題目列表(包括答案和解析)
已知函數(shù)f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函數(shù)f(x)的圖像上去定點(diǎn)A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),記直線AB的斜率為k,證明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí)
單調(diào)遞增,故當(dāng)
時(shí),
取最小值![]()
于是對(duì)一切
恒成立,當(dāng)且僅當(dāng)
. 、
令
則![]()
當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減.
故當(dāng)
時(shí),
取最大值
.因此,當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),①式成立.
綜上所述,
的取值集合為
.
(Ⅱ)由題意知,
令
則
![]()
![]()
令
,則
.當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞減;當(dāng)
時(shí),
單調(diào)遞增.故當(dāng)
,
即![]()
從而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因?yàn)楹瘮?shù)
在區(qū)間
上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,所以存在
使
即
成立.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查利用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性、最值、不等式恒成立問(wèn)題等,考查運(yùn)算能力,考查分類討論思想、函數(shù)與方程思想等數(shù)學(xué)方法.第一問(wèn)利用導(dǎo)函數(shù)法求出
取最小值
對(duì)一切x∈R,f(x)
1恒成立轉(zhuǎn)化為
從而得出求a的取值集合;第二問(wèn)在假設(shè)存在的情況下進(jìn)行推理,然后把問(wèn)題歸結(jié)為一個(gè)方程是否存在解的問(wèn)題,通過(guò)構(gòu)造函數(shù),研究這個(gè)函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分析判斷.
已知
.
(1)求
的單調(diào)區(qū)間;
(2)證明:當(dāng)
時(shí),
恒成立;
(3)任取兩個(gè)不相等的正數(shù)
,且
,若存在
使
成立,證明:
.
【解析】(1)g(x)=lnx+
,
=![]()
(1’)
當(dāng)k
0時(shí),
>0,所以函數(shù)g(x)的增區(qū)間為(0,+
),無(wú)減區(qū)間;
當(dāng)k>0時(shí),
>0,得x>k;
<0,得0<x<k∴增區(qū)間(k,+
)減區(qū)間為(0,k)(3’)
(2)設(shè)h(x)=xlnx-2x+e(x
1)令
= lnx-1=0得x=e, 當(dāng)x變化時(shí),h(x),
的變化情況如表
|
x |
1 |
(1,e) |
e |
(e,+ |
|
|
|
- |
0 |
+ |
|
h(x) |
e-2 |
|
0 |
↗ |
所以h(x)
0, ∴f(x)
2x-e
(5’)
設(shè)G(x)=lnx-
(x
1)
=
=![]()
0,當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí),
=0所以G(x) 為減函數(shù), 所以G(x)
G(1)=0, 所以lnx-![]()
0所以xlnx![]()
(x
1)成立,所以f(x) ![]()
,綜上,當(dāng)x
1時(shí), 2x-e
f(x)![]()
恒成立.
(3) ∵
=lnx+1∴l(xiāng)nx0+1=
=
∴l(xiāng)nx0=
-1
∴l(xiāng)nx0 –lnx
=
-1–lnx
=
=
=
(10’) 設(shè)H(t)=lnt+1-t(0<t<1),
=
=
>0(0<t<1), 所以H(t) 在(0,1)上是增函數(shù),并且H(t)在t=1處有意義, 所以H(t)
<H(1)=0∵
∴
=![]()
∴l(xiāng)nx0 –lnx
>0, ∴x0 >x![]()
已知函數(shù)
.
(Ⅰ)求函數(shù)
的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)設(shè)
,若對(duì)任意
,
,不等式
恒成立,求實(shí)數(shù)
的取值范圍.
【解析】第一問(wèn)利用
的定義域是
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間是(1,3);單調(diào)遞減區(qū)間是![]()
第二問(wèn)中,若對(duì)任意
不等式
恒成立,問(wèn)題等價(jià)于
只需研究最值即可。
解: (I)
的定義域是
......1分
............. 2分
由x>0及
得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間是(1,3);單調(diào)遞減區(qū)間是
........4分
(II)若對(duì)任意
不等式
恒成立,
問(wèn)題等價(jià)于
,
.........5分
由(I)可知,在
上,x=1是函數(shù)極小值點(diǎn),這個(gè)極小值是唯一的極值點(diǎn),
故也是最小值點(diǎn),所以
; ............6分
![]()
當(dāng)b<1時(shí),
;
當(dāng)
時(shí),
;
當(dāng)b>2時(shí),
;
............8分
問(wèn)題等價(jià)于![]()
........11分
解得b<1 或
或
即
,所以實(shí)數(shù)b的取值范圍是
設(shè)函數(shù)![]()
(1)當(dāng)
時(shí),求曲線
處的切線方程;
(2)當(dāng)
時(shí),求
的極大值和極小值;
(3)若函數(shù)
在區(qū)間
上是增函數(shù),求實(shí)數(shù)
的取值范圍.
【解析】(1)中,先利用
,表示出點(diǎn)
的斜率值
這樣可以得到切線方程。(2)中,當(dāng)
,再令
,利用導(dǎo)數(shù)的正負(fù)確定單調(diào)性,進(jìn)而得到極值。(3)中,利用函數(shù)在給定區(qū)間遞增,說(shuō)明了
在區(qū)間
導(dǎo)數(shù)恒大于等于零,分離參數(shù)求解范圍的思想。
解:(1)當(dāng)
……2分
∴![]()
即
為所求切線方程!4分
(2)當(dāng)![]()
令
………………6分
∴
遞減,在(3,+
)遞增
∴
的極大值為
…………8分
(3)![]()
①若
上單調(diào)遞增!酀M足要求。…10分
②若![]()
∵
恒成立,
恒成立,即a>0……………11分
時(shí),不合題意。綜上所述,實(shí)數(shù)
的取值范圍是![]()
已知
,函數(shù)![]()
(1)當(dāng)
時(shí),求函數(shù)
在點(diǎn)(1,
)的切線方程;
(2)求函數(shù)
在[-1,1]的極值;
(3)若在
上至少存在一個(gè)實(shí)數(shù)x0,使
>g(xo)成立,求正實(shí)數(shù)
的取值范圍。
【解析】本試題中導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的運(yùn)用。(1)中
,那么當(dāng)
時(shí),
又
所以函數(shù)
在點(diǎn)(1,
)的切線方程為
;(2)中令
有 ![]()
![]()
對(duì)a分類討論
,和
得到極值。(3)中,設(shè)
,
,依題意,只需
那么可以解得。
解:(Ⅰ)∵
∴ ![]()
∴ 當(dāng)
時(shí),
又
∴ 函數(shù)
在點(diǎn)(1,
)的切線方程為
--------4分
(Ⅱ)令
有 ![]()
![]()
①
當(dāng)
即
時(shí)
|
|
(-1,0) |
0 |
(0, |
|
( |
|
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
|
極大值 |
|
極小值 |
|
故
的極大值是
,極小值是![]()
②
當(dāng)
即
時(shí),
在(-1,0)上遞增,在(0,1)上遞減,則
的極大值為
,無(wú)極小值。
綜上所述
時(shí),極大值為
,無(wú)極小值
時(shí) 極大值是
,極小值是
----------8分
(Ⅲ)設(shè)
,![]()
對(duì)
求導(dǎo),得![]()
∵
,
![]()
∴
在區(qū)間
上為增函數(shù),則![]()
依題意,只需
,即
解得
或
(舍去)
則正實(shí)數(shù)
的取值范圍是(![]()
,
)
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