高考數(shù)學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)與策略 第1部分 專題6 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 突破點(diǎn)18 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用(酌情自選)教師用書 理-人教版高三數(shù)學(xué)試題
《高考數(shù)學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)與策略 第1部分 專題6 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 突破點(diǎn)18 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用(酌情自選)教師用書 理-人教版高三數(shù)學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)與策略 第1部分 專題6 函數(shù)與導(dǎo)數(shù) 突破點(diǎn)18 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用(酌情自選)教師用書 理-人教版高三數(shù)學(xué)試題(21頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、突破點(diǎn)18 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用(酌情自選) (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第167頁) 提煉1 導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性 (1)函數(shù)單調(diào)性的判定方法 在某個(gè)區(qū)間(a,b)內(nèi),如果f′(x)>0,那么函數(shù)y=f(x)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;如果f′(x)<0,那么函數(shù)y=f(x)在此區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減. (2)常數(shù)函數(shù)的判定方法 如果在某個(gè)區(qū)間(a,b)內(nèi),恒有f′(x)=0,那么函數(shù)y=f(x)是常數(shù)函數(shù),在此區(qū)間內(nèi)不具有單調(diào)性. (3)已知函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)的取值范圍 設(shè)可導(dǎo)函數(shù)f(x)在某個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增(或遞減),則可以得出函數(shù)f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)f′(x)≥0(或f′(x)≤0),從而轉(zhuǎn)化為恒成立
2、問題來解決(注意等號(hào)成立的檢驗(yàn)). 提煉2 函數(shù)極值的判別注意點(diǎn) (1)可導(dǎo)函數(shù)極值點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)為0,但導(dǎo)數(shù)為0的點(diǎn)不一定是極值點(diǎn),如函數(shù)f(x)=x3,當(dāng)x=0時(shí)就不是極值點(diǎn),但f′(0)=0. (2)極值點(diǎn)不是一個(gè)點(diǎn),而是一個(gè)數(shù)x0,當(dāng)x=x0時(shí),函數(shù)取得極值.在x0處有f′(x0)=0是函數(shù)f(x)在x0處取得極值的必要不充分條件. (3)函數(shù)f(x)在一閉區(qū)間上的最大值是此函數(shù)在此區(qū)間上的極大值與其端點(diǎn)函數(shù)值中的最大值,函數(shù)f(x)在一閉區(qū)間上的最小值是此函數(shù)在此區(qū)間上的極小值與其端點(diǎn)函數(shù)值中的最小值. 提煉3 函數(shù)最值的判別方法 (1)求函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上最
3、值的關(guān)鍵是求出f′(x)=0的根的函數(shù)值,再與f(a),f(b)作比較,其中最大的一個(gè)是最大值,最小的一個(gè)是最小值. (2)求函數(shù)f(x)在非閉區(qū)間上的最值,只需利用導(dǎo)數(shù)法判斷函數(shù)f(x)的單調(diào)性,即可得結(jié)論. 回訪1 導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性 1.(2016·全國乙卷)若函數(shù)f(x)=x-sin 2x+asin x在(-∞,+∞)單調(diào)遞增,則a的取值范圍是( ) A.[-1,1] B. C. D. C [取a=-1,則f(x)=x-sin 2x-sin x,f′(x)=1-cos 2x-cos x,但f′(0)=1--1=-<0,不具備在(-∞,+∞)單調(diào)遞增的條件,故排除A,B
4、,D.故選C.] 2.(2015·全國卷Ⅱ)設(shè)函數(shù)f′(x)是奇函數(shù)f(x)(x∈R)的導(dǎo)函數(shù),f(-1)=0,當(dāng)x>0時(shí),xf′(x)-f(x)<0,則使得f(x)>0成立的x的取值范圍是( ) A.(-∞,-1)∪(0,1) B.(-1,0)∪(1,+∞) C.(-∞,-1)∪(-1,0) D.(0,1)∪(1,+∞) A [設(shè)y=g(x)=(x≠0),則g′(x)=,當(dāng)x>0時(shí),xf′(x)-f(x)<0, ∴g′(x)<0,∴g(x)在(0,+∞)上為減函數(shù),且g(1)=f(1)=-f(-1)=0. ∵f(x)為奇函數(shù),∴g(x)為偶函數(shù), ∴g(x)的圖象的示意圖
5、如圖所示.
當(dāng)x>0,g(x)>0時(shí),f(x)>0,0
6、f′(x)<0; x∈時(shí),f′(x)>0,注意f(0)=1,f=>0,則f(x)的大致圖象如圖(1)所示. (1) 不符合題意,排除A、C. 當(dāng)a=-時(shí),f′(x)=-4x2-6x=-2x(2x+3),則當(dāng)x∈時(shí),f′(x)<0,x∈時(shí),f′(x)>0,x∈(0,+∞)時(shí),f′(x)<0,注意f(0)=1,f=-,則f(x)的大致圖象如圖(2)所示. (2) 不符合題意,排除D.] 4.(2016·北京高考)設(shè)函數(shù)f(x)= (1)若a=0,則f(x)的最大值為________; (2)若f(x)無最大值,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________. 2 a<-1 [由當(dāng)
7、x≤a時(shí),f′(x)=3x2-3=0,得x=±1. 如圖是函數(shù)y=x3-3x與y=-2x在沒有限制條件時(shí)的圖象. (1)若a=0,則f(x)max=f(-1)=2. (2)當(dāng)a≥-1時(shí),f(x)有最大值; 當(dāng)a<-1時(shí),y=-2x在x>a時(shí)無最大值,且-2a>(x3-3x)max,所以a<-1.] (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第167頁) 熱點(diǎn)題型1 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性問題 題型分析:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性問題常在解答題的第(1)問中呈現(xiàn),有一定的區(qū)分度,此類題涉及函數(shù)的極值點(diǎn)、利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性、不等式的恒成立等. (2016·煙臺(tái)二模)已知函數(shù)f(x)=aln(
8、x+1)-b(x+1)2圖象上點(diǎn)P(1,f(1))處的切線方程為y=-3x+2ln 2-1. (1)求a,b的值,并判斷f(x)的單調(diào)性; (2)若方程f(x)-t=0在內(nèi)有兩個(gè)不等實(shí)數(shù)根,求實(shí)數(shù)t的取值范圍(其中e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),e=2.718 28…); (3)設(shè)g(x)=-2x2+x+m-1,若對(duì)任意的x∈(-1,2),f(x)≤g(x)恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍. [解] (1)由題意可知,x∈(-1,+∞), f′(x)=-2b(x+1),f′(1)=-4b,f(1)=aln 2-4b, 可得,-4b=-3,aln 2-4b=2ln 2-4,解得a=2,b=1.3分
9、此時(shí)f′(x)=-2(x+1)=, 因?yàn)閤∈(-1,+∞),當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增, 當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減.5分 (2)依題意,t=2ln(x+1)-(x+1)2,由(1)可知, 當(dāng)x∈,f(x)單調(diào)遞增,當(dāng)x∈(0,e-1),f(x)單調(diào)遞減,6分 而f(0)=-1,f=-2-,f(e-1)=2-e2, 因?yàn)椋?--(2-e2)=e2-4->0,8分 所以f>f(e-1),要使方程f(x)-t=0在內(nèi)有兩個(gè)不等實(shí)數(shù)根, 只需-2-≤t<-1,所以-2-≤t<-1.10分 (3)由f(x)≤g(x)可得,2ln
10、(x+1)-(x+1)2≤-2x2+x+m-1, 即2ln(x+1)+x2-3x≤m在x∈(-1,2)上恒成立, 令h(x)=2ln(x+1)+x2-3x,11分 h′(x)=+2x-3==, 當(dāng)x∈時(shí),h′(x)>0,單調(diào)遞增,x∈,h′(x)<0,單調(diào)遞減, x∈(1,2)時(shí),h′(x)>0,單調(diào)遞增,又h=-2ln 2,h(2)=2ln 3-2,13分 又h-h(huán)(2)=-2ln 6>0, 所以hmax(x)=h=-2ln 2,所以m≥-2ln 2.14分 根據(jù)函數(shù)y=f(x)在(a,b)上的單調(diào)性,求參數(shù)范圍的方法: (1)若函數(shù)y=f(x)在(a,b)上單調(diào)遞增,
11、轉(zhuǎn)化為f′(x)≥0在(a,b)上恒成立求解. (2)若函數(shù)y=f(x)在(a,b)上單調(diào)遞減,轉(zhuǎn)化為f′(x)≤0在(a,b)上恒成立求解. (3)若函數(shù)y=f(x)在(a,b)上單調(diào),轉(zhuǎn)化為f′(x)在(a,b)上不變號(hào)即f′(x)在(a,b)上恒正或恒負(fù). (4)若函數(shù)y=f(x)在(a,b)上不單調(diào),轉(zhuǎn)化為f′(x)在(a,b)上變號(hào). [變式訓(xùn)練1] (2016·重慶模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=(a∈R). 【導(dǎo)學(xué)號(hào):67722067】 (1)若f(x)在x=0處取得極值,確定a的值,并求此時(shí)曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程; (2)若f(x)在[3,+∞)
12、上為減函數(shù),求a的取值范圍. [解] (1)對(duì)f(x)求導(dǎo)得 f′(x)= =.2分 因?yàn)閒(x)在x=0處取得極值,所以f′(0)=0,即a=0. 當(dāng)a=0時(shí),f(x)=,f′(x)=,故f(1)=,f′(1)=,從而f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程為y-=(x-1),化簡得3x-ey=0.6分 (2)由(1)知f′(x)=. 令g(x)=-3x2+(6-a)x+a, 由g(x)=0,解得x1=, x2=.8分 當(dāng)x<x1時(shí),g(x)<0,即f′(x)<0, 故f(x)為減函數(shù); 當(dāng)x1<x<x2時(shí),g(x)>0,即f′(x)>0, 故f(x)為增函數(shù);
13、當(dāng)x>x2時(shí),g(x)<0,即f′(x)<0, 故f(x)為減函數(shù). 由f(x)在[3,+∞)上為減函數(shù),知x2=≤3,解得a≥-, 故a的取值范圍為.12分 熱點(diǎn)題型2 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值、最值問題 題型分析:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值、最值是高考重點(diǎn)考查內(nèi)容,主要以解答題的形式考查,難度較大. (2016·山東高考)設(shè)f(x)=xln x-ax2+(2a-1)x,a∈R. (1)令g(x)=f′(x),求g(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)已知f(x)在x=1處取得極大值,求實(shí)數(shù)a的取值范圍. [解] (1)由f′(x)=ln x-2ax+2a,1分 可得g(x)=ln x-
14、2ax+2a,x∈(0,+∞). 所以g′(x)=-2a=.2分 當(dāng)a≤0,x∈(0,+∞)時(shí),g′(x)>0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞增;3分 當(dāng)a>0,x∈時(shí),g′(x)>0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞增, x∈時(shí),函數(shù)g(x)單調(diào)遞減.5分 所以當(dāng)a≤0時(shí),g(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,+∞); 當(dāng)a>0時(shí),g(x)的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.6分 (2)由(1)知,f′(1)=0. ①當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)單調(diào)遞增, 所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減; 當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增. 所以f(x)在x=1處取得極小值,不合題意.
16、13分 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)極值、最值的方法 1.若求極值,則先求方程f′(x)=0的根,再檢查f′(x)在方程根的左右函數(shù)值的符號(hào). 2.若已知極值大小或存在情況,則轉(zhuǎn)化為已知方程f′(x)=0根的大小或存在情況來求解. 3.求函數(shù)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上的最值時(shí),在得到極值的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)間端點(diǎn)的函數(shù)值f(a),f(b)與f(x)的各極值進(jìn)行比較得到函數(shù)的最值. [變式訓(xùn)練2] (2016·全國丙卷)設(shè)函數(shù)f(x)=αcos 2x+(α-1)·(cos x+1),其中α>0,記|f(x)|的最大值為A. (1)求f′(x); (2)求A; (3)證明|f′(x)|≤2A
17、. [解] (1)f′(x)=-2αsin 2x-(α-1)sin x.2分 (2)當(dāng)α≥1時(shí),|f(x)|=|αcos 2x+(α-1)(cos x+1)|≤α+2(α-1)=3α-2=f(0).故A=3α-2. 當(dāng)0<α<1時(shí),將f(x)變形為 f(x)=2αcos2x+(α-1)cos x-1. 令g(t)=2at2+(α-1)t-1, 則A是|g(t)|在[-1,1]上的最大值, g(-1)=α,g(1)=3α-2, 且當(dāng)t=時(shí),g(t)取得極小值, 極小值為g=--1=-. 令-1<<1,解得α>.6分 ①當(dāng)0<α≤時(shí),g(t)在(-1,1)內(nèi)無極值點(diǎn),|g(-
18、1)|=α,|g(1)|=2-3α,|g(-1)|<|g(1)|, 所以A=2-3α. ②當(dāng)<α<1時(shí),由g(-1)-g(1)=2(1-α)>0, 知g(-1)>g(1)>g. 又-|g(-1)|=>0, 所以A==. 綜上,A=8分 (3)證明:由(1)得|f′(x)|=|-2αsin 2x-(α-1)sin x|≤2α+|α-1|. 當(dāng)0<α≤時(shí),|f′(x)|≤1+α≤2-4α<2(2-3α)=2A. 當(dāng)<α<1時(shí),A=++≥1, 所以|f′(x)|≤1+α<2A. 當(dāng)α≥1時(shí),|f′(x)|≤3α-1≤6α-4=2A. 所以|f′(x)|≤2A.12分 熱點(diǎn)題
19、型3 利用導(dǎo)數(shù)解決不等式問題 題型分析:此類問題以函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式相交匯為命題點(diǎn),實(shí)現(xiàn)函數(shù)與導(dǎo)數(shù)、不等式及求最值的相互轉(zhuǎn)化,達(dá)成了綜合考查考生解題能力的目的. 設(shè)函數(shù)f(x)=x2+ln(x+1). (1)求證:當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),f(x)>x恒成立; (2)求證:++…+<ln 2 016; (3)求證:<n(1-cos 1+ln 2). [證明] (1)設(shè)g(x)=x-f(x)=x-x2-ln(x+1), 則g′(x)=1-2x-=. 當(dāng)x>0時(shí),g′(x)<0, 所以g(x)在(0,+∞)上遞減, 所以g(x)<g(0)=0,即x<f(x)恒成立.4分 (2)
20、由(1)知,x>0時(shí),x-x2<ln(x+1), 令x=(n∈N*), 得-<ln , 所以<, 即++…+<ln 2 016.7分 (3)因?yàn)閥=sin x在[0,1]上單調(diào)遞增, 所以sin =n <nsin xdx=n(-cos x)|=n(1-cos 1). 又y=在[0,1]上單調(diào)遞減,9分 所以 =++…+ =n <ndx =nln(1+x)| =nln 2.11分 所以<n(1-cos 1+ln 2).12分 1.利用導(dǎo)數(shù)證明不等式的基本步驟 (1)作差或變形. (2)構(gòu)造新的函數(shù)h(x). (3)利用導(dǎo)數(shù)研究h(x)的單調(diào)性或最值.
21、
(4)根據(jù)單調(diào)性及最值,得到所證不等式.
特別地:當(dāng)作差或變形構(gòu)造的新函數(shù)不能利用導(dǎo)數(shù)求解時(shí),一般轉(zhuǎn)化為分別求左、右兩端兩個(gè)函數(shù)的最值問題.
2.構(gòu)造輔助函數(shù)的四種方法
(1)移項(xiàng)法:證明不等式f(x)>g(x)(f(x)
22、f(x,x2)(或f(x1,x)). (4)放縮法:若所構(gòu)造函數(shù)最值不易求解,可將所證明不等式進(jìn)行放縮,再重新構(gòu)造函數(shù). [變式訓(xùn)練3] (名師押題)已知函數(shù)f(x)=ln x-mx+m,m∈R. (1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)若f(x)≤0在x∈(0,+∞)上恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍; (3)在(2)的條件下,任意的0<a<b,求證:<. [解] (1)f′(x)=-m=(x∈(0,+∞)). 當(dāng)m≤0時(shí),f′(x)>0恒成立,則函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增; 當(dāng)m>0時(shí),由f′(x)=-m=>0, 則x∈,則f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.4分
23、(2)由(1)得:當(dāng)m≤0時(shí)顯然不成立; 當(dāng)m>0時(shí),f(x)max=f=ln-1+m=m-ln m-1, 只需m-ln m-1≤0,即令g(x)=x-ln x-1,則g′(x)=1-, 函數(shù)g(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(x)min=g(1)=0. 則若f(x)≤0在x∈(0,+∞)上恒成立,m=1.8分 (3)證明:==-1=·-1, 由0<a<b得>1, 由(2)得:ln≤-1,則·-1≤-1==<, 則原不等式<成立.12分 專題限時(shí)集訓(xùn)(十八) 導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用 [A組 高考達(dá)標(biāo)] 一、選擇題 1.(2016·四川高考)已知a為函數(shù)
24、f(x)=x3-12x的極小值點(diǎn),則a=( )
A.-4 B.-2
C.4 D.2
D [由題意得f′(x)=3x2-12,令f′(x)=0得x=±2,∴當(dāng)x<-2或x>2時(shí),f′(x)>0;當(dāng)-2 25、015)<f(2 016)
C.ef(2 015)=f(2 016)
D.ef(2 015)與f(2 016)大小不能確定
A [令g(x)=,則g′(x)==,因?yàn)閒(x)-f′(x)>0,所以g′(x)<0,所以函數(shù)g(x)在R上單調(diào)遞減,所以g(2 015)>g(2 016),即>,所以ef(2 015)>f(2 016),故選A.]
3.(2016·安慶模擬)已知函數(shù)f(x)=-k,若x=2是函數(shù)f(x)的唯一一個(gè)極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍為( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):67722068】
A.(-∞,e] B.[0,e]
C.(-∞,e) D.[0,e)
A [f′(x)=-k= 26、(x>0).設(shè)g(x)=,
則g′(x)=,則g(x)在(0,1)內(nèi)單調(diào)遞減,在(1,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增.
∴g(x)在(0,+∞)上有最小值,為g(1)=e, 結(jié)合g(x)=與y=k的圖象可知,要滿足題意,只需k≤e,選A.]
4.(2016·邯鄲一模)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c有兩個(gè)極值點(diǎn)x1,x2.若f(x1)=x1<x2,則關(guān)于x的方程3(f(x))2+2af(x)+b=0的不同實(shí)根個(gè)數(shù)為( )
A.3 B.4
C.5 D.6
A [f′(x)=3x2+2ax+b,原題等價(jià)于方程3x2+2ax+b=0有兩個(gè)不等實(shí)數(shù)根x1,x2,且x1<x2,x∈( 27、-∞,x1)時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;x∈(x1,x2)時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;x∈(x2,+∞)時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.∴x1為極大值點(diǎn),x2為極小值點(diǎn).∴方程3(f(x))2+2af(x)+b=0有兩個(gè)不等實(shí)根,f(x)=x1或f(x)=x2.∵f(x1)=x1,
∴由圖知f(x)=x1有兩個(gè)不同的解,f(x)=x2僅有一個(gè)解.故選A.]
5.(2016·合肥二模)定義在R上的偶函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)為f′(x),若對(duì)任意的實(shí)數(shù)x,都有2f(x)+xf′(x)<2恒成立,則使x2f(x)-f(1)<x2-1成立的實(shí)數(shù)x的取值范圍為( ) 【導(dǎo) 28、學(xué)號(hào):67722069】
A.{x|x≠±1} B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-1,1) D.(-1,0)∪(0,1)
B [設(shè)g(x)=x2[f(x)-1],則由f(x)為偶函數(shù)得g(x)=x2[f(x)-1]為偶函數(shù).又因?yàn)間′(x)=2x[f(x)-1]+x2f′(x)=x[2f(x)+xf′(x)-2],且2f(x)+xf′(x)<2,即2f(x)+xf′(x)-2<0,所以當(dāng)x>0時(shí),g′(x)=x[2f(x)+xf′(x)-2]<0,函數(shù)g(x)=x2[f(x)-1]單調(diào)遞減;當(dāng)x<0時(shí),g′(x)=x[2f(x)+xf′(x)-2]>0,函數(shù)g(x)=x2[f(x 29、)-1]單調(diào)遞增,則不等式x2f(x)-f(1)<x2-1?x2f(x)-x2<f(1)-1?g(x)<g(1)?|x|>1,解得x<-1或x>1,故選B.]
二、填空題
6.(2016·全國丙卷)已知f(x)為偶函數(shù),當(dāng)x<0時(shí),f(x)=ln(-x)+3x,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,-3)處的切線方程是________.
y=-2x-1 [因?yàn)閒(x)為偶函數(shù),所以當(dāng)x>0時(shí),f(x)=f(-x)=ln x-3x,所以f′(x)=-3,則f′(1)=-2.所以y=f(x)在點(diǎn)(1,-3)處的切線方程為y+3=-2(x-1),即y=-2x-1.]
7.(2016·長沙一模)已知函數(shù) 30、f(x)是定義在R上的可導(dǎo)函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)記為f′(x),若對(duì)于任意的實(shí)數(shù)x,有f(x)>f′(x),且y=f(x)-1是奇函數(shù),則不等式f(x)<ex的解集為________.
(0,+∞) [由題意令g(x)=,
則g′(x)=
=.
因?yàn)閒(x)>f′(x),所以g′(x)<0,
即g(x)在R上是單調(diào)遞減函數(shù),
因?yàn)閥=f(x)-1為奇函數(shù),所以f(0)-1=0,即f(0)=1,g(0)=1,
則不等式f(x)<ex等價(jià)為<1=g(0),
即g(x)<g(0),
解得x>0,所以不等式的解集為(0,+∞).]
8.(2016·鄭州一模)已知函數(shù)f(x)=x3-3ax( 31、a∈R),若直線x+y+m=0對(duì)任意的m∈R都不是曲線y=f(x)的切線,則a的取值范圍為________.
a< [f(x)=x3-3ax(a∈R),則f′(x)=3x2-3a,
若直線x+y+m=0對(duì)任意的m∈R都不是曲線y=f(x)的切線,
則直線的斜率為-1,f′(x)=3x2-3a與直線x+y+m=0沒有交點(diǎn),
又拋物線開口向上則必在直線上面,即最小值大于直線斜率,
則當(dāng)x=0時(shí)取最小值,-3a>-1,
則a的取值范圍為a<.]
三、解答題
9.(2016·濰坊二模)已知函數(shù)f(x)=+bln x,曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程為y=x.
32、(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間及極值;
(2)若?x≥1,f(x)≤kx恒成立,求k的取值范圍.
[解] (1)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
f′(x)=,2分
故f′(1)=b-a=1,
又f(1)=a,點(diǎn)(1,a)在直線y=x上,
∴a=1,則b=2.
∴f(x)=+2ln x且f′(x)=,
當(dāng)0<x<時(shí),f′(x)<0,當(dāng)x>時(shí),
f′(x)>0,
故函數(shù)f(x)的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為,
f(x)極小值=f=2-2ln 2,無極大值.6分
(2)由題意知,k≥=+(x≥1)恒成立,
令g(x)=+(x≥1),
則g′(x)=-=(x≥1),8分
33、令h(x)=x-xln x-1(x≥1),
則h′(x)=-ln x(x≥1),
當(dāng)x≥1時(shí),h′(x)≤0,h(x)在[1,+∞)上為減函數(shù),
故h(x)≤h(1)=0,故g′(x)≤0,
∴g(x)在[1,+∞)上為減函數(shù),
故g(x)的最大值為g(1)=1,∴k≥1.12分
10.(2016·北京高考)設(shè)函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c.
(1)求曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程;
(2)設(shè)a=b=4,若函數(shù)f(x)有三個(gè)不同零點(diǎn),求c的取值范圍;
(3)求證:a2-3b>0是f(x)有三個(gè)不同零點(diǎn)的必要而不充分條件.
[解] (1)由f(x)=x 34、3+ax2+bx+c,得f′(x)=3x2+2ax+b.因?yàn)閒(0)=c,f′(0)=b,
所以曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程為y=bx+c.2分
(2)當(dāng)a=b=4時(shí),f(x)=x3+4x2+4x+c,
所以f′(x)=3x2+8x+4.
令f′(x)=0,得3x2+8x+4=0,解得x=-2或x=-.
f(x)與f′(x)在區(qū)間(-∞,+∞)上的情況如下:
x
(-∞,
-2)
-2
-
f′(x)
+
0
-
0
+
f(x)
c
c-
所以,當(dāng)c>0且c-<0時(shí),存在x1∈(-4,-2),x2∈,x3∈ 35、,使得f(x1)=f(x2)=f(x3)=0.
由f(x)的單調(diào)性知,當(dāng)且僅當(dāng)c∈時(shí),函數(shù)f(x)=x3+4x2+4x+c有三個(gè)不同零點(diǎn).8分
(3)證明:當(dāng)Δ=4a2-12b<0時(shí),f′(x)=3x2+2ax+b>0,x∈(-∞,+∞),
此時(shí)函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,
所以f(x)不可能有三個(gè)不同零點(diǎn).
當(dāng)Δ=4a2-12b=0時(shí),f′(x)=3x2+2ax+b只有一個(gè)零點(diǎn),記作x0.
當(dāng)x∈(-∞,x0)時(shí),f′(x)>0,f(x)在區(qū)間(-∞,x0)上單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(x0,+∞)時(shí),f′(x)>0,f(x)在區(qū)間(x0,+∞)上單調(diào)遞增.
所以f( 36、x)不可能有三個(gè)不同零點(diǎn).10分
綜上所述,若函數(shù)f(x)有三個(gè)不同零點(diǎn),則必有Δ=4a2-12b>0.
故a2-3b>0是f(x)有三個(gè)不同零點(diǎn)的必要條件.
當(dāng)a=b=4,c=0時(shí),a2-3b>0,f(x)=x3+4x2+4x=x(x+2)2只有兩個(gè)不同零點(diǎn),
所以a2-3b>0不是f(x)有三個(gè)不同零點(diǎn)的充分條件.
因此a2-3b>0是f(x)有三個(gè)不同零點(diǎn)的必要而不充分條件.13分
[B組 名校沖刺]
一、選擇題
1.(2016·江西贛中南五校聯(lián)考)已知函數(shù)y=f(x)對(duì)任意的x∈滿足f′(x)cos x+f(x)sin x>0(其中f′(x)是函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)),則 37、下列不等式成立的是
( )
A.f<f B.f<f
C.f(0)>2f D.f(0)>f
A [令g(x)=,則
g′(x)=
=,由對(duì)任意的x∈滿足f′(x)cos x+f(x)sin x>0,可得g′(x)>0,即函數(shù)g(x)在上為增函數(shù),則g<g,即<,
即f<f.故選A.]
2.(2016·忻州模擬)已知函數(shù)f(x)=ax2+bx-ln x(a>0,b∈R),若對(duì)任意x>0,f(x)≥f(1),則( )
A.ln a<-2b B.ln a≤-2b
C.ln a>-2b D.ln a≥-2b
A [f′(x)=2ax+b-,由題意可知f′(1)=0,即2a+b= 38、1,由選項(xiàng)可知,只需比較ln a+2b與0的大小,而b=1-2a,所以只需判斷l(xiāng)n a+2-4a的符號(hào).構(gòu)造一個(gè)新函數(shù)g(x)=2-4x+ln x,則g′(x)=-4,令g′(x)=0,得x=,當(dāng)x<時(shí),g(x)為增函數(shù),當(dāng)x>時(shí),g(x)為減函數(shù),所以對(duì)任意x>0有g(shù)(x)≤g=1-ln 4<0,所以有g(shù)(a)=2-4a+ln a=2b+ln a<0?ln a<-2b,故選A.]
3.(2016·深圳一模)已知函數(shù)f(x)=ln x-ax2+x有兩個(gè)不同零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
A.(0,1) B.(-∞,1)
C. D.
A [令g(x)=ln x,h(x)=ax2-x, 39、
將問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象交點(diǎn)的問題.
當(dāng)a≤0時(shí),g(x)和h(x)的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),不滿足題意;
當(dāng)a>0時(shí),由ln x-ax2+x=0,得a=.
令r(x)=,則
r′(x)=
=,
當(dāng)0<x<1時(shí),r′(x)>0,r(x)是單調(diào)增函數(shù),
當(dāng)x>1時(shí),r′(x)<0,r(x)是單調(diào)減函數(shù),且>0,∴0<a<1.
∴a的取值范圍是(0,1).故選A.]
4.(2016·南昌模擬)已知函數(shù)f(x)=x(ln x-ax)有兩個(gè)極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )
【導(dǎo)學(xué)號(hào):67722070】
A.(-∞,0) B.
C.(0,1) D.(0,+∞)
B [∵f( 40、x)=x(ln x-ax),
∴f′(x)=ln x-2ax+1,
由題意可知f′(x)在(0,+∞)上有兩個(gè)不同的零點(diǎn),
令f′(x)=0,則2a=,
令g(x)=,則g′(x)=,
∴g(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,+∞)上單調(diào)遞減.
又∵當(dāng)x→0時(shí),g(x)→-∞,
當(dāng)x→+∞時(shí),g(x)→0,而g(x)max=g(1)=1,
∴只需0<2a<1?0<a<.]
二、填空題
5.(2016·皖南八校聯(lián)考)已知x∈(0,2),若關(guān)于x的不等式<恒成立,則實(shí)數(shù)k的取值范圍為________.
[0,e-1) [依題意,知k+2x-x2>0,即k>x2-2x對(duì)任意x 41、∈(0,2)恒成立,從而k≥0,所以由<可得k<+x2-2x.令f(x)=+x2-2x,則f′(x)=+2(x-1)=(x-1).
令f′(x)=0,得x=1,當(dāng)x∈(1,2)時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)在(1,2)上單調(diào)遞增,當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)<0,函數(shù)f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,所以k<f(x)min=f(1)=e-1,故實(shí)數(shù)k的取值范圍是[0,e-1).]
6.(2016·武漢模擬)已知函數(shù)g(x)滿足g(x)=g′(1)ex-1-g(0)x+x2,且存在實(shí)數(shù)x0使得不等式2m-1≥g(x0)成立,則m的取值范圍為________.
[1,+∞) [g′(x)= 42、g′(1)ex-1-g(0)+x,當(dāng)x=1時(shí),
g(0)=1,由g(0)=g′(1)e0-1,解得g′(1)=e,所以g(x)=ex-x+x2,則g′(x)=ex-1+x,當(dāng)x<0時(shí),g′(x)<0,當(dāng)x>0時(shí),g′(x)>0,所以當(dāng)x=0時(shí),函數(shù)g(x)取得最小值g(0)=1,根據(jù)題意將不等式轉(zhuǎn)化為2m-1≥g(x)min=1,所以m≥1.]
三、解答題
7.(2016·全國甲卷)已知函數(shù)f(x)=(x+1)ln x-a(x-1).
(1)當(dāng)a=4時(shí),求曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程;
(2)若當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f(x)>0,求a的取值范圍.
[解] (1)f 43、(x)的定義域?yàn)?0,+∞).
當(dāng)a=4時(shí),f(x)=(x+1)ln x-4(x-1),
f(1)=0,f′(x)=ln x+-3,f′(1)=-2.
故曲線y=f(x)在(1,f(1))處的切線方程為2x+y-2=0.4分
(2)當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f(x)>0等價(jià)于ln x->0.
設(shè)g(x)=ln x-,
則g′(x)=-=,g(1)=0.8分
①當(dāng)a≤2,x∈(1,+∞)時(shí),x2+2(1-a)x+1≥x2-2x+1>0,故g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)單調(diào)遞增,因此g(x)>0;
②當(dāng)a>2時(shí),令g′(x)=0得x1=a-1-,x2=a-1+.
由x2>1和 44、x1x2=1得x1<1,故當(dāng)x∈(1,x2)時(shí),g′(x)<0,g(x)在(1,x2)單調(diào)遞減,因此g(x)<0.
綜上,a的取值范圍是(-∞,2].12分
8.(2016·四川高考)設(shè)函數(shù)f(x)=ax2-a-ln x,g(x)=-,其中a∈R,e=2.718…為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)證明:當(dāng)x>1時(shí),g(x)>0;
(3)確定a的所有可能取值,使得f(x)>g(x)在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)恒成立.
[解] (1)由題意得f′(x)=2ax-=(x>0).
當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)<0,f(x)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減.
當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)=0 45、有x=,
當(dāng)x∈時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.4分
(2)證明:令s(x)=ex-1-x,則s′(x)=ex-1-1.
當(dāng)x>1時(shí),s′(x)>0,所以ex-1>x,
從而g(x)=->0.8分
(3)由(2)知,當(dāng)x>1時(shí),g(x)>0.
當(dāng)a≤0,x>1時(shí),f(x)=a(x2-1)-ln x<0.
故當(dāng)f(x)>g(x)在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)恒成立時(shí),必有a>0.
當(dāng)01.
由(1)有f
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