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时间:2018-12-16
《2018年高考数学二轮复习 专项精练 压轴大题突破练(四)函数与导数(2)理》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、(四)函数与导数(2)1.(2017·湖南省长沙市长郡中学临考冲刺训练)已知函数f(x)=x3-3x2-m,g(x)=3ex-6(1-m)x-3(m∈R,e为自然对数的底数).(1)试讨论函数f(x)的零点个数;(2)证明:当m>0且x>0时,总有g(x)>f′(x).(1)解 f(x)=x3-3x2-m的零点个数即为方程x3-3x2=m的根的个数.记h(x)=x3-3x2,则h′(x)=3x(x-2),令h′(x)=0,得x=0或x=2.当x变化时,h′(x),h(x)的变化情况如下表:x(-∞,0)0(0,2)2(2,+∞)h′(x)+0-0+h(x)↗极大值0↘
2、极小值-4↗故可画出h(x)的草图如图所示.由图象知,当m<-4或m>0时,函数f(x)有一个零点;当m=-4或m=0时,函数f(x)有两个零点;当-40),则u′(x)=3(ex-2x+2m),记v(x)=ex-2x+2m,则v′(x)=ex-2,当x变化时,v′(x),v(x)的变化情况如下表:x(0,ln2)ln2(ln2,+∞)v′(x)-0+v(x)↘极小值↗由上表可知,v(x)≥v(ln2),而v(ln2)=eln
3、2-2ln2+2m=2-2ln2+2m=2(m-ln2+1),由m>0知,m>ln2-1.所以v(ln2)>0,所以v(x)>0,即u′(x)>0,所以u(x)在区间(0,+∞)上为增函数,所以当x>0时,u(x)>u(0)=0.即当m>0且x>0时,g(x)>f′(x).2.(2017届江苏省南通、扬州、泰州模拟)已知函数f(x)=ax2+cosx(a∈R),记f(x)的导函数为g(x).(1)证明:当a=时,g(x)在R上为单调函数;(2)若f(x)在x=0处取得极小值,求a的取值范围;(3)设函数h(x)的定义域为D,区间(m,+∞)⊆D.若h(x)在(m,+∞
4、)上是单调函数,则称h(x)在D上广义单调.试证明函数y=f(x)-xlnx在(0,+∞)上广义单调.(1)证明 当a=时,f(x)=x2+cosx,所以f′(x)=x-sinx,即g(x)=x-sinx,所以g′(x)=1-cosx≥0,所以g(x)在R上单调递增.(2)解 因为g(x)=f′(x)=2ax-sinx,所以g′(x)=2a-cosx.①当a≥时,g′(x)≥1-cosx≥0,所以函数f′(x)在R上单调递增.若x>0,则f′(x)>f′(0)=0;若x<0,则f′(x)5、∞,0),所以f(x)在x=0处取得极小值,符合题意.②当a≤-时,g′(x)≤-1-cosx≤0,所以函数f′(x)在R上单调递减.若x>0,则f′(x)f′(0)=0,所以f(x)的单调递减区间是(0,+∞),单调递增区间是(-∞,0),所以f(x)在x=0处取得极大值,不符合题意.③当-2a,即g′(x)<0,所以函数f′(x)在(0,x0)上单调递减,所以f′(x)6、调递减,不符合题意.综上所述,a的取值范围是.(3)证明 记h(x)=ax2+cosx-xlnx(x>0).①若a>0,注意到lnx2ax-2-2=2a.当x>2时,h′(x)>0,所以当m=2时,函数h(x)在(m,+∞)上单调递增.②若a≤0,当x>1时,h′(x)=2ax-sinx-1-lnx≤-sinx-1-lnx<0,所以当m=1时,函数h(x)在(m,+∞)上单调递减.综上所述,函数y=f(x)-xlnx在区间(0,+∞)上广义单调.3.(2017届天津市耀华中学模拟)已知f(x)7、=2x+1-eax(a∈R).(1)讨论f(x)的单调性;(2)若x1,x2为方程f(x)=1的两个相异的实根,求证:x1+x2>.(1)解 f′(x)=2-aeax.当a≤0时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;当a>0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减.(2)证明 x1,x2为方程f(x)=1的两个相异的实根,则x1,x2为方程2x-eax=0的两个相异的实根,即x1,x2为方程ax=ln(2x)的两个相异的实根,所以ax1=ln(2x1),ax2=ln(2x2).不妨设x1>x2>0,则a>0,所以a(x1-x2)=ln,即a=,要证明x
5、∞,0),所以f(x)在x=0处取得极小值,符合题意.②当a≤-时,g′(x)≤-1-cosx≤0,所以函数f′(x)在R上单调递减.若x>0,则f′(x)f′(0)=0,所以f(x)的单调递减区间是(0,+∞),单调递增区间是(-∞,0),所以f(x)在x=0处取得极大值,不符合题意.③当-2a,即g′(x)<0,所以函数f′(x)在(0,x0)上单调递减,所以f′(x)6、调递减,不符合题意.综上所述,a的取值范围是.(3)证明 记h(x)=ax2+cosx-xlnx(x>0).①若a>0,注意到lnx2ax-2-2=2a.当x>2时,h′(x)>0,所以当m=2时,函数h(x)在(m,+∞)上单调递增.②若a≤0,当x>1时,h′(x)=2ax-sinx-1-lnx≤-sinx-1-lnx<0,所以当m=1时,函数h(x)在(m,+∞)上单调递减.综上所述,函数y=f(x)-xlnx在区间(0,+∞)上广义单调.3.(2017届天津市耀华中学模拟)已知f(x)7、=2x+1-eax(a∈R).(1)讨论f(x)的单调性;(2)若x1,x2为方程f(x)=1的两个相异的实根,求证:x1+x2>.(1)解 f′(x)=2-aeax.当a≤0时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;当a>0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减.(2)证明 x1,x2为方程f(x)=1的两个相异的实根,则x1,x2为方程2x-eax=0的两个相异的实根,即x1,x2为方程ax=ln(2x)的两个相异的实根,所以ax1=ln(2x1),ax2=ln(2x2).不妨设x1>x2>0,则a>0,所以a(x1-x2)=ln,即a=,要证明x
6、调递减,不符合题意.综上所述,a的取值范围是.(3)证明 记h(x)=ax2+cosx-xlnx(x>0).①若a>0,注意到lnx2ax-2-2=2a.当x>2时,h′(x)>0,所以当m=2时,函数h(x)在(m,+∞)上单调递增.②若a≤0,当x>1时,h′(x)=2ax-sinx-1-lnx≤-sinx-1-lnx<0,所以当m=1时,函数h(x)在(m,+∞)上单调递减.综上所述,函数y=f(x)-xlnx在区间(0,+∞)上广义单调.3.(2017届天津市耀华中学模拟)已知f(x)
7、=2x+1-eax(a∈R).(1)讨论f(x)的单调性;(2)若x1,x2为方程f(x)=1的两个相异的实根,求证:x1+x2>.(1)解 f′(x)=2-aeax.当a≤0时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;当a>0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减.(2)证明 x1,x2为方程f(x)=1的两个相异的实根,则x1,x2为方程2x-eax=0的两个相异的实根,即x1,x2为方程ax=ln(2x)的两个相异的实根,所以ax1=ln(2x1),ax2=ln(2x2).不妨设x1>x2>0,则a>0,所以a(x1-x2)=ln,即a=,要证明x
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