《(全國(guó)通用)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第四層熱身篇 專題檢測(cè)(二十一)函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(全國(guó)通用)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第四層熱身篇 專題檢測(cè)(二十一)函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題檢測(cè)(二十一) 函數(shù)、導(dǎo)數(shù)與不等式
大題專攻強(qiáng)化練
1.(2019·貴州省適應(yīng)性考試)函數(shù)f(x)=x-ln x,g(x)=aex.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)求證:當(dāng)a≥時(shí),xf(x)≤g(x).
解:(1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞).
由f(x)=x-ln x,得f′(x)=1-=,
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f′(x)<0;當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f′(x)>0.
所以f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是(0,1),單調(diào)遞增區(qū)間是(1,+∞).
(2)證明:要證xf(x)≤g(x),即證x(x-ln x)≤aex,即證a≥.
設(shè)h(x)=,
則h′(x)=
2、=,
由(1)可知f(x)≥f(1)=1,即ln x-(x-1)≤0,
于是,當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減.
所以x=1時(shí),h(x)取得最大值,h(x)max==,
所以當(dāng)a≥時(shí),xf(x)≤g(x).
2.(2019·北京高考)已知函數(shù)f(x)=x3-x2+x.
(1)求曲線y=f(x)的斜率為1的切線方程;
(2)當(dāng)x∈[-2,4]時(shí),求證:x-6≤f(x)≤x;
(3)設(shè)F(x)=|f(x)-(x+a)|(a∈R),記F(x)在區(qū)間[-2,4]上的最大值為M(a).當(dāng)M(a)最小時(shí),求a的
3、值.
解:(1)由f(x)=x3-x2+x得f′(x)=x2-2x+1.
令f′(x)=1,即x2-2x+1=1,得x=0或x=.
又f(0)=0,f=,
所以曲線y=f(x)的斜率為1的切線方程是y=x與y-=x-,
即y=x與y=x-.
(2)證明:令g(x)=f(x)-x,x∈[-2,4].
由g(x)=x3-x2得g′(x)=x2-2x.
令g′(x)=0得x=0或x=.
當(dāng)x變化時(shí),g′(x),g(x)的變化情況如下:
x
-2
(-2,0)
0
4
g′(x)
+
0
-
0
+
g(x)
-6
0
-
4、
0
所以g(x)的最小值為-6,最大值為0.
故-6≤g(x)≤0,即x-6≤f(x)≤x.
(3)由(2)知,
當(dāng)a<-3時(shí),M(a)=F(0)=|g(0)-a|=-a>3;
當(dāng)a>-3時(shí),M(a)=F(-2)=|g(-2)-a|=6+a>3;
當(dāng)a=-3時(shí),M(a)=3.
綜上,當(dāng)M(a)最小時(shí),a=-3.
3.設(shè)函數(shù)f(x)=2ln x-mx2+1.
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)f(x)有極值時(shí),若存在x0,使得f(x0)>m-1成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:(1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
f′(x)=-2mx=,
當(dāng)m≤0
5、時(shí),f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)m>0時(shí),令f′(x)>0,得0,
∴f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(2)由(1)知,當(dāng)f(x)有極值時(shí),m>0,且f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
∴f(x)max=f=2ln-m·+1=-ln m,
若存在x0,使得f(x0)>m-1成立,則f(x)max>m-1.
即-ln m>m-1,ln m+m-1<0成立.
令g(x)=x+ln x-1(x>0),
∵g′(x)=1+>0,∴g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,且g(1)=0,∴0
6、是(0,1).
4.(2019·武漢市調(diào)研測(cè)試)已知函數(shù)f(x)=(x-1)ln x+ax(a∈R).
(1)在a=0時(shí),求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若f(x)>0在(0,+∞)上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)a=0時(shí),f(x)=(x-1)ln x,
f′(x)=ln x+(x-1)·=ln x-+1,設(shè)g(x)=ln x-+1,
則g′(x)=>0,∴g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,而g(1)=0,
∴x∈(0,1)時(shí),g(x)<0,即f′(x)<0,
x∈(1,+∞)時(shí),g(x)>0,即f′(x)>0,∴f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1),單調(diào)遞增區(qū)間為(1,+∞).
(2)由(x-1)ln x+ax>0,得-ax<(x-1)ln x,而x>0,
∴-a<=ln x-.
記h(x)=ln x-,則h′(x)=-=,
設(shè)m(x)=ln x+x-1(x>0),
顯然m(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,而m(1)=0,
∴x∈(0,1)時(shí),m(x)<0,h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減,
x∈(1,+∞)時(shí),m(x)>0,h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增,
∴h(x)min=h(1)=0.
∴-a<0,∴a>0,即實(shí)數(shù)a的取值范圍是(0,+∞).
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