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2018-2022高考真題導(dǎo)數(shù)與函數(shù)解答題全集(學(xué)生版解析版)一.解答題(共54小題)(2022,天津)已知”,hER,函數(shù)/(、)=?'-?sinv.g(.v)=bVx.(1)求函數(shù)在(0,f(0))處的切線方程:(2)若.y=/(x)和.y=g(k)有公共點(diǎn).(i)當(dāng)”=0時,求/,的取值范圍;(ii)求證:a2+b2>e.(2022?上海)f(.v)=log3(?+x)+Iog3(6-.v).(1)若將函數(shù)/(x)圖像向下移(w>0)后,圖像經(jīng)過(3,0),(5.0),求實(shí)數(shù)“,m的值.(2)若〃>-3且“H0,求解不等式/(x)</(6-k).(2022?浙江)設(shè)函數(shù)/(x)=^+/h.v(.v>0).(I)求/(a)的單調(diào)區(qū)間:(II)已知“,旄R,仙線>=/(K)上不同的三點(diǎn)(Al.f(Xl)).(X2,fC.t2)),(J3.f(A3))處的切線都經(jīng)過點(diǎn)(?,b).證明:(i)若”>e,則0<b-f(?)<1( 1):2e八、》 r.,2e-a112e-a(ii)若0V“Ve,xiVx2V.n,則一+—7V—+一< —?.e6e,Xjx3a6ez(注:e=2.7l828…是自然對數(shù)的底數(shù))(2022,甲卷)已知函數(shù)/(.r)=.v*-x>g(.v)=.r+?.曲線產(chǎn)=/“)在點(diǎn)(A-)?/(.ri))處的切線也是曲線y=,g(.v)的切線.(I)若xi=-1,求a:(2)求〃的取值危圍.(2022?北京)已知函數(shù)/■)=?/〃(l+.v).(I)求曲線y=/(x)在點(diǎn)(0,/(0))處的切線方程:(11)設(shè)g(a)=/(,v),討論函數(shù)g(.v)在[0,+8)上的單調(diào)性:(III)證明:對任意的s,任(0,+8),有y(s+r)>/(,s)+f(/).(2022?甲卷)已知函數(shù)/(k)=y-lnx+x-a.(I)若/(、)20,求”的取值范圍:
(2)證明:若/(K)有兩個零點(diǎn),VI,X2,則v1.(2022?乙卷)己知函數(shù)/(x)=?.v-1-(?+1)Inx.(1)當(dāng)“=0時,求/C)的最大值:(2)若/”)恰有一個零點(diǎn),求“的取值范用.(2022?新高考I)已知函數(shù)/(x)=/-ax和&(.v)=心-加有相同的最小值.(1)求“:(2)證明:存在直線)=%,其與兩條曲線.丫=/(。和尸g(.V)共有三個不同的交點(diǎn),并且從左到右的三個交點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列.(2022?新高考】I)已知函數(shù)/(*)=.?■“'-e'.(1)當(dāng)“=1時,討論/(X)的單調(diào)性:(2)當(dāng).v>0時,/(.v)<-1,求”的取值范困:(3)設(shè)“CN*,證明:(3)設(shè)“CN*,證明:1工1Vlz+1+V2z+2Vn2+n>ln(〃+1).】0.(2021?全國)已知函數(shù)/(.v)=AT-6.V+4//U+/W.(1)求/(x)的單調(diào)區(qū)間:(2)當(dāng).re(1,+8)時,/(.v)>0,求"I的取值范圍.(2021?新高考H)已知函數(shù)/(x)=(.V-1)/-a^b.(I)討論/(x)的單調(diào)性:(II)從下面兩個條件中選一個,證明:/(.r)恰有一個零點(diǎn).(1)1<?<y./;>2?:?0<a<1,bW2a.(2021?北京)已知函數(shù)言.(I)若“=0,求曲線y=/(x)在點(diǎn)(1,/(I))處的切線方程;(II)若/(K)在'=-I處取得極值,求/(.V)的單調(diào)區(qū)間,并求其最大值和最小值.(2021?天津)已知”>0,函數(shù)/(x)=ux-.ver'.(1)求曲線/(.i)在點(diǎn)(0,./?(()))處的切線方程:(2)證明函數(shù)/(x)存在唯一的極值點(diǎn):(3)若助,使得/(.「〃對任意的xWR恒成立,求實(shí)數(shù)〃的取值范圍.(2021?浙江)設(shè)”,b為實(shí)數(shù),H?>l,除數(shù)/(a)=a'-b.x^(.vgR).
(I)(II(I)(II)(III)blnb若對任意/>>2,,函數(shù)f(a)有兩個不同的零點(diǎn),求”的取值范圍;當(dāng)時,證明:對任意/>>J,函數(shù)/(、)有兩個不同的零點(diǎn)XI,也,滿足刈》 e2才+升(注:<=2.71828是自然對數(shù)的底數(shù)(2021?甲卷)設(shè)函數(shù)/(.I)=/1+心-3柿+1,其中“>0.(1)討論/(#的單調(diào)性:(2)若.y=/S)的圖像與x抽沒有公共點(diǎn),求”的取值范圉.(2021?乙卷)已知函數(shù)/(x)=ln(?-.t),已知x=0是函數(shù)了=爐(.v)的極值點(diǎn).(1)求。;(2)設(shè)函數(shù)g(,O .證明:8 <>-.(2021?新高考I)已知函數(shù)/'(.2=x(1-/at).(1)討論/(.r)的單調(diào)性;(2)設(shè)。,6為兩個不相等的正數(shù),旦證明:2V」+]ve.ao(2021?乙卷)已知函數(shù)/(a)=『-』+?x+1.(1)討論/(X)的單調(diào)性:(2)求曲線y=/(.r)過坐標(biāo)原點(diǎn)的切線與曲線)=_/”)的公共點(diǎn)的坐標(biāo).(2021?甲卷)已知”>0且“WI,函數(shù)/(.r)=忘(v>0).(1)當(dāng)a=2時,求/(.V)的單調(diào)區(qū)間:(2)若曲線>,=/”)與直線)=1有且僅有兩個交點(diǎn),求”的取值范圍..(2020?新課樹)已知函數(shù)/(x)=/-a(,v+2).(1)當(dāng)”=1時,討論/(x)的單調(diào)性;(2)若/(X)有兩個零點(diǎn),求”的取值范圍.(2020?天津)已知函數(shù)/(?)=?+*//??(AGR),f(.v)為/”)的導(dǎo)函數(shù).([)當(dāng)A=6時,(i)求曲線),=/(k)在點(diǎn)(1,/(I))處的切線方程;(ii)求函數(shù)g(,v)=/(a)-f(,v)+5向單調(diào)區(qū)間和極值:(n)當(dāng)時,求證:對任意的xi,me”,+8),口X\>X2t仃2乙>〃必)-/(七)X1-X2 '(2020?北京)已知函數(shù)/(X)=12-a2.(1)求曲線y=/(x)的斜率等于-2的切線方程;(11)設(shè)曲線y=/(x)在點(diǎn)"/(f))處的切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為S(/),求S(/)的最小值.(2020?浙江)已知l<“W2,函數(shù)/(x)=/-.「“,其中e=2.71828…為自然對數(shù)的底數(shù).(1)證明:函數(shù)y=/(.r)在(0.+8)上有唯一零點(diǎn);(H)記m為函數(shù)}?=/(.6在(0,+8)上的零點(diǎn),證明:(i)V?-1<vo<,2(.-1);(ii),vof(ex°)(e-I)(w-I)g.(2020?山東)已知函數(shù)/(x)=ael1"Inx+lna.(I)當(dāng)a=e時,求曲線y=f(a)在點(diǎn)(1,/(1))處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積:(2)若/(x)21,求“的取值范圍.(2020?江蘇)已知關(guān)于X的函數(shù)y=/(x),.v=g(.r)與h(.v)=kx+b(A,〃eR)在區(qū)間。上恒有/G)沁(a)(.v).(1)若/(.r)=/+2r,g(.v)=-.v^+Zv.D=(-°°.+°°),求h(.r)的表達(dá)式;(2)若/(x)=.r-a+I.g(a)=kbi<c,Ii(.v)=kx-k,D=(0,+??),求出的取值范圍:(3)若f(a)=.v4-Ii-2.g(.v)=4.v2-8,h(,v)=4(?-/).v-3/4+2r(0<|z|<V2),D=[in>w]c[-V2,V2J.iJtijE:n-ni<V7.(2020?江蘇)某地潴備在山谷中建一座橋梁,橋址位置的豎直截面圖如圖所示:谷底O在水平線MN上,橋也與MN平行,OO'為鉛垂線(O'在A8上).經(jīng)測量,左惻曲線AO上任一點(diǎn)D到MN的距離hi(米)與。到OO'的距離“(米)之間滿足關(guān)系式/;1=笳2;右側(cè)曲線BO上任一點(diǎn)F到MN的距離hi(米)與產(chǎn)到OO'的距離b(米)之間滿足關(guān)系式也=-嬴'6反已知點(diǎn)8到OO'的距離為40米.
(1)求橋A8的長度:(2)計(jì)劃在谷底兩側(cè)建造平行于OO'的橋墩CO和EF,且C£為8()米,其中C,E在48上(不包括端點(diǎn)).橋墩£尸每米造價Z萬元),橋墩CO每米造價|?(萬元)(k>0),問O'E為多少豕時,橋墩8與EF的總造價最低?AC O'EBMDxOFxN(202()?新i果標(biāo)HI)i殳函數(shù)/(x)=.^+bx+c,曲線.v=/(.t)在點(diǎn)(>/d))處的切線與)?軸垂直.(1)求〃:(2)若/(x)有一個絕對值不大于1的零點(diǎn),證明:/(#所有零點(diǎn)的絕對值都不大于L(202()?新課標(biāo)II)已知函數(shù)/(a)=sin2.vsin2.v.(1)討論/(.r)在區(qū)間(0,n)的單調(diào)性;(2)證明:(x)IS堂;QR(3)設(shè)〃£N*,證明:sin2rsin22\-sin24.v,sin22w.r<—.4(2020?新課標(biāo)H)已知函數(shù)/(1)=2加.r+l.(1)若/(.r)W2v+c,求c的取值范圍:(2)設(shè)“>0,討論函數(shù);?(.r)=.?二的單調(diào)性.(2020?新課標(biāo)I)已知函數(shù)/(a)=/+ar-x.(1)當(dāng)a=l時,討論/⑴的單調(diào)性:(2)當(dāng)Q0時,/(.v)N/P+l,求〃的取值范圍.(2()2()?新課標(biāo)山)已知函數(shù)/(.r)=『-依+必.
(I)討論/(x)的單.調(diào)性:(2)若/“)有三個零點(diǎn),求*的取值范圍.(2019?全國)已知函數(shù)/Ct)=Vx(a2-ax').(1)當(dāng)”=1時,求/?“)的單調(diào)區(qū)間;(2)若/“)在區(qū)間[0,21的最小值為一多求〃.(2019?新課標(biāo)HD已知函數(shù)/(a)=2?-??+/>.(I)討論/(x)的單調(diào)性;(2)是否存在a,b,使得了")在區(qū)間[0,I)的最小值為-1且最大值為I?若存在,求出的所有值;若不存在,說明理由.(2019?新課標(biāo)川)已知函數(shù)/")=2p-<M+2.(1)討論/(x)的單調(diào)性:(2)當(dāng)0<“<3時,記/(、)在區(qū)間[0,I]的最大值為M,最小值為"1,求時-〃?的取值范圍.(2019?浙江)已知實(shí)數(shù)“力0,設(shè)函數(shù)/(n)=alnx+y/TTx,x>0.(I)當(dāng)”=一;時,求函數(shù)/")的單調(diào)區(qū)間:(11)對任意.vG[之,+8)均有/(.V)W當(dāng),求。的取值范圍.注:e=2.71828…為自然對數(shù)的底數(shù).(2019?新課標(biāo)H)已知函數(shù)/(x)=(a-1)Inx-x-I.證明:/(.v)存在唯一的極值點(diǎn);f(.V)=0有且僅有兩個實(shí)根,旦兩個實(shí)根互為倒數(shù).(2019?江蘇)設(shè)函數(shù)/(a)=(.v-?)(.V-by(.v-c).a,b,cGR,f(a)為f(n)的導(dǎo)函數(shù).(1)若a=b=c,f(4)=8.求“的值;(2)若“工/),b=c,且/(、)和/(.V)的零點(diǎn)均在集合{-3,1,3)中,求/(0的極小值:(3)若”=0,?</>$1,c=l.K/(.v)的極大值為“,求證:MW務(wù)(2019?天津)設(shè)函數(shù)/(、)=lnx-a(_v-1)<?',其中“WR.(I)若aWO,討論/”)的單調(diào)性:(II)若0<“q.(i)證明:/(x)恰有兩個零點(diǎn):(ii)設(shè).ro為/(.,,)的極值點(diǎn),用為f(X)的零點(diǎn),R.vi>u),證明:3.ro-aj>2.(2019?天津)設(shè)函數(shù)/(工)=?co&v,8(,v)為/(.r)的導(dǎo)函數(shù).(1)求/(工)的單調(diào)區(qū)間:TOC\o"1-5"\h\znn, _? n(II)當(dāng)工日一,一|時,證明/(工)+g(a)(--t)20;42 2(III)設(shè)立為函數(shù)“(X)=f(x)-1在區(qū)間(2,m+$2,m+分內(nèi)的零點(diǎn),其中”€N,77 p-2mr證明:2,m+5-v? .2 s,nx()-c0SXQ.(2019?北京)己知函數(shù)/(x)=/3-/+x.(1)求曲線y=/(.v)的斜率為1的切線方程:(II)當(dāng)x£[-2,4]時,求證:X-6W/(a)W.v;(III)設(shè)尸(a)=\f(a)-(.v+rt)|(oeR),記尸(.t)在區(qū)間[-2,4]上的最大值為M(?).當(dāng)例(?)最小時,求”的值.(2019?新課標(biāo)I)已知函數(shù)/(x)=2siiiv-acosa-x,f(.v)為/(x)的導(dǎo)數(shù).(1)證明:/(.V)在區(qū)間(0,7T)存在唯一零點(diǎn);(2)若xe[0,nJ時,f(.v)/at,求”的取值范圍.(2019?新課標(biāo)II)已知函數(shù)/(x)=//u—(I)討論/(.r)的單調(diào)性,并證明/(X)有且僅有兩個零點(diǎn);(2)設(shè)必是/(K)的一個零點(diǎn),證明曲線y=阮i在點(diǎn)A(.w./nvo)處的切線也是曲線「="的切線.(2019?新課標(biāo)1)已知函數(shù)/(x)=siat-In(l+.r),f(.t)為/C)的導(dǎo)數(shù).證明:n(I)/(x)在區(qū)間(-I,9存在唯一極大值點(diǎn):(2)/(.r)有且僅有2個零點(diǎn).(2018?北京)設(shè)函數(shù)/(X)=1?.r-(4a+l)x+4a+3]F.(1)若曲線y=/(x)在點(diǎn)(1,/⑴)處的切線與a?軸平行,求“:(II)若八x)在x=2處取得極小值,求?的取值范闈.(2018?北京)設(shè)函數(shù)/(n)=|a9-(3?+1).r+3?+2|/.(I)若曲線y=/Q)在點(diǎn)(2,f(2))處的切線斜率為0,求。:(II)若/(.r)在x=l處取得極小值,求。的取值范圍.(2018?新課標(biāo)川)己知函數(shù)/(、)=(2+x+av2)In(l+.v)-2x.(I)若"=0,證明:當(dāng)-IVxVO時,f(.v)<0;當(dāng)x>0時,f(.v)>0:(2)若x=0是f(.V)的極大值點(diǎn),求。.(2018?新課標(biāo)I)已知函數(shù)/(a)=ael-Inx-I.(I)設(shè)x=2是/(#的極值點(diǎn),求“,并求/(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)證明:當(dāng)<2%寸,/(.v)NO.(2018?新課標(biāo)小)已知函數(shù)/(A=a'?-'(I)求曲線)?=/(x)在點(diǎn)(0.-I)處的切線方程:(2)證明:當(dāng)“21時,/(.V)+Q0.(2018?新課標(biāo)H)已知函數(shù)/(.r)=/-av2.(I)若“=I,證明:當(dāng)a-^0時,f(.v)》I:(2)若f(x)在((),+8)只有一個零點(diǎn),求5().(2018?浙江)已知函數(shù)/(.r)=y-加工(I)若f(x)在x=.mX2(用工.燒)處導(dǎo)數(shù)相等,證明:f(.V))+f(..v2)>8-8加2;(11)若“W3-4歷2,證明:對于任意A>0,直線■+“與曲線產(chǎn)/“)有唯一公共點(diǎn).(2018?天津)已知函數(shù)/(x) g(.v)=log<zx,其中”>1.(I)求函數(shù)八(.v)=/(a) 的單調(diào)區(qū)間:(II)若曲線)?=/(*)在點(diǎn)(.VI,/(.VI))處的切線與曲線產(chǎn)g(X)在點(diǎn)(A-2,g(.口))處的切線平行,證明:川+g(.口)=一筆券;(川)證明當(dāng)“Ne總時,存在直線/,使/是曲線.、,=/(k)的切線,也是曲線.r=g(x)的切線.(2018?江蘇)記/(a),a'(a)分別為函數(shù)/(.v),u(.V)的導(dǎo)函數(shù).若存在.tnCR,滿足/(.vn)=g(.ui)且/(.vo)=&'(.?)),則稱刈為函數(shù)/(、)與8(.V)的一個“S點(diǎn)(I)證明:函數(shù)/(#=入與8(a)=『+2?2不存在“S點(diǎn)”:(2)若函數(shù)/(x)=??-1與8(A)=/小存在“S點(diǎn)”,求實(shí)數(shù)“的值:(3)已知函數(shù)/(、)=-『+“,&(A=第.對任意〃>0,判斷是否存在6>0,使函數(shù)/3)與8(a)在區(qū)間(0,+8)內(nèi)存在“s點(diǎn)”,并說明理由.(2018?新課標(biāo)1【)已知函數(shù)/(\)=#-〃(A-+X+I).(I)若〃=3,求/(.r)的單調(diào)區(qū)間;(2)證明:/(a)只有一個零點(diǎn).(2018?新課標(biāo)I)已知函數(shù)/(.、?)=1-x+al>LX.(1)討論/“)的單調(diào)性;(2)若f仆)存在兩個極值點(diǎn)、2,證明:"孫)-"""Va-2.41r22018-2022高考真題導(dǎo)數(shù)與函數(shù)解答題全集(學(xué)生版解析版)參考答案與試屆解折解答題(共54小題)1.(2022?天津)已知〃,bER,函數(shù)/(、)=/-wsinv,g(.v)=lrjx.(I)求函數(shù)y=f(x)在(0,/(O))處的切線方程:(2)若y=/(.若和產(chǎn)g(x)有公共點(diǎn).(i)當(dāng)”=0時,求〃的取值范困:(ii)求證:,P+〃2>e.t解答】解:(I)V/(a)=/-?sin.t. (.v)—eK-acosx,/./(())=1./(0)=1二函數(shù)y=f(x)在(0,1)處的切線方程為.丫=(1-?).V+I:(2)(i)Va=O.:.f(a)=,,又_v=/(.r)和y=g(x)有公共點(diǎn),二方程f(x)=g(x)有解,即e*=bG有解,顯然.rRO,二〃=芻在(0>+°°)上有解,設(shè)八(.V)=禰(.V>0)>.,.”(#=/產(chǎn)二D,2x4x.?.當(dāng)AW(0,-)時,1/(.V)<0:當(dāng)在(-,+8)時,h'(.V)>0.(.V)在(0,1)上單調(diào)遞減,在弓,+8)上單調(diào)遞增,.../(x)min=h8)=且當(dāng).r-0時,/?(.V)—4-00;當(dāng)X-+8時,/,(r)—+oo,.,.h(.v)6[V2e.+8),〃的范圍為1回,+8):(ii)證明:令交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.如則e"。=asinxQ+by/x^t:,由柯西不等式可得/X。=(?5tnx0+b伍)2<(J+/J)(sin2w+xo)p2Xn-p2Xn-vsin/罰又易證.r>0時,x>sinx,eK>e.\:/>x+l,e2xo ex0-(x0+l)??.2 =*7, > 2 =色?stnzx0+x0 stnzx0+x0Xq+x0故)+//>乙(2022?上海)f(x)=logs(〃+.r)+Iog3(6-x).(I)若將函數(shù)/(.t)圖像向下移〃。("A0)后,圖像經(jīng)過(3,0),(5,0),求實(shí)數(shù)小利的值.(2)若〃>-3且。#0,求解不等式/(匯)(6-x).【解答】解:(1)因?yàn)楹瘮?shù)/(工)=logs(d+x)+Iog3(6-工),將函數(shù)/(K)圖像向下移加(w>0)后,得y=/(.r)-//7=log3(〃+工)+Iog3(6-a)-,〃的圖像,由函數(shù)圖像經(jīng)過點(diǎn)(3,0)和⑸0),所L,d'°93(3+a)+l-m=0Hog3(5+q)+0-m=0'解彳導(dǎo)a=-2,"?=1.a>-3U時,不等式/(.v) (6-n)可化為logs(n+.v)+]ogs(6-x)Wlog?(〃+6-.t)+log3A*>(a+x>0
6-xX)等價于《a+6-x>0 ,x>0、(a+x)(6-x)<x(a+6-x)fx>-ax<6解得|xVa+6 1x>0、a(x—3)>0當(dāng)-3<?<0時,0<-a<3,3<?+6<6,解不等式得-“VxW3,當(dāng)”>0時,-?<0,rt+6>6,解不等式得3WxV6:綜上知,-3<“V0時,不等式/(.v)W/(67)的解集是(-小3J,”>0時,不等式/(x)W/(6-k)的解集是[3,6).(2022?浙江)設(shè)函數(shù)/(x)=券+加U>0).(I)求/3)的單調(diào)區(qū)間:(II)已知a,左R,曲線y=/(.r)上不同的三點(diǎn)Cu./(.?)),(4,/Cn)).<?,/
g)處的切線都經(jīng)過點(diǎn)(m*).證明:(i)若〃〉乙則OVZ?-/(q) (—―I):/e「,2e-a 112e-a(ii)若OVaVe,.viVr2V_g,則一+—rV—+—V r.e6e£ xAx3a6ez(注:e=2.71828…是自然對數(shù)的底數(shù))【解答】解:(I)?.?函數(shù)/ =券+/心(x>0),■"?/U)=-2?+x=^2x^,(x>0),由/'(外二笑”)。,得;J(K)在。+R)上單調(diào)遞增;由r(x)=^?<0,得OVr<*,.?._/(A)在(0,,上單調(diào)遞減.(II)(/)證明:過Co.b)有三條不同的切線,設(shè)切點(diǎn)分別為(M,/(.Vl)),(X2?/(A2))?(A3,/(A-3)),:.f(av)-b=f(甘)(XL〃),”=l,2,3),,方程/(x)-b=f(?v)(x-n)有3個不同的根,TOC\o"1-5"\h\z該方程整理為(二—'r)(工?加-g-!nx+b=O,x2* 2K1e P設(shè)8(x)=(一一一7)(1-。)-5 hd+b,X2*2 lx若OVxVe或工>〃時,/(.V)<0:當(dāng)eV.rV〃時、?(.v)>0,二《(a)在(0,?),(〃,+8)上為減函數(shù),在3,4)上為增函數(shù),?:g(A-)有3個不同的零點(diǎn),:?&Q)V0且g(a)>0,:.— )(C-。)——bie+b<Ot且(一——r) —Ina+b>0,e2e2 2e a2a2 2a整理得到bV^+1且6>言+lna=f(?),此時,b<^+1.且b>"+lna=f(a),此時,b—f(a)—^(^—1)V盤+1—(六+Ina)—善―Ina+b>>0,整理得bV會+1,且心為+lna=f(a),此時,Z?-y(H)—(^—1)<盤+1?(—+Ina)一熱+—券-?兀a,
設(shè)U(a)為(a,+8)上的減函數(shù),/.p(a)〈楙一看—/?=。,:.0<b-Ha)V;吟-1).(")當(dāng)OVaVe時,同(/)討論,得:*(.V)在(0,a),(乙+8)上為減函數(shù),在(出〃)上為增函數(shù),不妨設(shè).VI<A2<.V3?則0VniV〃Vx2VeV.T3,,:s(a)有3個不同的零點(diǎn),???g(a)<0,且&(e)>0,TOC\o"1-5"\h\ze p 1 c p:.( r)(e~ci)—萬一,7ie+b>0,且(——(〃?〃)—5 Ina4-b<0?e2e2 2b a2a2 2a整理得三+1VbV?+Ina,2e 2eVaiV.12VA3,/.0<.vi?口《0,??/x_.a+e.ea. ..?&(a)-1 +--2-/nx+b,“NX設(shè),=(,=m6(0.1)?則方程1—苴—出x+b=0即為:—C+盤t?+bit+b=0,即為。(〃,+l)什夕"++b=0,m_e4_e._e記。=—G-7",4=7">TOC\o"1-5"\h\zX1 x2 x3則0,12,“為-(1)什與F+伍£+^=0有三個不同的根,設(shè)*=4=幺>1,,〃=-VI,t3Xja e*.2e-a 112e-a要證:一+-r<一+—<- re6(?4與a6e‘即證2+塞vq+qv等一登,367n(q+S)即證」t+J-2一<(皿-13)(而m+i2)367n(q+S)而-(,〃+l)tj+ytx24-lntr+b=0>且?(m+1)t3+yt32lnt3+b=0,J.lntx-lnt3+y(tj2-132)-(m+1)(n-ft)=0.■- ?2_2lnty-lnt3?."+£3—2—帚一一^x-^一,二即證qX!叫一仇亡3<(m-13)(m2-ni+12)36二即證qX!叫一仇亡3<(m-13)(m2-ni+12)36小出+±3)*(m-13)(m2-m+12)即證 =r -1-t72X),(fc+l)Znk(m-13)(m2-m+12)TOC\o"1-5"\h\z即證, + >0,k-1 72記尊⑹=\"警次,k>l,則0(k)=(%;)2(k--2/nk)>0,/.(p(外在(I,+8)為增函數(shù),:.⑴(?)><p(,?)..(k+l)/nte (m-13)(m2-m+12) (m+l)£nm(m-13)(m2-m+12)"k-1 72 m-1 72設(shè)3(,?)=加”+空嗎焉需把3,()<?,<),則3,(r)=(*1)2(3癡-20心”》1+72)>(m-l.⑶n*3)>Q72m(+1)2 72m(zn+l)2.?.3(/?)在(0,I)上是增函數(shù),;.3(/?)<u)CI)=0.<D,.,,(m-l)(m-13)(m2-m+12)<D,/""+ 72(,n+i) (m+l)£nmuum-1(m-13)(m2-m+12)(m+l)£nmuum-1(m-13)(m2-m+12)72/.若OVaVe,.V|V.^V.已,(2022?甲卷)已知函數(shù)/(a)=a3-x,j?(.v)=.1+“,曲線.v=/U)在點(diǎn)(.vi,/(.vi>)處的切線也是曲線F=g(.r)的切線.(I)若內(nèi)=-I,求a:(2)求a的取值范圍.【解答】解:(1)由感意知,,/(-I)=-I-(-1)=0./(.1)=3?-1,/(-1)=3-1=2. y=/(a)在點(diǎn)(-1,0)處的切線方程為y=2(a+1),即y=2r+2,設(shè)該切線與g(.t)切于點(diǎn)(mg5)),j?'(.v)=2.v.則g'(4)=2n=2,解得.V2=l,則g(1)=l+?=2+2>解得a=3;f(.v)=3.v2-I,則產(chǎn)/(.r)在點(diǎn)(.vi,處的切線方程為y-(婷-xj=(3xi-l)(x-x}),整理得y=(3xf-l)x-2xf,設(shè)該切線與月(.v)切于點(diǎn)(.V2>K(.12)),n'(a)=2x,則g'(A2)=2X2,則切線方程為y-(xf+a)=2x2(x-x2),整理得y=2x2x-*+a,則匿亡;%整理得。=x—"=(孥一切一2"=泡-2x;-%Q令力(xQ令力(x)=-X4-2X31-4
+2
X3-2則力'(,r)=9.v-6.V2-3.r=3.r(3.v+l)(工-1),令//'(,v)>0,解得V<rV0或人>1,令"(k)<0,解得xV-/或UVx<l,則.r變化時,"(a[h(A-)的變化情況如下表:
.V(一8,-""fe,L3(-0)0(0,1)1(1,+8)hf(a)-0+0-0+h(a)單調(diào)遞減527單調(diào)遞增14單調(diào)遞減-1單調(diào)遞增則II(.V)的值域?yàn)椋?1,+8),故”的取值范惘為I-I,+OO).(2022?北京)已知函數(shù)/(.V)=exln(l+x).(I)求曲線.v=/(k)在點(diǎn)(0,/(()))處的切線方程:(il)設(shè)g(K)=f(.v),討論函數(shù)&(.v)布[0,+8)上的單調(diào)性:(III)證明:對任意的$,正(0,+8),有/(S+>>f(,y)+/(/).【解答】解:(I)對函數(shù)求導(dǎo)可得:f(x)=ez[Zn(x+l)+^-r].將.、?=()代入原函數(shù)可得/(0)=0,將x=0代入導(dǎo)函數(shù)可得:/(0)=1.故在.v=()處切線斜率為1,故廠0=I3-0),化簡得:>=.1?:(II)解法一:由(I)有:口(.V)=r'(x)=ex[ln(x+1)+品】,7 1a'M=ex[/n(x+1)+^-——7].人E(Hl)令4(x)=,(》+1)+《J Ly,令x+l=A(ARI),x+1(x+1)2設(shè)=Ink m'(k)=(*- +]>0恒成立.故h(x)在|0,+8)單調(diào)遞增,又因?yàn)?(0)=1,故/,(a)>0在[0,+8)恒成立.故g'(x)>0,故X(.V)在[0,+8)單調(diào)遞增;解法二:由(I)有:g(.V)=f'(x)=ex[ln(x+1)4-擊J,(x)=e^/n(x+l)+^T--l-7].k(x+1)設(shè)"I(.r)n(a)=ln(,v+l)+^y,則&(工)=/〃3)?〃(.v),由指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)得,"(.v)=/上(0.+8)上是增函數(shù),且"[a)=">(),n'(.v)=-4t 當(dāng)A-e(0,+00)時,〃’(.V)>0,〃(x)單調(diào)遞x+1(x+1) (x+1)增,
且當(dāng)KW(0,+8)時,n(x)=加(x+l)+=T>0,.,..Jf(.v)在[0,+8)單調(diào)遞增.(III)證明:山(11)有g(shù)(.V)在【0,+8)單調(diào)遞增,又g(0)=1.故身(a)>0在[0,+8)恒成立,故f9在[0,+8)單調(diào)遞增,設(shè)W(V)=f(v+r)-f(a).n?(.v)=f(x+r)-f(,v).由(Il)有r(.v)在[0,+8)單調(diào)遞增,乂因?yàn)閤+r>x,所以/(.r+r)>/(.v),故H,(.V)單調(diào)遞增,乂因?yàn)镾>0,故w(.s')>?v(0).BPsf(.r+r)-/(j)>f(r)-/<0).乂因?yàn)楹瘮?shù)/■(())=0.故/(s+f)>f(5)+/(r),得證.(2022?甲卷)已知函數(shù)/(.r)=y-lnx+x-a.(I)若/(x)20,求。的取值范圍:(2)證明:若/(.r)有兩個零點(diǎn)內(nèi),m,則.vimVI.【解答】解:(l)/(.v)的定義域?yàn)?0,+8),/(*)=e、(x”_卜]=0+?產(chǎn)-1),令,(a)>0,解得.r>l,故函數(shù)/(.V)在(0,1)單調(diào)遞減,(I,+8)單調(diào)遞增,故./(.I)加"=/(1)=e+l-a,要使得/”)20恒成立,僅需什I-g0,故aWs+1,故a的取值范圍是(-8,e+|]:(2)證明:由已知有函數(shù)/(k)要有兩個零點(diǎn),故/(I)=e+l-a<0,即a>e+l,不妨設(shè)()VzV1VX2,要證明ZQV1,即證明xlV0<xi<l,A—>1,“I即證明:又因?yàn)?(#在(1,+8)單調(diào)遞增,即證明:〃刈)Vf(5)of(Xi)</(《),構(gòu)造函數(shù)版為)=f(幻一f(J,()<.r<1,d'(幻=廣(x)+9G)=尸)@3一福7,構(gòu)造函數(shù)(.v)=ex4-x-xex-1,mz(x)=ex+1—ex(l—i),因?yàn)镺VxVI,所以1一1vO,故"(a)>()在(0,1)恒成立,故,〃Ct)在(0,I)單調(diào)遞增,
故111(a)<m(1)=0乂因?yàn)閍-1VO,故/?'(.v)>0在(0,I)恒成立,故人(.v)在(0,I)單調(diào)遞增,乂因?yàn)榻?D=0,故It(a)<h(I)=0.故f(xi)vf(2),即xi.v2Vl.得證.(2022?乙卷)已知函數(shù)/G)=ax---(?+1)Inx.(1)當(dāng)?=0時,求f(.v)的最大值;(2)若/(k)恰有一個零點(diǎn),求”的取值范圍.【解答】解:(I)當(dāng)”=0時,f(x)=—2一bix(x>0),則/''(X)=當(dāng)一工=易知函數(shù)/(a)在(0,I)上單調(diào)遞增,在(I,+8)上單調(diào)遞減,.V(.r)在K=1處取得極大值,同時也是最大位.函數(shù)/(.V)的最大值為/(I)=-I:(2)[(x)=a+g=ax2-"l)x+l=紂出"一2①當(dāng)?=0時,由(1)可知,函數(shù)/(X)無零點(diǎn):②當(dāng)“<0時,易知函數(shù)/(x)在(0,I)上單調(diào)遞增,在(1.+8)上單調(diào)遞減,又/(I)=?-1<0,故此時函數(shù)/(.t)無零點(diǎn):③當(dāng)0<“<1時,易知函數(shù)/”)在(0,1),弓,+8)上單調(diào)遞增,在(1,今單調(diào)遞減,且/(I)=?-KO,f4)=1-a+(a+l)/naVO,11 一乂由(I)可得,-+ExNl,>1-x,則/〃xV工,ln>Jx<Vx,則X X當(dāng)a>I時,/(x)=ax--(a+l)lnx>ax- 2(a+1)-y/x>ax-(2a+3)Vx,故存在m=6+2)2>J,使得/(,")>0,此時,(??)在(0,+8)上存在唯一零點(diǎn):④當(dāng)”=1時,f'(x)=a*NO,函數(shù)/(a)在<0,+8)上單調(diào)遞增,又/(I)=0.故此時函數(shù)/(x)有唯一零點(diǎn):⑤當(dāng)。>1時,易知函數(shù)八.2在(0,;),(1,+8)上單調(diào)遞增,在(;,1)上單調(diào)遞減,且/(I)=a-1>0,又由(I)n/得,當(dāng)OV.rV]時,,nx>l—則,—1=,則/nx>2(l—?
此時f(x)=ax-l-2(a+1)(1 +^+11.故存在n=- 使得<0,4(a+l)a故函數(shù)/(x)在(0,+8)上存在唯一零點(diǎn):綜上,實(shí)數(shù)”的取值范圍為(0,+8),(2022?新高考1)已知函數(shù)/(.'?)=--ax和g(x)=?x-加有相同的坡小值.⑴求“:(2)證明:存在直線了=/3其與兩條曲線.v=/(x)和y=K(A-)共有三個不同的交點(diǎn),并且從左到右的三個交點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列.【解答】ft?:(I)/(a)定義域?yàn)镽,Vy(,r)=e'-(ix,/./(x)=/-〃,若“W0,則/(x)>0,/(x)無最小值,故a>0,當(dāng)/(.V)=0時,.r=/”“,當(dāng)(x)=0時,戶、,當(dāng)*V加“時,/(.V)<0,函數(shù)/3)在(-8,/〃“)上單調(diào)遞減,當(dāng)K>/〃“時,/(.V)>0,函數(shù)/(3在Una,+8)上單調(diào)遞增,故/(x)min=f(.Ina)=a-alna,KCv)的定義域?yàn)?0,+8),*(a)=av-/ha?:(x)=?-p令g'(x)=0,解得A=i,當(dāng)OV.iV:時,g'(x)<0,函數(shù)8(.v)在(0,二)上單.調(diào)遞減,Q a當(dāng)時,g'(.V)>0,函數(shù)K(A)在弓,+8)上單調(diào)遞增,故g(.v)〃而=\+hia,,:函數(shù)f(a)=/-(ix和g(.v)=ax-bix有相同的恢小值:?a-alna—1+/〃〃,
:-alna=1+lna化為Ina -r=0,令h(x)則11(X)=[什1一("1)=1_則11(X)=[(x+1)2X(x+l)Zx(x+l)2Va>0,:.h'(a)="+lo>0恒成立,x(x+l):.h(a)在(0,+8)上單調(diào)遞增,乂*;h(I)=0,:,h(a)=h(1)i僅有此一解./.?=1.(2)證明:由(1)知”=1,函數(shù)/(K)="?)在(-8,.)上單調(diào)遞減,在((),+co)上單調(diào)遞增,函數(shù)月(a)=.〕如在(0,1)上單調(diào)遞減,在(I,+8)上單調(diào)遞增,設(shè)u(a)=/(a)-g(x)=/-2x+/nx(a>0),則"'(x)=P-2+;>P-2,當(dāng)xNl時,(x)Ne-2>?,所以函數(shù)〃(x)在(1,+°°)上單調(diào)遞增,因?yàn)椤?1)=e-2>0>所以當(dāng)時,“(#>/((1)>0恒成立,即/C)-g(x)>0在*21時恒成立,所以工21時,f(a)>g(a).因?yàn)?(0)=1,函數(shù)/(工)在(0,+8)上單調(diào)遞增,g(1)=|,函數(shù)月Cv)在(0,1)上單調(diào)遞減,所以函數(shù)/(工)與函數(shù)月(.r)的圖象在(0,1)上存在唯一交點(diǎn),設(shè)該交點(diǎn)為3〃,fg)(0V〃iVl),此時可作出函數(shù)y=/(x)和.v=g(a)的大致圖象,
由圖象知當(dāng)直線y=〃與兩條仙線y=/(x)和y=g(.v)共有三個不同的交點(diǎn)時,直線y=b必經(jīng)過點(diǎn)M(in,f(w)),HP/?=/(in),因?yàn)?(,”)=g(??),所以e'"-,”=,"-/,"”,Bpem-2in+lmn=0,令/(x)=〃=/(,”)得x=e'"-,"=,"-/〃,",解得.v=,”或x=/〃,",由 得lnm<O<ni<令f>(.v)=〃=/(,")得.v-Inx—t/"-111=in-bun,解得x=m或x=e'",由0<m<1,得m<V",所以當(dāng)直線與兩條曲線y=/G)和.v=g(.v)共有三個不同的交點(diǎn)時,從左到右的三個交點(diǎn)的橫坐標(biāo)依次為,him.>11.e"\因?yàn)閑'"-2m+lnin=0,所以e'"+hmi=2in,所以加",泮成等差數(shù)列..?.存在直線>,=〃,其與兩條曲線y=/(x)和.v=gCv)共有三個不同的交點(diǎn),并且從左到右的三個交點(diǎn)的橫坐標(biāo)成等差數(shù)列.(2022?新高考II)已知函數(shù)/(*)=.ve(n-(I)當(dāng)“=1時,討論/(K)的單調(diào)性:(2)當(dāng).。0時,.f(u)<-I.求a的取值范圍;*111(3)設(shè)“CN,證明:-—+/?-+ +/.>ln("+I).Vl2+1 V2z+2\Jn2+n【解答】解:(1)當(dāng)a=]W,f(a)=.r/-ex=ex(x-I),f(.v)=e*(a--1)+/=M,?">0,...當(dāng)xE(0,+8)時,f(a)>0,f(.v)單調(diào)遞增;當(dāng)a-6(-8,o)時,f(A)<0,/(.v)單調(diào)遞減.
(2)令#(.v)=/(.v)+1=W-/+1(.v>0),,:f(.r)<-1,f(x)+l<0,:.f-(x)Vg(0)=0在x>0上恒成立,義g'(.v)=^+xaeM-Z,令h(x)=k'(x),則〃'(x)=〃*+〃-/=“(2e“T+”.i*)-:.h'(0)=2a-1.①當(dāng)2?-l>0,即h'(0)=lim?*3w>(b?*3w>(b使得當(dāng)G(°,*有丁>0,(a)X),所以月(.v)單調(diào)遞增,f;(.to)>g(0)=0,矛盾;②當(dāng)2a-1W。,即?<g,g'(a)=*'+.**'*-/=(l+a.v)鏟-d,若1+aiWO,則R(r)<0,所以g(,v)在[0,+8)上單調(diào)遞減,g(.v)Wk(0)=0,符合題意.若】+m>0,則a'(a)=*+me"<-'=*田""3-/<小+皿i+卻-/MelxAx-ex=0,所以x(A)在(0,+8)上單調(diào)遞減,X(x)<8(0)=0,符合題意.綜上所述,實(shí)數(shù)“的取值范圍是“4(3)由(2)可知,當(dāng)。=g時,f(a)=xe2x—ex<"—I(x>())?令x=tn(14-i)(neN*)得,bi(l+9?e;'nG*3-v-i,TOC\o"1-5"\h\z整理得,/n(l+l). <0.>ln(1+-),fl??Lk=\y fc+1??Lk=\hl(—>=hi<-x府依 1111卜/,111卜/, +XVl2+1 V22+2.+r-- (〃+1),Jn2+n(2()21?全國)已知函數(shù)/(、)=.r-6x+4hix+m.(I)求/求x)的單調(diào)區(qū)間;(2)當(dāng)汪(I,+8)時,/&)>0,求m的取值范圍.【解答】解:(I)已知函數(shù)/(x)=.r-6,v+4//Lr+/w,mnr”、Q,4 , 2x2-6x+4 2(x-1)(x-2)則f(x)=2x4-——6= = - .v>0,令了(.V)>0,解得:0cx<1或.r>2,令,(A-)<0,解得:即/3)的單調(diào)熠區(qū)間為(0,1),(2,+8),單調(diào)減區(qū)間為(I,2):(2)由(1)可得:函數(shù)/(x)在(2,+8)單調(diào)遞增,在(1,2)單調(diào)遞減,則當(dāng).隹(I,+8)時,/(a)"而=/(2)=4/"2-8+,小又當(dāng)(I,+8)時,f(.r)>0,即4加2-8+"7>0,即m>8-4/〃2,即,”的取值范圍為:(8-4加2,+8).(2021?新高考【【)已知函數(shù)/■)=(x-1)e,-??+&.(I)討論/(x)的單調(diào)性:(II)從下面兩個條件中選一個,證明:f(X)恰有?一個零點(diǎn).①;<?<當(dāng),6>2?;2LbW2a.【解答】解:(I),:/(x)=(,v-1)e'-a/+6,/(.v)=.v(/-2?),①當(dāng)“WO時,當(dāng)x>0時,f(a-)>0,當(dāng)rVO時,f(x)<0.,V(A)在(-8,0)上單調(diào)遞減,在《0,+8)上單調(diào)遞增,②當(dāng)a>0時,令/(.r)=0.可得x=0或》=加(2o).(i)當(dāng)ova時,當(dāng)心>0或》<加(2o)U-J.f(a)>0,當(dāng)加(2a)VxVO時,f(a)<0,:.f(a)在(-8,加(2a)),(0,+8)上單調(diào)遞增,在(/〃(2a),0)上單調(diào)遞減,1<f/)"=2時,f(,v)=,v(/-I)旦等號不恒成立,在R上單調(diào)遞增,
(iii)當(dāng)時,當(dāng)x<0或.r>/〃(2?)時,f(a)>0.當(dāng) (2?)IH./(x)<0.f(.v)在(-8,o),Un(2?),+8)上單調(diào)遞增,在(0,In(2?)>上單調(diào)遞減.綜上所述:當(dāng)時,f(a)在(?8,0)上單調(diào)遞減:在(0,+8)上單調(diào)遞增;當(dāng)OVaV*時,/(冷在(-8,/“(2“))和(0,+8)上單調(diào)遞增:在(/?(2?),0)上單調(diào)遞減;當(dāng)a=時,/(x)在R上單調(diào)遞增;當(dāng)a>:時,/(.v)在(-8,0)和(/?(2?),+?>)上單調(diào)遞增:在(0,加(加))上單調(diào)遞減.(II)證明:若選①,由(1)知,/(#在(-8,0)上單.調(diào)遞增,(0,加(2??單調(diào)遞減,(加(2n),+8)hf(A)單調(diào)遞增.注意到f(-Jl)=(-J1-l)e~>l?<0,/(O)=b-l>2a-IX).:.f(.v)在(-Jj,0]上有一個零點(diǎn);f(In(2<z))=(Jn(2a)-I)2a-aln22a^b>2aln(2a)-2a-ah?2a+2a=aln(2a)(2-In(2n)),]g2由3Va4,得0</〃(2?)<2,J.aln(2a)(2-In(2?))>0,:.fUn(2a))>0,當(dāng)x>0時,f(x)>/(In(2a))>0,此時/(x)無零點(diǎn).綜上:/(、)在尺上僅有一個零點(diǎn).1e2另解:當(dāng)代一I時,有加(2a)6(0,2J.而/1(0)=b-1>2?-1=0.于是f<dn(2a))=〈/〃(2a)-I)?2?-abr(2?)+h=ln(2?)(.2a-In(2a))+(b-2a)>0.所以/(x)在(0,+8)沒有零點(diǎn),當(dāng)x<0時,/e(0,I),于是/(x)<-(a-+h=>f(-^)<0,所以/(a)在(一電,0)上存在一個零點(diǎn),命題得證.若選②,則由(I)知:f(X)在(-8,I,,(2w?上單調(diào)遞增,在Un(2a),0)上單調(diào)遞減,在(0,+~)上單調(diào)遞增.
/(/"(2。))=(加(2“)-I)la-ahr2a+b^2aln(2?)-2a-aht22a+2a=aln(.2a)(2,;0<a<1,:.ln(2a)<0,:.aln(2?)(2-In(2?))<0,:./(In(2a))<0....當(dāng),v<()時,/(.v)<fUn(2a))<0,此時f(r)無零點(diǎn).當(dāng)i>0IH./(.v)單調(diào)遞增,注意到/(0)=b-l<2?-KO,取c=、/2(l-b)+2,-:b<2a<\,Ac>V2>l,又易證ec><-+\,:.f(c')=(c-l)ec-ac2+b>(c-l)(c+1)-ac2+b=(1-a)c2+b—+b—1=1—b+l+b—l=l>0,:.J(t)在(0,c)上有唯一零點(diǎn),即/(工)在(0.+8)上有唯一零點(diǎn).綜上:f(x)在R上有唯一零點(diǎn).(2021?北京)己知函數(shù)/(.r)=學(xué)".(I)若”=0,求曲線.v=/(r)在點(diǎn)(1,/(I))處的切線方程;(11)若/(x)在》=-I處取得極值,求/(、)的單調(diào)區(qū)間,并求其最大值和最小值.【解答】解:(I)/(、)=專弊的導(dǎo)數(shù)為(x)=*二等支出=爺9可得F=/(.v)在(I,I)處的切線的斜率為-4,則y=/(.v)在<1,/(I))處的切線方程為y-1=-4Cv-1),即為y=-4.r+5:(1I)/(a)=守的導(dǎo)數(shù)為f(a)=二212+q二2尊凸)=^-6x-2at(x2+a)2 (/+a)2由題意可得「(-I)=(),即萼之=(),解得〃=4,(a+l)z可得f(a)=~z^ff(工)=^^,(W+4)當(dāng).V>4或A<?1時,,(a)X),f(A-)遞增;當(dāng)?IV]V4時,,(x)<0,f(A-)遞減.函數(shù)、=/(.1)的圖象如右圖,當(dāng)L?8,y-();L+8,\一(),則/(.r)在x=-I處取得極大值1,且為坡大值I:在x=4處取得極小值-;,且為最1-1-4
一在小所以/(x)的增區(qū)間為(-8,-I),(4,+8),減區(qū)間為(-1,4):f(.V)的最大值為I,最小值為(2021?天津)已知“>(),函數(shù)/號)(I)求曲線/(、)在點(diǎn)(0,/(0))處的切線方程:(2)證明函數(shù)/”)存在唯一的極值點(diǎn):(3)若曲,使得/(a)Wo+/,對任意的xCR恒成立,求實(shí)數(shù)/>的取值范圍.【解答】(1)解:因?yàn)?《幻=?-(x+1)/,所以/(0)=?-I,而/(())=0,所以在(0,/(()))處的切線方程為.丫=(?-I).V<?>());(2)證明:令/(X)=?-(x+1)et=0,則“=(.v+1),,令g(.v)=(a+I)/,5Wg'(x)=(,v+2)eK,令g'(a)=0.解得x=-2,當(dāng)慶(-8,-2)時,f:'(a)<0,.?(.v)單調(diào)遞減,當(dāng)xe(-2,+8)時,g'(x)>(),f.(,v)單調(diào)遞增,當(dāng).v--8時,,g(a)<0,當(dāng)a-+8時,身(x)>0,作出圖象所以當(dāng)“>()時,y=“與y=g 僅有一個交點(diǎn),令g(〃,)=a,則m>-I.且/(,〃)~a-(?(/?)=0.當(dāng)v€(-8,州)時,a>g(,v),f(a)X),f(.v)為增函數(shù):
當(dāng)AW(,",+8)時,“Vg(.V),/(.V)<0,/(.V)為減函數(shù);所以時是/(X)的極大值點(diǎn),故/(X)僅有一個極值點(diǎn):(3)解:由(2)知/(x)“””?=/(,〃),此時”=(1+/?)e'n,<m>-I),所以{/(a)-a}may=f(.m)-a=(]+,")me"'-me'"-CI+m)e"'= e"'(.m>-i),令h(.v)=(x2-.r-I)eK(x>-1),若存在“,使/(.v)這對任意的.t£R恒成立,則等價于存在.虎(-1,+8),使得〃(.V)<〃,即〃2〃(.V)min.而/?'(a)=(『+X-2)/=(X-I)(.v+2)e\(a>-I),當(dāng).re(7,I)時,li(.v)<0,h(x)為單調(diào)減函數(shù),當(dāng).ve(I,+8)時,h-(.v)>0,h(.v)為單調(diào)增函數(shù),所以h(a),nin—h(1)=--e,故-e,所以實(shí)數(shù)〃的取值范困[-e,+8),(2021?浙江)設(shè)“,〃為實(shí)數(shù),R?>I,函數(shù)/(a)=a'-bx-¥e2(.vgR).(1)求函數(shù)/(.r)的單調(diào)區(qū)間:()1)若對任意〃>2/,函數(shù)/(、)有兩個不同的零點(diǎn),求。的取值范圍:(III)當(dāng)”=e時,證明:對任意〃>1,函數(shù)/(、)有兩個不同的零點(diǎn)2,.心,滿足.口〉hlnhe2h+百(注:e=2.7l828是自然對數(shù)的底數(shù))【解答】解:(I),(a)=(('lna-b,①當(dāng)〃W0時,由于則"7〃“>0,故/'(x)>0,此時/(x)在R上單調(diào)遞增:?當(dāng)〃>0時,令/*(a)>0,解得x>軻,令/(x)<0,解得xV幽,f Ina」 Ina/nA 也2此時/(K)在(-8,需)單調(diào)遞減,在(需,+8)單調(diào)遞增:綜上,當(dāng)〃W0時,/(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-8,+8):當(dāng)〃>0時,f(,v)的單調(diào)遞減區(qū)間為(一8,熱),單調(diào)遞增區(qū)間為(熱,+8):(II)注意到工--8時,f(,v)一+8,當(dāng)N—+8時,f(V)-*4-?o,b由(I)知,要使函數(shù)7'(.r)有兩個不同的零點(diǎn),只需f(x)min=f(柴氏)<0即可,
需-b?需+e2Vo對任意b>海均成立,令t=軻,則</-6+/<0,即e""u-W+JVO,即e"*i-b.駟+e2<0,即±-b-Ina.\b-b.In總+e2lna<0對任意b>2e2均成立,記a(b)=h-h-Inj^+e2lna,b>2e2,則g(b)=1- +b華喘)=In(lna)—Inb,令(b)=0,得b=lna,①當(dāng)lna>2e2tWa>e2e2^f,易知g(/?)在(2j,加a)單調(diào)遞增,在(加小+?)單調(diào)遞減,此時g(fe)Wg(Ina)=hui-Ina*ln\+e1lna=lna9(e2^\)>0.不合題意;②當(dāng)加“W2o2,U|Jl<a<e2e2W,易知g(b)在(2/,+8)單調(diào)遞減,此時g(b)<g(2e2)=2e2-2e2,,n品+e2lna=2e2-2e2\(n(2e2)-In(/〃a)]+//〃〃,故只需2-2[/“2+2-加(加a)]+加〃WO,即加a+2/n(Ina)W2+2加2,則加aW2,即aWe;綜上,實(shí)數(shù)〃的取位范困為(I,e2];(III)證明:當(dāng)〃=e時,f(a)=/-/“+/,f(a)=d-Z?,令/(a)=0>解得n=lnh>4,易知/a)mbi=f(,也)=e[nb-b-Inb+e2=b-blnb+e2<b-46+/=?-3b<,-3U(i-3/)〈O.(X)有兩個零點(diǎn),不妨設(shè)為Nl,.□,fl.口V/汕V*2,ltl/(x2)=e"_bX2+e2=0,可得必-詈+mJ.要證今>3皆必+目,只需證當(dāng)》,只需證e*>,=e?T-2e2+e2=e2r-e2<e^-e2<0,則勺V等,;?要證e*z>"挈勺,只需證6必>尻汕,只需證工2>/〃(blnb),2e“而/(加(R汕))?bin(hlnh)+e2=hlnb-bln(blnb)^<b!nb-bln(4方)+/=b?Znj+e2=e2-bln4<0?4
(blnb),即得證.(2021?甲卷)設(shè)函數(shù)=J『+“x-3〃*+l,其中“>0.(I)討論/(k)的單調(diào)性;(2)若y=f(.v)的圖像與x軸沒有公共點(diǎn),求”的取值范圍.【解答】解:(1)f(.V)=2a%+“_m=2a2x2+ax-3=(2ax+3:(ax-l),v>(b因?yàn)椤?gt;0,所以一4<0<1,1所以在(0,-)上,f(工)VO,f(.v)單調(diào)遞減,a在(士+b)上,f(a)>0,/(.V)單調(diào)遞增.a綜上所述,/(.V)在(0,-)上單調(diào)遞減,在(i+8)上/(.、?)單調(diào)遞增.a a(2)由(1)可知,/(a),Hm=/(-)=?2X(-)2+?xi-3/n-+l=3+3/n?,a a aa因?yàn)閥=f(,v)的圖像與▲軸沒有公共點(diǎn),所以3+3/〃”>0,所以<!>->e所以〃的取值范圍為(-,+8).e(2021?乙卷)已知函數(shù)/(.r)—In(.a-a),已知x=0是函數(shù)y=V(x)的極值點(diǎn).(1)求a;(2)設(shè)函數(shù)8(a)=鏘卒.證明:R(.V)<1.【解答】(1)解:由題意,/(A-)的定義域?yàn)?-8.a),令/(工)=.tf(.v)?則I(.V)=xln(</-.v)?xE(-8,〃),則/'(a)=加(a-.v)+.v =ln(a—x)+ ,a-x a-x因?yàn)?r=0是函數(shù)產(chǎn)af(工)的極值點(diǎn),則有,(0)=0,即加a=0,所以a=l.當(dāng)a=l時」(x)=/n(l-x)+ =ln(l-x)4-^^4-1,0./,(0)=0,因?yàn)?,)=呂+一1因?yàn)?,)=呂+一1(1-x)2x-2(I/<n,則f(.V)在(?8,1)上單調(diào)遞減,所以當(dāng)*6(-8,0)時,,(x)>0,
當(dāng)工W(0,1)時,f(.v)<0.所以。=1時,工=0是函數(shù).V=.W(])的一個極大值點(diǎn).綜上所述,”=1:(2)證明:ill(I)可知,M(.l)=工加(I-A),要證需公即需證明藍(lán)葭)5因?yàn)楫?dāng).隹(-8,())時,式/〃(1?工)V0,當(dāng).他(0,1)時,n/〃V0,所以需證明x+加(1-x)>xln(I-.v)?即.v+(1-a)In(1-a)>0,令h(.v)=.v+(1-x)//?(1-.v),則h'(a)=(I-.v)- +1-/n(l—x)=—In(1-x),i_x所以4(0)=(),當(dāng).ve(- 0)時,If<x)<0.當(dāng)aE(0,1)IH,If(.v)X),所以x=0為〃(x)的極小值點(diǎn),所以〃(.v)>h(0)=0,EPx+ln(1-a)>xln(1-.v),x+tn(l-x)
xtn(l-x)所以嗡c(2021?新高考I)己知函數(shù)/(a)=.v(1-/nr).(1)討論/(.r)的單調(diào)性;(2)設(shè)a,6為兩個不相等的止數(shù),且。/〃“-”/汕="-。,證明:2V(+:Ve.【解答】(1)解:由函數(shù)的解析式可得/(a)=I-Inx-I=-Inx,:.xe(0,I).f(.v)X),f(a)單調(diào)遞增,.ve(1.+8),f(.v)<(),f(x)單調(diào)遞減,則/(K)在(0,l)單調(diào)遞增,在(I,+8)單調(diào)遞減.(2)證明:由人得一工,“工+:伍3=?一工,aa/)b/)aH*(1-In?=^(1一/》rh(i)/(.v)在(o,i)單調(diào)遞增,在(i,+?>)單調(diào)遞減,所以f(.V)miLX—f(1)=1,旦/(e)=(),
令4=)洶4則川,刈為/(.t)=k的兩根,其中&W(0,I).不妨令gW(0,1),,V2G(1?e),則先證2V."+x2,BPiil:xi>2~.vi?即證/(.c)=f(xt)<f(2-.vi)?令力(.v)=/(.v)?/(2?.r),則力'(.v)=/(a)+/(2?.t)=?/〃.?/〃(2-工)=-加卜?(2?x)]在(0,I)單調(diào)遞減,所以“(.v)>hf(I)=0,故函數(shù)"(.v)在(0,I)單調(diào)遞增,:?h(.vi)<h(I)=0..*./(.vi)<f(2-.vi)?/.2<.vi<x2>得證.同理,要證ni+.v2Ve,(法一)BPiiE\<X2<c-Ai,根據(jù)(I)中/Q)單調(diào)性,即證/(4)=/(.vi)>f(,e-,vi),令(p(.v)—f(.v) .v6(0>I)>則(p*(.v)=-ln{x(e-x)|>令s'(.w)=0,xE(0,.vo),<p*(.v)>0,<p(.v)單調(diào)遞增,xE(加,I),cp>(.v)<0,<p(.v)單調(diào)遞減,乂OV.Yc時,f(.v)>0,且/(。)=0,故l咻(p(x)=0,(P(I)=/(l)?/(e?1)X),A(p(.v)>0恒成立,.Vi+X2<(?得證,(法二)f(.V|)=/(A2),KI(I-//LVl)=.V2(I?/n.V2),又.tie(0,I),故I-//in>L.n(I-Inxi)>.vi,故工|+&<工](I-//UI)+42=.V2(I-加?V2)+X2,.V2W(I,£),令g(.v)=.v(I-//u)+.r,gf(a)=I-Inx,xe(I,e),在(I,c)上,&'(.v)X),g(a)單調(diào)遞增,所以g(.v)<g(e)=c.
lt[lX2(1?Inx2)+.v2〈e,所以用+f2Ve,得證,則2v[+:<《.(2021?乙卷)已知函數(shù)/(a)=F-『+,“+1.(1)討論/(x)的單調(diào)性:(2)求曲線y=/(x)過坐標(biāo)原點(diǎn)的切線與曲線),=_/(x)的公共點(diǎn)的坐標(biāo).【解答】解:⑴/(a)=3a--2.v+u,、=4-12“,①當(dāng)△&(),即aN:時,由于/(x)的圖象是開口向上的拋物線,故此時/'(A2%則/(a)在R上單調(diào)遞增:②當(dāng)△>0,即avg時,令/(.v)=0.解得X]=上網(wǎng),x2=~~~3^fl,令/(a)>0,解得.Y."或.。處令,(.V)<0,解得*<K<X2,(.V)在(-8,Ai),(X2,+8)單調(diào)遞增,在(XI,.V2)單調(diào)遞咸;綜上,當(dāng)aN1時,/(.v)在R上單調(diào)遞增;當(dāng)a<寺時,/(x)在(一8,if書,d嗎3、+8)單調(diào)遞增,在(:平3a,1+J;-3a)單調(diào)遞減(2)設(shè)曲線_y=/(.v)過坐標(biāo)原點(diǎn)的切線為I,切點(diǎn)為(Xo,No,-xq2+axo+1),/(%0)=3/2—2Xq+Q,則切線方程為y-(x03-Xq2+axQ+1)=(3x()2_2x0+a)(x-x0).將原點(diǎn)代入切線方程有,2x03-xo2-i=0,解得何=1,,切線方程為),=(〃+1)K,令.t3-x2+av+1=(rt+l)K,即A3-.V27+1=0,解得A=】或工=-I,二曲線)?=/”)過坐標(biāo)原點(diǎn)的切線與曲線>=/a)的公共點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,/1)和(-I*~a-I).(2021?甲卷)已知“>0且“Hl,函數(shù)/(.r”,(.v>0).(I)當(dāng)“=2時,求/(.r)的單調(diào)區(qū)間:(2)若曲線.y=f(x)與直線),=1有且僅有兩個交點(diǎn),求”的取值范圍.【解答】解:⑴a=2時,/(a)=p.”.、2x2x-2xln2x2x(2-x/n2)也2?(卷r)f〈'"=一(PJ3-=2K= 2" ,
TOC\o"1-5"\h\z2當(dāng)工W((), )時,f(.v)>0?當(dāng).vW( ,+8)時,f(.v)VO,ln2 ln2故/(、)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,二),單調(diào)遞減區(qū)間為(二,+8).In2 Ln2(2)由題知/(工)=1在(0,+8)有兩個不笫實(shí)根,InxInaf(.v)=lo.d=。=。如=.t加no = ,xa令g(#=",,")=與百,g(-V)在(0,e)上單調(diào)遞增,在(e,+8)上單X Xc調(diào)遞減,又當(dāng).r<1時,g(.v)<0,g(I)=0.g(e)=1.當(dāng),v>1時,g(.v)>0.2().(2020?新課標(biāo)I)已知函數(shù)=e'-a(.i+2).(I)當(dāng)“=I時,討論/(x)的單調(diào)性;(2)若/(x)有兩個零點(diǎn),求”的取值范圍.【解答】解:由題意,/Ct)的定義域?yàn)?-8,+oo),口/(.?.)(I)當(dāng)a=I時,f(.v)=?'-I.令/(.V)=0.解得,r=0..?.當(dāng).隹(-8,o)時,/(、)VO,/(K)單調(diào)遞減,當(dāng)xW(0.+8)時,f(a)>0,f(.v)單調(diào)遞增-:.f(X)在(-8,0)上單調(diào)遞減,在(().+8)上單調(diào)遞增:(2)當(dāng)“W0時,/(a)=/-?>0恒成立,f(x)在(-8,+oo)上單調(diào)遞增,不合題意:
當(dāng)“>0時,令/(A-)=0,解得.v=加",當(dāng).但(-8,加“)時,f(,v)<0,/(.r)單調(diào)遞減,當(dāng)Una,+~)時,f(A)>0./(.v)單調(diào)遞增././(.V)的極小值也是最小值為/(/〃“)=a-aUna+2')=-a(1+/??).乂當(dāng)k1-8時,y(v)—+8,當(dāng).r—+8時,y(v)—+8.,要使/(.v)有兩個零點(diǎn),只要/(/??)<0即可,則1+/〃”>0,可得“e1綜上,若/(X)有兩個零點(diǎn),則”的取值范圍是(一,+8).e(2020?天津)已知函數(shù)/(x)=P+khix(AeR),f(.v)為/(.r)的導(dǎo)函數(shù).(I)當(dāng)仁6時,(i)求曲線y=/(x)在點(diǎn)(I,/(I))處的切線方程:(ii)求函數(shù)g(.r)=/(x)-f(.r)+1的單調(diào)區(qū)間和極值;(II)當(dāng)時,求證:對任意的內(nèi),X2日1,+8),且.">.口,有“(x】);'(X2)>f(Xi)-f(X2)Xi-X2'【解答】解;([)")當(dāng)—6時,f(.v)=?+6/?tv,故/(a)=3.r+p:.f(1)=9,:f(1)=1.二曲線¥=/(*)在點(diǎn)(I./(1))處的切線方程為k1=9(a-1).即9x-y-8=0.(//)g(.v)=f(.V)-f(.v)+-=a3+6//lv-3a"-4--,.v>0?“g=3.…士生a,令(x)=0,解得x=l,當(dāng)OVxVl,g'(.r)<0,當(dāng).r>l,g'(a)>0,函數(shù)g(.r)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+8)上單調(diào)遞增,k=1是極小值點(diǎn),極小值為g(l)=1.無極大值(11)證明:山/(.v)=.3klnx,則,(a)=3?+*.
對任意的工|,人2日1,+8),且口>q,令&=',,>],X2則(.VI-.V2)[f(.VI)+/(.V2)I-21/*(.VI)-/(X2)|=(.VI-.V2)(3.VJ2+—+3a*22+—)-2xl x2(內(nèi)3M=.V|3-.V23-3.V|2A2+3.V|A'22+Jt(---)-2kbr^fx2Mx2=X23(?-3r+3/-I)+k-2,M,①令力(a)=工一;-2加工,工>1,當(dāng).r>l時,h'(.v)=1+4-2=(1—:)2>0,:.h<A)在(1,+8)單調(diào)遞增,:當(dāng)/>1,li(/)>h(1)=0,即/一;一2/〃,>0,V.v2^I.r3-3r+3r-1=(7-I)3>0,k2-3,???.口3(尸-3?+3l1)+人(/一:一2加1-3(s;-2加r)=尸-3尸+6W+,T,②,由(I)(”)可知當(dāng)后1時,月(r)>g(1)即產(chǎn)-3』+6加/+微>1,③,由①?③可得(”-.門)U"(.口)+/(.V2)]-2l/(.Vl)-/(X2)|>0,:.當(dāng)4-3時,對任意的Ai,x26[l.+~),且Xl>X2,有/'(小)+/'[2)>2 X1-X2(2020?北京)已知函數(shù)/(.r)=12-?.(1)求曲線y=f(x)的斜率等于-2的切線方程;(II)設(shè)曲線)?=/(▲)在點(diǎn)(八/3))處的切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為S(r).求S⑺的最小值.【解答】解:(1)f(.v)=12-F的導(dǎo)數(shù)/*(,v)=-2x,令切點(diǎn)為《,”,”),可得切線的斜率為-2/〃=-2,/.??=1,.?.”=12=1=11,/.切線的方程為v=-2a+I3:(II)曲線F=/(x)在點(diǎn)(,,/(/))處的切線的斜率為人?=-2r,切線方程為「-(12-z2)=-2t(.v-/),
令l=0,可得y=【2+尸,令y=0,可得.v=±+f,、 116 ,>:.S(r)=|*|-r4-y|*(12+r).由S(T)=S(r),可知5(r)為偶函數(shù),不妨設(shè),>0,1-不妨設(shè),>0,1-4
=5
則(什竽)(12+r),.OG 144, 3(產(chǎn)-4)(尸+12)??S (7)=4(3廣+24-了)=不 ^2 -由S'(r)=(),得r=2?當(dāng)t>2時,S'(/)>0,S(r)遞增:當(dāng)0<r<2時,S'(r)<0,S(/)遞減,則S(/)在t=2處取得極小值,且為最小值32,同理可得,<0時,S(r)在f=-2處取得極小值,且為量小值32,所以S(Q的最小侑為32.(2020?浙江)已知1V“<2,函數(shù)/(#=/-其中e=2.7l828…為自然對數(shù)的底數(shù).(I)證明:函數(shù)y=/(x)在(0,+8)上有唯一零點(diǎn):(II)記M為函數(shù)),=/(.V)在(0?+8)上的零點(diǎn),證明:(i)Va-1<VO<V2(a-lj:(ii)x()f(,e%)2(e-I)(?-I)a.【解答】證明:(1),.y\)=eK-x-a=Q(,t>0).:,f(x)="-l>0恒成立,:.f(x)在(0,+8)上單調(diào)遞增,Vl<?^2,A/(2)=e2-2-?^e2-4>0,又/(O)~I-?<0.函數(shù)y=/(.r)在(0,+8)上有唯一零點(diǎn).(II)(/)f(ad)=0,,'.ex°-vo-?=0,yja—1<Xo-J2(ci-1),ex°—x()—1<x()2<2(ex°— —1),令g(.v)=eK-x-\-.r(0<x<2).h(a)=e'-x-1-y,(0<.r<2).一方面,h1(a)=d-1-x=/“(a).《'(%)=ex-1>0,???/(a)>hf(0)=0,:.h(.v)在(0,2)單調(diào)遞增,:.h(
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