《(通用版)2020高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 規(guī)范解答集訓(xùn)6 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)和不等式 理》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2020高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 規(guī)范解答集訓(xùn)6 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)和不等式 理(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、規(guī)范解答集訓(xùn)(六) 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)和不等式
(建議用時:40分鐘)
1.已知函數(shù)f(x)=ax+1-xln x的圖象在點(1,f(1) )處的切線與直線x-y=0平行.
(1)求函數(shù)f(x)的極值;
(2)若對于x1,x2∈(0,+∞),>m(x1+x2),求實數(shù)m的取值范圍.
[解](1)f(x)=ax+1-xln x的導(dǎo)數(shù)為f′(x)=a-1-ln x,
可得y=f(x)的圖象在點(1,f(1) )處的切線斜率為a-1,
由切線與直線x-y=0平行,可得a-1=1,即a=2,
f(x)=2x+1-xln x,f′(x)=1-ln x,當(dāng)00,當(dāng)x>e時,f
2、′(x)<0,
所以f(x)在(0,e)上遞增,在(e,+∞)上遞減,
可得f(x)在x=e處取得極大值為f(e)=e+1,無極小值.
(2)設(shè)x1>x2>0,若>m(x1+x2),
可得f(x1)-f(x2)>mx-mx,
即f(x1)-mx>f(x2)-mx,
設(shè)g(x)=f(x)-mx2在(0,+∞)上為增函數(shù),
即g′(x)=1-ln x-2mx≥0在(0,+∞)上恒成立,
可得2m≤在(0,+∞)上恒成立,設(shè)h(x)=,所以h′(x)=,
h(x)在(0,e2)上遞減,在(e2,+∞)上遞增,h(x)在x=e2處取得極小值為h(e2)=-,
所以m≤-.
2.(
3、2019·石家莊一模)已知函數(shù)f(x)=aex-sin x,其中a∈R,e為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)當(dāng)a=1時,證明:對x∈[0,+∞),f(x)≥1;
(2)若函數(shù)f(x)在上存在極值,求實數(shù)a的取值范圍.
[解](1)當(dāng)a=1時,f(x)=ex-sin x,于是,f′(x)=ex-cos x.
又因為當(dāng)x∈(0,+∞)時,ex>1且cos x≤1.
故當(dāng)x∈(0,+∞)時,ex-cos x>0,即f′(x)>0.
所以,函數(shù)f(x)=ex-sin x為(0,+∞)上的增函數(shù),于是,f(x)≥f(0)=1.
因此,對x∈[0,+∞),f(x)≥1.
(2)法一:由題意f(
4、x)在上存在極值,則f′(x)=aex-cos x在上存在零點,
①當(dāng)a∈(0,1)時,f′(x)=aex-cos x為上的增函數(shù),
注意到f′(0)=a-1<0,f′=a·e>0,
所以,存在唯一實數(shù)x0∈,使得f′(x0)=0成立.
于是,當(dāng)x∈(0,x0)時,f′(x)<0,f(x)為(0,x0)上的減函數(shù);
當(dāng)x∈時,f′(x)>0,f(x)為上的增函數(shù);
所以x0∈為函數(shù)f(x)的極小值點;
②當(dāng)a≥1時,f′(x)=aex-cos x≥ex-cos x>0在x∈上成立,
所以f(x)在上單調(diào)遞增,所以f(x)在上沒有極值;
③當(dāng)a≤0時,f′(x)=aex-c
5、os x<0在x∈上成立,
所以f(x)在上單調(diào)遞減,所以f(x)在上沒有極值,
綜上所述,使f(x)在上存在極值的a的取值范圍是(0,1).
法二:由題意,函數(shù)f(x)在上存在極值,則f′(x)=aex-cos x在上存在零點.
即a=在上存在零點.
設(shè)g(x)= ,x∈,則由單調(diào)性的性質(zhì)可得g(x)為上的減函數(shù).
即g(x)的值域為(0,1),所以,當(dāng)實數(shù)a∈(0,1)時,f′(x)=aex-cos x在上存在零點.
下面證明,當(dāng)a∈(0,1)時,函數(shù)f(x)在上存在極值.
事實上,當(dāng)a∈(0,1)時,f′(x)=aex-cos x為上的增函數(shù),
注意到f′(0)=
6、a-1<0,f′=a·e>0,所以,存在唯一實數(shù)x0∈,使得f′(x0)=0成立.
于是,當(dāng)x∈(0,x0)時,f′(x)<0,f(x)為(0,x0)上的減函數(shù);
當(dāng)x∈時,f′(x)>0,f(x)為上的增函數(shù);
即x0∈為函數(shù)f(x)的極小值點.
綜上所述,當(dāng)a∈(0,1)時,函數(shù)f(x)在上存在極值.
3.(2019·日照二模)已知函數(shù)f(x)=kex(x-1)-x2,k∈R.
(1)當(dāng)k=-1時,求f(x)的最大值;
(2)若函數(shù)f(x)有兩個零點,求k的取值范圍.
[解](1)當(dāng)k=-1時,f(x)=-ex(x-1)-x2,f′(x)=-exx-x=-x(ex+1),
7、
當(dāng)x<0時,f′(x)>0,當(dāng)x>0時,f′(x)<0,所以f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增,在(0,+∞)上單調(diào)遞減,所以f(x)在x=0時取到最大值,最大值為f(0)=1.
(2)f′(x)=kexx-x=x(kex-1),
當(dāng)k<0時,f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增,在(0,+∞)上單調(diào)遞減,又因為f(0)=-k>0,f(1)=-<0,f(2k-1)=ke2k-1(2k-2)-(2k-1)2<k(2k-2)-(2k-1)2=-<0,所以f(x)有兩個零點;
當(dāng)k=0時,f(x)=-x2,所以此時f(x)只有一個零點;
當(dāng)k=1時,f′(x)=exx-x=x(ex-1)≥0,f
8、(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增,f(x)不存在兩個零點;
當(dāng)0<k<1時,ln =-ln k>0,f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增,在(0,-ln k)上單調(diào)遞減,在(-ln k,+∞)上單調(diào)遞增,且f(0)=-k<0,f(x)不存在兩個零點;
當(dāng)k>1時,ln =-ln k<0,f(x)在(-∞,-ln k)上單調(diào)遞增,在(-ln k,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,且f(-ln k)=-<0,f(x)不存在兩個零點.
綜上,當(dāng)f(x)有兩個零點時,k的取值范圍是(-∞,0).
4.已知函數(shù)f(x)=x-ln(ax+1)(a≠0).
(1)若f(x)≥0,求a的值;
9、(2)已知某班共有n人,記這n人生日至少有兩人相同的概率為P(n),n≤365,將一年看作365天.
①求P(n)的表達(dá)式;
②估計P(60)的近似值(精確到0.01).
參考數(shù)值:e≈0.007 83,e≈0.034 87,e≈0.118 01.
[解](1)由題得,當(dāng)a>0時,f(x)的定義域為.
當(dāng)a<0時,f(x)的定義域為,
又f(0)=0,且f(x)≥0,所以x=0是f(x)的極小值點,故f′(0)=0.
而f′(x)=1-,于是1-a=0,解得a=1.
下面證明當(dāng)a=1時,f(x)≥0.
當(dāng)a=1時,f(x)=x-ln(x+1),f′(x)=1-=,x>-1,
10、
所以當(dāng)x>0時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;當(dāng)-1<x<0時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減,
所以f(x)≥f(0)=0,即a=1符合題意.
綜上,a=1.
(2)①由于n人生日都不相同的概率為,
故n人生日至少有兩人相同的概率為P(n)=1-.
②由(1)可得當(dāng) x>-1時,x-ln(x+1)≥0,即ln(1+x)≤x,當(dāng)且僅當(dāng)x=0時取等號,
由①得P(60)=1-×××…×=1-….
記t=…,
則ln t=ln+ln+…+ln<---…-=-=-=-,
即t<e.
由參考數(shù)值得t<e≈0.007 9,于是P(60)=1-t>1-0.007 9=0.992 1,故P(60)≈0.99.
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