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专题1 第6课时
专题一 第6课时
1.(2014·湖南郴州二模)设函数f(x)=x2+aln(x+1)有两个极值点x1,x2,且x1x2.
(1)求实数a的取值范围;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
解析: (1)由f(x)=x2+aln(x+1)得f′(x)=2x+=(x-1).
令g(x)=2x2+2x+a(x-1),则其对称轴为x=-,故由题意可知x1,x2是方程g(x)=0的两个均大于-1的不相等的实数根,其充要条件为解得0a.
即a的取值范围是.
(2)由(1)可知f′(x)==,
其中-1x1x2,故
当x(-1,x1)时,f′(x)0,即f(x)在区间(-1,x1)上单调递增;
当x(x1,x2)时,f′(x)0,即f(x)在区间(x1,x2)上单调递减;
当x(x2,+∞)时,f′(x)0,即f(x)在区间(x2,+∞)上单调递增.
2.已知函数f(x)=2ln x-x2+ax(aR).
(1)当a=2时,求f(x)的图象在x=1处的切线方程;
(2)若函数g(x)=f(x)-ax+m在上有两个零点,求实数m的取值范围.
解析: (1)当a=2时,f(x)=2ln x-x2+2x,f′(x)=-2x+2,切点坐标为(1,1),
切线的斜率k=f′(1)=2,则切线方程为y-1=2(x-1),
即y=2x-1.
(2)g(x)=2ln x-x2+m,则g′(x)=-2x=,
x∈,当g′(x)=0时,x=1.当x1时,g′(x)0;当1xe时,g′(x)0.
故g(x)在x=1处取得极大值g(1)=m-1.
又g=m-2-,g(e)=m+2-e2,g(e)-g=4-e2+0,则g(e)g,
g(x)在上的最小值是g(e).
g(x)在上有两个零点的条件是,解得1m≤2+,
实数m的取值范围是.
3.已知函数f(x)=.
(1)证明:0f(x)≤1;
(2)当x0时,f(x),求a的取值范围.
解析: (1)证明:设g(x)=xex+1,则g′(x)=(x+1)ex.
当x(-∞,-1)时,g′(x)0,g(x)单调递减;
当x(-1,+∞)时,g′(x)0,g(x)单调递增.
所以g(x)≥g(-1)=1-e-10.
又ex0,故f(x)0,f′(x)=.
当x(-∞,0)时,f′(x)0,f(x)单调递增;
当x(0,+∞)时,f′(x)0,f(x)单调递减.
所以f(x)≤f(0)=1.
综上,有0f(x)≤1.
(2)若a=0,则x0时,f(x)1=,不等式不成立.
若a0,则当0x时,1,不等式不成立.
若a0,则f(x)等价于(ax2-x+1)ex-10.*
设h(x)=(ax2-x+1)ex-1,则h′(x)=x(ax+2a-1)ex.
若a≥,则当x(0,+∞),h′(x)0,h(x)单调递增,
h(x)h(0)=0.
若0a,则当x,h′(x)0,h(x)单调递减,h(x)h(0)=0.不等式不恒成立.
于是,若a0,不等式*成立当且仅当a≥.
综上,a的取值范围是.
4.(2014·北京卷)已知函数f(x)=xcos x-sin x,x.
(1)求证:f(x)≤0;
(2)若ab对x恒成立,求a的最大值与b的最小值.
解析: (1)证明:由f(x)=xcos x-sin x得
f′(x)=cos x-xsin x-cos x=-xsin x.
因为在区间上f′(x)=-xsin x0,
所以f(x)在区间上单调递减.
从而f(x)≤f(0)=0.
(2)当x0时,“a”等价于“sin x-ax0”;“b”等价于“sin x-bx0”.
令g(x)=sin x-cx,则g′(x)=cos x-c.
当c≤0时,g(x)0对任意x恒成立.
当c≥1时,因为对任意x,g′(x)=cos x-c0,
所以g(x)在区间上单调递减.
从而g(x)g(0)=0对任意x恒成立.
当0c1时,存在唯一的x0使得g′(x0)=cos x0-c=0.
g(x)与g′(x)在区间上的情况如下:
x (0,x0) x0 g′(x) + 0 - g(x) 因为g(x)在区间[0,x0]上是增函数,
所以g(x0)g(0)=0.
进一步,“g(x)0对任意x恒成立”当且仅当g=1-c≥0,即0c≤.
综上所述,当且仅当c≤时,g(x)0对任意x恒成立;当且仅当c≥1时,g(x)0对任意x恒成立.
所以,若ab对任意x恒成立,则a的最大值为,b的最小值为1.
5.(2014·陕西卷)设函数f(x)=ln x+,mR.
(1)当m=e(e为自然对数的底数)时,求f(x)的极小值;
(2)讨论函数g(x)=f′(x)-零点的个数;
(3)若对任意ba0,1恒成立,求m的取值范围.
解析: (1)由题设,当m=e时,f(x)=ln
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