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文檔簡介
專題5.7導數(shù)中的恒成立、存在性問題大題專項訓練(30道)【人教A版2019選擇性必修第二冊】姓名:___________班級:___________考號:___________1.(2022·廣東·高三階段練習)已知f(x)=e(1)若x∈0,2π,求函數(shù)f(x)(2)若對?x1,x22.(2022·四川·高三階段練習(理))已知函數(shù)f(x)=ln(1)求f(x)極大值;(2)若x∈[1,+∞),e3.(2022·江蘇·高三階段練習)已知a>0,函數(shù)fx(1)證明fx(2)若存在a,使得fx≤a+b對任意x∈0,+4.(2022·河北·模擬預測)已知fx(1)當a=1時,求g(x)的單調(diào)性;(2)若f(x)恒大于0,求a的取值范圍.5.(2022·江蘇·高二期末)已知函數(shù)f(x)=ln?x?ax?(1)若曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線經(jīng)過點(3,92)(2)當x>0時,f(x)<0恒成立,求a的取值范圍.6.(2022·安徽·高三階段練習(理))已知函數(shù)fx(1)若x=e時,fx取得極值,求(2)若函數(shù)gx=xfx+x,x∈1,+7.(2022·河北·高三期中)已知函數(shù)fx(1)若a=?2e?1,求(2)記函數(shù)gx=?x2?a8.(2022·黑龍江·高三階段練習)已知函數(shù)f(x)=4ax(1)討論函數(shù)fx(2)若a為整數(shù),且fx<2x9.(2022·北京高三階段練習)設(shè)函數(shù)fx(1)若曲線y=fx在點2,f2處的切線斜率為e2(2)若fx存在兩個極值點x1,x210.(2022·廣西貴港·高三階段練習)已知函數(shù)fx(1)證明不等式:sinx≤x,x∈(2)若?x1,x2∈0,+11.(2022·河南·高二期末(文))設(shè)函數(shù)fx(1)a=0時,求fx(2)若fx≥0在0,+∞12.(2022·陜西漢中·模擬預測(理))已知函數(shù)fx(1)若a>0,求函數(shù)fx(2)當x∈0,+∞時,不等式fx13.(2022·江蘇省高三階段練習)
已知函數(shù)f(x)滿足2f(x)+f(?x)=x+2(1)求y=f(x)的解析式,并求f(x)在[?3,?1]上的值域;(2)若對?x1,x2∈(2,4)且14.(2022·全國·模擬預測)已知函數(shù)fx=e(1)討論函數(shù)fx(2)當p=1時,若存在q,使得不等式gx≥fx15.(2022·山東·高三期中)已知函數(shù)fx=ln(1)若fx的最大值是1,求m(2)若對其定義域內(nèi)任意x,fx≤gx16.(2022·全國·模擬預測)已知函數(shù)fx=ex?x,g(1)若直線y=kx與曲線y=fx,y=gx都相切,求(2)若fx≥gx17.(2022·四川·高三期中(文))已知函數(shù)fx(1)若函數(shù)gx在x=0處的切線方程為x?y+a=0,求實數(shù)a(2)若?x0∈0,+∞18.(2022·全國·模擬預測)已知函數(shù)fx=x?a+(1)討論函數(shù)fx在區(qū)間0,(2)當a=2時,不等式fx<2te19.(2022·遼寧撫順·高三期中)已知函數(shù)f(x)=1?a(1)討論fx在0,+(2)若不等式2exf(x)≥20.(2022·云南·高三階段練習)已知函數(shù)f(x)=sinx?ax+16x3,其中(1)若a=1,證明:gx(2)若x≥0時,fx≥0恒成立,求21.(2022·福建龍巖·高三期中)已知函數(shù)fx(1)若曲線y=fx在點0,f0處的切線與直線l:(2)若對?a∈?32,32,存在22.(2023·浙江溫州·模擬預測)已知a>0,函數(shù)F(x)=f(x)?g(x)的最小值為2,其中f(x)=ex?1,(1)求實數(shù)a的值;(2)?x∈(0,+∞),有f(x+1?m)≥kx+k?1≥g(e23.(2022·江蘇·高二期末)已知函數(shù)f(x)=2lnx?x2,g((1)求實數(shù)a的值;(2)若對?x1,x2∈124.(2022·山東·高三期中)已知函數(shù)g(1)當a=1時,求gx(2)若
fx=gxex25.(2022·北京高三階段練習)已知函數(shù)fx(1)求曲線y=fx在點0,f(2)若函數(shù)fx在x=0處取得極小值,求a(3)若存在正實數(shù)m,使得對任意的x∈0,m,都有fx<026.(2022·上海高二期末)已知函數(shù)f(x)=alnx+x(1)若a=?2,求證:f(x)在(1,+∞(2)當a=?4時,求函數(shù)f(x)在[1,e]上的最大值與最小值及相應(yīng)的(3)若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,求實數(shù)27.(2023·北京·高三專題練習)已知x=1是函數(shù)fx(1)求a值;(2)判斷fx(3)是否存在實數(shù)m,使得關(guān)于x的不等式fx≥m的解集為0,+∞28.(2022·上海市高二期末)已知函數(shù)f(x)=x3?ax+4(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間[?2,1]上的最大值為12,求實數(shù)a的值;(3)若關(guān)于x的不等式f(x)≥lnx+3在區(qū)間(2,+∞29.(2022·全國·模擬預測)設(shè)函數(shù)f(x)=xekx+a,f(1)當k=?1時,①若函數(shù)fx的最大值為0,求實數(shù)a②若存在實數(shù)x>0,使得不等式fx≥x?ln(2)當k=1時,設(shè)gx=f'x,若g30.(2022·天津市高三階段練習)已知函數(shù)fx(1)設(shè)?x=f2x(2)設(shè)x0>1,求證:存在唯一的x0,使得函數(shù)y=gx的圖象在點Ax(3)設(shè)φx=gx+2lnax+26x+專題5.7導數(shù)中的恒成立、存在性問題大題專項訓練(30道)【人教A版2019選擇性必修第二冊】姓名:___________班級:___________考號:___________1.(2022·廣東·高三階段練習)已知f(x)=e(1)若x∈0,2π,求函數(shù)f(x)(2)若對?x1,x2【解題思路】(1)直接求導計算即可.(2)將問題轉(zhuǎn)化為fx2+ax2【解答過程】(1)f令f'x=0,因為x∈0,2π得x0,3π37π7f+0?0+f(x)↑極大值↓極小值↑所以f(x)的單調(diào)增區(qū)間為0,3π4和7f(x)極大值為f(3π4)=22e3π(2)對?x1,f(x設(shè)g(x)=f(x)+ax2,則g(x)在故g'(x)=e方法一:(含參討論)設(shè)?x則?0=1>0,?π?'x=2ex①當a≥eπ時,故,當x∈0,π4時,?當x∈π4,π時,?此時,?'x≥min?'0②當eπ2π≤a<eπ時,同①,當x∈0,π∵?'π4∴由連續(xù)函數(shù)零點存在性定理及單調(diào)性知,?x0∈于是,當x∈0,x0時,?當x∈x0,π時,?∵?0=1>0,?π=?綜上,實數(shù)a的取值范圍是eπ方法二:(參變分離)由對稱性,不妨設(shè)0≤x則fx1?f設(shè)gx=fx+ax故g'x=∵g'0=1>0,∴,??2a≤exsin設(shè)?x=exsinx+cos設(shè)φx=2x?tan則φ'x=2?由φ'x>0,x∈0,π2∪由φ'x<0,x∈0,π2∪故x∈0,π2x∈π2,π從而,φxcosx=2x又x=π2時,2xcosx?sin?x=exsinx+cos于是,?2a≤?e綜上,實數(shù)a的取值范圍是eπ2.(2022·四川·高三階段練習(理))已知函數(shù)f(x)=ln(1)求f(x)極大值;(2)若x∈[1,+∞),e【解題思路】(1)對函數(shù)求導,根據(jù)導函數(shù)的正負確定函數(shù)的單調(diào)性,進而求出函數(shù)的極大值;(2)先對函數(shù)求導,確定不等式成立的必要條件,再進一步證明不等式成立的充分性即可得證.【解答過程】(1)fx∈(0,1),f'(x)>0x∈(1,+∞),f所以f(x)極大值為f(1)=0.(2)g(x)=eg'g″①若g″(1)=e?12k<0,由函數(shù)連續(xù)性,?α>0,當x∈(1,α),g″②所以g″(0)=e?1下面證明:k≤2e是命題“x∈[1,+∞即只需要證明:當k≤2e,x∈[1,+∞設(shè)?(k)=(lnx?2x+2)k+ex?ex記t(x)=et=e所以x∈[1,+∞),t(x)單調(diào)遞增,綜上k∈(?∞3.(2022·江蘇·高三階段練習)已知a>0,函數(shù)fx(1)證明fx(2)若存在a,使得fx≤a+b對任意x∈0,+【解題思路】(1)求導f'x=?lnx+(2)題目轉(zhuǎn)化為fx?amax【解答過程】(1)函數(shù)fx=a?x令gx=?又a>0,∴g'x<0,當x=e?1時,f'x=故存在x0∈當x∈0,x0,f'x當x∈x0,+∞,f'所以fx(2)由題知,存在a>0,使得fx≤a+b對任意即存在a>0,使得b≥fx?a由(1)知,f(x)max=fx0fx即存在a>0,使得b≥x構(gòu)造u(x)=xln2x?x?xlnx,即存在a>0,b≥u(x)min對任意求導u令u'(x)=0,求得lnx1=?2,ln當x∈0,e?2,u'x當x∈e?2,e,u'當x∈e,+∞,u'x>0所以u(x)由x∈0,e?2因為x∈0,e?2,所以lnx<?2,即lnx?所以b的取值范圍是b≥?e4.(2022·河北·模擬預測)已知fx(1)當a=1時,求g(x)的單調(diào)性;(2)若f(x)恒大于0,求a的取值范圍.【解題思路】(1)將a=1代入,先求函數(shù)的定義域,再化簡函數(shù),求導函數(shù),根據(jù)導函數(shù)的符號得到函數(shù)的單調(diào)性;(2)先求函數(shù)的定義域,將函數(shù)f(x)恒大于0轉(zhuǎn)化為不等式ex+lna+x+lna>eln(x+3)【解答過程】(1)當a=1時,g(x)==eg'(x)=ex?1,則當x∈(?3,0)當x∈(0,+∞)時,g'所以當a=1時,g(x)的單調(diào)減區(qū)間為(?3,0),單調(diào)增區(qū)間為(0,+∞(2)要使g(x)=f(x)+lnx+3ex有意義,則f(x)恒大于0,即ae則ex+lna因為函數(shù)y=ex+x為增函數(shù),所以x+令?(x)=ln則?'(x)=1x+3?1=當x∈(?2,+∞)時,?(x)的最大值為?(?2)=2,可得lna>2,則a>所以a的取值范圍是e25.(2022·江蘇·高二期末)已知函數(shù)f(x)=ln?x?ax?(1)若曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線經(jīng)過點(3,92)(2)當x>0時,f(x)<0恒成立,求a的取值范圍.【解題思路】(1)求出f'x,根據(jù)已知可得k=f'1(2)不等式可化為a>lnxx?12x2對x>0恒成立.設(shè)g(x)=ln【解答過程】(1)∵f根據(jù)導數(shù)的幾何意義可得,曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線的斜率k=f又∵f(1)=?a?12,切線過(3,9所以,?a?12=(2)當x>0時,f(x)<0恒成立,所以lnx?ax?即a>lnxx設(shè)g(x)=lnxx?1又g'(x)=1?則?'(x)=?1x?3x2又?(1)=0,則當0<x<1時,?(x)>0,則g'(x)>0,當x>1時,?(x)<0,則g'(x)<0,∴g(x)∴a>?12,即實數(shù)a的取值范圍是6.(2022·安徽·高三階段練習(理))已知函數(shù)fx(1)若x=e時,fx取得極值,求(2)若函數(shù)gx=xfx+x,x∈1,+【解題思路】(1)首先求函數(shù)的導數(shù),利用極值點,求a,再求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(2)首先不等式變形為axex+lnx【解答過程】(1)f'因為函數(shù)在x=e處取得極值,所以f'e當a=0時,f'x=當x∈0,e時,f'x>0,函數(shù)單調(diào)遞增,當x∈綜上可知函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是0,e,函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是e(2)gx=xfx即axex+lnxex<2,設(shè)不等式轉(zhuǎn)化為at+lnt<2,轉(zhuǎn)化為a<2?lnt設(shè)?t=2?lnt當t∈e,e3時,?'t<0,函數(shù)單調(diào)遞減,當t∈e3所以實數(shù)a的取值范圍為aa<?7.(2022·河北·高三期中)已知函數(shù)fx(1)若a=?2e?1,求(2)記函數(shù)gx=?x2?a【解題思路】(1)由題意得f'x=2ex(2)fx+1≥gx恒成立,轉(zhuǎn)化為2ex+1【解答過程】(1)解:由題意得函數(shù)fx的定義域為0,+∞若a=?2e?1,則令f'x=0而f'所以fx在區(qū)間0,1上單調(diào)遞增,在區(qū)間1,+(2)解:若fx+1則2e整理得2ex+1+a設(shè)?x=2e令?'x=0整理得ex+1設(shè)y1=ex+1,y若?a+1=yy2=x+1+1為①當?a+1=1,即a=?2時,?'②當?a+1<1,即在區(qū)間?1,+∞,恒有y1>所以?x在?1,+∞單調(diào)遞增,則?x③當?a+1>1,即設(shè)零點為x0,則所以?x在?1,x0?x因為2e則?2ax又因為x0>?1,所以a>?2且a≠?1,與綜上所述,實數(shù)a的取值范圍為?2,+∞8.(2022·黑龍江·高三階段練習)已知函數(shù)f(x)=4ax(1)討論函數(shù)fx(2)若a為整數(shù),且fx<2x【解題思路】(1)求出函數(shù)的定義域和f'x,分情況討論a≥0和(2)不等式fx<2x2lnx+2恒成立,可轉(zhuǎn)化為a<lnx2?lnx2x2+54x【解答過程】(1)f(x)=4ax2+2lnx?3當a≥0時,f'x>0,則f(x)=4a當a<0時,解f'x=0,即解f'x>0,即8ax+2x>0,得0<x<12?1a,所以fx在綜上所述,當a≥0時,f(x)=4ax2+2lnx?3在0,+∞上單調(diào)遞增;當a<0(2)由已知可得,4ax2+2即a<lnx2令gx=lnx2令?x=x2+2lnx?6且?2=4+2ln所以,?x0∈2,52,使得?x0=0即?x0∈2,52,使得g'x0當x>x0時,g'x>0所以,gx=ln又g'x0所以gx令mx=?14x2+則k't=1?1t所以,kt=t+1從而mx=?14x又m2=?1所以0<mx0<1又a為整數(shù),a<gx0,所以9.(2022·北京高三階段練習)設(shè)函數(shù)fx(1)若曲線y=fx在點2,f2處的切線斜率為e2(2)若fx存在兩個極值點x1,x2【解題思路】(1)求出f'x,令(2)令f'x=0得x=1,x=ln2a,當0<2a<e由fx=ex?ax【解答過程】(1)f'所以f'2=2(2)f'x=xex解得x=1,或a=ex2時a>0當0<2a<e即0<a<e2時,x得fx=ex?axx=0時成立,x≠0時,有a<exx令gx=exx,x∈0,1有g(shù)x≤g1當2a>e即a>e2時,x2=2a,對任意x∈0,2a,f因為f0=e解得e2當2a=e即a=e2綜上所述,0<a<e2或10.(2022·廣西貴港·高三階段練習)已知函數(shù)fx(1)證明不等式:sinx≤x,x∈(2)若?x1,x2∈0,+【解題思路】(1)移項構(gòu)造新函數(shù)ux(2)根據(jù)fx1=f結(jié)合(1)及函數(shù)的單調(diào)性求出a>x2?【解答過程】(1)令ux=x?sinx,故ux=x?sinx在即x?sinx≥0,所以sinx≤x,x∈(2)由fx1=f整理得aln不妨設(shè)x1<x2,由(1)可知故有x1?sin所以aln所以a>x下面證明x2?x令t=x2x1>1,即證明t?1設(shè)φt=t?1t?lnt所以φt所以x2?x1ln11.(2022·河南·高二期末(文))設(shè)函數(shù)fx(1)a=0時,求fx(2)若fx≥0在0,+∞【解題思路】(1)把a=0代入后對函數(shù)求導,結(jié)合導數(shù)與單調(diào)性的關(guān)系可求函數(shù)的單調(diào)性,進而可求最值;(2)結(jié)合導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,然后結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)可求.【解答過程】(1)當a=0時,fx=e當x<0時,f'x<0,函數(shù)單調(diào)遞減,當x>0故當x=0時,函數(shù)fx取得最小值f(2)∵f'令gx=e①當a≤12時,g'x≥0,函數(shù)gx在所以fx在0,+∞上單調(diào)遞增,②當a>12時,由g'當x∈0,ln2a時,g'x當x∈ln2a,+∞時,g'x當x∈0,ln2a時,gx<g0=0所以fx<f0=0,與綜上可得,a的范圍為?∞,12.(2022·陜西漢中·模擬預測(理))已知函數(shù)fx(1)若a>0,求函數(shù)fx(2)當x∈0,+∞時,不等式fx【解題思路】(1)利用函數(shù)的導數(shù)的符號,判斷函數(shù)的單調(diào)性,即可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.(2)將原不等式fx?gx?ex進行參變分離得a?lnxx【解答過程】(1)依題意f'x=a?ex由f'x>0,得x<lna∴a>0,fx的單調(diào)遞增區(qū)間為?∞,(2)當x∈0,+∞時,不等式fx設(shè)?x=ln令?'x=0當x在區(qū)間0,+∞內(nèi)變化時,?'xx0,ee?+0??↗極大值↘由上表可知,當x=e時,函數(shù)?x在0,+∴a???ln故a的取值范圍是1213.(2022·江蘇省高三階段練習)
已知函數(shù)f(x)滿足2f(x)+f(?x)=x+2(1)求y=f(x)的解析式,并求f(x)在[?3,?1]上的值域;(2)若對?x1,x2∈(2,4)且【解題思路】(1)首先利用方程組法求出f(x)的表達式,再利用函數(shù)圖像,結(jié)合定義域即可分析值域.(2)首先通過移項后,構(gòu)造新函數(shù)g(x),再利用g'(x)在所給區(qū)間上大于等于0恒成立,得到關(guān)于k的不等式嗎,解出【解答過程】(1)因為2f(x)+f(?x)=x+2所以2f(?x)+f(x)=?x?2聯(lián)立①②,解得:f(x)=x+則f(x)為對勾函數(shù),作圖如下.由圖像可知單調(diào)區(qū)間為所以x∈?3,?2單調(diào)遞增,x∈?2,?1單調(diào)遞減,則f(x)在[?3,?1]上,在x=?2處取得最大值f?2=?22,當x=?1時,f(?1)=?3,在即f(x)∈(2)因為fx2令g(x)=f(x)+kx=x+2+kx,則由上式恒成立得當所以g'(x)=1?2+kx2≥0在所以k≤2
,即k∈?14.(2022·全國·模擬預測)已知函數(shù)fx=e(1)討論函數(shù)fx(2)當p=1時,若存在q,使得不等式gx≥fx【解題思路】(1)先求定義域,再求導,分p≤0與p>0兩種情況,得到函數(shù)的單調(diào)性和極值情況;(2)gx≥fx轉(zhuǎn)化為e?qx+lnx?λq≤0,構(gòu)造?x=e?qx+lnx?λq,分q≤e與q>e【解答過程】(1)函數(shù)fx的定義域為0,+∞,且當p≤0時,f'x>0,此時f當p>0時,由f'x<0,得0<x<pe所以fx在0,pe此時函數(shù)fx的極小值為f綜上,當p≤0時,函數(shù)fx無極值;當p>0時,函數(shù)fx的極小值為(2)當p=1時,gx≥fx令?x則?x≤0恒成立,若q≤e,則?'x且?e故?x若q>e,則由?'x由?'x<0故?x在0,1q?故?x所以?1?lnq?e所以原問題轉(zhuǎn)化為存在q>e,使得λ≥?令vq=?lnq?ev'令φq=?e且φ2所以當e<q<2e時,φq當q>2e時,φq>0故vq在e,2e故vq則λ≥?1綜上,實數(shù)λ的取值范圍是?115.(2022·山東·高三期中)已知函數(shù)fx=ln(1)若fx的最大值是1,求m(2)若對其定義域內(nèi)任意x,fx≤gx【解題思路】(1)先求定義域,再求導,分m≤0與m>0兩種情況,分類討論得到當m>0,x=1m時,fx(2)轉(zhuǎn)化為m?2≥1+lnxx?ex在0,+∞上恒成立問題,構(gòu)造φx=1+【解答過程】(1)∵fx的定義域為0,+∞,若m≤0,f'x>0若m>0,令f'x>0,解得:x∈0,1故x∈0,1m時,fx單調(diào)遞增,∴x=1m時,fx∴m=1(2)原式恒成立,即lnx?mx+1≤xex即m?2≥1+lnx設(shè)φx=1+設(shè)?x=x∴?x在0,+∞上單調(diào)遞增,且?1∴?x有唯一零點x0∈即x0兩邊同時取對數(shù),得x0+ln∴x0=?因為φ'x=??x當x∈x0,+故φx在0,x0上單調(diào)遞增,在x0,+∴φx∴m?2≥?1,∴m≥1,故m的取值范圍是1,+∞16.(2022·全國·模擬預測)已知函數(shù)fx=ex?x,g(1)若直線y=kx與曲線y=fx,y=gx都相切,求(2)若fx≥gx【解題思路】(1)利用導數(shù)的幾何意義分別求出曲線y=fx,y=gx的過原點的切線,列方程即可求得(2)先討論gx≤0的情況,再討論【解答過程】(1)解:設(shè)直線y=kx與曲線y=fx,y=gx分別切于點Px易知fx1=∴f'∴與曲線y=fx切于點P的直線方程為y=∵直線y=kx過原點,∴?x整理得1?x∴x1=1易知gx2=a∴g∴與曲線y=gx切于點Q的直線方程為y=整理得y=a∴a∴a=e(2)解:由fx≥gx令φx則φ'當x<0時,φ'x<0當x>0時,φ'x>0∴φx∴e∴e當x∈0,1e∴e當x∈1e,+令?x=e則?'當x∈1e,1時,?當x∈1,+∞時,?'∴a≤?x∵a>0,∴實數(shù)a的取值范圍是0,e17.(2022·四川·高三期中(文))已知函數(shù)fx(1)若函數(shù)gx在x=0處的切線方程為x?y+a=0,求實數(shù)a(2)若?x0∈0,+∞【解題思路】(1)首先對函數(shù)求導,再求出在x=0處的導數(shù)值,根據(jù)題目所給直線的斜率即可求解.(2)首先構(gòu)造新函數(shù)?(x),根據(jù)題意的分析,只要?(x)min≤0即可,然后通過對a【解答過程】(1)由題意,知g'x=a因為函數(shù)gx在x=0處的切線方程為x?y+a=0所以g'0=2a=1(2)令?x則?x=x所以?'x因為?x0∈即?x0∈所以?(x)①當a?0時,?'x?0在0,+∞上恒成立,函數(shù)所以?(x)所以a?0.②當a>0時,令?'x>0,解得x>a;令?所以函數(shù)?x在區(qū)間0,a上單調(diào)遞減,在a,+所以?(x)min=?a=?a綜上所述,實數(shù)a的取值范圍為?∞18.(2022·全國·模擬預測)已知函數(shù)fx=x?a+(1)討論函數(shù)fx在區(qū)間0,(2)當a=2時,不等式fx<2te【解題思路】(1)先確定函數(shù)fx的定義域,然后求導,利用導數(shù)研究函數(shù)fx的單調(diào)性,最后分類討論即可得函數(shù)fx(2)先分離參數(shù),將不等式恒成立問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題,再利用導數(shù)求函數(shù)的最值即可.【解答過程】(1)由題意可得函數(shù)fx=x?a+f'令f'x=0所以當x∈0,e1+a時,f當x∈e1+a,+∞時,當e1+a≥e2,即a≥1時,函數(shù)故函數(shù)fx的最大值為f當e1+a<e2,即a<1時,函數(shù)fx故函數(shù)fx的最大值為f綜上,當a≥1時,函數(shù)fx在區(qū)間0,e2當a<1時,函數(shù)fx在區(qū)間0,e2(2)當a=2時,不等式fx<2te也就是2te令gx=lng'令?x=3?lnx?x,x∈0,+∞,又?1=2>0,?3=?ln不妨設(shè)該零點為x0,則3?則當x∈0,x0時,?x>0當x∈x0,+∞時,?x故gxmax=g所以lnx0+x0故2te>1e3,解得t>另解:當a=2,不等式fx<2te也就是2te令m=xex>0,則gg'm=3?lnmm當m∈e3,+∞時,g'故2te>1e3,解得t>19.(2022·遼寧撫順·高三期中)已知函數(shù)f(x)=1?a(1)討論fx在0,+(2)若不等式2exf(x)≥【解題思路】(1)根據(jù)函數(shù)求解導數(shù)f'(x),故按照a>0,(2)根據(jù)不等式2exf(x)≥x3lnx+x2+3x,參變分離得【解答過程】(1)解:因為f(x)=1?ax3ex當a>0時,由f'x>0,得x>3;由f則fx在0,3上單調(diào)遞減,在3,+當a<0時,由f'x<0,得x>3;由則fx在0,3上單調(diào)遞增,在3,+綜上,當a>0時,fx在0,3上單調(diào)遞減,在3,+當a<0時,fx在0,3上單調(diào)遞增,在(2)解:不等式2exf(x)≥x3設(shè)g(x)=exx3?設(shè)?(x)=ex?設(shè)φ(x)=ex?x?1由φ'x>0,得x>0,所以φ則φx>φ0=0,即?'因為?0=1>0,所以?x則g'(x)=0,得x=3,所以當0<x<3時,g'x<0所以gx在0,3上單調(diào)遞減,在3,+則g(x)故a≤e327?120.(2022·云南·高三階段練習)已知函數(shù)f(x)=sinx?ax+16x3,其中(1)若a=1,證明:gx(2)若x≥0時,fx≥0恒成立,求【解題思路】(1)由題設(shè)g(x)=f'(x)=(2)由題設(shè)及(1)易知f'(x)在[0,+∞)上遞增,則f'(x)≥f'(0)=1?a,結(jié)合f(0)=0【解答過程】(1)由題設(shè)f(x)=sinx?x+1所以g'(x)=x?sinx,令所以?(x)在R上單調(diào)遞增,而?(0)=0,故(?∞,0)上g'(x)=?(x)<0,則(?∞,0)上g(x)遞減,(0,+∞)上(2)由k(x)=f'(x)=由(1)知:[0,+∞)上k'(x)≥0,故所以f'(x)≥f當1?a<0時,即f'(0)<0,x趨向+∞時f'(x)趨向+所以[0,x0)上f'(x)<0,f(x)遞減,(故f(x0)<f(0)=0當1?a≥0時,即f'(0)≥0,故在[0,+∞所以[0,+∞)上f(x)遞增,此時恒有f(x)≥f(0)=0,滿足綜上,a≤1時,x≥0時fx21.(2022·福建龍巖·高三期中)已知函數(shù)fx(1)若曲線y=fx在點0,f0處的切線與直線l:(2)若對?a∈?32,32,存在【解題思路】(1)求導,得到f'0=?4a,根據(jù)切線與直線l(2)問題轉(zhuǎn)化為當x∈?2,3時,?a∈?32,32,fxmin≤b2?2a,對fx求導,對導函數(shù)因式分解,結(jié)合【解答過程】(1)f'則f'因為曲線y=fx在點0,f0處的切線與直線所以?4a×14=?1(2)?a∈?32,3等價于當x∈?2,3時,?a∈?3f'當a=?1時,f'x=ex所以fxmin=f?2=當a∈?32,?1時,2a<?2,易得故fxmin=f?2=即?a∈?32令?a=a+2e2所以當a∈?32,?1時,當a∈?1,32時,?2<2a<3,故fx在所以fxmin=f2a=?2a①當a=1時,?2e2≤0②當a∈?1,1時,2?2a>0,可轉(zhuǎn)化為?a∈?1,1,設(shè)t=2a?2<t<2,gt=則g't=et當g't>0,?2<t<1?3,令故gt在?2<t<1?3上單調(diào)遞增,在故gt在t=1?3處取得極大值,也是最大值,即b≥2?③當a∈1,32時,2?2a<0,可轉(zhuǎn)化為?a∈即?a∈1,32設(shè)m=2a,2<m<3,pm=m則p'令p'm=0,m=1+3,令p'm>0故pm在1+3<m<3所以pm在m=1+pmmin=p又2?3e3?綜上:b的取值范圍是2?322.(2023·浙江溫州·模擬預測)已知a>0,函數(shù)F(x)=f(x)?g(x)的最小值為2,其中f(x)=ex?1,(1)求實數(shù)a的值;(2)?x∈(0,+∞),有f(x+1?m)≥kx+k?1≥g(e【解題思路】(1)根據(jù)題意求出函數(shù)F(x)的解析式,利用導數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性,求出函數(shù)F(x)的最小值,列出方程,解之即可;(2)根據(jù)題意可得ex?m≥kx+k?1kx+k?1≥lnx,即(ex?m?kx?k+1)min≥0在0,+∞上恒成立且(lnx?kx?k+1)max≤0在【解答過程】(1)由題意知,F(xiàn)(x)=f(x)?g(x)=e則F'令F'(x)<0?0<x<1,令所以函數(shù)F(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞所以F(x)min=F(1)=1?所以1?lna=2,解得經(jīng)檢驗,a=e故a=e(2)由f(x+1?m)≥kx+k?1≥g(ef(x+1?m)≥kx+k?1kx+k?1≥g(ex)對于ex?m≥kx+k?1,可得不等式即(ex?m設(shè)u(x)=ex?m?kx?k+1(x∈若k≤0,則u'(x)>0,函數(shù)且u(x)=e若k>0,令u'(x)<0?x<m+ln所以u(x)在(?∞,m+ln所以u(x)由u(x)min≥0,得?mk?kln對于kx+k?1≥lnx,可得不等式lnx?kx?k+1≤0即(lnx?kx?k+1)max設(shè)v(x)=lnx?kx?k+1(x>0),則若k≤0,則v(1)=1?2k>0,不符合題意;若k>0,令v'(x)>0?0<x<1所以v(x)在(0,1k)所以v(x)由v(x)max≤0,得?ln當k>0時,由①②得,mk?k2≤1?k設(shè)?k=lnk+k,則故?k存在零點k0,故mk?k2≤1綜上,mk?k23.(2022·江蘇·高二期末)已知函數(shù)f(x)=2lnx?x2,g((1)求實數(shù)a的值;(2)若對?x1,x2∈1【解題思路】(1)利用導數(shù)得出函數(shù)f(x)的極值點x0,再令g'((2)首先求出f(x)與g(x)在1e,3上的最值,再對【解答過程】(1)解:因為f(x)=?x所以f'由f'(x)>0x>0得0<x<1,由f所以f(x)在0,1上單調(diào)遞增,在1,+∞單調(diào)遞減,從而f(x)的極大值為f又g(x)=x+ax,所以依題意,x=1是函數(shù)g(x)的極值點,所以g'1=1?a=0所以g'則當x>1或x<?1時,g'(x)>0,當0<x<1或?1<x<0時,所以gx在1,+∞和?∞,?1上單調(diào)遞增,在所以函數(shù)在x=1處取得極小值,即當a=1時,函數(shù)g(x)取到極小值,符合題意,故a=1;(2)解:由(1)知a=1,由于f1e=?2?1e顯然f(3)<f1故x∈1e,3時,又g1e=e+1e所以當x∈1e,3時,①當k>1時,問題等價于fx所以k≥fx1?g∵fx1?gx2②當k<1時,問題等價于fx即k≤fx1?g因為fx1?g綜上k≤2ln3?3424.(2022·山東·高三期中)已知函數(shù)g(1)當a=1時,求gx(2)若
fx=gxex【解題思路】(1)求定義域,求導,根據(jù)導函數(shù)的正負求出函數(shù)的極值情況;(2)不等式變形為x(lnx)2+alnx+a≥?2e【解答過程】(1)當a=1時,g(x)=exx則g令g'(x)=0,得x=?2,或當x變化時,g(x),gx(??2?2,?1?1?1,+g+0-0+g單調(diào)遞增3單調(diào)遞減1單調(diào)遞減因此,當x=?2時,g(x)有極大值,并且極大值為3e2;當x=?1(2)因為f(lnx)+2令?(x)=x(則?'(?。┤鬭∈0,4,對于函數(shù)y=(ln所以(ln故當a∈[0,4]時,不等式x((ⅱ)若a∈(4,+∞當x∈0,e?a所以x(故不等式x(現(xiàn)探究當x∈e當x∈e?a,e?2時,?所以?(x)在e?a,e所以x=e?2是要使不等式x(lnx)解得:a≤4+2e故當4<a≤4+2e4時,不等式(ⅲ)若a∈(?∞當x∈0,e?2所以x(故不等式x(現(xiàn)探究當x∈e當x∈e?2,e?a時,?所以?(x)在e?2,e所以x=e?a是要使不等式x(lnx)即ae設(shè)m(x)=xex(x<0),則因為m'(x)=1?xex于是,由m(a)≥m(?2)及a<0,得?2≤a<0,故當?2≤a<0時,不等式x(綜上,實數(shù)a的取值范圍為?2,4+2e25.(2022·北京高三階段練習)已知函數(shù)fx(1)求曲線y=fx在點0,f(2)若函數(shù)fx在x=0處取得極小值,求a(3)若存在正實數(shù)m,使得對任意的x∈0,m,都有fx<0【解題思路】(1)由導數(shù)的幾何意義求解;(2)由f'(0)=0求得a值,并驗證此時(3)求出導函數(shù)f'(x)=ex+acosx,f'(0)=1+a,然后根據(jù)f'(0)【解答過程】(1)f'(x)=ex+a∴切線方程為y=(1+a)x;(2)由(1)f'(x)=ex+acosx,函數(shù)fx在設(shè)g(x)=f'(x)=ex?cosx,則g'因此f'(x)在x=0附近是遞增的,又所以f'(x)在x=0附近從左到右,由負變正,f(x)在x=0左側(cè)遞減,在x=0右側(cè)遞增,所以a=?1.(3)f'(x)=e當f'(0)=1+a>0,即a>?1時,由g'(x)的圖象的連續(xù)性知必存在m>0,使得對任意x∈(0,m),f'當f'(0)=1+a<0,即a<?1時,由g'(x)的圖象的連續(xù)性知必存在m>0,使得對任意x∈(0,m),f'a=?1時,f'(x)=ex?cosx,x>0時,ex>1,cos綜上,a的取值范圍是(?∞26.(2022·上海高二期末)已知函數(shù)f(x)=alnx+x(1)若a=?2,求證:f(x)在(1,+∞(2)當a=?4時,求函數(shù)f(x)在[1,e]上的最大值與最小值及相應(yīng)的(3)若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,求實數(shù)【解題思路】(1)利用導數(shù)大于零即可證明;(2)利用導數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性即可求解給定區(qū)間內(nèi)的最值;(3)利用導數(shù)討論單調(diào)性與最值,即可解決能成立問題.【解答過程】(1)由題可知函數(shù)的定義域(0,+∞因為a=?2,所以f(x)=?2lnx+x令f'(x)>0解得所以f(x)在(1,+∞(2)因為a=?4,所以f(x)=?4lnx+x令f'(x)>0解得x>2,令f所以f(x)在(0,2)上單調(diào)遞減,在所以f(x)在1,2上單調(diào)遞減,在2所以當x=2時,函數(shù)f(x)有最小值為f(因為f(1)=1,f(e所以當x=e時,函數(shù)f(x)有最大值為f((3)由f(x)≤(a+2)x得alnx+x因為x∈[1,e],所以x≥1,ln且當x=1時lnx=0,所以x>lnx在x∈[1,即存在x∈[1,e]時,令g(x)=x2?2x令?(x)=x+2?2ln令?'(x)=x?2令?'(x)=x?2所以?(x)在1,2單調(diào)遞減,2,e所以?(x)≥?(2)=2(2?ln所以x∈[1,e]時,所以g(x)所以實數(shù)a的取值范圍是?1,+∞27.(2023·北京·高三專題練習)已知x=1是函數(shù)fx(1)求a值;(2)判斷fx(3)是否存在實數(shù)m,使得關(guān)于x的不等式fx≥m的解集為0,+∞【解題思路】(1)求導得到導函數(shù),根據(jù)f'(2)求導得到f'(3)先證明ln1+x<x,ln1+x<1+x【解答過程】(1)fx=lnf'1=f'當x∈0,1時,f當x∈1,+∞時,故x=1是函數(shù)的極大值點,滿足.(2)f'當x∈0,1時,f當x∈1,+∞時,(3)fx當x∈0,+∞,易知lnx+1?ln故m≤ln當x∈0,+∞時,設(shè)gx故gx<g0當x∈0,+∞時,設(shè)?x當x∈0,3時,?當x∈3,+∞時,故?x≤?3fx即fx可以無限接近ln綜上所述:m∈?28.(2022·上海市高二期末)已知函數(shù)f(x)=x3?ax+4(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間[?2,1]上的最大值為12,求實數(shù)a的值;(3)若關(guān)于x的不等式f(x)≥lnx+3在區(qū)間(2,+∞【解題思路】(1)先求導,對a≤0和a>0進行分類討論,結(jié)合二次函數(shù)性質(zhì),由導數(shù)正負確定原函數(shù)增減,即可求解;(2)由于3a3與1,2的大小關(guān)系不確定,故需分為3a3≤1,1<3a3<2,3a3(3)采用分離參數(shù)法得a≤x3?lnx+1x,x∈2,+【解答過程】(1)由f(x)=x3?ax+4得f'x=3x2?a當a>0時,令f'x=3x<?3a3時,f'?3a3<x<3a3x>3a3時,f'綜上所述,當a≤0時,fx在R上單增;當a>0時,fx在(?∞,?3a3)單增;f(2)由(1)可知,當a≤0時,fx在R上單增,故當x∈?2,1時,fxmax=f當a>0時,令3a3≤1,解得x∈?2,?3a3和3a3,1x∈?3a3,3a故fx最大值在f?3a3或解得a=3?243(舍去),f(1)=1?a+4=5?a=12當1<3a3<2,即3<a<12時,x∈?2,?3a3時,f'x>0
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