《(通用版)2019版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題跟蹤檢測(cè)(四)“導(dǎo)數(shù)與不等式”考法面面觀 理(重點(diǎn)生含解析).doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2019版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題跟蹤檢測(cè)(四)“導(dǎo)數(shù)與不等式”考法面面觀 理(重點(diǎn)生含解析).doc(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
專題跟蹤檢測(cè)(四) “導(dǎo)數(shù)與不等式”考法面面觀
1.(2019屆高三唐山模擬)已知f(x)=x2-a2ln x,a>0.
(1)求函數(shù)f(x)的最小值;
(2)當(dāng)x>2a時(shí),證明:>a.
解:(1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
f′(x)=x-=.
當(dāng)x∈(0,a)時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(a,+∞)時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.
所以當(dāng)x=a時(shí),f(x)取得極小值,也是最小值,且f(a)=a2-a2ln a.
(2)證明:由(1)知,f(x)在(2a,+∞)上單調(diào)遞增,
則所證不等式等價(jià)于f(x)-f(2a)-a(x-2a)>0.
設(shè)g(x)=f(x)-f(2a)-a(x-2a),
則當(dāng)x>2a時(shí),
g′(x)=f′(x)-a=x--a
=>0,
所以g(x)在(2a,+∞)上單調(diào)遞增,
當(dāng)x>2a時(shí),g(x)>g(2a)=0,
即f(x)-f(2a)-a(x-2a)>0,
故>a.
2.已知函數(shù)f(x)=xex+2x+aln x,曲線y=f(x)在點(diǎn)P(1,f(1))處的切線與直線x+2y-1=0垂直.
(1)求實(shí)數(shù)a的值;
(2)求證:f(x)>x2+2.
解:(1)因?yàn)閒′(x)=(x+1)ex+2+,
所以曲線y=f(x)在點(diǎn)P(1,f(1))處的切線斜率k=f′(1)=2e+2+a.
而直線x+2y-1=0的斜率為-,
由題意可得(2e+2+a)=-1,
解得a=-2e.
(2)證明:由(1)知,f(x)=xex+2x-2eln x.
不等式f(x)>x2+2可化為xex+2x-2eln x-x2-2>0.
設(shè)g(x)=xex+2x-2eln x-x2-2,
則g′(x)=(x+1)ex+2--2x.
記h(x)=(x+1)ex+2--2x(x>0),
則h′(x)=(x+2)ex+-2,
因?yàn)閤>0,所以x+2>2,ex>1,故(x+2)ex>2,
又>0,所以h′(x)=(x+2)ex+-2>0,
所以函數(shù)h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
又h(1)=2e+2-2e-2=0,
所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h(x)<0,即g′(x)<0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),h(x)>0,即g′(x)>0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞增.
所以g(x)≥g(1)=e+2-2eln 1-1-2=e-1,
顯然e-1>0,
所以g(x)>0,即xex+2x-2eln x>x2+2,也就是f(x)>x2+2.
3.(2018武漢模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=(1+x-x2)ex(e=2.718 28…是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)x≥0時(shí),f(x)≤ax+1+2x2恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)f′(x)=(2-x-x2)ex=-(x+2)(x-1)ex.
當(dāng)x<-2或x>1時(shí),f′(x)<0;當(dāng)-2
0.
所以f(x)在(-∞,-2),(1,+∞)上單調(diào)遞減,在(-2,1)上單調(diào)遞增.
(2)設(shè)F(x)=f(x)-(ax+1+2x2),F(xiàn)(0)=0,
F′(x)=(2-x-x2)ex-4x-a,F(xiàn)′(0)=2-a,
當(dāng)a≥2時(shí),F(xiàn)′(x)=(2-x-x2)ex-4x-a≤-(x+2)(x-1)ex-4x-2≤-(x+2)(x-1)ex-x-2=-(x+2)[(x-1)ex+1],
設(shè)h(x)=(x-1)ex+1,h′(x)=xex≥0,所以h(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞增,h(x)=(x-1)ex+1≥h(0)=0,
即F′(x)≤0在[0,+∞)上恒成立,F(xiàn)(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞減,F(xiàn)(x)≤F(0)=0,所以f(x)≤ax+1+2x2在[0,+∞)上恒成立.
當(dāng)a<2時(shí),F(xiàn)′(0)=2-a>0,而函數(shù)F′(x)的圖象在(0,+∞)上連續(xù)且x→+∞,F(xiàn)′(x)逐漸趨近負(fù)無(wú)窮,必存在正實(shí)數(shù)x0使得F′(x0)=0且在(0,x0)上F′(x)>0,所以F(x)在(0,x0)上單調(diào)遞增,此時(shí)F(x)>F(0)=0,f(x)>ax+1+2x2有解,不滿足題意.
綜上,a的取值范圍是[2,+∞).
4.(2018南昌模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=2ln x-mx2+1.
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)f(x)有極值時(shí),若存在x0,使得f(x0)>m-1成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:(1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
f′(x)=-2mx=,
當(dāng)m≤0時(shí),f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)m>0時(shí),令f′(x)>0,得0,
∴f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(2)由(1)知,當(dāng)f(x)有極值時(shí),m>0,且f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
∴f(x)max=f=2ln-m+1=-ln m,
若存在x0,使得f(x0)>m-1成立,則f(x)max>m-1.
即-ln m>m-1,ln m+m-1<0成立.
令g(x)=x+ln x-1(x>0),
∵g′(x)=1+>0,∴g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,且g(1)=0,∴00時(shí),對(duì)任意的x∈,恒有f(x)≤e-1成立,求實(shí)數(shù)b的取值范圍.
解:(1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞).
當(dāng)b=2時(shí),f(x)=aln x+x2,
所以f′(x)=+2x=.
①當(dāng)a>0時(shí),f′(x)>0,所以函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
②當(dāng)a<0時(shí),令f′(x)=0,解得x= (負(fù)值舍去),
當(dāng)0時(shí),f′(x)>0,所以函數(shù)f(x)在上單調(diào)遞增.
綜上所述,當(dāng)b=2,a>0時(shí),函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)b=2,a<0時(shí),函數(shù)f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2)因?yàn)閷?duì)任意的x∈,恒有f(x)≤e-1成立,
所以當(dāng)x∈時(shí),f(x)max≤e-1.
當(dāng)a+b=0,b>0時(shí),f(x)=-bln x+xb,f′(x)=-+bxb-1=.
令f′(x)<0,得00,得x>1.
所以函數(shù)f(x)在上單調(diào)遞減,在(1,e]上單調(diào)遞增,f(x)max為f=b+e-b與f(e)=-b+eb中的較大者.
f(e)-f=eb-e-b-2b.
令g(m)=em-e-m-2m(m>0),
則當(dāng)m>0時(shí),g′(m)=em+e-m-2>2-2=0,
所以g(m)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,故g(m)>g(0)=0,所以f(e)>f,從而f(x)max=f(e)=-b+eb
所以-b+eb≤e-1,即eb-b-e+1≤0.
設(shè)φ(t)=et-t-e+1(t>0),則φ′(t)=et-1>0,
所以φ(t)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
又φ(1)=0,所以eb-b-e+1≤0的解集為(0,1].
所以b的取值范圍為(0,1].
6.(2018開(kāi)封模擬)已知函數(shù)f(x)=ax+x2-xln a(a>0,a≠1).
(1)當(dāng)a=e(e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù))時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)f′(x)=axln a+2x-ln a=2x+(ax-1)ln a.
當(dāng)a=e時(shí),f′(x)=2x+ex-1,其在R上是增函數(shù),
又f′(0)=0,∴f′(x)>0的解集為(0,+∞),f′(x)<0的解集為(-∞,0),故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,0).
(2)∵存在x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1,
又當(dāng)x1,x2∈[-1,1]時(shí),|f(x1)-f(x2)|≤f(x)max-f(x)min,
∴只要f(x)max-f(x)min≥e-1即可.
∵當(dāng)a>1時(shí),ln a>0,y=(ax-1)ln a在R上是增函數(shù),
當(dāng)01或00),
∴g′(a)=1+-=2≥0,
∴g(a)=a--2ln a在(0,+∞)上是增函數(shù).
而g(1)=0,故當(dāng)a>1時(shí),g(a)>0,即f(1)>f(-1);
當(dāng)01時(shí),f(x)max-f(x)min=f(1)-f(0)≥e-1,即a-ln a≥e-1,
函數(shù)y=a-ln a在(1,+∞)上是增函數(shù),解得a≥e;
當(dāng)0
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