恒成立;(2)讨论关于x的方程根的个数.3.已知函数f(x)=﹣x2+ax+a﹣e﹣x+1(a∈R).(1)当a=1时,判断g(x)=e x f(x)的单调性;(2)若函数f(x)无零点,求a的取值范围.4.已知函数.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若存在成立,求整数a的最小值.5.已知函数f(x)=e x﹣lnx+ax(a∈R).(Ⅰ)当a=﹣e+1时,求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a≥﹣1时,求证:f(x)>0.6.已知函数f(x)=e x﹣x2﹣ax﹣1.(Ⅰ)若f(x)在定义域内单调递增,求实数a的范围;(Ⅱ)设函数g(x)=xf(x)﹣e x+x3+x,若g(x)至多有一个极值点,求a的取值集合.7.已知函数f(x)=x﹣1﹣lnx﹣a(x﹣1)2(a∈R).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若对∀x∈(0,+∞),f(x)≥0,求实数a的取值范围.8.设f′(x)是函数f(x)的导函数,我们把使f′(x)=x的实数x叫做函数y=f(x)的好点.已知函数f(x)=.(Ⅰ)若0是函数f(x)的好点,求a;(Ⅱ)若函数f(x)不存在好点,求a的取值范围.9.已知函数f(x)=lnx+ax2+(a+2)x+2(a为常数).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若a为整数,函数f(x)恰好有两个零点,求a的值.10.已知函数f(x)=xlnx﹣ax2,a∈R.(1)若函数f(x)存在单调增区间,求实数a的取值范围;(2)若x1,x2为函数f(x)的两个不同极值点,证明x12x2>e﹣1.11.已知函数f(x)=x3﹣a(x+1)2,(1)讨论函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)只有一个零点,求实数a的取值范围.12.已知函数.(1)当0<m<2时,证明:f(x)只有1个零点;(2)证明:曲线f(x)没有经过原点的切线.13.已知函数f(x)=4lnx+x2﹣2mx(m∈R).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若直线l为曲线的切线,求证:直线l与曲线不可能有2个切点.14.已知函数f(x)=(x+1)e x++2ax,a∈R(1)讨论f(x)极值点的个数(2)若x0(x0≠﹣2)是f(x)的一个极值点,且f(﹣2)>e﹣2,证明:f(x0)≤1.15.己知函数f(x)=(x﹣a)2e x+b在x=0处的切线方程为x+y﹣1=0,函数g(x)=x ﹣k(lnx﹣1).(1)求函数f(x)的解析式;(2)求函数g(x)的极值;(3)设F(x)=min{f(x),g(x)}(min{p,q}表示p,q中的最小值),若F(x)在(0,+∞)上恰有三个零点,求实数k的取值范围.16.已知函数,且y=x﹣1是曲线y=f(x)的切线.(1)求实数a的值以及切点坐标;(2)求证:g(x)≥f(x).17.已知函数f(x)=x2﹣x﹣alnx,a∈R.(1)若不等式f(x)<0无解,求a的值;(2)若函数f(x)存在两个极值点x1、x2,且x1<x2,当恒成立时,求实数m的最小值.18.设a,b∈R,已知函数f(x)=alnx+x2+bx存在极大值.(Ⅰ)若a=1,求b的取值范围;(Ⅱ)求a的最大值,使得对于b的一切可能值,f(x)的极大值恒小于0.19.已知函数f(x)=x﹣1nx(1)求函数f(x)的极值;(2)设函数g(x)=xf(x).若存在区间[m,n]⊆[,+∞),使得函数g(x)在[m,n]上的值域为[k(m+2)﹣2,k(n+2)﹣2],求实数k的取值范围.20.已知a≠0,函数,且曲线y=f(x)在x=1处的切线与直线x+2y+1=0垂直.(Ⅰ)求函数在区间(0,+∞)上的极大值;(Ⅱ)求证:当x∈(0,+∞)时,导数压轴参考答案与试题解析一.解答题(共20小题)1.已知函数f(x)=e x(1+alnx),设f'(x)为f(x)的导函数.(1)设g(x)=e﹣x f(x)+x2﹣x在区间[1,2]上单调递增,求a的取值范围;(2)若a>2时,函数f(x)的零点为x0,函f′(x)的极小值点为x1,求证:x0>x1.【解答】(1)解:依题意,g(x)=e﹣x f(x)+x2﹣x=1+alnx+x2﹣x,x>0.故,x>0.∵g(x)在[1,2]上单调递增,∴g'(x)≥0在[1,2]上恒成立,故,即a≥x(1﹣2x)在[1,2]上恒成立,根据二次函数的知识,可知:x(1﹣2x)在[1,2]上的最大值为﹣1.∴a的取值范围为[﹣1,+∞).(2)证明:由题意,f′(x)=e x(1+lnx+),x>0,a>2.设h(x)=f′(x)=e x(1+lnx+),x>0,a>2.则h′(x)=e x(1+alnx+﹣).再设H(x)=1+alnx+﹣,则H′(x)=﹣+=.∵当x>0时,y=x2﹣2x+2=(x﹣1)2+1>0恒成立,∴当x>0时,H′(x)>0恒成立.∴H(x)在(0,+∞)上单调递增.又∵当a>2时,H(1)=1+a>0,H()=1﹣aln2<0,∴根据H(x)的单调性及零点定理,可知:存在一点x2∈(,1),使得H(x2)=0.∴f′(x)在(0,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增,在x=x2处取得极小值.∴x2=x1.即且H(x1)=0,即1+alnx1+﹣=0,即…①又∵f(x)的零点为x0,故f(x0)=0,即,即alnx0=﹣1…②由①②,得,则,又,故,即lnx0﹣lnx1>0,∴x0>x1.故得证.2.设.(1)求证:当x≥1时,f(x)≥0恒成立;(2)讨论关于x的方程根的个数.【解答】解:(1)证明:的定义域为(0,+∞).∵,∴f(x)在[1,+∞)上是单调递增函数,∴f(x)≥f(1)=0对于x∈[1,+∞)恒成立.故当x≥1时,f(x)≥0恒成立得证.(2)化简方程得2lnx=x3﹣2ex2+tx.注意到x>0,则方程可变为.令,则.当x∈(0,e)时,L′(x)>0,∴L(x)在(0,e)上为增函数;当x∈(e,+∞)时,L′(x)<0,∴L(x)在(e,+∞)上为减函数.当x=e时,.函数在同一坐标系内的大致图象如图所示:由图象可知,①当时,即时,方程无实根;②当时,即时,方程有一个实根;③当时,即时,方程有两个实根.3.已知函数f(x)=﹣x2+ax+a﹣e﹣x+1(a∈R).(1)当a=1时,判断g(x)=e x f(x)的单调性;(2)若函数f(x)无零点,求a的取值范围.【解答】解:(1)当a=1时,g(x)=e x f(x)=e x(﹣x2+x+1﹣e﹣x+1)=(﹣x2+x+1)e x﹣e,g′(x)=(﹣2x+1)e x+(﹣x2+x+1)e x=﹣e x(x﹣1)(x+2),∴当x∈(﹣∞,﹣2)∪(1,+∞)时,g′(x)<0,故g(x)在(﹣∞,﹣2),(1,+∞)单调递减;当x∈(﹣2,1)时,g′(x)>0,故g(x)在(﹣2,1)单调递增;(2)函数f(x)=﹣x2+ax+a﹣e﹣x+1,∴f′(x)=﹣2x+a+e﹣x+1,设h(x)=﹣2x+a+e﹣x+1,∴h′(x)=﹣2﹣e﹣x+1<0恒成立,∴h(x)在(﹣∞,+∞)上单调递减,∴存在x0∈R,使得h(x0)=0,∴当x∈(﹣∞,x0)时,h(x)=f′(x)>0,函数f(x)单调递增,∴当x∈(x0,+∞)时,h(x)=f′(x)<0,函数f(x)单调递减,∴f(x)max=f(x0)=﹣x02+ax0+a﹣,∵函数f(x)无零点,∴f(x)max=f(x0)=﹣x02+ax0+a﹣<0在R上恒成立,又∵h(x0)=﹣2x0+a+=0,即=2x0﹣a.∴f(x)max=f(x0)=﹣x02+(a﹣2)x0+2a<0在R上恒成立,∴△=(a﹣2)2﹣4•2a=a2﹣12a+4<0,解得6﹣4<a<6+4.∴a的取值范围为(6﹣4,6+4).4.已知函数.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若存在成立,求整数a的最小值.【解答】解:(1)由题意可知,x>0,,方程﹣x2+x﹣a=0对应的△=1﹣4a,当△=1﹣4a≤0,即时,当x∈(0,+∞)时,f'(x)≤0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递减;…(2分)当时,方程﹣x2+x﹣a=0的两根为,且,此时,f(x)在上f'(x)>0,函数f(x)单调递增,在上f'(x)<0,函数f(x)单调递减;…(4分)当a≤0时,,,此时当,f(x)单调递增,当时,f'(x)<0,f(x)单调递减;…(6分)综上:当a≤0时,,f(x)单调递增,当时,f(x)单调递减;当时,f(x)在上单调递增,在上单调递减;当时,f(x)在(0,+∞)上单调递减;…(7分)(2)原式等价于(x﹣1)a>xlnx+2x﹣1,即存在x>1,使成立.设,x>1,则,…(9分)设h(x)=x﹣lnx﹣2,则,∴h(x)在(1,+∞)上单调递增.又h(3)=3﹣ln3﹣2=1﹣ln3<0,h(4)=4﹣ln4﹣2=2﹣2ln2>0,根据零点存在性定理,可知h(x)在(1,+∞)上有唯一零点,设该零点为x0,则x0∈(3,4),且h(x0)=x0﹣lnx0﹣2=0,即x0﹣2=lnx0,∴…(11分)由题意可知a>x0+1,又x0∈(3,4),a∈Z,∴a的最小值为5.…(12分)5.已知函数f(x)=e x﹣lnx+ax(a∈R).(Ⅰ)当a=﹣e+1时,求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a≥﹣1时,求证:f(x)>0.【解答】(Ⅰ)解:f(x)=e x﹣lnx+(﹣e+1)x;令,得x=1;当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;(Ⅱ)证明:当a=﹣1时,f(x)=e x﹣lnx﹣x(x>0);令,则;∴h(x)在(0,+∞)上单调递增;又,h(1)=e﹣2>0;∴∃,使得,即;∴函数f(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增;∴函数f(x)的最小值为;又函数是单调减函数;∴f(x0)>1+1﹣ln1﹣1=1>0,即e x﹣lnx﹣x>0恒成立;又e x>x>lnx;∴e x﹣lnx>0;又a≥﹣1,x>0;∴ax≥﹣x;∴f(x)=e x﹣lnx+ax≥e x﹣lnx﹣x>0,得证.6.已知函数f(x)=e x﹣x2﹣ax﹣1.(Ⅰ)若f(x)在定义域内单调递增,求实数a的范围;(Ⅱ)设函数g(x)=xf(x)﹣e x+x3+x,若g(x)至多有一个极值点,求a的取值集合.【解答】解:(1)由条件得,f'(x)=e x﹣2x﹣a≥0,得a≤e x﹣2x,令h(x)=e x﹣2x,h'(x)=e x﹣2=0.得x=ln2,当x<ln2时,h'(x)<0,当x>ln2时,h'(x)>0.故当x=ln2时,h(x)min=h(ln2)=2﹣2ln2.∴a≤2﹣2ln2.(2)g(x)=xe x﹣ax2﹣e x,g'(x)=x(e x﹣2a).当a≤0时,由x>0,g'(x)>0且x<0,g'(x)<0,故0是g(x)唯一的极小值点;令g'(x)=0得x1=0,x2=ln(2a).当a=时,x1=x2,g'(x)≥0恒成立,g(x)无极值点.故a∈.7.已知函数f(x)=x﹣1﹣lnx﹣a(x﹣1)2(a∈R).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若对∀x∈(0,+∞),f(x)≥0,求实数a的取值范围.【解答】解:(1)由题意知,f(x)的定义域为(0,+∞),由函数f(x)=x﹣1﹣lnx﹣a(x﹣1)2(a∈R)得f'(x)=1﹣﹣2a(x﹣1)=;①当a≤0时,令f'(x)>0,可得x>1,令f'(x)<0,可得0<x<1;故函数f(x)的增区间为(1,+∞),减区间为(0,1).②当0<a<时,,令f'(x)>0,可得,令f'(x)<0,可得0<x <1或x>,故f(x)的增区间为(1,),减区间为(0,1),();③当a=时,f'(x)=≤0,故函数f(x)的减区间为(0,+∞);④当a>时,0<<1,令f'(x)>0,可得;令f'(x)<0,可得或x>1.故f(x)的增区间为(),减区间为(0,),(1,+∞).综上所述:当a≤0时,f(x)在(0,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数;当0<a<时,f(x)在(0,1),()上为减函数,在(1,)上为增函数;当a=时,f(x)在(0,+∞)上为减函数;当a>时,f(x)在(0,),(1,+∞)上为减函数.在(,1)上为增函数.(2)由(1)可知:①当a≤0时,f(x)min=f(1)=0,此时,f(x)≥0;②当0<a<时,f(1)=0,当x∈(,+∞)时,lnx>0,ax>a+1,可得f(x)=x﹣1﹣lnx﹣a(x﹣1)2<x﹣1﹣a(x﹣1)2=(x﹣1)(a+1﹣ax)<0,不合题意;③当a=时,f(1)=0,由f(x)的单调性可知,当x∈(1,+∞)时,f(x)<0,不合题意;④当a>时,f(1)=0,由f(x)的单调性可知,当x∈(,1)时,f(x)<0,不合题意.综上可知:所求实数a的取值范围为:(﹣∞,0].8.设f′(x)是函数f(x)的导函数,我们把使f′(x)=x的实数x叫做函数y=f(x)的好点.已知函数f(x)=.(Ⅰ)若0是函数f(x)的好点,求a;(Ⅱ)若函数f(x)不存在好点,求a的取值范围.【解答】(Ⅰ)解:f′(x)=e2x﹣ae x﹣(a2﹣1)x;由f′(x)=x,得e2x﹣ae x﹣(a2﹣1)x=x,即e2x﹣ae x﹣a2x=0;∵0是函数f(x)得好点;∴1﹣a=0,∴a=1;(Ⅱ)解:令g(x)=e2x﹣ae x﹣a2x,问题转化为讨论函数g(x)的零点问题;∵当x→﹣∞时,g(x)→+∞,若函数f(x)不存在好点,等价于g(x)没有零点,即g(x)的最小值大于零;g′(x)=2e2x﹣ae x﹣a2=(2e x+a)(e x﹣a);①若a=0,则g(x)=e2x>0,g(x)无零点,f(x)无好点;②若a>0,则由g′(x)=0得x=lna;易知;当且仅当﹣a2lna>0,即0<a<1时,g(x)>0;∴g(x)无零点,f(x)无好点;③若a<0,则由g′(x)=0得;故;当且仅当,即时,g(x)>0;∴g(x)无零点,f(x)无好点;综上,a的取值范围是.9.已知函数f(x)=lnx+ax2+(a+2)x+2(a为常数).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若a为整数,函数f(x)恰好有两个零点,求a的值.【解答】解(1)由题意x>0,f′(x)==①若a≥0,对x>0,f′(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)单调递增;②若a<0,则﹣>0,当0<x<﹣时,f′(x)>0,x>时,f′(x)<0,所以f(x)在(0,﹣)单调递增,在(﹣,+∞)单调递减,(2)由(1)知,若函数f(x)恰好有两个零点,则a<0,且f(x)在x=处有极大值,也是最大值;f(x)max=f()>0,∵f()=ln(﹣)+a(﹣)2+(a+2)(﹣)+2=ln(﹣)+(﹣)+1,又∵a为整数且a<0,∴当a=﹣1时,且f(x)max=f()=0+2=2>0,当a=﹣2时,且f(x)max=f()=>0,当a=﹣3时,且f(x)max=f()=ln+1>0,当a=﹣4时,且f(x)max=f()=<0,故a的值为:﹣1,﹣2,﹣3.10.已知函数f(x)=xlnx﹣ax2,a∈R.(1)若函数f(x)存在单调增区间,求实数a的取值范围;(2)若x1,x2为函数f(x)的两个不同极值点,证明x12x2>e﹣1.【解答】解:(1)∵函数f(x)=xlnx﹣ax2,a∈R.∴f′(x)=lnx+1﹣2ax,∵函数f(x)存在单调增区间∴只需f'(x)=1+lnx﹣2ax>0有解;即有解.令g(x)=,g′(x)=,当x∈(0,1)时g′(x)>0当x∈(1,+∞)时g′(x)<0当x=1时g(x)有最大值,g(1)=1.故2a<g(1)=1∴a时,函数f(x)存在增区间.证明:(2)要证明>e﹣1,即证明2lnx1+lnx2>﹣1,∵f′(x)=1+lnx﹣2ax,∴x1,x2是方程lnx=2ax﹣1的两个根,即,lnx1=2ax1﹣1 ①,lnx2=2ax2﹣1 ②,即证明2a(2x1+x2)>2.∵①﹣②,得:2a=,即证(2x1+x2)>2,不妨设x1>x2,则t=>1,则证(2t+1)>2,∴lnt﹣>0,设g(t)=lnt﹣,则g′(t)═﹣=;∵t>1∴4(t+)2﹣6>4(1+)2﹣6=3>0,∴g'(x)>0;∴g(t)在(1,+∞)单调递增,g(t)>g(1)=0,故>e﹣1.11.已知函数f(x)=x3﹣a(x+1)2,(1)讨论函数f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)只有一个零点,求实数a的取值范围.【解答】解(1)函数的定义域为R,f'(x)=x2﹣2a(x+1)=x2﹣2ax﹣2a,△=4a2+8a=4a(a+2),1)△≤0时,﹣2≤a≤0时,f'(x)≥0,∴f(x)在R上递增…(1分)2)当△>0时,即a<﹣2或a>0时,令f'(x)=0,∴x2﹣2ax﹣2a=0,解得,;∴f(x)在(﹣∞,a﹣)递增,递减,递增;(2)由(1)知①△≤0时,﹣2≤a≤0时,当f(x)在R上递增.f(﹣1)=<0,f(1)=﹣4a>0;∴存在唯一零点x0∈(﹣1,1);②当a<﹣2或a>0时,1)a<﹣2时,∵=a+<a+|a+1|;∵a<﹣2,∴a+|a+1|=﹣1,即,x2<﹣1,∴x1<x2<﹣1;∵f(﹣1)=<0,f(0)=﹣a>0,∴存在零点x0∈(﹣1,0).又∵f(x)在(﹣∞,x1)递增,(x1,x2)递减,(x2,+∞)递增;∴f(x)在x=x1处有极大值,∴f(x1)<0,,(*)又∵,将a(x1+1)=代入(*)得;,得,∴x1>﹣3,且x1≠0;∴﹣3<x1<﹣1,即﹣3<a﹣<﹣1;,解得;2)当a>0时,∵x1•x2=﹣2a<0,∴x1<0<x2;当x∈(﹣∞,0)时,又∵,﹣a(x+1)2<0,∴f(x)=,又∵f(x)在(﹣∞,x1)递增,(x1,x2)递减,(x2,+∞)递增;∵f(0)=﹣a<0,∴f(x2)<f(0)<0,又∵3a+2>2,而f(3a+2)==3a+>0,∴存在零点x0∈(x2,3a+2);综上,a∈().12.已知函数.(1)当0<m<2时,证明:f(x)只有1个零点;(2)证明:曲线f(x)没有经过原点的切线.【解答】(1)证明:f(x)的定义域为(0,+∞);;令g(x)=x2﹣mx+1,则△=m2﹣4;∵0<m<2;∴△<0;∴g(x)>0在x∈(0,+∞)上恒成立;∴f(x)在(0,+∞)上单调递增;∴f(x)至多有一个零点;∵;∴当0<x<2m且x<1时,f(x)<0;当x>2m且x>1时,f(x)>0;∴f(x)有一个零点;∴当0<m<2时,f(x)只有一个零点;(x>0)处的切线经过原点,则有;(2)证明:假设曲线y=f(x)在点(x,f(x))即,化简得;令,则;令h′(x)=0,解得x=1;当0<x<1时,h′(x)<0,h(x)单调递减;当x>1时,h′(x)>0,h(x)单调递增;∴;∴与矛盾;∴曲线y=f(x)没有经过原点的切线.13.已知函数f(x)=4lnx+x2﹣2mx(m∈R).(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若直线l为曲线的切线,求证:直线l与曲线不可能有2个切点.【解答】解:(1)由题意,,令y=x2﹣mx+2,则△=m2﹣8,①若,则△≤0,则f'(x)≥0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;②若或,y=x2﹣mx+2有两个零点x1,x2,则x1x2=2>0,其中,;(i)若,则x1<0,x2<0,此时f'(x)>0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(ii)若,则x1>0,x2>0,此时当x∈(0,x1)时,f'(x)>0,当x∈(x1,x2)时,f'(x)<0,当x∈(x2,+∞)时,f'(x)>0,故函数f(x)在(0,x1)和(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减;综上所述,可知:①当时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;②当时,函数f(x)在(0,x1)和(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减.(2)证明:(反证法)假设存在一条直线与函数的图象有两个不同的切点T1(x1,y1),T2(x2,y2),不妨令0<x1<x2,则T1处切线l1的方程为:,T2处切线l2的方程为:.∵切线l1,l2为同一直线,所以有.即,整理得.消去x2得,.①令,由0<x1<x2与x1x2=2,得t∈(0,1),记,则,所以p(t)为(0,1)上的单调减函数,所以p(t)>p(1)=0.从而①式不可能成立,所以假设不成立,即若直线l为曲线的切线,则直线l与曲线不可能有2个切点.14.已知函数f(x)=(x+1)e x++2ax,a∈R(1)讨论f(x)极值点的个数(2)若x0(x0≠﹣2)是f(x)的一个极值点,且f(﹣2)>e﹣2,证明:f(x0)≤1.【解答】(1)解:f(x)的定义域为R,f′(x)=(x+2)(e x+a);若a≥0,则e x+a>0;∴当x∈(﹣∞,﹣2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(﹣2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;∴x=﹣2是f(x)唯一的极小值点,无极大值点,故此时f(x)有1个极值点;若a<0,令f′(x)=(x+2)(e x+a)=0,则x1=﹣2,x2=ln(﹣a);当a<﹣e﹣2时,x1<x2,可知当x∈(﹣∞,x1)∪(x2.+∞)时,f′(x)>0;当x∈(x1,x2)时,f′(x)<0;∴x1,x2分别是f(x)的极大值点和极小值点,故此时f(x)有2个极值点;当a=﹣e﹣2时,x1=x2,f′(x)≥0,此时f(x)在R上单调递增,无极值点;当﹣e﹣2<a<0时,x1>x2,同理可知,f(x)有2个极值点;综上,当a=﹣e﹣2时,f(x)无极值点;当a≥0时,f(x)有1个极值点;当a<﹣e﹣2或﹣e﹣2<a<0时,f(x)有2个极值点.(2)证明:若x0(x0≠﹣2)是f(x)的一个极值点,由(1)知a∈(﹣∞,﹣e﹣2)∪(﹣e﹣2,0);又f(﹣2)=﹣e﹣2﹣2a>e﹣2;∴a∈(﹣∞,﹣e﹣2);则x0=ln(﹣a);∴;令t=ln(﹣a)∈(﹣2,+∞),则a=﹣e t;∴;∴;又∵t∈(﹣2,+∞);∴t+4>0;令g′(t)=0,得t=0;当t∈(﹣2,0)时,g′(t)>0,g(t)单调递增;当t∈(0,+∞)时,g′(t)<0,g(t)单调递减;∴t=0是g(t)唯一得极大值点,也是最大值点,即g(t)≤g(0)=1;∴f[ln(﹣a)]≤1,即f(x0)≤1.15.己知函数f(x)=(x﹣a)2e x+b在x=0处的切线方程为x+y﹣1=0,函数g(x)=x ﹣k(lnx﹣1).(1)求函数f(x)的解析式;(2)求函数g(x)的极值;(3)设F(x)=min{f(x),g(x)}(min{p,q}表示p,q中的最小值),若F(x)在(0,+∞)上恰有三个零点,求实数k的取值范围.【解答】解:(1)f'(x)=[x2+(2﹣2a)x+a2﹣2a]e x,因为f(x)在x=0处的切线方程为x+y﹣1=0,所以,解得,所以f(x)=(x﹣1)2e x.(2)g(x)的定义域为(0,+∞),,①若k≤0时,则g'(x)>0在(0,+∞)上恒成立,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,无极值.②若k>0时,则当0<x<k时,g'(x)<0,g(x)在(0,k)上单调递减;当x>k时,g'(x)>0,g(x)在(k,+∞)上单调递增;所以当x=k时,g(x)有极小值2k﹣klnk,无极大值.(3)因为f(x)=0仅有一个零点1,且f(x)≥0恒成立,所以g(x)在(0,+∞)上有仅两个不等于1的零点.①当k≤0时,由(2)知,g(x)在(0,+∞)上单调递增,g(x)在(0,+∞)上至多一个零点,不合题意,舍去,②当0<k<e2时,g(x)min=g(k)=k(2﹣lnk)>0,g(x)在(0,+∞)无零点,③当k=e2时,g(x)≥0,当且仅当x=e2等号成立,g(x)在(0,+∞)仅一个零点,④当k>e2时,g(k)=k(2﹣lnk)<0,g(e)=e>0,所以g(k)•g(e)<0,又g(x)图象不间断,g(x)在(0,k)上单调递减,故存在x1∈(e,k),使g(x1)=0,又g(k2)=k(k﹣2lnk+1),下面证明,当x>e2时,h(x)=x﹣2lnx+1>0>0,h(x)在(e2,+∞)上单调递增h(x)>h(e2)=e2﹣3>0,所以g(k2)=k•(k﹣2lnk+1)>0,g(k)•g(k2)<0,又g(x)图象在(0,+∞)上不间断,g(x)在(k,+∞)上单调递增,故存在,使g(x2)=0,综上可知,满足题意的k的范围是(e2,+∞).16.已知函数,且y=x﹣1是曲线y=f(x)的切线.(1)求实数a的值以及切点坐标;(2)求证:g(x)≥f(x).【解答】解:(1)设切点为(x0,),则切线为y﹣=(x﹣x0),即y=x+;所以,消去a得:x0﹣1+lnx0﹣2x0lnx0=0,记m(t)=t﹣1+lnt﹣2tlnt(t>0),则m′(t)=,显然m′(t)单调递减,且m′(1)=0,所以t∈(0,1)时,m′(t)>0,m(t)单调递增,t∈(1,+∞)时,m′(t)<0,m(t)单调递减,故m(t)当且仅当t=1时取到最大值,又m(1)=0,所以方程x0﹣1+lnx0﹣2x0lnx0=0有唯一解x0=1,此时a=1,所以a=1,切点为(1,0).(2)证明:由(1)得f(x)=,g(x)=e x﹣1﹣1,记F(x)=e x﹣1﹣x(x>0),则F′(x)=e x﹣1﹣1,当x∈(1,+∞)时,F′(x)>0,F(x)单调递增;当x∈(0,1)时,F′(x)<0,F(x)单调递减,所以F(x)≥F(1)=1﹣1=0,所以e x﹣1≥x,即g(x)≥x﹣1①,记G(x)=x2﹣x﹣lnx(x>0),则G′(x)=2x﹣1﹣==,所以x∈(0,1)时,G′(x)<0,G(x)单调递减,x∈(1,+∞)时,G′(x)>0,G(x)单调递增,所以G(x)≥G(1)=0,即x2﹣x≥lnx,所以x﹣1≥,即x﹣1≥f(x)②,由①②得g(x)≥f(x).17.已知函数f(x)=x2﹣x﹣alnx,a∈R.(1)若不等式f(x)<0无解,求a的值;(2)若函数f(x)存在两个极值点x1、x2,且x1<x2,当恒成立时,求实数m的最小值.【解答】解:(1)f(x)=x2﹣x﹣alnx(x>0),则f'(x)=,f(1)=0,∵不等式f(x)<0无解,∴f(x)极小值=f(1),∴f'(1)=2﹣1﹣a=0,∴a=1;(2)∵函数f(x)存在两个极值点x1、x2,且x1<x2,∴f'(x)在(0,+∞)上有两个不相等的实根,即x1、x2是方程2x2﹣x﹣a=0的两个不相等的正实根,∴,.令,则0<t<1,∴==﹣==,令g(t)=(0<t<1),则g'(t)=,∴g(t)在(0,1)上单调递增,∴g(t)<g(1)=0.∵当恒成立,∴m>g(t)在(0,1)上恒成立,∴m≥g(1)=0,∴实数m的最小值为0.18.设a,b∈R,已知函数f(x)=alnx+x2+bx存在极大值.(Ⅰ)若a=1,求b的取值范围;(Ⅱ)求a的最大值,使得对于b的一切可能值,f(x)的极大值恒小于0.【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,f'(x)=(x>0),由f(x)存在极大值,可知方程2x2+bx+1=0有两个不等的正根,∴解得b<﹣2.故b的取值范围是(﹣∞,﹣2).(Ⅱ)f′(x)=(x>0).由f(x)存在极大值,可知方程:2x2+bx+a=0有两个不等的正根,设为x1<x2,由x1x2=>0,可得:0<x1<.可得表格:x(0,x1)x1(x1,x2)x2(x2,+∞)f′(x)+0﹣0+f(x)单调递增极大值单调递减极小值单调递增∴f(x)的极大值为f(x1)=alnx1++bx1.2+bx1+a=0,解得:bx1=﹣2﹣a,∴f(x1)=alnx1﹣﹣a.构造函数:g(x)=alnx﹣x2﹣a.当:0<x<.g′(x)=>0,∴g(x)在(0,]上单调递增.可得:g(x1)<g()=(ln﹣3).当0<a≤2e3时,f(x)极大=f(x1)=g(x1)<g()≤0.当a>2e3时,取b=﹣2(+﹣),即x1=,x2=.此时f(x)极大=f()=﹣e3>0,不符合题意.∴a的最大值为2e3.19.已知函数f(x)=x﹣1nx(1)求函数f(x)的极值;(2)设函数g(x)=xf(x).若存在区间[m,n]⊆[,+∞),使得函数g(x)在[m,n]上的值域为[k(m+2)﹣2,k(n+2)﹣2],求实数k的取值范围.【解答】解:(1)f(x)=x﹣1nx,(x∈(0,+∞)).f′(x)=1﹣=,可得:x=1时,函数f(x)取得极小值f(1)=1.(2)g(x)=xf(x)=x2﹣xlnx.(x∈[,+∞)).g′(x)=2x﹣lnx﹣1=h(x),h′(x)=2﹣=≥0,∴函数h(x)在x∈[,+∞)上单调递增,h()=1+ln2﹣1=ln2>0.∴g′(x)>0.∴函数g(x)在x∈[,+∞)上单调递增.∴函数g(x)的值域为:[g(m),g(n)].已知函数g(x)在[m,n]上的值域为[k(m+2)﹣2,k(n+2)﹣2],∴m2﹣mlnm=k(m+2)﹣2,n2﹣nlnn=k(n+2)﹣2,≤m<n.令u(x)=x2﹣xlnx﹣k(x+2)+2.x∈[,+∞).则u(x)在x∈[,+∞)存在两个不同的实数根.化为:k=,x∈[,+∞).令u(x)=,x∈[,+∞).u′(x)=.u′(1)=0.令v(x)=x2+3x﹣2lnx﹣4,x∈[,+∞).v′(x)=2x+3﹣=≥0,∴函数v(x)在x∈[,+∞)上单调递增.∴x∈[,1),u′(x)<0;x∈(1,+∞),u′(x)>0.∴x=1时,u(x)取得极小值即最小值,u(1)=1.又u()==.x→+∞时,u(x)→+∞.∴1<k≤时,函数y=k与u(x)的图象有两个交点.∴实数k的取值范围是(1,].20.已知a≠0,函数,且曲线y=f(x)在x=1处的切线与直线x+2y+1=0垂直.(Ⅰ)求函数在区间(0,+∞)上的极大值;(Ⅱ)求证:当x∈(0,+∞)时,【解答】解:(Ⅰ)由题意得直线x+2y+1=0的斜率为﹣,即曲线y=f(x)在x=1处的切线斜率为2,f'(x)=,∴f'(1)=1+a=2,得a=1.∴f(x)=,=,∴g'(x)=,当x=e时,g'(x)=0;当0<x<e时,g'(x)>0,当x>e时,g'(x)<0;∴函数在(0,e)单调递增,在(e,+∞)单调递减,∴g(x)在(0,+∞)上有唯一的极大值g(e)=;(Ⅱ)由题意得≤,即证明,设φ(x)=,φ'(x)=,当0<x<e时,φ'(x)>0,∴函数φ(x)在(0,e)单调递增.当x>e,φ'(x)<0.∴函数在(e,+∞)上单调递减,当x=e时,φ(x)取最大值φ(e)=,即φ(x)≤,再令h(x)=,则h(x)=()≥,∴φ(x)<h(x),即e x f(x)<.。

2020版高考数学导数及其应用 Word版含解析

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第2课时 导数与方程题型一 求函数零点个数例1 已知函数f (x )=2a 2ln x -x 2(a >0). (1)求函数f (x )的单调区间;(2)讨论函数f (x )在区间(1,e 2)上零点的个数(e 为自然对数的底数). 解 (1)∵f (x )=2a 2ln x -x 2,∴f ′(x )=2a 2x -2x =2a 2-2x 2x =-2(x -a )(x +a )x ,∵x >0,a >0,当0<x <a 时,f ′(x )>0, 当x >a 时,f ′(x )<0.∴f (x )的单调增区间是(0,a ),单调减区间是(a ,+∞). (2)由(1)得f (x )max =f (a )=a 2(2ln a -1). 讨论函数f (x )的零点情况如下:①当a 2(2ln a -1)<0,即0<a <e 时,函数f (x )无零点,在(1,e 2)上无零点;②当a 2(2ln a -1)=0,即a =e 时,函数f (x )在(0,+∞)内有唯一零点a ,而1<a =e<e 2,∴f (x )在(1,e 2)内有一个零点;③当a 2(2ln a -1)>0,即a >e 时,由于f (1)=-1<0,f (a )=a 2(2ln a -1)>0,f (e 2)=2a 2ln(e 2)-e 4=4a 2-e 4=(2a -e 2)(2a +e 2),当2a -e 2<0,即e<a <e 22时,1<e<a <e 22<e 2,f (e 2)<0,由函数f (x )的单调性可知,函数f (x )在(1,a )内有唯一零点x 1,在(a ,e 2)内有唯一零点x 2, ∴f (x )在(1,e 2)内有两个零点.当2a -e 2≥0,即a ≥e 22>e 时,f (e 2)≥0,而且f (e)=2a 2·12-e =a 2-e>0,f (1)=-1<0,由函数的单调性可知,无论a ≥e 2,还是a <e 2,f (x )在(1,e)内有唯一的零点,在(e ,e 2)内没有零点,从而f (x )在(1,e 2)内只有一个零点.综上所述,当0<a <e 时,函数f (x )在区间(1,e 2)上无零点;当a =e 或a ≥e 22时,函数f (x )在区间(1,e 2)上有一个零点;当e<a <e 22时,函数f (x )在区间(1,e 2)上有两个零点.思维升华 (1)可以通过构造函数,将两曲线的交点问题转化为函数零点问题.(2)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,并借助函数的大致图象判断方程根的情况. 跟踪训练1 设函数f (x )=ln x +mx,m ∈R .(1)当m =e(e 为自然对数的底数)时,求f (x )的极小值; (2)讨论函数g (x )=f ′(x )-x3的零点的个数.解 (1)由题设,当m =e 时,f (x )=ln x +ex ,则f ′(x )=x -ex2(x >0),由f ′(x )=0,得x =e.∴当x ∈(0,e)时,f ′(x )<0,f (x )在(0,e)上单调递减, 当x ∈(e ,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(e ,+∞)上单调递增, ∴当x =e 时,f (x )取得极小值f (e)=ln e +ee =2,∴f (x )的极小值为2.(2)由题设g (x )=f ′(x )-x 3=1x -m x 2-x3(x >0),令g (x )=0,得m =-13x 3+x (x >0).设φ(x )=-13x 3+x (x ≥0),则φ′(x )=-x 2+1=-(x -1)(x +1),当x ∈(0,1)时,φ′(x )>0,φ(x )在(0,1)上单调递增;当x ∈(1,+∞)时,φ′(x )<0,φ(x )在(1,+∞)上单调递减.∴x =1是φ(x )的唯一极值点,且是极大值点,因此x =1也是φ(x )的最大值点, ∴φ(x )的最大值为φ(1)=23.又φ(0)=0,结合y =φ(x )的图象(如图),可知①当m >23时,函数g (x )无零点;②当m =23时,函数g (x )有且只有一个零点;③当0<m <23时,函数g (x )有两个零点;④当m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点. 综上所述,当m >23时,函数g (x )无零点;当m =23或m ≤0时,函数g (x )有且只有一个零点;当0<m <23时,函数g (x )有两个零点.题型二 根据函数零点情况求参数范围例2 (2018·南京联合体调研)已知f (x )=12x 2-a ln x ,a ∈R .(1)求函数f (x )的单调增区间;(2)若函数f (x )有两个零点,求实数a 的取值范围,并说明理由. (参考求导公式:[f (ax +b )]′=af ′(ax +b ))解 (1)由题知f ′(x )=x -a x =x 2-ax,x >0,当a ≤0时,f ′(x )>0,函数f (x )的增区间为(0,+∞); 当a >0时,f ′(x )=(x +a )(x -a )x ,令f ′(x )>0,因为x >0,所以x +a >0,所以x >a , 所以函数f (x )的单调增区间为(a ,+∞). 综上,当a ≤0时,f (x )的单调增区间为(0,+∞); 当a >0时,f (x )的单调增区间为(a ,+∞).(2)由(1)知,若a ≤0,f (x )在(0,+∞)上为增函数,函数f (x )至多有一个零点,不合题意. 若a >0,当x ∈(0,a )时,f ′(x )<0,f (x )在(0,a )上为减函数; 当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(a ,+∞)上为增函数, 所以f (x )min =f (a )=12a -12a ln a =12a (1-ln a ).要使f (x )有两个零点,则f (x )min =12a (1-ln a )<0,所以a >e. 下面证明:当a >e 时,函数f (x )有两个零点.因为a >e ,所以1∈(0,a ),而f (1)=12>0,所以f (x )在(0,a )上存在唯一零点.方法一 又f (e a )=12e a 2-a ⎝⎛⎭⎫12+ln a =12a (e a -1-2ln a ), 令h (a )=e a -1-2ln a ,a >e ,h ′(a )=e -2a >0,所以h (a )在(e ,+∞)上单调递增, 所以h (a )>h (e)=e 2-3>0,所以f (x )在(a ,+∞)上也存在唯一零点. 综上,当a >e 时,函数f (x )有两个零点.所以当f (x )有两个零点时,实数a 的取值范围为(e ,+∞). 方法二 先证x ∈(1,+∞)有ln x <x -1, 所以f (x )=12x 2-a ln x >12x 2-ax +a .因为a >e ,所以a +a 2-2a >a >a .因为12(a +a 2-2a )2-a (a +a 2-2a )+a =0.所以f (a +a 2-2a )>0,所以f (x )在(a ,+∞)上也存在唯一零点;综上,当a >e 时,函数f (x )有两个零点.所以当f (x )有两个零点时,实数a 的取值范围为(e ,+∞).思维升华 函数的零点个数可转化为函数图象的交点个数,确定参数范围时要根据函数的性质画出大致图象,充分利用导数工具和数形结合思想.跟踪训练2 已知函数f (x )=x ln x ,g (x )=-x 2+ax -3(a 为实数),若方程g (x )=2f (x )在区间⎣⎡⎦⎤1e ,e 上有两个不等实根,求实数a 的取值范围. 解 由g (x )=2f (x ),可得2x ln x =-x 2+ax -3,a =x +2ln x +3x ,设h (x )=x +2ln x +3x(x >0),所以h ′(x )=1+2x -3x 2=(x +3)(x -1)x 2.所以x 在⎣⎡⎦⎤1e ,e 上变化时,h ′(x ),h (x )的变化情况如下表:又h ⎝⎛⎭⎫1e =1e +3e -2,h (1)=4,h (e)=3e +e +2. 且h (e)-h ⎝⎛⎭⎫1e =4-2e +2e<0. 所以h (x )min =h (1)=4,h (x )max =h ⎝⎛⎭⎫1e =1e +3e -2, 所以实数a 的取值范围为4<a ≤e +2+3e ,即a 的取值范围为⎝⎛⎦⎤4,e +2+3e .1.已知函数f (x )=a +x ·ln x (a ∈R ),试求f (x )的零点个数. 解 f ′(x )=(x )′ln x +x ·1x =x (ln x +2)2x ,令f ′(x )>0,解得x >e -2, 令f ′(x )<0,解得0<x <e -2, 所以f (x )在(0,e -2)上单调递减, 在(e -2,+∞)上单调递增. f (x )min =f (e -2)=a -2e,显然当a >2e 时,f (x )min >0,f (x )无零点,当a =2e 时,f (x )min =0,f (x )有1个零点,当a <2e 时,f (x )min <0,f (x )有2个零点.2.已知f (x )=1x +e x e -3,F (x )=ln x +e xe -3x +2.(1)判断f (x )在(0,+∞)上的单调性; (2)判断函数F (x )在(0,+∞)上零点的个数.解 (1)f ′(x )=-1x 2+e x e =x 2e x-ee x 2,令f ′(x )>0,解得x >1,令f ′(x )<0,解得0<x <1, 所以f (x )在(0,1)上单调递减, 在(1,+∞)上单调递增. (2)F ′(x )=f (x )=1x +e xe -3,由(1)得∃x 1,x 2,满足0<x 1<1<x 2,使得f (x )在(0,x 1)上大于0,在(x 1,x 2)上小于0,在(x 2,+∞)上大于0, 即F (x )在(0,x 1)上单调递增,在(x 1,x 2)上单调递减,在(x 2,+∞)上单调递增, 而F (1)=0,x →0时,F (x )→-∞, x →+∞时,F (x )→+∞, 画出函数F (x )的草图,如图所示.故F (x )在(0,+∞)上的零点有3个.3.已知函数f (x )=ax 2(a ∈R ),g (x )=2ln x ,且方程f (x )=g (x )在区间[2,e]上有两个不相等的解,求a 的取值范围.解 由已知可得方程a =2ln xx2在区间[2,e]上有两个不等解,令φ(x )=2ln xx 2,由φ′(x )=2(1-2ln x )x 3易知,φ(x )在(2,e)上为增函数,在(e ,e)上为减函数, 则φ(x )max =φ(e)=1e ,由于φ(e)=2e 2,φ(2)=ln 22,φ(e)-φ(2)=2e 2-ln 22=4-e 2ln 22e 2=24e 2ln e ln 22e-<ln 81-ln 272e 2<0, 所以φ(e)<φ(2). 所以φ(x )min =φ(e),如图可知φ(x )=a 有两个不相等的解时,需ln 22≤a <1e.即f (x )=g (x )在[2,e]上有两个不相等的解时,a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫ln 22,1e .4.已知函数f (x )=(x -2)e x +a (x -1)2有两个零点. (1)求a 的取值范围;(2)设x 1,x 2是f (x )的两个零点,证明:x 1+x 2<2.(1)解 f ′(x )=(x -1)e x +2a (x -1)=(x -1)(e x +2a ). ①设a =0,则f (x )=(x -2)e x ,f (x )只有一个零点. ②设a >0,则当x ∈(-∞,1)时,f ′(x )<0; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )在(-∞,1)内单调递减,在(1,+∞)内单调递增. 又f (1)=-e ,f (2)=a ,取b 满足b <0且b <ln a2,则f (b )>a2(b -2)+a (b -1)2=a ⎝⎛⎭⎫b 2-32b >0, 故f (x )存在两个零点.③设a <0,由f ′(x )=0得x =1或x =ln(-2a ). 若a ≥-e2,则ln(-2a )≤1,故当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,因此f (x )在(1,+∞)内单调递增. 又当x ≤1时,f (x )<0,所以f (x )不存在两个零点.若a <-e2,则ln(-2a )>1,故当x ∈(1,ln(-2a ))时,f ′(x )<0;当x ∈(ln(-2a ),+∞)时,f ′(x )>0.因此f (x )在(1,ln(-2a ))内单调递减,在(ln(-2a ),+∞)内单调递增. 又当x ≤1时,f (x )<0,所以f (x )不存在两个零点. 综上,a 的取值范围为(0,+∞).(2)证明 不妨设x 1<x 2,由(1)知,x 1∈(-∞,1),x 2∈(1,+∞),2-x 2∈(-∞,1), f (x )在(-∞,1)内单调递减, 所以x 1+x 2<2等价于f (x 1)>f (2-x 2), 即f (2-x 2)<0. 由于222222(2)e(1)x f x x a x --=-+-,而()22222(2)e (1)0xf x x a x =-+-=, 所以222222(2)e(2)e .x x f x x x --=---设g(x)=-x e2-x-(x-2)e x,则g′(x)=(x-1)(e2-x-e x).所以当x>1时,g′(x)<0.而g(1)=0,故当x>1时,g(x)<0.从而g(x2)=f(2-x2)<0,故x1+x2<2.5.(2018·南通模拟)已知函数f (x )=e x -|x -a |,其中a ∈R . (1)若f (x )在R 上单调递增,求实数a 的取值范围;(2)若函数有极大值点x 2和极小值点x 1,且f (x 2)-f (x 1)≥k (x 2-x 1)恒成立,求实数k 的取值范围.解 (1)因为f (x )=e x -|x -a |=⎩⎪⎨⎪⎧e x -x +a ,x ≥a ,e x+x -a ,x <a ,则f ′(x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x-1,x ≥a ,e x +1,x <a .因为f (x )在R 上单调递增, 所以f ′(x )≥0恒成立,当x <a 时,f ′(x )=e x +1>1>0恒成立; 当x ≥a 时,要使f ′(x )=e x -1≥0恒成立, 所以f ′(a )≥0,即a ≥0.所以实数a 的取值范围为[0,+∞).(2)由(1)知,当a ≥0时,f (x )在R 上单调递增,不符合题意, 所以有a <0.此时,当x <a 时,f ′(x )=e x +1>1>0,f (x )单调递增; 当x ≥a 时,f ′(x )=e x -1,令f ′(x )=0,得x =0, 所以f ′(x )<0在(a,0)上恒成立,f (x )在(a,0)上单调递减, f ′(x )>0在(0,+∞)上恒成立,f (x )在(0,+∞)上单调递增. 所以f (x )极大值=f (a )=e a ,f (x )极小值=f (0)=1+a ,即a <0符合题意. 由f (x 2)-f (x 1)≥k (x 2-x 1)恒成立, 可得e a -a -1≥ka 对任意a <0恒成立.设g (a )=e a -(k +1)a -1,求导得g ′(a )=e a -(k +1).①当k ≤-1时,g ′(a )>0恒成立,g (a )在(-∞,0)上单调递增,又因为g (-1)=1e+k <0,与g (a )≥0矛盾. ②当k ≥0时,g ′(a )<0在(-∞,0)上恒成立,g (a )在(-∞,0)上单调递减, 又因为当a →0时,g (a )→0,所以此时g (a )>0恒成立,符合题意. ③当-1<k <0时,g ′(a )>0在(-∞,0)上的解集为(ln(k +1),0), 即g (a )在(ln(k +1),0)上单调递增,又因为当a →0时,g (a )→0,所以g (ln(k +1))<0,不合题意.综上,实数k 的取值范围为[0,+∞).。

2020最后十天高考数学压轴题 导数各类题型方法总结(绝对经典)

2020最后十天高考数学压轴题 导数各类题型方法总结(绝对经典)

导数压轴题第一章导数及其应用一,导数的概念1..已知xf x f xx f x ∆-∆+=→∆)2()2(lim ,1)(0则的值是()A.41-B.2C.41D.-2变式1:()()()为则设hf h f f h 233lim,430--='→()A .-1B.-2C .-3D .1变式2:()()()00003,limx f x x f x x f x x x∆→+∆--∆∆设在可导则等于()A .()02x f 'B .()0x f 'C .()03x f 'D .()04x f '导数各种题型方法总结请同学们高度重视:首先,关于二次函数的不等式恒成立的主要解法:1、分离变量;2变更主元;3根分布;4判别式法5、二次函数区间最值求法:(1)对称轴(重视单调区间)与定义域的关系(2)端点处和顶点是最值所在其次,分析每种题型的本质,你会发现大部分都在解决“不等式恒成立问题”以及“充分应用数形结合思想”,创建不等关系求出取值范围。

最后,同学们在看例题时,请注意寻找关键的等价变形和回归的基础一、基础题型:函数的单调区间、极值、最值;不等式恒成立;1、此类问题提倡按以下三个步骤进行解决:第一步:令0)('=x f 得到两个根;第二步:画两图或列表;第三步:由图表可知;其中不等式恒成立问题的实质是函数的最值问题,2、常见处理方法有三种:第一种:分离变量求最值-----用分离变量时要特别注意是否需分类讨论(>0,=0,<0)第二种:变更主元(即关于某字母的一次函数)-----(已知谁的范围就把谁作为主元);(请同学们参看2010省统测2)例1:设函数()y f x =在区间D 上的导数为()f x ',()f x '在区间D 上的导数为()g x ,若在区间D 上,()0g x <恒成立,则称函数()y f x =在区间D 上为“凸函数”,已知实数m 是常数,4323()1262x mx x f x =--(1)若()y f x =在区间[]0,3上为“凸函数”,求m 的取值范围;(2)若对满足2m ≤的任何一个实数m ,函数()f x 在区间(),a b 上都为“凸函数”,求b a -的最大值.解:由函数4323()1262x mx x f x =--得32()332x mx f x x'=--2()3g x x mx ∴=--(1)()y f x = 在区间[]0,3上为“凸函数”,则2()30g x x mx ∴=--<在区间[0,3]上恒成立解法一:从二次函数的区间最值入手:等价于max ()0g x <(0)0302(3)09330g m g m <-<⎧⎧⇒⇒>⎨⎨<--<⎩⎩解法二:分离变量法:∵当0x =时,2()330g x x mx ∴=--=-<恒成立,当03x <≤时,2()30g x x mx =--<恒成立等价于233x m x x x ->=-的最大值(03x <≤)恒成立,而3()h x x x=-(03x <≤)是增函数,则max ()(3)2h x h ==2m ∴>(2)∵当2m ≤时()f x 在区间(),a b 上都为“凸函数”则等价于当2m ≤时2()30g x x mx =--<恒成立变更主元法再等价于2()30F m mx x =-+>在2m ≤恒成立(视为关于m 的一次函数最值问题)22(2)023011(2)0230F x x x F x x ⎧->--+>⎧⎪⇒⇒⇒-<<⎨⎨>-+>⎪⎩⎩2b a ∴-=例2:设函数),10(3231)(223R b a b x a ax x x f ∈<<+-+-=(Ⅰ)求函数f (x )的单调区间和极值;(Ⅱ)若对任意的],2,1[++∈a a x 不等式()f x a '≤恒成立,求a 的取值范围.(二次函数区间最值的例子)解:(Ⅰ)()()22()433f x x ax a x a x a '=-+-=---01a << -223aa()f x 'a3a令,0)(>'x f 得)(x f 的单调递增区间为(a ,3a )令,0)(<'x f 得)(x f 的单调递减区间为(-∞,a )和(3a ,+∞)∴当x=a 时,)(x f 极小值=;433b a +-当x=3a 时,)(x f 极大值=b.(Ⅱ)由|)(x f '|≤a ,得:对任意的],2,1[++∈a a x 2243a x ax a a -≤-+≤恒成立①则等价于()g x 这个二次函数max min ()()g x a g x a≤⎧⎨≥-⎩22()43g x x ax a =-+的对称轴2x a=01,a << 12a a a a +>+=(放缩法)即定义域在对称轴的右边,()g x 这个二次函数的最值问题:单调增函数的最值问题。

压轴题10 导数的简单应用(原卷版)--2023年高考数学压轴题专项训练(全国通用)

压轴题10 导数的简单应用(原卷版)--2023年高考数学压轴题专项训练(全国通用)

压轴题10导数的简单应用题型/考向一:导数的计算及几何意义题型/考向二:利用导数研究函数的单调性题型/考向三:利用导数研究函数的极值、最值○热○点○题○型一导数的计算及几何意义1.复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y x ′=y u ′·u x ′.2.导数的几何意义(1)函数在某点的导数即曲线在该点处的切线的斜率.(2)曲线在某点的切线与曲线过某点的切线不同.(3)切点既在切线上,又在曲线上.3.导数中的公切线问题,重点是导数的几何意义,通过双变量的处理,从而转化为零点问题,主要考查消元、转化、构造函数、数形结合能力以及数学运算素养.一、单选题1.函数()()ln 322f x x x =--的图象在点()()1,1f 处的切线方程是()A .10x y ++=B .230x y ++=C .230x y --=D .30x y --=2.若函数()e ln xf x x a =++的图象在点()()1,1f 处的切线方程为1y kx =-,则=a ()A .1B .0C .-1D .e3.已知直线l 为曲线22ln y x x =-在1x =处的切线,则点()3,2-到直线l 的距离为()AB .10C .5D 4.若直线y x a =+与函数()x f x e =和()ln g x x b =+的图象都相切,则a b +=()A .1-B .0C .1D .35.曲线221e 24x y x -=⋅+在1x =处的切线与坐标轴围成的面积为()A .32B .3C .4916D .4986.已知函数()()21220232023ln 22f x x xf x '=-++-,则()2023f '=()A .2022B .2021C .2020D .20197.若对m ∀∈R ,,a b ∃∈R ,使得()()()f a f b f m a b-=-成立,则称函数()f x 满足性质Ω,下列函数不满足...性质Ω的是()A .()23f x x x=+B .()()211f x x =+C .()1ex f x -+=D .()()cos 12f x x =-8.已知函数()f x 的定义域是()(),00,∞-+∞U ,()f x '为()f x 的导函数,若()()()121f f x f x x'=+-,则()f x 在()0,∞+上的最小值为()A .4215-B 1C 1D 1二、多选题9.已知函数()332f x x ax =+-的极值点分别为()1212,x x x x <,则下列选项正确的是()A .0a >B .()()122f x f x +=C .若()20f x <,则1a >D .过()0,2仅能做曲线()=y f x 的一条切线10.若函数()()22ln 12x axf x x -=++的图象上,不存在互相垂直的切线,则a 的值可以是()A .-1B .3C .1D .211.给出定义:若函数()f x 在D 上可导,即()f x '存在,且导函数()f x '在D 上也可导,则称()f x 在D 上存在二阶导函数,记()()()f x f x ''''=,若()0f x ''<在D 上恒成立,则称()f x 在D 上为凸函数,以下四个函数在π0,2⎛⎫ ⎪⎝⎭上是凸函数的是()A .()sin cos f x x x=-B .()ln 3f x x x=-C .()331f x x x =-+-D .()exf x x -=12.设函数()y f x =在区间(),a b 上的导函数为()f x ,()f x 在区间(),a b 上的导函数为()f x '',若区间(),a b 上()0f x ''<,则称函数()f x 在区间(),a b 上为“凸函数”.已知()5421122012f x x mx x =--在()1,2上为“凸函数”则实数m 的取值范围的一个必要不充分条件为()A .1m >-B .m 1≥C .1m >D .0m >○热○点○题○型二利用导数研究函数的单调性利用导数研究函数单调性的关键(1)在利用导数讨论函数的单调区间时,首先要确定函数的定义域.(2)单调区间的划分要注意对导数等于零的点的确认.(3)已知函数单调性求参数范围,要注意导数等于零的情况.一、单选题1.函数()2e =-xf x x 的单调递增区间为()A .(),0∞-B .()ln2,+∞C .(],ln2∞-D .[)0,∞+2.已知函数()2,0,ln ,,x a xf x x x a x⎧<<⎪⎪=⎨⎪≥⎪⎩若()f x 在()0,∞+上单调递减,则实数a 的取值范围是()A .21,e ⎡⎤⎣⎦B .[]e,2eC .2,e e ⎡⎤⎣⎦D .[)e,+∞3.设0.33e a -=,0.6e b =, 1.6c =,则()A .c b a <<B .c a b <<C .b a c <<D .b c a<<4.若函数()y f x =满足()()xf x f x '>-在R 上恒成立,且a b >,则()A .()()af b bf a >B .()()af a bf b >C .()()af a bf b <D .()()af b bf a <5.已知()f x 是定义在R 上的偶函数,当0x ≥时,()e sin xf x x =+,则不等式()π21e f x -<的解集是()A .1π,2+⎛⎫+∞⎪⎝⎭B .1π0,2+⎛⎫⎪⎝⎭C .π1e 0,2⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .1π1π,22-+⎛⎫⎪⎝⎭6.已知函数()f x 与()g x 定义域都为R ,满足()()()1e xx g x f x +=,且有()()()0g x xg x xg x ''+-<,()12e g =,则不等式()4f x <的解集为()A .()1,4B .()0,2C .(),2-∞D .()1,+∞7.已知函数()x f x e =,若存在0[1,2]x ∈-使得00()()f t x f x t =+-恒成立,则0()b f x t =-的取值范围()A .10,1e ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦B .211,e 2e⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦C .11,1e ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦D .21,e 2⎡⎤-⎣⎦8.已知函数()312x f x x +=+,()()42e xg x x =-,若[)12,0,x x ∀∈+∞,不等式()()()()2221e e t g x t f x +≤+恒成立,则正数t 的取值范围是()A .21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .22,e ⎤-⎦C .)2⎡++∞⎣D .()2e,⎡+∞⎣二、多选题9.已知函数()(1)e x f x x =+的导函数为()f x ',则()A .函数()f x 的极小值点为21e -B .(2)0f '-=C .函数()f x 的单调递减区间为(,2)-∞-D .若函数()()g x f x a =-有两个不同的零点,则21(,0)e a ∈-10.对于三次函数()()320ax bx d a f x cx =+++≠,给出定义:设()f x '是函数()y f x =的导数,()f x ''是函数()f x '的导数,若方程()0f x ''=有实数解0x ,则称()()00,x f x 为函数()y f x =的“拐点”.某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.若函数()()3211R 32f x x x x b b =-++∈,则()A .()f x 一定有两个极值点B .函数()y f x =在R 上单调递增C .过点()0,b 可以作曲线()y f x =的2条切线D .当712b =时,123202220222023202320232023f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭三、解答题11.已知函数()321132f x x ax =-,a ∈R .(1)当2a =时,求曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程;(2)讨论()f x 的单调性.12.已知函数()222ln 12x x f x x-+=.求函数()f x 的单调区间;○热○点○题○型三利用导数研究函数的极值、最值1.由导函数的图象判断函数y =f (x )的极值,要抓住两点(1)由y =f ′(x )的图象与x 轴的交点,可得函数y =f (x )的可能极值点.(2)由y =f ′(x )的图象可以看出y =f ′(x )的函数值的正负,从而可得到函数y =f (x )的单调性,可得极值点.2.求函数f (x )在[a ,b ]上的最大值和最小值的步骤(1)求函数在(a ,b )内的极值.(2)求函数在区间端点处的函数值f (a ),f (b ).(3)将函数f (x )的各极值与f (a ),f (b )比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.一、单选题1.函数()32142f x x x x =+-的极小值为()A .43-B .1C .52-D .104272.函数()f x 的定义域为R ,导函数()f x '的图象如图所示,则函数()f x ()A .无极大值点、有四个极小值点B .有三个极大值点、一个极小值点C .有两个极大值点、两个极小值点D .有四个极大值点、无极小值点3.已知函数()π2sin 3f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭()0ω>在()0,π上有3个极值点,则ω的取值范围为()A .13,6⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .1319,66⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .1319,66⎛⎤ ⎥⎝⎦D .713,66⎛⎤ ⎥⎝⎦4.已知函数()2e ln 2xx f x x =+-的极值点为1x ,函数()ln 2x h x x =的最大值为2x ,则()A .12x x >B .21x x >C .12x x ≥D .21x x ≥5.若函数()3222f x x ax a x =++在1x =处有极大值,则实数a 的值为()A .1B .1-或3-C .1-D .3-6.已知函数()()2ln 11f x x x =+++,则()A .0x =是()f x 的极小值点B .1x =是()f x 的极大值点C .()f x 的最小值为1ln 2+D .()f x 的最大值为37.若函数()3e 3ln x f x a x x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭只有一个极值点,则a 的取值范围是()A .2e ,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .(,0]-∞C .(]3e ,09⎧⎫-∞⎨⎬⎩⎭ D .32e e ,49 纟禳镲çú-¥睚çú镲棼铪8.已知定义域为()0,∞+的函数()f x 满足()1()1f x xf x x'+=+,()10f '=,()1122g x a ax x=+--,若01a <<,则()()f x g x -的极值情况是()A .有极大值,无极小值B .有极小值,无极大值C .既有极大值,又有极小值D .既无极小值,也无极大值二、多选题9.已知函数()2211e e x x f x -+=+,则()A .()f x 为奇函数B .()f x 在区间()0,2上单调递减C .()f x 的极小值为22e D .()f x 的最大值为411e +10.设函数()ln xf x ax x=-,若函数()f x 有两个极值点,则实数a 的值可以是()A .12B .18C .2D .14-三、解答题11.已知函数()()322113f x x ax a x b =-+-+(a ,b ∈R ),其图象在点()()1,1f 处的切线方程为30x y +-=.(1)求a ,b 的值;(2)求函数()f x 的单调区间和极值;(3)求函数()f x 在区间[]2,5-上的最大值.12.已知函数()ln xf x x a=+,其中a 为常数,e 为自然对数的底数.(1)当1a =-时,求()f x 的单调区间;(2)若()f x 在区间(]0,e 上的最大值为2,求a 的值.。

2020年高考数学导数压轴题每日一题 (8)

2020年高考数学导数压轴题每日一题 (8)

2020年高考数学导数压轴题每日一题例8(分类讨论,区间划分)已知函数3211()(0)32f x x ax x b a =+++≥,'()f x 为函数()f x 的导函数.(1)设函数f(x)的图象与x 轴交点为A,曲线y=f(x)在A 点处的切线方程是33y x =-,求,a b 的值;(2)若函数()'()axg x e f x -=⋅,求函数()g x 的单调区间.例8解:(Ⅰ)∵3211()(0)32f x x ax x b a =+++≥, ∴2'()1f x x ax =++∵()f x 在(1,0)处切线方程为33y x =-, ∴'(1)3(1)0f f =⎧⎨=⎩, ∴1=a ,611-=b . (各1分)(Ⅱ)'()()ax f x g x e=21axx ax e ++=()x R ∈. '()g x =22(2)(1)()ax axax x a e a x ax e e +-++2[(2)]ax x ax a e -=-+- ①当0a =时,'()2g x x =,g ②当0a >时,令'()0g x =,得0x =或2x a a=- (ⅰ)当20a->,即0a <<时,)()g x 的单调递增区间为2(0,)a a -,单调递减区间为(,0)-∞,2(,)a a-+∞; (ⅱ)当20a a-=,即a =,'()g x =2220xx e -=-≤,故()g x 在(,)-∞+∞单调递减; (ⅲ)当20a-<,即a >,()g x 在22(,0)a a -上单调递增,在(0,)+∞,22(,)a a--∞上单调递减 综上所述,当0a =时,()g x 的单调递增区间为(0,)+∞,单调递减区间为(,0)-∞;当0a <<,()g x 的单调递增区间为22(0,)a a-,单调递减区间为(,0)-∞ 当a =()g x 的单调递减区间为(,)-∞+∞当a >时,()g x 的单调递增区间为2(,0)a a-,单调递减区间为(0,)+∞、2(,)a a-∞-。

2020高考数学-导数压轴题型归类总结(解析版)

2020高考数学-导数压轴题型归类总结(解析版)

导数压轴题型归类总结目 录一、导数单调性、极值、最值的直接应用 (1) 二、交点与根的分布 (23) 三、不等式证明 (31)(一)作差证明不等式(二)变形构造函数证明不等式 (三)替换构造不等式证明不等式四、不等式恒成立求字母范围 (51)(一)恒成立之最值的直接应用 (二)恒成立之分离常数(三)恒成立之讨论字母范围五、函数与导数性质的综合运用 (70) 六、导数应用题 (84)七、导数结合三角函数 (85)书中常用结论⑴sin ,(0,)x x x π<∈,变形即为sin 1xx<,其几何意义为sin ,(0,)y x x π=∈上的的点与原点连线斜率小于1. ⑵1x e x >+ ⑶ln(1)x x >+ ⑷ln ,0x x x e x <<>.一、导数单调性、极值、最值的直接应用1. (切线)设函数a x x f -=2)(.(1)当1=a 时,求函数)()(x xf x g =在区间]1,0[上的最小值;(2)当0>a 时,曲线)(x f y =在点)))((,(111a x x f x P >处的切线为l ,l 与x 轴交于点)0,(2x A 求证:a x x >>21.解:(1)1=a 时,x x x g -=3)(,由013)(2=-='x x g ,解得33±=x .所以当33=x 时,)(x g 有最小值932)33(-=g . (2)证明:曲线)(x f y =在点)2,(211a x x P -处的切线斜率112)(x x f k ='=曲线)(x f y =在点P 处的切线方程为)(2)2(1121x x x a x y -=--. 令0=y ,得12122x a x x +=,∴12111211222x x a x x a x x x -=-+=-∵a x >1,∴02121<-x x a ,即12x x <. 又∵1122x a x ≠,∴a x ax x a x x a x x =⋅>+=+=11111212222222 所以a x x >>21.2. (2009天津理20,极值比较讨论)已知函数22()(23)(),x f x x ax a a e x =+-+∈R 其中a ∈R ⑴当0a =时,求曲线()(1,(1))y f x f =在点处的切线的斜率; ⑵当23a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值. 解:本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法。

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2019-2020年高考数学压轴题集锦——导数及其应用(四)23.已知函数()3223log 32a f x x x x =-+(0a >且1a ≠). (Ⅰ)若()f x 为定义域上的增函数,求实数a 的取值范围; (Ⅱ)令a e =,设函数()()324ln 63g x f x x x x =--+,且()()120g x g x +=,求证:122x x +≥24.已知函数()2x f x e x ax =--. (1)R x ∈时,证明:1->x e x;(2)当2a =时,直线1y kx =+和曲线()y f x =切于点()(),1A m n m <,求实数k 的值; (3)当10<<x 时,不等式()0>x f 恒成立,求实数a 的取值范围.25.已知函数()ln af x a x x x=-+-(a 为常数)有两个不同的极值点. (1)求实数a 的取值范围;(2)记()f x 的两个不同的极值点分别为12,x x ,若不等式()()()21212f x f x x x l +>+恒成立,求实数l 的取值范围.26.已知函数()1ln f x ax x =--(a ∈R ). (1)讨论函数()f x 极值点的个数,并说明理由;(2)若1x ∀>,()2xf x ax ax a <-+恒成立,求a 的最大整数值.27.已知函数()()()()221,2ln 1f x x x g x a x a R =-+=-∈.(1)求函数()()()h x f x g x =-的极值;(2)当0a >时,若存在实数,k m 使得不等式()()g x kx m f x ≤+≤恒成立,求实数a 的取值范围.28.设()y f x =是二次函数,方程()0f x =有两个相等的实根,且()22f x x '=+. (1)求()y f x =的表达式;(2)若直线()01x t t =-<<,把()y f x =的图象与两坐标轴所围成图形的面积二等分,求t 的值.29.已知函数()1ln 2f x x x =+(a ∈R ). (1)若曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线经过点()2,3,求a 的值; (2)若()f x 在区间1,14⎛⎫⎪⎝⎭上存在极值点,判断该极值点是极大值点还是极小值点,并求a 的取值范围;(3)若当0x >时,()0f x >恒成立,求a 的取值范围.30.已知函数()ln f x x a =+,()(),bg x x a b R x=-?. (1)若曲线()y f x =与曲线()y g x =在点()()1,1f 处的切线方程相同,求实数,a b 的值; (2)若()()x g x f ≥恒成立,求证:当2≠a 时,1≠b .31.()2xf x e ax =--,其中e 是自然对数的底数,a R ∈.(1)求函数()f x 的单调递增区间; (2)若k 为整数,1a =,且当0x >时,()11k xf x x -'<+恒成立,其中()f x '为()f x 的导函数,求k 的最大值.32.已知f (x )=2x ln x ,g (x )=﹣x 2+ax ﹣3. (1)求函数f (x )的单调区间;(2)若存在x ∈(0,+∞),使f (x )≤g (x )成立,求实数a 的取值范围.33.已知数列{x n }按如下方式构成:x n ∈(0,1)(n ∈N *),函数f (x )=ln (x x-+11)在点(x n ,f (x n ))处的切线与x 轴交点的横坐标为x n +1 (Ⅰ)证明:当x ∈(0,1)时,f (x )>2x (Ⅱ)证明:x n +1<x n 3(Ⅲ)若x 1∈(0,a ),a ∈(0,1),求证:对任意的正整数m ,都有log n x a +log 1+n x a +…+log m n x +a <21•(31)n ﹣2(n ∈N *)34.已知函数f (x )= ⎪⎩⎪⎨⎧∈--∈-]3,1[),1(55]1,0[,2x x f x x x(Ⅰ)求f (25)及x ∈[2,3]时函数f (x )的解析式 (Ⅱ)若f (x )≤xk对任意x ∈(0,3]恒成立,求实数k 的最小值.35.已知函数1()(2)a f x a x x a -⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,其中0a ≠. (Ⅰ)若1a =,求()f x 在区间[0,3]上的最大值和最小值. (Ⅱ)解关于x 的不等式()0f x >.36.若实数x ,y ,m 满足x m y m-<-,则称x 比y 靠近m .(Ⅰ)若1x +比x -靠近1-,求实数x 有取值范围.(Ⅱ)(i )对0x >,比较ln(1)x +和x 哪一个更靠近0,并说明理由. (ii )已知函数{}n a 的通项公式为112n n a -=+,证明:1232e n a a a a <L .37.已知函数2()e (e 1)1x f x ax a x =-+-+-(e 是自然对数的底数,a 为常数). (1)若函数1()()()2g x f x x f x '=-⋅,在区间[1,+∞)上单调递减,求a 的取值范围.(2)当(e 2,1)a ∈-时,判断函数()f x 在(0,1)上是否有零点,并说明理由.38.已知函数()ln f x x x =. (1)求函数()f x 的极值点.(2)设函数()()(1)g x f x a x =--,其中a ∈R ,求函数()g x 在[1,e]上的最小值.39.已知函数1()ln 2f x x x=-,(0,)x ∈+∞. (1)求函数()f x 的图象在点(2,(2))f 处的切线方程. (2)求函数()f x 的单调递增区间.40.设m ∈R ,函数f (x )=e x ﹣m (x +1)+41m 2(其中e 为自然对数的底数)(Ⅰ)若m =2,求函数f (x )的单调递增区间;(Ⅱ)已知实数x 1,x 2满足x 1+x 2=1,对任意的m <0,不等式f (x 1)+f (0)>f (x 2)+f (1)恒成立,求x 1的取值范围;(Ⅲ)若函数f (x )有一个极小值点为x 0,求证f (x 0)>﹣3,(参考数据ln6≈)41.已知函数f (x )=x 2﹣x 3,g (x )=e x﹣1(e 为自然对数的底数). (1)求证:当x ≥0时,g (x )≥x +21x 2; (2)记使得kf (x )≤g (x )在区间[0,1]恒成立的最大实数k 为n 0,求证:n 0∈[4,6].42.设函数3211()(3)332f x x ax a x =++++,其中a R ∈,函数()f x 有两个极值点12,x x ,且101x ≤<.(1)求实数a 的取值范围;(2)设函数'1()()()x f x a x x ϕ=--,当12x x x <<时,求证:|()|9x ϕ<.43.已知14)(2+-=x tx x f 的两个极值点为α,β,记A (α,f (α)),B (β,f (β))(Ⅰ)若函数f (x )的零点为γ,证明:α+β=2γ. (Ⅱ) 设点 C (m t -4,0),D (m t+4,0),是否存在实数t ,对任意m >0,四边形ACBD 均为平行四边形.若存在,求出实数t ;若不存在,请说明理由.44.已知函数ln (),xf x x=() (0)=>g x kx k ,函数{}()max (),(),F x f x g x =其中{}max ,a b ,,,.a a b b a b ≥⎧=⎨<⎩(Ⅰ)求()f x 的极值;(Ⅱ)求()F x 在[]1, e 上的最大值(e 为自然对数底数).45.已知函数2()2ln ,f x x a x a R =+∈.(Ⅰ)若()f x 在1x =处取得极值,求实数a 的值;(Ⅱ)若不等式()0f x >对任意[1,)x ∈+∞恒成立,求实数a 的取值范围.参考答案23.(Ⅰ),由为增函数可得,恒成立,则由,设,则,若由和可知在上单调递减,在上单调递增,所以,所以,当时,易知,当时,则,这与矛盾,从而不能使恒成立,所以.(Ⅱ),因为,所以,所以,,,所以,令,,,在上增,在上减,,所以,整理得,解得或(舍),所以得证.24.(1)记,∵,令得,当,,递减;当,,递增,∴,,得.(2)切点为,,则,∴,∵,∴由(1)得.所以.(3)由题意可得恒成立,所以,下求的最小值,,由(1)知且.所以,递减,∵,∴.所以.25.(1).由函数(为常数)有两个不同的极值点.即方程有两个不相等的正实根.∴,∴.(2)由(1)知,,,∴,所以恒成立.令,.∵,递增,∴,.26.(1)的定义域为,且.当时,在上恒成立,函数在上单调递减.∴在上没有极值点;当时,令得;列表所以当时,取得极小值.综上,当时,在上没有极值点;当时,在上有一个极值点.(2)对,恒成立等价于对恒成立,设函数(),则(),令函数,则(),当时,,所以在上是增函数,又,,所以存在,使得,即,且当时,,即,故在在上单调递减;当时,,即,故在上单调递增;所以当时,有最小值,由得,即,所以,所以,又,所以实数的最大整数值为3.27.(I)由题意得,,∴,①当时,则,此时无极值;②当时,令,则;令,则;∴在上递减,在上递增;∴有极小值,无极大值;(II)当时,由(1)知,在上递减,在上递增,且有极小值.①当时,,∴,此时,不存在实数,,使得不等式恒成立;②当时,,在处的切线方程为,令,,则,,令,,则,令,则;令,则;∴,∴,∴,当,时,不等式恒成立,∴符合题意. 由①,②得实数的取值范围为.28.(I)设,则.由已知,得,..又方程有两个相等的实数根,,即.故;(II)依题意,得,,整理,得,即,.29.(1)对求导,得.因此.又,所以,曲线在点处的切线方程为.将,代入,得.解得.(2)的定义域为..设的一个极值点为,则,即.所以.当时,;当时,.因此在上为减函数,在上为增函数.所以是的唯一的极值点,且为极小值点.由题设可知.因为函数在上为减函数,所以,即.所以的取值范围是.(3)当时,恒成立,则恒成立,即对恒成立.设,求导得.设(),显然在上为减函数.又,则当时,,从而;当时,,从而.所以在上是增函数,在上是减函数.所以,所以,即的取值范围为.30.(1)由,.得,解得,.(2)证明:设,则,①当时,,函数在上单调递增,不满足恒成立.②当时,令,由,得,或(舍去),设,知函数在上单调递减,在上单调递增,故,即,得.又由,得,所以,令,.当时,,函数单调慈善当时,,函数单调递增;所以,即,故当时,得.31.(1),若,则恒成立,所以在区间上单调递增若,当时,,在上单调递增(2)由于,所以,当时,故,令()则函数在上单调递增,而,,所以在上存在唯一的零点.故在上存在唯一的零点.设此零点为,则.当时,,当时,;所以在上的最小值为,由于,可得所以,所以整数的最大值为2.32.【考点】利用导数研究函数的单调性.【分析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;(2)问题等价于a≥(2ln x+x+)min,记h(x)=2ln x+x+,x∈(0,+∞),根据函数的单调性判断即可.【解答】解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=2(ln x+1),令f′(x)=0,得x=,当x∈时,f′(x)<0,当x∈时,f′(x)>0,所以f(x)在上单调递减;在上单调递增.(2)存在x∈(0,+∞),使f(x)≤g(x)成立,即2xln x≤﹣x2+ax﹣3在x∈(0,+∞)能成立,等价于a≥2ln x+x+在x∈(0,+∞)能成立,等价于a≥(2ln x+x+)min.记h(x)=2ln x+x+,x∈(0,+∞),则h′(x)=+1﹣==.当x∈(0,1)时,h′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,所以当x=1时,h(x)取最小值为4,故a≥4.33.【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;数列与函数的综合.【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,根据函数的单调性求出f(x)>2x即可;(Ⅱ)求出函数f(x)的导数,求出曲线方程,得到x n+1=ln(﹣1)+x n,从而证出结论即可;(Ⅲ)得到b k=<a=b k﹣1<b k﹣2<…<b0,问题转化为b0<,根据(Ⅱ)证出即可.【解答】证明:(Ⅰ)设g(x)=ln(1+x)﹣ln(1﹣x)﹣2x,则g′(x)=,故x∈(0,1)时,g′(x)>0,函数g(x)在(0,1)递增,∴g(x)>g(0)=0,即f(x)>2x;(Ⅱ)由f′(x)=+=,故曲线在点(x n,f(x n))处的切线方程是:y=(x﹣x n)+f(x n),令y=0,则x n+1=x n+f(x n)(﹣1),则x n+1=ln(﹣1)+x n,由(Ⅰ)及﹣1<0得:x n+1<(2x n)•(﹣1)+x n=x n3;(Ⅲ)令=b k,(k=0,1,2,…,m),∵x n+k<,且a∈(0,1),x n∈(0,1),∴log a x n+k>log a,从而b k=<a=b k﹣1<b k﹣2<…<b0,∴loga+loga+…+loga=b0+b1+…+b m<b0(1+++)=b0(1﹣)<b0,要证loga+loga+…+loga<•()n﹣2(n∈N*),只需b0<,即证b0<⇔a<⇔x n<,由(Ⅱ)以及x 1∈(0,a )得:x n <<<…<<,故原结论成立.34.【考点】函数恒成立问题;分段函数的应用.【分析】(Ⅰ)由函数f (x )=可求f ()的值,由x∈[2,3]⇒x ﹣2∈[0,1],可求得此时函数f (x )的解析式;(Ⅱ)依题意,分x∈(0,1]、x∈(1,2]、x∈(2,3]三类讨论,利用导数由f (x )≤对任意x∈(0,3]恒成立,即可求得实数k 的最小值.【解答】解:(Ⅰ)f ()=﹣f ()=f ()=×=.当x∈[2,3]时,x ﹣2∈[0,1],所以f (x )= [(x ﹣2)﹣(x ﹣2)2]=(x ﹣2)(3﹣x ).(Ⅱ)①当x∈(0,1]时,f (x )=x ﹣x 2,则对任意x∈(0,1],x ﹣x 2≤恒成立⇒k≥(x 2﹣x 3)max ,令h (x )=x 2﹣x 3,则h′(x )=2x ﹣3x 2,令h′(x )=0,可得x=,当x∈(0,)时,h′(x )>0,函数h (x )单调递增;当x∈(,1)时,h′(x )<0,函数h (x )单调递减,∴h(x )max =h ()=;②当x∈(1,2]时,x ﹣1∈(0,1],所以f (x )=﹣ [(x ﹣1)﹣(x ﹣1)2]≤恒成立⇔k≥(x 3﹣3x 2+2x ),x∈(1,2].令t (x )=x 3﹣3x 2+2x ,x∈(1,2].则t′(x )=3x 2﹣6x+2=3(x ﹣1)2﹣1,当x∈(1,1+)时,t (x )单调递减,当x∈(1+,2]时,t (x )单调递增,t (x )max =t (2)=0,∴k≥0(当且仅当x=2时取“=”);③当x∈(2,3]时,x ﹣2∈[0,1],令x ﹣2=t ∈(0,1],则k≥(t+2)(t ﹣t 2)=g (t ),在t∈(0,1]恒成立.g′(t )=﹣(3t 2+2t ﹣2)=0可得,存在t 0∈[,1],函数在t=t 0时取得最大值. 而t 0∈[,1]时,h (t )﹣g (t )=(t 2﹣t 3)+(t+2)(t 2﹣t )=t (1﹣t )(2t ﹣1)>0,所以,h (t )max >g (t )max ,当k≥时,k≥h(t )max >g (t )max 成立,综上所述,k≥0,即k min =0.35.见解析(Ⅰ)1a =,2()(2)(1)1f x x x x =-=--,()22f x x '=-,∴∴min (1)1f f ==-,max max[(3),(0)]f f f =,而(3)3(0)f f =>, ∴max 3f =.(Ⅱ)0a >时,1(2)0a x x a -⎛⎫--> ⎪⎝⎭, ∵1120a a a a -+-=>, ∴12a a-<, 此时()0f x >解集为:[|2x x >或1a x a -⎤<⎥⎦, 0a <时,1(2)0a x x a -⎛⎫--< ⎪⎝⎭. ①10a -<<,则12a a-<, ()0f x >解集为1|2a x x a -⎡⎤<<⎢⎥⎣⎦. ②1a =-,无解.③1a <-,解集为1|2a x x a -⎡⎤<<⎢⎥⎣⎦. 综上:0a >,[|2x x >或1a x a -⎤<⎥⎦. 10a -<<,1|2a x x a -⎡⎤<<⎢⎥⎣⎦1a =-,∅.1a <-,12a x a -⎡⎤<<⎢⎥⎣⎦. 36.(1)|1(1)||(1)|x x --<---+22|2||1|(2)(1)x x x x <-⇔<-++,∴12x <-. (2)①∵0x >,∴ln(1)0x >+,∴|ln(1)0||0|ln(1)x x x x ---=-++,记()ln(1)f x x x =-+,(0)0f =.1()1011x f x x x-'=-=<++, ∴()f x 在(0,)∞+单减.∴()2(0)0f x f =,即ln(1)x x <+,∴ln(1)x +比x 靠近0.②120n ->,由①得:2323ln()ln ln ln n n a a a a a a =+++L L12111ln(12)ln(12)ln(12)22n n -----=+++<L L +++++111112(12)211212n ------=<=--, ∴23e n a a a <L .又∵12a =,∴1232e n a a a a <L .37.见解析.解:(1)由2()e (e 1)1x f x ax a x =-+-+-得()e 2(e 1)x f x ax a '=-+-+, ∴211()()()e (e 1)1[e 2e 1]22x x g x f x x f x ax a x x ax a '=-⋅=-+-+---+-+, 即11()1e (e 1)122x g x x a x ⎛⎫=-+-+- ⎪⎝⎭, ∴11()(1)e (e 1)22x g x x a '=-+-+, ∴1()e 2x g x x ''=-,[1,)x ∈+∞; ∴()0g x ''<,∴()g x '在[1,)+∞上单调递减,又()g x 在[1,)+∞上单调递减;∴1()(1)(e 1)02g x g a ''=-+≤≤, ∴e 1a -≤,即实数a 的取值范围是(,e 1]-∞-.(2)假设函数()f x 在区间(0,1)上有零点,即存在(0,1)x ∈,使得2e (e 1)10x ax a x -+-+-=, 即2e (1e)1x x a x x+--=-, 记2e (1e)1()x x h x x x+--=-. ①若()1h x <,则2e (1e)110x x x x +---<-,即22e (2e)10x x x x x-+--<-, 由于(0,1)x ∈,有20x x -<,即证2e (2e)10x x x -+-->在(0,1)x ∈上恒成立,令2()e (2e)1x H x x x =-+--,(0,1)x ∈,则()e 22e x H x x '=-+-,()e 2x H x ''=-,当(0,ln2)x ∈时,()0H x ''<,当(ln2,1)x ∈时,()0H x ''>,∴当(0,ln2)x ∈时,()H x '单调递减,当(ln2,1)x ∈时,()H x '单调递增.而(0)102e 0H '=-+->,(1)e 22e 0H '=-+-=,ln 2(ln 2)e 2ln 22e 4e 2ln 20H '=-+-=--<,∴在(0,ln2)上存在唯一的实数0x ,使得0()0H x '=,∴在0(0,)x 上()H x 单调递增,在0(,1)x 上()H x 单调递减,而(0)0H =,(1)0H =,∴()0H x >在(0,1)上恒成立,即2e (1e)1()1x x h x x x+--=<-恒成立, ②若()e 2h x >-,则2e (1e)1(e 2)0x x x x +---->-,即22e (e 2)10x x x x x---->-, 由于(0,1)x ∈,有20x x -<,即证2e (e 2)10x x x ----<在(0,1)x ∈恒成立,令2()e (e 2)1x H x x x =----,则()e 2(e 2)1x H x x '=---,()e 2(e 2)x H x ''=--, 当(0,ln2(e 2))x ∈-,()0H x ''<,()H x '单调递减;当(ln2(e 2),1)x ∈-,()0H x ''>,()H x '单调递增,而(0)0H '=,(1)3e 0H '=->,∴在(ln2(e 2),1)-上存在唯一的实数x ,使得0()0H x '=,∴在0(0,)x 上()H x 单调递减,在0(,1)x 上()H x 单调递增,又(0)0H =,(1)0H =,故()0H x <在(0,1)上成立,即2e (1e)1()e 2x x h x x x+--=>--成立, 综上所述,当(e 2,1)a ∈-时,函数2()e (e 1)1x f x ax a x =-+-+-在区间(0,1)上有零点.38.见解析.解:(1)函数()f x 的定义域为(0,)+∞,()ln 1f x x '=+,∴令()ln 10f x x '=+>,得1e x >,令()0f x '<,得10ex <<, ∴函数()f x 在10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递减,在1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭单调递增, ∴1ex =是函数()f x 的极小值点,极大值点不存在. (2)由题意得()()(1)ln (1)g x f x a x x x a x =--=--,∴()ln 1g x x a '=+-,令()0g x '=得1e a x -=.①当1e 1a -<时,即1a <时,()g x 在[1,e]上单调递增,∴()g x 在[1,e]上的最小值为(1)0g =;②当11e e a -≤≤,即12a ≤≤时,()g x 在1[1,e ]a -上单调递减,在1[e ,e]a -上单调递增, ∴()g x 在[1,e]上的最小值为11111(e )e lne e e a a a a a g a a a -----=-+=-;③当1e e a ->,即2a >时,()g x 在区间[1,e]上单调递减,∴()g x 在[1,e]上的最小值为(e)e (e 1)e e g a a a =--=-+,综上所述,当1a <时,()g x 的最小值为0;当12a ≤≤时,()g x 的最小值为1e a a --;当2a >时,()g x 的最小值为e e a a -+.39.见解析.解:(1)1()ln 2f x x x =-,得11()2f x x '=-, ∴(2)ln21f =-,(2)0f '=,∴函数()f x 在(2,(2))f 处的切线方程为ln21y =-.(2)∵112()22x f x x x-'=-=, 令()0f x '>,得2x <,令()0f x '<,得2x >,又()f x 的定义域是(0,)+∞,∴函数()f x 的单调增区间为(0,2).40.【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的递增区间即可; (Ⅱ)问题转化为2(x 1﹣1)m ﹣(﹣)+e ﹣1<0对任意m <0恒成立,令g (m )=2(x 1﹣1)m ﹣(﹣)+e ﹣1,得到关于x 1的不等式组,解出即可;(Ⅲ)求出f (x 0)的解析式,记h (m )=m 2﹣mlnm ,m >0,根据函数的单调性求出h (m )的取值范围,从而求出f (x 0)的范围,证明结论即可.【解答】解:(Ⅰ)m=2时,f (x )=e x ﹣2x ﹣1,f′(x )=e x ﹣2,令f′(x )>0,解得:x >ln2,故函数f (x )在[ln2,+∞)递增;(Ⅱ)∵不等式f (x 1)+f (0)>f (x 2)+f (1)恒成立,x 1+x 2=1,∴2(x 1﹣1)m ﹣(﹣)+e ﹣1<0对任意m <0恒成立,令g (m )=2(x 1﹣1)m ﹣(﹣)+e ﹣1,当2(x 1﹣1)=0时,g (m )=0<0不成立,则,解得:x 1>1;(Ⅲ)由题意得f′(x )=e x ﹣m ,f′(x 0)=0,故=m ,f (x 0)=﹣m (x 0+1)+m 2=m 2﹣mlnm ,m >0,记h (m )=m 2﹣mlnm ,m >0,h′(m )=m ﹣lnm ﹣1,h′′(m )=﹣,当0<m <2时,h′′(m )<0,当m >2时,h′′(m )>0,故函数h′(x )在(0,2)递减,在(2,+∞)递增,如图所示:[h′(m )]min =h′(2)=﹣ln2<0,又当m→0时,h′(m )>0,m→+∞,h′(m )>0,故函数h′(m )=0有2个根,记为m 1,m 2(m 1<2<m 2<6),(h′(6)>0), 故h (m )在(0,m 1)递增,在(m 1,m 2)递减,在(m 2,+∞)递增,又当m→0时,h(m)>0,h(m)在m2处取极小值,由h′(m2)=0, m2﹣lnm2﹣1=0,lnm2=m2﹣1,故h(m2)=﹣m2lnm2=﹣m2(m2﹣1)=﹣+m2=﹣+1∈(﹣3,1),故f(x0)>﹣3.41.【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.【分析】(1)构造函数h(x)=g(x)﹣x﹣,求出函数导函数,对导函数求导后可得导函数的单调性,进一步确定导函数的符号,得到函数h(x)的单调性,可得h(x)≥h (0)=0得答案;(2)由(1)知,当kf(x)时,必有kf(x)≤g(x)成立,然后利用分析法证明当x∈[0,1]时,4f(x),当k≥6时,取特值x=说明不等式kf(x)≤g(x)在区间[0,1]上不恒成立,从而说明n0∈[4,6].【解答】证明:(1)设h(x)=g(x)﹣x﹣,即h(x)=,则h′(x)=e x﹣1﹣x,h″(x)=e x﹣1,当x≥0时,h″(x)≥0,h′(x)为增函数,又h′(0)=0,∴h′(x)≥0.∴h(x)在[0,+∞)上为增函数,则h(x)≥h(0)=0,∴g(x)≥x+;(2)由(1)知,当kf(x)时,必有kf(x)≤g(x)成立.下面先证:当x∈[0,1]时,4f(x),当x=0或1时,上式显然成立;当x∈(0,1)时,要证4f(x),即证4(x﹣x2),也就是证8x2﹣7x+2≥0.∵>0.∴当k≤4时,必有kf(x)≤g(x)成立.∴n0≥4;另一方面,当k≥6时,取x=,kf(x)﹣g(x)=>0,∴当k≥6时,kf(x)≤g(x)不恒成立.∴n0≤6.综上,n0∈[4,6].【点评】本题考查利用等式研究函数的单调性,训练了分析法证明函数不等式,体现了特值思想方法的应用,是中档题.42.(1);(2)见解析.试题解析:(1),由题可知:为的两个根,且,得或.而由(1)(2)得:,设,有而在上为减函数,则,即,即,综上,.(2)证明:由,,知,,由(1)可知,所以,所以.点睛:利用导数证明不等式常见类型及解题策略(1) 构造差函数.根据差函数导函数符号,确定差函数单调性,利用单调性得不等量关系,进而证明不等式.(2)根据条件,寻找目标函数.一般思路为利用条件将求和问题转化为对应项之间大小关系,或利用放缩、等量代换将多元函数转化为一元函数.43.(Ⅰ)求出函数的导数,根据二次函数的性质证明即可;(Ⅱ)求出f(α)+f(β)的解析式,根据二次函数的性质以及ACBD均为平行四边形,求出t的值即可.解:(Ⅰ)证明:,即﹣4x2+2tx+4=0,△=4t2+64>0,∴,,即4x﹣t=0,则零点,∴得证.(Ⅱ)要使构成平行四边形,由得,只需f(α)+f(β)=0,===,所以t=0.44.(Ⅰ) 解:因为由,解得:……………………………………………………3分因为所以的极大值为,无极小值.………………………………………7分(Ⅱ) 因为在上是增函数,所以……………………………………………………10分在上是增函数所以……………………………………………………13分所以……………………………………………15分45.(Ⅰ)由,得.经检验,当时取到极小值,故.(Ⅱ)由,即对任意恒成立.(1)当时,有;(2)当时,得令,得;若,则;若,则.得在上递增,在上递减。

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