2018届二轮 利用导数研究不等式问题 专题卷(全国通用)
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专题能力训练5 导数及其应用(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)1.已知曲线y=在点(3,2)处的切线与直线ax+y+1=0垂直,则a=()A.-2B.2C.-D.2.已知函数f(x)=ln x+ln(2-x),则()A.f(x)在(0,2)单调递增B.f(x)在(0,2)单调递减C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称3.已知a≥0,函数f(x)=(x2-2ax)e x.若f(x)在[-1,1]上是单调递减函数,则a的取值范围是()A.0<a<B.<a<C.a≥D.0<a<4.已知函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,对任意x∈R,f'(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为()A.(-1,1)B.(-1,+∞)C.(-∞,-1)D.(-∞,+∞)5.(2017浙江金丽衢十二校模拟)如图,已知直线y=kx+m与曲线y=f(x)相切于两点,则F(x)=f(x)-kx有()A.1个极大值点,2个极小值点B.2个极大值点,1个极小值点C.3个极大值点,无极小值点D.3个极小值点,无极大值点6.将函数y=ln(x+1)(x≥0)的图象绕坐标原点逆时针方向旋转角θ(θ∈(0,α]),得到曲线C,若对于每一个旋转角,曲线C都仍然是一个函数的图象,则α的最大值为()A.πB.C.D.7.已知函数f(x)=x+e x-a,g(x)=ln(x+2)-4e a-x,其中e为自然对数的底数,若存在实数x0,使f(x0)-g(x0)=3成立,则实数a的值为()A.-ln 2-1B.ln 2-1C.-ln 2D.ln 28.若函数f(x)=ln x与函数g(x)=x2+2x+a(x<0)有公切线,则实数a的取值范围是()A. B.(-1,+∞)C.(1,+∞)D.(-ln 2,+∞)二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)9.若f(x)=x3+3ax2+3(a+2)x+1有极大值和极小值,则a的取值范围为.10.(2017浙江诸暨肇庆三模)已知函数f(x)=x3+ax2+3x-9,若x=-3是函数f(x)的一个极值点,则实数a=.11.设f'(x)是奇函数f(x)(x∈R)的导函数,f(-2)=0,当x>0时,xf'(x)-f(x)>0,则使得f(x)>0成立的x的取值范围是.12.已知函数f(x)=x3-2x+e x-,其中e是自然对数的底数.若f(a-1)+f(2a2)≤0,则实数a的取值范围是.13.已知函数f(x)=若对于∀t∈R,f(t)≤kt恒成立,则实数k的取值范围是.14.设函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)满足f(1)+f(3)=2f(2),现给出如下结论:①若f(x)是区间(0,1)上的增函数,则f(x)是区间(3,4)上的增函数;②若a·f(1)≥a·f(3),则f(x)有极值;③对任意实数x0,直线y=(c-12a)(x-x0)+f(x0)与曲线y=f(x)有唯一公共点.其中正确的结论为.(填序号)三、解答题(本大题共2小题,共30分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)15.(本小题满分15分)已知函数f(x)=x3+|x-a|(a∈R).(1)当a=1时,求f(x)在(0,f(0))处的切线方程;(2)当a∈(0,1)时,求f(x)在区间[-1,1]上的最小值(用a表示).16.(本小题满分15分)已知函数f(x)=ax(ln x-1)(a≠0).(1)求函数y=f(x)的单调递增区间;(2)当a>0时,设函数g(x)=x3-f(x),函数h(x)=g'(x),①若h(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围;②证明:ln(1×2×3×…×n)2e<12+22+32+…+n2(n∈N*).参考答案专题能力训练5导数及其应用1.A解析由y'=得曲线y=在点(3,2)处的切线斜率为-,又切线与直线ax+y+1=0垂直,则a=-2.故选A.2.C解析f(x)=ln x+ln(2-x)=ln(-x2+2x),x∈(0,2).当x∈(0,1)时,x增大,-x2+2x增大,ln(-x2+2x)增大,当x∈(1,2)时,x增大,-x2+2x减小,ln(-x2+2x)减小,即f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,2)上单调递减,故排除选项A,B;因为f(2-x)=ln(2-x)+ln[2-(2-x)]=ln(2-x)+ln x=f(x),所以函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称,故排除选项D.故选C.3.C解析f'(x)=e x[x2+2(1-a)x-2a],∵f(x)在[-1,1]上单调递减,∴f'(x)≤0在[-1,1]上恒成立.令g(x)=x2+2(1-a)x-2a,则解得a≥.4.B解析由f(x)>2x+4,得f(x)-2x-4>0,设F(x)=f(x)-2x-4,则F'(x)=f'(x)-2,因为f'(x)>2,所以F'(x)>0在R上恒成立,所以F(x)在R上单调递增.而F(-1)=f(-1)-2×(-1)-4=2+2-4=0,故不等式f(x)-2x-4>0等价于F(x)>F(-1),所以x>-1.故选B.5.A解析F'(x)=f'(x)-k,如下图所示,从而可知函数y=F'(x)共有三个零点x1,x2,x3,因此函数F(x)在(-∞,x1)上单调递减,在(x1,x2)上单调递增,在(x2,x3)上单调递减,在(x3,+∞)上单调递增,故x1,x3为极小值点,x2为极大值点,即F(x)有1个极大值点,2个极小值点,应选A.6.D解析函数y=ln(x+1)(x≥0)的图象绕坐标原点逆时针方向连续旋转时,当且仅当其任意切线的倾斜角小于等于90°时,其图象都仍然是一个函数的图象,因为x≥0时y'=是减函数,且0<y'≤1,当且仅当x=0时等号成立,故在函数y=ln(x+1)(x≥0)的图象的切线中,x=0处的切线倾斜角最大,其值为,由此可知αmax=.故选D.7.A解析由题意得f(x)-g(x)=x+e x-a-ln(x+2)+4e a-x,令h(x)=x-ln(x+2),x>-2,则h'(x)=1-,∴h(x)在区间(-2,-1)上单调递减,在区间(-1,+∞)上单调递增,∴h(x)min=h(-1)=-1,又∵e x-a+4e a-x≥2=4,∴f(x)-g(x)≥3,当且仅当时等号成立.故选A.8.A解析设公切线与函数f(x)=ln x切于点A(x1,ln x1)(x1>0),则切线方程为y-ln x1=(x-x1),设公切线与函数g(x)=x2+2x+a切于点B(x2,+2x2+a)(x2<0),则切线方程为y-(+2x2+a)=2(x2+1)(x-x2),所以有因为x2<0<x1,所以0<<2.又a=ln x1+-1=-ln-1,令t=,所以0<t<2,a=t2-t-ln t.设h(t)=t2-t-ln t(0<t<2),则h'(t)=t-1-<0,所以h(t)在区间(0,2)上为减函数,则h(t)>h(2)=-ln 2-1=ln,所以a∈.故选A.9.(-∞,-1)∪(2,+∞)解析f'(x)=3x2+6ax+3(a+2),由题意知f'(x)=0有两个不相等的实根,则Δ=(6a)2-4×3×3(a+2)>0,即a2-a-2>0,解得a>2或a<-1.10.5解析f'(x)=3x2+2ax+3,由题意知x=-3为方程3x2+2ax+3=0的根,则3×(-3)2+2a×(-3)+3=0,解得a=5.11.(-2,0)∪(2,+∞)解析令g(x)=,则g'(x)=>0,x∈(0,+∞),所以函数g(x)在(0,+∞)上单调递增.又g(-x)==g(x),则g(x)是偶函数,g(-2)=0=g(2),则f(x)=xg(x)>0⇔解得x>2或-2<x<0.故不等式f(x)>0的解集为(-2,0)∪(2,+∞).12.解析因为f(-x)=(-x)3-2(-x)+e-x-=-f(x),所以f(x)为奇函数.因为f'(x)=3x2-2+e x+e-x≥3x2-2+2≥0(当且仅当x=0时等号成立),所以f(x)在R上单调递增,因为f(a-1)+f(2a2)≤0可化为f(2a2)≤-f(a-1),即f(2a2)≤f(1-a),所以2a2≤1-a,2a2+a-1≤0,解得-1≤a≤,故实数a的取值范围是.13.14.①②③解析由f(1)+f(3)=2f(2)化简得b=-6a.f'(x)=3ax2+2bx+c=3ax2-12ax+c,其对称轴为x=2,如果f(x)在区间(0,1)上递增,其关于x=2对称的区间为(3,4),故区间(3,4)也是其增区间,①正确.a[f(1)-f(3)]≥0,即2a(11a-c)≥0,导函数f'(x)=3ax2-12ax+c的判别式144a2-12ac=12a(12a-c),当a>0时,12a-c>11a-c≥0,判别式为正数,当a<0时,11a-c≤0,12a-c≤a<0,其判别式为正数,即导函数有零点,根据二次函数的性质可知原函数有极值,②正确.注意到f'(2)=c-12a,则③转化为f'(2)=,即函数图象上任意两点连线的斜率和函数在x=2处的切线的斜率相等的有且仅有一个点.由于x=2是导函数f'(x)=3ax2-12ax+c的最小值点,即有且仅有一个最小值点,故③正确.15.解 (1)因为当a=1,x<1时,f(x)=x3+1-x,f'(x)=3x2-1,所以f(0)=1,f'(0)=-1,所以f(x)在(0,f(0))处的切线方程为y=-x+1.(2)当a∈(0,1)时,由已知得f(x)=当a<x<1时,由f'(x)=3x2+1>0,知f(x)在(a,1)上单调递增.当-1<x<a时,由f'(x)=3x2-1,知①当a∈时,f(x)在上递增,在上递减,在上递增,所以f(x)min=min=min=a-.②当a∈时,f(x)在上递增,在上递增,在(a,1)上递增,所以f(x)min=min{f(-1),f(a)}=min{a,a3}=a3.综上所述,f(x)min=16.解 (1)∵f'(x)=a=a ln x,令f'(x)>0,当a>0时,解得x>1;当a<0时,解得0<x<1,∴当a>0时,函数y=f(x)的单调递增区间是(1,+∞);当a<0时,函数y=f(x)的单调递增区间是(0,1).(2)①∵h(x)=g'(x)=x2-f'(x)=x2-a ln x,∴由题意得h(x)min≥0.∵h'(x)=x-,∴当x∈(0,)时,h'(x)<0,h(x)单调递减;当x∈(,+∞)时,h'(x)>0,h(x)单调递增.∴h(x)min=h()=a-a ln,由a-a ln≥0,得ln a≤1,解得0<a≤e.∴实数a的取值范围是(0,e].②由(1)知a=e时,h(x)=x2-eln x≥0在x∈(0,+∞)上恒成立,当x=时等号成立,∴x∈N*时,2eln x<x2,令x=1,2,3,…,n,累加可得2e(ln 1+ln 2+ln 3+…+ln n)<12+22+32+…+n2,即ln(1×2×3×…×n)2e<12+22+32+…+n2(n∈N*).。
导数与不等式相结合问题(一)选择题(12*5=60分)1.【重庆市九校2018届第一次联考】设定义在()0,+∞上的函数()f x 的导函数()f x '满足()1xf x '>,则( )A. ()()21ln2f f ->B. ()()21ln2f f -<C. ()()211f f ->D. ()()211f f -< 【答案】A2.已知定义域为R 的偶函数()f x ,其导函数为()f x ',对任意[)0,x ∈+∞,均满足:()()2xf x f x '>-.若()()2g x x f x =,则不等式()()21g x g x <-的解集是( )A .(),1-∞-B .1,3⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .11,3⎛⎫- ⎪⎝⎭D .()1,1,3⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭【答案】C【解析】[)0,x ∈+∞时()()()()()22(2)0g x xf x x f x x f x xf x '''=+=+>,而()()2g x x f x =也为偶函数,所以()()()()2121|2||1||2||1|321013g x g x g x g x x x x x x <-⇔<-⇔<-⇔+-<⇔-<<,选C.3.设函数)('x f 是偶函数)(x f 的导函数,当0≠x 时,恒有0)('>x xf ,记),2(log ),5(log ),3(log 325.0f c f b f a ===则c b a ,,的大小关系为( )A .c b a <<B .b c a <<C .b a c <<D .a b c << 【答案】C【解析】因为当0≠x 时,恒有0)('>x xf ,所以当0x >时,()0f x '>,即函数()f x 在(0,)+∞上单调递增,又)(x f 是偶函数,0.522(log 3)(log 3)(log 3)a f f f ==-=,3220log 21log 3log 5<<<<,所以c a b <<,故选C.4.函数()f x 的导函数为'()f x ,对x R ∀∈,都有'()()f x f x >成立,若2(2)f e =,则不等式()xf x e >的解是( )A .(2,)+∞B .(0,1)C .(1,)+∞D .(0,ln 2) 【答案】A【解析】∵x R ∀∈,都有'()()f x f x >成立,∴()()0>-'x f x f ,于是有()0>'⎪⎭⎫⎝⎛x e x f ,令()()x e x f x g =,则有()x g 在R 上单调递增,∵不等式()x f x e >,∴()1>x g ,∵2(2)f e =,∴()12=g ,∴2>x ,故选:A .5.已知()f x 是定义在R 上的函数,其导函数为'()f x ,若()'()1f x f x -<,(0)2016f =,则不等式()20151x f x e >+(其中e 为自然对数的底数)的解集为( )A .(,0)(0,)-∞+∞B .(0,)+∞ C. (2015,)+∞ (,0)(2015,)-∞+∞D .【答案】B6. 【2018届晋豫省际大联考(12月)】已知函数()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减, ()'f x 为其导函数,若对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭都有()()'tan f x f x x <,则下列不等式一定成立的是A. 36f ππ⎛⎫⎛⎫>⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B. 46f f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ C. 36f f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D.46f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】D【解析】∵函数()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,∴0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时, ()0f x '≤,∵对任意0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭都有()()'tan f x f x x <,∴()()cos sin 0f x x f x x '-<,且()0f x <,令()()sin f x g x x=,则()()()2sin cos 0sin f x x f x xg x x-='>',∴346g g g πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,即346πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,>>, 06f π⎛⎫< ⎪⎝⎭,∴选项A , B , C 不一定成立,由以上分析可得466f πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫>>⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,故选D 7.设函数()3236222xx f x e x x x ae x ⎛⎫=+-+-- ⎪⎝⎭,若不等式()0f x ≤在[)2,-+∞上有解,则实数a 的最小值为( ) A .312e -- B .322e -- C .3142e -- D .11e-- 【答案】C8.设()f x ,()g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当0x <时,()()()()0f x g x f x g x ''+>,且()30g -=,则不等式()()0f x g x <的解集是( )A .()()3,03,-⋃+∞B .()()3,00,3-⋃C .()(),33,-∞-⋃+∞D .()(),30,3-∞-⋃ 【答案】D【解析】当0x <时,()()()()0,[()()]0,()()f x g x f x g x f x g x y f x g x ''+∴>∴=>为增函数,()30,(3)(3)0,()()0g f g f x g x -=∴--=∴<的解集为(,3)-∞.因为()f x ,()g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,故()()y f x g x =在R 为奇函数,当0x >时,()()0f x g x <的解集为(0,3).综上,不等式的解集(,3)-∞(0,3)⋃.故选D.9.已知函数 ()()2ln xxf x e ex-=++,则使得()()23f x f x >+ 成立的x 的取值范围是( )A.()1,3-B.()(),33,-∞-+∞C.()3,3-D.()(),13,-∞-+∞【答案】D【解析】因为()()()22ln ()ln ()x x x xf x e e x e ex f x ---=++-=++=,所以函数()f x 是偶函数.易知函数x xy e e -=+在(0,)x ∈+∞是增函数,所以函数()()2ln x x f x e ex -=++在(0,)x ∈+∞也是增函数,所以不等式()()23f x f x >+等价于|2||3|x x >+,解得1x <-或3x >.10. 【湖南省长郡2018届月考(五)】已知定义在R 上的函数(f x ),其导函数为()f x ',若()()3f x f x '-<-, ()04f =,则不等式()3x f x e >+的解集是( )A. (),1-∞B. ()1,+∞C. ()0,+∞D. (),0-∞ 【答案】D11.已知函数()f x 的定义域为R ,()'fx 为函数()f x 的导函数,当[)0,x ∈+∞时,()'2sin cos 0x x f x ->且x R ∀∈,()()cos21f x f x x -++=.则下列说法一定正确的是( )A.15324643f f ππ⎛⎫⎛⎫-->-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ B.15344643f f ππ⎛⎫⎛⎫-->-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C.3134324f f ππ⎛⎫⎛⎫->- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ D.1332443f f ππ⎛⎫⎛⎫-->- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】B【解析】令()()2sin F x x f x =-,则()()''sin 2F x x fx =-.因为当[)0,x ∈+∞时,()'2sin cos 0x x f x ->,即()'sin2x f x >,所以()()''sin 20F x x f x =->,所以()()2sin F x x f x =-在[)0,x ∈+∞上单调递增.又x R ∀∈,()()cos21f x f x x -++=,所以()()22sin f x f x x -+=,所以()()()()2222sin sin 2sin sin x f x x x f x x f x ⎡⎤---=-+=+-⎣⎦,故()()2sin F x x f x =-为奇函数,所以()()2sin F x x f x =-在R 上单调递增,所以5463F F ππ⎛⎫⎛⎫->- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.即15344643f f ππ⎛⎫⎛⎫-->-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故选B. 12. 【2018届湖南五市十校高三12月联考】已知函数()()sin f x x x x R =+∈,且()()2223410f y y f x x -++-+≤,则当1y ≥时,1yx +的取值范围是( )A .13,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦ B .1,14⎡⎤⎢⎥⎣⎦ C .3⎡⎤⎣⎦ D .1,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】A(二)填空题(4*5=20分)13.定义在R 上的函数()f x 的导函数为()f x ′,满足()()xf x f x x +>′,则不等式()4x -()()244442x f x f x --<-的解集为 .【答案】()8,∞-【解析】取()12x f x =+,则()244143422x x x x -⎛⎫-+-<- ⎪⎝⎭,易解得8x <;故答案为()8,∞-.14. 【辽宁省六校2018届期中联考】已知函数()f x '是函数()f x 的导函数, ()1e f =,对任意实数x 都有()()20f x f x '->,___________.【答案】()1,∞+15.已知函数()f x 定义在(0,)2π上,'()f x 是它的导函数,且恒有()'()tan f x f x x <成立,又知1()62f π=,若关于x 的不等式()sin f x x >解集是___________. 【答案】(,)62ππ【解析】()'()tan ,'()sin ()cos 0f x f x x f x x f x x <∴->,令()()sin f x g x x=,''2()sin ()cos ()0,()sin f x x f x x g x g x x-∴=>∴在(0,)2π上为增函数,由 ()sin f x x >,()()61,sin 6sin 6f f x x x πππ∴>=∴>,所以不等式的解集为(,)62ππ. 16. 【江苏省五校2018届第一次联考】已知函数()()ln f x x e a x b =+-+,其中e 为自然对数的底数,若不等式()0f x ≤恒成立,则__________. 【解析】由函数的解析式可得:,当0,x a e >≤时, ()'0f x >,不合题意,舍去,当a e >时,由()'0f x=可得:()()'0,f x f x>单调递增,当 ()()'0,f x f x <单调递减,则当即:()ln 10a e b --+≥,即(三)解答题(4*12=48分)17. 【2018广西贺州桂梧高中联考】已知函数()()2232ln 42f x x x x x x =--+. (1)若()f x 在(),1a a +上递增,求a 的取值范围; (2)证明: ()'24f x x >-.【解析】(1)()()()()()()21'22ln 23422ln 2222ln 1f x x x x xx x x x x x x=-+--+=-+-=--, 令()'0f x =,得11x =, 2x e =,令()'0f x >,得01x <<,或x e >,∴()f x 在()0,1, (),e +∞上递增,()f x 在(),1a a +上递增,∴0a =或a e ≥.(2)证明:当12x >时, 240x -<, ()'24f x x >-显然成立.当102x <≤时, ()()()()()'2422ln 124g x f x x x x x =--=---+,()2'2ln +4g x x x =-在102⎛⎤⎥⎝⎦,上递增,且11'2ln 442ln2022g ⎛⎫=-+=-< ⎪⎝⎭,∴()'0g x <,从而()g x 在10,2⎛⎤⎥⎝⎦上递减,∴()min 11ln202g x g ⎛⎫==+> ⎪⎝⎭,∴()0g x >,即()'24f x x >-.综上, ()'24f x x >-.18.已知函数)(1ln )(R a x x a x f ∈+-=. (1)求)(x f 的单调区间;(2)若0)(≤x f 在),0(+∞上恒成立,求所有实数a 的值; (3)证明:ln 2ln3ln 4ln (1)(,1)34514n n n n N n n -+++⋅⋅⋅+<∈>+.19. 【四川省绵阳市2018届高三二诊】已知函数()ln 3f x a x bx =--(R a ∈且0a ≠) (1)若a b =,求函数()f x 的单调区间;(2)当1a =时,设()()3g x f x =+,若()g x 有两个相异零点12,x x ,求证: 12ln ln 2x x +>. 【解析】(1)由()l n 3f x a x a x =--知()()1a x f x x='-,当0a >时,函数()f x 的单调增区间是()0,1,单调减区间是()1,+∞,当0a <时,函数()f x 的单调增区间是()1,+∞,单调减区间是()0,1.(2)()ln g x x bx =-,设()g x 的两个相异零点为12,x x ,设120x x >>,∵()10g x =, ()20g x =,∴11ln 0x bx -=, 22ln 0x bx -=,∴()1212ln ln x x b x x -=-, ()1212ln ln x x b x x +=+.要证12ln ln 2x x +>,即证()122b x x +>,即121212ln ln 2x x x x x x ->-+,即()1212122ln x x x x x x ->+,设121x t x =>上式转化为()()21ln 11t t t t ->>+.设()()21ln 1t g t t t -=-+,∴()()()22101t g t t t +'-=>,∴()g t 在()1,+∞上单调递增,∴()()10g t g >=,∴()21ln 1t t t ->+,∴12ln ln 2x x +>.20. 【辽宁省六校2018届期中联考】函数()2122f x x m mx m =-- ,其中0m < . (1)试讨论函数()f x 的单调性; (2)已知当e2m ≤-(其中e 2.71828= 是自然对数的底数)时,在1e 1,22x -⎛⎤∈-⎥⎝⎦上至少存在一点0x ,使()0e 1f x >+ 成立,求m 的取值范围;(3)求证:当1m =- 时,对任意()1212,0,1,x x x x ∈≠,有()()212113f x f x x x -<-.。
2018年高考理数真题试卷(全国Ⅱ卷)一、选择题1.1+2i1−2i=( )A. −45−35i B. −45+35i C. −35−45i D. −35+45i2.已知集合A={(x,y)|x2+y2≤3,x∈Z,y∈Z}.则A中元素的个数为()A. 9B. 8C. 5D. 43.函数f(x)=e x−e−xx2的图像大致为( )A. B.C. D.4.已知向量a→,b→满足|a→|=1, a→⋅b→=−1 ,则a→·(2a→-b→)=()A. 4B. 3C. 2D. 05.双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的离心率为√3,则其渐近线方程为()A. y=±√2xB. y=±√3xC. y=±√22x D. y=±√32x6.在ΔABC中,cos C2=√55,BC=1,AC=5则AB=()A. 4√2B. √30C. √29D. 2√57.为计算S=1−12+13−14+⋅⋅⋅+199−1100,设计了右侧的程序框图,则在空白框中应填入()A. i=i+1B. i=i+2C. i=i+3D. i=i+48.我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果,哥德巴赫猜想是“每个大于2的偶数可以表示为两个素数的和”,如30=7+23.在不超过30的素数中,随机选取两个不同的数,其和等于30的概率是( )A. 112 B. 114 C. 115 D. 1189.在长方形ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=1,AA 1= √3 ,则异面直线AD 1与DB 1所成角的余弦值为( ) A. 15 B. √56C. √55D. √2210.若 f(x)=cosx −sinx 在 [−a,a] 是减函数,则a 的最大值是( ) A. π4 B. π2 C. 3π4 D. π11.已知 f(x) 是定义为 (−∞,+∞) 的奇函数,满足 f(1−x)=f(1+x) 。
导数与不等式相结合问题(一)选择题(12*5=60分) 1.【重庆市九校 2018届第一次联考】设定义在0,上的函数 fx的导函数 fx满足xfx 1,则( )A. f2f1ln2 B. f2 f 1 ln2 C. f2 f 1 1D.ff211【答案】A2.已知定义 域为 R 的偶函数 f x ,其导函数为 fx ,对任意x0,,均满足:xfx2 f x .若gx x fx,则不等式g 2xg 1 x的解集是()21A .,1B .,31 C .1, 31D ., 1 ,3【答案】C 【解析】x0,时g x xf xx f xx f xxf x ,而2(2) 02gx x 2 f x 也为偶函数,所以21g x gxg xgxxx x xx , 2 1| 2 | |1|| 2 | |1|321 013选C.3.设函数f'(x) 是偶函数f(x) 的导函数,当x0时,恒有xf'(x) 0 ,记a f(log0 3b f(log 5),c f(log 2), 则a,b,c的大小关系为()),.5 2 3A.a b c B.a c b C.c a b D.c b a【答案】C【解析】因为当x0时,恒有xf'(x) 0 ,所以当x0 时,f(x) 0,即函数f(x) 在1(0,)上单调递增,又 f (x ) 是偶函数, af (log 3)f (log 3) f (log 3),0.5220 log 21log 3 log 5 ,所以 c a b ,故选 C.3224.函数 f (x ) 的导函数为 f '(x ) ,对x R ,都有 f '(x ) f (x ) 成立,若 f (2) e 2 ,则不等式 f (x ) e x 的解是( )A .(2,)B . (0,1)C . (1,) D . (0, ln 2)【答 案】A【解析】∵x R ,都有 f '(x ) f (x ) 成立,∴ fx fx 0,于是有f x,令exxf xg,则有 gx在 R 上单调递增,∵不等式 f (x ) e ,∴g x1,∵xexf (2) e ,∴2g,∴ x 2 ,故 选:A .215.已知 f (x ) 是定义在 R 上的函数,其导函数为 f '(x ) ,若 f (x ) f '(x )1, f (0) 2016,则不等式 f (x ) 2015A e x1(其中 e 为自然对数的底数)的解集为()A .(,0) (0,)B .(0,) C.(2015,)(,0) (2015,) D .【答案】B6. 【2018届晋豫省际大联考(12月)】已知函数 f x在0, 上单调递减, f 'x为其2导函数,若对任意 x0,2都有 fx f 'x tan x ,则下列不等式一定成立的是A. f 2 f36 B.6f f426 C. 6 ff326 D.2f 3 f46【答案】D【解析】∵函数f x在0,2上单调递减,∴x 0,2时,f x0,∵对任意x0,2都有f x f 'x tan x,∴f x cos x f x sin x0 ,且f x0 ,令,则f x x f x xf x sin cosg x0 ,∴g xsin x sin x2g g g3 46,即2 f3 f 6 f3 4 6,∵63 2 ,f26,∴选项A,B,C不一定成立,由以上分析可得f 2 f 3 f4 66,故选Df x e x 3 3 x 2 xae x6 2 27.设函数x x2,若不等式f x0 在2,上有解,则实数 a 的最小值为( )A .B .3 2C .3 1D . 1 13 12 e2 e 4 2e e【答案】C8.设 f x , g x分别是定义在 R 上的奇函数和偶函数,当 x <0 时,fxgx fx g x >0 ,且 g 30 ,则不等式 f x g x <0 的解集是( )A .3, 0 3,B .3, 0 0,3C .,3 3,3D .,3 0,3【答案】D【解析】当 x 0 时, f x g x f x g x >0,[ f (x )g (x )] 0, y f (x )g (x ) 为增函数,30,( 3) ( 3) 0, ( ) ( ) 0 的解集为 (,3) .因为 f x , g x 分别是定义gf gf xg x在 R 上的奇函数和偶函数,故 y f (x )g (x ) 在 R 为奇函数,当 x 0 时, f (x )g (x ) 0 的解集为 (0,3).综上,不等式的解集 (,3)(0, 3) .故选 D.9.已知函数 f xeex 2 ,则使得 f 2x f x 3成立的 x 的取值范围是lnxx( )A.1, 3B.,33,C.3, 3D.,13,【答案】D【解析】因为fx ln exe x (x )2 ln e x exx 2 f (x ),所以函数 f (x ) 是偶函数.易知函数 yee在 x(0,) 是增函数,所以函数f x ln e x exx 2 在xxx也是增函数,所以不等式 f 2x f x 3等价于| 2x || x 3|,解得 x 1或(0,)x 3.10. 【湖南省长郡 2018届月考(五)】已知定义在 R 上的函数 f (x ),其导函数为 fx,若f x f x 3, f 04 ,则不等式3f x e x 的解集是( )A.,1B.1,C.0,D.,0【答案】D11.已知函数 f x的定义域为R , f ' x为函数 fx的导函数,当x 0,时,42 sin x cos x fx 0 且x R , fx f x cos 2x 1.则下列说法一定正确的是'( )A. 15 3 2ff 4643B.15 3 4ff 4 6 43 C.313f f 4 3 2 4D.133f f 2 4 4 3【答案】BF x2x f x ,则【解析】令F xx f x .因为当x0,时,sin'sin 2'2 sin x cos x fx0 ,即'sin 2x f x ,所以' F ' x sin 2x f ' x0 ,所以Fxx f x在x0,上单调递增.又x R , fx fxcos 2x1, sin2fx f x 2 sin x ,所以 所以2sin x fxsin x 2 sin x f xsin x f x,故22222F xsin x fxF x x f x在R上单调递增,所以 5 4sin F F为奇函数,所以263.即1 5 34f f4 6 43,故选B.12. 【2018届湖南五市十校高三12月联考】已知函数f x x sin x x R,且f y 2 2y 3 f x 2 4x 1 0,则当y1时,y的取值范围是()x 11 3, A.4 41,1B.4C.1,3 231D.,3【答案】A5。
利用导数证明不等式的常见题型1. (2017·课标全国III 卷理)已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则a =( ) A .1-2B .13C .12D .12.(2016•天津卷文) 已知函数2(43)3,0()(01)log (1)1,0a x a x a x f x a a x x ⎧+-+<⎪=>≠⎨++≥⎪⎩且在R 上单调递减,且关于x 的方程|()|23xf x =-恰有两个不相等的实数解,则a 的取值范围是_________. 3.(2015·北京理)(本题满分13分) 已知函数xxx f -+=11ln )(. (I)求曲线)(x f y =在点))0(,0(f 处的切线方程; (II)求证:当)1,0(∈x 时,323()()x f x x >+; (III)设实数k 使得)3()(3x x k x f +>对)1,0(∈x 恒成立,求k 的最大值.4. (2017·课标全国II 卷文)(本题满分12分)设函数f(x)=(1-x 2)e x . (1)讨论f(x)的单调性;(2)当x ≥0时,f(x)≤ax +1,求a 的取值范围.5. (2015·课标全国II 卷理)(本题满分12分) 设函数mx x e x f m x -+=2)(. (I)证明:)(x f 在)0,(-∞单调递减,在),0(+∞单调递增;(II)若对于任意1x ,]1,1[2-∈x ,都有1|)()(|21-≤-e x f x f ,求m 的取值范围.6.(2015•山东卷文)(本题满分13分)设函数x a x x f ln )()(+=,x ex x g 2)(=,已知曲线)(x f y =在点))1(,1(f 处的切线与直线02=-y x 平行.(I)求a 的值;(II)是否存在自然数k ,使方程)()(x g x f =在)1,(+k k 内存在唯一的根?如果存在,求出k ;如果不存在,请说明理由;(III)设函数),)}(min((),(min{)(q p x g x f x m =表示p ,q 中的较小值),求)(x m 的最大值.7.(2015·课标全国Ⅰ卷理)(本题满分12分) 已知函数41)(3++=ax x x f ,x x g ln )(-=. (I)当a 为何值时,x 轴为曲线)(x f y =的切线;(II)用},min{n m 表示m ,n 中的最小值,设函数)0)}((),(min{)(>=x x g x f x h ,讨论)(x h 零点的个数.8.(2016·天津理)(本题满分14分)设函数b ax x x f ---=3)1()(,∈x R ,其中a ,∈b R . (Ⅰ)求)(x f 的单调区间;(Ⅱ)若)(x f 存在极值点0x ,且)()(01x f x f =,其中01x x ≠,求证:3201=+x x ; (Ⅲ)设0>a ,函数)()(x f x g =,求证:)(x g 在区间]2,0[上的最大值不小于...41.9.(2017·课标全国III 卷理)(本题满分12分)已知函数()1ln f x x a x =--. (1)若()0f x ≥,求的值;(2)设m 为整数,且对于任意正整数,2111(1)(1)(1)222nm ++鬃?<,求m 的最小值.10.(2017·课标全国II 卷理)(本题满分12分) 已知函数3()ln ,f x ax ax x x =--且()0f x ≥. (1)求a ;(2)证明:()f x 存在唯一的极大值点0x ,且230()2e f x --<<.利用导数证明不等式的常见题型答案1. (2017·课标全国III 卷理)已知函数211()2()x x f x x x a e e --+=-++有唯一零点,则a =( ) A .1-2B .13C .12D .1【答案】C【解析】由条件,211()2()x x f x x x a e e --+=-++,得: 221(2)1(2)(2)2(2)(e e )x x f x x x a ----+-=---++ 2114442(e e )x x x x x a --=-+-+++ 2112(e e )x x x x a --+=-++∴(2)()f x f x -=,即1x =为()f x 的对称轴, 由题意,()f x 有唯一零点, ∴()f x 的零点只能为1x =,即21111(1)121()0f a e e --+=-⋅++=,解得12a =.2.(2016•天津卷文) 已知函数2(43)3,0()(01)log (1)1,0a x a x a x f x a a x x ⎧+-+<⎪=>≠⎨++≥⎪⎩且在R 上单调递减,且关于x 的方程|()|23xf x =-恰有两个不相等的实数解,则a 的取值范围是_________. 【答案】⎣⎡⎭⎫13,23【解析】由函数f (x )在R 上单调递减可得⎩⎪⎨⎪⎧32-2a ≥0,0<a <1,3a ≥1,解得13≤a ≤34.关于x 的方程|f (x )|=2-x 3恰有两个不相等的实数根,即曲线y =|f (x )|与函数y =2-x 3的图像恰有两个交点,则3a <2,a <23.综上可得a 的取值范围是13≤a <23.【点评】关键点拨:注意数形结合思想在解题中的应用,将方程的零点个数转化为两个函数图像的交点个数问题,通过观察图像,进而确定不等式,求得参数的取值范围.测训诊断:(1)本题难度较大,主要考查函数与方程,考查学生数形结合思想的应用、运算求解能力,意在让部分学生得分.(2)本题若出错,一是不能正确地进行转化;二是运算错误;三是不能利用数形结合思想直观转化.3.(2015·北京理)(本题满分13分) 已知函数xxx f -+=11ln )(. (I)求曲线)(x f y =在点))0(,0(f 处的切线方程; (II)求证:当)1,0(∈x 时,323()()x f x x >+; (III)设实数k 使得)3()(3x x k x f +>对)1,0(∈x 恒成立,求k 的最大值. 解:(1)因为f (x )=ln(1+x )-ln(1-x ),所以f ′(x )=11+x +11-x,f ′(0)=2. 又因为f (0)=0,所以曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y =2x . (2)证明:令g (x )=f (x )-2⎝⎛⎭⎫x +x 33,则g ′(x )=f ′(x )-2(1+x 2)=2x 41-x 2. 因为g ′(x )>0(0<x <1),所以g (x )在区间(0,1)上单调递增.所以g (x )>g (0)=0,x ∈(0,1),即当x ∈(0,1)时,f (x )>2⎝⎛⎭⎫x +x 33 . (3)由(2)知,当k ≤2时,f (x )>k ⎝⎛⎭⎫x +x 33对x ∈(0,1)恒成立.当k >2时,令h (x )=f (x )-k ⎝⎛⎭⎫x +x 33,则h ′(x )=f ′(x )-k (1+x 2)=kx 4-(k -2)1-x 2. 所以当0<x <4k -2k 时,h ′(x )<0,因此h (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫0,4k -2k 上单调递减.所以∃x 0∈(0,1),h (x 0)<h (0)=0,即f (x 0)<k ⎝⎛⎭⎫x 0+x 33. 所以当k >2时,f (x )>k ⎝⎛⎭⎫x +x33并非对x ∈(0,1)恒成立. 综上可知,k 的最大值为2.【点评】关键点拨:(2)中,证明x ∈(0,1)时,f (x )>2⎝⎛⎭⎫x +x33,只需构造函数g (x )=f (x )-2⎝⎛⎭⎫x +x33,转化为求函数y =g (x )的最小值大于0.(3)中可用同样的方法. 刷有所得:(1)比较大小常采用作差法,证明x ∈D ,f (x )>g (x )成立,可等价转化为f (x )-g (x )>0来证,令h (x )=f (x )-g (x ),只需证h (x )m i n >0.(2)不等式f (x )>g (x )对x ∈D 恒成立,求参数a 的取值范围,常采用作差法构造函数求最值,即f (x )-g (x )>0对x ∈D 恒成立,令h (x )=f (x )-g (x )只需求h (x )m i n >0时a 的取值范围;也可以采用将参数a 与变量x 分离,即a >φ(x )(或a <φ(x ))对x ∈D 恒成立,只需a >φ(x )max (或a <φ(x )m i n ).测训诊断:本题难度偏难,主要考查导数的应用,考查学生的运算能力,及转化与化归思想.4. (2017·课标全国II 卷文)(本题满分12分) 设函数f(x)=(1-x 2)e x . (1)讨论f(x)的单调性;(2)当x ≥0时,f(x)≤ax +1,求a 的取值范围. 解:(1)()()()222112x x x f x xe x e x x e '=-+-=--令()0f x '=得2210x x +-=,解得121,1x x ==∴()f x 在区间()),1,1,-∞+∞是减函数,在区间()1是增函数(2)∵0x ≥时,()1f x ax ≤+,∴()211x x e ax -≤+∴210x x x e e ax -++≥,令()21x x h x x e e ax =-++,即[)0,x ∈+∞时,()0h x ≥,而()00h =,∴()00h '≥∴10,1a a -≥≥; 再令()()22x x x x h x x e xe e a ϕ'==+-+,()()241x x x x e ϕ'=++0x ≥时,()0x ϕ'>恒成立. ∴()h x '在[)0,+∞是增函数,恒有()0h x '≥,从而()h x 是增函数,()00h =,()0h x ≥在[)0,+∞恒成立,故1a ≥即为所求.5. (2015·课标全国II 卷理)(本题满分12分) 设函数mx x e x f m x -+=2)(. (I)证明:)(x f 在)0,(-∞单调递减,在),0(+∞单调递增;(II)若对于任意1x ,]1,1[2-∈x ,都有1|)()(|21-≤-e x f x f ,求m 的取值范围. 解:(1) 证明:f ′(x )=m (e mx -1)+2x .若m ≥0,则当x ∈(-∞,0)时,e mx -1≤0,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,e mx -1≥0,f ′(x )>0.若m <0,则当x ∈(-∞,0)时,e mx -1>0,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,e mx -1<0,f ′(x )>0.所以,f (x )在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.(2)由(1)知,对任意的m ,f (x )在[-1,0]单调递减,在[0,1]单调递增,故f (x )在x =0处取得最小值.所以对于任意x 1,x 2∈[-1,1],|f (x 1)-f (x 2)|≤e -1的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧f (1)-f (0)≤e -1,f (-1)-f (0)≤e -1,即⎩⎪⎨⎪⎧e m-m ≤e -1,e -m +m ≤e -1.① 设函数g (t )=e t -t -e +1,则g ′(t )=e t -1. 当t <0时,g ′(t )<0; 当t >0时,g ′(t )>0.故g (t )在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.又g (1)=0,g (-1)=e -1+2-e <0,故当t ∈[-1,1]时,g (t )≤0. 当m ∈[-1,1]时,g (m )≤0,g (-m )≤0,即①式成立; 当m >1时,由g (t )的单调性,g (m )>0,即e m -m >e -1; 当m <-1时,g (-m )>0,即e -m +m >e -1. 综上,m 的取值范围是[-1,1].【点评】关键点拨:第一问,虽然含有参数,但是目标是证明单调性,用导数的知识解题,注意分类讨论.∀x 1,x 2∈[-1,1],|f (x 1)-f (x 2)|≤e -1⇔x ∈[-1,1]时,f (x )max -f (x )m i n ≤e -1,又由第一问,易知f (x )m i n =f (0),f (x )max =max {f (-1),f (1)}.得条件⇔⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)-f (0)≤e -1,f (1)-f (0)≤e -1⇔⎩⎪⎨⎪⎧e -m+m ≤e -1,e m -m ≤e -1⇔解不等式e m -m ≤e -1.可设 g (t )=e t-t ,由g (t )的性质解不等式.测训诊断:本题难度偏难,利用导数证明函数的单调性,求函数的最值是高频考点,要重点掌握,另注意做题规范,争取少失分,得满分.6.(2015•山东卷文)(本题满分13分)设函数x a x x f ln )()(+=,x ex x g 2)(=,已知曲线)(x f y =在点))1(,1(f 处的切线与直线02=-y x 平行.(I)求a 的值;(II)是否存在自然数k ,使方程)()(x g x f =在)1,(+k k 内存在唯一的根?如果存在,求出k ;如果不存在,请说明理由;(III)设函数),)}(min((),(min{)(q p x g x f x m =表示p ,q 中的较小值),求)(x m 的最大值. 解:(1)由题意知,曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为2, 所以f ′(1)=2,又f ′(x )=ln x +ax +1,所以a =1.(2)k =1时,方程f (x )=g (x )在(1,2)内存在唯一的根. 设h (x )=f (x )-g (x )=(x +1)ln x -x 2ex ,当x ∈(0,1]时,h (x )<0.又因为h (2)=3ln 2-4e 2=ln 8-4e 2>1-1=0,所以存在x 0∈(1,2),使得h (x 0)=0.又因为h ′(x )=ln x +1x +1+x (x -2)e x ,所以当x ∈(1,2)时,h ′(x )>1-1e >0,当x ∈(2,+∞)时,h ′(x )>0,所以,当x ∈(1,+∞)时,h (x )单调递增.所以k =1时,方程f (x )=g (x )在(k ,k +1)内存在唯一的根.(3)由(2)知方程f (x )=g (x )在(1,2)内存在唯一的根x 0,且x ∈(0,x 0)时,f (x )<g (x ),x ∈(x 0,+∞)时,f (x )>g (x ).所以m (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(x +1)ln x ,x ∈(0,x 0],x 2e x ,x ∈(x 0,+∞).当x ∈(0,x 0)时,若x ∈(0,1],m (x )≤0;若x ∈(1,x 0),由m ′(x )=ln x +1x +1>0,可知0<m (x )≤m (x 0);故m (x )≤m (x 0).当x ∈(x 0,+∞)时,由m ′(x )=x (2-x )e x ,可得x ∈(x 0,2)时,m ′(x )>0,m (x )单调递增;x ∈(2,+∞)时,m ′(x )<0,m (x )单调递减; 可知m (x )≤m (2)=4e 2,且m (x 0)<m (2).综上可得函数m (x )的最大值为4e 2.【点评】测训诊断:本题难度较大,重点考查了导数的几何意义,利用导数与函数单调性求参数取值范围及最值,属函数导数综合应用,学生较难得高分.7.(2015·课标全国Ⅰ卷理)(本题满分12分) 已知函数41)(3++=ax x x f ,x x g ln )(-=. (I)当a 为何值时,x 轴为曲线)(x f y =的切线;(II)用},min{n m 表示m ,n 中的最小值,设函数)0)}((),(min{)(>=x x g x f x h ,讨论)(x h 零点的个数.解:(1)设曲线y =f (x )与x 轴相切于点(x 0,0),则f (x 0)=0,f ′(x 0)=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 30+ax 0+14=0,3x 20+a =0.解得x 0=12,a =-34.因此,当a =-34时,x 轴为曲线y =f (x )的切线.(2)当x ∈(1,+∞)时,g (x )=-ln x <0,从而h (x )=m i n {f (x ),g (x )}≤g (x )<0,故h (x )在(1,+∞)无零点. 当x =1时,若a ≥-54,则f (1)=a +54≥0,h (1)=m i n {f (1),g (1)}=g (1)=0,故x =1是h (x )的零点;若a <-54,则f (1)<0,h (1)=m i n {f (1),g (1)}=f (1)<0,故x =1不是h (x )的零点.当x ∈(0,1)时,g (x )=-ln x >0.所以只需考虑f (x )在(0,1)的零点个数.若a ≤-3或a ≥0,则f ′(x )=3x 2+a 在(0,1)无零点,故f (x )在(0,1)单调,而f (0)=14,f (1)=a +54,所以当a ≤-3时,f (x )在(0,1)有一个零点;当a ≥0时,f (x )在(0,1)没有零点.若-3<a <0,则f (x )在⎝⎛⎭⎫0,-a 3单调递减,在⎝⎛⎭⎫-a 3,1单调递增,故在(0,1)中,当x =-a3时,f (x )取得最小值,最小值为 f ⎝⎛⎭⎫-a 3=2a3-a 3+14. ① 若f ⎝⎛⎭⎫-a 3>0,即-34<a <0,f (x )在(0,1)无零点. ② 若f ⎝⎛⎭⎫-a 3=0,即a =-34,则f (x )在(0,1)有唯一零点. ③ 若f ⎝⎛⎭⎫-a 3<0,即-3<a <-34,由于f (0)=14,f (1)=a +54,所以当-54<a <-34时,f (x )在(0,1)有两个零点;当-3<a ≤-54时,f (x )在(0,1)有一个零点.综上,当a >-34或a <-54时,h (x )有一个零点;当a =-34或a =-54时,h (x )有两个零点;当-54<a <-34时,h (x )有三个零点.【点评】刷有所得:讨论函数的零点,需要先确定函数的大致图像.通过导数知识,找到分类点,在各个分类下,讨论函数图像,通过最值与单调性来确定函数零点,而分类点的确定是根据f (x )的导函数的零点来确定的.测训诊断:本题难度较大,主要考查导数的几何意义,导数在研究函数性质中的应用.8.(2016·天津理)(本题满分14分)设函数b ax x x f ---=3)1()(,∈x R ,其中a ,∈b R . (Ⅰ)求)(x f 的单调区间;(Ⅱ)若)(x f 存在极值点0x ,且)()(01x f x f =,其中01x x ≠,求证:3201=+x x ; (Ⅲ)设0>a ,函数)()(x f x g =,求证:)(x g 在区间]2,0[上的最大值不小于...41解:(1)由f (x )=(x -1)3-ax -b ,可得f ′(x )=3(x -1)2-a .下面分两种情况讨论:(i)当a ≤0时,有f ′(x )=3(x -1)2-a ≥0恒成立,所以f (x )的单调递增区间为(-∞,+∞). (ii)当a >0时,令f ′(x )=0,解得x =1+3a 3或x =1-3a3. 当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:所以f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎫1-3a 3,1+3a 3,单调递增区间为⎝⎛⎭⎫-∞,1-3a 3,⎝⎛⎭⎫1+3a 3,+∞.(2)证明:因为f (x )存在极值点,所以由(1)知a >0,且x 0≠1.由题意,得f ′(x 0)=3(x 0-1)2-a =0,即(x 0-1)2=a 3,所以f (x 0)=(x 0-1)3-ax 0-b =-2a 3x 0-a3-b .又f (3-2x 0)=(2-2x 0)3-a (3-2x 0)-b =8a 3(1-x 0)+2ax 0-3a -b =-2a 3x 0-a3-b =f (x 0),且3-2x 0≠x 0,由题意及(1)知,存在唯一实数x 1满足f (x 1)=f (x 0),且x 1≠x 0,因此x 1=3-2x 0,所以x 1+2x 0=3.(3)证明:设g (x )在区间[0,2]上的最大值为M ,max {x ,y }表示x ,y 两数中的最大值,下面分三种情况讨论:①当a ≥3时,1-3a 3≤0<2≤1+3a 3. 由(1)知,f (x )在区间[0,2]上单调递减,所以f (x )在区间[0,2]上的取值范围为[f (2),f (0)],因此M =max {|f (2)|,|f (0)|}=max {|1-2a -b |,|-1-b |}=max {|a -1+(a +b )|,|a -1-(a +b )|}=⎩⎪⎨⎪⎧a -1+(a +b ),a +b ≥0,a -1-(a +b ),a +b <0. 所以M =a -1+|a +b |≥2.②当34≤a <3时,1-23a 3≤0<1-3a 3<1+3a 3<2≤1+23a 3,由(1)和(2)知,f (0)≥f ⎝⎛⎭⎫1-23a 3=f ⎝⎛⎭⎫1+3a 3,f (2)≤f ⎝⎛⎭⎫1+23a 3=f ⎝⎛⎭⎫1-3a 3,所以f (x )在区间[0,2]上的取值范围为⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫1+3a 3,f ⎝⎛⎭⎫1-3a 3, 因此M =max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎪⎪⎪⎪f ⎝⎛⎭⎫1+3a 3,⎪⎪⎪⎪f ⎝⎛⎭⎫1-3a 3 =max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎪⎪⎪⎪-2a 93a -a -b ,⎪⎪⎪⎪2a 93a -a -b =max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎪⎪⎪⎪2a 93a +(a +b ),⎪⎪⎪⎪2a 93a -(a +b ) =2a 93a +|a +b |≥29×34×3×34=14. ③当0<a <34时,0<1-23a 3<1+23a 3<2,由(1)和(2)知, f (0)<f ⎝⎛⎭⎫1-23a 3=f ⎝⎛⎭⎫1+3a 3,f (2)>f ⎝⎛⎭⎫1+23a 3=f ⎝⎛⎭⎫1-3a 3,所以f (x )在区间[0,2]上的取值范围为[f (0),f (2)], 因此M =max {|f (0)|,|f (2)|}=max {|-1-b |,|1-2a -b |} =max {|1-a +(a +b )|,|1-a -(a +b )|} =1-a +|a +b |>14.综上所述,当a >0时,g (x )在区间[0,2]上的最大值不小于14.【点评】测训诊断:本题难度大,主要考查利用导数研究函数的性质,考查综合分析问题和解决问题的能力.要注意分类讨论和转化化归思想的综合应用.该题第(1)(2)问难度适中,意在让部分学生得分;若出错,可能是求单调区间,极值等基本问题没有掌握好.第(3)问难度很大,不易得分.9.(2017·课标全国III 卷理)(本题满分12分) 已知函数()1ln f x x a x =--. (1)若()0f x ≥,求的值;(2)设m 为整数,且对于任意正整数,2111(1)(1)(1)222nm ++鬃?<,求m 的最小值. 解:⑴ ()1ln f x x a x =--,0x > 则()1a x af x x x-'=-=,且(1)0f = 当0a ≤时,()0f x '>,()f x 在()0+∞,上单调增,所以01x <<时,()0f x <,不满足题意; 当0a >时,当0x a <<时,()0f x '<,则()f x 在(0,)a 上单调递减; 当x a >时,()0f x '>,则()f x 在(,)a +∞上单调递增.①若1a <,()f x 在(,1)a 上单调递增∴当(,1)x a ∈时()(1)0f x f <=矛盾 ②若1a >,()f x 在(1,)a 上单调递减∴当(1,)x a ∈时()(1)0f x f <=矛盾③若1a =,()f x 在(0,1)上单调递减,在(1,)+∞上单调递增∴()(1)0f x f =≥满足题意 综上所述1a =.(2)当1a =时()1ln 0f x x x =--≥即ln 1x x -≤ 则有ln(1)x x +≤当且仅当0x =时等号成立 ∴11ln(1)22k k+<,*k ∈N 一方面:221111111ln(1)ln(1)...ln(1)...112222222n n n ++++++<+++=-<,即2111(1)(1)...(1)e 222n +++<.另一方面:223111111135(1)(1)...(1)(1)(1)(1)222222264n +++>+++=>当3n ≥时,2111(1)(1)...(1)(2,e)222n +++∈∵*m ∈N ,2111(1)(1)...(1)222n m +++<,∴m 的最小值为3.10.(2017·课标全国II 卷理)(本题满分12分) 已知函数3()ln ,f x ax ax x x =--且()0f x ≥. (1)求a ;(2)证明:()f x 存在唯一的极大值点0x ,且230()2e f x --<<. 解:(1)因为()()ln 0f x x ax a x =--≥,0x >,所以ln 0ax a x --≥. 令()ln g x ax a x =--,则()10g =,()11ax g x a x x-'=-=, 当0a ≤时,()0g x '<,()g x 单调递减,但()10g =,1x >时,()0g x <; 当0a >时,令()0g x '=,得1x a=. 当10x a <<时,()0g x '<,()g x 单调递减;当1x a>时,()0g x '>,()g x 单调递增. 若01a <<,则()g x 在11a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,上单调递减,()110g g a ⎛⎫<= ⎪⎝⎭;若1a >,则()g x 在11a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,上单调递增,()110g g a ⎛⎫<= ⎪⎝⎭; 若1a =,则()()min 110g x g g a ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,()0g x ≥.综上,1a =.(2)()2ln f x x x x x =--,()22ln f x x x '=--,0x >. 令()22ln h x x x =--,则()1212x h x x x -'=-=,0x >.令()0h x '=得12x =, 当102x <<时,()0h x '<,()h x 单调递减;当12x >时,()0h x '>,()h x 单调递增. 所以,()min 112ln 202h x h ⎛⎫==-+< ⎪⎝⎭.因为()2220h e e --=>,()22ln 20h =->,2102,e -⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,122⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭,, 所以在102⎛⎫ ⎪⎝⎭,和12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上,()h x 即()f x '各有一个零点. 设()f x '在102⎛⎫ ⎪⎝⎭,和12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上的零点分别为02x x ,,因为()f x '在102⎛⎫⎪⎝⎭,上单调递减, 所以当00x x <<时,()0f x '>,()f x 单调递增;当012x x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减.因此,0x 是()f x 的极大值点.因为,()f x '在12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,上单调递增,所以当212x x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减,2x x >时,()f x 单调增,因此2x 是()f x 的极小值点. 所以,()f x 有唯一的极大值点0x .由前面的证明可知,2012,x e -⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()()24220f x f e e e e ---->=+>.因为()00022ln 0f x x x '=--=,所以00ln 22x x =-,则 有()()22000000022f x x x x x x x =---=-,又因为0102x <<,所以()014f x <. 因此,()2014e f x -<<。
2018届高考数学二轮二次函数及函数方程专题卷理(全国通用)专题能力训练4 二次函数及函数方程(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)1.已知函数f(x)=ax2-2x+2,若对一切x∈,f(x)>0都成立,则实数a 的取值范围为()A. B.C.[-4,+∞)D.(-4,+∞)2.函数f(x)=3x-x2的零点所在区间是()A.(0,1)B.(1,2)C.(-2,-1)D.(-1,0)3.(2017浙江杭州二中模拟)已知函数f(x)=(a∈R),若函数f(x)在R 上有两个零点,则a的取值范围是()A.(-∞,-1)B.(-∞,-1]C.[-1,0)D.(0,1]4.已知f(x)=ax2+bx+c(a>0),g(x)=f(f(x)),若g(x)的值域为[2,+∞),f(x)的值域为[k,+∞),则实数k的最大值为()A.0B.1C.2D.45.已知f(x)是奇函数且是R上的单调函数,若函数y=f(2x2+1)+f(λ-x)只有一个零点,则实数λ的值是()A. B. C.- D.-6.已知f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x)在[0,+∞)上为增函数,如果f(x2+ax+a)≤f(-at2-t+1)对任意的x∈[1,2],任意的t∈[1,2]恒成立,则实数a的最大值为()A.-1B.-C.-D.-37.已知函数f(x)=若关于x的方程f2(x)-3f(x)+a=0(a∈R)有8个不等的实数根,则a的取值范围是()A.B.C.(1,2) D.8.(2017浙江湖州期末)已知f(x)是R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=则函数y=f(x)+的所有零点之和是()A.1-B.-1C.5-D.-5二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)9.已知函数f(x)=a x-x+b的零点x0∈(k,k+1)(k∈Z),其中常数a,b 满足3a=2,3b=,则k=.10.设函数y=x2-2x,x∈[-2,a],若函数的最小值为0,则a=.11.已知函数f(x)=x|x-a|,若对任意的x1,x2∈[2,+∞),且x1≠x2,(x1-x2)·[f(x1)-f(x2)]>0恒成立,则实数a的取值范围为.12.已知函数f(x)满足f(x+1)=-x2-4x+1,函数g(x)=有两个零点,则m的取值范围为.13.若f(x)=x2+ax+b(a,b∈R),x∈[-1,1],且|f(x)|的最大值为,则4a+3b=.14.(2017浙江名校协作体联盟二模)已知函数f(x)=x2+nx+m,若{x|f(x)=0}={x|f(f(x))=0}≠?,则m+n的取值范围是.三、解答题(本大题共2小题,共30分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)15.(本小题满分15分)已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,其中常数a,b,c∈R.(1)若f(3)=f(-1)=-5,且f(x)的最大值是3,求函数f(x)的解析式;(2)若a=1,对任意的x1,x2∈[-1,1],有|f(x1)-f(x2)|≤4,求b的取值范围.16.(本小题满分15分)已知a,b∈R,函数f(x)=x2+ax+b.(1)若a=-2,且函数y=|f(x)|在区间[-1,2]上的最大值为2,求实数b 的值;(2)设max{m,n}=g(x)=a(x-1),其中a≠0,若函数h(x)=max{f(x),g(x)}在区间(-1,2)内有两个不同的零点,求2a+b的取值范围.参考答案专题能力训练4二次函数及函数方程1.B2.D解析∵f(-2)=-,f(-1)=-,f(0)=1,f(1)=2,f(2)=5,∴f(0)f(1)>0,f(1)f(2)>0,f(-2)f(-1)>0,f(-1)f(0)<0.故选D.3.D解析因为当x>0时,f(x)=2x-1,由f(x)=0得x=.所以要使f(x)在R上有两个零点,必须2x-a=0在(-∞,0]上有唯一实数解.又当x∈(-∞,0]时,2x∈(0,1],且y=2x在(-∞,0]上单调递增,故所求a的取值范围是(0,1],应选D.4.C解析设t=f(x),由题意可得g(x)=f(t)=at2+bt+c,t≥k,函数y=at2+bt+c,t≥k的图象为函数y=f(x)的图象的一部分,即有函数g(x)的值域为函数f(x)的值域的子集,即[2,+∞)?[k,+∞),可得k≤2.故k的最大值为2.5.C解析令y=f(2x2+1)+f(λ-x)=0,则f(2x2+1)=-f(λ-x)=f(x-λ),因为f(x)是R上的单调函数,所以2x2+1=x-λ只有一个实根,即2x2-x+1+λ=0只有一个实根,则Δ=1-8(1+λ)=0,解得λ=-.故选C.6.A解析由条件知函数f(x)在R上为单调递增函数,整理得x2+ax-1+at2+t+a≤0,记g(x)=x2+ax-1+at2+t+a,则由题意知只要代入对a 分离得从而解得即a≤-1.故选A.7.D解析令t=f(x),作出函数f(x)的图象和t=m的图象(如图所示),若关于x的方程f2(x)-3f(x)+a=0(a∈R)有8个不等的实数根,则关于t 的方程t2-3t+a=0(a∈R)有2个不等的实数根t1,t2,且1<t1<t2<2,则解得2<a<,即a的取值范围是.故选 d.< bdsfid="131" p=""></t1<t2<2,则解得2<a<,即a的取值范围是.故选d.<>8.B解析当x≥1时,则1-|x-3|+=0,解得x=或x=.当0≤x<1时,则lo(x+1)+=0,解得x=-1.∵f(x)为奇函数,∴当-1<x< bdsfid="139" p=""></x<>则-lo(-x+1)+=0,解得x=1-(舍去);当x≤-1时,f(x)=-1+|x+3|,则-1+|x+3|+=0,解得x=-或x=-.故函数y=f(x)+所有的零点之和为-1--1,应选B.9.1解析依题意有a=log32∈(0,1),b=log3=2-2log32=2-2a,因为0<a0,f(2)=a2-2+b=a2-2a=a(a-2)<0,故x0∈(1,2),k=1.</a10.0解析因为函数y=x2-2x=(x-1)2-1,所以其图象的对称轴为直线x=1,因为x=1不一定在区间[-2,a]内,所以要进行讨论.当-2所以a2-2a=0,所以a=0,a=2(舍去);当a>1时,函数在[-2,1]上单调递减,在[1,a]上单调递增,则当x=1时,y取得最小值,即y min=-1.不合题意.故a=0.11.(-∞,2]解析f(x)=由(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0知,函数y=f(x)在[2,+∞)单调递增,当a≤0时,满足题意;当a>0时,根据函数图象可知只需a≤2,即0<a≤2.综上所述,a≤2.< bdsfid="155" p=""></a≤2.综上所述,a≤2.<>12.[-2,0)∪[4,+∞)解析设x+1=t?x=t-1,f(t)=-(t-1)2-4(t-1)+1=-t2-2t+4,即f(x)=-x2-2x+4,函数g(x)=由-x2-2x=0,解得x1=-2或x2=0;由x-4=0,解得x=4.因为函数只有两个零点,若没有x=4时,m≥4,若没有x=-2时,不成立,若没有x=0时,-2≤m<0,所以m的取值范围是[-2,0)∪[4,+∞).13.- 解析若|f(x)|的最大值为,则|f(0)|=|b|≤,-≤b≤,①同理-≤1+a+b≤,②-≤1-a+b≤,③②+③,得-≤b≤-,④由①④得b=-,当b=-时,分别代入②③,得?a=0,故4a+3b=-.14.[0,4)?f(0)=0,∴m=0,f(x)=x2+nx,n≠0,{x|f(x)=0}={0,-n},即f(x)=0①,f(x)=-n②,由于{x|f(x)=0}={x|f(f(x))=0},故方程②无解,∴n2-4n<0?0<n< bdsfid="168" p=""></n<>15.解 (1)由题意得解得a=-2,b=4,c=1,故f(x)=-2x2+4x+1.(2)函数f(x)=x2+bx+c对任意的x1,x2∈[-1,1],有|f(x1)-f(x2)|≤4恒成立,即f(x)max-f(x)min≤4,记f(x)max-f(x)min=M,则M≤4.当>1,即|b|>2时,M=|f(1)-f(-1)|=|2b|>4,与M≤4矛盾;当≤1,即|b|≤2时,M=max{f(1),f(-1)}-f-f≤4,解得|b|≤2,即-2≤b≤2.综上,b的取值范围为-2≤b≤2.16.解 (1)当a=-2时,f(x)=x2-2x+b=(x-1)2+b-1.所以f(x)在区间[-1,1]上递减,在区间[1,2]上递增.所以f(x)在区间[-1,2]上的值域为[b-1,3+b].所以|f(x)|max=max{|b-1|,|b+3|}=2,解得b=-1.(2)①若f(1)<0,则x=1是h(x)的一个零点,从而只需满足利用线性规划知识可解得-4<2a+b<-1.②若f(1)=0,则解得-2<2a+b<-1.③若f(1)>0,ⅰ当a>0时,g(x)<0在区间(-1,1)上恒成立,所以只需满足f(x)在区间(-1,1)内有两个不同的零点.所以利用线性规划知识可解得-2<2a+b<5.ⅱ当a<0时,g(x)<0在区间(1,2)上恒成立,f(x)在区间(1,2)内有两个不同的零点.所以利用线性规划知识可解得-4<2a+b<-3.综上所述,2a+b的取值范围为(-4,-1)∪(-2,5).。
【2018高三数学各地优质二模试题分项精品】一、选择题1.【2018河南郑州高三二模】已知(){}|0M f αα==, (){}|0N g ββ==,若存在,M N αβ∈∈,使得n αβ-<,则称函数()f x 与()g x 互为“n 度零点函数”.若()231x f x -=-与()2x g x x ae =-互为“1度零点函数”,则实数a 的取值范围为( ) A. 214(,e e ⎤⎥⎦ B. 214(, e e ⎤⎥⎦C. 242[, e e ⎫⎪⎭D. 3242[, e e ⎫⎪⎭ 【答案】B【点睛】要学会分析题中隐含的条件和信息,如本题先观察出f(x)的零点及单调性是解题的关键,进一步转化为函数()2xg x x ae =-在区间(1,3)上存在零点,再进行参变分离,应用导数解决。
2.【2018陕西咸阳高三一模】已知奇函数()f x 的导函数为()f x ',当0x ≠时, ()()0f x f x x+'>,若()11,a f b ef e e e ⎛⎫==- ⎪⎝⎭, ()1c f =,则,,a b c 的大小关系正确的是( ) A. a b c << B. b c a << C. c a b << D. a c b << 【答案】D【解析】 设()()h x xf x =,所以()()()h x f x xf x ='+',因为()y f x =是定义域上的奇函数,所以()h x 是定义在实数集上的偶函数,当0x >时, ()()()0h x f x xf x =+'>',此时()h x 为单调递增函数, 又由11e e <<-,所以()()()111f f ef e ef e e e ⎛⎫<<--=-- ⎪⎝⎭, 即a c b <<,故选D.点睛:本题主要考查了函数性质的基本应用问题,其中解答中利用题设条件,构造新函数()()h x xf x =,得出函数()h x 为单调递增函数和函数()h x 是定义在实数集上的偶函数是解答的关键,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力.3.【2018湖南衡阳高三二模】已知e 为自然对数的底数,设函数()21f ln 2x x ax b x =-+存在极大值点0x ,且对于a 的任意可能取值,恒有极大值()0f 0x <,则下列结论中正确的是( ) A. 存在0x b = ,使得()01f 2x e<-B. 存在0x b =,使得()20f x e >- C. b 的最大值为3e D. b 的最大值为22e 【答案】C分析得()f x 的极大值点为10x x =,()2222244422424a a b a a b a a b b ba a ba a b--+---==<=+-+-, (()0,x b f x ∴∈∴在()00,x 递增,在()02,x x 递减,当()0,x x f x =取得极大值()0f x ,又()200000'00bf x x a x b ax x =⇒-+=⇒+=,()()222000000011ln ln 22f x x ax b x x x b b x =-+=-++,即()20001ln 2f x x b b x =--+,令 ()()21ln ,0,2g x x b x b x b =-+-∈,原命题转化为()0g x <恒成立,()()22'000b x bg x x x b x b x x-+∴=-+=><<⇒<<, ()g x ∴在()0,b 上递增,()()()1ln2g x gb b b b b ∴<=-+- 1ln 02b b b b =-+-≤,3323ln 2bb b b e b e ∴≤⇒≤⇒≤,所以b 的最大值为3e , C 对、D 错,又0x b <,即不存在极大值点0x b =,排除,A B ,故选C.【方法点睛】本题主要考查利用导数判断函数的单调性以及函数的极值,属于难题.求函数()f x 极值的步骤:(1) 确定函数的定义域;(2) 求导数()f x ';(3) 解方程()0,f x '=求出函数定义域内的所有根;(4) 列表检查()f x '在()0f x '=的根0x 左右两侧值的符号,如果左正右负(左增右减),那么()f x 在0x 处取极大值,如果左负右正(左减右增),那么()f x 在0x 处取极小值. 4.【2018河南商丘高三二模】记函数,若曲线上存在点使得,则的取值范围是( )A. B.C. D.【答案】B点睛:利用函数零点的情况求参数值或取值范围的方法 (1)利用零点存在的判定定理构建不等式求解. (2)分离参数后转化为函数的值域(最值)问题求解.(3)转化为两熟悉的函数图象的上、下关系问题,从而构建不等式求解.5.【2018四川德阳高三二诊】已知函数,若,使得成立,则实数的取值范围是( ) A. B.C.D.【答案】A6.【2018重庆高三二诊】已知函数()ln f x x a =+, ()1g x ax b =++,若0x ∀>, ()()f x g x ≤,则ba的最小值是( ) A. 1e + B. 1e - C. 1e - D. 12e - 【答案】B【解析】 由题意()()0,x f x g x ∀>≤,即ln 1x a ax b +≤++,即ln 1x ax a b -+≤+, 设()ln h x x ax a =-+,则()1h x a x'=-, 若0a ≤时, ()10h x a x -'=>,函数()h x 单调递增,无最大值,不适合题意; 当0a >时,令()10h x a x -'==,解得1x a=,当10,x a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时, ()0h x '>,函数()h x 单调递增, 当1,x a ⎛⎫∈+∞⎪⎝⎭时, ()0h x '<,函数()h x 单调递减,所以()max 1ln 1h x h a a a ⎛⎫==-+-⎪⎝⎭,即ln 11a a b -+-≤+,即ln 20a a b -+--≤点睛:本题主要考查导数在函数中的应用,考查了转化与化归思想、逻辑推理能力与计算能力.导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、圆等知识联系; (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数; (3)利用导数求函数的最值(极值),解决函数的恒成立与有解问题.7.【2018甘肃兰州高三二模】已知()f x 是定义在R 上的可导函数,若在R 上()()3f x f x >'有恒成立,且()31(f e e =为自然对数的底数),则下列结论正确的是( ) A. ()01f = B. ()01f < C. ()62f e < D. ()62f e >【答案】C 【解析】设()()3xf xg x e =,则()()()()()()()333223333x x x xxe f x f x e f x e f x g x e e ⎡⎤-'-⎣⎦=''=.∵在R 上()()3f x f x >'有恒成立∴()0g x '<在R 上恒成立,即()g x 在R 上为减函数. ∴()()()()()0301001f f g f g ee==>=∵()31f e =∴()01f >,故A ,B 不正确. ∵()()()62211f g g e =<=∴()62f e < 故选C.点睛:利用导数解抽象函数不等式,实质是利用导数研究对应函数单调性,而对应函数需要构造. 构造辅助函数常根据导数法则进行:如()()f x f x '<构造()()xf xg x e =, ()()0f x f x '+<构造()()xg x e f x =,()()xf x f x '<构造()()f x g x x=, ()()0xf x f x +<'构造()()g x xf x =等8.【2018河北唐山高三二模】已知函数()f x 满足()()f x f x >',在下列不等关系中,一定成立的是( ) A. ()()12ef f > B. ()()12ef f < C. ()()12f ef > D. ()()12f ef < 【答案】A点睛:本题的关键在于通过()f x f >'(x )能得到()'()0xf x e<,得到()xf x R e是上的减函数,问题就迎刃而解.所以在这里,观察和联想的数学能力很重要.9.【2018吉林四平高三质检】若存在实常数k 和b ,使得函数()F x 和()G x 对其公共定义域上的任意实数x 都满足: ()F x kx b ≥+和()G x kx b ≤+恒成立,则称此直线y kx b =+为()F x 和()G x 的“隔离直线”,已知函数()()2f x xx R =∈, ()()()10,2ln g x x h x e x x=<=,有下列命题:①()()()F x f x g x =-在32x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭内单调递增;②()f x 和()g x 之间存在“隔离直线”,且b 的最小值为-4;③()f x 和()g x 之间存在“隔离直线”,且k 的取值范围是](40 -,; ④()f x 和()g x 之间存在唯一的“隔离直线”2y ex e =-. 其中真命题的个数有( )A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个 【答案】C2424,1664,40b k k b k k ≤-≤≤--≤≤,同理421664,b k b ≤≤-可得40b -≤≤,故②正确,③错误,④函数()f x 和()h x 的图象在x e =()f x 和()h x 的隔离直线,那么该直线过这个公共点,设隔离直线的斜率为k ,则隔离直线方程为(y e k x e -=,即y kx e e =-,由()()f x kx e e x R ≥-∈,可得20x kx e e -+≥,当x R ∈恒成立,则(20k e∆=-≤,只有k e =,此时直线方程为2y ex e =-,下面证明()2h x ex e ≤-,令()()2G x ex e h x =-- 22ln ex e e x =--, ()2'e x eG x x=,当x e =()'0G x =;当0x e << ()'0G x <;当x e >()'0G x >;当x e = ()'G x 取到极小值,极小值是0,也是最小值,()()20G x ex e h x ∴=--≥,则()2h x ex e ≤-, ∴函数()f x 和()h x 存在唯一的隔离直线y ex e =-,故④正确,真命题的个数有三个,故选C.【方法点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性与不等式恒成立问题、以及新定义问题,属于难题. 新定义题型的特点是:通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的.遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.本题定义“隔离直线”达到考查导数在研究函数性质的应用的目的. 10.【2018湖南郴州高三二诊】已知函数()212ln f x x x e e ⎛⎫=≤≤⎪⎝⎭, ()1g x mx =+,若()f x 与()g x 的图像上存在关于直线1y =对称的点,则实数m 的取值范围是( )A. 2,2e e ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B. 23,3e e -⎡⎤-⎣⎦C. 2,3e e -⎡⎤-⎣⎦D. 322,3e e -⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【答案】D若直线y=1﹣mx 经过点(1e,﹣2),则m=3e , 若直线y=1﹣mx 与y=2lnx 相切,设切点为(x ,y ).则1{2 2y mxy lnx m x===-﹣,解得3232{3 2x ey m e-===-.∴322e--≤m≤3e.故选:D .点睛:已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.11.【2018云南昆明高三质检二】已知函数()22ln xe f x k x kx x=+-,若2x =是函数()f x 的唯一极值点,则实数k 的取值范围是( )A. 2,4e ⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦ B. ,2e ⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦ C. (]0,2 D. [)2,+∞【答案】A【点睛】函数有唯一极值点x=2,即导函数只有唯一零点x=2,且在x=2两侧导号。
限时规范训练五 不等式及线性规划限时45分钟,实际用时分值80分,实际得分一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分) 1.设0<a <b <1,则下列不等式成立的是( ) A .a 3>b 3B.1a <1bC .a b >1D .lg(b -a )<a解析:选D.∵0<a <b <1,∴0<b -a <1-a ,∴lg(b -a )<0<a ,故选D. 2.已知a ,b 是正数,且a +b =1,则1a +4b( )A .有最小值8B .有最小值9C .有最大值8D .有最大值9解析:选B.因为1a +4b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +4b (a +b )=5+b a +4ab≥5+2b a ·4a b =9,当且仅当b a =4a b且a +b =1,即a =13,b =23时取“=”,所以1a +4b的最小值为9,故选B.3.对于任意实数a ,b ,c ,d ,有以下四个命题: ①若ac 2>bc 2,则a >b ;②若a >b ,c >d ,则a +c >b +d ; ③若a >b ,c >d ,则ac >bd ; ④若a >b ,则1a >1b.其中正确的有( ) A .1个 B .2个 C .3个D .4个解析:选B.①ac 2>bc 2,则c ≠0,则a >b ,①正确; ②由不等式的同向可加性可知②正确; ③需满足a 、b 、c 、d 均为正数才成立;④错误,如:令a =-1,b =-2,满足-1>-2,但1-1<1-2.故选B. 4.已知不等式ax 2-bx -1>0的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12<x <-13,则不等式x 2-bx -a ≥0的解集是( )A .{x |2<x <3}B .{x |x ≤2或x ≥3}C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪13<x <12 D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <13或x >12解析:选B.∵不等式ax 2-bx -1>0的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12<x <-13, ∴ax 2-bx -1=0的解是x 1=-12和x 2=-13,且a <0.∴⎩⎪⎨⎪⎧-12-13=ba ,⎝ ⎛⎭⎪⎫-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=-1a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-6,b =5.则不等式x 2-bx -a ≥0即为x 2-5x +6≥0,解得x ≤2或x ≥3. 5.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y ≥0,x +y -4≤0,y ≥12x 2,则z =y -x 的取值范围为( )A .[-2,2] B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,2C .[-1,2]D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1 解析:选B.作出可行域(图略),设直线l :y =x +z ,平移直线l ,易知当l 过直线3x -y =0与x +y -4=0的交点(1,3)时,z 取得最大值2;当l 与抛物线y =12x 2相切时,z 取得最小值,由⎩⎪⎨⎪⎧z =y -x ,y =12x 2,消去y 得x 2-2x -2z =0,由Δ=4+8z =0,得z =-12,故-12≤z ≤2,故选B.6.设等差数列{a n }的公差是d ,其前n 项和是S n ,若a 1=d =1,则S n +8a n的最小值是( ) A.92 B.72 C .22+12D .22-12解析:选A.∵a n =a 1+(n -1)d =n ,S n =n+n2, ∴S n +8a n=n+n2+8n=12⎝ ⎛⎭⎪⎫n +16n +1≥12⎝⎛⎭⎪⎫2n ·16n +1=92,当且仅当n =4时取等号.∴S n +8a n 的最小值是92,故选A.7.一条长为2的线段,它的三个视图分别是长为3,a ,b 的三条线段,则ab 的最大值为( ) A. 5 B. 6 C.52D .3解析:选C.如图,构造一个长方体,体对角线长为2,由题意知a 2+x 2=4,b 2+y 2=4,x2+y 2=3,则a 2+b 2=x 2+y 2+2=3+2=5,又5=a 2+b 2≥2ab ,所以ab ≤52,当且仅当a =b 时取等号,所以选C.8.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,4x +3y ≤12,则x +2y +3x +1的取值范围是( ) A .[1,5] B .[2,6] C .[3,11]D .[3,10]解析:选C.画出约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,4x +3y ≤12的可行域如图阴影部分所示,则x +2y +3x +1=x +1+2y +2x +1=1+2×y +1x +1,y +1x +1的几何意义为过点(x ,y )和(-1,-1)的直线的斜率.由可行域知y +1x +1的取值范围为k MA ≤y +1x +1≤k MB ,即y +1x +1∈[1,5],所以x +2y +3x +1的取值范围是[3,11].9.设x ,y 满足不等式⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2,x +y ≥1,x -y ≤1,若M =3x +y ,N =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x-72,则M -N 的最小值为( )A.12 B .-12C .1D .-1解析:选A.作出不等式组所表示的平面区域,如图中阴影部分所示,易求得A (-1,2),B (3,2),当直线3x +y -M =0经过点A (-1,2)时,目标函数M =3x +y 取得最小值-1.又由平面区域知-1≤x ≤3,所以函数N =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x-72在x =-1处取得最大值-32,由此可得M -N 的最小值为-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=12.10.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0,x +y ≤a表示的平面区域的形状是三角形,则a 的取值范围是( )A .a ≥43B .0<a ≤1C .1≤a ≤43D .0<a ≤1或a ≥43解析:选D.作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0表示的平面区域如图中阴影部分所示.其中直线x -y =0与直线2x +y =2的交点是⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23,而直线x +y =a 与x 轴的交点是(a,0).由图知,要使原不等式组表示的平面区域的形状为三角形,只需a ≥23+23或0<a ≤1,所以选D.11.已知不等式组⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -10≥0,x ≤4,y ≤3表示区域D ,过区域D 中任意一点P 作圆x 2+y 2=1的两条切线,切点分别为A 、B ,当∠APB 最大时,cos∠APB =( )A.32 B.12 C .-32D .-12解析:选B.画出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,易知当点P 到点O 距离最小时,∠APB 最大,此时|OP |=|3×0+4×0-10|32+42=2,又OA =1,故∠OPA =π6, ∴∠APB =π3,∴cos∠APB =12.12.已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,且0<f (-1)=f (-2)=f (-3)≤3,则( ) A .c ≤3 B .3<c ≤6 C .6<c ≤9D .c >9解析:选C.由0<f (-1)=f (-2)=f (-3)≤3,得0<-1+a -b +c =-8+4a -2b +c =-27+9a -3b +c ≤3,由-1+a -b +c =-8+4a -2b +c ,得3a -b -7=0,① 由-1+a -b +c =-27+9a -3b +c ,得 4a -b -13=0,②由①②,解得a =6,b =11,∴0<c -6≤3, 即6<c ≤9,故选C.二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.函数f (x )=1+log a x (a >0,且a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在直线mx +ny -2=0上,其中mn >0,则1m +1n的最小值为________.解析:因为log a 1=0,所以f (1)=1,故函数f (x )的图象恒过定点A (1,1). 由题意,点A 在直线mx +ny -2=0上,所以m +n -2=0,即m +n =2.而1m +1n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1n ×(m +n ) =12⎝⎛⎭⎪⎫2+n m +m n ,因为mn >0,所以nm >0,m n>0. 由均值不等式,可得n m +m n ≥2×n m ×mn=2(当且仅当m =n 时等号成立), 所以1m +1n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2+n m +m n ≥12×(2+2)=2,即1m +1n 的最小值为2.答案:214.设P (x ,y )是函数y =2x(x >0)图象上的点,则x +y 的最小值为________.解析:因为x >0,所以y >0,且xy =2.由基本不等式得x +y ≥2xy =22,当且仅当x =y 时等号成立.答案:2 215.若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,y ≥x ,3x +2y ≤15,则w =4x ·2y的最大值是________.解析:作出不等式组表示的可行域如图阴影部分所示.w =4x ·2y =22x +y,要求其最大值,只需求出2x +y =t 的最大值即可,由平移可知t =2x +y 在A (3,3)处取得最大值t =2×3+3=9,故w =4x·2y的最大值为29=512.答案:51216.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+x ,x ≤1,log 13x ,x >1,若对任意的x ∈R ,不等式f (x )≤m 2-34m 恒成立,则实数m 的取值范围为________.解析:由题意知,m 2-34m ≥f (x )max .当x >1时,f (x )=log 13x 是减函数,且f (x )<0;当x ≤1时,f (x )=-x 2+x ,其图象的对称轴方程是x =12,且开口向下,∴f (x )max =-14+12=14.∴m 2-34m ≥14,即4m 2-3m -1≥0,∴m ≤-14或m ≥1.答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-14∪[1,+∞)。
2018届高考数学(理)二轮专题复习专题二函数、不等式、
导数 1
5 限时规范训练七导数的综合应用限时45分钟,实际用时分值81分,实际得分
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.如果函数=f(x)的导函数的图象如图所示,给出下列判断
①函数=f(x)在区间-3,-12内单调递增;
②函数=f(x)在区间-12,3内单调递减;
③函数=f(x)在区间(4,5)内单调递增;
④当x=2时,函数=f(x)取极小值;
⑤当x=-12时,函数=f(x)取极大值.
则上述判断中正确的是( )
A.①② B.②③
c.③④⑤D.③
解析选D当x∈(-3,-2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,①错;当x∈-12,2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(2,3)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,②错;当x=2时,函数=f(x)取极大值,④错;当x=-12时,函数=f(x)无极值,⑤错.故选D
2.若函数f(x)=2x2-ln x在其定义域内的一个子区间(-1,+1)内不是单调函数,则实数的取值范围是( )
A.[1,+∞)B.[1,2)
c1,32D32,2
解析选cf′(x)=4x-1x= 2x-1 2x+1 x,
∵x>0,由f′(x)=0得x=12
∴令f′(x)>0,得x>12;令f′(x)<0,得0<x<12
由题意得-1≥0,-1<12<+1 1≤<32故c正确.
3.已知函数f(x)(x∈R)满足f′(x)>f(x),则( )。
- 让每一个人同等地提高自我第 21 练利用导数研究不等式问题训练目标(1) 利用导数办理与不等式有关的题型;(2) 解题步骤的规范训练.(1)利用导数证明不等式; (2) 利用导数解决不等式恒建立问题及存在性问题;训练题型(3)利用导数证明与数列有关的不等式.(1)结构与所证不等式有关的函数;(2) 利用导数求出函数的单一性或许最值再解题策略证明不等式; (3) 办理恒建立问题注意参变量分别.1.已知函数 f ( x)= x2-ax- a ln x( a∈R).(1) 若函数f ( x) 在x= 1 处获得极值,求 a 的值;x35x211(2)在 (1) 的条件下,求证:f ( x) ≥-3+2- 4x+6 .2.(2016 ·烟台模拟 ) 已知函数f (x) =x2-ax, () = lnx, (x) =() + (x) .g x h f x g(1)若函数 y= h( x)的单一减区间是1, 1 ,务实数a的值;2(2)若f (x) ≥ () 关于定义域内的随意x恒建立,务实数a的取值范围.g x3.(2016 ·山西四校联考) 已知f ( x) =ln x-x+a+ 1.(1) 若存在x∈ (0 ,+∞ ) ,使得 f ( x)≥0建立,求 a 的取值范围;- 让每一个人同等地提高自我(2) 求 :在 (1) 的条件下,当 >1,12+ax- > lnx+1建立.x2xa x 214. 已知函数 f ( x ) = (2 - a )ln x + x + 2ax .(1) 当 a <0 , f ( x ) 的 性;(2) 若 随意的a ∈ ( - 3,- 2) , x 1, x 2∈ [1,3] ,恒有 ( m + ln 3) a - 2ln 3>| f ( x 1) - f ( x 2)| 成立,求 数m 的取 范 .5.(2017 ·福州) 函数 f ( x ) = e x - ax - 1.(1) 当 a >0 , 函数 f ( x ) 的最小 g ( a ) ,求 : g ( a ) ≤0;(2) 求 : 随意的正整数,都有 1n + 1n +1n +1+⋯+n n + 1n + 1) n + 1 + 2+ 3<(.n2- 让每一个人同等地提高自我答案精析a1. (1) 解f ′(x ) =2x - a -x ,由题意可得 f ′(1) = 0,解得 a = 1. 经查验, a =1 时 f ( x ) 在 x = 1 处获得极值,因此 =1.a(2) 证明由 (1) 知, f ( x ) = x 2-x - ln x ,x 3 5 x 2 11令 g ( x ) = f ( x ) - - 3 + 2 - 4x + 6x 33x 211= 3- 2 + 3x -ln x - 6 ,由 ′()=x2x1 x 3- 1x- 1) ( x - 1) 3x >0) ,可知 ( x ) 在 (0,1) 上是减函数,- 3 +3- =- 3( =(gxxxxg在(1 ,+∞ ) 上是增函数,因此 g ( x ) ≥g (1)x35x211= 0,因此 f ( x ) ≥-+- 4x +建立.3262.解 (1) 由题意可知, h ( x ) = x 2- ax +ln x ( x >0) ,由 h ′(x ) = 2x 2- ax + 1x( x >0) ,若 h ( x ) 的单一减区间是1, 1 ,2由 ′(1) =h ′ 1= 0,解得a = 3,h2而当 a = 3 时, h ′(x ) = 2x 2- 3x + 1=(2 x - 1)( x - 1)( x >0) .xx由 h ′(x )<0 ,解得 x ∈1, 1 ,21即 h ( x ) 的单一减区间是 2, 1 ,∴a = 3.(2) 由题意知 x 2- ax ≥ln x ( x >0) ,∴a ≤ x -ln x x( x >0) .ln x令 φ( x ) =x - x ( x >0) ,x 2+ ln x -1则 φ′(x ) =x 2,∵y = x 2+ ln x - 1 在 (0 ,+∞ ) 上是增函数,且 x = 1 时, y =0.∴当x ∈ (0,1) 时, φ′( )<0 ;x当 x ∈ (1 ,+∞ ) 时, φ′(x )>0 ,- 让每一个人同等地提高自我即 φ( x ) 在(0,1) 上是减函数,在 (1 ,+∞ ) 上是增函数, ∴φ ( x ) min = φ (1) = 1,故 a ≤1.即实数 a 的取值范围为 ( -∞, 1] .3. (1) 解原题即为存在 x >0,使得 ln x -x + a +1≥0,∴a ≥- ln x + x - 1,令 g ( x ) =- ln x + x - 1,1 x - 1则 g ′(x ) =- x + 1= x . 令 g ′(x ) = 0,解得 x = 1.∵当 0<x <1 时, g ′(x )<0 , g ( x ) 为减函数,当 x >1 时, g ′(x )>0 , g ( x ) 为增函数, ∴g ( x ) min = g (1) = 0, a ≥ g (1) = 0.故 a 的取值范围是 [0 ,+∞ ) .1 21(2) 证明原不等式可化为 2x +ax - x ln x - a -2>0( x >1, a ≥0).令 G ( x ) =1x 2+ ax - x ln x - a - 1,则 G (1) = 0.22由(1) 可知 x - ln x -1>0,则 G ′ ( x ) = x + a - ln x -1≥ x - ln x - 1>0, ∴G ( x ) 在 (1 ,+∞ ) 上单一递加,∴G ( x )> G (1) = 0 建立,121∴ 2x + ax - x ln x - a -2>0 建立,1 2 ax- > ln x1即 + + 建立.2xa x 24.解(1) 求导可得 f ′(x ) =2- a - 12 +2a = (2 x -1)( 2 ax +1) ,xx x11令 f ′(x ) = 0,得 x 1=2, x 2=- a ,当 =- 2时,f ′( ) ≤0,函数f ( x ) 在定义域 (0 ,+∞ ) 内单一递减;ax1111当- 2<a <0 时,在区间 (0 , 2) , ( -a ,+∞ ) 上 f ′(x )<0 ,f ( x ) 单一递减,在区间 ( 2,- a ) 上 ′( )>0 , f ( x ) 单一递加;fx- 让每一个人同等地提高自我当 <- 2 ,在区 (0 ,-1) ,(1,+∞ ) 上′( )<0 ,( x) 减,在区( -1,1) 上aa2fxfa 2f ′(x )>0 ,f ( x ) 增.(2) 由 (1) 知当 a ∈ ( - 3,- 2) ,函数f ( x ) 在区 [1,3] 上 减,1 因此当 x ∈[1,3] , f ( x ) max = f (1) = 1+ 2a ,f ( x ) min = f (3) = (2 - a )ln 3+ +6a .3等价于: 随意的a ∈( - 3,- 2) ,恒有 (+ln 3)a -2ln 3>1 + 2 -(2-)ln 3 - 1-maa326a 建立,即 am >3- 4a ,2因 a <0,因此 m <3a - 4, 因 a ∈ ( - 3,- 2) ,2因此只要 m ≤(- 4) min ,3a13因此 数 m 的取 范 ( -∞,- 3 ] .5. 明x- a 可得,函数 f ( x ) 在 ( -∞, ln a ) 上 减,(1) 由 a >0 及 f ′(x ) = e 在(ln a ,+∞ ) 上 增,故函数f ( ) 的最小 ( ) = (ln a ) = e ln a - ln - 1= - ln - 1,′( ) =- ln a ,x g a fa aa a a g a故当 a ∈ (0,1) , g ′(a )>0 ;当 a ∈ (1 ,+∞ ) , g ′(a )<0 ,进而可知 g ( a ) 在 (0,1) 上 增,在(1 ,+∞ ) 上 减,且g (1) = 0,故 g ( a ) ≤0.(2) 由 (1) 可知,当 a = 1 , 有 f ( x ) = e x - x -1≥0,当且 当 x = 0 等号建立,即当x >0 , 有 e x >x + 1.n +1x n +1( n + 1) x于是,可得 ( x + 1)<(e ) = e.1n1n + 1- n令 x + 1=n + 1,即 x =- n + 1,可得 n + 1<e ;2 n - 1 2 n + 1- ( n -1)令 x + 1=n + 1,即 x =- n + 1,可得 n + 1 <e ;令 x + 1=3,即 x =- n - 2,可得 3 n + 1<e - ( n -2) ;n + 1n + 1 n + 1⋯令 x + 1=n,即 x =-1,可得n n + 1<e - 1.n + 1n + 1n + 1以上各式乞降可得:- 让每一个人同等地提高自我1 n +12n +13 n + 1 nn + 1 - n -( n - 1) - ( n - 2) - 1n + 1+n + 1+n + 1+⋯+ n + 1<e + e+e+⋯+ ee - n (1 -e n ) e - n - 1 1- e - n 1 <1.= = = <1- e1- e e -1 e - 1故 随意的正整数n ,都有 1n +1+ 2n +1+ 3n +1+⋯+ n n +1<( n +1) n +1.。
第1讲函数图象与性质高考定位 1.以基本初等函数为载体,考查函数的定义域、最值、奇偶性、单调性和周期性;2。
利用函数的图象研究函数性质,能用函数的图象性质解决简单问题;3。
函数与方程思想、数形结合思想是高考的重要思想方法。
真题感悟1.(2017·全国Ⅲ卷)函数y=1+x+sin xx2的部分图象大致为( )解析法一易知g(x)=x+错误!为奇函数,其图象关于原点对称。
所以y=1+x+错误!的图象只需把g(x)的图象向上平移一个单位长度,选项D满足.法二当x=1时,f(1)=1+1+sin 1=2+sin 1〉2,排除A,C。
又当x→+∞时,y→+∞,B项不满足,D满足.答案D2。
(2017·山东卷)设f(x)=错误!若f(a)=f(a+1),则f错误!=() A。
2 B。
4C。
6 D.8解析由已知得a>0,∴a+1>1,∵f(a)=f(a+1),∴错误!=2(a+1-1),解得a=错误!,∴f错误!=f(4)=2(4-1)=6。
答案C3.(2017·全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=ln x+ln(2-x),则()A.f(x)在(0,2)上单调递增B.f(x)在(0,2)上单调递减C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称解析由题意知,f(x)=ln x+ln(2-x)的定义域为(0,2),f(x)=ln[x(2-x)]=ln[-(x-1)2+1],由复合函数的单调性知,函数f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,所以排除A,B;又f(2-x)=ln(2-x)+ln x=f(x),所以f(x)的图象关于直线x=1对称,C正确,D错误.答案C4。
(2016·全国Ⅱ卷)已知函数f(x)(x∈R)满足f(x)=f(2-x),若函数y=|x2-2x-3|与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(x m,y m),则错误!i=( )A。
1.已知函数f (x )=x 2-ax -a ln x (a ∈R ).
(1)若函数f (x )在x =1处取得极值,求a 的值;
(2)在(1)的条件下,求证:f (x )≥-x 33+5x 2
2-4x +116
.
2.(2016·烟台模拟)已知函数f (x )=x 2-ax ,g (x )=ln x ,h (x )=f (x )+g (x ). (1)若函数y =h (x )的单调减区间是⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1,求实数a 的值; (2)若f (x )≥g (x )对于定义域内的任意x 恒成立,求实数a 的取值范围.
3.(2016·山西四校联考)已知f (x )=ln x -x +a +1.
(1)若存在x ∈(0,+∞),使得f (x )≥0成立,求a 的取值范围;
(2)求证:在(1)的条件下,当x >1时,12x 2+ax -a >x ln x +12
成立.
4.已知函数f (x )=(2-a )ln x +1x
+2ax . (1)当a <0时,讨论f (x )的单调性;
(2)若对任意的a ∈(-3,-2),x 1,x 2∈[1,3],恒有(m +ln 3)a -2ln 3>|f (x 1)-f (x 2)|成立,求实数m 的取值范围.
5.(2017·福州质检)设函数f (x )=e x -ax -1.
(1)当a >0时,设函数f (x )的最小值为g (a ),求证:g (a )≤0;
(2)求证:对任意的正整数n ,都有1
n +1+2n +1+3n +1+…+n n +1<(n +1)n +1.
答案精析
1.(1)解 f ′(x )=2x -a -a x ,由题意可得f ′(1)=0,解得a =1.经检验,a =1时f (x )在x =1处取得极值,所以a =1.
(2)证明 由(1)知,f (x )=x 2-x -ln x ,
令g (x )=f (x )-⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 33+5x 22
-4x +116 =x 33-3x 22+3x -ln x -116
, 由g ′(x )=x 2-3x +3-1x =x 3-1x -3(x -1)=(x -1)3x
(x >0),可知g (x )在(0,1)上是减函数, 在(1,+∞)上是增函数,所以g (x )≥g (1)=0,所以f (x )≥-x 33+5x 22-4x +116
成立. 2.解 (1)由题意可知,h (x )=x 2-ax +ln x (x >0),
由h ′(x )=2x 2-ax +1x
(x >0), 若h (x )的单调减区间是⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1, 由h ′(1)=h ′⎝ ⎛⎭
⎪⎫12=0,解得a =3, 而当a =3时,h ′(x )=2x 2
-3x +1x =(2x -1)(x -1)x
(x >0). 由h ′(x )<0,解得x ∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1, 即h (x )的单调减区间是⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1, ∴a =3.
(2)由题意知x 2-ax ≥ln x (x >0),
∴a ≤x -ln x x
(x >0). 令φ(x )=x -ln x x
(x >0), 则φ′(x )=x 2+ln x -1x 2
, ∵y =x 2+ln x -1在(0,+∞)上是增函数,且x =1时,y =0.
∴当x ∈(0,1)时,φ′(x )<0;
当x ∈(1,+∞)时,φ′(x )>0,
即φ(x )在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数,
∴φ(x )min =φ(1)=1,故a ≤1.
即实数a 的取值范围为(-∞,1].
3.(1)解 原题即为存在x >0,
使得ln x -x +a +1≥0,
∴a ≥-ln x +x -1,
令g (x )=-ln x +x -1,
则g ′(x )=-1x +1=x -1x
. 令g ′(x )=0,解得x =1.
∵当0<x <1时,g ′(x )<0,g (x )为减函数,
当x >1时,g ′(x )>0,g (x )为增函数,
∴g (x )min =g (1)=0,a ≥g (1)=0.
故a 的取值范围是[0,+∞).
(2)证明 原不等式可化为12x 2+ax -x ln x -a -12
>0(x >1,a ≥0). 令G (x )=12x 2+ax -x ln x -a -12
,则G (1)=0. 由(1)可知x -ln x -1>0,
则G ′(x )=x +a -ln x -1≥x -ln x -1>0,
∴G (x )在(1,+∞)上单调递增,
∴G (x )>G (1)=0成立,
∴12x 2+ax -x ln x -a -12
>0成立, 即12x 2+ax -a >x ln x +12
成立. 4.解 (1)求导可得f ′(x )=2-a x -1x 2+2a =(2x -1)(ax +1)x 2, 令f ′(x )=0,得x 1=12,x 2=-1a
, 当a =-2时,f ′(x )≤0,函数f (x )在定义域(0,+∞)内单调递减;
当-2<a <0时,在区间(0,12),(-1a ,+∞)上f ′(x )<0,f (x )单调递减,在区间(12,-1a
)上f ′(x )>0,f (x )单调递增;
当a <-2时,在区间(0,-1a ),(12,+∞)上f ′(x )<0,f (x )单调递减,在区间(-1a ,12
)上f ′(x )>0,f (x )单调递增.
(2)由(1)知当a ∈(-3,-2)时,函数f (x )在区间[1,3]上单调递减,
所以当x ∈[1,3]时,f (x )max =f (1)=1+2a ,f (x )min =f (3)=(2-a )ln 3+13
+6a . 问题等价于:对任意的a ∈(-3,-2),恒有(m +ln 3)a -2ln 3>1+2a -(2-a )ln 3-13
-6a 成立,即am >23
-4a , 因为a <0,所以m <23a
-4, 因为a ∈(-3,-2),
所以只需m ≤(23a
-4)min , 所以实数m 的取值范围为(-∞,-133
]. 5.证明 (1)由a >0及f ′(x )=e x -a 可得,函数f (x )在(-∞,ln a )上单调递减, 在(ln a ,+∞)上单调递增,
故函数f (x )的最小值为g (a )=f (ln a )=e ln a -a ln a -1=a -a ln a -1,则g ′(a )=-ln a , 故当a ∈(0,1)时,g ′(a )>0;
当a ∈(1,+∞)时,g ′(a )<0,
从而可知g (a )在(0,1)上单调递增,
在(1,+∞)上单调递减,且g (1)=0,故g (a )≤0.
(2)由(1)可知,当a =1时,总有f (x )=e x -x -1≥0,
当且仅当x =0时等号成立,即当x >0时,总有e x >x +1.
于是,可得(x +1)
n +1<(e x )n +1=e (n +1)x . 令x +1=
1n +1,即x =-n n +1,可得⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1n +1<e -n ; 令x +1=
2n +1,即x =-n -1n +1,可得⎝ ⎛⎭⎪⎫2n +1n +1<e -(n -1); 令x +1=
3n +1,即x =-n -2n +1,可得⎝ ⎛⎭⎪⎫3n +1n +1<e -(n -2); …
令x +1=n
n +1,即x =-1n +1,可得⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n +1<e -1. 对以上各式求和可得:
⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1n +1+⎝ ⎛⎭⎪⎫2n +1n +1+⎝ ⎛⎭⎪⎫3n +1n +1+…+⎝ ⎛⎭
⎪⎫n n +1n +1<e -n +e -(n -1)+e -(n -2)+…+e -1 =e -n (1-e n )1-e =e -n -11-e =1-e -n e -1<1e -1
<1. 故对任意的正整数n ,都有1
n +1+2n +1+3n +1+…+n n +1<(n +1)n +1.。