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1、2016年11月11日高三數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)恒成立組卷一解答題(共30小題)1已知函數(shù)f(x)=xlnx+ax,g(x)=(1)若a=2,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間,并求f(x)的最大值;(2)若不等式f(x)g(x)對任意實(shí)數(shù)x1,+)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(3)求證:不等式lnkn()(nN*)2已知函數(shù)f(x)=在點(diǎn)(1,f(1)處的切線方程為x+y=2()求a,b的值;()若對函數(shù)f(x)定義域內(nèi)的任一個(gè)實(shí)數(shù)x,都有xf(x)m恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍() 求證:對一切x(0,+),都有3(x+1)f(x)成立3設(shè)函數(shù)f(x)=ax2alnx,g(x)=,其中aR,e=2.718為自然對數(shù)
2、的底數(shù)()討論f(x)的單調(diào)性;()證明:當(dāng)x1時(shí),g(x)0;()確定a的所有可能取值,使得f(x)g(x)在區(qū)間(1,+)內(nèi)恒成立4設(shè)函數(shù)f(x)=ax+lnx,g(x)=a2x2;(1)當(dāng)a=1時(shí),求函數(shù)y=f(x)圖象上的點(diǎn)到直線xy+3=0距離的最小值;(2)是否存在正實(shí)數(shù)a,使得不等式f(x)g(x)對一切正實(shí)數(shù)x都成立?若存在,求出a的取值范圍;若不存在,請說明理由5設(shè)函數(shù)f(x)=(1+x)22ln(1+x)(1)若關(guān)于x的不等式f(x)m0在0,e1有實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)m的取值范圍(2)設(shè)g(x)=f(x)x21,若關(guān)于x的方程g(x)=p至少有一個(gè)解,求p的最小值(3)證明不等
3、式:(nN*)6已知函數(shù)f(x)=+alnx(a0,aR)()若a=1,求函數(shù)f(x)的極值和單調(diào)區(qū)間;()若在區(qū)間1,e上至少存在一點(diǎn)x0,使得f(x0)0成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍7已知函數(shù)f(x)=lnx()若a0,試判斷f(x)在定義域內(nèi)的單調(diào)性;()若f(x)在1,e上的最小值為,求實(shí)數(shù)a的值;()若f(x)x2在(1,+)上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍8已知函數(shù)f (x)=axex(aR),g(x)=(I)求函數(shù)f (x)的單調(diào)區(qū)間;()x0(0,+),使不等式f (x)g(x)ex成立,求a的取值范圍9已知函數(shù)f(x)=ax+xlnx(aR)(1)若函數(shù)f(x)在區(qū)間e,+)上為增函
4、數(shù),求a的取值范圍;(2)當(dāng)a=1且kZ時(shí),不等式k(x1)f(x)在x(1,+)上恒成立,求k的最大值10已知函數(shù)f(x)=x2,g(x)=elnx()設(shè)函數(shù)F(x)=f(x)g(x),求F(x)的單調(diào)區(qū)間;()若存在常數(shù)k,m,使得f(x)kx+m,對xR恒成立,且g(x)kx+m,對x(0,+)恒成立,則稱直線y=kx+m為函數(shù)f(x)與g(x)的“分界線”,試問:f(x)與g(x)是否存在“分界線”?若存在,求出“分界線”的方程,若不存在,請說明理由11已知函數(shù)f(x)=(x0)(1)試判斷函數(shù)f(x)在(0,+)上單調(diào)性并證明你的結(jié)論;(2)若f(x)恒成立,求整數(shù)k的最大值;(3)
5、求證:(1+1×2)(1+2×3)1+n(n+1)e2n312設(shè)函數(shù)f(x)=xmlnx(1)若函數(shù)f(x)在定義域上為增函數(shù),求m范圍;(2)在(1)條件下,若函數(shù)h(x)=xlnx,x1,x21,e使得f(x1)h(x2)成立,求m的范圍13已知函數(shù)f(x)=alnxax3(a0)()討論f(x)的單調(diào)性;()若f(x)+(a+1)x+4e0對任意xe,e2恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍(e為自然常數(shù));()求證ln(22+1)+ln(32+1)+ln(42+1)+ln(n2+1)1+2lnn!(n2,nN*)(n!=1×2×3××n
6、)14已知f(x)=xlnxax,g(x)=x22(1)當(dāng)a=1時(shí),求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)對一切x(0,+),f(x)g(x)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(3)證明:對一切x(0,+),都有成立15已知函數(shù)f(x)=2lnxax+a(aR)()討論f(x)的單調(diào)性;()若f(x)0恒成立,證明:當(dāng)0x1x2時(shí),16已知f(x)=+nlnx(m,n為常數(shù))在x=1處的切線為x+y2=0(1)求y=f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)若任意實(shí)數(shù)x,1,使得對任意的t,2上恒有f(x)t3t22at+2成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍17設(shè)函數(shù)f(x)=ax(1)若a=0,求f(x)的單調(diào)增區(qū)間;(2)當(dāng)b=1
7、時(shí),若存在x1,x2e,e2,使f(x1)f(x2)+a成立,求實(shí)數(shù)a的最小值(其中e為自然對數(shù)的底數(shù))18已知函數(shù)f(x)=lnxa(x1),aR()討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;()當(dāng)x1時(shí),f(x)恒成立,求a的取值范圍19已知函數(shù)f(x)=ax2+(1+a)xlnx(aR)()當(dāng)a0時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;()當(dāng)a=0時(shí),設(shè)函數(shù)g(x)=xf(x)若存在區(qū)間m,n,+),使得函數(shù)g(x)在m,n上的值域?yàn)閗(m+2)2,k(n+2)2,求實(shí)數(shù)k的取值范圍20已知函數(shù)f(x)=,g(x)=ln(x+1),曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1)處的切線方程是5x4y+1=0(1)求a,b
8、的值;(2)若當(dāng)x0,+)時(shí),恒有f(x)kg(x)成立,求k的取值范圍;(3)若=22361,試估計(jì)ln的值(精確到0.001)21已知函數(shù)f(x)=(1+2a)x+ln(2x+1),a0(1)已知函數(shù)f(x)在x=2取得極小值,求a的值;(2)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;(3)當(dāng)a時(shí),若存在x0(,+)使得f(x0)2a2,求實(shí)數(shù)a的取值范圍22已知函數(shù)f(x)=mlnxx2+2(mR)()當(dāng)m=1時(shí),求f(x)的單調(diào)區(qū)間;()若f(x)在x=1時(shí)取得極大值,求證:f(x)f(x)4x3;()若m8,當(dāng)x1時(shí),恒有f(x)f(x)4x3恒成立,求m的取值范圍23已知函數(shù)f(x)=ln(x+
9、1)x(x1)(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)若kZ,且f(x1)+xk(1)對任意x1恒成立,求k的最大值;(3)對于在(0,1)中的任意一個(gè)常數(shù)a,是否存在正數(shù)x0,使得e1x02成立?請說明理由24已知函數(shù)f(x)=alnx+x2(1+a)x(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)若f(x)0對定義域中的任意x恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(3)證明:對任意正整數(shù)m,n,不等式+恒成立25已知函數(shù)f(x)=ax+lnx,函數(shù)g(x)=ex,其中e為自然對數(shù)的底數(shù)()討論f(x)的單調(diào)性;()若x(0,+),使得不等式g(x)成立,試求實(shí)數(shù)m的取值范圍;()當(dāng)a=0時(shí),對于x(0,+),求證
10、:f(x)g(x)226設(shè)函數(shù)f(x)=2x2+axlnx(aR),g(x)=+3(I)若函數(shù)f(x)在定義域內(nèi)單調(diào)遞減,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(II)若對任意x(0,e),都有唯一的xoe4,e,使得g(x)=f(xo)+2xo2成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍27已知函數(shù)f(x)=ex(x22x+2a2)(a0),g(x)=x2+6x+c(cR)()若曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0)處的切線方程為y=4x2,求a的值;()求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;()當(dāng)a=1時(shí),對x12,2,x22,2,使f(x1)g(x2)成立,求實(shí)數(shù)c的取值范圍28已知f(x)=ax10lnx,h(x)=x2+(m2)x+6
11、()若函數(shù)f(x)在其定義域上是增函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍;()當(dāng)a=4時(shí),對于任意x1,x2(0,1),均有h(x1)f(x2)恒成立,試求參數(shù)m的取值范圍29已知函數(shù)(1)當(dāng)時(shí),討論f(x)的單調(diào)性(2)設(shè)g(x)=x22bx+4當(dāng)時(shí),若對任意x1(0,2),存在x21,2,使f(x1)g(x2),求實(shí)數(shù)b取值范圍30設(shè)函數(shù)f(x)=x2+ax2lnx(aR)(I)當(dāng)a=0時(shí),求函數(shù)f(x)的極值;()當(dāng)a4時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;()若對任意a(4,6)及任意x1,x21,2,ma+2ln2|f(x1)f(x2)|恒成立,求實(shí)數(shù)m 的取值范圍2016年11月11日高三數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)恒成立
12、組卷參考答案與試題解析一解答題(共30小題)1(2017春葫蘆島期末)已知函數(shù)f(x)=xlnx+ax,g(x)=(1)若a=2,求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間,并求f(x)的最大值;(2)若不等式f(x)g(x)對任意實(shí)數(shù)x1,+)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(3)求證:不等式lnkn()(nN*)【解答】(1)解:a=2時(shí),f(x)=xlnx+2x(x0),f(x)=lnx+1令f(x)0,得0xe,f(x)0,得xe,f(x)的單調(diào)遞增是(0,e),單調(diào)遞減是(e,+),x=e時(shí),函數(shù)取得最大值e;(2)解:不等式f(x)g(x)對任意實(shí)數(shù)x1,+)恒成立,x1,alnx+令h(x)=lnx+
13、只要h(x)mina即可h(x)=設(shè)m(x)=x3+2x2x1,m(x)=3x2+4x10,m(x)在1,+)上是增函數(shù),m(x)min=10,h(x)0,h(x)在1,+)上是增函數(shù),h(x)min=,a;(3)證明:令f(x)=lnx(x2),f(x)=+0在2,+)上恒成立,f(x)在2,+)上是增函數(shù),f(x)min=f(2)=ln20,lnx0在2,+)上恒成立,在2,+)上恒成立,+=,ln1=0,lnkn()(nN*)2(2016秋禪城區(qū)校級月考)已知函數(shù)f(x)=在點(diǎn)(1,f(1)處的切線方程為x+y=2()求a,b的值;()若對函數(shù)f(x)定義域內(nèi)的任一個(gè)實(shí)數(shù)x,都有xf(x
14、)m恒成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍() 求證:對一切x(0,+),都有3(x+1)f(x)成立【解答】解:()f(x)=,而點(diǎn)(1,f(1)在直線x+y=2上,f(1)=1,又直線x+y=2的斜率為1,f(1)=1,故有,解得:;()由()得f(x)=(x0),由xf(x)m,得:m,令g(x)=,g(x)=,令h(x)=1xlnx,則h(x)=10,(x0),h(x)在區(qū)間(0,+)上是減函數(shù),當(dāng)0x1時(shí),h(x)h(1)=0,當(dāng)x1時(shí),h(x)h(1)=0,從而當(dāng)0x1時(shí),g(x)0,當(dāng)x1時(shí),g(x)0,g(x)在(0,1)是增函數(shù),在(1,+)是減函數(shù),故g(x)max=g(1)=1,要使
15、m成立,只需m1,故m的取值范圍是(1,+);()證明:要證3(x+1)f(x)=lnx+1,對x0成立,即證明:xlnx+x對x0成立,設(shè)(x)=xlnx+x(x0),(x)=lnx+2,當(dāng)xe2時(shí),(x)0,(x)遞增;當(dāng)0xe2時(shí),(x)0,(x)遞減;(x)min=(e2)=,設(shè)g(x)=(x0),g(x)=,當(dāng)0x1時(shí),g(x)0,g(x)遞增;當(dāng)x1時(shí),g(x)0,g(x)遞減;g(x)max=g(1)=,(x)min=g(x)max=,xlnx+x,對x0成立,3(x+1)f(x)=lnx+1對x0成立3(2016四川)設(shè)函數(shù)f(x)=ax2alnx,g(x)=,其中aR,e=2
16、.718為自然對數(shù)的底數(shù)()討論f(x)的單調(diào)性;()證明:當(dāng)x1時(shí),g(x)0;()確定a的所有可能取值,使得f(x)g(x)在區(qū)間(1,+)內(nèi)恒成立【解答】()解:由f(x)=ax2alnx,得f(x)=2ax=(x0),當(dāng)a0時(shí),f(x)0在(0,+)成立,則f(x)為(0,+)上的減函數(shù);當(dāng)a0時(shí),由f(x)=0,得x=,當(dāng)x(0,)時(shí),f(x)0,當(dāng)x(,+)時(shí),f(x)0,則f(x)在(0,)上為減函數(shù),在(,+)上為增函數(shù);綜上,當(dāng)a0時(shí),f(x)為(0,+)上的減函數(shù),當(dāng)a0時(shí),f(x)在(0,)上為減函數(shù),在(,+)上為增函數(shù);()證明:要證g(x)0(x1),即0,即證,也
17、就是證,令h(x)=,則h(x)=,h(x)在(1,+)上單調(diào)遞增,則h(x)min=h(1)=e,即當(dāng)x1時(shí),h(x)e,當(dāng)x1時(shí),g(x)0;()解:由f(x)g(x),得,設(shè)t(x)=,由題意知,t(x)0在(1,+)內(nèi)恒成立,t(1)=0,有t(x)=2ax=0在(1,+)內(nèi)恒成立,令(x)=,則(x)=2a=,當(dāng)x2時(shí),(x)0,令h(x)=,h(x)=,函數(shù)在1,2)上單調(diào)遞增,h(x)min=h(1)=1又2a1,e1x0,1x2,(x)0,綜上所述,x1,(x)0,(x)在區(qū)間(1,+)單調(diào)遞增,t(x)t(1)0,即t(x)在區(qū)間(1,+)單調(diào)遞增,a4(2016張家口模擬)
18、設(shè)函數(shù)f(x)=ax+lnx,g(x)=a2x2;(1)當(dāng)a=1時(shí),求函數(shù)y=f(x)圖象上的點(diǎn)到直線xy+3=0距離的最小值;(2)是否存在正實(shí)數(shù)a,使得不等式f(x)g(x)對一切正實(shí)數(shù)x都成立?若存在,求出a的取值范圍;若不存在,請說明理由【解答】解:(1)由f(x)=x+lnx,得,令f'(x)=1,得所求距離的最小值即為到直線xy+3=0的距離(2)假設(shè)存在正數(shù)a,令F(x)=f(x)g(x)(x0),則F(x)max0由得時(shí),F(xiàn)(x)0,F(xiàn)(x)為減函數(shù);當(dāng)時(shí),F(xiàn)(x)0,F(xiàn)(x)為增函數(shù)即a1所以a的取值范圍是1,+)5(2016湖南模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=(1+x)22l
19、n(1+x)(1)若關(guān)于x的不等式f(x)m0在0,e1有實(shí)數(shù)解,求實(shí)數(shù)m的取值范圍(2)設(shè)g(x)=f(x)x21,若關(guān)于x的方程g(x)=p至少有一個(gè)解,求p的最小值(3)證明不等式:(nN*)【解答】(1)解:依題意得f(x)maxm,x0,e1,而函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,+)f(x)在(1,0)上為減函數(shù),在(0,+)上為增函數(shù),f(x)在0,e1上為增函數(shù),實(shí)數(shù)m的取值范圍為me22(2)解:g(x)=f(x)x21=2x2ln(1+x)=2xln(1+x),顯然,函數(shù)g(x)在(1,0)上為減函數(shù),在(0,+)上為增函數(shù)函數(shù)g(x)的最小值為g(0)=0要使方程g(x)=p至少
20、有一個(gè)解,則p0,即p的最小值為0(3)證明:由(2)可知:g(x)=2xln(1+x)0在(1,+)上恒成立所以ln(1+x)x,當(dāng)且僅當(dāng)x=0時(shí)等號成立令,則x(0,1)代入上面不等式得:即,即所以ln2ln11,將以上n個(gè)等式相加即可得到:6(2016廣西一模)已知函數(shù)f(x)=+alnx(a0,aR)()若a=1,求函數(shù)f(x)的極值和單調(diào)區(qū)間;()若在區(qū)間1,e上至少存在一點(diǎn)x0,使得f(x0)0成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍【解答】解:(I)因?yàn)?,?分)當(dāng)a=1,令f'(x)=0,得x=1,(3分)又f(x)的定義域?yàn)椋?,+),f'(x),f(x)隨x的變化情況如下表
21、:x(0,1)1(1,+)f'(x)0+f(x)極小值所以x=1時(shí),f(x)的極小值為1(5分)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(1,+),單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1);(6分)(II)因?yàn)?,且a0,令f'(x)=0,得到,若在區(qū)間1,e上存在一點(diǎn)x0,使得f(x0)0成立,其充要條件是f(x)在區(qū)間1,e上的最小值小于0即可(7分)(1)當(dāng)a0時(shí),f'(x)0對x(0,+)成立,所以,f(x)在區(qū)間1,e上單調(diào)遞減,故f(x)在區(qū)間1,e上的最小值為,由,得,即(9分)(2)當(dāng)a0時(shí),若,則f'(x)0對x1,e成立,所以f(x)在區(qū)間1,e上單調(diào)遞減,所以,f(x)在區(qū)
22、間1,e上的最小值為,顯然,f(x)在區(qū)間1,e上的最小值小于0不成立(11分)若,即1時(shí),則有xf'(x)0+f(x)極小值所以f(x)在區(qū)間1,e上的最小值為,由,得1lna0,解得ae,即a(e,+)舍去;當(dāng)01,即a1,即有f(x)在1,e遞增,可得f(1)取得最小值,且為1,f(1)0,不成立綜上,由(1)(2)可知a符合題意(14分)7(2016廣元三模)已知函數(shù)f(x)=lnx()若a0,試判斷f(x)在定義域內(nèi)的單調(diào)性;()若f(x)在1,e上的最小值為,求實(shí)數(shù)a的值;()若f(x)x2在(1,+)上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍【解答】解:()由題意得f(x)的定義域是(
23、0,+),且f(x)=,a0,f(x)0,故f(x)在(0,+)單調(diào)遞增;()由()可得f(x)=,若a1,則x+a0,即f(x)0在1,e上恒成立,此時(shí)f(x)在1,e上遞增,f(x)min=f(1)=a=,a=(舍),若ae,則x+a0,即f(x)0在1,e上恒成立,此時(shí)f(x)在1,e上遞減,f(x)min=f(e)=1=,a=(舍),若ea1,令f(x)=0,得x=a,當(dāng)1xa時(shí),f(x)0,f(x)在(1,a)遞減,當(dāng)axe時(shí),f(x)0,f(x)在(a,e)遞增,f(x)min=f(a)=ln(a)+1=,a=,綜上a=;()f(x)x2,lnxx2,又x0,axlnxx3,令g(
24、x)=xlnxx3,h(x)=g(x)=1+lnx3x2,h(x)=,x(1,+)時(shí),h(x)0,h(x)在(1,+)遞減,h(x)h(1)=20,即g(x)0,g(x)在(1,+)遞減,g(x)g(1)=1,a1時(shí),f(x)x2在(1,+)恒成立8(2016衡陽校級模擬)已知函數(shù)f (x)=axex(aR),g(x)=(I)求函數(shù)f (x)的單調(diào)區(qū)間;()x0(0,+),使不等式f (x)g(x)ex成立,求a的取值范圍【解答】解:()f(x)=aex,xR當(dāng)a0時(shí),f(x)0,f(x)在R上單調(diào)遞減;當(dāng)a0時(shí),令f(x)=0得x=lna由f(x)0得f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(,lna);由
25、f(x)0得f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(lna,+)()x0(0,+),使不等式f(x)g(x)ex,則,即a設(shè)h(x)=,則問題轉(zhuǎn)化為a,由h(x)=,令h(x)=0,則x=當(dāng)x在區(qū)間(0,+) 內(nèi)變化時(shí),h(x)、h(x)變化情況如下表:xh(x)+0h(x)單調(diào)遞增極大值單調(diào)遞減由上表可知,當(dāng)x=時(shí),函數(shù)h(x)有極大值,即最大值為9(2016北海一模)已知函數(shù)f(x)=ax+xlnx(aR)(1)若函數(shù)f(x)在區(qū)間e,+)上為增函數(shù),求a的取值范圍;(2)當(dāng)a=1且kZ時(shí),不等式k(x1)f(x)在x(1,+)上恒成立,求k的最大值【解答】解:(1)f(x)=ax+xlnx,f(x)=
26、a+1+lnx,又函數(shù)f(x)在區(qū)間e,+)上為增函數(shù),當(dāng)xe時(shí),a+1+lnx0恒成立,a(1lnx)max=1lne=2,即a的取值范圍為2,+);(2)當(dāng)x1時(shí),x10,故不等式k(x1)f(x)k,即對任意x1恒成立令則,令h(x)=xlnx2(x1),則在(1,+)上單增h(3)=1ln30,h(4)=2ln40,存在x0(3,4)使h(x0)=0,即當(dāng)1xx0時(shí),h(x)0,即g(x)0,當(dāng)xx0時(shí),h(x)0,即g(x)0,g(x)在(1,x0)上單減,在(x0,+)上單增令h(x0)=x0lnx02=0,即lnx0=x02,=x0(3,4),kg(x)min=x0且kZ,即km
27、ax=310(2016江西模擬)已知函數(shù)f(x)=x2,g(x)=elnx()設(shè)函數(shù)F(x)=f(x)g(x),求F(x)的單調(diào)區(qū)間;()若存在常數(shù)k,m,使得f(x)kx+m,對xR恒成立,且g(x)kx+m,對x(0,+)恒成立,則稱直線y=kx+m為函數(shù)f(x)與g(x)的“分界線”,試問:f(x)與g(x)是否存在“分界線”?若存在,求出“分界線”的方程,若不存在,請說明理由【解答】解:(I)由于函數(shù)f(x)=,g(x)=elnx,因此,F(xiàn)(x)=f(x)g(x)=x2elnx,則F(x)=x=,x(0,+),當(dāng)0x時(shí),F(xiàn)(x)0,F(xiàn)(x)在(0,)上是減函數(shù);當(dāng)x時(shí),F(xiàn)(x)0,F(xiàn)(
28、x)在(,+)上是增函數(shù);因此,函數(shù)F(x)的單調(diào)減區(qū)間是(0,),單調(diào)增區(qū)間是(,+)(II)由(I)可知,當(dāng)x=時(shí),F(xiàn)(x)取得最小值F()=0,則f(x)與g(x)的圖象在x=處有公共點(diǎn)(,)假設(shè)f(x)與g(x)存在“分界線”,則其必過點(diǎn)(,)故設(shè)其方程為:y=k(x),即y=kx+k,由f(x)kx+k對xR恒成立,則對xR恒成立,=4k28k+4e=e(k)20成立,因此k=,“分界線“的方程為:y=下面證明g(x)對x(0,+)恒成立,設(shè)G(x)=elnxx+,則G(x)=,當(dāng)0x時(shí),G(x)0,當(dāng)x時(shí),G(x)0,當(dāng)x=時(shí),G(x)取得最大值0,則g(x)x對x(0,+)恒成立
29、,故所求“分界線“的方程為:y=11(2016山東三模)已知函數(shù)f(x)=(x0)(1)試判斷函數(shù)f(x)在(0,+)上單調(diào)性并證明你的結(jié)論;(2)若f(x)恒成立,求整數(shù)k的最大值;(3)求證:(1+1×2)(1+2×3)1+n(n+1)e2n3【解答】解:(1)f(x)=(x0),f(x)=(2分)x0,x20,ln(x+1)0,f(x)0,函數(shù)f(x)在(0,+)上是減函數(shù)(4分)(2)f(x)恒成立,即h(x)=k恒成立,即h(x)的最小值大于k(6分)而h(x)=,令g(x)=x1ln(x+1)(x0),則g(x)=,g(x)在(0,+)上單調(diào)遞增,又g(2)=1
30、ln30,g(3)=22ln20,g(x)=0存在唯一實(shí)根a,且滿足a(2,3),a=1+ln(a+1)當(dāng)xa時(shí),g(x)0,h(x)0,當(dāng)0xa時(shí),g(x)0,h(x)0,h(x)min=h(a)=a+1(3,4)故正整數(shù)k的最大值是3 (10分)(3)由()知(x0)ln(x+1)1=22 (12分)令x=n(n+1)(nN*),則ln1+n(n+1)2,ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+ln1+n(n+1)(2)+(2)+2=2n3=2n3(1)=2n3+2n3(1+1×2)(1+2×3)1+n(n+1)e2n3 (16分)12(2016太原
31、校級模擬)設(shè)函數(shù)f(x)=xmlnx(1)若函數(shù)f(x)在定義域上為增函數(shù),求m范圍;(2)在(1)條件下,若函數(shù)h(x)=xlnx,x1,x21,e使得f(x1)h(x2)成立,求m的范圍【解答】解:函數(shù)f(x)=xmlnx(1)定義域上為(0,+),f(x)=1+=,函數(shù)f(x)在定義域上為增函數(shù),x2mx+10,在x0時(shí)恒成立即xm在x0時(shí)恒成立,根據(jù)對鉤函數(shù)得出m2,故m的范圍為:m2(2)函數(shù)h(x)=xlnx,x1,x21,e使得f(x1)h(x2)成,即f(x)的最大值h(x)的最小值,f(x)的最大值=f(e)=em,h(x)=10,x1,e,h(x)單調(diào)遞增,h(x)的最小值
32、為h(1)=1,可以轉(zhuǎn)化為em1,即me1,m的范圍為:me113(2016宜春校級模擬)已知函數(shù)f(x)=alnxax3(a0)()討論f(x)的單調(diào)性;()若f(x)+(a+1)x+4e0對任意xe,e2恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍(e為自然常數(shù));()求證ln(22+1)+ln(32+1)+ln(42+1)+ln(n2+1)1+2lnn!(n2,nN*)(n!=1×2×3××n)【解答】解:()f(x)=(x0),當(dāng)a0時(shí),f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,1,單調(diào)減區(qū)間為1,+);當(dāng)a0時(shí),f(x)的單調(diào)增區(qū)間為1,+),單調(diào)減區(qū)間為(0,1;()令F(
33、x)=alnxax3+(a+1)x+4e=alnx+x+1e,則F(x)=,若ae,即ae,F(xiàn)(x)在e,e2上是增函數(shù),F(xiàn)(x)max=F(e2)=2a+e2e+10,a,無解若eae2,即e2ae,F(xiàn)(x)在e,a上是減函數(shù);在a,e2上是增函數(shù),F(xiàn)(e)=a+10,即a1F(e2)=2a+e2e+10,即a,e2a若ae2,即ae2,F(xiàn)(x)在e,e2上是減函數(shù),F(xiàn)(x)max=F(e)=a+10,即a1,ae2,綜上所述,a()證明:令a=1,此時(shí)f(x)=lnx+x3,所以f(1)=2,由()知f(x)=lnx+x3在(1,+)上單調(diào)遞增,當(dāng)x(1,+)時(shí),f(x)f(1),即lnx
34、+x10,lnxx1對一切x(1,+)成立,n2,nN*,則有l(wèi)n(+1)=,要證ln(22+1)+ln(32+1)+ln(42+1)+ln(n2+1)1+2lnn!(n2,nN*),只需證ln(+1)+ln(+1)+ln(+1)1(n2,nN*);ln(+1)+ln(+1)+ln(+1)(1)+()+()=11;所以原不等式成立14(2016商丘校級模擬)已知f(x)=xlnxax,g(x)=x22(1)當(dāng)a=1時(shí),求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)對一切x(0,+),f(x)g(x)恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(3)證明:對一切x(0,+),都有成立【解答】解:(1)函數(shù)的定義域是(0,+)當(dāng)a
35、=1時(shí),f(x)=lnx+2令f(x)=lnx+20,得令f(x)=lnx+20,得函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是(2)對一切x(0,+),f(x)g(x)恒成立,對一切x(0,+),xlnxaxx22恒成立即對一切x(0,+),恒成立令當(dāng)0x1時(shí),F(xiàn)(x)0,函數(shù)遞減,當(dāng)x1時(shí),F(xiàn)(x)0,函數(shù)遞增F(x)在x=1處取極小值,也是最小值,即Fmin(x)=F(1)=3a3(3)證明:對一切x(0,+),都有成立等價(jià)于證明:對一切x(0,+),都有成立由(1)知,當(dāng)a=1時(shí)f(x)=xlnx+x,令,當(dāng)x(0,1)時(shí),G(x)0,函數(shù)G(x)遞增,當(dāng)x(1,+)時(shí),G(x)0,函數(shù)G
36、(x)遞減f(x)minG(x)max當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)G(x)取到極大值,也是最大值f(x)minG(x)max對一切x(0,+),都有成立15(2016湖南模擬)已知函數(shù)f(x)=2lnxax+a(aR)()討論f(x)的單調(diào)性;()若f(x)0恒成立,證明:當(dāng)0x1x2時(shí),【解答】解:()求導(dǎo)得f(x)=,x0若a0,f(x)0,f(x)在(0,+)上遞增;若a0,當(dāng)x(0,)時(shí),f(x)0,f(x)單調(diào)遞增;當(dāng)x(,+)時(shí),f(x)0,f(x)單調(diào)遞減()由()知,若a0,f(x)在(0,+)上遞增,又f(1)=0,故f(x)0不恒成立若a2,當(dāng)x(,1)時(shí),f(x)遞減,f(x)f(1
37、)=0,不合題意若0a2,當(dāng)x(1,)時(shí),f(x)遞增,f(x)f(1)=0,不合題意若a=2,f(x)在(0,1)上遞增,在(1,+)上遞減,f(x)f(1)=0,合題意故a=2,且lnxx1(當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)取“=”)當(dāng)0x1x2時(shí),f(x2)f(x1)=2ln2(x2x1)2(1)2(x2x1)=2(1)(x2x1),2(1)16(2016石嘴山校級一模)已知f(x)=+nlnx(m,n為常數(shù))在x=1處的切線為x+y2=0(1)求y=f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)若任意實(shí)數(shù)x,1,使得對任意的t,2上恒有f(x)t3t22at+2成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍【解答】解:(1)f(x)=+nln
38、x定義域?yàn)椋?,+),f(x)=+,f(1)=+n=1,把x=1代入x+y2=0可得y=1,f(1)=1,m=2,n=,f(x)=lnx,f(x)=,x0,f(x)0,f(x)的遞減區(qū)間是(0,+),無遞增區(qū)間(2)由(1)可知,f(x)在,1上單調(diào)遞減,f(x)在,1上的最小值為f(1)=1,只需t3t22at+21,即2at2t+對任意的t,2恒成立,令g(t)=t2t+則g(t)=2t1=,t,2,2t3t21=(t1)(2t2+t+1),在t,1上g(t)單調(diào)遞減,在1,2上g(t)單調(diào)遞增,又g()=,g(2)=,g(t)在,2上的最大值是,只需2a,即a,實(shí)數(shù)a的取值范圍是,+)1
39、7(2016新余校級一模)設(shè)函數(shù)f(x)=ax(1)若a=0,求f(x)的單調(diào)增區(qū)間;(2)當(dāng)b=1時(shí),若存在x1,x2e,e2,使f(x1)f(x2)+a成立,求實(shí)數(shù)a的最小值(其中e為自然對數(shù)的底數(shù))【解答】解:(1)當(dāng)a=0時(shí),f(x)=的定義域?yàn)椋?,1)(1,+),f(x)=b,當(dāng)b0時(shí),x(e,+)時(shí),f(x)0;故f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(e,+);當(dāng)b0時(shí),x(0,1)(1,e)時(shí),f(x)0;故f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,1),(1,e);(2)當(dāng)b=1時(shí),f(x)=ax,f(x)=a,故f(x2)+a=()2+,故當(dāng)x2=e2時(shí),f(x2)+a有最大值,故只需使存在x1e,e
40、2,使f(x1),故ax1,即a,令g(x)=,g(x)=;故g(x)=在e,e2上是減函數(shù),g(e)=1,g(e2)=;故只需使a;故實(shí)數(shù)a的最小值為18(2016中山市校級模擬)已知函數(shù)f(x)=lnxa(x1),aR()討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;()當(dāng)x1時(shí),f(x)恒成立,求a的取值范圍【解答】(本小題滿分12分)解:()f(x)的定義域?yàn)椋?,+),若a0,則f(x)0,f(x)在(0,+)上單調(diào)遞增,(2分)若a0,則由f(x)=0,得x=,當(dāng)x(0,)時(shí),f(x)0,當(dāng)x()時(shí),f(x)0,f(x)在(0,)上單調(diào)遞增,在(,+)單調(diào)遞減所以當(dāng)a0時(shí),f(x)在(0,+)上單調(diào)遞
41、增,當(dāng)a0時(shí),f(x)在(0,)上單調(diào)遞增,在(,+)單調(diào)遞減(4分)()f(x)=,令g(x)=xlnxa(x21),(x1),g(x)=lnx+12ax,令F(x)=g(x)=lnx+12ax,(6分)若a0,F(xiàn)(x)0,g(x)在1,+)遞增,g(x)g(1)=12a0,g(x)在1,+)遞增,g(x)g(1)=0,從而f(x)不符合題意(8分)若0a,當(dāng)x(1,),F(xiàn)(x)0,g(x)在(1,)遞增,從而g(x)g(1)=12a,g(x)在1,+)遞增,g(x)g(1)=0,從而f(x)不符合題意(10分)若a,F(xiàn)(x)0在1,+)恒成立,g(x)在1,+)遞減,g(x)g(1)=12
42、a0,從而g9x)在1,+)遞減,g(x)g(1)=0,f(x)0,綜上所述,a的取值范圍是)(12分)19(2016成都模擬)已知函數(shù)f(x)=ax2+(1+a)xlnx(aR)()當(dāng)a0時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;()當(dāng)a=0時(shí),設(shè)函數(shù)g(x)=xf(x)若存在區(qū)間m,n,+),使得函數(shù)g(x)在m,n上的值域?yàn)閗(m+2)2,k(n+2)2,求實(shí)數(shù)k的取值范圍【解答】解:()當(dāng)a0時(shí),函數(shù)f(x)=ax2+(1+a)xlnx的導(dǎo)數(shù)為f(x)=ax+1+a=,(x0),當(dāng)a=1時(shí),f(x)0,f(x)遞減;當(dāng)a1時(shí),1,f(x)0,可得x1或0x;當(dāng)0a1時(shí),1,f(x)0,可得0x
43、1或x綜上可得,a=1時(shí),f(x)的減區(qū)間為(0,+);a1時(shí),f(x)的減區(qū)間為(1,+),(0,);0a1時(shí),f(x)的減區(qū)間為(,+),(0,1);()當(dāng)a=0時(shí),設(shè)函數(shù)g(x)=xf(x)=x2xlnx,令g(x)=2xlnx+1(x0),則g(x)=2=,(x0),當(dāng)x時(shí),g(x)0,g(x)為增函數(shù);g(x)在區(qū)間m,n,+)遞增,g(x)在m,n上的值域是k(m+2)2,k(n+2)2,所以g(m)=k(m+2)2,g(n)=k(n+2)2,mn,則g(x)=k(x+2)2在,+)上至少有兩個(gè)不同的正根,k=,令F(x)=,求導(dǎo)得,F(xiàn)(x)=(x),令G(x)=x2+3x2lnx
44、4(x)則G(x)=2x+3=,所以G(x)在,+)遞增,G()0,G(1)=0,當(dāng)x,1時(shí),G(x)0,F(xiàn)(x)0,當(dāng)x1,+時(shí),G(x)0,F(xiàn)(x)0,所以F(x)在,1)上遞減,在(1,+)上遞增,F(xiàn)(1)kF(),k(1,20(2016葫蘆島一模)已知函數(shù)f(x)=,g(x)=ln(x+1),曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1)處的切線方程是5x4y+1=0(1)求a,b的值;(2)若當(dāng)x0,+)時(shí),恒有f(x)kg(x)成立,求k的取值范圍;(3)若=22361,試估計(jì)ln的值(精確到0.001)【解答】解(1)f(x)=,由題意:f(1)= f(1)= 解得:a=1,b=2(3分)(
45、2):由(1)知:f(x)=,由題意:kln(1+x)0令F(x)=kln(1+x),則F(x)=1+(5分)解法一:F(x)=1+=令=(2k)24(2k)=(k2)(k+2),當(dāng)0即2k2時(shí),x2+(2k)x+2k0恒成立,F(xiàn)(x)0F(x)在x0,+)上單調(diào)遞增,F(xiàn)(x)F(0)=0恒成立,即f(x)kg(x) 恒成立,2k2時(shí)合題意當(dāng)0即k2或k2時(shí),方程x2+(2k)x+2k=0有兩解x1=,x2=此時(shí)x1+x2=k2,x1x2=2k(i)當(dāng)k2時(shí),x1x2=2k0,x1+x2=k20,x10,x20,F(xiàn)(x)=0F(x)在x0,+)上單調(diào)遞增,F(xiàn)(x)F(0)=0恒成立即f(x)k
46、g(x) 恒成立k2時(shí)合題意(ii)當(dāng)k2時(shí),x1x2=2k0,x10,x20F(x)=當(dāng)x(0,x2)時(shí),F(xiàn)(x )0,F(xiàn)(x)在x(0,x2)上單調(diào)遞減當(dāng)x(0,x2)時(shí),F(xiàn)(x)F(0)=0這與F(x)0矛盾,k2時(shí)不合題意綜上所述,k的取值范圍是(,2(8分)解法二:F(x)=1+=(1+x+k)1+x+2,當(dāng)k2時(shí),F(xiàn)(x)0F(x)在x0,+)上單調(diào)遞增,F(xiàn)(x)F(0)=0恒成立,即f(x)kg(x) 恒成立,k2時(shí)合題意,當(dāng)k2時(shí),令F(x)=0得x10x2,結(jié)合圖象可知,當(dāng)x(0,x2)時(shí),F(xiàn)(x )0,F(xiàn)(x)在x(0,x2)上單調(diào)遞減(其中x2=)當(dāng)x(0,x2)時(shí),F(xiàn)(
47、x)F(0)=0這與F(x)0矛盾,k2時(shí)不合題意綜上所述,k的取值范圍是(,2(8分)(3)由(2)知:當(dāng)k2時(shí),kln(1+x)在x0時(shí)恒成立取k=2,則2ln(1+x) 即:2ln(1+x)令x=10得:2ln,ln0.2236(10分)由(2)知:當(dāng)k2時(shí),kln(1+x)在(0,)時(shí)恒成立令=1,解得:k=ln(1+x)在x(0,)上恒成立取x=1得:ln,ln0.2222,ln=0.2229精確到0.001,取ln=0.223(12分)21(2016海淀區(qū)校級模擬)已知函數(shù)f(x)=(1+2a)x+ln(2x+1),a0(1)已知函數(shù)f(x)在x=2取得極小值,求a的值;(2)討論
48、函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;(3)當(dāng)a時(shí),若存在x0(,+)使得f(x0)2a2,求實(shí)數(shù)a的取值范圍【解答】解:()函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?,且f'(x)=x(1+2a)+,(1分)因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在x=2取得極小值,所以f'(2)=0,即f'(2)=2(1+2a)+=0,(2分)解得a=1(3分)經(jīng)檢驗(yàn):a=1時(shí),函數(shù)f(x)在x=2取得極小值,所以a=1(4分)()f'(x)=x(1+2a)+=令f'(x)=0,則x=或x=2a(6分)i、當(dāng)2a,即a時(shí),x(,)(,2a)2a(2a,+)f'(x)+00+f(x)所以f(x)的增區(qū)間為(,)和(2a,+),減區(qū)間為(,2a)(7分)ii、當(dāng)2a=,即a=時(shí),f'(x)=0在(,+)
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