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文档介绍
高考二次求导
高考二次求导 一.解答题(共40小题) 1.已知函数f(x)=ax2+lnx,g(x)=﹣bx,其中a,b∈R,设h(x)=f(x)﹣g(x), (1)若f(x)在x=处取得极值,且f′(1)=g(﹣1)﹣2.求函数h(x)的单调区间; (2)若a=0时,函数h(x)有两个不同的零点x1,x2 ①求b的取值范围; ②求证:>1. 2.设a,b∈R,函数,g(x)=ex(e为自然对数的底数),且函数f(x)的图象与函数g(x)的图象在x=0处有公共的切线. (Ⅰ)求b的值; (Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性; (Ⅲ)若g(x)>f(x)在区间(﹣∞,0)内恒成立,求a的取值范围. 3.已知函数. (1)若y=f(x)在(0,+∞)恒单调递减,求a的取值范围; (2)若函数y=f(x)有两个极值点x1,x2(x1<x2),求a的取值范围并证明x1+x2>2. 4.已知函数. (1)设G(x)=2f(x)+g(x),求G(x)的单调递增区间; (2)证明:当x>0时,f(x+1)>g(x); (3)证明:k<1时,存在x0>1,当x∈(1,x0)时,恒有. 5.已知函数. (Ⅰ) 当a=0时,求曲线f (x)在x=1处的切线方程; (Ⅱ) 设函数h(x)=alnx﹣x﹣f(x),求函数h (x)的极值; (Ⅲ) 若g(x)=alnx﹣x在[1,e](e=2.718 28…)上存在一点x0,使得g(x0)≥f(x0)成立,求a的取值范围. 6.设函数f(x)=eax+λlnx,其中a<0,e是自然对数的底数 (Ⅰ)若f(x)是(0,+∞)上的单调函数,求λ的取值范围; (Ⅱ)若0<λ<,证明:函数f(x)有两个极值点. 7.已知函数(a为常数,a≠0). (Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)在点(3,f(3))的切线方程 (Ⅱ)求f(x)的单调区间; (Ⅲ)若f(x)在x0处取得极值,且,而f(x)≥0在[e+2,e3+2]上恒成立,求实数a的取值范围.(其中e为自然对数的底数) 8.已知函数. (1)若g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为8x﹣2y﹣3=0,求a,b的值; (2)若b=a+1,x1,x2是函数g(x)的两个极值点,试比较﹣4与g(x1)+g(x2)的大小. 9.已知函数f(x)=x﹣alnx﹣1,,其中a为实数. (Ⅰ)求函数g(x)的极值; (Ⅱ)设a<0,若对任意的x1、x2∈[3,4](x1≠x2),恒成立,求实数a的最小值. 10.已知函数f(x)=xlnx﹣k(x﹣1) (1)求f(x)的单调区间;并证明lnx+≥2(e为自然对数的底数)恒成立; (2)若函数f(x)的一个零点为x1(x1>1),f'(x)的一个零点为x0,是否存在实数k,使=k,若存在,求出所有满足条件的k的值;若不存在,说明理由. 11.已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)若f(x)有两个零点,求a的取值范围. 12.设函数f(x)=ax2﹣a﹣lnx,g(x)=﹣,其中a∈R,e=2.718…为自然对数的底数. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)证明:当x>1时,g(x)>0; (Ⅲ)确定a的所有可能取值,使得f(x)>g(x)在区间(1,+∞)内恒成立. 13.设函数f(x)=(x﹣1)3﹣ax﹣b,x∈R,其中a,b∈R. (1)求f(x)的单调区间; (2)若f(x)存在极值点x0,且f(x1)=f(x0),其中x1≠x0,求证:x1+2x0=3; (3)设a>0,函数g(x)=|f(x)|,求证:g(x)在区间[0,2]上的最大值不小于. 14.设函数f(x)=acos2x+(a﹣1)(cosx+1),其中a>0,记|f(x)|的最大值为A. (Ⅰ)求f′(x); (Ⅱ)求A; (Ⅲ)证明:|f′(x)|≤2A. 15.设函数f(x)=x3﹣ax﹣b,x∈R,其中a,b∈R. (1)求f(x)的单调区间; (2)若f(x)存在极值点x0,且f(x1)=f(x0),其中x1≠x0,求证:x1+2x0=0; (3)设a>0,函数g(x)=|f(x)|,求证:g(x)在区间[﹣1,1]上的最大值不小于. 16.已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2有两个零点. (Ⅰ)求a的取值范围; (Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2. 17.已知f(x)=a(x﹣lnx)+,a∈R. (I)讨论f(x)的单调性; (II)当a=1时,证明f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立. 18.已知函数f(x)=lnx+x2. (Ⅰ)若函数g(x)=f(x)﹣ax在其定义域内为增函数,求实数a的取值范围; (Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,若a>1,h(x)=e3x﹣3aexx∈[0,ln2],求h(x)的极小值; (Ⅲ)设F(x)=2f(x)﹣3x2﹣kx(k∈R),若函数F(x)存在两个零点m,n(0<m<n),且2x0=m+n.问:函数F(x)在点(x0,F(x0))处的切线能否平行于x轴?若能,求出该切线方程;若不能,请说明理由. 19.g(x)=2lnx﹣x2﹣mx,x∈R,如果g(x)的图象与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)(x1<x2),AB中点为C(x0,0),求证g′(x0)≠0. 20.已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R). (Ⅰ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2(f'(x)+)在区间(t,3)上总不是单调函数,求m的取值范围; (Ⅲ)求证:×××…×<(n≥2,n∈N*). 21.设函数f(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x) (1)若关于x的不等式f(x)﹣m≥0在[0,e﹣1]有实数解,求实数m的取值范围. (2)设g(x)=f(x)﹣x2﹣1,若关于x的方程g(x)=p至少有一个解,求p的最小值. (3)证明不等式:(n∈N*). 22.已知函数,f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R). (1 )当a=1时,求函数f(x)的单调区间; (2)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,问:m在什么范围取值时,对于任意的t[1,2],函数在区间(t,3)上总存在极值? 23.已知函数f(x)=x3+x2+ax+b(a,b为常数),其图象是曲线C. (1)当a=﹣2时,求函数f(x)的单调减区间; (2)设函数f(x)的导函数为f′(x),若存在唯一的实数x0,使得f(x0)=x0与f′(x0)=0同时成立,求实数b的取值范围; (3)已知点A为曲线C上的动点,在点A处作曲线C的切线l1与曲线C交于另一点B,在点B处作曲线C的切线l2,设切线l1,l2的斜率分别为k1,k2.问:是否存在常数λ,使得k2=λk1?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由. 24.已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a≠0). (Ⅰ)讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)若f(x)+(a+1)x+4﹣e≤0对任意x∈[e,e2]恒成立,求实数a的取值范围(e为自然常数); (Ⅲ)求证ln(22+1)+ln(32+1)+ln(42+1)+…+ln(n2+1)<1+2lnn!(n≥2,n∈N*)(n!=1×2×3×…×n). 25.已知函数f(x)=lnx﹣x﹣lna,a为常数. (1)若函数f(x)有两个零点x1,x2,且x1<x2,求a的取值范围; (2)在(1)的条件下,证明:的值随a的值增大而增大. 26.已知函数f(x)=e1﹣x(﹣a+cosx),a∈R. (Ⅰ)若函数f(x)存在单调减区间,求实数a的取值范围; (Ⅱ)若a=0,证明:,总有f(﹣x﹣1)+2f′(x)•cos(x+1)> 0. 27.已知函数f(x)=(e为自然对数的底数). (1)若a=,求函数f(x)的单调区间; (2)若f(1)=1,且方程f(x)=1在(0,1)内有解,求实数a的取值范围. 28.已知函数f(x)=,g(x)=ln(x+1),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程是5x﹣4y+1=0 (1)求a,b的值; (2)若当x∈[0,+∞)时,恒有f(x)≥kg(x)成立,求k的取值范围; (3)若=22361,试估计ln的值(精确到0.001) 29.设a∈R,函数f(x)=lnx﹣ax. (Ⅰ)求f(x)的单调递增区间; (Ⅱ)设F(x)=f(x)+ax2+ax,问F(x)是否存在极值,若存在,请求出极值;若不存在,请说明理由; (Ⅲ)设A(x1,y1),B(x2,y2)是函数g(x)=f(x)+ax图象上任意不同的两点,线段AB的中点为C(x0,y0),直线AB的斜率为为k.证明:k>g′(x0). 30.已知函数f(x)=x3+(1﹣a)x2﹣a(a+2)x(a∈R),f′(x)为f(x)的导数. (Ⅰ)当a=﹣3时证明y=f(x)在区间(﹣1,1)上不是单调函数. (Ⅱ)设,是否存在实数a,对于任意的x1∈[﹣1,1]存在x2∈[0,2],使得f′(x1)+2ax1=g(x2)成立?若存在求出a的取值范围;若不存在说明理由. 31.已知函数f(x)=x2﹣(a+2)x+alnx,其中常数a>0. (Ⅰ)当a>2时,求函数f(x)的单调递增区间; (Ⅱ)设定义在D上的函数y=h(x)在点P(x0,h(x0 ))处的切线方程为l:y=g(x),若>0在D内恒成立,则称P为函数y=h(x)的“类对称点”.当a=4时,试问y=f(x)是否存在“类对称点”,若存在,请至少求出一个“类对称点”的横坐标;若不存在,请说明理由. 32.已知函数f(x)=2ex+2ax﹣a2,a∈R. (1)当a=1时,求f(x)在点(0,f(0))处的切线方程; (2)求函数f(x)的单调区间; (3)若x≥0时,f(x)≥x2﹣3恒成立,求实数a的取值范围. 33.已知a∈R,函数f(x)=ex﹣a(x+1)的图象与x轴相切. (Ⅰ)求f(x)的单调区间; (Ⅱ)若x>0时,f(x)>mx2,求实数m的取值范围. 34.已知函数h(x)=﹣ax2+1,设f(x)=h'(x)﹣2alnx,g(x)=ln2x+2a2,其中x>0,a∈R. (1)若f(x)在区间(2,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围; (2)记F(x)=f(x)+g(x),求证:F(x)≥. 35.已知函数f(x)=lnx﹣x+1,函数g(x)=axex﹣4x,其中a为大于零的常数. (Ⅰ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)求证:g(x)﹣2f(x)≥2(lna﹣ln2). 36.已知x∈(1,+∞),函数f(x)=ex+2ax(a∈R),函数g(x)=|﹣lnx|+lnx,其中e为自然对数的底数. (1)若a=﹣,求函数f(x)的单调区间; (2)证明:当a∈(2,+∞)时,f′(x﹣1)>g(x)+a. 37.已知函数f(x)=x2+mlnx+x (1)求f(x)的单调区间; (2)令g(x)=f(x)﹣x2 ,试问过点P(1,3)存在多少条直线与曲线y=g(x)相切?并说明理由. 38.已知函数. (Ⅰ)若f(x)在点(2,f(2))处的切线与直线x﹣2y+1=0垂直,求实数a的值; (Ⅱ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅲ)讨论函数f(x)在区间[1,e2]上零点的个数. 39.已知函数f(x)=(2﹣a)lnx++2ax(a≥0) (1)当a=0时,求f(x)的极值; (2)当a<0时,讨论f(x)的单调性; (3)若对于任意的x1,x2∈[1,3],a∈(﹣∞,﹣2)都有|f(x1)﹣f(x2)|<(m+ln3)a﹣2ln3,求实数m的取值范围. 40.已知函数f(x)=lnx﹣ax. (Ⅰ)若函数f(x)在(1,+∞)上单调递减,求实数a的取值范围; (Ⅱ)当a=1时,函数有两个零点x1,x2,且x1<x2.求证:x1+x2>1. 2017年02月13日数学的高中数学组卷 参考答案与试题解析 一.解答题(共40小题) 1.(2017•南京一模)已知函数f(x)=ax2+lnx,g(x)=﹣bx,其中a,b∈R,设h(x)=f(x)﹣g(x), (1)若f(x)在x=处取得极值,且f′(1)=g(﹣1)﹣2.求函数h(x)的单调区间; (2)若a=0时,函数h(x)有两个不同的零点x1,x2 ①求b的取值范围; ②求证:>1. 解:(1)由已知得f,(x>0), 所以,所以a=﹣2. 由f′(1)=g(﹣1)﹣2, 得a+1=b﹣2, 所以b=1. 所以h(x)=﹣x2+lnx+x,(x>0). 则,(x>0), 由h′(x)>0得0<x<1,h′(x)<0得x>1. 所以h(x)的减区间为(1,+∞),增区间为(0,1). (2)①由已知h(x)=lnx+bx,(x>0). 所以h,(x>0), 当b≥0时,显然h′(x)> 0恒成立,此时函数h(x)在定义域内递增,h(x)至多有一个零点,不合题意. 当b<0时,令h′(x)=0得x=>0,令h′(x)>0得;令h′(x)<0得. 所以h(x)极大=h()=﹣ln(﹣b)﹣1>0,解得. 且x→0时,lnx<0,x→+∞时,lnx<0. 所以当时,h(x)有两个零点. ②证明:由题意得,即, ①×②得. 因为x1,x2>0, 所以﹣b(x1+x2)>0, 所以, 因为0<﹣b<, 所以e﹣b>1, 所以x1x2>>>e2, 所以>1. 2.(2017•四川模拟)设a,b∈R,函数,g(x)=ex(e为自然对数的底数),且函数f(x)的图象与函数g(x)的图象在x=0处有公共的切线. (Ⅰ)求b的值; (Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性; (Ⅲ)若g(x)>f(x)在区间(﹣∞,0)内恒成立,求a的取值范围. (Ⅰ)f'(x)=x2+2ax+b,g'(x)=ex, 由f'(0)=b=g'(0)=1,得b=1.…(2分) (Ⅱ)f'(x)=x2+2ax+1=(x+a)2+1﹣a2, 当a2≤1时,即﹣1≤a≤1时,f'(x)≥0,从而函数f(x)在定义域内单调递增, 当a2>1时,,此时 若,f'(x)>0,则函数f(x)单调递增; 若,f'(x)<0,则函数f(x)单调递减; 若时,f'(x)>0,则函数f(x)单调递增.…(6分) (Ⅲ)令h(x)=g'(x)﹣f'(x)=ex﹣x2﹣2ax﹣1,则h(0)=e0﹣1=0.h'(x)=ex﹣2x﹣2a,令u(x)=h'(x)=ex﹣2x﹣2a,则u'(x)=ex﹣2. 当x≤0时,u'(x)<0,从而h'(x)单调递减, 令u(0)=h'(0)=1﹣2a=0,得. 先考虑的情况,此时,h'(0)=u(0)≥0; 又当x∈(﹣∞,0)时,h'(x)单调递减,所以h'(x)>0; 故当x∈(﹣∞,0)时,h(x)单调递增; 又因为h(0)=0,故当x<0时,h(x)<0, 从而函数g(x)﹣f(x)在区间(﹣∞,0)内单调递减; 又因为g(0)﹣f(0)=0,所以g(x)>f(x)在区间(﹣∞,0)恒成立. 接下来考虑的情况,此时,h'(0)<0, 令x=﹣a,则h'(﹣a)=e﹣a>0. 由零点存在定理,存在x0∈(﹣a,0)使得h'(x0)=0, 当x∈(x0,0)时,由h'(x)单调递减可知h'(x)<0,所以h(x)单调递减, 又因为h(0)=0,故当x∈(x0,0)时h(x)>0. 从而函数g(x)﹣f(x)在区间(x0,0)单调递增; 又因为g(0)﹣f(0)=0,所以当x∈(x0,0),g(x)<f(x). 综上所述,若g(x)>f(x)在区间(﹣∞,0)恒成立,则a的取值范围是.…(14分) 3.(2017•达州模拟)已知函数. (1)若y=f(x)在(0,+∞)恒单调递减,求a的取值范围; (2)若函数y=f(x)有两个极值点x1,x2(x1<x2),求a的取值范围并证明x1+x2>2. 解:(1)因为f'(x)=lnx﹣ax+1(x>0), 所以由f'(x)≤0在(0,+∞)上恒成立得, 令,易知g(x)在(0,1)单调递增(1,+∞)单调递减, 所以a≥g(1)=1, 即得:a≥1…(5分) (2)函数y=f(x)有两个极值点x1,x2(x1<x2), 即y=f'(x)有两个不同的零点,且均为正,f'(x)=lnx﹣ax+1(x>0), 令F(x)=f'(x)=lnx﹣ax+1,由可知 1)a≤0时,函数y=f(x)在(0,+∞)上是增函数,不可能有两个零点. 2)a>0时,y=F(x)在是增函数在是减函数, 此时为函数的极大值,也是最大值. 当时,最多有一个零点,所以才可能有两个零点, 得:0<a<1…(7分) 此时又因为,,, 令 ,φ(a)在(0,1)上单调递增, 所以φ(a)<φ(1)=3﹣e2,即 综上,所以a的取值范围是(0,1)…(8分) 下面证明x1+x2>2 由于y=F(x)在是增函数在是减函数,,可构造出 构造函数 则,故m(x)在区间上单调减.又由于, 则,即有m(x1)>0在上恒成立,即有成立. 由于,,y=F(x)在是减函数,所以 所以成立 …(12分) 4.(2017•大理州一模)已知函数. (1)设G(x)=2f(x)+g(x),求G(x)的单调递增区间; (2)证明:当x>0时,f(x+1)>g(x); (3)证明:k<1时,存在x0>1,当x∈(1,x0)时,恒有. 解:(1)由题意知,…(1分) 从而…(2分) 令G'(x)>0得0<x<2…(3分) 所以函数G(x)的单调递增区间为(0,2)…(4分) (2)令…(5分) 从而…(6分) 因为x>0,所以H'(x)>0,故H(x)在(0,+∞)上单调递增…(7分) 所以,当x>0时,H(x)>H(0)=0, 即f(x+1)>g(x)…(8分) (3)当k<1时, 令…(9分) 则有…(10分) 由F'(x)=0得﹣x2+(1﹣k)x+1=0, 解之得,, …(11分) 从而存在x0=x2>1,当x∈(1,x0)时,F'(x)>0, 故F(x)在[1,x0)上单调递增,从而当x∈(1,x0)时,F(x)>F(1)=0, 即…(12分) 5.(2017•茂名一模)已知函数. (Ⅰ) 当a=0时,求曲线f (x)在x=1处的切线方程; (Ⅱ) 设函数h(x)=alnx﹣x﹣f(x),求函数h (x)的极值; (Ⅲ) 若g(x)=alnx﹣x在[1,e](e=2.718 28…)上存在一点x0,使得g(x0)≥f(x0)成立,求a的取值范围. 解:(Ⅰ) 当a=0时,f (x)=,f (1)=1,则切点为(1,1),…(1分) ∵,∴切线的斜率为k=f'(1)=﹣1,…(2分) ∴曲线f (x)在点(1,1)处的切线方程为y﹣1=﹣( x﹣1),即x+y﹣2=0 …(3分) (Ⅱ)依题意,定义域为(0,+∞), ∴,…(4分) ①当a+1>0,即a>﹣1时,令h'(x)>0,∵x>0,∴0<x<1+a, 此时,h(x) 在区间(0,a+1)上单调递增, 令h'(x)<0,得 x>1+a. 此时,h(x)在区间(a+1,+∞)上单调递减.…(5分) ②当a+1≤0,即a≤﹣1时,h'(x)<0恒成立,h(x)在区间(0,+∞)上单调递减.…(6分) 综上,当a>﹣1时,h(x)在x=1+a处取得极大值h(1+a)=aln(1+a)﹣a﹣2,无极小值; 当a≤﹣1时,h(x)在区间(0,+∞)上无极值.…(7分) (Ⅲ) 依题意知,在[1,e]上存在一点x0,使得g(x0)≥f(x0)成立, 即在[1,e]上存在一点x0,使得h(x0)≥0, 故函数在[1,e]上,有h(x)max≥0.…(8分) 由(Ⅱ)可知,①当a+1≥e,即a≥e﹣1时,h(x)在[1,e]上单调递增, ∴,∴, ∵,∴.…(9分) ②当0<a+1≤1,或a≤﹣1,即a≤0时,h(x)在[1,e]上单调递减, ∴h(x)max=h(1)=﹣1﹣1﹣a≥0,∴a≤﹣2.…(10分) ③当1<a+1<e,即0<a<e﹣1时, 由(Ⅱ)可知,h(x)在x=1+a处取得极大值也是区间(0,+∞)上的最大值, 即h(x)max=h(1+a)=aln(1+a)﹣a﹣2=a[ln(1+a)﹣1]﹣2, ∵0<ln(a+1)<1,∴h(1+a)<0在[1,e]上恒成立, 此时不存在x0使h(x0)≥0成立.…(11分) 综上可得,所求a的取值范围是或a≤﹣2.…(12分) 6.(2017•佛山一模)设函数f(x)=eax+λlnx,其中a<0,e是自然对数的底数 (Ⅰ)若f(x)是(0,+∞)上的单调函数,求λ的取值范围; (Ⅱ)若0<λ<,证明:函数f(x)有两个极值点. 解:(Ⅰ)f′(x)=aeax+=,(x>0), ①若λ≤0,则f′(x)<0,则f(x)在(0,+∞)递减, ②若λ>0,令g(x)=axeax+λ,其中a<0,x>0, 则g′(x)=aeax(1+ax), 令g′(x)=0,解得:x=﹣, 故x∈(0,﹣)时,g′(x)<0,g(x)递减, x∈(﹣,+∞)时,g′(x)>0,g(x)递增, 故x=﹣时,g(x)取极小值也是最小值g(﹣)=λ﹣, 故λ﹣≥0即λ≥时,g(x)≥0, 此时f′(x)≥0,f(x)在(0,+∞)递增, 综上,所求λ的范围是(﹣∞,0]∪[,+∞); (Ⅱ)f′(x)=aeax+=,(x>0), 令g(x)=axeax+λ,其中a<0,x>0, 求导得:g′(x)=aeax(1+ax), 令g′(x)=0,解得:x=﹣, x∈(0,﹣)时,g′(x)<0,g(x)递减, x∈(﹣,+∞)时,g′(x)>0,g(x)递增, x=﹣时,g(x)取得极小值,也是最小值g(﹣)=λ﹣, ∵0<λ<,∴g(﹣)=λ﹣<0,又g(0)=λ>0, ∴g(﹣)g(0)<0, ∴函数f(x)有两个极值点. 7.(2017•南充模拟)已知函数(a为常数,a≠0). (Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)在点(3,f(3))的切线方程 (Ⅱ)求f(x)的单调区间; (Ⅲ)若f(x)在x0处取得极值,且,而f(x)≥0在[e+2,e3+2]上恒成立,求实数a的取值范围.(其中e为自然对数的底数) 解:(x>2) (Ⅰ)当a=1时,,f'(3)=﹣2., 所以,函数f(x)在点(3,f(3))处的切线方程为: ,即4x+2y﹣3=0.…(3分) (Ⅱ)=, 因为x>2,所以x﹣2>0, ①当a<0时,(x﹣1)2﹣(a+1)=x(x﹣2)﹣a>0在x>2上成立, 所以f'(x)当x>2恒大于0, 故f(x)在(2,+∞)上是增函数.…(5分) ②当a>0时,, 因为x>2, 所以,a(x﹣2)>0, 当时,f'(x)≤0,f(x)为减函数; 当时,f'(x)≥0,f(x)为增函数.…(7分) 综上:当a<0时,f(x)在(2,+∞)上为增函数; 当a>0时,f(x)在上为增函数,在上为减函数.…(8分) (Ⅲ)由(Ⅱ)知x0处有极值,故a>0,且, 因为且e+2>2, 所以f(x)在[e+2,e3+2]上单调.…(10分) 当[e+2,e3+2]为增区间时,f(x)≥0恒成立,则有. 当[e+2,e3+2]为减区间时,f(x)≥0恒成立,则有解集为空集. 综上:当a>e6+2e3时满足条件.…(12分) 8.(2017•本溪模拟)已知函数. (1)若g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为8x﹣2y﹣3=0,求a,b的值; (2)若b=a+1,x1,x2是函数g(x)的两个极值点,试比较﹣4与g(x1)+g(x2)的大小. (1)根据题意可求得切点,由题意可得,, ∴,即,解得a=1,b=﹣1.…(3分) (2)证明:∵b=a+1,∴,则. 根据题意可得x2﹣ax+a=0在(0,+∞)上有两个不同的根x1,x2. 即,解得a>4,且x1+x2=a,x1x2=a.…(5分) ∴.…(6分) 令,则f'(x)=lnx+1﹣x﹣1=lnx﹣x, 令h(x)=lnx﹣x,则当x>4时,, ∴h(x)在(4,+∞)上为减函数,即h(x)<h(4)=ln4﹣4<0,f'(x)<0, ∴f(x)在(4,+∞)上为减函数,即f(x)<f(4)=8lnx﹣12, ∴g(x1)+g(x2)<8ln2﹣12,…(10分) 又∵,, ∴,即, ∴g(x1)+g(x2)<﹣4.…(12分) 9.(2017•本溪模拟)已知函数f(x)=x﹣alnx﹣1,,其中a为实数. (Ⅰ)求函数g(x)的极值; (Ⅱ)设a<0,若对任意的x1、x2∈[3,4](x1≠x2),恒成立,求实数a的最小值. 解:(Ⅰ),令g'(x)=0,得x=1,列表如下: x (﹣∞,1) 1 (1,+∞) g'(x) + 0 ﹣ g(x) ↗ 极大值 ↘ ∴当x=1时,g(x)取得极大值g(1)=1,无极小值;…(4分) (Ⅱ)当m=1时,a<0时,f(x)=x﹣alnx﹣1,x∈(0,+∞), ∵在[3,4]恒成立,∴f(x)在[3,4]上为增函数, 设,∵在[3,4]上恒成立, ∴h(x)在[3,4]上为增函数, 不妨设x2>x1,则等价于:f(x2)﹣f(x1)<h(x2)﹣h(x1),即f(x2)﹣h(x2)<f(x1)﹣h(x1),…(6分) 设,则u(x)在[3,4]上为减函数, ∴在[3,4]上恒成立, ∴恒成立,∴,x∈[3,4],…(8分) 设,∵, ∴,∴v'(x)>0,v(x)为减函数, ∴v(x)在[3,4]上的最大值,∴, ∴a的最小值为.…(12分) 10.(2017•泸州模拟)已知函数f(x)=xlnx﹣k(x﹣1) (1)求f(x)的单调区间;并证明lnx+≥2(e为自然对数的底数)恒成立; (2)若函数f(x)的一个零点为x1(x1>1),f'(x)的一个零点为x0,是否存在实数k,使=k,若存在,求出所有满足条件的k的值;若不存在,说明理由. 解:(1)∵f′(x)=lnx+1﹣k, x∈(0,ek﹣1)时,f′(x)<0,此时h(x)递减, x∈(ek﹣1,+∞)时,f′(x)>0,此时h(x)递增, 令k=2,则f(x)=xlnx﹣2(x﹣1), 故x=e时,f(x)有最小值是f(e), 故f(x)=xlnx﹣2(x﹣1)≥f(e)=2﹣e, 即lnx+≥2恒成立; (2)由题意得:x1lnx1﹣k(x1﹣1)=0, lnx0+1﹣k=0, 假设存在k,使得=k,(k>0)成立, 消元得:ek﹣1lnk﹣ek﹣1+1=0, 设m(k)=ek﹣1lnk﹣ek﹣1+1, 则m′(k)=ek﹣1(lnk+﹣1), 设F(k)=lnk+﹣1, 则F′(x)=﹣, k∈(0,1)时,F′(x)<0,即此时函数F(k)递减, k∈(1,+∞)时,F′(x)>0,此时函数F(k)递增, ∴F(k)≥F(1)=0, ∴m′(k)>0, 故函数m(k)在(0,+∞)递增, ∵m(1)=0,∴k=1, 但k=1时,x1=ek1k=1,与已知x1>1矛盾, 故k不存在. 11.(2016•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)若f(x)有两个零点,求a的取值范围. 解:(Ⅰ)由f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2, 可得f′(x)=(x﹣1)ex+2a(x﹣1)=(x﹣1)(ex+2a), ①当a≥0时,由f′(x)>0,可得x>1;由f′(x)<0,可得x<1, 即有f(x)在(﹣∞,1)递减;在(1,+∞)递增; ②当a<0时,若a=﹣,则f′(x)≥0恒成立,即有f(x)在R上递增; 若a<﹣时,由f′(x)>0,可得x<1或x>ln(﹣2a); 由f′(x)<0,可得1<x<ln(﹣2a). 即有f(x)在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递增; 在(1,ln(﹣2a))递减; 若﹣<a<0,由f′(x)>0,可得x<ln(﹣2a)或x>1; 由f′(x)<0,可得ln(﹣2a)<x<1. 即有f(x)在(﹣∞,ln(﹣2a)),(1,+∞)递增; 在(ln(﹣2a),1)递减; (Ⅱ) ①由(Ⅰ)可得当a>0时,f(x)在(﹣∞,1)递减;在(1,+∞)递增, 且f(1)=﹣e<0,x→+∞,f(x)→+∞;x→﹣∞,f(x)→+∞.f(x)有两个零点; ②当a=0时,f(x)=(x﹣2)ex,所以f(x)只有一个零点x=2; ③当a<0时, 若a<﹣时,f(x)在(1,ln(﹣2a))递减,在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递增, 又当x≤1时,f(x)<0,所以f(x)不存在两个零点; 当a≥﹣时,f(x)在(1,+∞)单调递增,又x≤1时,f(x)<0,所以f(x)不存在两个零点. 综上可得,f(x)有两个零点时,a的取值范围为(0,+∞). 12.(2016•四川)设函数f(x)=ax2﹣a﹣lnx,g(x)=﹣,其中a∈R,e=2.718…为自然对数的底数. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)证明:当x>1时,g(x)>0; (Ⅲ)确定a的所有可能取值,使得f(x)>g(x)在区间(1,+∞)内恒成立. (Ⅰ)解:由f(x)=ax2﹣a﹣lnx,得f′(x)=2ax﹣=(x>0), 当a≤0时,f′(x)<0在(0,+∞)成立,则f(x)为(0,+∞)上的减函数; 当a>0时,由f′(x)=0,得x==, ∴当x∈(0,)时,f′(x)<0,当x∈(,+∞)时,f′(x)>0, 则f(x)在(0,)上为减函数,在(,+∞)上为增函数; 综上,当a≤0时,f(x)为(0,+∞)上的减函数,当a>0时,f(x)在(0,)上为减函数,在(,+∞)上为增函数; (Ⅱ)证明:要证g(x)>0(x>1),即﹣>0, 即证,也就是证, 令h(x)=,则h′(x)=, ∴h(x)在(1,+∞)上单调递增,则h(x)min=h(1)=e, 即当x>1时,h(x)>e,∴当x>1时,g(x)>0; (Ⅲ)解:由f(x)>g(x),得, 设t(x)=, 由题意知,t(x)>0在(1,+∞)内恒成立, ∵t(1)=0, ∴有t′(x)=2ax=≥0在(1,+∞)内恒成立, 令φ(x)=, 则φ′(x)=2a=, 当x≥2时,φ′(x)>0, 令h(x)=,h′(x)=,函数在[1,2)上单调递增,∴h(x)min=h(1)=﹣1. 又2a≥1,e1﹣x>0,∴1<x<2,φ′(x)>0, 综上所述,x>1,φ′(x)>0,φ(x)在区间(1,+∞)单调递增, ∴t′(x)>t′(1)≥0,即t(x)在区间(1,+∞)单调递增, ∴a≥. 13.(2016•天津)设函数f(x)=(x﹣1)3﹣ax﹣b,x∈R,其中a,b∈R. (1)求f(x)的单调区间; (2)若f(x)存在极值点x0,且f(x1)=f(x0),其中x1≠x0,求证:x1+2x0=3; (3)设a>0,函数g(x)=|f(x)|,求证:g(x)在区间[0,2]上的最大值不小于. 解:(1)函数f(x)=(x﹣1)3﹣ax﹣b的导数为 f′(x)=3(x﹣1)2﹣a, 当a≤0时,f′(x)≥0,f(x)在R上递增; 当a>0时,当x>1+或x<1﹣时,f′(x)>0, 当1﹣<x<1+,f′(x)<0, 可得f(x)的增区间为(﹣∞,1﹣),(1+,+∞),减区间为(1﹣,1+); (2)证明:f′(x0)=0,可得3(x0﹣1)2=a, 由f(x0)=(x0﹣1)3﹣3x0(x0﹣1)2﹣b=(x0﹣1)2(﹣2x0﹣1)﹣b, f(3﹣2x0)=(2﹣2x0)3﹣3(3﹣2x0)(x0﹣1)2﹣b =(x0﹣1)2(8﹣8x0﹣9+6x0)﹣b=(x0﹣1)2(﹣2x0﹣1)﹣b, 即为f(3﹣2x0)=f(x0)=f(x1), 即有3﹣2x0=x1,即为x1+2x0=3; (3)证明:要证g(x)在区间[0,2]上的最大值不小于, 即证在[0,2]上存在x1,x2,使得f(x1)﹣f(x2)≥. 当a≥3时,f(x)在[0,2]递减,f(2)=1﹣2a﹣b,f(0)=﹣1﹣b, f(0)﹣f(2)=2a﹣2≥4>,递减,成立; 当0<a<3时,f(1﹣)=(﹣)3﹣a(1﹣)﹣b=﹣﹣a+a﹣b =﹣a﹣b, f(1+)=()3﹣a(1+)﹣b=﹣a﹣a﹣b =﹣﹣a﹣b, f(2)=1﹣2a﹣b,f(0)=﹣1﹣b, f(2)﹣f(0)=2﹣2a, 若0<a≤时,f(2)﹣f(0)=2﹣2a≥成立; 若a>时,f(1﹣)﹣f(1+)=>成立. 综上可得,g(x)在区间[0,2]上的最大值不小于. 14.(2016•新课标Ⅲ)设函数f(x)=acos2x+(a﹣1)(cosx+1),其中a>0,记|f(x)|的最大值为A. (Ⅰ)求f′(x); (Ⅱ)求A; (Ⅲ)证明:|f′(x)|≤2A. (I)解:f′(x)=﹣2asin2x﹣(a﹣1)sinx. (II)当a≥1时,|f(x)|=|acos2x+(a﹣1)(cosx+1)|≤a|cos2x|+(a﹣1)|(cosx+1)|≤a|cos2x|+(a﹣1)(|cosx|+1)|≤a+2(a﹣1)=3a﹣2=f(0),因此A=3a﹣2. 当0<a<1时,f(x)等价为f(x)=acos2x+(a﹣1)(cosx+1)=2acos2x+(a﹣1)cosx﹣1, 令g(t)=2at2+(a﹣1)t﹣1, 则A是|g(t)|在[﹣1,1]上的最大值,g(﹣1)=a,g(1)=3a﹣2, 且当t=时,g(t)取得极小值,极小值为g()=﹣﹣1=﹣,(二次函数在对称轴处取得极值) 令﹣1<<1,得a<(舍)或a>.因此A=3a﹣2 ①当0<a≤时,g(t)在(﹣1,1)内无极值点,|g(﹣1)|=a,|g(1)|=2﹣3a,|g(﹣1)|<|g(1)|, ∴A=2﹣3a, ②当<a<1时,由g(﹣1)﹣g(1)=2(1﹣a)>0,得g(﹣1)>g(1)> g(), 又|g()﹣g(﹣1)|=>0, ∴A=|g()|=, 综上,A=. (III)证明:由(I)可得:|f′(x)|=|﹣2asin2x﹣(a﹣1)sinx|≤2a+|a﹣1|, 当0<a≤时,|f′(x)|≤1+a≤2﹣4a<2(2﹣3a)=2A, 当<a<1时,A==++≥1, ∴|f′(x)|≤1+a≤2A, 当a≥1时,|f′(x)|≤3a﹣1≤6a﹣4=2A, 综上:|f′(x)|≤2A. 15.(2016•天津)设函数f(x)=x3﹣ax﹣b,x∈R,其中a,b∈R. (1)求f(x)的单调区间; (2)若f(x)存在极值点x0,且f(x1)=f(x0),其中x1≠x0,求证:x1+2x0=0; (3)设a>0,函数g(x)=|f(x)|,求证:g(x)在区间[﹣1,1]上的最大值不小于. 解:(1)若f(x)=x3﹣ax﹣b,则f′(x)=3x2﹣a, 分两种情况讨论: ①、当a≤0时,有f′(x)=3x2﹣a≥0恒成立, 此时f(x)的单调递增区间为(﹣∞,+∞), ②、当a>0时,令f′(x)=3x2﹣a=0,解得x=或x=, 当x>或x<﹣时,f′(x)=3x2﹣a>0,f(x)为增函数, 当﹣<x<时,f′(x)=3x2﹣a<0,f(x)为减函数, 故f(x)的增区间为(﹣∞,﹣),(,+∞),减区间为(﹣,); (2)若f(x)存在极值点x0,则必有a>0,且x0≠0, 由题意可得,f′(x)=3x2﹣a,则x02=, 进而f(x0)=x03﹣ax0﹣b=﹣x0﹣b, 又f(﹣2x0)=﹣8x03+2ax0﹣b=﹣x0+2ax0﹣b=f(x0), 由题意及(Ⅰ)可得:存在唯一的实数x1,满足f(x1)=f(x0),其中x1≠x0, 则有x1=﹣2x0,故有x1+2x0=0; (Ⅲ)设g(x)在区间[﹣1,1]上的最大值M,max{x,y}表示x、y两个数的最大值, 下面分三种情况讨论: ①当a≥3时,﹣≤﹣1<1≤, 由(I)知f(x)在区间[﹣1,1]上单调递减, 所以f(x)在区间[﹣1,1]上的取值范围是[f(1),f(﹣1)], 因此M=max{|f(1)|,|f(﹣1)|}=max{|1﹣a﹣b|,|﹣1+a﹣b|} =max{|a﹣1+b|,|a﹣1﹣b|}=, 所以M=a﹣1+|b|≥2 ②当a<3时,, 由(Ⅰ)、(Ⅱ)知,f(﹣1)≥=f(),f(1)≤=, 所以f(x)在区间[﹣1,1]上的取值范围是[f(),f(﹣)], 因此M=max{|f()|,|f(﹣)|}=max{||,||} =max{||,||}=, ③当0<a<时,, 由(Ⅰ)、(Ⅱ)知,f(﹣1)<=f(),f(1)>=, 所以f(x)在区间[﹣1,1]上的取值范围是[f(﹣1),f(1)], 因此M=max{|f(﹣1)|,|f(1)|}=max{|﹣1+a﹣b|,|1﹣a﹣b|} =max{|1﹣a+b|,|1﹣a﹣b|}=1﹣a+|b|>, 综上所述,当a>0时,g(x)在区间[﹣1,1]上的最大值不小于. 16.(2016•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2有两个零点. (Ⅰ)求a的取值范围; (Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2. 解:(Ⅰ)∵函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2, ∴f′(x)=(x﹣1)ex+2a(x﹣1)=(x﹣1)(ex+2a), ①若a=0,那么f(x)=0⇔(x﹣2)ex=0⇔x=2, 函数f(x)只有唯一的零点2,不合题意; ②若a>0,那么ex+2a>0恒成立, 当x<1时,f′(x)<0,此时函数为减函数; 当x>1时,f′(x)>0,此时函数为增函数; 此时当x=1时,函数f(x)取极小值﹣e, 由f(2)=a>0,可得:函数f(x)在x>1存在一个零点; 当x<1时,ex<e,x﹣2<﹣1<0, ∴f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2>(x﹣2)e+a(x﹣1)2=a(x﹣1)2+ e(x﹣1)﹣e, 令a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e=0的两根为t1,t2,且t1<t2, 则当x<t1,或x>t2时,f(x)>a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e>0, 故函数f(x)在x<1存在一个零点; 即函数f(x)在R是存在两个零点,满足题意; ③若﹣<a<0,则ln(﹣2a)<lne=1, 当x<ln(﹣2a)时,x﹣1<ln(﹣2a)﹣1<lne﹣1=0, ex+2a<eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增, 当ln(﹣2a)<x<1时,x﹣1<0,ex+2a>eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)<0恒成立,故f(x)单调递减, 当x>1时,x﹣1>0,ex+2a>eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增, 故当x=ln(﹣2a)时,函数取极大值, 由f(ln(﹣2a))=[ln(﹣2a)﹣2](﹣2a)+a[ln(﹣2a)﹣1]2=a{[ln(﹣2a)﹣2]2+1}<0得: 函数f(x)在R上至多存在一个零点,不合题意; ④若a=﹣,则ln(﹣2a)=1, 当x<1=ln(﹣2a)时,x﹣1<0,ex+2a<eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增, 当x>1时,x﹣1>0,ex+2a>eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增, 故函数f(x)在R上单调递增, 函数f(x)在R上至多存在一个零点,不合题意; ⑤若a<﹣,则ln(﹣2a)>lne=1, 当x<1时,x﹣1<0,ex+2a<eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增, 当1<x<ln(﹣2a)时,x﹣1>0,ex+2a<eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)<0恒成立,故f(x)单调递减, 当x>ln(﹣2a)时,x﹣1>0,ex+2a>eln(﹣2a)+2a=0, 即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增, 故当x=1时,函数取极大值, 由f(1)=﹣e<0得: 函数f(x)在R上至多存在一个零点,不合题意; 综上所述,a的取值范围为(0,+∞) 证明:(Ⅱ)∵x1,x2是f(x)的两个零点, ∴f(x1)=f(x2)=0,且x1≠1,且x2≠1, ∴﹣a==, 令g(x)=,则g(x1)=g(x2)=﹣a, ∵g′(x)=, ∴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; 设m>0,则g(1+m)﹣g(1﹣m)=﹣=, 设h(m)=,m>0, 则h′(m)=>0恒成立, 即h(m)在(0,+∞)上为增函数, h(m)>h(0)=0恒成立, 即g(1+m)>g(1﹣m)恒成立, 令m=1﹣x1>0, 则g(1+1﹣x1)>g(1﹣1+x1)⇔g(2﹣x1)>g(x1)=g(x2)⇔2﹣x1>x2, 即x1+x2<2. 17.(2016•山东)已知f(x)=a(x﹣lnx)+,a∈R. (I)讨论f(x)的单调性; (II)当a=1时,证明f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立. (Ⅰ)解:由f(x)=a(x﹣lnx)+, 得f′(x)=a(1﹣)+ ==(x>0). 若a≤0,则ax2﹣2<0恒成立, ∴当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)为增函数, 当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)为减函数; 当a>0,若0<a<2,当x∈(0,1)和(,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数, 当x∈(1,)时,f′(x)<0,f(x)为减函数; 若a=2,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(0,+∞)上为增函数; 若a>2,当x∈(0,)和(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数, 当x∈(,1)时,f′(x)<0,f(x)为减函数; (Ⅱ)解:∵a=1, 令F(x)=f(x)﹣f′(x)=x﹣lnx﹣1=x﹣lnx+. 令g(x)=x﹣lnx,h(x)=. 则F(x)=f(x)﹣f′(x)=g(x)+h(x), 由,可得g(x)≥g(1)=1,当且仅当x=1时取等号; 又, 设φ(x)=﹣3x2﹣2x+6,则φ(x)在[1,2]上单调递减, 且φ(1)=1,φ(2)=﹣10, ∴在[1,2]上存在x0,使得x∈(1,x0) 时φ(x0)>0,x∈(x0,2)时,φ(x0)<0, ∴函数h(x)在(1,x0)上单调递增;在(x0,2)上单调递减, 由于h(1)=1,h(2)=,因此h(x)≥h(2)=,当且仅当x=2取等号, ∴f(x)﹣f′(x)=g(x)+h(x)>g(1)+h(2)=, ∴F(x)>恒成立. 即f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立. 18.(2016•离石区二模)已知函数f(x)=lnx+x2. (Ⅰ)若函数g(x)=f(x)﹣ax在其定义域内为增函数,求实数a的取值范围; (Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,若a>1,h(x)=e3x﹣3aexx∈[0,ln2],求h(x)的极小值; (Ⅲ)设F(x)=2f(x)﹣3x2﹣kx(k∈R),若函数F(x)存在两个零点m,n(0<m<n),且2x0=m+n.问:函数F(x)在点(x0,F(x0))处的切线能否平行于x轴?若能,求出该切线方程;若不能,请说明理由. 解:(Ⅰ)g(x)=f(x)﹣ax=lnx+x2﹣ax, 由题意知,g′(x)≥0,对任意的x∈(0,+∞)恒成立,即 又∵x>0,,当且仅当时等号成立 ∴,可得 (Ⅱ)由(Ⅰ)知,,令t=ex,则t∈[1,2],则 h(t)=t3﹣3at, 由h′(t)=0,得或(舍去), ∵,∴ 若,则h′(t)<0,h(t)单调递减;若,则h′(t)>0,h(t)单调递增 ∴当时,h(t)取得极小值,极小值为 (Ⅲ)设F(x)在(x0,F(x0))的切线平行于x轴,其中F(x)=2lnx﹣x2﹣kx 结合题意,有 ①﹣②得 所以,由④得 所以 设,⑤式变为 设, 所以函数在(0,1)上单调递增, 因此,y<y|u=1=0,即,也就是此式与⑤矛盾 所以F(x)在(x0,F(x0))的切线不能平行于x轴 19.(2016•衡水模拟)g(x)=2lnx﹣x2﹣mx,x∈R,如果g(x)的图象与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)(x1<x2),AB中点为C(x0,0),求证g′(x0)≠0. 解:根据题意,得; ②﹣①得,2ln﹣(x2﹣x1)(x2+x1)﹣m(x2﹣x1)=0, ∴2ln=(x2﹣x1)(x2+x1+m);(整理式子,向题意靠拢) 假设g′(x0)=0, 即g′(x0)==﹣(x1+x2)﹣m=0,(中点坐标公式2x0=x1+x2) ∴x1+x2+m=, 上下同除以x,另t=>1, ∴lnt=(t>1); 令g(t)=lnt﹣, 在g′(t)=>0, ∴g(t)>g(1)=0, ∴lnt≠, 即g'(x0)≠0. 20.(2016•商丘三模)已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R). (Ⅰ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2(f'(x)+)在区间(t,3)上总不是单调函数,求m的取值范围; (Ⅲ)求证:×××…×<(n≥2,n∈N*). 解:(Ⅰ)(2分) 当a>0时,f(x)的单调增区间为(0,1],减区间为[1,+∞); 当a<0时,f(x)的单调增区间为[1,+∞),减区间为(0,1]; 当a=0时,f(x)不是单调函数(4分) (Ⅱ)得a=﹣2,f(x)=﹣2lnx+2x﹣3 ∴, ∴g'(x)=3x2+(m+4)x﹣2(6分) ∵g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,且g′(0)=﹣2 ∴ 由题意知:对于任意的t∈[1,2],g′(t)<0恒成立, 所以有:,∴(10分) (Ⅲ)令a=﹣1此时f(x)=﹣lnx+x﹣3,所以f(1)=﹣2, 由(Ⅰ)知f(x)=﹣lnx+x﹣3在(1,+∞)上单调递增, ∴当x∈(1,+∞)时f(x)>f(1),即﹣lnx+x﹣1>0, ∴lnx<x﹣1对一切x∈(1,+∞)成立,(12分) ∵n≥2,n∈N*,则有0<lnn<n﹣1, ∴ ∴ 21.(2016•湖南模拟)设函数f(x)=(1+x)2﹣2ln(1+x) (1)若关于x的不等式f(x)﹣m≥0在[0,e﹣1]有实数解,求实数m的取值范围. (2)设g(x)=f(x)﹣x2﹣1,若关于x的方程g(x)=p至少有一个解,求p的最小值. (3)证明不等式:(n∈N*). (1)解:依题意得f(x)max≥m,x∈[0,e﹣1] ∵,而函数f(x)的定义域为(﹣1,+∞) ∴f(x)在(﹣1,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数, ∴f(x)在[0,e﹣1]上为增函数,∴ ∴实数m的取值范围为m≤e2﹣2 (2)解:g(x)=f(x)﹣x2﹣1=2x﹣2ln(1+x)=2[x﹣ln(1+x)],∴ 显然,函数g(x)在(﹣1,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数 ∴函数g(x)的最小值为g(0)=0 ∴要使方程g(x)=p至少有一个解,则p≥0,即p的最小值为0 (3)证明:由(2)可知:g(x)=2[x﹣ln(1+x)]≥0在(﹣1,+∞)上恒成立 所以ln(1+x)≤x,当且仅当x=0时等号成立 令,则x∈(0,1)代入上面不等式得: 即,即 所以ln2﹣ln1<1,,,…, 将以上n个等式相加即可得到: 22.(2016•江门模拟)已知函数,f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R). (1 )当a=1时,求函数f(x)的单调区间; (2)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(2))处的切线的倾斜角为45°,问:m在什么范围取值时,对于任意的t[1,2],函数在区间(t,3)上总存在极值? 解:(Ⅰ) , 当a=1时, 令导数大于0,可解得0<x<1,令导数小于0,可解得x<0(舍)或x>1 故函数的单调增区间为(0,1),单调减区间是(1,+∞) (Ⅱ) 得a=﹣2,f(x)=﹣2lnx+2x﹣3 ∴, ∴g'(x)=3x2+(m+4)x﹣2 ∵g(x)在区间(t,3)上总不是单调函数,且g′(0)=﹣2 ∴, 由题意知:对于任意的t∈[1,2],g′(t)<0恒成立, 所以有:, ∴. 23.(2016•鹰潭校级模拟)已知函数f(x)=x3+x2+ax+b(a,b为常数),其图象是曲线C. (1)当a=﹣2时,求函数f(x)的单调减区间; (2)设函数f(x)的导函数为f′(x),若存在唯一的实数x0,使得f(x0)=x0与f′(x0)=0同时成立,求实数b的取值范围; (3)已知点A为曲线C上的动点,在点A处作曲线C的切线l1与曲线C交于另一点B,在点B处作曲线C的切线l2,设切线l1,l2的斜率分别为k1,k2.问:是否存在常数λ,使得k2=λk1?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由. 解:(1)当a=﹣2时,函数f(x)=x3+x2﹣2x+b 则f′(x)=3x2+5x﹣2=(3x﹣1)(x+2) 令f′(x)<0,解得﹣2<x<, 所以f(x)的单调递减区间为(﹣2,); (2)函数f(x)的导函数为由于存在唯一的实数x0,使得f(x0)=x0与f′(x0)=0同时成立, 则即x3+x2+(﹣3x2﹣5x﹣1)x+b=0存在唯一的实数根x0, 故b=2x3+x2+x存在唯一的实数根x0, 令y=2x3+x2+x,则y′=6x2+5x+1=(2x+1)(3x+1)=0,故x=﹣或x=﹣, 则函数y=2x3+x2+x在(﹣∞,),(﹣,+∞)上是增函数,在( ,﹣)上是减函数, 由于x=﹣时,y=﹣;x=﹣时,y=﹣; 故实数b的取值范围为:(﹣∞,﹣)∪(﹣,+∞); (3)设点A(x0,f(x0)),则在点A处的切线l1的切线方程为y﹣f(x0)=f′(x0)(x﹣x0), 与曲线C联立得到f(x)﹣f(x0)=f′(x0)(x﹣x0), 即(x3+x2+ax+b)﹣(x03+x02+ax0+b)=(3x02+5x0+a)(x﹣x0), 整理得到(x﹣x0)2[x+(2x0+)]=0, 故点B的横坐标为xB=﹣(2x0+) 由题意知,切线l1的斜率为k1=f′(x0)=3x02+5x0+a, l2的斜率为k2=f′(﹣(2x0+))=12x02+20x0++a, 若存在常数λ,使得k2=λk1,则12x02+20x0++a=λ(3x02+5x0+a), 即存在常数λ,使得(4﹣λ)(3x02+5x0)=(λ﹣1)a﹣, 故,解得λ=4,a=, 故a=时,存在常数λ=4,使得k2=4k1;a≠时,不存在常数,使得k2=4k1. 24.(2016•宜春校级模拟)已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a≠0). (Ⅰ)讨论f(x)的单调性; (Ⅱ)若f(x)+(a+1)x+4﹣e≤0对任意x∈[e,e2]恒成立,求实数a的取值范围(e为自然常数); (Ⅲ)求证ln(22+1)+ln(32+1)+ln(42+1)+…+ln(n2+1)<1+2lnn!(n≥2,n∈N*)(n!=1×2×3×…×n). 解:(Ⅰ)f′(x)=(x>0), 当a>0时,f(x)的单调增区间为(0,1],单调减区间为[1,+∞); 当a<0时,f(x)的单调增区间为[1,+∞),单调减区间为(0,1]; (Ⅱ)令F(x)=alnx﹣ax﹣3+(a+1)x+4﹣e=alnx+x+1﹣e,则F′(x)=, 若﹣a≤e,即a≥﹣e, F(x)在[e,e2]上是增函数, F(x)max=F(e2)=2a+e2﹣e+1≤0, a≤,无解. 若e<﹣a≤e2,即﹣e2≤a<﹣e, F(x)在[e,﹣a]上是减函数;在[﹣a,e2]上是增函数, F(e)=a+1≤0,即a≤﹣1. F(e2)=2a+e2﹣e+1≤0,即a≤, ∴﹣e2≤a≤. 若﹣a>e2,即a<﹣e2, F(x)在[e,e2]上是减函数, F(x)max=F(e)=a+1≤0,即a≤﹣1, ∴a<﹣e2, 综上所述,a≤. (Ⅲ)证明:令a=﹣1,此时f(x)=﹣lnx+x﹣3,所以f(1)=﹣2, 由(Ⅰ)知f(x)=﹣lnx+x﹣3在(1,+∞)上单调递增, ∴当x∈(1,+∞)时,f(x)>f(1),即﹣lnx+x﹣1>0, ∴lnx<x﹣1对一切x∈(1,+∞)成立, ∵n≥2,n∈N*,则有ln(+1)<<=﹣, 要证ln(22+1)+ln(32+1)+ln(42+1)+…+ln(n2+1)<1+2lnn!(n≥2,n∈N*), 只需证ln(+1)+ln(+1)+…+ln(+1)<1(n≥2,n∈N*); ln(+1)+ln(+1)+…+ln(+1) <(1﹣)+(﹣)+…+(﹣)=1﹣<1; 所以原不等式成立. 25.(2016•延安校级模拟)已知函数f(x)=lnx﹣x﹣lna,a为常数. (1)若函数f(x)有两个零点x1,x2,且x1<x2,求a的取值范围; (2)在(1)的条件下,证明:的值随a的值增大而增大. 解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞)., 由f'(x)>0得:0<x<1;由f'(x)<0得:x>1. 故f(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减. 要使f(x)有两个零点,则f(1)>0,解得:.…(5分) (2)∵x1,x2是f(x)的两个零点,∴lnx1﹣x1=lna,lnx2﹣x2=lna,则,. 设,,所以g(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减,故对任意,函数g(x)图象与直线y=a都有两个交点.横坐标分别为x1,x2,且x1∈(0,1),x2∈(1,+∞),如下图: …(9分) 任取,设a1<a2,则有g(ξ1)=g(ξ2)=a1,0<ξ1<1<ξ2,g(η1)=g(η2)=a2,0<η1<1<η2,由a1<a2得:g(ξ1)<g(η1),∵g(x)在(0,1)上递增,∴ξ1<η1,同理得:ξ2>η2,所以, 故的值随a的值增大而增大.…(12分) 26.(2016•南昌三模)已知函数f(x)=e1﹣x(﹣a+cosx),a∈R. (Ⅰ)若函数f(x)存在单调减区间,求实数a的取值范围; (Ⅱ)若a=0,证明:,总有f(﹣x﹣1)+2f′(x)•cos(x+1)>0. 解:(I)由已知,得f'(x)=﹣e1﹣x(﹣a+cosx)﹣e1﹣xsinx=e1﹣x(a﹣(sinx+cosx))(2分) 因为函数f(x)存在单调减区间,所以方程f'(x)<0有解. 而e1﹣x>0恒成立,即a﹣(sinx+cosx)<0有解,所以a<(sinx+cosx)max. 又,所以,.(5分) (II)因为a=0,所以f(x)=e1﹣x•cosx, 所以f(﹣x﹣1)=ex+2•cos(﹣x﹣1)=ex+2•cos(x+1). 因为2f'(x)•cos(x+1)=﹣2e1﹣x(sinx+cosx)•cos(x+1), 所以f(﹣x﹣1)+2f'(x)•cos(x+1)=cos(x+1)[ex+2﹣2e1﹣x(sinx+cosx)], 又对于任意,cos(x+1)>0.(6分) 要证原不等式成立,只要证ex+2﹣2e1﹣x(sinx+cosx)>0, 只要证,对于任意上恒成立.(8分) 设函数,, 则=, 当x∈[﹣1,0]时,g'(x)≤0,即g(x)在[﹣1,0]上是减函数, 当时,g'(x)>0,即g(x)在上是增函数, 所以,在上,g(x)min=g(0)=0,所以g(x)≥0. 所以,,(当且仅当x=0时上式取等号)①(10分) 设函数h(x)=e2x+1﹣(2x+2),,则h'(x)=2e2x+1﹣2=2(e2x+1﹣1), 当时,h'(x)≤0,即h(x)在上是减函数, 当时,h'(x)>0,即h(x)在上是增函数, 所以在上,,所以h(x)≥0, 即e2x+1≥2x+2,(当且仅当时上式取等号)②. 综上所述,, 因为①②不可能同时取等号 所以,在上恒成立, 所以,总有f(﹣x﹣1)+2f'(x)•cos(x+1)>0成立.(12分) 27.(2016•包头校级三模)已知函数f(x)=(e为自然对数的底数). (1)若a=,求函数f(x)的单调区间; (2)若f(1)=1,且方程f(x)=1在(0,1)内有解,求实数a的取值范围. 解:(1)若a=,f(x)=(x2+bx+1)e﹣x, 则f′(x)=(2x+b)e﹣x﹣(x2+bx+1)e﹣x=﹣[x2+(b﹣2)x+1﹣b]e﹣x=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x, 由f′(x)=0得﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]=0,即x=1或x=1﹣b, ①若1﹣b=1,即b=0时,f′(x)=﹣(x﹣1)2e﹣x≤0,此时函数单调递减,单调递减区间为(﹣∞,+∞). ②若1﹣b>1,即b<0时,由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x>0得(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]<0,即1<x<1﹣b, 此时函数单调递增,单调递增区间为(1,1﹣b), 由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x<0得(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]>0,即x<1,或x>1﹣b, 此时函数单调递减,单调递减区间为(﹣∞,1),(1﹣b,+∞), ③若1﹣b<1,即b>0时,由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x>0得(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]<0,即1﹣b<x<1, 此时函数单调递增,单调递增区间为(1﹣b,1), 由f′(x)=﹣(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]e﹣x<0得(x﹣1)[x﹣(1﹣b)]>0,即x<1﹣b,或x>1, 此时函数单调递减,单调递减区间为(﹣∞,1﹣b),(1,+∞). (2)若f(1)=1,则f(1)=(2a+b+1)e﹣1=1, 即2a+b+1=e,则b=e﹣1﹣2a, 若方程f(x)=1在(0,1)内有解, 即方程f(x)=(2ax2+bx+1)e﹣x=1在(0,1)内有解, 即2ax2+bx+1=ex在(0,1)内有解, 即ex﹣2ax2﹣bx﹣1=0, 设g(x)=ex﹣2ax2﹣bx﹣1, 则g(x)在(0,1)内有零点, 设x0是g(x)在(0,1)内的一个零点, 则g(0)=0,g(1)=0,知函数g(x)在(0,x0)和(x0,1)上不可能单调递增,也不可能单调递减, 设h(x)=g′(x), 则h(x)在(0,x0)和(x0,1)上存在零点, 即h(x)在(0,1)上至少有两个零点, g′(x)=ex﹣4ax﹣b,h′(x)=ex﹣4a, 当a≤时,h′(x)>0,h(x)在(0,1)上递增,h(x)不可能有两个及以上零点, 当a≥时,h′(x)<0,h(x)在(0,1)上递减,h(x)不可能有两个及以上零点, 当<a<时,令h′(x)=0,得x=ln(4a)∈(0,1), 则h(x)在(0,ln(4a))上递减,在(ln(4a),1)上递增,h(x)在(0,1)上存在最小值h(ln(4a)). 若h(x)有两个零点,则有h(ln(4a))<0,h(0)>0,h(1)>0, h(ln(4a))=4a﹣4aln(4a)﹣b=6a﹣4aln(4a)+1﹣e,<a<, 设φ(x)=x﹣xlnx+1﹣x,(1<x<e), 则φ′(x)=﹣lnx, 令φ′(x)=﹣lnx=0,得x=, 当1<x<时,φ′(x)>0,此时函数φ(x)递增, 当<x<e时,φ′(x)<0,此时函数φ(x)递减, 则φ(x)max=φ()=+1﹣e<0, 则h(ln(4a))<0恒成立, 由h(0)=1﹣b=2a﹣e+2>0,h(1)=e﹣4a﹣b>0, 得<a<, 当<a<时,设h(x)的两个零点为x1,x2,则g(x)在(0,x1)递增, 在(x1,x2)上递减,在(x2,1)递增, 则g(x1)>g(0)=0, g(x2)<g(1)=0, 则g(x)在(x1,x2)内有零点, 综上,实数a的取值范围是(,). 28.(2016•葫芦岛一模)已知函数f(x)=,g(x)=ln(x+1),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程是5x﹣4y+1=0 (1)求a,b的值; (2)若当x∈[0,+∞)时,恒有f(x)≥kg(x)成立,求k的取值范围; (3)若=22361,试估计ln的值(精确到0.001) 解(1)f′(x)=,由题意:f′(1)== f(1)== 解得:a=1,b=2…(3分) (2):由(1)知:f(x)=,由题意:﹣kln(1+x)≥0 令F(x)=﹣kln(1+x),则F′(x)=1+﹣…(5分) 解法一:F′(x)=1+﹣= 令△=(2﹣k)2﹣4(2﹣k)=(k﹣2)(k+2), ①当△≤0即﹣2≤k≤2时,x2+(2﹣k)x+2﹣k≥0恒成立, ∴F′(x)≥0 ∴F(x)在x∈[0,+∞)上单调递增, ∴F(x)≥F(0)=0恒成立, 即f(x)≥kg(x) 恒成立, ∴﹣2≤k≤2时合题意 ②当△>0即k<﹣2或k>2时,方程x2+(2﹣k)x+2﹣k=0有两解x1=,x2= 此时x1+x2=k﹣2,x1x2=2﹣k (i)当k<﹣2时,x1x2=2﹣k>0,x1+x2=k﹣2<0, ∴x1<0,x2<0, ∴F′(x)=>0 ∴F(x)在x∈[0,+∞)上单调递增, ∴F(x)≥F(0)=0恒成立 即f(x)≥kg(x) 恒成立 ∴k<﹣2时合题意 (ii)当k>2时,x1x2=2﹣k<0, ∴x1<0,x2>0 ∴F′(x)= ∴当x∈(0,x2)时,F′(x )<0, ∴F(x)在x∈(0,x2)上单调递减 ∴当x∈(0,x2)时,F(x)<F(0)=0 这与F(x)≥0矛盾, ∴k>2时不合题意 综上所述,k的取值范围是(﹣∞,2]…(8分) 解法二:F′(x)=1+﹣=(1+x+﹣k) ①∵1+x+≥2, ∴当k≤2时,F′(x)≥0 ∴F(x)在x∈[0,+∞)上单调递增, ∴F(x)≥F(0)=0恒成立, 即f(x)≥kg(x) 恒成立, ∴k≤2时合题意, ②当k>2时,令F′(x)=0得x1<0<x2,结合图象可知,当x∈(0,x2)时,F′(x )<0, ∴F(x)在x∈(0,x2)上单调递减(其中x2=) ∴当x∈(0,x2)时,F(x)<F(0)=0 这与F(x)≥0矛盾, ∴k>2时不合题意 综上所述,k的取值范围是(﹣∞,2]…(8分) (3)由(2)知:当k≤2时,≥kln(1+x)在x≥0时恒成立 取k=2,则≥2ln(1+x) 即:≥2ln(1+x) 令x=﹣1>0得:2ln<, ∴ln<≈0.2236…(10分) 由(2)知:当k>2时,<kln(1+x)在(0,)时恒成立 令=﹣1,解得:k= ∴<ln(1+x)在x∈(0,)上恒成立 取x=﹣1得:<ln, ∴ln>≈0.2222, ∴ln==0.2229 ∵精确到0.001, ∴取ln=0.223…(12分) 29.(2016•南通模拟)设a∈R,函数f(x)=lnx﹣ax. (Ⅰ)求f(x)的单调递增区间; (Ⅱ)设F(x)=f(x)+ax2+ax,问F(x)是否存在极值,若存在,请求出极值;若不存在,请说明理由; (Ⅲ)设A(x1,y1),B(x2,y2)是函数g(x)=f(x)+ax图象上任意不同的两点,线段AB的中点为C(x0,y0),直线AB的斜率为为k.证明:k>g′(x0). (Ⅰ)解:在区间(0,+∞)上,. (1)当a≤0时,∵x>0,∴f′(x)>0恒成立,f(x)的单调增区间为(0,+∞); (2)当a>0时,令f′(x)>0,即,得. ∴f(x)的单调增区间为(0,); 综上所述: 当a≤0时,f(x)的单调增区间为(0,+∞), 当a>0时,f(x)的单调增区间为(0,); (Ⅱ)由F(x)=f(x)+ax2+ax=lnx﹣ax+ax2+ax=lnx+ax2 得 ( x>0), 当a≥0时,恒有F′(x)>0, ∴F(x)在(0,+∞)上无极值; 当a<0时,令F′(x)=0,得, x∈(0,),F′(x)>0,F′(x)单调递增, x∈(,+∞),F′(x)<0,F′(x)单调递减. ∴. F(x)无极小值. 综上所述: a≥0时,F(x)无极值, a<0时,F(x)有极大值,无极小值; (Ⅲ)证明:, 又, ∴g′(x0)=, 要证k>g′(x0),即证, 不妨设0<x1<x2,即证,即证, 设,即证:, 也就是要证:,其中t∈(1,+∞), 事实上:设 t∈(1,+∞), 则=, ∴k(t)在(1,+∞)上单调递增,因此k(t)>k(1)=0,即结论成立. 30.(2016•佛山模拟)已知函数f(x)=x3+(1﹣a)x2﹣a(a+2)x(a∈R),f′(x)为f(x)的导数. (Ⅰ)当a=﹣3时证明y=f(x)在区间(﹣1,1)上不是单调函数. (Ⅱ)设,是否存在实数a,对于任意的x1∈[﹣1,1]存在x2∈[0,2],使得f′(x1)+2ax1=g(x2)成立?若存在求出a的取值范围;若不存在说明理由. 解:(Ⅰ)当a=﹣3时,f(x)=x3+4x2﹣3x,f′(x)=3x2+8x﹣3,由f′(x)=0,即3x2+8x﹣3=0,得x1=﹣3,, 当时,f′(x)<0,所以f(x)在(﹣1,)上为减函数,在(,1)上导数为正,函数为增函数, 所以,f(x)在(﹣1,1)上不是单调函数. (Ⅱ)因为g(x)=在[0,2]上为增函数,所以g(x)∈[﹣,6]. 令F(x)=f′(x)+2ax=3x2+2(1﹣a)x﹣a(a+2)+2ax=3x2+2x﹣a2﹣2a 若存在实数a,对于任意的x1∈[﹣1,1]存在x2∈[0,2],使得f'(x1)+2ax1=g(x2)成立,则对任意x∈[﹣1,1],有,F(x)max≤6. 对于函数F(x)=3x2+2x﹣a2﹣2a,==,F(x)max=5﹣a2﹣2a. 联立解得:﹣2≤a≤0. 31.(2016•广东模拟)已知函数f(x)=x2﹣(a+2)x+alnx,其中常数a>0. (Ⅰ)当a>2时,求函数f(x)的单调递增区间; (Ⅱ)设定义在D上的函数y=h(x)在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),若>0在D内恒成立,则称P为函数y=h(x)的“类对称点”.当a=4时,试问y=f(x)是否存在“类对称点”,若存在,请至少求出一个“类对称点”的横坐标;若不存在,请说明理由. 解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞), ∵, ∴…(1分) ∵a>2,∴, 令f′(x)>0,即, ∵x>0,∴0<x<1或,…(2分) 所以函数f(x)的单调递增区间是(0,1),…(3分) (Ⅱ)解法一:当a=4时, 所以在点P处的切线方程为…(4分) 若函数存在“类对称点”P(x0,f(x0)), 则等价于当0<x<x0时,f(x)<g(x), 当x>x0时,f(x)>g(x)恒成立.…(5分) ①当0<x<x0时,f(x)<g(x)恒成立, 等价于恒成立, 即当0<x<x0时,恒成立, 令,则φ(x0)=0,…(7分) 要使φ(x0)<0在0<x<x0恒成立,只要φ(x)在(0,x0)单调递增即可. 又∵,…(8分) ∴,即.…(9分) ②当x>x0时,f(x)>g(x)恒成立时,.…(10分) ∴.…(11分) 所以y=f(x)存在“类对称点”,其中一个“类对称点”的横坐标为.…(12分) (Ⅱ)解法二: 猜想y=f(x)存在“类对称点”,其中一个“类对称点”的横坐标为.…(4分)下面加以证明: 当时,…(5分) ①当时,f(x)<g(x)恒成立, 等价于恒成立, 令…(7分) ∵,∴函数φ(x)在上单调递增, 从而当时,恒成立, 即当时,f(x)<g(x)恒成立.…(9分) ②同理当时,f(x)>g(x)恒成立.…(10分) 综上知y=f(x)存在“类对称点”,其中一个“类对称点”的横坐标为.…(12分) 32.(2016•株洲一模)已知函数f(x)=2ex+2ax﹣a2,a∈R. (1)当a=1时,求f(x)在点(0,f(0))处的切线方程; (2)求函数f(x)的单调区间; (3)若x≥0时,f(x)≥x2﹣3恒成立,求实数a的取值范围. 解:(1)当a=1时,f(x)=2ex+2x﹣1, ∴f′(x)=2ex+2,f(0)=2e0﹣1=1 ∴k=f′(0)=2e0+2=4, ∴f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y﹣1=4x,即4x﹣y+1=0, (2)∵f′(x)=2ex+2a, 当a≥0时,f′(x)>0恒成立, ∴f(x)在R上单调递增, 当a<0时,当f′(x)>0,即x>ln(﹣a)时,函数单调递增, 当f′(x)<0,即x<ln(﹣a)时,函数单调递减, 综上所述:当a≥0时,f(x)在R上单调递增, 当a<0时,f(x)在(﹣∞,﹣ln(﹣a))上单调递减,在(ln(﹣a),+∞)单调递增, (3)令g(x)=f(x)﹣x2+3=2ex﹣(x﹣a)2+3,x≥0, ∴g′(x)=2(ex﹣x+a), 再令h(x)=2(ex﹣1)≥0, ∴h(x)在[0,+∞)单调递增,且h(0)=2(a+1), 当a≥﹣1时,g′(x)≥0,即函数g(x)在[0,+∞)单调递增, 从而须满足g(0)=5﹣a2≥0, 解得﹣≤a≤, 又a≥﹣1, ∴﹣1≤a≤, 当a<﹣1时,则∃x0>0,使h(x0)=0,且x∈(0,x0)时,h(x)<0, 即g′(x)<0,即g(x)单调递减, x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,即g′(x)>0,即g(x)单调递增, g(x)min=g(x0)=﹣(x0﹣a)2+3≥0, 又h(x0)=2(﹣x0﹣a)=0, 从而=x0﹣a,即a=x0﹣, 令M(x)=x﹣ex,0<x≤ln3, ∴M′(x)=1﹣ex<0, ∴M(x)在(0,ln3]上单调递减, 则M(x)≥M(ln3)=ln3﹣3, 又M(x)<M(0)=1, ∴ln3﹣3≤a<﹣1, 综上所述ln3﹣3≤a≤ 33.(2016•福州模拟)已知a∈R,函数f(x)=ex﹣a(x+1)的图象与x轴相切. (Ⅰ)求f(x)的单调区间; (Ⅱ)若x>0时,f(x)>mx2,求实数m的取值范围. 解:(Ⅰ)f′(x)=ex﹣a,依题意,设切点为(b,0),(1分) 则即, 解得(3分) 所以f′(x)=ex﹣1, 所以,当x<0时,f′(x)<0;当x>0时,f′(x)>0. 所以,f(x)的单调递减区间为(﹣∞,0),单调递增区间为(0,+∞).(5分) (Ⅱ)令g(x)=f(x)﹣mx2, 则g′(x)=ex﹣2mx﹣1, 令h(x)=g′(x),则h′(x)=ex﹣2m,(7分) (ⅰ)若m≤, 因为当x>0时,ex>1,所以h′(x)>0, 所以h(x)即g′(x)在(0,+∞)上单调递增. 又因为g′(0)=0,所以当x>0时,g′(x)>g′(0)=0, 从而g(x)在(0,+∞)上单调递增, 而g(0)=0,所以g(x)>g(0)=0,即f(x)>mx2成立.(9分) (ⅱ)若m>, 令h′(x)=0,解得x=ln(2m)>0, 当x∈(0,ln(2m)),h′(x)<0,所以h(x)即g′(x)在(0,ln(2m))上单调递减, 又因为g′(0)=0,所以当x∈(0,ln(2m))时,g′(x)<0, 从而g(x)在(0,ln(2m))上单调递减, 而g(0)=0,所以当x∈(0,ln(2m)),时,g(x)<g(0)=0,即f(x)>mx2不成立. 综上所述,m的取值范围是(﹣∞,].(12分) 34.(2016•河南模拟)已知函数h(x)=﹣ax2+1,设f(x)=h'(x)﹣2alnx,g(x)=ln2x+2a2,其中x>0,a∈R. (1)若f(x)在区间(2,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围; (2)记F(x)=f(x)+g(x),求证:F(x)≥. 解:(1)函数,h'(x)=x2﹣2ax, 函数f(x)=h'(x)﹣2alnx, ∴f(x)=x2﹣2ax﹣2alnx, ∵f(x)在区间(2,+∞)上单调递增, ∴在区间(2,+∞)上恒成立, ∴在x∈(2,+∞)上恒成立. 令,则, 当x∈(2,+∞)时,M'(x)>0,所以, ∴实数a的取值范围为. (2)证明:, 令, 则. 令Q(x)=x﹣lnx,则, 显然Q(x)在区间(0,1)上单调递减,在区间[1,+∞)上单调递增,则Q(x)min=Q(1)=1, 则,故. 35.(2016•哈尔滨校级二模)已知函数f(x)=lnx﹣x+1,函数g(x)=axex﹣4x,其中a为大于零的常数. (Ⅰ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)求证:g(x)﹣2f(x)≥2(lna﹣ln2). (Ⅰ)解:,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1分) 令f'(x)>0得0<x<1,则f(x)在(0,1)上单调递增; 令f'(x)<0得x>1,则f(x)在(1,+∞)上单调递减.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(3分) (Ⅱ)证明:g(x)﹣2f(x)=axex﹣2x﹣2lnx﹣2. 令F(x)=axex﹣2lnx﹣2x﹣2,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分) 则, 令G(x)=axex﹣2, 则G'(x)=a(x+1)ex>0,故G(x)在(0,+∞)上单调递增.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(6分) 而G(0)=﹣2<0,,故存在,使得G(x0)=0, 即.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分) 则x∈(0,x0)时,G'(x)<0,故F'(x)<0;x∈(x0,+∞)时,G'(x)>0,故F'(x)>0. 则F(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分) 故=. 故g(x)﹣2f(x)>2(lna﹣ln2).﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分) 36.(2016秋•沈河区校级期中)已知x∈(1,+∞),函数f(x)=ex+2ax(a∈R),函数g(x)=|﹣lnx|+lnx,其中e为自然对数的底数. (1)若a=﹣,求函数f(x)的单调区间; (2)证明:当a∈(2,+∞)时,f′(x﹣1)>g(x)+a. 解:(1)当a=﹣,f(x)=ex﹣e2x,x∈(1,+∞), f′(x)=ex﹣e2, 当x∈(1,2)时,f′(x)<0,f(x)在(1,2)上单调递减; 当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)在(2,+∞)上单调递增; 证明:(2)x∈(1,+∞),f′(x﹣1)=ex﹣1+2a, g(x)=|﹣lnx|+lnx=, ①1<x<e时,证明当a∈(2,+∞)时,f′(x﹣1)>g(x)+a, 即证明:ex﹣1+2a>+a,a>2, 即a>﹣ex﹣1, 只需证明h(x)=﹣ex﹣1≤2在(1,e)恒成立即可, h′(x)=﹣﹣ex﹣1<0,h(x)在(1,e)递减, h(x)最大值=h(1)=e﹣1<2, ∴a>﹣ex﹣1, ∴1<x<e时,当a∈(2,+∞)时,f′(x﹣1)>g(x)+a; ②x≥e时,证明当a∈(2,+∞)时,f′(x﹣1)>g(x)+a, 即证明:ex﹣1+2a>2lnx﹣+a,a>2, 令m(x)=ex﹣1﹣2lnx++a,(a>0,x≥e), m′(x)=﹣﹣+ex﹣1,显然m′(x)在[e,+∞)递增, 而m′(e)=≈0,m′(3)≈6, 近似看成m(x)在[e,+∞)递增, ∴m(x)>m(x0)≈m(e)=ee﹣1+a﹣1>ee﹣1+1>0, 综上,当a∈(2,+∞)时,f′(x﹣1)>g(x)+a. 37.(2016•泰安二模)已知函数f(x)=x2+mlnx+x (1)求f(x)的单调区间; (2)令g(x)=f(x)﹣x2,试问过点P(1,3)存在多少条直线与曲线y=g(x)相切?并说明理由. 解:(1)f(x)=x2+mlnx+x,(x>0), f′(x)=x++1==, ①m≥0时,f′(x)>0,函数在(0,+∞)递增, ②m<0时,令f′(x)>0,解得:x>, 令f′(x)<0,解得:x<, ∴f(x)在(0,)递减,在(,+∞)递增; (2)设切点为(x0,x0+mlnx0),则切线斜率k=1+, 切线方程为y﹣(x0+alnx0)=(1+)(x﹣x0). 因为切线过点P(1,3),则3﹣(x0+alnx0)=(1+)(1﹣x0). 即m(lnx0+﹣1)﹣2=0. …① 令g(x)=m(lnx+﹣1)﹣2(x>0),则 g′(x)=m(﹣)=, ①当m<0时,在区间(0,1)上,g′(x)>0,g(x)单调递增; 在区间(1,+∞)上,g′(x)<0,g(x)单调递减, 所以函数g(x)的最大值为g(1)=﹣2<0. 故方程g(x)=0无解,即不存在x0满足①式. 因此当m<0时,切线的条数为0. ②当m>0时,在区间(0,1)上,g′(x)<0,g(x)单调递减, 在区间(1,+∞)上,g′(x)>0,g(x)单调递增, 所以函数g(x)的最小值为g(1)=﹣2<0. 取x1=e1+>e,则g(x1)=a(1++e﹣1﹣﹣1)﹣2=ae﹣1﹣>0. 故g(x)在(1,+∞)上存在唯一零点. 取x2=e﹣1﹣<,则g(x2)=m(﹣1﹣+e1+﹣1)﹣2=me1+﹣2m﹣4=m[e1+﹣2(1+)]. 设t=1+(t>1),u(t)=et﹣2t,则u′(t)=et﹣2. 当t>1时,u′(t)=et﹣2>e﹣2>0恒成立. 所以u(t)在(1,+∞)单调递增,u(t)>u(1)=e﹣2>0恒成立, 所以g(x2)>0. 故g(x)在(0,1)上存在唯一零点. 因此当m>0时,过点P(1,3)存在两条切线. ③当m=0时,f(x)=x,显然不存在过点P(1,3)的切线. 综上所述,当m>0时,过点P(1,3)存在两条切线; 当m≤0时,不存在过点P(1,3)的切线. 38.(2016•济宁一模)已知函数. (Ⅰ)若f(x)在点(2,f(2))处的切线与直线x﹣2y+1=0垂直,求实数a的值; (Ⅱ)求函数f(x)的单调区间; (Ⅲ)讨论函数f(x)在区间[1,e2]上零点的个数. 解:(Ⅰ)f(x)的定义域是(0,+∞), ∵f(x)=lnx﹣ax2, ∴f′(x)=﹣ax=, ∵只需x﹣2y+1=0的斜率是, ∴×=﹣1, ∴a=; (Ⅱ)由(Ⅰ)得f′(x)=, 当a≤0时,f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)递增, a>0时,由f′(x)>0,得x<,由f′(x)<0,解得:x>, ∴f(x)在(0,)递增,在(,+∞)等价, 综上,当a≤0时,函数f(x)的递增区间是(0,+∞), a>0时,函数f(x)的递增区间是(0,),递减区间是(,+∞), (Ⅲ)法一:由f(x)=0,得a=, 令g(x)=,则g′(x)=, 由g′(x)>0得,1<x<,由g′(x)<0,得<x<e2, ∴g(x)在区间[1,]递增,在区间[,e2]递减, 又∵g(1)=0,g()=,g(e2)=, ∴当0≤a<或a=时,f(x)在[1,e2]上有一个零点, 当≤a<时,f(x)在[1,e2]上有2个零点, 当a<0或a>时,f(x)在[1,e2]上没有零点; 法二:由(Ⅱ)可知: 当a<0时,f(x)在[1,e2]递增,∵f(1)=﹣a>0, ∴f(x)在[1,e2]上有一个零点, 当a>0时, ①若≤1,即a≥1时,f(x)在[1,e2]递减, ∵f(1)=﹣a<0,∴f(x)在[1,e2]上没有零点; ②若1<<e2,即<a<1时,f(x)在[1,]上递增,在[,e2]递减, ∵f(1)=﹣a<0,f()=﹣lna﹣,f(e2)=2﹣ae4, 若﹣lna﹣<0,即a>时,f(x)在[1,e2]上没有零点, 若﹣lna﹣=0,即a=时,f(x)在[1,e2]上有一个零点, 若lna﹣>0,即a<时,由f(e2)=2﹣ae4>0得a<,此时f(x)在[1,e2]有一个零点, 由f(e2)=2﹣ae4≤0,得a≥,此时在[1,e2]上有2个零点, ③若≥e2,即0<a≤时,f(x)在[1,e2]单调递增, ∵f(1)=﹣a<0,f(e2)=2﹣ae4>0, ∴f(x)在[1,e2]上有1个零点, 综上,当0≤a<或a=时,f(x)在[1,e2]上有1个零点; 当≤a<时,f(x)在[1,e2]上有2个零点, 当a<0或a>时,f(x)在[1,e2]没有零点, (法三:本题还可以转化为lnx=ax2,再转化为y=lnx与y=ax2 的图象的交点个数问题, 可用数形结合的方法求解). 39.(2016•山东三模)已知函数f(x)=(2﹣a)lnx++2ax(a≥0) (1)当a=0时,求f(x)的极值; (2)当a<0时,讨论f(x)的单调性; (3)若对于任意的x1,x2∈[1,3],a∈(﹣∞,﹣2)都有|f(x1)﹣f(x2)|<(m+ln3)a﹣2ln3,求实数m的取值范围. 解:(1)依题意知f(x)的定义域为(0,+∞), 当a=0时,f(x)=2lnx+,f′(x)=, 令f′(x)=0,解得x=, 当0<x<时,f′(x)<0; 当x≥时,f′(x)>0 又∵f()=2ln+2=2﹣2ln2 ∴f(x)的极小值为2﹣2ln2,无极大值. (2)f′(x)=﹣+2a=, 当a<﹣2时,﹣<, 令f′(x)<0 得 0<x<﹣或x>, 令f′(x)>0 得﹣<x<; 当﹣2<a<0时,得﹣>, 令f′(x)<0 得 0<x<或x>﹣, 令f′(x)>0 得<x<﹣; 当a=﹣2时,f′(x)=﹣≤0, 综上所述,当a<﹣2时f(x),的递减区间为(0,﹣)和(,+∞),递增区间为(﹣,); 当a=﹣2时,f(x)在(0,+∞)单调递减; 当﹣2<a<0时,f(x)的递减区间为(0,)和(﹣,+∞),递增区间为(,﹣). (3)由(Ⅱ)可知,当a∈(﹣∞,﹣2)时,f(x)在区间[1,3]上单调递减, 当x=1时,f(x)取最大值; 当x=3时,f(x)取最小值; |f(x1)﹣f(x2)|≤f(1)﹣f(3)=(1+2a)﹣[(2﹣a)ln3++6a]=﹣4a+(a﹣2)ln3, ∵(m+ln3)a﹣ln3>|f(x1)﹣f(x2)|恒成立, ∴(m+ln3)a﹣2ln3>﹣4a+(a﹣2)ln3 整理得ma>﹣4a, ∵a<0,∴m<﹣4恒成立, ∵﹣3<a<﹣2,∴﹣<﹣4<﹣, ∴m≤﹣. 40.(2016•宁城县模拟)已知函数f(x)=lnx﹣ax. (Ⅰ)若函数f(x)在(1,+∞)上单调递减,求实数a的取值范围; (Ⅱ)当a=1时,函数有两个零点x1,x2,且x1<x2.求证:x1+x2>1. 解:(I)因为f(x)=lnx﹣ax,则, 若函数f(x)=lnx﹣ax在(1,+∞)上单调递减, 则1﹣ax≤0在(1,+∞)上恒成立, 即当x>1时恒成立,所以a≥1.(5分) (II)证明:根据题意,, 因为x1,x2是函数的两个零点, 所以,. 两式相减,可得,(7分) 即,故. 那么,. 令,其中0<t<1, 则. 构造函数,(10分) 则.因为0<t<1,所以h'(t)>0恒成立, 故h(t)<h(1),即. 可知,故x1+x2>1.(12分) 查看更多