【文档说明】高考数学(文数)一轮复习习题 专题训练 导数的综合应用(二) (含解析).doc,共(4)页,56.500 KB,由MTyang资料小铺上传
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升级增分训练导数的综合应用(二)1.已知函数f(x)=(ax2-x+a)ex,g(x)=blnx-x(b>0).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)当a=12时,若对任意x1∈(0,2),存在x2∈,使f(x1)+g(x2)≥0成立,求实数b的取值范围.解:(1)由题
意得f′(x)=(x+1)(ax+a-1)ex.当a=0时,f′(x)=-(x+1)ex,当x∈(-∞,-1)时,f′(x)>0,f(x)在(-∞,-1)上单调递增;当x∈(-1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)在(-1,+∞)上单调递减.当a≠0
时,令f′(x)=0,则x=-1或x=-1+1a,当a>0时,因为-1+1a>-1,所以f(x)在(-∞,-1)和-1+1a,+∞上单调递增,在-1,-1+1a上单调递减;当a<0时,因为-1+1a<-1,所以f(x)在-∞,-1+1a和(-1,+∞
)上单调递减,在-1+1a,-1上单调递增.(2)由(1)知当a=12时,f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,2)上单调递增,因此f(x)在(0,2)上的最小值为f(1)=0.由题意知,对任意x1∈(0,2),存在x2∈,使g(x2)≥-f(x1)成立,因为max=0
,所以blnx2-x2≥0,即b≥x2lnx2.令h(x)=xlnx,x∈,则h′(x)=lnx-1x2<0,因此h(x)min=h(2)=2ln2,所以b≥2ln2,即实数b的取值范围是2ln
2,+∞.2.(2017·南昌模拟)已知函数f(x)=lnx-ax2-a+2(a∈R,a为常数)(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若存在x0∈(0,1],使得对任意的a∈(-2,0],不等式mea+f(x0)>0(其中e为自然对数的底数)都成立,求实数m的取值
范围.解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1x-2ax=1-2ax2x,当a≤0时,f′(x)≥0,所以函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;当a>0时,由f′(x)≥0且x>0,解得0<x≤12a,所以函数f(x)在区间0,12a上单调递增,在区间
12a,+∞上单调递减.(2)由(1)知,当a∈(-2,0]时,函数f(x)在区间(0,1]上单调递增,所以x∈(0,1]时,函数f(x)的最大值是f(1)=2-2a,对任意的a∈(-2,0],都存在x0∈(0,1],不等式mea+f(x0)>0都成立,等价于对任
意的a∈(-2,0],不等式mea+2-2a>0都成立,不等式mea+2-2a>0可化为m>2a-2ea,记g(a)=2a-2ea(a∈(-2,0]),则g′(a)=2ea-a-ae2a=4-2aea>0,所以g(a)的最大值是g(0)=-2,所以实数m的取值范围是
(-2,+∞).3.已知函数f(x)=a+lnxx在点(1,f(1))处的切线与x轴平行.(1)求实数a的值及f(x)的极值;(2)是否存在区间t,t+23(t>0)使函数f(x)在此区间上
存在极值点和零点?若存在,求出实数t的取值范围,若不存在,请说明理由.解:(1)f′(x)=1x·x-a+lnxx2=1-a-lnxx2(x>0).∵f(x)在点(1,f(1))处的切线与x轴平行,∴f′(1)=1-a-ln1=0.解得a=1.∴f(x
)=1+lnxx,f′(x)=-lnxx2,当0<x<1时,f′(x)>0,当x>1时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,故f(x)在x=1处取得极大值1,无极小值.(2)∵x>1时,f(x)=1+lnxx>
0,当x→0时,f(x)→-∞,由(1)得f(x)在(0,1)上单调递增,由零点存在性定理,知f(x)在区间(0,1)上存在唯一零点.函数f(x)的图象如图所示.∵函数f(x)在区间t,t+23(t>0)上存在极值点和零点,∴0<t<1,t+23>1,ft=1+lnt
t<0,即0<t<1,t+23>1,t<1e,解得13<t<1e.∴存在符合条件的区间,实数t的取值范围为13,1e.4.(2017·沈阳质监)已知函数f(x)=12x2-alnx+b(a∈R).(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线的方程为3x-y-3=0,求实
数a,b的值;(2)若x=1是函数f(x)的极值点,求实数a的值;(3)若-2≤a<0,对任意x1,x2∈(0,2],不等式|f(x1)-f(x2)|≤m1x1-1x2恒成立,求m的最小值.解
:(1)因为f(x)=12x2-alnx+b,所以f′(x)=x-ax,因为曲线y=f(x)在x=1处的切线的方程为3x-y-3=0,所以f=3,f=0,即1-a=3,12+b=0,解得a=-2,b=-12.(2)因为x=1是函数f(x)的极值点,所以f
′(1)=1-a=0,所以a=1.当a=1时,f(x)=12x2-lnx+b,定义域为(0,+∞),f′(x)=x-1x=x2-1x=x-x+x,当0<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以a=1.(3)因为-2
≤a<0,0<x≤2,所以f′(x)=x-ax>0,故函数f(x)在(0,2]上单调递增,不妨设0<x1≤x2≤2,则|f(x1)-f(x2)|≤m1x1-1x2可化为f(x2)+mx2≤f(x1)+mx1,设h(x)=f(x)+mx=12x
2-alnx+b+mx,则h(x1)≥h(x2).所以h(x)为(0,2]上的减函数,即h′(x)=x-ax-mx2≤0在(0,2]上恒成立,等价于x3-ax-m≤0在(0,2]上恒成立,即m≥x3-ax在(0,2
]上恒成立,又-2≤a<0,所以ax≥-2x,所以x3-ax≤x3+2x,而函数y=x3+2x在(0,2]上是增函数,所以x3+2x≤12(当且仅当a=-2,x=2时等号成立).所以m≥12,即m的最小值为12.