【文档说明】(新高考)高考数学一轮 数学单元复习 过关检测卷第03章《导数及其应用》(解析版).doc,共(77)页,8.490 MB,由MTyang资料小铺上传
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01卷第三章导数及其应用《过关检测卷》-2022年高考一轮数学单元复习一遍过(新高考专用)第I卷(选择题)一、单选题1.已知函数xfxe,2mgxmx,若方程fxgx有两个不相等的正实根,则实数
m的取值范围为()A.0,eB.0,2eC.,eD.2,e【答案】D【分析】由方程fxgx有两个不相等的正实根,转化为方程12xxemx有两个不相等的正实根,进而得到函数
xhxxe的图象与直线12ymx在0,上有两个不同的交点,根据当0x时,若直线12ymx与exhxx的图象相切,得到切点坐标为,ettt0t和切线方程,结合图象,即可求解.【详解】因为函数xfxe,2mgxmx
,且方程fxgx有两个不相等的正实根,所以方程2xmemx有两个不相等的正实根,即方程12xxemx有两个不相等的正实根,即函数xhxxe的图象与直线12ymx
在0,上有两个不同的交点,因为当0x时,10xhxex,所以xhxxe在0,上单调递增,作出hx在0,上的大致图象,如图所示,当0x时,若直线12ymx与xhxxe的图象相切
,设切点坐标为,ettt0t,则切线方程为ee1ttyttxt,可得切线过点1,02,所以112ttteett,解得1t或12t(舍去),所以该切线的斜率为1112he
e,因为函数xhxxe的图象与直线12ymx在0,上有两个不同的交点,所以数形结合可得2me.故选:D.【点睛】方法点拨:把方程fxgx有两个不相等的正实根,转化为方程12xxemx有两个不相等的正实根,进而转化为函数x
hxxe的图象与直线12ymx在0,上有两个不同的交点,利用导数求得函数的单调性与最值,结合图象求解是解答的关键.2.设函数lnfxxxaxaR在区间0,2上有两个极
值点,则a的取值范围是()A.1,02B.ln210,4C.1,12D.ln211,42【答案】D【分析】求得函数fx,把fx在0,2上有两
个极值点转化为方程ln12xax在区间0,2上由两个不等式的实数根,令ln12xhxx,利用导数求得函数hx的单调性与最值,结合图象,即可求解.【详解】由题意,函数lnfxxxaxaR,可得ln21fxxax,因为函数f
x在区间0,2上有两个极值点,等价于关于x的方程ln12xax在区间0,2上由两个不等式的实数根,令ln12xhxx,可得22ln4xhxx,当(0,1)x时,0hx,hx单调递增;当(1,2)x时,0hx,hx单调递减,当0
x时,hx,当1x时,1(1)2h,当2x时,ln21(2)4h,要使得函数fx在区间0,2上有两个极值点,则满足ln21142a,即a的取值范围是ln211,42.故选:D.【点睛】对于
利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成立求解参数的取值时
,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点,难度较大.3.已知函数25,042ln,0xxxfxxaxx,若210,0xx,使120fxfx成立,则a的取值范围为()A.2e
,eB.2e,eC.4,eD.e,e【答案】A【分析】当0x时,求得函数fx的值域为[1,),当0x时,求得2fxax,当0a时,利用导数求得函数的单调性,可得22()2ln2f
xfaa,根据题意,转化为1fx值域包含2fx的值域,得出不等式22ln21a,求得20eae;②当0a时,求得fx的值域为R,满足题意,进而求得实数a的取值范围.【详解】当0x时,函数2251()142fxxxx
,所以函数fx的值域为[1,),当0x时,函数2lnfxxax,可得2fxax,①当0a时,令0fx,解得2xa,当2(,)xa时,0fx,fx单调递减;当2(0,)xa时,0fx,fx
单调递增,所以22()2ln2fxfaa,因为对210,0xx,使120fxfx成立,转化为1fx值域包含2fx的值域,所以22ln21a,即21ln2a,解得22ea
ee,所以20eae;②当0a时,令20fxax,解得2xa,当2(,)xa时,0fx,fx单调递增,此时值域为R,满足对210,0xx,使120fxfx
成立,综上所述,实数a的取值范围为2(,]ee.故选:A.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分
离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点,难度较大.4.若存在实数x,y满足ln3yyxxee,则xy()A.1
B.0C.1D.e【答案】C【分析】令()ln3fxxx,利用导数求得函数的单调性与最大值,再令()yygyee,结合基本不等式,求得()2gy,进而得到ln32xx,求得,xy的值
,即可求解.【详解】令函数()ln3fxxx,可得11()1xfxxx,当(0,1)x时,0fx,fx单调递增;当(1,)x时,0fx,fx单调递减,所以当1x,可得max()(1)ln1132fxf
,令函数()yygyee,则2yyee,当且仅当0y时取等号,又由ln3yyxxee,所以ln32yyxxee,所以1,0xy,所以1xy.故选:C.【点睛】对于利用
导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成求解参数的取值时,一
般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点,难度较大.5.函数e21xfxx的图象大致为()A.B.C.D.【答案】C【分析】函数21xfxex是偶函数,当0x,21xfxex
,对函数求导,讨论函数的单调区间即可得出结果.【详解】函数21xfxex是偶函数,排除选项B;当0x时,函数21xfxex,可得'2xfxe,当0,ln2x时,'0fx,函数是减涵数,当ln2x时,函数是增函数,排除项选项A,D.故选
:C.6.已知函数()fx的定义域为R,且(2)fx是偶函数,1()1ln(1)2fxxx(()fx为()fx的导函数).若对任意的(0,)x,不等式212122xfttf恒成立,则实数
t的取值范围是()A.[2,4]B.(,2][4,)C.[1,3]D.(,1][3,)【答案】D【分析】设函数1()1ln(1)2pxxx,求得2x时,()0px,得到当2x时,()0fx
,得到函数()fx的单调性,把任意的(0,)x,212122xfttf恒成立,转化为2212tt,即可求解.【详解】由2fx为偶函数,得函数fx的图象关于直线2x对称.设函数1()1ln(1)2pxxx
,则11()21pxx,当2x时,()0px,函数px在[2,)上单调递增,可得当2x时,1()(2)21ln(21)02pxp,所以当2x时,()0fx,所以函数()fx在[2,)上单调递增,在,2
上单调递减.设函数1()22xgx,则当(0,)x时()(2,1)gx,因为2221(1)22ttt,所以由对任意的(0,)x,212122xfttf恒成立,可得2212tt
,即2230tt,解得1t或3t,即实数t的取值范围是(,1][3,).【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问
题.3、根据恒成立求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点,难度较大.7.已知函数32()(0)fxaxbxcxa的导函数()yfx的两个零点为1,2,则下列结论正确的是()A.0abcB
.()fx在区间0,3的最大值为0C.()fx有2个零点D.()fx的极大值是正数【答案】B【分析】由1,2是导函数()yfx的两个零点,求得90,602baca,可判定A错误;代入导数()3(1)(2)fxaxx,求得函数的单调性与极值,结合图象,即可求解.【详解】
由题意,函数32()(0)fxaxbxcxa,可得2()32(0)fxaxbxca因为1,2是导函数()yfx的两个零点,可得2123123baca,其中0a,可得90,602baca,所以0abc,故A错误;
所以函数329()6(0)2fxaxaxaxa,可得2()3963(1)(2)fxaxaxaaxx,当1x时,0fx,fx单调递减;当12x时,0fx,fx单
调递增当2x时,0fx,fx单调递减,所以函数fx在[0,1)上递减,在(1,2)上递增,在(2,3]上递减,且5900,10,220,3022ffafafa,故fx在[
0,3]的最大值是0,所以B正确;函数fx的大致图象,如图所示,所以函数fx只有一个零点,故C不正确,D不正确.故选:B.【点睛】利用导数研究函数的单调性(区间)的方法:(1)当导函数不等式可解时,解不等式0fx或0fx,求出函数的单调区间;(2
)当方程0fx可解时,解出方程的实根,依照实根把函数的定义域划分为几个区间,确定各区间fx的符号,从而确定函数的单调区间;(3)若导函数对应的方程、不等式都不可解,根据fx结构特征,利用图像与性质确定fx的符号,从而确定单调区间.8.设实数0m,若对任意
的(0,)x,不等式ln0mxxem成立,则实数m的取值范围是()A.[1,)B.1,2C.[),eD.1,e【答案】D【分析】把不等式ln0mxxem成立,转化为lnlnln
mxxmxexxex恒成立,设函数xgxxe,进而转化为()(ln)gmxgx恒成立,得出lnmxx恒成立,构造函数lnxhxx,利用导数求得函数的单调性与最值,即可求解.【详解】因为0m,不等式ln0mxxem成立,即lnmxxem成立,即lnm
xmex,进而转化为lnlnlnmxxmxexxex恒成立,构造函数xgxxe,可得2(1)xxgxexexe,当0x,0gx,gx单调递增,则不等式ln0mxxem恒成立等价于()(ln)gmxgx恒成立,即lnmxx恒成立,进
而转化为lnxmx恒成立,设lnxhxx,可得21lnxhxx,当0xe时,0hx,hx单调递增;当xe时,0hx,hx单调递减,所以当xe,函数hx取得最大值,最大值为1hee,所以1me,即实数m的取值范围是1,e.
故选:D.【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、构造函数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没
有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.9.设函数2()()()fxxxaxR,当3a时,不等式22(si
n1)sinfkfk对任意的[1,0]k恒成立,则的可能取值是()A.3B.43C.2D.56【答案】D【分析】利用导数求得函数fx的单调性,得到222sin11,1sin1kk,把不等式恒成立,转化为得2
2211sinsin124kkk对任意的[1,0]k恒成立,求得1sin12,结合选项,即可求解.【详解】由题意,函数2()()fxxxa,可得()(3)()fxxaxa,令()0fx,解得3ax
或xa,当3a时,可得3aa,所以()fx在,3a,[,)a上单调递减,在,3aa上单调递增,又当3a时,13a,所以()fx在(,1]上为减函数,又[1,0],sin[1,1]k,所以222sin11,1sin1kk
,由不等式22(sin1)sinfkfk对任意的[1,0]k恒成立,得22211sinsin124kkk对任意的[1,0]k恒成立,所以21sinsin14恒成立,解得13sin22
,即1sin12,结合选项知,可得的可能取值是56.故选:D.【点睛】易错警示:利用单调性解决相关应用问题时,要注意单调区间的判定,当自变量都在同一个单调区间内才能利用相应的单调性,解题时防止漏证导致解题错误.10.设函数1x
fxeaxb在区间0,1上存在零点,则22ab的最小值为()A.7B.eC.12D.3e【答案】C【分析】设t为函数fx的零点,则10teatb,转化为(,)ab在直线10ttxye上,
根据22ab表示点(,)ab到原点的距离的平方,得到22222(1)1teabt,构造新函数222(1)1tegtt,利用导数求得函数的单调性与最值,即可求解.【详解】由题意,函数1xfxeaxb
,设t为函数fx在0,1上的零点,则10teatb,即10ttabe,即点(,)ab在直线10ttxye上,又由22ab表示点(,)ab到原点的距离的平方,则2222(1)1tabet,即22222(1)1teabt
,令222(1)1tegtt,则2222222222(22)(22)2(33)(22)(22)tttettetettgttttt,因为220,330tett,所以0gt,可得
函数gt在区间0,1t上单调递增,所以当0t时,函数取得最小值,最小值为102g,所以22ab的最小值为12.故选:C.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的
取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点
,难度较大.11.已知函数2lnfxaxaR.若方程2fxaxx在区间1,ee上有解,则实数a的取值范围为()A.22121,eeeB.2212,2eeeC.221,1eeD.222,1ee
【答案】C【分析】把方程2fxaxx在区间1,ee上有解,转化为22lnlnxxaxx在区间1,ee上有解,构造函数22lnlnxxhxxx,利用导
数求得函数hx在1,ee上的单调性,进而求得实数a的取值范围.【详解】当1,xee时,直线yx在lnyx图象的上方,故当1,xee时,ln0xx,由方程22lnaxaxx在区间1,ee
上有解,可得22lnlnxxaxx在区间1,ee上有解,令22lnlnxxhxxx,1,xee,则2122lnlnxxxhxxx
,因为1,xee,所以222lnxx,则由0hx,得1x,所以当1,xee时,0hx,当1,xe时,0hx,于是hx在1,1e上单调递减,在1,e上单调递增,又
222112ln11211lneeeheeeee,12ln1111ln1h,222ln2ln1eeeheeee,222122122eeeeee,22211112111eeeeee
,所以实数a的取值范围为2e21,e1,故先:C.【点睛】含参数的方程有解问题的处理方法常常是分参数法,通常将原问题转化为求函数的值域问题,对于分子、分母都有对数式的式子的求
导,常常需要变形,分离出常数,如本题中的函数22lnlnxxhxxx,直接求导比较繁琐,可变形转化为222lnxxhxxx,再求导就比较简单.12.已知函数f(x)=x3-12x,若f(x)在区间(2m,m+1)上单调
递减,则实数m的取值范围是()A.-1≤m≤1B.-1<m≤1C.-1<m<1D.-1≤m<1【答案】D【解析】因为f′(x)=3x2-12=3(x+2)(x-2),令f′(x)<0⇒-2<x<2,所以函数f(x)=x3-1
2x的单调递减区间为(-2,2),要使f(x)在区间(2m,m+1)上单调递减,则区间(2m,m+1)是区间(-2,2)的子区间,所以221212mmmm从中解得-1≤m<1,选D.点睛:导数与函数的单调性(1)函数单调性的判定方法:设函数()yfx
在某个区间内可导,如果()0fx,则()yfx在该区间为增函数;如果()0fx,则()yfx在该区间为减函数.(2)函数单调性问题包括:①求函数的单调区间或存在单调区间,常常通过求导,转化为解方程或不等
式,常用到分类讨论思想;②利用单调性证明不等式或比较大小,常用构造函数法.13.若函数2lnfxaxxx有两个极值点,则实数a的取值范围是()A.1,2B.1,02C.1,2
D.1,02【答案】B【分析】函数2lnfxaxxx有两个极值点等价于其导函数有两个不同的正零点,对a分类讨论,结合图象易得结果.【详解】因为函数2lnfxaxxx有两个极值点,所以21ln0gxfxaxx有
两个不同的正零点,因为1212axgxaxx,当0a时,0gx在0,恒成立,则gx在0,上单调递增,0gx不可能有两个正根(舍),当0a时,令0gx,得102xa,令0
gx,得12xa,即gx在10,2a上单调递增,在1,2a上单调递减,若21ln0gxaxx有两个不同的正根,则11ln022gaa,解得102a.故选B【点睛】已知函数有零点求参数取值
范围常用的方法和思路(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函
数的图象,然后数形结合求解.14.已知函数()fxlnx,若关于x的方程()fxkx恰有两个不相等的实数根,则实数k的取值范围是()A.1(0,)eB.(0,1]eC.1(2,)eeD.1(2,]ee【
答案】A【分析】f(x)=kx可变形为klnxx,关于x的方程f(x)=kx的实数根问题转化为直线y=k与函数g(x)g(x)lnxx的图象的交点个数问题,由导数运算可得函数g(x)在(0,e)为增函数,在(e,+∞
)为减函数,又x→0+时,g(x)→﹣∞,x→+∞时,g(x)→0+,g(e)1e,画草图即可得解.【详解】设g(x)fxlnxxx,又g′(x)21lnxx,当0<x<e时,g′(x)>0
,当x>e时,g′(x)<0,则函数g(x)在(0,e)为增函数,在(e,+∞)为减函数,又x→0+时,g(x)→﹣∞,x→+∞时,g(x)→0+,g(e)1e,即直线y=k与函数g(x)的图象有两个交点时k的取值范围为(0,1e),故选A.【点睛】本题考查了导数的运算及方程
与函数的互化及极限思想,属于中档题.15.函数fx的定义域为t,,若存在一次函数gxkxb,使得对于任意的xt,,都有1fxgx恒成立,则称函数gx是函数fx在t,上的弱渐进函数.下列结论正确的是()①gxx是21fxx在
1,上的弱渐进函数;②21gxx是13fxxx在1,上的弱渐进函数;③34gxx是lnfxxx在1,上的弱渐进函数;④1gxx是xxfxxe在1,上的弱渐进函数.A.①②B.②④C.①④
D.①③【答案】C【分析】根据弱渐进函数的新定义,对4个命题分别构建fxgx①由构建关系,并分子有理化,由不等式性质可知符合题意,正确;②由构建关系,由双勾函数值域可知不符合题意,错误;③由构建关系,取特值1fege,不符合题
意,错误;④构建关系,求导分析单调性,求得值域,符合题意,正确.【详解】①由于221111fxgxxxxxx,因为211xx,所以21011xx,所以①正确;②设113211Fxxxxxx,当2x时,21F,不符合
1Fx,所以②错误;③设取特值=421geefe,不符合,所以③错误;④设1xxHxe,1xxHxe,当1x时,10xxHxe,1xxHxe在1,上单调递减,所以111HxHe
;又1x时,0xxe,11xxHxe,即1110Hxe,所以1Hx,④正确.综上,①④正确.故选:C【点睛】本题考查函数新定义问题,需根据定义精准对应定义要求,属于难题.16.函数221fxxexm,函数20e
gxxxx,(其中e为自然对数的底数,2.718e)若函数hxfxgx有两个零点,则实数m取值范围为()A.221meeB.221meeC.221meeD.221mee
【答案】C【分析】先分离变量,转化为求对应函数单调性及其值域,即可确定结果.【详解】由0hx得22121(0)emxexxx,令22sx121(0)exexxx,则2
22()212()(2)exesxxexexx,所以当xe时,2()0,()(21,)sxsxee,当0xe时,2()0,()(21,)sxsxee,因此当221me
e时,函数hxfxgx有两个零点,选C.【点睛】本题考查利用导数研究函数零点,考查综合分析求解能力,属中档题.二、多选题17.已知函数3()ln1()xfxeaxaR,下列说法正确的是()A.若()
yfx是偶函数,则32aB.若函数()yfx是偶函数,则3aC.若2a,函数存在最小值D.若函数存在极值,则实数a的取值范围是(3,0)【答案】ACD【分析】根据函数的奇偶性可判定A正确,B不正确;当2a时,求出函数的导数,根据函数的单调性求出函数的最小值,可判定C正
确,求出函数的导数,根据0fx,以及对数函数的性质,得到关于a的不等式,求得a的范围,可判定D正确.【详解】对于A、B中,函数的定义域为R,且fxfx,则33ln1()ln1xxeax
eax,则331ln21xxeaxe,则3ln2xeax,故32xax恒成立,故32a,故A正确,B错误;对于C中,当2a时,3()ln12xfxex,可得33333(++)111xxxefxee,令()0fx,即
3+3011xe,解得ln23x,所以当ln2(,)3x时,0fx,fx单调递减,当ln2(,)3x时,0fx,fx单调递增,所以minln2()3fxf,所以C正确;对于D中:33()(3)1xfxae
,因为fx存在极值,则0fx有零点,令0fx,即33(3)01xae,所以ln()33aax,则03aa,即(3)0aa,解得30a,所以D正确.故选:ACD【点睛】解答有关函数的极值问题的方法与
策略:1、求得函数的导数fx,不要忘记定义域,求得方程0fx的根;2、判定0fx的根的左右两侧fx的符号,确定函数的极值点或函数的极值;3、注意0fx的根不是函数极值点的充要条件,利用待定系数
法求解后必须验证根的合理性.18.函数lnxfxx,若12xx时,有12fxfxm,是圆周率,2.71828e…为自然对数的底数,则下列说法正确的是()A.10meB.(2)(3)ffC.212xxeD.3ae,3eb,ce,ed,3s,3t
,则S最大【答案】ABD【分析】利用导数求得函数lnxfxx,单调性与最值及函数的图象,结合函数fx最值,可得判定A正确;根据函数lnyx单调的性,可判定B正确;根据图象的变换趋势,可得判定C不正确;根据指数函
数与幂函数的单调性,可判定D正确.【详解】由题意,函数lnxfxx,可得21lnxfxx,当(0,)xe时,0fx,fx单调递增;当(,)xe时,0fx,fx单调递减,且当1x时,0fx,当01x时,0fx,当xe时,函
数fx取得最大值,最大值为1fee,结合函数fx的图象,要使得12xx时,有12fxfxm,所以10me,所以A正确;对于B中,由3ln2ln32ln2,3ln3
23ff,因为函数lnyx为定义域上的单调递增函数,且323,所以23ff,所以B正确;对于C中,当0m时,要使得12fxfxm,不妨设121xex,此时121,xx,此时212xxe,所以C不正确;对于D中,因为3e,由指数函数
的性质,可得33,33,eeee,由幂函数的单调性,可得333,,3eeee,所以333,e3eee,所以最大的为3与3之中,最小值在3e与3e之中,又由3e,可得3fffe,即lnln3ln3ee,由lnln33
,可得3lnln3,即3lnln3,所以33,同理可得33ee,综上可得,这6个数中最大的数为3,最小的为3e,所以D正确.故选:ABD【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范
围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求
满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.19.已知函数axfxe(e是自然对数的底数),2gxx的图像在0,16上有两个交点
,则实数a的值可能是()A.12B.ln22C.ln24D.2e【答案】AB【分析】由函数axfxe,2gxx的图像在0,16上有两个交点,转化为方程1ln2xax在0,16上有两个不等实根,设lnxhxx,0,16x,利用导数求得函数的单调性,画出
函数的图象,结合图象和选项,即可求解.【详解】由函数axfxe,2gxx的图像在0,16上有两个交点可转化为方程2axex在0,16上有两个不等的实数根,即方程2lnaxx在0,16上有两个不等实根,即方程1ln2xax在0,16上有两个不
等实根.设lnxhxx,0,16x,则21lnxhxx,当0xe时,0hx,hx单调递增;当16ex时,0hx,hx单调递减,所以1hxhee,又由
ln2164h,且当0x时,hx,故可由此作出hx的大致图像,如图所示,则由图像可知ln21142ae,解得ln222ae,结合选项可知A,B符合题意.故选:AB.【点睛
】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不
等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求
参数的范围.20.已知函数1lnfxxxx,1lnxxxxg,则下列结论正确的是()A.gx存在唯一极值点0x,且01,2xB.fx恰有3个零点C.当1k时,函数gx与hxkx的图象有两个交点D.若120xx且120fx
fx,则121xx【答案】ACD【分析】根据导数求得函数gx在(0,)上为单调递减函数,结合零点的存在性定,可判定A正确;利用导数求得函数fx在(,0),(0,)单调递减,进而得到函数fx只有2个零点
,可判定B不正确;由gxkx,转化为函数1lnxxx和()(1)mxkx的图象的交点个数,可判定C正确;由120fxfx,化简得到121()fxfx,结合单调性,
可判定D正确.【详解】由函数1lnxxxxg,可得1ln,0gxxxx,则2110gxxx,所以gx在(0,)上为单调递减函数,又由110,12
ln202gg,所以函数gx在区间(1,2)内只有一个极值点,所以A正确;由函数1lnfxxxx,当0x时,1lnfxxxx,可得221xxfxx,因为22131()024xxx,所以0fx,函数fx
在(0,)单调递减;又由10f,所以函数在(0,)上只有一个零点,当0x时,1ln()fxxxx,可得221xxfxx,因为22131()024xxx,所以0fx,函数fx在(,0)
单调递减;又由10f,所以函数在(,0)上只有一个零点,综上可得函数1lnfxxxx在定义域内只有2个零点,所以B不正确;令gxkx,即1lnxxxkx,即
1ln(1)xxkx,设1lnxxx,()(1)mxkx,可得1ln1xxx,则2110xxx,所以函数x(0,)单调递增,又由01,可得当(
0,1)x时,0x,函数x单调递减,当(1,)x时,0x,函数x单调递增,当1x时,函数x取得最小值,最小值为10,又由()(1)mxkx,因为1k,则10k,且过原点的直线
,结合图象,即可得到函数1lnxxx和()(1)mxkx的图象有两个交点,所以C正确;由120xx,若120,0xx时,因为120fxfx,可得1222222221111
1lnln1fxfxxxfxxxxx,即121()fxfx,因为fx在(0,)单调递减,所以121xx,即121xx,同理可知,若120,0xx时,可得121xx,所以D正确.故选:ACD.【点睛】函数由零点求参数的取值范围的
常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函
数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.21.函数()1lnxfxxexk在(
0,)上有唯一零点0x,则下列四个结论正确的是()A.1kB.1kC.001xxeD.0112xe【答案】AC【分析】把函数()fx的零点转化为()1lnxgxxex的图像与yk有唯一公共点,利用导数求得()gx的单调性和极值,以及
特殊点的函数值,可判定A正确,B错误,由0010xex,可判定C正确;令()1xhxxe,求得()hx,根据112xe时,()0hx,结合1()02h,可判D错误.【详解】由题意,函数(
)1lnxfxxexk的零点,即为方程1ln0xxexk,即1lnxkxex的根,等价于()1lnxgxxex的图像与yk有唯一公共点,又由11()1(1)x
xxgxexexexx(0)x,因为1()xtxex在(0,)上单调递增,当0x时,()tx,当x时,()tx,所以存在0x,使得0010xex,当00xx时,0010xe
x,()0gx,()gx单调递减,当0xx时,0010xex,()0gx,()gx单调递增,所以00000000011()1ln1ln1ln1xxgxgxxexxxexx,所以1k,所以A正
确,B错误.又由0010xex,可得001xxe,所以C正确;令()1xhxxe(0)x,则()(1)xhxxe,当112xe时,()0hx,12111022he,所以D错误.故选:AC【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略
:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命
题情境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.22.对于函数2ln()xfxx,下列说法正确的是()A.fx在xe处取得极大值
12eB.fx有两个不同的零点C.23fffD.若21fxkx在0,上恒成立,则2ek【答案】ACD【分析】求得函数的导数312ln()xfxx,根据导数的符号,求得函数的单调区间和极值,可判定A正确;根据函数的单调性和10f,且xe时,0
fx,可判定B不正确;由函数的单调性,得到(3)()ff,再结合作差比较,得到()(2)ff,可判定C正确;分离参数得到221ln1xkfxxx在0,上恒成立,令2ln1x
gxx,利用导数求得函数gx的单调性与最值,可判定D正确.【详解】由题意,函数2ln()xfxx,可得312ln()(0)xfxxx,令()0fx,即312ln0xx,解得xe,当0xe
时,0fx,函数fx在(0,)e上单调递增;当xe时,0fx,函数fx在(,)e上单调递减,所以当xe时,函数fx取得极大值,极大值为1()2fee,所以A正确;由当1x时,
10f,因为fx在(0,)e上单调递增,所以函数fx在(0,)e上只有一个零点,当xe时,可得0fx,所以函数在(,)e上没有零点,综上可得函数在(0,)只有一个零点,所以B不正确;由函数fx在(,)e上单调递减,可得(3)()ff,由于ln2ln
2lnln(2),()242ff,则2lnln2lnln2()(2)2444ff,因为22,所以()(2)0ff,即()(2)ff,所以23fff,所以C正
确;由21fxkx在0,上恒成立,即221ln1xkfxxx在0,上恒成立,设2ln1xgxx,则32ln1xgxx,令0gx,即32l
n10xx,解得1xe,所以当10xe时,0gx,函数gx在1(0,)e上单调递增;当1xe时,0gx,函数gx在1(,)e上单调递减,所以当1xe时,函数gx取得最大值,最大值为1()22eegee,所以2ek,所以D
正确.故选:ACD.【点睛】本题主要考查导数在函数中的综合应用,以及恒成立问题的求解,着重考查了转化与化归思想、逻辑推理能力与计算能力,对于恒成立问题,通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造
新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.23.已知函数32()247fxxxx,其导函数为()fx,下列命题中真命题的为()A.()fx的单调减区间是2(,2)3B.()fx的极小值是15C.当2a时,对任意的
2x且xa,恒有()fxf(a)f(a)()xaD.函数()fx有且只有一个零点【答案】BCD【分析】由32()247fxxxx,知2()344fxxx,令2()3440fxxx,得23
x,22x,分别求出函数的极大值和极小值,知A错误,BD正确;由2a,2x且xa,令2()344gxxx利用导数说明其单调性,再根据切割线的定义即可判断,故C正确;【详解】解:32()247
fxxxx,其导函数为2()344fxxx.令()0fx,解得23x,2x,当()0fx时,即23x,或2x时,函数单调递增,当()0fx时,即223x时,函数单调递减;故当2x时,函数有极小值,极
小值为215f,当23x时,函数有极大值,极大值为2()03f,故函数只有一个零点,A错误,BD正确;令2()344gxxx,则()64gxx故在2,上()640gxx,即2()344fxxx在2,上单调递
增,根据切割线的定义可知,当2a时,对任意的xa,恒有fxfafaxa,即fxfafaxa对任意的2xa,恒有fxfafaxa,即fxfafaxa
,故C正确;故选:BCD.【点睛】本题考查函数的单调区间、极值的求法,以及不等式的应用,解题时要认真审题,仔细解答,注意等价转化思想和导数性质的灵活运用.第II卷(非选择题)三、填空题24.已知不等式ln1xax的解集为
0,,则实数a的取值范围是________.【答案】1,0【分析】在同一坐标系中,作出函数lnyx和1yax的图象,分0a、0a和0a三种情况讨论,结合导数的几何意义求得切线的斜率,即可求解.【详解】在同一坐标系中,作出函数ln,
01lnln,1xxyxxx和1yax的图象,如图所示,当0a时,函数lnyx和1yax的图象必有交点,此时不等式ln1xax在0,不能恒成立;当0a时,由ln0yx,显然不等式ln1xax在0,恒成
立;当0a时,由函数ln,(0,1]yxx,可得1yx,可得1|1xy,即函数ln,(0,1]yxx在(1,0)处的切线的斜率为1,要使得不等式ln1xax恒成立,可得
1a,综上可得,实数a的取值范围是1,025.关于x的不等式210xxaxe恰有一个解,则实数a的取值范围是__________.【答案】[,0)2e.【分析】设21xfxxaxe,当0a和0a时,不符合题意,当0a时
,得到00fa,必有1110,(1)120ffae,解得02ea,再结合函数的单调性与最值,即可求解.【详解】设函数21xfxxaxe,若0a时,当x时,21x
xaxe,此时不等式210xxaxe,有无穷多个整数解,不符合题意;若0a时,20x无解,不符合题意;若0a时,可得00fa,则必有1110,(1)120ffae,解得2ea,所以02ea,当02ea时,可得2(2)x
xfxxaxexae,当0x时,0fx,当0x时,0fx,所以函数fx在(,0)上单调递减,在(0,)单调递增,当1x时,(1)0fxf;当1x时,
(1)0fxf,即当02ea时,0fx恰好有一个整数解,即为0,即00f,综上可得,实数a的取值范围是[,0)2e.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求
出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变
分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.26.若存在两个不相等的正实数x,y,使得22()0yxmyxee成立,则实数m的取值范围是________.【答案】(,2).【分析】构造新函数2,0xxefxmx,由
xy时,fxfy,可得函数fx不单调,转化为0x时,22xme有解,结合指数函数的性质,即可求解.【详解】由存在两个不相等的正实数x,y,使得22()ee0yxmyx成立,可得
22yxmeemyx成立,构造新函数2,0xxefxmx,由xy时,fxfy,可得函数fx不单调,又由22xefxm,可得当0x时,220xefxm有
解,即0x时,22xme有解,因为当0x时,222xe,所以2m,即实数m的取值范围是(,2).故答案为:(,2).27.已知函数3ln()2xfxaaxx,若存在唯一的整数0x,使0()0fx,则实数a的取值范围是________.【答案】ln3ln2[)5
2,【分析】令3ln()xgxx,()2hxaxa,利用导数求得函数gx单调性与最大值,画出两个函数的图象,结合图象,分类讨论,列出不等式组,即可求解.【详解】由题意,函数3ln()2xfxaaxx的定义域为(0,),又由()0
fx,可得3ln2xaxax,令3ln()xgxx,()2hxaxa,其定义域为(0,),则23(1ln)()xgxx,令()0gx,即1ln0x,解得xe,当(0,)xe时,0gx,g
x单调递增;当(,)xe时,0gx,gx单调递减,所以gx在xe处取极大值也是最大值,又由3()gee、(1)0g,当x时()0gx,画出函数()gx的大致图像,如图所示,又由函数()hx的图像是恒过点(12)0,的直线,若0a,则显然不符合题意,若
0a,则满足(2)(2)(3)(3)ghgh,即3ln2423ln363aaaa,解得ln3ln252a.故答案为:ln3ln252a.【点睛】对于利用导数研究不等式的有解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单
调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点,难度较大
.28.若曲线21112yaxax在(0,1)处的切线斜率为-1,则a___________.【答案】-2【分析】求出函数在0x的导数后可得切线的斜率,从而可求实数a的值.【详解】1yaxa
,故0|11,2xyaa,故答案为:2.29.已知不等式ln(1)(2)2xaxb恒成立,则32ba的最小值为______.【答案】1e【分析】令ln(1)(2)2fxxaxb,求得
fx,求得函数fx的单调性与最大值,得到ln(2)10aab,得到3ln(2)422baaaa,设设ln(2)42aagaa,设20ta,得到ln2ttgtt
,利用导数求得函数gt最大值,即可求解.【详解】令ln(1)(2)2fxxaxb,其中1x,可得1(2)1fxax,当20a时,0fx,此时函数fx单调递增,无最大值,不符合题意;当20a
时,令0fx,即1(2)01ax,解得32axa,当312axa时,0fx,函数fx单调递增;当32axa时,0fx,函数fx单调递减,所以当32axa时,函数fx取得极大值,也是最大值
,且3()ln(2)12afaaba,因为ln(1)(2)2xaxb恒成立,即ln(2)10aab恒成立,即3ln(2)4baa,可得3ln(2)422baaaa恒成立,设ln(2)42aagaa
,设20ta,可得ln2,0ttgttt,则21lntgtt,令0gt,即21ln0tt,解得1te,当10te时,0gt,gt单调递增;当1
te时,0gt,gt单调递减,所以当1te时,函数gt取得极大值,也是最大值,且1()1gee,所以312bea,即32ba的最小值为1e.故答案为:1e.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立问题的
求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函
数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点,难度较大.30.已知函数()|ln|xfxx.若关于x的方程22[()](21)()20fxmfxmm恰有4个不相等的实数根,则实数m的取值范围是__________.【答案】(2
,2)e【分析】令tfx,求得方程22(21)20tmtmm的解11tm或22tm,分类讨论,根据导数画出函数的图象,结合函数的图象和题设条件,得出关于m的不等式组,即可求解.【详解】令tfx,则方程化为
22(21)20tmtmm,解得11tm或22tm,由1x时,lnxfxx,可得2ln1lnxfxx,当xe时,0fx,函数fx单调递增;当1xe时,
0fx,函数fx单调递减,若01x时,lnxfxx,可得2ln10lnxfxx,函数fx单调递增,所以fx在(0,1)递增,在(1,)e递减,在(,)e上递增,则函数fx的图象,如图所示,又由关于x的方程22[()](21
)()20fxmfxmm恰有4个不相等的实数根,转化为1tfx有3个解,且2tfx只有1个解,即满足021meme,解得22me,即实数m的取值范围为(2,2)e.故答案为:(2,2)e【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与
策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函
数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.31.已知函数1ln,1()1,12xxfxxx,若存在12x
x,使得122fxfx,则12xx的取值范围是__________.【答案】[32ln2,)【分析】由函数的解析式,得出122222ln1,1xxxxx,令22222ln11gxxxx
,利用导数求得函数2gx的单调性和最值,即可求解.【详解】因为12xx,所以不妨设12xx.当1x时,()1ln1fxx,当1x时,1()12xfx,根据122fxfx,可知121xx<<,所以11221,1ln2xfxfxx,所
以112211ln22xfxfxx,故1212lnxx,所以122222ln1,1xxxxx.记22222ln11gxxxx,则2222xgxx
,当2(1,2)x时,20gx,所以2gx在(1,2)上单调递减,当2(2,)x时,20gx,所以2gx在(2,)上单调递增,所以2(2)32ln2gxg,又当2x时,2gx
,所以2gx的值域是[32ln2,).所以12xx的取值范围是[32ln2,).故答案为:[32ln2,).【点睛】方法总结:解答此类问题,首项根据分段函数的解析式明确自变量的取值范围,找到1x、2x的关系.进而构造函数
,利用导数解决函数的值域,从而得到取值范围.四、双空题32.已知函数321lne,3xfxxxaxgxx,对于任意的11,e2x,存在21,e2x,使12fxgx
,则实数a的取值范围为_________;若不等式316fxxxgx有且仅有一个整数解,则实数a的取值范围为_________.【答案】11,ee4ln29ln32e2,3e223【分析】(1)由题意可得
maxmax()()fxgx,利用导数求出最大值,即可得到答案;(2)分离参数,构造函数,利用导数研究函数的单调性得到函数图象的大致走向,进而可得答案.【详解】(1)由题意得maxmax()()fxgx,1,e2x.由321e,3fxxxax
可得2222e=(e)efxxxaxa所以max11()=e24fxfa.由lnxgxx,可得21ln()xgxx,则()gx在1e2,上单调递增,所以max1()(e)egxg.所以11e4ea
,解得11ee4a.(2)由316fxxxgx,可得32311eln36xxaxxx,0x,所以2ln1e2xaxxx.设2ln1()e2xhxxxx,则21ln()exhxxx,显然(e)0h,当
0ex时,()0hx,()hx单调递增;当ex时,()0hx,()hx单调递减.又ln2(2)2e2,2h9ln3(3)3e23h,ln3ln2ln9ln8(3)(2)e2.5e2.50326hh,则(3)(2)hh.又ln
4(4)4e84h,(4)(2)2e60hh,则(4)(2)hh.综上所述,当(2)(3)hah时,2ln1e2xaxxx有且仅有一个整数解,即当ln29ln32e23e223a时,316fxxxgx
有且仅有一个整数解.故答案为11,ee4;ln29ln32e2,3e223.【点睛】本题考查函数与导数的综合问题,考查利用导数研究函数的单调性、最值等性质,进而解决恒成立和存在性问题.遇到恒成立
、存在性问题,一般要考虑转化为函数最值的关系问题来解决.33.设函数21,1(),1xxfxxaxx是单调函数.①a的取值范围是_____;②若()fx的值域是R,且方程()ln()fxxm没有实根,则m的取值范围是_____.【答案】(0,2]
(,ln2)e【分析】(1)先判断1x的部分单调性,则1x部分单调性与1x部分一致,并且注意在1x处,两段函数取值的大小关系;(2)通过()fx的值域为R,结合函数图象可求a的值;由于()ln()fxxm无实根,根据函数图象,确定临界位置:yax与ln()yxm相切的时候
,求出此时的m值,通过将ln()yxm平移,可得出m的取值范围.【详解】①当1x时,1()fxxx,则21()10fxx恒成立,故()fx在[1,)上单调递增,min()(1)2fxf,当1x时,()fxa
x,由于()fx在[1,)上单调递增,故()fxax也为单调递增函数,且2ax恒成立,∴02aa,故a的范围为(0,2],②由①可得当1x时,()2fx,∵()fx的值域是R,∴当1x时,2ax,
∴2a,∵方程()ln()fxxm没有实根,当2yx与()ln()ygxxm相切时,设切点为00,2xx∵1()gxxm,∴012xm,0012lnln2xxm,∴01ln22x,∴0111ln2ln2222mxe∴ln2me
故m的取值范围为(,ln2)e,故答案为(0,2],(,ln2)e【点睛】(1)确定分段函数的单调性,不仅要考虑每一段函数的单调性,还要注意分段点处的两段函数取值的大小关系;(2)方程解得个数问题可以转化为函数图象的交点个数问题去解决,利用数形结合
的思想更便捷34.已知函数f(x)=x|2x﹣a|﹣1.①当a=0时,不等式f(x)+1>0的解集为_____;②若函数f(x)有三个不同的零点,则实数a的取值范围是_____.【答案】(0,+∞)(22,+∞)【分析】①把a=0代入函数解析式,可得不等式
,对x分类求解得答案;②转化方程的根为两个函数的图象的交点,利用数形结合,通过函数的导数求解即可.【详解】①当a=0时,不等式f(x)+1>0⇔x|2x|﹣1+1>0,即2x|x|>0,若x<0,得﹣2x2>0,不合题意;若x=0,得0>0,不合题意;若x>0,得2x2
>0,则x>0.综上,当a=0时,不等式f(x)+1>0的解集为(0,+∞);②若函数f(x)有三个不同的零点,即方程x|2x﹣a|﹣1=0有3个不同根.即|2x﹣a|1x有三个解,令y=|2x﹣a|,则y21222a
xaxaxaxx,,<,画出两个函数的图象,如图:x2a<,y1x,由y′21x2,解得x22,x22(舍去),此时切点坐标(222,),代入y=a﹣2x,可得a=2222
22,函数f(x)=x|2x﹣a|﹣1有三个零点,则实数a的取值范围为(22,+∞).故答案为(0,+∞);(22,+∞).【点睛】本题绝对值不等式的解法,考查函数的导数的应用,函数的零点的判断,考查数形结合的应用,是中档题.35.设函数(),afx
xx①若()fx在区间[1,)上不单调,实数a的取值范围是______;②若1,a且()()0fmxmfx对任意[1,)x恒成立,则实数m的取值范围是______.【答案】,1,1【解析】由题意得222()1
axafxxx,①fx在区间1,上不单调,()fx=0在区间1,上有奇次根,所以1,1aa.②111()20mmxmxmxmxxmxx对任意1,x恒成立,即222()10,mxmmx,因为无穷时需要小
于零,所以m<0,解集为222211(,0)(,)22mmmm,即22112mm解得m<-1.【点睛】(1)若可导函数f(x)在(a,b)上单调递增,则()fx≥0在区间(a,b)上恒成立;要检验()fx=0.(2
)若可导函数f(x)在(a,b)上单调递减,则()fx≤0在区间(a,b)上恒成立;要检验()fx=0.(3)可导函数f(x)在区间(a,b)上为增函数是()fx>0的必要不充分条件.(4)可导函数f(x)在区间(
a,b)上不单调,则()fx=0在区间(a,b)上有奇次根.五、解答题36.已知2lnafxxaxx,其中0a.(1)讨论函数fx的单调性;(2)证明:512222211111111345en,其中*nN,2n
.【答案】(1)答案见解析;(2)证明见解析.【分析】(1)求得导数222()axxafxx,根据0和0两种情况讨论,结合导数的符号,即可求解;(2)由(1)得到当1a时,fx在0,是减函数,求得12ln0xxx,进而得到2222111ln1121nnn
n,得出21111ln1211nnn,即可作出证明.【详解】(1)由题意,函数2lnafxxaxx的定义域为(0,),可得22222()aaxxafxaxxx,其中0,0ax,当2440a
,即21a,即1a时,0fx,fx在0,为减函数;当2440a,即21a,即10a时,由0fx得2111axa,2211axa,且12xx,121xx,1220xxa,在10,x
上,0fx,fx为减函数;在12,xx上,0fx,fx为增函数,在2,x上,0fx,fx为减函数,综上可得,当1a时,fx在0,为减函数;当10a时,fx在2110,aa和211,aa
上为减函数,在221111,aaaa为增函数(2)由(1)知,当1a时,12lnfxxxx在0,是减函数,所以当1x时,10fxf,即12ln0xxx,所以11ln2xxx
,所以2222111ln1121nnnn,其中22222221111111111121211211nnnnnnnnn所以21111ln12
11nnn,所以2221111111111ln1ln1ln1342243511nnn,所以222111111115ln1113
4223112nnn所以51222211111134en.【点睛】利用导数证明不等式问题:(1)直接构造法:证明不等式()fxgxfxg
x转化为证明0fxgx(0)fxgx,进而构造辅助函数hxfxgx;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,变形再构造,对原不等式同解变形,根据
相似结构构造辅助函数.37.设函数212xxafxexeaR.(1)当1ae时,求1xgxfxe的单调区间fx是fx的导数);(2)若fx有两个极值点1x
、212xxx,证明:1223xx.【答案】(1)增区间,1,减区间1,;(2)证明见解析.【分析】(1)当1ae时,求得1xxfxeeex,得到xgxeex,求得xgxee,结合导数的符号和10g
,即可求解;(2)求得xxfxeaex,把函数0fx有两个不等实根,转化为xaex有两个不等实根1x,2x,令()xxmxe,利用导数求得函数()mx单调区间,得到10,ae,再由
121xxxaexaex,得到1212xxxxaee,把1223xx转化为不等式3230ttet在0t时成立,令323thttet,求得函数的ht单调性与最值,即可求解.【详解】(1
)当1ae时,函数2112xxfxexee,可得1xxfxeeex,则xgxeex,则xgxee,令xxee,可得0xxe,所以xgxee为单调递减函数,又由10g,所以当1x时,
0gx;1x时,0gx,故gx的增区间,1,减区间1,.(2)由题意,函数212xxafxexe,可得xxfxeaex因为函数0fx
有两个不等实根,即xaex有两个不等实根1x,2x,则xxae,令()xxmxe,可得1()xxmxe,令()0mx,解得1x;令()0mx,解得1x,所以()mx在(,1)上递增,在(1,)上递减,所以1()(1)mxm
e,当x时,()0mx,所以10,ae,由121xxxaexaex,可得1212xxxxaee,故11212121221212122332221xxxxxxxxxxxxxxxxaeaeeeeeee,令12txx
,则0t.1232321tttxxee,0t,故不等式只要3230ttet在0t时成立,令3230thttett,可得220thttet,10thtte.所以ht
在0t单增,即00hth,所以ht在0t单减,即00hth.故原不等式1223xx得证.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函
数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.
38.已知函数211cos4fxaxx.(1)当2a时,求曲线yfx在点,f处的切线方程;(2)当1a时,证明:对任意0,2x,0fx.【答案】(1)2302xy;(2)证明见解析.【分析】(1)当2a时,求得sinfxxx
,得到232f,f,结合直线的点斜式,即可求解;(2)求得sin,0,22afxxxx,令sin2axxgx,得到cos2axxg,当2a时,得到fx为增函数,得到2c
os20fxf≤;当1,2a时,存在00,2x,使00cos02axgx,结合函数gx的单调性得出fx单调性,得到0fx.【详解】(1)当2a时,函数212cos2fxxx,可得sinfxxx,则232f,f
,所以曲线yfx在点,f处的切线方程为232yx,即2302xy.(2)由函数211cos4fxaxx,可得sin,0,22afxxxx,令sin2axxgx,则cos2axxg,当
2a时,0gx,所以gx为增函数,00gxg,所以0fx,fx为增函数,所以2cos20fxf≤.当1,2a时,1,122a,又因为0,2x,所以coscos2,1x
,所以存在00,2x,使0cos2ax,即00cos02axgx,所以函数gx在00,x上为减函数,在02x,上为增函数,因为00g,所以00gx,而2sin20ga,所以
存在10,2xx,使10gx,当10,xx时,0gx,即0fx;当1,2xx时,0gx,即0fx,所以fx在10,x上单调递减,在1,2x上单调递增,又因为
010fa≤,2cos20f,所以0fx.综上可得,当1a时,对任意0,2x,都有0fx.【点睛】利用导数证明不等式问题:(1)直接构造法:证明不等式()fxgxfxgx
转化为证明0fxgx(0)fxgx,进而构造辅助函数hxfxgx;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.39.已知函数()xfx
mexmR(1)当1m时,求fx的单调区间;(2)若fx有两个零点12,xx,当214xx时,不等式21112()13xxxmemeaxax恒成立,求a的取值范围.【答案】(1)递增区
间为(0,),减区间为(,0);(2)221,ln.【分析】(1)当1m时,求得1xfxe,根据导数的符号,即可求得函数的单调区间;2求得1xfxme,当0m和0m时,函数至多一个零点,
当0m时,利用导数求得函数的单调性,求得11minfxlnm,根据fx有两个零点,求得10me,把不等式恒成立转化为112222111ln13,l31nxxxaaxxxaxaxx恒成立,令21
xtx,得到13lntat对4t恒成立,构造函数13lntgtt,利用导数求得单调性,结合函数的单调性,即可求解.【详解】(1)当1m时,函数xfxex,则1xfxe,令0fx,即10xe,解得0x,当0x时,0
,fxfx单调递减;当0x时,0,fxfx单调递增,所以函数fx的单调递增区间为(0,),单调递减区间为(,0).2由函数xfxmex,可得1xfxme,当0m时,0,fxf
x单调递减,不可能有两个零点;当0m时,fxx,有一个零点;当0m时,令0fx,即10xme,可得10xem,所以1lnxm,则当1xlnm时,0,fxfx为单调递减函数;当1xlnm时,0,fxfx为单调递增
函数,所以当1xlnm时,fx有极小值也是最小值,即111minfxflnlnmm,因为fx有两个零点,所以11110,1,lnlnemmm,所以10me,又因为00fm,21110,4fmexx
,所以101x,因为21242lnlnlnmmm,244221ln2ln2lnfmmmmm,且0x时恒有0xlnx,所以24ln0fm,所以212
2lnxlnmm,所以m的取值范围为10,e,因为1110xfxmex,2220xfxmex,所以2121xxmemexx.又因为2121xxxex,所以2211lnxxxx当214xx时,不等式21112()13xxxm
emeaxax恒成立,即112222111ln13,l31nxxxaaxxxaxaxx令21xtx,因为214xx,所以4t,则31()lntta,所以13lntat对4t恒成立,令13lntgtt,则
2213ln12333ttttlnttgtttt令23htttlnt,则1htlnt,当4t时,0,htht单调递减,所以45440hthl
n,所以0,gtgt在4,上单调递减,4221gtgln,则a的取值范围为221,ln.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:1、
通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的
情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.40.已知函数2lnfxxxax,aR.(1)设12a,xgxfe,讨论函数gx的单调性;(2)若函数fx存在两
个不同的极值点1x,2x,且12xx,20fx,求证:221fxaxe.【答案】(1)函数gx在R上单调递减;(2)证明见解析.【分析】(1)求得12xxgxexae,设1xehxx
,求得1xhxe,得到函数的单调性,得到00hxh,进而得出0gx恒成立,即可求解;(2)求得ln12fxxax,令0fx,得到ln12xax,设ln1xxxk,利用导数求得kx的单调性,得到021a,
再由22ln12xax,可得222ln1ln2xxax,根据0xe,即可求解.【详解】(1)由题意,函数2xxxxxegefea,可得12xxgxexae,设1xehxx,则1
xhxe,当0x时,0hx,当0x时,0hx,函数hx在,0上递增,在0,上递减,所以00hxh.当12a时,1210xxxaexe,0gx恒成立,函数gx在R上单调递减.(2)由函数2ln
fxxxax,可得ln12fxxax,因为函数fx存在两个不同的极值点1x,2x,令0fx,则ln12xax,设ln1xxxk,可得2lnxxkx,当01x时,0kx,当1x时,0kx,所
以函数kx在0,1上递增,在1,上递减,且x时,0kx,11k,10ke,所以021a,又由22ln12xax,可得22ln12xax,且20fx,即
2222ln0xxax,即222ln1ln2xxax,所以2ln1x,2xe.则xe时,0xe,即lnxxxxexe,所以221fxaxe.【点睛】利用导数证明不等式问题:(1)直接构造法:证明不
等式()fxgxfxgx转化为证明0fxgx(0)fxgx,进而构造辅助函数hxfxgx;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,变形再构造,
对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.41.已知函数311ln62xaxxfxax.(1)若0a讨论fx的单调性;(2)当1a时,讨论函数fx的极值点个数.【答案】(
1)增区间为1,,减区间为0,1;(2)答案见解析.【分析】(1)求得211ln22xaxfx,令gxfx,可得2xxaxg,求得函数gx的单调性,结合10f,结合fx的符号,即可求解;(2)①当0a时,由(1)得到fx只有
一个极值点;②当10a时,由0gx,求得xa,得出函数的单调性和最值,再结合1a和10a分类讨论,结合单调性与最值,即可求解.【详解】(1)由题意,函数311ln62xaxxfxax定义域为0,,可得211l
n22xaxfx,令gxfx,可得2axaxxgxx,因为0a所以0gx,所以gx在0,上为增函数,又因为10f,所以0,1x,0fx,1,x,0fx,所以
fx的增区间为1,,fx的减区间为0,1.(2)①当0a时,由(1)可知fx在0,上有唯一极小值1f,所以极值点个数为1个.②当10a时,则20axxxg,得xa,当0,xa时,0gx
,,xa时,0gx,所以min1ln22aggxaaa,令1ln22aahaa,1ln2haa.因为10a,所以0ha,即ha在1,0a上单调递减,所以max10hah,所
以(ⅰ)当1a时,min10gxh,在0,上0gx恒成立,即0fx在0,上恒成立,所以fx无极值点.(ⅱ)当10a时,01a,0ha,即min0gx易知20aea,24241113ln02222aaaageea
ee所以存在唯一20,axea使得00gx,且当00xx时,0gx,当0xxa时,0gx,则fx在0xx处取得极大值;又10g,所以当1ax
时,0gx,当1x时,0gx,即fx在1x处取得极小值;故此时极值点个数为2,综上所述:当1a时,fx的极值点个数为0;当10a时,fx的极值点个数为2;当0a时,fx的极值点个
数为1.【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、
分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.42.已知函数2exfxaxx,aR1310e3.6
7.(1)若函数fx为单调函数,求实数a的取值范围;(2)当1a时,证明:35fx在0,恒成立.【答案】(1)2ln22a;(2)证明见解析.【分析】(1)求得e2xfxax,令gxfx,得到e2xgx,求得函数gx的
单调性,得到ln2gxg,由fx为单调函数,则fx恒不小于0或恒不大于0,即可求解;(2)当1a时,求得e12xfxx,由(1)得到minln20fxf,得到存在
唯一的0131,10x,使00fx,得出函数的单调性,求得200min1fxxx,结合二次函数的性质,即可求解.【详解】(1)由2exfxaxx,可得e2xfxa
x,记e2xgxfxax,则e2xgx,当,ln2x时,0gx,gx单调递减;当ln2,x时,0gx,gx单调递增;所以ln222ln2
gxga,因为fx为单调函数,则fx恒不小于0或恒不大于0,又当0x时,且12ax时,e2120xfxaxax,所以0fx,即22ln20a,解得2ln22a.(2)当1a时,2exfxxx,所以e12xfxx
,由(1)知fx在0,ln2上单调递减,在ln2,单调递增,所以minln212ln20fxf.又因为00f,130fe,133.673.6010f,所以存在唯一的0131,10x,使00fx,所
以当00,xx,00fx,当0,xx,00fx,所以fx在00,x上单调递减;在0,x上单调递增,且000e120xfxx,所以2220000000min15
e124xfxfxxxxxx,又因为0131,10x,所以2201513156132410241005x,所以min35fx,所以35fx恒成立.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立与有
解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情
况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.43.已知函数2ln1,0.fxxmxm(1)若fx在1,1f处的切线斜率为132,求函数fx的单调区间;(2)设singxfxx
,若0x是gx的极大值点,求m的取值范围.【答案】(1)增区间为331,6和33,6,减区间为3333,66;(2)10,2.【分析
】(1)求得121fxmxx,由1312f,求得3m,得到26611xxfxx,结合导数的符号,即可求解;(2)由2ln1singxxmxx,求得12cos1gxmxxx,令hxgx,由212sin(1)
hxmxx,得到021hm,分102m和12m,利用导数求得函数的单调性与极值,即可求解.【详解】(1)由题意,函数2ln1fxxmx的定义域为1,,可得121fxmxx,则1131222fm,解得3m,所以
21661611xxfxxxx,令0fx,解得13316x,2336x,令0fx,可得11xx或2xx;令0fx,可得12xxx,所以fx在11,x
和2,x上单调递增,在12,xx上单调递减,即函数fx的单调递增区间为331,6和33,6,单调递减区间为3333,66.(2)由题意,可得2sinln1
singxfxxxmxx,则00g且12cos1gxmxxx,可得00g令hxgx,则212sin(1)hxmxx,可得021hm,若102m,当1,2x时,21(1)yx单调递增,
所以hx在1,2上单调递增.又因为210210,210212hmhm,因此存在00,2x使得00hx,所以当01,xx时0,0,hxhxgxhx在01,x
上单调递减,又由000gh,所以当1,0x时,0gx;当00,xx时,0gx,所以gx在1,0上单调递增,在00,x上单调递减,符合题意.若12m,当0,2x时,22
112sin1sin0(1)(1)hxmxxxx,所以hx在0,2上单调递增,00,gxggx在0,2上单调递增,因此0x不可能是gx的极大值点.综上,当0x是gx的极大值点时,m的取值范
围为10,.2【点睛】函数由极值、极值点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数极值或极值点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后
利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函数极值或极值点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每
个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.44.已知函数2112xfxxemxmx.(1)当0m时,求fx的极值;(2)当2m时,讨论fx的零点个数.【答案】(1)极小值11e,无极大值;(2)答案见
解析.【分析】(1)当0m时,求得1xfxxe,根据导数的符号求得函数的单调,进而求得函数的极值;(2)求得函数的导数1xfxxem,(i)当0m时,单调fx仅有一个零点;(ii)当0m时,根据min10f
xf和10f,得到以fx在1,内有1个零点;再xgxxe,利用导数求得单调性,得到1gxg,进而化简函数,得到21112fxmxmxe,得出fx在,
1内有1个零点,所以fx有两个零点;(iii)当20m时,求得0fx的根据,分ln1m、ln1m和ln1m三种情况讨论,结合单调性与极值,得到fx仅有1个零点,即可求解.【详解】(1)当0m时,函数1xfxxe
,可得1xfxxe,令0fx,可得1x;令0fx,可得1x,所以fx在,1上单调递减,在1,上单调递增,当1x时,fx取得极小值11e,无极大值.(2)由题得,11xxfx
xemxmxem.(i)当0m时,1xfxxe,当0x时,0fx,又fx为0,上的增函数,且1e10f,所以fx仅有一个零点;(ii)当0m时,0xem,当1x时
,可得0fx,fx为减函数;当1x时,可得0fx,fx为增函数,所以min11102mfxfe,因为3111022mfemem,所以fx在1,内有1个零点.令xgxxe,则
1xgxxe,所以gx在,1上单调递减,在1,上单调递增,所以11gxge,所以221111122xfxxemxmxmxmxe,因为0m,所以当x趋近于时,2111e2
mxmx的值趋近于,所以fx在,1内有1个零点,所以fx有两个零点:(iii)当20m时,由0fx,得1x或lnxm,①若ln1m,即10me,则当lnxm时,0fx,fx单调递增;当ln1mx
时,0fx,fx单调递减:当1x时,0fx,fx单调递增.而2lnln102mfmm,33111022femee,此时,函数fx仅有一个零点.②若ln1m,即1me.则0fx
,fx为R上的增函数,因为010f,31102fem,此时fx仅有一个零点.③若ln1m,即12me,则当1x时,0fx,fx单调递增;当1lnxm时,0fx,fx单调递
减:当lnxm时,0fx,fx单调递增.因为12me,则11102mfe,222410fem.此时fx仅有1个零点.综上,当20m时,fx只有1个零点;当0m时,fx有两个零点.【点睛】利用函数的导数研究函数的零点
问题的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求
满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.45.已知函数2ln21afxxaRx.(1)讨论函数fx的单调性;(2)求证:当0x时,
2ln11xxxe.【答案】(1)答案见解析;(2)证明见解析.【分析】(1)求得22211'1xaxfxxx,由22110xax,结合0,得到2a或0a,分类讨论结合导数的符号,即可求
解;(2)由(1)知当2a时,函数fx在1,上单调递增,根据1fxf,转化为2ln12xxx在0,上恒成立,再结合2221xxxxe,转化为22220xexx,设2222xxexx,结合导数求得函数的单调性与最值,即可求解.【
详解】(1)由题意,函数2ln21afxxx,可得其定义域为0,,且22221112'11xaxafxxxxx.令'0fx,即22110xax,由
24140a,解得2a或0a①若0a,则'0fx,所以fx在0,上单调递增,②若02a,此时0,'0fx在0,上恒成立,所以fx在0,上单调递增.③若2a,此时0,方程22110xax的两根为2112xaa
a,2212xaaa且1>0x,20x,所以fx在20,12aaa上单调递增,在2212,12aaaaaa上单调递增,在212,aaa上单调递增.综上所述;若2a
,fx在0,上单调递增﹔若2a,fx在20,12aaa,212,aaa上单调递增,在2212,12aaaaaa上单调递减.(2)由(1)可知当2a时,函数fx在1,上单调递增,所
以10fxf,即4ln201xx在1,上恒成立,所以2ln12xxx在0,上恒成立,下面证22021xxxxxe,即证22220xexx,设2222x
xexx,可得'222xxex,设222xxex,可得'220xxe在0,上恒成立,所以222xxex在0,上单调递增,所以
22200xxex,所以2222xxexx在0,上单调递增,所以222200xxexx,所以2221xxxxe,即当0x时,2ln11xxxe.【点睛】利用导数证明不等式问题
:(1)直接构造法:证明不等式()fxgxfxgx转化为证明0fxgx(0)fxgx,进而构造辅助函数hxfxgx;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放
缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.46.已知函数211xxaxfxeaxe,Ra.(1)若1a,过点1,2作曲线yfx的切线,求切点坐标;(
2)讨论函数fx的零点个数.【答案】(1)22,4e;(2)答案见解析.【分析】(1)当1a时,求得函数fx和fx,求得切点坐标为000,2xxex和0fx,求得切线方程00021xxyexxe,代入点1,2,求得02x
,即可求解.(2)令0fx,得到即221110xxxxaaee,令xxte,把方程(*)等价于方程21110atat(**),求得函数xxte的单调性及21110
atat【详解】(1)当1a时,函数2xfxex,可得2xfxe,设切点坐标为000,2xxex,则002xfxe,所以曲线yfx在点000,2xxex处的切线方程为000022xxyexxe
x,化简得00021xxyexxe.因为切线过点1,2,所以000221xxexe,即0020xxe,解得02x,所以切点坐标为22,4e.(2)令0fx,可得2110xxaxeaxe,即221110x
xxxaaee(*),令xxte,则方程(*)等价于方程21110atat(**).对于函数xxte,2e1xxxxexxtee,当,1x时,10xxte,当1,x时,10xxte,所以函数xxte在,1
上单调递增,在1,上单调递减.因此1xxtee,且当x趋近于时,t趋近于,当x趋近于时,t趋近于0,作出函数xxte的大致图象,如图所示.当1a时,方程(**)为210t,得102t,此时函数fx只有一个零点.
当1a时,对于(**),22214125140aaaaa,所以方程21110atat必有2个不同的根,不妨设为1t,2t,且12tt,记2111gtatat,若
10a,即1a,则12101tta,得120tt.由于010g,因此当10ge,即11aee时,210te,①当11aee时,10ge,则10t,21te,此时函数fx有
2个零点;②当11aee时,10ge,则1210tte,此时函数fx有3个零点;③当111aee时,10ge,则10t,21te,此时函数fx有1个零点.若10a,即1a,则12101tta,12101atta
,可得120tt,此时函数fx有2个零点.综上,当11,1aee时,函数fx有1个零点;当1,11aee时,函数fx有2个零点;当1,1aee时,函数fx有3个零点.【
点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情
境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.47.已知函数(
)1(0)fxaxx,1()ln2agxxax.(1)若12a,比较函数fx与gx的大小;(2)若1x时,fxgx恒成立,求实数a的取值范围.【答案】(1)答案见解析
;(2)1[,)2.【分析】(1)当12a,单调1()()()ln22xFxfxgxxx,利用导数求得函数()Fx在0,单调递增,且10F,即可得到结论;(2)设1()1ln2,
1ahxaxxaxx,求得函数的导数,分12a、102a和0a三种情况讨论,结合函数的单调性,即可求解.【详解】(1)由题意,当12a,可得函数()12xfx,1()ln12gxxx.则1()()()ln22xFxfxgxxx,可
得222111(1)()0222xFxxxx,所以()Fx在0,单调递增,且10F,综上,当1x时,()0Fx,可得()()fxgx;当(0,1)x时,()0Fx,可得()()fxgx;当(1,)x时,()0Fx,可得()()fxgx.(2)设1
()1ln2,1ahxaxxaxx,可得222211(1)(1)(1)()aaxxaxaxahxaxxxx,且(1)0h,若0a时,()0hx,hx在1,单调递减,10hxh,不合题意,舍去;若0a时,可得22
11(1)[()](1)()aaxaxaxxaahxxx,令0hx,解得11x和21axa,①当12a时,当1x,可得0hx,hx在1,单调递增,所以()(1)0hxh,此时()()fxgx;②当102a时,令0hx,解
得1axa;令0hx,解得11xa,所以hx在11,1a单调递减,在,1()aa单调递增,所以10hxh,不合题意,舍去;③当0a时,可得0hx,hx在1,单调递减,不合题意,舍去.综上可得,实数a的取
值范围是1[,)2.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成立
或有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.48.设函数21ln2
fxxaxbx.(1)已知fx在点1,1Pf处的切线方程是21yx,求实数a,b的值;(2)在第(1)问的条件下,若方程20xfx有唯一实数解,求实数的值.【答案】
(1)0a,1b;(2)1.【分析】(1)当1x时,求得1112bfa,得到22ab,再由112bfa,联立方程组即可求解;(2)根据题意转化为2ln0xxx有唯一实数解,设2lnxxgxx
,求得221xxgxx,令2210xx,利用二次函数的性质,得到函数gx单调性与最值,进而得到20gx,结合2ln1hxxx的单调性,求得方程的解为21x,代入,即可求解.【详解】(1)当1x时,可得2111y,所以1112bfa
,即22ab,因为1fxaxbx,即112bfa,即1ab联立方程组221abab,解得0a,1b.(2)由方程2fxx有唯一实数解,即2ln0xxx有唯一
实数解,设2lnxxgxx,则221,0xxgxxx,令2210,0xxx,因为0,所以180,且12102xx,所以方程有两异号根,设10x,20x,因为0x,所以1x应舍去,当20
,xx时,0gx,gx在20,x上单调递减;当2,xx时,0gx,gx在2,x上单调递增.当2xx时,20gx,gx取最小值2gx,因为0gx有唯一解,所以20gx,则2200gxgx
,即2222222ln0210xxxxx,因为0,所以222ln10xx.(*)设函数2ln1hxxx,因为当0x时,hx是增函数,所以0hx至多有一解,
因为10h,所以方程(*)的解为21x,将21x代入222210xx,可得1.【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从fx中分
离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函
数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.49.已知函数2xxfxebeax,其中e是自然对数的底数.(1)若0b,
2ea,证明:0fx,(2)若1b时,0fx在0,恒成立,求实数a的取值范围.【答案】(1)证明见解析;(2),1.【分析】(1)由当0b,2ea时,求得xfxee,得出函数fx单调性和最值,即可求解;(2)当1b时,求得2xxfx
eea,得到0xxfxee在0,恒成立,且022fa,分1a和1a两种情况讨论,结合函数的单调性与最值,即可求解.【详解】(1)由题意,当0b,2ea时,可得xfxeex,则xfxee,当1
x时,可得0fx;当,1x时,0fx,fx单调递减;当1,x时,0fx,fx单调递增;所以fx在1x时取得极小值,也是最小值,所以10fxf.(2)当1b时,函数2xxfxeeax,可得2xxfxe
ea,0xxfxee在0,恒成立,所以fx在0,上单调递增,022fa.①当1a时,00fxf,所以fx在0,上单调递增,所以00fxf,满足题意.②当1a时,因为
fx在0,上单调递增,所以min0220fxfa,存在0,t,使得当0,xt时,0fx,fx在0,t上单调递减,所以当0,xt时,00fxf,这与0
fx在0,上恒成立矛盾综上所述,1a,即实数a的取值,1.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题
.3、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.50.已知函数21222xfxx
eaxxaR.(1)当1ea时,讨论函数fx的极值;(2)若存在00x,,使得00001ln222fxxxaax,求实数a的取值范围.【答案】(1)答案不唯一,具体见解析;(2),1.【分析】(1)求得函数的导数1xfx
xea,分0a、10ae和1ae三种情况讨论,结合导数的符号和极值的定义,即可求解;(2)由存在00x,,使得0000ln0xxexxa,构造新函数lnxhxxexxa
,利用求得函数的单调性与最值,进而求得实数a的取值范围.【详解】(1)由题题意,函数21222xfxxeaxx,可得1e11exxfxaxxax.①当0a时,若1x,则0fx,若1x,则0fx,所以
fx在区间,1上是减函数,在区间1,上是增函数,所以当1x时,fx取得极小值1312fea,无极大值,②当10ae时,若lnxa或1x,则0fx,若ln1ax,则0fx,fx在区间,lna上
是增函数,在区间ln,1a上是减函数,在区间1,上是增函数,所以当lnxa时,fx取得极大值21lnln2faaaa,当1x时,fx取得极小值131e2fa.③当1ae时,0fx,∴fx在区间,上
是增函数,∴fx既无极大值又无极小值.综上所述,当0a时,fx有极小值1312fea,无极大值;当10ae时,fx有极大值21lnln2faaaa,极小值1312fea;当1ae时,fx既无极大值又无极小值(2)由题知,存在00x
,,使得0000ln0xxexxa,设lnxhxxexxa,则11111xxhxxexexx,设10xmxexx,∴mx在区间0,上是增函数,又1202me,110me,∴存在1
1,12x,使得10mx,即111xex,∴11lnxx,当10xx时,0mx,即0hx,当1xx时,0mx,即0hx,∴hx在区间10,x上是减函数
,在区间1,x上是增函数,∴11111111min11eln1xhxhxxxxaxxxaax,∴10a,∴1a,∴实数a的取值范围为,1.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策
略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.3、根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试
题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.51.已知函数32112244ln62fxxaxaxaxx的导函数为fx,aR.(Ⅰ)求fx的极值;(
Ⅱ)判断函数fx在区间210,38ln2aaa上的单调性.【答案】(1)答案见解析;(2)函数fx在(0,2)上递减,在区间213(2,)8ln2aaa上递增.【分析】(1)求得fx,令
21224ln2gxxaxax,求得(2)(2)xaxgxx,令0gx,解得2x或2xa,分0a、10a、1a和1a四种情况讨论,结合极值的概念,即可求解;(2)由(1)知fx在(0,2)上递减,在(2,)上递增,
令21()38ln22haaaa,利用导数求得函数()ha的单调性与最小值,进而求得函数fx的单调性.【详解】(1)由题意,函数32112244ln62fxxaxaxaxx
的定义为(0,),则21224ln,02fxxaxaxx,令21224ln,02gxxaxaxx,则24(22)4(2)(2)22axaxaxaxgxxa
xxx,令0gx,可得2x或2xa,①若0a,当02x时,0gx,gx单调递减;当2x时,0gx,gx单调递增,所以当2x时,gx取得极小值24
4ln22gaa,无极大值;②若022a时,即10a时,当02xa时,0gx,gx单调递增,当22ax时,0gx,gx单调递减;当2x时,0gx,gx单调递增,所以当2xa时,gx取得极大值2224
4ln(2)gaaaaa,当2x时,gx取得极小值244ln22gaa;③若22a时,即1a时,当02x时,0gx,gx单调递增,当22xa时,0gx
,gx单调递减;当2xa时,0gx,gx单调递增,所以当2x时,gx取得极大值244ln22gaa,当2xa时,gx取得极小值22244ln(2)gaaaaa,④若1a时,
此时2(2)0xgxx,此时函数gx单调递增,此时无极值;综上可得:当0a时,函数fx有极小值44ln22aa,无极大值;当10a时,函数fx有极大值2244ln(2)aaaa,
极小值44ln22aa;当1a时,函数fx有极大值44ln22aa,极小值2244ln(2)aaaa;当1a时,函数fx无极值.(2)当210,38ln2xaaa时,其中0
a,由(1)知,fx在区间(0,2)上单调递减,在区间(2,)上单调递增,令21()38ln22haaaa,可得2838()3aahaaaa,令()0ha,即2380aa,解得41322a或41322a(舍去),当41322a
时,()ha取得最小值为34114138ln()4(2)2ha,设21ln,12xgxxxx,可得22(1)02xgxx,所以gx在(1,)为递减函数,又由10g,所以当1x时,00gxg,即21ln2xxx,可得34114133
41174127138ln()8()41422432322,又由164169,可得24113,所以134102,即()0ha,即2138ln22aaa,所以fx在(0,2)上单调递减,在区间213(
2,)8ln2aaa上单调递增,【点睛】解决函数极值、最值综合问题的策略:1、求极值、最值时,要求步骤规范,含参数时,要讨论参数的大小;2、求函数最值时,不可想当然地认为极值点就是最值点,要通过比较才能下结论;
3、函数在给定闭区间上存在极值,一般要将极值与端点值进行比较才能确定最值.52.已知函数2ln121,fxaxxaxaaR.(1)讨论fx的单调性;(2)若fx存在极值,且0fx在1,上恒成立,求a的取值范围.【答案】(1)
答案不唯一,具体见解析;(2)10a<.【分析】(1)求得fx的导数22421xafxxx,令2242gxxax,结合二次函数的图象与性质,根据对称轴分类讨论确定fx的符号,即可求
解;(2)把1,x,0fx恒成立,转化为2ln11121xxxxa恒成立,令1tx,20,ln,tthttt,利用导数求得函数ht的单调性与最值,即可求解.【详解】(1)由题意,函数2ln121,
fxaxxaxaaR,可得fx的定义域为1,,且22421xafxxx,令2242gxxax,对称轴为41224aax,当114a,即0a时,gx在1,上单调递增,且10gxga,所以f
x在1,上单调递增;当114a,即0a时,令0gx,得2241680aaa恒成立,可得214814aaax,224814aaax,所以在2481,4aaa上0gx,即fx在2481,4aaa
上单调递减;在248,4aaa上0gx,即fx在248,4aaa上单调递增,综上所述,当0a时,fx在1,上单调递增;当0a时,fx在
2481,4aaa上递减,在248,4aaa上递增.(2)由(1)可知,若fx存在极值,则0a,1,x,不等式0fx恒成立,等价于2ln11121xxxxa恒成立,令1tx,2lntthtt,
0,t,则312ln'tthtt,令12lnttt,则2'10tt,所以12lnttt在0,上递减,因为10,所以当0,1t时,0tφ,ht在0,1上单调递增;当1,t时,0t,
ht在1,上单调递减,所以11hth,即11a,解得10a.【点睛】对于利用导数研究不等式的恒成立问题的求解策略:1、通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;2、利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化
为函数的最值问题.3、根据恒成立求解参数的取值时,一般涉及分类参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,通常要设出导数的零点,难度较大.53.已知函数ln11fxxax,0a.(1)讨论
fx的单调性;(2)证明:*ln1ln2ln22334422nnnnN.【答案】(1)在1,a上单调递减;(2)证明见解析.【分析】(1)求得211'021ax
fxxax,即可得到fx在1,a上单调递减;(2)当2a时,得到()ln211fxxx,根据(1)得到当1x时,ln211xx.取11xnnn,化简得到ln2ln(21)lnln222212nnnnnnnnnnn
,进而证得不等式成立.【详解】(1)由题意,函数ln11fxxax,则2111'02121axafxxaxxax≤,故fx在1,a上单调递减.(2
)当2a时,可得()ln211fxxx,由(1)知fx在1,2上单调递减,注意到10f,则当1x时,恒有ln211xx,取11xnnn,可得12ln111nn,即1ln1112
2nnnn,又由ln2ln(21)lnln222212nnnnnnnnnnn,因此ln1ln2ln334422nnn111ln1ln1ln1ln12123412nnnn
111111ln21324112nnnn211ln21212nnnn22.【点睛】利用导数证明不等式问题:(1)直接构造法:证明不等式()fx
gxfxgx转化为证明0fxgx(0)fxgx,进而构造辅助函数hxfxgx;(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.