高考數(shù)學(xué)大二輪專題復(fù)習(xí)沖刺方案文數(shù)經(jīng)典版文檔:第二編 專題一 第3講 導(dǎo)數(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題 Word版含解析
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1、 第3講 導(dǎo)數(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題 「考情研析」 利用導(dǎo)數(shù)探求函數(shù)的極值、最值是函數(shù)的基本問(wèn)題,高考中常與函數(shù)的零點(diǎn)、方程的根及不等式相結(jié)合,難度較大.解題時(shí)要注意分類討論思想和轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用. 核心知識(shí)回顧 1.利用導(dǎo)數(shù)解決與函數(shù)有關(guān)的方程根問(wèn)題 (1)利用導(dǎo)數(shù)研究高次式、分式、指數(shù)式、對(duì)數(shù)式方程根的個(gè)數(shù)問(wèn)題的一般思路: ①將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)問(wèn)題,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象交點(diǎn)的個(gè)數(shù)問(wèn)題; ②利用導(dǎo)數(shù)研究該函數(shù)在給定區(qū)間上的單調(diào)性、極值(最值)、端點(diǎn)值等; ③畫出函數(shù)的大致圖象; ④結(jié)合圖象求解. (2)證明復(fù)雜方程在某區(qū)間上有且僅有一解的步驟: ①在該區(qū)間上構(gòu)造與方程
2、相應(yīng)的函數(shù); ②利用導(dǎo)數(shù)研究該函數(shù)在該區(qū)間上的單調(diào)性; ③判斷該函數(shù)在該區(qū)間端點(diǎn)處的函數(shù)值異號(hào); ④作出結(jié)論. 2.利用導(dǎo)數(shù)證明不等式 不等式的證明可轉(zhuǎn)化為利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值和最值,再由單調(diào)性或最值來(lái)證明不等式,其中構(gòu)造一個(gè)可導(dǎo)函數(shù)是用導(dǎo)數(shù)證明不等式的關(guān)鍵. 熱點(diǎn)考向探究 考向1 利用導(dǎo)數(shù)討論方程根的個(gè)數(shù) 例1 (2019·河南五校聯(lián)考高三階段性測(cè)試)已知函數(shù)f(x)=ax-,a∈R. (1)當(dāng)a=1時(shí),求f(x)的圖象在點(diǎn)P(e,f(e))處的切線方程; (2)設(shè)函數(shù)g(x)=xf(x)-4,討論函數(shù)g(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù). 解 (1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=x
3、-,
所以f′(x)=1-,所以f′(e)=1.
又因?yàn)閒(e)=e-.
所以函數(shù)f(x)的圖象在點(diǎn)P(e,f(e))處的切線方程為y-=x-e,即x-y-=0.
(2)由題意得g(x)=xf(x)-4=ax2-2ln x-4,定義域?yàn)?0,+∞),則g′(x)=2ax-=.
①當(dāng)a≤0時(shí),g′(x)<0對(duì)于任意的x>0恒成立,故g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,
令x0=e,則0
4、在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增, 故g(x)min=g=2ln -3=ln a-3. a.若a>e3,g(x)min>0,函數(shù)g(x)無(wú)零點(diǎn); b.若a=e3,g(x)min=0,函數(shù)g(x)有唯一零點(diǎn); c.若0-2ln x1-4=0. 令x2=2+>2=>, 則g(x2)=ax-2ln x2-4>ax-2x2-4>ax-4a-2x2-4=(x2+2)[a(x2-2)-2]=0. 所以函數(shù)g(x)在,上各有一個(gè)零點(diǎn),從而函數(shù)g(x)有兩個(gè)零點(diǎn). 綜上可得,當(dāng)a>e3時(shí),函數(shù)g(
5、x)沒有零點(diǎn);當(dāng)a≤0或a=e3時(shí),函數(shù)g(x)有唯一零點(diǎn);當(dāng)00時(shí),求函數(shù)f(x)在區(qū)間(1,e2)內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù). 解 (1)∵f(x)=2aln x-x2,∴f′(x)=, ∵x>0,當(dāng)a≤
6、0時(shí),f′(x)=<0,
當(dāng)a>0時(shí),f′(x)==,
當(dāng)0
7、,f()=a(ln a-1)>0, f(e2)=2aln e2-e4=4a-e4=(2-e2)(2+e2), 若2-e2<0,即e,f(e2)≥0, 且f()=2aln -e=a-e>0,f(1)=-1<0, 由函數(shù)的單調(diào)性可知f(x)在(1,)內(nèi)有唯一的零點(diǎn),在(,e2)內(nèi)沒有零點(diǎn),從而f(x)在(1,e2)內(nèi)只有一個(gè)零點(diǎn). 綜上所述,當(dāng)a∈(0,e)時(shí),函數(shù)f(x)在(1,e2)內(nèi)無(wú)
8、零點(diǎn); 當(dāng)a∈{e}∪時(shí),函數(shù)f(x)在(1,e2)內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn); 當(dāng)a∈時(shí),函數(shù)f(x)在(1,e2)內(nèi)有兩個(gè)零點(diǎn). 考向2 利用導(dǎo)數(shù)證明不等式 例2 (2019·南開中學(xué)高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))已知函數(shù)f(x)=-ax+aln x,其中a>0. (1)若函數(shù)f(x)僅在x=1處取得極值,求實(shí)數(shù)a的取值范圍; (2)若函數(shù)g(x)=f(x)+a有三個(gè)極值點(diǎn)x1,x2,x3,求證:x1x2+x1x3+x2x3>2x1x2x3. 解 (1)由f(x)=-ax+aln x,得 f′(x)=+a=, 由f(x)僅在x=1處取得極值,則ex-ax≠0,即a≠. 令h(x)=(x
9、∈(0,+∞)),則h′(x)=,當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減,當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增,則h(x)min=h(1)=e. ∴當(dāng)00, 此時(shí)f′(x)==0僅有一個(gè)零點(diǎn)x=1, 則f(x)僅在x=1處取得極值; 當(dāng)a=e時(shí),ex-ex=0與x-1=0在同一處取得零點(diǎn), 此時(shí)當(dāng)x∈(0,1)時(shí),(x-1)(ex-ex)<0, 當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),(x-1)(ex-ex)>0, ∴f′(x)==0僅有一個(gè)零點(diǎn)x=1, 則f(x)僅在x=1處取得極值,所以a=e符合題意. 當(dāng)a>e時(shí),顯然與已知不相符合
10、. ∴實(shí)數(shù)a的取值范圍為00,p(x)單調(diào)遞增,∴當(dāng)x=ln a時(shí),p(x)取得極值, ∴p(ln a)=a-a(ln a-1)<0,則a>e2時(shí),ex-a(x-1)=0有兩零點(diǎn)x
11、1,x2,且1 12、,
∴G(x)=ex-a(x-1)-e2ln a-x+a(2ln a-x-1)=ex--2ax+2aln a.
∴G′(x)=ex+-2a≥0恒成立,則G(x)為增函數(shù),
∴當(dāng)1 13、解 (1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),
∵f(x)=λln x-e-x,∴f′(x)=+e-x=,
∵函數(shù)f(x)是單調(diào)函數(shù),∴f′(x)≤0或f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
①當(dāng)函數(shù)f(x)是單調(diào)遞減函數(shù)時(shí),f′(x)≤0,
∴≤0,即λ+xe-x≤0,λ≤-xe-x=-,
令φ(x)=-,則φ′(x)=,
當(dāng)0 14、x≥0,λ≥-xe-x=-,
由①得φ(x)=-在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增,又φ(0)=0,x→+∞時(shí),φ(x)<0,∴λ≥0.
綜上,λ≤-或λ≥0.
考向3 利用導(dǎo)數(shù)研究不等式恒成立問(wèn)題
角度1 函數(shù)不等式恒成立問(wèn)題
例3 (2019·內(nèi)蒙古高三高考一模)已知函數(shù)f(x)=2ax+bx-1-2ln x(a∈R).
(1)當(dāng)b=0時(shí),討論函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對(duì)任意的a∈[1,3]和x∈(0,+∞),f(x)≥2bx-3恒成立,求實(shí)數(shù)b的取值范圍.
解 (1)當(dāng)b=0時(shí),f′(x)=2a-=(x>0),
當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)<0 15、在(0,+∞)上恒成立,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)<0,得0 16、=e2,
由此可得g(x)在區(qū)間(0,e2]上單調(diào)遞減,在區(qū)間[e2,+∞)上單調(diào)遞增,
∴當(dāng)x>0時(shí),g(x)min=g(e2)=a-,即≤a-,
又a∈[1,3],∴實(shí)數(shù)b的取值范圍是.
利用導(dǎo)數(shù)求解不等式恒成立問(wèn)題中參數(shù)的方法
(1)分離參數(shù)法:若能夠?qū)?shù)分離,且分離后含x變量的函數(shù)關(guān)系式的最值易求,則用分離參數(shù)法.
即①λ≥f(x)恒成立,則λ≥f(x)max.
②λ≤f(x)恒成立,則λ≤f(x)min.
(2)最值轉(zhuǎn)化法:若參數(shù)不易分離或分離后含x變量的函數(shù)關(guān)系式的最值不易求,則常用最值轉(zhuǎn)化法.可通過(guò)求最值建立關(guān)于參數(shù)的不等式求解.如f(x)≥0,則只需f(x 17、)min≥0.
設(shè)函數(shù)f(x)=(ax+1)e-x(a∈R).
(1)當(dāng)a>0時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)對(duì)任意的x∈[0,+∞),f(x)≤x+1恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解 (1)當(dāng)a>0時(shí),f′(x)=a·e-x-(ax+1)·e-x=a·e-x·,
由于e-x>0,a>0,所以令f′(x)≥0得,x≤.
所以當(dāng)a>0時(shí),f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是.
(2)令h(x)=(ax+1)e-x-x-1,則f(x)≤x+1恒成立等價(jià)于h(x)≤0恒成立.
①若a≤0,則當(dāng)x≥0時(shí),ax+1≤1,0 18、立.
②若02,
則h′(0)=e-0(a-1-a×0)-1=a-2>0,
h′(1)=e-1(a-1-a)-1=-e-1-1<0.
所以h′(x)在(0,1)上有零點(diǎn).
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),設(shè)g(x)=h′(x),則g′(x)=e-x(ax+1-2a) 19、上是減函數(shù),
即h′(x)=0在(0,1)上有唯一的零點(diǎn)x0,且在(0,x0)上,h′(x)>0,
h(x)在(0,x0)上為增函數(shù),即x∈(0,x0)時(shí),h(x)>h(0)=0,
所以f(x)>x+1,不符合題意.
綜上可得,符合題意的a的取值范圍是(-∞,2].
角度2 含量詞的不等式問(wèn)題
例4 (2019·延安市高考模擬)已知函數(shù)f(x)=ax+1-xln x的圖象在點(diǎn)(1,f(1))處的切線與直線x-y=0平行.
(1)求函數(shù)f(x)的極值;
(2)若?x1,x2∈(0,+∞),>m(x1+x2),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解 (1)f(x)=ax+1-xln x的導(dǎo)數(shù)為 20、f′(x)=a-1-ln x,
可得y=f(x)的圖象在點(diǎn)(1,f(1))處的切線斜率為a-1,
由切線與直線x-y=0平行,可得a-1=1,即a=2,
f(x)=2x+1-xln x,f′(x)=1-ln x,當(dāng)0 21、g′(x)=1-ln x-2mx≥0在(0,+∞)上恒成立,
可得2m≤在(0,+∞)上恒成立,設(shè)h(x)=,所以h′(x)=,
h(x)在(0,e2)上單調(diào)遞減,在(e2,+∞)上單調(diào)遞增,h(x)在x=e2處取得極小值為h(e2)=-,所以m≤-.
含量詞不等式問(wèn)題的解法
(1)f(x)>g(x)對(duì)一切x∈I恒成立?[f(x)-g(x)]min>0(x∈I).
(2)存在x∈I,使f(x)>g(x)成立?[f(x)-g(x)]max>0(x∈I).
(3)對(duì)任意x1,x2∈D,使f(x1)≥g(x2)?f(x)min≥g(x)max.
(4)存在x1,x2∈D,使f(x1 22、)≥g(x2)?f(x)max≥g(x)min.
(5)任意x1∈D1,存在x2∈D2,使f(x1)≥g(x2)?f(x)min≥g(x)min(f(x)定義域?yàn)镈1,g(x)定義域?yàn)镈2).
(2019·毛坦廠中學(xué)高三校區(qū)聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=ln x+x2-kx-1.
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)若f(x)存在兩個(gè)極值點(diǎn)x1,x2(x1 23、時(shí),若Δ=k2-8≤0,即0 24、=ln x1+x-(2x+1)-1=ln x1-x-2.
下面先證明ln x 25、,x∈(0,+∞),求函數(shù)g(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若不等式f(x)+(3x2+x-3k)≤0有解,求k的取值范圍.
解 (1)g(x)==-x-(x>0),
g′(x)=,令h(x)=ex-x-1,h′(x)=ex-1,x>0,h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增,∴ex-x-1>0在(0,+∞)上恒成立,∴當(dāng)x∈(0,1),g′(x)<0,當(dāng)x∈(1,+∞),g′(x)>0,∴g(x)的單調(diào)減區(qū)間為(0,1),單調(diào)增區(qū)間為(1,+∞).
(2)f(x)+(3x2+x-3k)≤0,即3k≥2ex+x2+x-2有解,令h(x)=2ex+x2+x-2,h′(x)=2ex+2x+1在R上遞增 26、,
∵h(yuǎn)′(0)>0,h′(-1)<0,故存在唯一的x0∈(-1,0)使得h′(x)=2ex0+2x0+1=0,∴h(x)在(-∞,x0)上單調(diào)遞減,在(x0,+∞)上單調(diào)遞增,∴h(x)≥h(x0)=2ex0+x+x0-2=x-x0-3,∵x0∈(-1,0),
∴x-x0-3∈(-3,-1),故3k>-3,∴k>-1.
2.(2019·浙江高考)已知實(shí)數(shù)a≠0,設(shè)函數(shù)f(x)=aln x+,x>0.
(1)當(dāng)a=-時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)對(duì)任意x∈均有f(x)≤,求a的取值范圍.
注:e=2.71828…為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
解 (1)當(dāng)a=-時(shí),f(x)=-ln 27、x+,x>0.
f′(x)=-+=,
所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,3),單調(diào)遞增區(qū)間為(3,+∞).
(2)由f(1)≤,得0
28、
所以p(x)≥p(1)=0.因此g(t)≥g(2)=2p(x)≥0.
②當(dāng)x∈時(shí),
g(t)≥g=.
令q(x)=2ln x+(x+1),x∈,
則q′(x)=+1>0,
故q(x)在上單調(diào)遞增,所以q(x)≤q.
由①,得q=-p<-p(1)=0.
所以q(x)<0.因此,g(t)≥g=->0.
由①②知對(duì)任意x∈,t∈[2,+∞),
g(t)≥0,即對(duì)任意x∈,均有f(x)≤ .
綜上所述,所求a的取值范圍是.
3.(2019·南陽(yáng)市六校高二下學(xué)期第一次聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=-ln x.
(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)證明:0<1+xln x 29、解 (1)f′(x)=-=
=,
因?yàn)閤>0,所以ex-1>0,
所以當(dāng)0 30、所以上述不等式可化為1+xln x 31、時(shí),又f(1)=ln 1+a=a>0,
則函數(shù)f(x)有零點(diǎn).
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍為.
解法二:函數(shù)f(x)=ln x+的定義域?yàn)?0,+∞).
由f(x)=ln x+=0,得a=-xln x.
令g(x)=-xln x,則g′(x)=-(ln x+1).
當(dāng)x∈時(shí),g′(x)>0;
當(dāng)x∈時(shí),g′(x)<0.
所以函數(shù)g(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
故x=時(shí),函數(shù)g(x)取得最大值g=-ln =.
因而函數(shù)f(x)=ln x+有零點(diǎn),則0e-x,
即證明當(dāng)x>0,a≥時(shí),ln x+>e 32、-x,
即xln x+a>xe-x.
令h(x)=xln x+a,則h′(x)=ln x+1.
當(dāng)0 33、能同時(shí)成立.
故當(dāng)a≥時(shí),f(x)>e-x.
『金版押題』
5.已知函數(shù)f(x)=xln x+ax在x=x0處取得極小值-1.
(1)求實(shí)數(shù)a的值;
(2)設(shè)g(x)=xf(x)+b(b>0),討論函數(shù)g(x)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
解 (1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),f′(x)=ln x+1+a,
∵函數(shù)f(x)=xln x+ax在x=x0處取得極小值-1,
∴得
當(dāng)a=-1時(shí),f′(x)=ln x,則x∈(0,1)時(shí),f′(x)<0;
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f′(x)>0,
∴f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增,
∴x=1時(shí),函數(shù)f(x)取得極 34、小值-1,符合題意,
∴a=-1.
(2)由(1)知,函數(shù)g(x)=xf(x)+b=x2ln x-x2+b(b>0),定義域?yàn)?0,+∞),
則g′(x)=2x,
令g′(x)<0,得0 35、+-1,則h′(x)=-=.
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h′(x)<0,則h(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,
∴h(x)>h(1)=0,即當(dāng)x∈(0,1)時(shí),ln x>1-,
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),g(x)=x2ln x-x2+b>x2-x2+b=b-x,
取xm=min{b,1},則g(xm)>0;
∴g()g(xm)<0,
∴存在x2∈(xm,),使得g(x2)=0.
∴g(x)在(xm,)上有一個(gè)零點(diǎn)x2,
∴g(x)在(0,+∞)上有兩個(gè)零點(diǎn)x1,x2,
綜上可得,當(dāng)b>時(shí),函數(shù)g(x)沒有零點(diǎn);當(dāng)b=時(shí),函數(shù)g(x)有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)0
36、知函數(shù)f(x)=x-2sinx+1,g(x)=x2+mcosx.
(1)求曲線y=f(x)在x=0處的切線方程;
(2)求f(x)在(0,π)上的單調(diào)區(qū)間;
(3)當(dāng)m>1時(shí),證明:g(x)在(0,π)上存在最小值.
解 (1)因?yàn)閒(x)=x-2sinx+1,
所以f′(x)=1-2cosx,
則f(0)=1,f′(0)=-1,所以切線方程為y=-x+1.
(2)令f′(x)=0,則cosx=,
當(dāng)x∈(0,π)時(shí),得x=,
當(dāng)x變化時(shí),f′(x),f(x)的變化如下表.
x
f′(x)
-
0
+
f(x)
減
最小值
增
所以函數(shù) 37、f(x)在(0,π)上的單調(diào)遞減區(qū)間為,
單調(diào)遞增區(qū)間為.
(3)證明:因?yàn)間(x)=x2+mcosx,所以g′(x)=x-msinx.
令h(x)=g′(x)=x-msinx,則h′(x)=1-mcosx,
因?yàn)閙>1,所以∈(0,1),
令h′(x)=1-mcosx=0,則cosx=,易知cosx=在(0,π)內(nèi)有唯一解x0,
當(dāng)x∈(0,x0)時(shí),h′(x)<0,當(dāng)x∈(x0,π)時(shí),h′(x)>0,
所以h(x)在(0,x0)上單調(diào)遞減,在(x0,π)上單調(diào)遞增.
所以h(x0) 38、點(diǎn)x1,
當(dāng)x∈(0,x1)時(shí),h(x)<0,即g′(x)<0,
當(dāng)x∈(x1,π)時(shí),h(x)>0,即g′(x)>0,
所以g(x)在(0,x1)上單調(diào)遞減,在(x1,π)上單調(diào)遞增.
所以函數(shù)g(x)在x=x1處取得最小值,
即當(dāng)m>1時(shí),函數(shù)g(x)在(0,π)上存在最小值.
配套作業(yè)
1.(2019·白銀市靖遠(yuǎn)縣高三第四次聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=(x-1)ex.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間和零點(diǎn);
(2)若f(x)≥ax-e恒成立,求a的取值范圍.
解 (1)f′(x)=ex+(x-1)ex=xex,令f′(x)=0,解得x=0.
所以函數(shù)f(x)在(-∞,0 39、)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,即函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,0),單調(diào)遞增區(qū)間為(0,+∞),
令f(x)=0,解得x=1,所以函數(shù)f(x)的零點(diǎn)是x=1.
(2)畫出f(x)的大致圖象,如圖所示,
設(shè)g(x)=ax-e,則g(x)的圖象恒過(guò)點(diǎn)(0,-e),
設(shè)函數(shù)f(x)=(x-1)ex的圖象在點(diǎn)P(x0,y0)處的切線過(guò)點(diǎn)(0,-e),
所以f′(x0)=x0e x0,f(x0)=(x0-1)ex0,
f(x)的圖象在P(x0,y0)處的切線方程為
y-(x0-1)·e x0=x0e x0 (x-x0),
將(0,-e)代入切線方程,得-e-(x0-1 40、)e x0=-xe x0,
整理得(x-x0+1)e x0=e,
設(shè)h(x)=(x2-x+1)ex-e?h′(x)=(x2+x)ex,
令h′(x)=0,得x=0或x=-1,
所以h(x)在(-∞,-1),(0,+∞)上單調(diào)遞增,在(-1,0)上單調(diào)遞減.
又h(-1)=-e<0,h(0)=1-e<0,h(1)=0,
所以x0=1是方程(x-x0+1)ex0=e的唯一解,
所以過(guò)點(diǎn)(0,-e)且與f(x)的圖象相切的直線方程為y=ex-e.
令m(x)=(x-1)ex-ex+e,則m′(x)=xex-e,
當(dāng)x>1時(shí),m′(x)>0;當(dāng)0 41、x)≥m(1).
又m(1)=0,即m(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
即函數(shù)f(x)的圖象恒在其切線y=ex-e的上方,
數(shù)形結(jié)合可知,a的取值范圍為[0,e].
2.已知函數(shù)f(x)=ln x-ax,g(x)=ax2+1,其中e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).
(1)討論函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,e]上的單調(diào)性;
(2)已知a?(0,e),若對(duì)任意x1,x2∈[1,e],有f(x1)>g(x2),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解 (1)f′(x)=-a=,
①當(dāng)a≤0時(shí),1-ax>0,則f′(x)>0,f(x)在[1,e]上單調(diào)遞增;
②當(dāng)0
42、]上單調(diào)遞增;
③當(dāng)g(x)max恒成立.已知a?(0,e),則
①當(dāng)a≤0時(shí),g′(x)≤0,所以g(x)在[1,e]上單調(diào)遞減,而f(x)在[1,e]上單調(diào)遞增 43、,所以f(x)min=f(1)=-a,g(x)max=g(1)=a+1,
所以-a>a+1,得a<-;
②當(dāng)a≥e時(shí),g′(x)>0,所以g(x)在[1,e]上單調(diào)遞增,而f(x)在[1,e]上單調(diào)遞減,
所以g(x)max=g(e)=ae2+1,f(x)min=f(e)=1-ae,所以1-ae>ae2+1,得a<0,與a≥e矛盾.
綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
3.已知函數(shù)f(x)=aln x-x+2,a∈R.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對(duì)任意的x1∈[1,e],總存在x2∈[1,e],使得f(x1)+f(x2)=4,求實(shí)數(shù)a的值.
解 (1)因?yàn)閒(x)= 44、aln x-x+2,所以f′(x)=-1=,x>0,
當(dāng)a≤0時(shí),對(duì)任意的x∈(0,+∞),f′(x)<0,所以f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,+∞),無(wú)單調(diào)遞增區(qū)間;
當(dāng)a>0時(shí),令f′(x)=0,得x=a,
因?yàn)閤∈(0,a)時(shí),f′(x)>0,x∈(a,+∞)時(shí),f′(x)<0,
所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,a),單調(diào)遞減區(qū)間為(a,+∞).
(2)①當(dāng)a≤1時(shí),由(1)知,f(x)在[1,e]上是減函數(shù),所以f(x)max=f(1)=1.
因?yàn)閷?duì)任意的x1∈[1,e],x2∈[1,e],f(x1)+f(x2)≤2f(1)=2<4,所以對(duì)任意的x1∈[1,e],不存在x2
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