2022届新高考数学数列压轴小题突破第22讲 零点问题之两个零点(解析版)

新高考中考查数列难度不大，但解答题中作为了必考内容，一般是解答题的前两题，会考察开放式的题型。

知识点考查比较简单，也是新高考中务必拿分题目，对于大部分人来说，数列这一知识点是不容失分的。

本专题是通过对高考中常见高考题型对应知识点的研究而总结出来的一些题目，通过本专题的学习补充巩固，让你对高考中数列题目更加熟练，做高考数列题目更加得心应手。

1、通项公式的求法 1）累加法（叠加法） 若数列{}n a 满足)()(*1N n n f a a n n ∈=-+，则称数列{}n a 为“变差数列”，求变差数列{}n a 的通项时，利用恒等式)2()1()3()2()1()()()(1123121≥-+⋅⋅⋅++++=-+⋅⋅⋅+-+-+=-n n f f f f a a a a a a a a a n n n 求通项公式的方法称为累加法。

2）累乘法（叠乘法）： 若数列{}n a 满足)()(*1N n n f a a nn ∈=+，则称数列{}n a 为“变比数列”，求变比数列{}n a 的通项时，利用)2()1()3()2()1(113423121≥-⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-n n f f f f a a aa a a a a a a a n n n 求通项公式的方法称为累乘法。

3）由数列的前n 项和n S 与n a 的关系求通项公式若已知数列{}n a 的前n 项和)(n f S n =，则不论数列{}n a 是否为等差数列或等比数列，当2≥n 时，都有)1(1--=n f S n ，可利用公式⎩⎨⎧≥-==-2,111n S S n S a n n n ，求通项。

4）构造新数列对于q pa a n n +=1-的形式，主要是利用)()(1-m a p m a n n +=+的形式进行转化；重难点01 数列对于 11-++=n n ppa a n ，主要采用m p a p a n n n n =1-1--的形式进行转化运算；对于11n-n n-n a =pa -a a 一般采用转化成=p a -a n-n 111的形式进行转化运算。

类型八隐零点问题【典例1】 已知函数f(x)＝xe x－a(x ＋ln x)． (1)讨论f(x)极值点的个数；(2)若x 0是f(x)的一个极小值点，且f(x 0)>0，证明：f(x 0)>2(x 0－x 30)．【解析】(1)解 f ′(x)＝(x ＋1)e x－a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋1x＝(x ＋1)⎝⎛⎭⎪⎫e x －a x ＝x ＋1xe x－a x ，x ∈(0，＋∞)． ①当a ≤0时，f ′(x)>0，f(x)在(0，＋∞)上为增函数，不存在极值点； ②当a>0时，令h(x)＝xe x－a ， h ′(x)＝(x ＋1)e x>0.显然函数h(x)在(0，＋∞)上是增函数，又因为当x →0时，h(x)→－a<0，h(a)＝a(e a－1)>0， 必存在x 0>0，使h(x 0)＝0.当x ∈(0，x 0)时，h(x)<0，f ′(x)<0，f(x)为减函数； 当x ∈(x 0，＋∞)时，h(x)>0，f ′(x)>0，f(x)为增函数． 所以，x ＝x 0是f(x)的极小值点．综上，当a ≤0时，f(x)无极值点，当a>0时，f(x)有一个极值点． (2)证明 由(1)得，f ′(x 0)＝0，即00e xx ＝a ， f(x 0)＝00e x x －a(x 0＋ln x 0)＝00e xx (1－x 0－ln x 0)， 因为f(x 0)>0，所以1－x 0－ln x 0>0， 令g(x)＝1－x －ln x ，g ′(x)＝－1－1x <0，g(x)在(0，＋∞)上是减函数，且g(1)＝0， 由g(x)>g(1)得x<1，所以x 0∈(0,1)， 设φ(x)＝ln x －x ＋1，x ∈(0,1)， φ′(x)＝1x －1＝1－xx，当x ∈(0,1)时，φ′(x)>0，所以φ(x)为增函数， φ(x)<φ(1)＝0，即φ(x)<0， 即ln x<x －1，所以－ln x>1－x ， 所以ln(x ＋1)<x ，所以e x>x ＋1>0.因为x 0∈(0,1)，所以0e x>x 0＋1>0,1－x 0－ln x 0>1－x 0＋1－x 0>0， 相乘得0e x(1－x 0－ln x 0)>(x 0＋1)(2－2x 0)，所以f(x 0)＝00e x x (1－x 0－ln x 0)>2x 0(x 0＋1)(1－x 0)＝2x 0(1－x 20)＝2(x 0－x 30)． 结论成立． 【方法总结】 零点问题求解三步曲(1)用零点存在性定理判定导函数零点的存在性，列出零点方程f ′(x 0)＝0，并结合f(x)的单调性得到零点的取值范围．(2)以零点为分界点，说明导函数f ′(x)的正负，进而得到f(x)的最值表达式．(3)将零点方程适当变形，整体代入最值式子进行化简证明，有时(1)中的零点范围还可以适当缩小．【典例2】已知函数f(x)＝－ln x －x 2＋x ，g(x)＝(x －2)e x－x 2＋m(其中e 为自然对数的底数)．当x ∈(0,1]时，f(x)>g(x)恒成立，求正整数m 的最大值． 【解析】解 当x ∈(0,1]时，f(x)>g(x)， 即m<(－x ＋2)e x－ln x ＋x.令h(x)＝(－x ＋2)e x－ln x ＋x ，x ∈(0,1]，所以h ′(x)＝(1－x)⎝⎛⎭⎪⎫e x －1x ，当0<x ≤1时，1－x ≥0，设u(x)＝e x －1x ，则u ′(x)＝e x＋1x 2>0，所以u(x)在(0,1]上单调递增．因为u(x)在区间(0,1]上的图象是一条不间断的曲线，且u ⎝ ⎛⎭⎪⎫12＝e －2<0，u(1)＝e －1>0，所以存在x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1，使得u(x 0)＝0， 即0e x＝1x 0，所以ln x 0＝－x 0.当x ∈(0，x 0)时，u(x)<0，h ′(x)<0； 当x ∈(x 0,1)时，u(x)>0，h ′(x)>0.所以函数h(x)在(0，x 0]上单调递减，在[x 0,1)上单调递增， 所以h(x)min ＝h(x 0)＝(－x 0＋2)0e x－ln x 0＋x 0 ＝(－x 0＋2)·1x 0＋2x 0＝－1＋2x 0＋2x 0.因为y ＝－1＋2x＋2x 在x ∈(0,1)上单调递减，又x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1，所以h(x 0)＝－1＋2x 0＋2x 0∈(3,4)， 所以当m ≤3时，不等式m<(－x ＋2)e x－ln x ＋x 对任意的x ∈(0,1]恒成立， 所以正整数m 的最大值是3.【典例3】已知函数f(x)＝x 2＋πcos x.(1)求函数f(x)的最小值；(2)若函数g(x)＝f(x)－a 在(0，＋∞)上有两个零点x 1，x 2，且x 1<x 2，求证：x 1＋x 2<π.【解析】 (1)易知函数f(x)为偶函数，故只需求x ∈[0，＋∞)时f(x)的最小值．f ′(x)＝2x －πsin x ，当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2时，设h(x)＝2x －πsin x ，h ′(x)＝2－πcos x ，显然h ′(x)单调递增，而h ′(0)＜0，h ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＞0，由零点存在性定理知，存在唯一的x 0∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，使得h ′(x 0)＝0.当x ∈(0，x 0)时，h ′(x)＜0，h(x)单调递减，当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫x 0，π2时，h ′(x)＞0，h(x)单调递增，而 h(0)＝0，h ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝0，故x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2，h(x)＜0，即x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，f ′(x)＜0，f(x)单调递减，又当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫π2，＋∞时，2x ＞π＞πsin x ，f ′(x)＞0，f(x)单调递增，所以f(x)min ＝f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝π24.(2)证明：依题意得x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2，x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，＋∞，构造函数F(x)＝f(x)－f(π－x)，x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，F ′(x)＝f ′(x)＋f ′(π－x)＝2π－2πsin x ＞0，即函数F(x)单调递增，所以F(x)＜F ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝0，即当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2时，f(x)＜f(π－x)，而x 1∈⎝⎛⎭⎪⎫0，π2，所以f(x 1)＜f(π－x 1)，又f(x 1)＝f(x 2)，即f(x 2)＜f(π－x 1)，此时x 2，π－x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，＋∞.由(1)可知，f(x)在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，＋∞上单调递增，所以x 2＜π－x 1，即x 1＋x 2＜π.【典例4】已知f(x)＝x 2－4x －6ln x.(1)求f(x)在(1，f(1))处的切线方程以及f(x)的单调性；(2)对任意x ∈(1，＋∞)，有xf ′(x)－f(x)＞x 2＋6k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1x －12恒成立，求k 的最大整数解；(3)令g(x)＝f(x)＋4x －(a －6)ln x ，若g(x)有两个零点分别为x 1，x 2(x 1＜x 2)且x 0为g(x)的唯一的极值点，求证：x 1＋3x 2＞4x 0.【解析】 (1)因为f(x)＝x 2－4x －6ln x ，所以定义域为(0，＋∞)，所以f ′(x)＝2x －4－6x ，且f ′(1)＝－8，f(1)＝－3，所以切线方程为y ＝－8x ＋5.又f ′(x)＝2x (x ＋1)(x －3)，令f ′(x)＞0解得x ＞3，令f ′(x)＜0解得0＜x ＜3，所以f(x)的单调递减区间为(0,3)，单调递增区间为(3，＋∞)．(2)xf ′(x)－f(x)＞x 2＋6k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1x －12等价于k ＜x ＋xln x x －1，记h(x)＝x ＋xln x x －1，则k<h(x)min ，且h ′(x)＝x －2－ln x (x －1)2，记m(x)＝x －2－ln x ，则m ′(x)＝1－1x ＞0，所以m(x)为(1，＋∞)上的单调递增函数，且m(3)＝1－ln 3＜0，m(4)＝2－ln 4＞0，所以存在x 0∈(3,4)，使得m(x 0)＝0，即x 0－2－ln x 0＝0，所以h(x)在(1，x 0)上单调递减，在(x 0，＋∞)上单调递增，且h(x)min ＝h(x 0)＝x 0＋x 0ln x 0x 0－1＝x 0∈(3,4)，所以k 的最大整数解为3.(3)证明：g(x)＝x 2－aln x ，则g ′(x)＝2x －a x ＝(2x ＋a )(2x －a )x ，令g ′(x)＝0，得x 0＝a 2，当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0，a 2时，g ′(x)＜0， 当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫a 2，＋∞时，g ′(x)＞0，所以g(x)在⎝⎛⎭⎪⎫0，a 2上单调递减，在⎝⎛⎭⎪⎫a 2，＋∞上单调递增，而要使g(x)有两个零点，要满足g(x 0)＜0，即g ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22－aln a2＜0⇒a ＞2e.因为0＜x 1＜a2，x 2＞a 2，令x 2x 1＝t(t ＞1)，由g(x 1)＝g(x 2)，可得x 21－aln x 1＝x 22－aln x 2，即x 21－aln x 1＝t 2x 21－aln tx 1，所以x 21＝aln t t 2－1，而要证x 1＋3x 2＞4x 0，只需证(3t＋1)x 1＞22a ，即证(3t ＋1)2x 21＞8a ，即(3t ＋1)2aln tt 2－1＞8a ，又a ＞0，t ＞1，所以只需证(3t ＋1)2ln t －8t 2＋8＞0，令h(t)＝(3t ＋1)2ln t －8t 2＋8，则h ′(t)＝(18t ＋6)ln t －7t ＋6＋1t ，令n(t)＝(18t ＋6)ln t －7t ＋6＋1t，则n ′(t)＝18ln t ＋11＋6t －1t2＞0(t ＞1)，故n(t)在(1，＋∞)上单调递增，n(t)＞n(1)＝0，故h(t)在(1，＋∞)上单调递增，h(t)＞h(1)＝0，所以x 1＋3x 2＞4x 0. 【典例5】设函数f(x)＝x 3＋ax 2＋bx ＋c. (1)求曲线y ＝f(x)在点(0，f(0))处的切线方程；(2)设a ＝b ＝4，若函数f(x)有三个不同零点，求c 的取值范围； (3)求证：a 2－3b ＞0是f(x)有三个不同零点的必要而不充分条件.【解析】(1)解 由f(x)＝x 3＋ax 2＋bx ＋c ，得f ′(x)＝3x 2＋2ax ＋b ，切线斜率k ＝f ′(0)＝b.又f(0)＝c ，所以切点坐标为(0，c).所以所求切线方程为y －c ＝b(x －0)，即bx －y ＋c ＝0. (2)解 由a ＝b ＝4得f(x)＝x 3＋4x 2＋4x ＋c ∴f ′(x)＝3x 2＋8x ＋4＝(3x ＋2)(x ＋2) 令f ′(x)＝0，得(3x ＋2)(x ＋2)＝0， 解得x ＝－2或x ＝－23，f ′(x)，f(x)随x 的变化情况如下：所以，当c ＞0且c －3227＜0时，存在x 1∈(－∞，－2)，x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－2，－23，x 3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫－23，＋∞，使得f(x 1)＝f(x 2)＝f(x 3)＝0.由f(x)的单调性知，当且仅当c ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，3227时，函数f(x)＝x 3＋4x 2＋4x ＋c 有三个不同零点.(3)证明 当Δ＝4a 2－12b ＜0时，即a 2－3b ＜0， f ′(x)＝3x 2＋2ax ＋b ＞0，x ∈(－∞，＋∞)， 此时函数f(x)在区间(－∞，＋∞)上单调递增， 所以f(x)不可能有三个不同零点.当Δ＝4a 2－12b ＝0时，f ′(x)＝3x 2＋2ax ＋b 只有一个零点，记作x 0. 当x ∈(－∞，x 0)时，f ′(x)＞0，f(x)在区间(－∞，x 0)上单调递增； 当x ∈(x 0，＋∞)时，f ′(x)＞0，f(x)在区间(x 0，＋∞)上单调递增. 所以f(x)不可能有三个不同零点.综上所述，若函数f(x)有三个不同零点，则必有Δ＝4a 2－12b ＞0， 故a 2－3b ＞0是f(x)有三个不同零点的必要条件.当a ＝b ＝4，c ＝0时，a 2－3b ＞0，f(x)＝x 3＋4x 2＋4x ＝x(x ＋2)2只有两个不同零点， 所以a 2－3b ＞0不是f(x)有三个不同零点的充分条件. 因此a 2－3b ＞0是f(x)有三个不同零点的必要而不充分条件. 【典例6】已知函数()ln()(0)x af x ex a a -=-+>.（1）证明：函数()'f x 在(0,)+∞上存在唯一的零点； （2）若函数()f x 在区间(0,)+∞上的最小值为1，求a 的值. 【答案】（1）证明见解析；（2）12（1）求解出导函数，分析导函数的单调性，再结合零点的存在性定理说明()'f x 在(0,)+∞上存在唯一的零点即可；（2）根据导函数零点0x ，判断出()f x 的单调性，从而()min f x 可确定，利用()min 1f x =以及1ln y x x=-的单调性，可确定出0,x a 之间的关系，从而a 的值可求. 【详解】（1）证明：∵()ln()(0)x af x ex a a -=-+>，∴1()x a f x e x a-'=-+. ∵x a e -在区间(0,)+∞上单调递增，1x a+在区间(0,)+∞上单调递减， ∴函数()'f x 在(0,)+∞上单调递增.又1(0)a aaa e f e a ae--'=-=，令()(0)a g a a e a =->，()10ag a e '=-<， 则()g a 在(0,)+∞上单调递减，()(0)1g a g <=-，故(0)0f '<. 令1m a =+，则1()(1)021f m f a e a ''=+=->+ 所以函数()'f x 在(0,)+∞上存在唯一的零点.（2）解：由（1）可知存在唯一的0(0,)x ∈+∞，使得()00010x af x ex a-'=-=+，即001x a e x a-=+（*）. 函数1()x af x e x a-'=-+在(0,)+∞上单调递增. ∴当()00,x x ∈时，()0f x '<，()f x 单调递减；当()0,x x ∈+∞时，()0f x '>，()f x 单调递增.∴()()0min 00()ln x af x f x ex a -==-+.由（*）式得()()min 0001()ln f x f x x a x a==-++. ∴()001ln 1x a x a-+=+，显然01x a +=是方程的解. 又∵1ln y x x=-是单调递减函数，方程()001ln 1x a x a -+=+有且仅有唯一的解01x a +=，把01x a =-代入（*）式，得121a e -=，∴12a =，即所求实数a 的值为12.【典例7】已知函数()xf x xe =，()lng x x x =+． （1）令()()()h x f x eg x =-，求()h x 的最小值；（2）若()()()21f x g x b x -≥-+恒成立，求b 的取值范围． 【答案】（1）0；（2）(],2-∞．（1）有题意知，()()ln xh x xe e x x =-+，()0,x ∈+∞，根据导数求出函数的单调性，由此可求出函数的最小值；（2）原不等式等价于ln 1x xe x x b x+--≥在()0,x ∈+∞上恒成立，令()ln 1x xe x x t x x +--=，求导得()22ln x x e x t x x+'=，令()2ln xx x e x ϕ=+，易得()x ϕ在()0,1存在唯一的零点0x ，即0020e n 0l x x x +=，得01ln 001ln x x x e e x ⎛⎫= ⎪⎝⎭，结合函数xy xe =的单调性得0001ln ln x x x ==-，001x e x =，由此可求出答案．【详解】解：（1）有题意知，()()ln xh x xe e x x =-+，()0,x ∈+∞，∴()()()1111xx e h x x e e x e x x ⎛⎫⎛⎫'=+-+=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭， ∴当()0,1x ∈，()0h x '<，即()h x 在()0,1上单调递减， 当()1,x ∈+∞，()0h x '>，即()h x 在()1,+∞上单调递增， 故()()10h x h ≥=， ∴()h x 的最小值为0；（2）原不等式等价于()()ln 21xxe x x b x -+≥-+，即ln 1x xe x x bx +--≥，在()0,x ∈+∞上恒成立，等价于ln 1x xe x x b x +--≥，在()0,x ∈+∞上恒成立，令()ln 1x xe x x t x x +--=，()0,x ∈+∞，∴()22ln x x e xt x x +'=，令()2ln xx x e x ϕ=+，则()x ϕ为()0,∞+上的增函数，又当0x →时，()x ϕ→-∞，()10e ϕ=>，∴()x ϕ在()0,1存在唯一的零点0x ，即0020e n 0l xx x +=，由0001ln 2000000ln 1ln 0ln x x x x x e x x e e x x ⎛⎫+=⇔=-= ⎪⎝⎭， 又有xy xe =在()0,∞+上单调递增，∴0001lnln x x x ==-，001x e x =，∴()()00000min 0ln 12x x e x x t x t x x +--===⎡⎤⎣⎦，∴2b ≤，∴b 的取值范围是(],2-∞．【典例8】已知函数()()22e xx x f a x =-+.（1）讨论函数()f x 的单调性； （2）当1a =时，判断函数()()21ln 2g x f x x x -+=零点的个数，并说明理由. 【答案】（1）答案见解析；（2）()g x 只有一个零点，理由见解析.（1）求出导数()'f x ，按a 分类讨论确定()'f x 的正负，得函数的单调性；（2）求出导函数()'g x ，对其中一部分，设()1e xh x x=-(0x >)，用导数确定它的零点0(0,1)x ∈，这样可确定()g x 的单调性与极值，然后结合零点存在定理确定结论．【详解】（1）()f x 的定义域为R ，()()()()2222e 2e 2e xxxx x x a f x a x =-+-+=+-'，当2a ≥时，()0f x '≥，则()f x 在R 上是增函数； 当2a <时，()(2(2)e e xx x a x x f x ⎡⎤=--=⎣⎦'，所以()0x f x =⇔='()0x f x >⇔<'x >； ()0f x x ⇔<<'<所以()f x在(上是减函数，在(,-∞和)+∞上是增函数.（2）当1a =时，()()2211e ln 2x g x x x x =--+，其定义域为()0,∞+， 则()()()1e 11x g x x x x '=+--⎛⎫ ⎪⎝⎭.设()1e xh x x =-(0x >)，则()21e 0xh x x'=+>，从而()h x 在()0,∞+上是增函数，又1202h ⎛⎫=<⎪⎝⎭，()1e 10h =->， 所以存在01,12x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，使得()0001e 0x h x x =-=，即001e x x =，00ln x x =-. 列表如下：由表格，可得()g x 的极小值为()112g =-；()g x 的极大值为()()022222000000000002111111e ln 2222x x x g x x x x x x x x x -+=--+=--=-+-因为()0g x 是关于0x 的减函数，且01,12x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，所以()03128g x -<<-，所以()g x 在(]0,1内没有零点. 又()1102g =-<，()22e 2ln 20g =-+>， 所以()g x 在()1,+∞内有一个零点. 综上，()g x 只有一个零点.【典例9】函数()ln f x x =，()22=--+g x x x m .（1）若m e =，求函数()()()F x f x g x =-的最大值；（2）若()()()22+≤--xf xg x x x e 在2(]0,x ∈恒成立，求实数m 的取值范围. 【答案】（1）()max 2F x e =-；（2）[)ln 2,+∞.（1）根据题意，代入m e =，求导利用导数研究函数单调性，进而求最值.（2）根据题意，则2()()(2)xf xg x x x e +<--在2(]0,x ∈恒成立，提取参数转化成(2)ln 2x m x e x x >-+-+在2(]0,x ∈恒成立问题，设()(2)ln 2xh x x e x x =-+-+，对函数设()h x 求导，分析函数单调性，进而求解函数最值，即可求解参数取值范围.【详解】（1）()2ln 2=-++-F x x x x m ，故()(21)(1)+-'=-x x F x x. 由()0F x '>得，01x <<；由()0F x '<得，1x >.∴()F x 在()0,1递增，在()1,+∞递减.∴()()max 12==-F x F e .（2）∵()()()22+≤--xf xg x x x e 在2(]0,x ∈恒成立 ∴()2ln 2≥-+-+xm x e x x 在2(]0,x ∈恒成立. 设()()2ln 2=-+-+x h x x e x x ，则()()111'=-+-x h x x e x. 当1x >时，10x ->，且x e e >，11x <，∴110x e e x->->，∴()0h x '>. 当01x <<时，10x -<，设()1x u x e x =-，()210x u x e x=+>'.∴()u x 在()0,1递增，又1202u ⎛⎫=< ⎪⎝⎭，()110u e =->. ∴01,12x ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭，使得()00u x =. ∴当()00,x x ∈时，()0u x <；当()0,1x x ∈时，()0u x >.∴当()00,x x ∈时，()0h x '>；当()0,1x x ∈时，()0h x '<.∴函数()h x 在()00,x 递增，在()0,1x 递减，在()1,2递增.由()00010x u x e x =-=得001x e x =，且00ln x x =-. ∴()()()0000000000112ln 222232x h x x e x x x x x x x ⎛⎫=-+-+=--+=-+ ⎪⎝⎭ ∵01,12x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，∴()00h x <，又()2ln20=>h 则当2(]0,x ∈时，()()max 2ln2==h x h ，则m 的取值范围是[)ln 2,+∞.【典例10】已知函数()()1ln f x a x x x =-+的图象在点()()22,A e f e （e 为自然对数的底数）处的切线斜率为4．（1）求实数a 的值；（2）若m Z ∈，且()()11m x f x -<+对任意1x >恒成立，求m 的最大值．【答案】（1）2a =；（2）m 的最大值为3．（1）由题意得出()24f e '=，进而可求得实数a 的值； （2）求得()ln f x x x x =+，由参变量分离法得出ln 11x x x m x ++<-，构造函数()ln 11x x x g x x ++=-，利用导数求出函数()y g x =在区间()1,+∞上的最小值，进而可得出整数m 的最大值. 【详解】（1）()()1ln f x a x x x =-+，()ln f x x a ∴'=+，函数()()1ln f x a x x x =-+的图象在2x e =处的切线斜率为4，()24f e∴'=， 即2ln 4a e +=，因此，2a =；（2）由（1）知()ln f x x x x =+． ()()1m x f x -<对任意1x >恒成立，()1ln 111f x x x x m x x +++∴<=--对任意1x >恒成立， 令()ln 11x x x g x x ++=-，则()()()()()()22ln 21ln 1ln 311x x x x x x x g x x x +--++--==--'，令()ln 3u x x x =--，则()11u x x'=-， 1x >，()0u x ∴'>，()ln 3u x x x ∴=--在()1,+∞为增函数，()41ln 40u =-<，()52ln50u =->，∴存在()04,5x ∈，使()000ln 30u x x x =--=，当()01,x x ∈时，()0g x '<，函数()y g x =单调递减；当()0,x x ∈+∞时，()0g x '>，函数()y g x =单调递增.()()()00000000min 0031ln 1111x x x x x x g x g x x x x +-+++∴====---， 故有01m x <-对1x >恒成立．()04,5x ∈，()013,4x ∴-∈，因此，m 的最大值为3．【典例11】已知函数2()( 2.718)x f x e ax e =-=.（1）若()f x 在(0)+∞，有两个零点，求a 的取值范围； （2）2()(()1)x g x e f x ax x =+--，证明：()g x 存在唯一的极大值点0x ，且0321()4g x e <<. 【答案】（1）24e a >；（2）证明见解析. （1）设函数2()1x p x ax e -=-，求出导数，讨论a 的范围结合()p x 的变化情况以及零点存在性定理即可求出a 的取值范围；（2）求出()g x 的导数()(22)x x g x =e e x '--，构造函数()2xh x =2e x --，利用导数判断()h x 的变化情况即可()g x 存在唯一的极大值点0x ，再根据()g x 的性质证明不等式.【详解】（1）设函数2()1xp x ax e -=-.()f x 在(0,)+∞有两个零点当且仅当()p x 在(0,)+∞有两个零点. （i ）当0a ≤时，()0p x >，()p x 没有零点；（ii ）当0a >时，()(2)x p x ax x e -'=-.当(0,2)x ∈时，()0p x '<；当(2,)x ∈+∞时，()0p x '>.所以()p x 在(0,2)单调递减，在(2,)+∞单调递增. 故24(2)1a p e =-是()p x 在[)0,+∞的最小值. ①若(2)0p >，即24e a <，()p x 在(0,)+∞没有零点； ②若(2)=0p ，即24e a=，()p x 在(0,)+∞只有一个零点； ③若(2)0p <，即24e a >，由于(0)1p =，所以()p x 在(0,2)有一个零点， 当0x >时，易证21xe x>，所33342241616161(4)11110()(2)a a a a a p a e e a a =-=->-=->. 故()p x 在(2,4)a 也有一个零点，因此()p x 在(0,)+∞有两个零点.综上，()f x 在(0,)+∞有两个零点时，24e a >. （2）证明：()(1)x x g x =e e x --，故()(22)x x g x =e e x '--，令()2xh x =2e x --，()1x h x =2e '-， 所以()h x 在1(,ln )2-∞上单调递减，在1(ln )2+∞，上单调递增， (0)0h =，1211(ln )2ln 21022ln h =2e ln --=-<，22(2)(2)202h =2e =e ----->， 1(2)(ln )02h h -<由零点存在性定理及()h x 的单调性知， 方程()0h x =在1(2,ln )2-有唯一根， 设为0x 且0020x2e x =--，从而()h x 有两个零点0x 和0， 所以()g x 在0(,)x -∞单调递增，在0()x 0，上单调递减，在(0+)∞，单调递增， 从而()g x 存在唯一的极大值点0x 即证，由0020x 2e x =--得0022x x +e =，01x ≠-， 002000000000222111()(1)(1)()(2)224444x x x x x x g x e e x x x x =++-++∴=--=--=-+≤（）取等不成立，所以01()4g x <得证， 又012ln 2x -<<，()g x 在0,x ∞（-）单调递增， 所以2242032()(2)(2)1g x g e e e e e ----⎡⎤>-=---=+>⎣⎦得证. 从而0321()4g x e <<.。

突破2 利用导数研究与函数零点有关的问题必备知识预案自诊知识梳理1。

函数的零点、方程的根、曲线的交点,这三个问题本质上同属一个问题，它们之间可相互转化，这类问题的考查通常有两类：（1）讨论函数零点或方程实数根的个数；(2）由函数零点或方程的根的情况求参数的取值范围.2.利用导数研究函数零点的方法方法一：(1)求函数f(x）的单调区间和极值；（2）根据函数f(x）的性质作出图象;(3)判断函数零点的个数.方法二：(1）求函数f（x）的单调区间和极值;(2）分类讨论，判断函数零点的个数.3.求解导数应用题宏观上的解题思想(1)借助导函数(正负)研究原函数(单调性）,重点是把导函数“弄熟悉";（2)为了把导函数“弄熟悉"采取的措施:①通分；②二次求导或三次求导;③画出导函数草图。

关键能力学案突破考点判断、证明或讨论函数零点个数x2(其中k∈R)。

【例1】设函数f（x）=(x-1）e x-k2(1)略；(2）当k>0时，讨论函数f(x)的零点个数.解题心得有关函数的零点问题的解决方法主要是借助数形结合思想，利用导数研究函数的单调性和极值，利用函数的单调性模拟函数的图象，根据函数零点的个数的要求，控制极值点函数值的正负，从而解不等式求出参数的取值范围。

对点训练1（2020湖南湘潭三模，理21)设函数f（x)=ln x，g（x)=mx-m。

2x（1）当m=-1时,求函数F（x）=f(x)+g(x)的零点个数；(2）若∃x0∈［1,+∞）,使得f(x0)<g（x0）,求实数m的取值范围.考点与函数零点有关的证明问题【例2】（2019全国1,理20）已知函数f（x)=sin x—ln(1+x)，f'（x)为f（x)的导数.证明：（1）f’（x）在区间(-1,π2)存在唯一极大值点；（2）f(x)有且仅有2个零点.解题心得1。

如果函数中没有参数，一阶导数求出函数的极值点，判断极值点大于0小于0的情况，进而判断函数零点的个数.2.如果函数中含有参数，往往一阶导数的正负不好判断,这时先对参数进行分类，再判断导数的符号，如果分类也不好判断，那么需要对一阶导函数进行求导，在判断二阶导数的正负时，也可能需要分类。

2022届高考数学压轴题1．已知函数f（x）＝xlnx−12（a+1）x2﹣x．（1）若a＝1，求曲线y＝f（x）在点（1，f（1））处的切线方程；（2）若对任意的x∈[e﹣1，e]都有f（x）≥﹣1，求实数a的取值范围．【解答】解：（1）f（x）＝xlnx﹣x2﹣x的导数为f′（x）＝1+lnx﹣2x﹣1＝lnx﹣2x，可得曲线y＝f（x）在点（1，f（1））处的切线斜率为k＝f′（1）＝﹣2，f（1）＝﹣2，则曲线y＝f（x）在点（1，f（1））处的切线方程为y+2＝﹣2（x﹣1），即为y＝﹣2x；（2）对任意的x∈[e﹣1，e]都有f（x）≥﹣1，所以f（1）=−12（a+1）﹣1≥﹣1，所以a≤﹣1．下面证明当a≤﹣1时，对任意的x∈[e﹣1，e]时，都有f（x）≥﹣1．易得f′（x）＝lnx﹣（a+1）x，①若a+1≤﹣e，即a≤﹣e﹣1，当x∈[e﹣1，e]时，f′（x）＝lnx﹣（a+1）x≥0，所以f（x）在[e﹣1，e]上递增，所以当x∈[e﹣1，e]时，f（x）≥f（e﹣1）＝﹣e﹣1−12（a+1）e﹣2﹣e﹣1≥−32e﹣1＞﹣1，满足题意，故a≤﹣e﹣1；②若﹣e＜a+1≤0，即﹣e﹣1＜a≤﹣1，设h（x）＝lnx﹣（a+1）x（x∈[e﹣1，e]），则易得h（x）＝lnx﹣（a+1）x在（x∈[e﹣1，e]递增，又h（1）＝﹣（a+1）≥0，h（e﹣1）＝﹣1﹣（a+1）e﹣1＜0，所以h（x）＝lnx﹣（a+1）x在[e﹣1，1]上存在零点，设为x0，则lnx0﹣（a+1）x0＝0，所以f（x）在[e﹣1，x0）递减，在（x0，e]递增，所以当x∈[e﹣1，e]时，f（x）≥f（x0）＝x0lnx0−12（a+1）x02﹣x0=12x0lnx0﹣x0，设g（x）=12xlnx﹣x（x∈[e﹣1，1]），则g′（x）=12lnx−12＜0，所以g（x）=12xlnx﹣x在（e﹣1，1]递减，所以g（x）≥g（﹣1）＝﹣1，所以当﹣e﹣1＜a≤﹣1时，f（x）≥﹣1，满足题意．综上可得，a 的取值范围是（﹣∞，﹣1]．2．已知抛物线C ：x 2＝2py （p ＞0）的焦点是F ，直线l ：2kx ﹣2y +1＝0恰好经过F ，且与C 相交于不同的两点A ，B ，抛物线C 在A ，B 两点处的切线相交于点P ． （Ⅰ）求证：点P 在定直线y =−12上；（Ⅱ）点E （0，t ），当AF →=2FB →时，D 为线段AB 的中点，且满足DE →•DF →=0，求四边形APBE 的面积四边形S 四边形APBE ．【解答】解：（Ⅰ）证明：∵直线l ：2kx ﹣2y +1＝0恰好经过F （0，12）， ∴p ＝1，抛物线方程为x 2＝2y ．联立{y =kx +12x 2=2y，整理可得x 2﹣2kx ﹣1＝0， △＝4（k 2+1）＞0，设A （x 1，y 1），B （x 2，y 2），则x 1+x 2＝2k ，x 1x 2＝﹣1，因为y =x 22的导数为y ′＝x ，所以抛物线在A （x 1，x 122）处的切线方程为：y =x 1x −x 122， 同理抛物线在B （x 2，x 222）处的切线方程为y =x 2x −x 222． 联立①②可得{x =x 1+x 22=k y =−12，即点P 的坐标为（k ，−12）． ∴点P 在定直线y =−12上；（Ⅱ）∵AF →=2FB →，∴x 1＝﹣2x 2，又x 1+x 2＝2k ，∴x 1＝4k ，x 2＝﹣2k ，代入x 1x 2＝﹣1，解得k =±√24． 由对称性可知，求四边形APBE 的面积只需取k =√24，AB =√1+k 2√(x 1−x 2)2−4x 1x 2=√1+k 2⋅√4k 2+4=2（1+k 2）=94，设AB 的中点为D ，则x D =x 1+x 22=k =√24，y D =kx D +12=58，即可得D （√24，58）． ∵E （0，t ），DE →⋅DF →=0，∴216+18×(58−t)=0，解得t =138， 将直线AB 方程√24x −y +12=0化为x −2√2y +√2=0，则点E到AB的距离d1=|0−2√2×138+√2|√1+8=3√24．所以S△ABE=12|AB|•d1=27√232，由（Ⅰ）知两切线的交点P的坐标（k，−1 2），又k=√24，此时P的坐标（√24，−12），则点P到AB的距离d2=|√24−2√2×(−12)+√2|√1+8=3√24，∴S△ABP=12|AB|•d2=27√232．又已知P，E两点在AB的同侧，所以S四边形APBE＝S△ABE+S△ABP=27√232+27√232=27√216．。

2022届高考数学压轴题1．已知函数f（x）＝ln（x+1）﹣ax．（Ⅰ）讨论f（x）的单调性；（Ⅱ）当a＞0时，求函数g（x）＝2a2f（x﹣1）﹣x2+2a3（x﹣1）在（1，e）内的零点个数．【解答】解：（Ⅰ）由题可知函数的定义域为（﹣1，+∞），f′（x）=1x+1−a，所以当a≤0时，f′（x）＞0恒成立，函数f（x）在（﹣1，+∞）上单调递增；当a＞0时，令f′（x）＞0得x＜1a−1，函数f（x）在（﹣1，1a−1）上单调递增；令f′（x）＜0得x＞1a−1，函数f（x）在（1a−1，+∞）上单调递减．（Ⅱ）由题意得g（x）＝2a2lnx﹣x2，则g′（x）=2a2x−2x=2(a+x)(a−x)x（x＞0，a＞0），所以当0＜x＜a时，g′（x）＞0；当x＞a时，g′（x）＜0，所以g（x）在（0，a）上单调递增，在（a，+∞）上单调递减，所以g（x）max＝g（a）＝2a2lna﹣a2＝a2（2lna﹣1），①当0＜a＜√e时，g（x）≤g（x）max＜0，函数g（x）在（1，e）内无零点；②当a=√e时，函数在（0，+∞）内有唯一零点√e，而√e∈（1，e），所以函数g（x）在（1，e）内有1个零点；③当a＞√e时，g（1）＜0，g（a）＝a2（2lna﹣1）＞0，g（e）＝2a2﹣e2，若g（e）≥0，即a≥√22e，g（x）在（1，e）内只有1个零点；若g（e）＜0，即√e＜a＜√22e，函数g（x）在（1，e）内有2个零点．综上所述，当0＜a＜√e时，函数g（x）在（1，e）内无零点；当√e＜a＜√22e时，函数g（x）在（1，e）内有2个零点；当a≥√22e或a=√e时，g（x）在（1，e）内只有1个零点．2．已知抛物线C：y2＝2px的焦点与圆x2+y2﹣2x﹣3＝0的圆心重合．（Ⅰ）求抛物线的方程；（Ⅱ）y ＝2与抛物线C 的交点为A ，点M ，N 为C 上两点，且k AM +k AN ＝﹣1（k AM ，k AN 分别为直线AM ，AN 的斜率），过点A 作AD ⊥MN ，D 为垂足．证明：存在定点Q ，使得|DQ |为定值．【解答】解：（Ⅰ）x 2+y 2﹣2x ﹣3＝0即（x ﹣1）2+y 2＝4，可得圆心的坐标为（1，0）， 即有抛物线的焦点坐标为（1，0），即p 2=1，可得p ＝2， 则抛物线的方程为y 2＝4x ；（Ⅱ）证明：由题意可得A （1，2），当直线MN 的斜率存在时，由题意可得MN 的斜率不为0，设直线MN 的方程为y ＝kx +b （k ≠0），M （x 1，y 1），N （x 2，y 2），联立{y =kx +b y 2=4x，消去y 可得k 2x 2+（2kb ﹣4）x +b 2＝0， △＝16﹣16kb ＝0，故kb ＜1，则x 1+x 2=4−2kbk 2，x 1x 2=b2k 2，消去x 可得ky 2﹣4y +4b ＝0，△＝16﹣16kb ＞0，故kb ＜1，则y 1+y 2=4k ，y 1y 2=4b k ，因为k AM +k AN ＝﹣1，所以y 1−2x 1−1+y 2−2x 2−1=−1，整理可得（y 1﹣2）（x 2﹣1）+（y 2﹣2）（x 1﹣1）＝﹣（x 1﹣1）（x 2﹣1），即x 2（kx 1+b ）+x 1（kx 2+b ）﹣2（x 1+x 2）﹣（y 1+y 2）+4＝﹣x 1x 2+（x 1+x 2）﹣1， 即（2k +1）x 1x 2+（b ﹣3）（x 1+x 2）﹣（y 1+y 2）+5＝0，即（2k +1）•b 2k 2+（b ﹣3）•4−2kbk 2−4k +5＝0，整理可得5k 2+6kb +b 2+4b ﹣4k ﹣12＝0，即（k +b ﹣2）（5k +b +6）＝0，由题意可得MN 不过点A ，故k +b ﹣2≠0，所以5k +b +6＝0，则直线MN 的方程为y ＝k （x ﹣5）﹣6，所以直线MN 过定点P （5，﹣6）；当直线MN 的斜率不存在，设方程为x ＝t ，则M （t ，2√t ），N （t ，﹣2√t ），由k AM +k AN ＝﹣1可得2−2√t 1−t +2+2√t 1−t =−1， 即41−t =−1，解得t ＝5，也过定点P （5，﹣6），综上可得，直线MN 过定点P （5，﹣6）．取AP的中点Q，则Q（3，﹣2），此时始终有|QD|=12|AP|＝2√5为定值．。

分段函数零点问题--新高考数学函数压轴小题专题突破1．已知函数3,21(),20x x a x x f x a e x x ⎧---⎪⎪+=⎨⎪--<<⎪⎩恰有3个零点，则实数a 的取值范围为()A ．11(,3e --B ．211(,)e e--C ．221[,)3e--D ．21[,)33--【解析】解：函数3,21(),20x x a x x f x a e x x ⎧---⎪⎪+=⎨⎪--<<⎪⎩，可得2x -时，31x a x =-+，函数1xy x =+的图象如图：方程至多一个解，此时满足132a <-，可得2[3a ∈-，1)3-．当(2,0)x ∈-时，x ae x=，即x a xe =，x y xe =，可得(1)x y e x '=+，令(1)0x e x +=，可得1x =-，(2,1)x ∈--时，0y '<，函数是减函数，(1,0)x ∈-时，函数是增函数，函数的最小值为：1e -，2x =-时，22y e =-，方程有两个解，可得212(,a e e∈--，综上，函数3,21(),20x xa x x f x a e x x ⎧---⎪⎪+=⎨⎪--<<⎪⎩恰有3个零点，满足11(,)3a e ∈--，故选：A ．2．已知函数21(),12()54,12xx f x x x x ⎧⎪⎪=⎨⎪-+->⎪⎩，若函数()y f x a =-恰有3个零点，则实数a 的取值范围是()A ．1(0,)2B ．1(2，3)2C ．1(2，52D ．3(2，52【解析】解：由题意可得函数21(,12()54,12xx f x x x x ⎧⎪⎪=⎨⎪-+->⎪⎩的图象和直线y a =有3个交点，如图所示：故应有1322a <<，故选：B．3．已知函数21(),12()54,12xx f x x x x ⎧⎪⎪=⎨⎪-+->⎪⎩，若函数3()2g x x a =-，其中a R ∈，若函数()()y f x g x =-恰有3个零点，则实数a 的取值范围是()A ．15(0,)16B ．15(16，1)C ．16(1,15D ．5(1,)4【解析】解：由()()0y f x g x =-=得()()f x g x =，作出两个函数()f x 和()g x 的图象，则1(1,)2A ，当()g x 经过点A 时，()f x 与()g x 有2个交点，此时g （1）3122a =-=，此时1a =，当()g x 与()f x 在1x >相切时，此时()f x 与()g x 有2个交点由253422x x x a -+-=-，即255022x x a -+-=，由判别式△0=得255(4()022a --=，得1516a =，要使()f x 与()g x 有3个交点，则()g x 位于这两条线之间，则a 满足15(16a ∈，1)，故选：B．4．已知函数11,2()2,2x x f x lnx x ⎧+⎪=⎨⎪>⎩，方程()0f x ax -=恰有3个不同实根，则实数a 的取值范围是()A ．21(,2ln e B ．1(0,)2C ．1(0,)e D ．11(,)2e 【解析】解：作函数11,2()2,2x x f x lnx x ⎧+⎪=⎨⎪>⎩与y ax =的图象如下，，直线l 是y lnx =的切线，设切点为(,)x lnx ，故1()lnx lnx x x='=，故x e =，故1l k e=；直线m 过点(2,2)ln ，故22m ln k =；结合图象可知，实数a 的取值范围是2(2ln ，1e，故选：A ．5．已知函数3(1),0()(1),0xx x f x x e x ⎧-=⎨-+<⎩，若函数()()g x f x a =-有3个零点，则实数a 的取值范围是()A ．21(0,)e B ．21(1,)e -C ．2(e -，1)-D ．(,1)-∞-【解析】解：3(1),0()(1),0xx x f x x e x ⎧-=⎨-+<⎩，∴函数()()g x f x a =-有3个零点⇔方程()f x a =有3个根()y f x ⇔=与y a =有三个交点，由23(1),0()(2),0xx x f x x e x ⎧-'=⎨-+<⎩得：当2x =-时，函数()f x 取得极大值21e；lim ()x f x →+∞=+∞，lim ()0x f x →-∞=在同一坐标系中作出两函数的图象如下：由图可知，当210a e <<时，()y f x =与y a =有三个交点，即函数()()g x f x a =-有3个零点．故选：A ．6．已知函数22(0)()2(0)x m x f x x mx x ⎧->=⎨--⎩，若函数()()g x f x m =-恰有3个零点，则实数m 的取值范围是()A ．1(,)2-∞B ．(,1)-∞C ．1(2，1)D ．(1,)+∞【解析】解：二次函数22y x mx =--最多只能有两个零点，要使函数()()g x f x m =-恰有3个零点，所以2x y m =-在区间(0,)+∞必须有一个零点，所以1m >，当1m >时，二次函数22y x mx =--与横轴的负半轴交点有两个(0,0)和(2,0)m -，故原函数有3个零点，综上，实数m 的取值范围是：(1,)+∞故选：D ．7．已知函数(1),01()1,40x ln x x e f x e x +<-⎧=⎨--⎩，若函数1()|()|||g x f x x a e =--恰有3个零点，则a 的取值范围是()A ．[1-，2)e -B ．[1-，0)(0⋃，2)e -C ．3[4e e --，0)D ．[1-，0)(0⋃，34)e e +-【解析】解：令()0g x =可得1|()|||f x x a e =-，∴函数|()|y f x =与1||y x a e=-的图象有三个交点．作出函数(1),01|()|1,40xln x x e y f x e x +<-⎧==⎨--⎩的图象如图所示：设直线1()y x a e =-与曲线|()|f x 在(0，1]e -上的图象相切，切点0(x ，0)y ，则00000111(1)1()x e y ln x y x a e ⎧=⎪+⎪⎪=+⎨⎪⎪=-⎪⎩，解得01x e =-，1a =-，设直线1()y x a e =--与曲线|()|f x 在(4,0)-上相切，切点为1(x ，1)y ，则0000111()x x e e e y x a y e⎧-=-⎪⎪-=⎨⎪⎪--=⎩，解得01x =-，2a e =-．∴当1a <-或2a e -时，函数|()|y f x =与1||y x a e=-的图象最多只有2个交点，不符合题意；排除C ，D ；当0a =时，函数|()|y f x =与1||y x a e=-的图象只有2个交点，不符合题意；排除A ；故选：B ．8．已知函数22,0()0x x x x f x x e⎧-=>⎩，若关于x 的方程()10f x a -+=恰有3个不同的实数根，则实数a 的取值范围为()A ．21)2e+B ．1(1,1)e+C ．1(0,1)2e +D ．1(,1)e【解析】解：当0x >时，()f x =()f x '=，令()0f x '=，得12x =，1(0,2x ∈时，()0f x '>，1,2x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时，()0f x '<()f x ∴在1(0,)2递增，在1(2，)+∞递减，所以函数()f x 的图形如下：根据图象可得：方程()10f x a -+=恰有3个不同的实数根时，101()2a f <-<12()22f e =，实数a 的取值范围为2(1,12e+．故选：A．9．已知函数[],0()([]1,0x x f x x x x⎧⎪=⎨<⎪⎩表示不超过x 的最大整数），若()0f x ax -=有且仅有3个零点，则实数a 的取值范围是()A ．12(,]23B ．12[,)23C ．23[,34D ．23(,]34【解析】解：当01x <时，[]0x =，当12x <时，[]1x =，当23x <时，[]2x =，当34x <时，[]3x =，若()0f x ax -=有且仅有3个零点，则等价为()f x ax =有且仅有3个根，即()f x 与()g x ax =有三个不同的交点，作出函数()f x 和()g x 的图象如图，当1a =时，()g x x =与()f x 有无数多个交点，当直线()g x 经过点(2,1)A 时，即g （2）21a ==，12a =时，()f x 与()g x 有两个交点，当直线()g x 经过点(3,2)B 时，即g （3）32a ==，23a =时，()f x 与()g x 有三个交点，要使()f x 与()g x ax =有三个不同的交点，则直线()g x 处在过12y x =和23y x =之间，即1223a<，故选：A．10．已知函数221,20(),0x x x x f x e x ⎧--+-<=⎨⎩，若函数()()2g x f x ax a =-+存在零点，则实数a 的取值范围为()A ．31[,]4e -B ．31(,][,)4e -∞-+∞ C ．211[,]4e -D ．21(,][,)4e -∞-+∞ 【解析】解：函数()()2g xf x ax a =-+存在零点，即方程()2f x ax a =-存在实数根，即函数()y f x =与(2)y a x =-的图象有交点，如图所示：直线(2)y a x =-恒过定点(2,0)，过点(2,1)-和点(2,0)的直线的斜率101224k -==---，设直线(2)y a x =-与x y e =相切于点0(x ，0)x e ，则切点处的导数值为0x e ，则过切点的直线方程为：000()x x y e e x x -=-，又切线过点(2,0)，则000(2)x x e e x -=-，03x ∴=，此时切线的斜率为：3e ，由图可知，要使函数()()2g x f x ax a =-+存在零点，则实数a 的取值范围为：14a -或3a e ，故选：B ．11．已知函数11,1()3,1x x f x lnx x ⎧+⎪=⎨⎪>⎩，若方程()0f x ax -=恰有两个不同的根，则实数a 的取值范围是()A ．1(0,3B ．1[3，1eC ．1(e ，4]3D ．(-∞，40][3，)+∞【解析】解： 方程()0f x ax -=恰有两个不同实数根，()y f x ∴=与y ax =有2个交点，又a 表示直线y ax =的斜率，1x ∴>时，1y x'=，设切点为0(x ，0)y ，01k x =，∴切线方程为0001()y y x x x -=-，而切线过原点，01y ∴=，0x e =，1k e=，∴直线1l 的斜率为1e ，又 直线2l 与113y x =+平行，∴直线2l 的斜率为13，∴实数a 的取值范围是1[3，1)e故选：B ．12．已知函数221,(20)()3,(0)ax x x f x ax x ⎧++-<=⎨->⎩有3个零点，则实数a 的取值范围是()A ．3(4，1)B ．1(4，1)C ．(0,1)D ．(,1)-∞【解析】解：()f x 由3个零点，()f x ∴在(2-，0]上有2个零点，在(0,)+∞上有1个零点．∴441012044040a aa a a -+>⎧⎪⎪-<-<⎪⎨-⎪<⎪⎪>⎩，解得314a <<．故选：A ．13．已知函数,0,(),0,x e x f x lnx x ⎧=⎨>⎩若1()()3F x f x x a =+-的两个零点分别在区间(1,0)-和(1,)e 内，则实数a 的取值范围为()A ．11(,1)33e e -+B ．(1,1)3e +C ．111(,)33e -D ．1(,1)3【解析】解： 1()()3F x f x x a =+-的两个零点分别在区间(1,0)-和(1,)e ，∴(1)(0)0(1)()0F F F F e -<⎧⎨<⎩，∴11()(1)0311()(1)033a a e a e a ⎧---<⎪⎪⎨⎪-+-<⎪⎩∴111311133a e a e ⎧-<<⎪⎪⎨⎪<<+⎪⎩∴113a <<故选：D ．14．已知函数221,20(),0x x x x f x e x ⎧--+-<=⎨⎩，若函数()()g x f x ax a =-+存在零点，则实数a 的取值范围为()A ．21[,]3e -B ．21(,][,)3e -∞-+∞ C ．11[,]3e -D ．1(,][,)3e -∞-+∞ 【解析】解：根据题意，函数()()g xf x ax a =-+存在零点，即方程()0f x ax a -+=存在实数根，也就是函数()y f x =与(1)y a x =-的图象有交点．函数221,20(),0x x x x f x e x ⎧--+-<=⎨⎩的图象如图，而直线(1)y a x =-恒过定点(1,0)，过点(2,1)-与(1,0)的直线的斜率101213k -==---，设直线(1)y a x =-与x y e =相切于(,)m m e ，则切点处的导数值为m e ，则过切点的直线方程为()m m y e e x m -=-，由切线过(1,0)，则(1)m m e e m -=-，即2m me em =，解可得2m =，此时切线的斜率为2e ，由图可知，要使函数()()g x f x ax a =-+存在零点，则实数a 的取值范围为21(,)[3e -∞- ，)+∞故选：B．15．已知函数11,0()3||,0x f x lnx x ⎧+⎪=⎨⎪>⎩若函数()0f x ax -=恰有3个零点，则实数a 的取值范围为1[3，1e ．【解析】解：画出函数()f x 的图象，如图所示：，若函数()0f x ax -=恰有3个零点，则()f x ax =恰有3个交点，当13a =时，13y x =和()y f x =有3个交点，（如红色直线），直线y ax =和()f x 相切时，（如绿色直线），设切点是(,)m lnm ，由1()lnx x '=，故1a m =，故1lnm =，解得：1m =，故1a e=，故直线1y x e=和()f x 相切时，2个交点，综上，1[3a ∈，1)e，故答案为：1[3，1e．16．设函数1()1,0()2(2),0x x f x f x x ⎧-⎪=⎨⎪->⎩，()log (1)(1)a g x x a =->．①(2019)f 的值为1；②若函数()()()h x f x g x =-恰有3个零点，则实数a 的取值范围是．【解析】解：①11(2019)(2017)(1)()112f f f -==⋯⋯=-=-=；②当02x <时，220x -<-，所以21()(2)()12x f x f x -=-=-；当24x <时，022x <-，所以41()(2)(12x f x f x -=-=-；当46x <时，224x <-，所以61()(2)()12x f x f x -=-=-；当68x <是，46x <，所以81()(2)(12x f x f x -=-=-；画出()f x 和()g x 两个函数图象如下图所示，由log (41)3a -=，得a =log (61)3a -=，得a =，由图可知，当两个函数的图象有3个交点时，也即函数()()()h x f x g x =-恰有3个零点时，实数a 的取值范围是．故答案为：1，．17．已知函数121,0()1||,0x x f x lg x x+⎧-⎪=⎨>⎪⎩，若函数()()g x f x a =-有3个零点，则实数a 的取值范围为{|01}a a <．【解析】解：作出()f x的函数图象如图所示：()()g x f x a =-有3个零点等价于函数()f x 与y a =图象有3个交点，由图象可知当10a -<<时，()f x 与y a =图象只有1交点，当01a <时，()f x 与y a =图象有3个交点；当1a >或0a =时，()f x 与y a =有2个零点；综上，(0a ∈，1]，故答案为：{|01}a a <．18．已知函数22|2|,0()1,03x x ax a x f x e ex a x x⎧++⎪=⎨-+>⎪⎩，若存在实数k ，使得函数()y f x =-k 有6个零点，则实数a 的取值范围为3(,3)2．【解析】解：由题得函数()y f x =的图象和直线y =k 有六个交点，显然有0a >，20a a -<，当0x >时，2(1)()(0)x e x f x x x -'=>，∴函数()f x 在(0,1)单调递减，在(1,)+∞单调递增，且21(1)03f a =>，由题得221(,||),(0,),(1,)3A a a aB aC a --，A ，B ，C 三点的高度应满足A B c h h h >或B A C h h h >，所以21|1|3a a a a ->或21|1|3a a a a ->，0a > ，20a a -<，23a ∴<或322a <，综合得332a <<．故答案为：3(,3)2．19．已知函数2|43|,0()2|1|,0x x x f x x x ⎧++=⎨->⎩，若函数()y f x a =-恰有3个零点，则实数a 的取值范围是0a =或23a ．【解析】解：函数2|43|,0()2|1|,0x x x f x x x ⎧++=⎨->⎩的图象如下图，()y f x a =-的零点即为函数()y f x =图象与函数y a =的交点个数，结合图象可知，函数()y f x a =-恰有3个零点，则0a =或23a ．故答案为：0a =或23a ．20．已知函数()f x 满足：当1[3x ∈，1]时，1()2()f x f x =；当[1x ∈，3]时，()f x lnx =．若在区间1[3，3]内，函数()()(0)g x f x ax a =->恰有三个零点，则实数a 的取值范围为3[3ln ，1)e ．【解析】解：设1[3x ∈，1]，则1[1x ∈，3]又因为：函数()f x 满足1()2()f x f x=，当[1x ∈，3]时，()f x lnx =，所以11()2()2f x f ln x x ==，1[3x ∈，1]所以112,[,1]()3,(1,3]ln x f x x lnx x ⎧∈⎪=⎨⎪∈⎩，()()(0)g x f x ax a =->恰有三个零点，即在1[3，3]内()f x 的图象与y ax =有三个交点，如图所示：当直线y ax =介于直线1l （过原点和(3,3)ln 的直线）和直线2l （当[1x ∈，3]时y lnx =的过原点的切线）易知133l ln k =，设y lnx =过原点的切线切点为(,)a lna ，则1y x '=，所以切线斜率为1a ，所以切线为1()y lna x a a -=-，又因为过原点，所以1lna =，所以[1a e =∈，3]故21l k e=，故实数a 的范围是31[,)3ln e 故答案为：31[,)3ln e。

数列大题压轴练-新高考数学复习分层训练（新高考通用）1．（2023·云南曲靖·宣威市第七中学校考模拟预测）记n S 为数列{}n a 的前n 项和，n T 为数列{}n S 的前n 项和，已知2n n S T +=．(1)求证：数列{}n S 是等比数列；(2)求数列{}n na 的前n 项和n A ．2．（2023·辽宁铁岭·校联考模拟预测）已知数列{}n a 中，11a =，214a =，且1(1)(2,3,4,)nn na n n a n a +=-=⋅⋅⋅-．(1)设*111()n n b n N a +=-∈，试用n b 表示1n b +，并求{}n b 的通项公式；(2)设*1sin 3()cos cos n n n n c N b b +=∈，求数列{}n c 的前n 项和n S ．3．（2023·湖南株洲·统考一模）数列{}n a 满足13a =，212n n n a a a +-=.(1)若21n bn a =+，求证：{}n b 是等比数列.(2)若1n nnc b =+，{}n c 的前n 项和为n T ，求满足100n T <的最大整数n .4．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）已知数列{}n a 满足21n n n a xa ya ++=+()N n +∈，11a =，22a =，n S 为数列{}n a 前n 项和.(1)若2x =，1y =-，求n S 的通项公式；(2)若1x y ==，设n T 为n a 前n 项平方和，证明：214n n n T S S -<恒成立.5．（2023·山西朔州·怀仁市第一中学校校考二模）已知数列{}n a 满足13a =，且12,1,n n na n a a n +⎧=⎨-⎩是偶数是奇数．(1)设221n n n b a a -=+，证明：{}3n b -是等比数列；(2)设数列{}n a 的前n 项和为n S ，求使得不等式2022n S >成立的n 的最小值．6．（2022春·河北衡水·高三校联考阶段练习）已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ，且满足11a =，23a =，2132n n n a a a ++=-，数列{}n c 满足()22221232341n c c c n c n +++++= ．2024年高考数学专项突破数列大题压轴练（解析版）(1)求出{}n a ，{}n c 的通项公式；(2)设数列()()1221log 1n n c n a +⎧⎫⋅+⎪⎪⎨⎬+⎡⎤⎪⎪⎣⎦⎩⎭的前n 项和为n T ，求证：516<n T ．7．（2022秋·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习）已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足36S =，2n n S n na =+，*n ∈N ．(1)求{}n a 的通项公式；(2)数列{}n b ，{}n c ，{}n d 满足()21211n n n a b a +=+-，12121n n n n n c b b b b --= ，且2nn nc d n =⋅，求数列{}n d 的前n 项和n T ．8．（2023·广东·校联考模拟预测）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且312323n S S S nS n +++⋅⋅⋅+=．(1)求数列{}n a 的通项公式；(2)若n n b na =，且数列{}n b 的前n 项和为n T ，求证：当3n ≥时，()311421n n n T n +≤+--．9．（2022秋·山东青岛·高三山东省莱西市第一中学校考阶段练习）对于项数为m 的数列{}n a ，若满足：121m a a a ≤<<< ，且对任意1i j m ≤≤≤，i j a a ⋅与j ia a 中至少有一个是{}n a 中的项，则称{}n a 具有性质P ．(1)如果数列1a ，2a ，3a ，4a 具有性质P ，求证：11a =，423a a a =⋅；(2)如果数列{}n a 具有性质P ，且项数为大于等于5的奇数，试判断{}n a 是否为等比数列？并说明理由．10．（2022秋·山东青岛·高三统考期末）记数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，______.给出下列两个条件：条件①：数列{}n a 和数列{}1n S a +均为等比数列；条件②：1121222n n n n a a a na -+++⋅⋅⋅+=.试在上面的两个条件中任选一个，补充在上面的横线上，完成下列两问的解答：（注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分.）(1)求数列{}n a 的通项公式；(2)记正项数列{}n b 的前n 项和为n T ，12b a =，23b a =，14n n n T b b +=⋅，求211(1)ni i i i b b +=⎡⎤-⎣⎦∑.11．（2022·湖北·黄冈中学校联考模拟预测）已知数列{}n a 满足0n a ≠，*N n ∈.(1)若2210n n n a a ka ++=>且0n a >.（ⅰ）当{}lg n a 成等差数列时，求k 的值；（ⅱ）当2k =且11a =，4a =2a 及n a 的通项公式.(2)若21312n n n n a a a a +++=-，11a =-，20a <，[]34,8a ∈.设n S 是{}n a 的前n 项之和，求2020S 的最大值.12．（2022秋·湖南长沙·高三校考阶段练习）已知数列{}n a 的前n 项和1122n n n S a -⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭（n *∈N ），数列{}n b 满足2nn n b a =．(1)求证：数列{}n b 是等差数列，并求数列{}n a 的通项公式；(2)设数列{}n c 满足()()131n nn n a c n λ--=-（λ为非零整数，n *∈N ），问是否存在整数λ，使得对任意n *∈N ，都有1n n c c +>．13．（2022秋·湖南衡阳·高三衡阳市一中校考期中）已知n S 为数列{}n a 的前n 项和，25a =，14n n n S S a +=++;{}n b 是等比数列，29b =，1330bb +=，公比1q >．(1)求数列{}n a ，{}n b 的通项公式；(2)数列{}n a 和{}n b 的所有项分别构成集合A ，B ，将A B ⋃的元素按从小到大依次排列构成一个新数列{}n c ，求2012320T c c c c =++++ ．14．（2022·浙江·模拟预测）已知正项数列{}n a 满足11a =，当2n ≥时，22121n n a a n --=-，{}n a 的前n 项和为n S .(1)求数列{}n a 的通项公式及n S ；(2)数列{}n b 是等比数列，q 为数列{}n b 的公比，且13b q a ==，记21n n n nS a c b-+=，证明：122733n c c c ≤++⋅⋅⋅+<15．（2022秋·广东广州·高三校联考阶段练习）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且12a =，132n n S S +=+，数列{}n b 满足()1122,n n n b b b n++==，其中*n ∈N .(1)分别求数列{}n a 和{}n b 的通项公式；(2)在n a 与1n a +之间插入n 个数，使这2n +个数组成一个公差为n c 的等差数列，求数列{}n n b c 的前n 项和nT16．（2023·辽宁朝阳·校联考一模）已知数列{}n a 的前n 项和为()+N 1=∈+n nS n n ，数列{}n b 满足11b =，且()1+N 2+=∈+nn n b b n b (1)求数列{}n a 的通项公式；(2)求数列{}n b 的通项公式；(3)对于N n +∈，试比较1n b +与n a 的大小.17．（2022秋·广东深圳·高三校考阶段练习）记n S 为数列{}n a 的前n 项和，已知{}12,32n n a a S =-是公差为2的等差数列.(1)求{}n a 的通项公式；(2)若{}11,n n n n n a b b a a ++=的前n 项和为n T ，求证：14n T <.18．（2022秋·江苏常州·高三常州市第一中学校考阶段练习）已知正项数列{}n a满足)1,2n n a a n n -+-∈≥N ，11a =.数列{}n b 满足各项均不为0，14b =，其前n项的乘积112n n n T b -+=⋅.(1)求数列{}n a 通项公式；(2)设2log n n c b =，求数列{}n c 的通项公式；(3)记数列(){}1nn a -的前2m 项的和2m S ，求使得不等式21210m S c c c ≥+++L 成立的正整数m 的最小值.19．（2022秋·江苏宿迁·高三沭阳县建陵高级中学校考期中）已知数列{}n a 满足2123n n n a a a ++=+，112a =，232a =．(1)证明：数列{}1n n a a ++为等比数列，求{}n a 的通项公式．(2)若数列{}n a 的前n 项和为n S ，且()*127N 4n S n n λ⎛⎫+≥-∈ ⎪⎝⎭恒成立，求实数λ的取值范围．20．（2022秋·江苏南通·高三江苏省如东高级中学校考阶段练习）等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，且4224,21n n S S a a ==+.数列{}n b 的前n 项和为n T ，且112n n na T ++=(1)求数列{}{},n n ab 的通项公式；(2)数列{}n c 满足cos ,,n n na n n cb n π⎧=⎨⎩为奇数为偶数，求21ni i c =∑.21．（2023秋·广东·高三校联考期末）已知数列1:A a ，2a ，…，n a ，…满足10a =，11i i a a +=+（1,2,,,i n = ），数列A 的前n 项和记为n S ．(1)写出3S 的最大值和最小值；(2)是否存在数列A ，使得20221011S =如果存在，写出此时2023a 的值；如果不存在，说明理由．22．（2023秋·山东日照·高三校联考期末）已知数列{}n a 的各项均为非零实数，其前n 项和为(0)n n S S ≠，且21n n n n S a S a ++⋅=⋅.(1)若32S =，求3a 的值；(2)若1a a =，20232023a a =，求证：数列{}n a 是等差数列，并求其前n 项和.23．（2023秋·江苏南京·高三南京市第一中学校考期末）已知数列{}{},n n a b 满足222,1n n n n n a b a b +=-=.(1)求{}{},n n a b 的通项公式；(2)记数列n n a b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ，证明：11121n n S n +≤-+-.24．（2023春·湖南长沙·高三湖南师大附中校考阶段练习）已知数列{}n a 各项都不为0，12a =，24a =，{}n a 的前n 项和为n S ，且满足14n n n a a S +=.(1)求{}n a 的通项公式；(2)若12311231C C CC C n nn nnnn nn nb a a a a a --=+++⋅⋅⋅++，求数列112n n n n b b b ++⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .25．（2023春·江苏南京·高三校联考阶段练习）已知数列{}n a 中11a =，其前n 项和记为n S ，且满足()()1232n n S S S n S ++⋅⋅⋅+=+．(1)求数列()1n S n n ⎧⎫⎪⎪⎨⎬+⎪⎪⎩⎭的通项公式；(2)设无穷数列1b ，2b ，…n b ，…对任意自然数m 和n ，不等式1m n m n nb b b m a +--<+均成立，证明：数列{}n b 是等差数列．26．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）在如图所示的平面四边形ABCD 中，ABD △的面积是CBD △面积的两倍，又数列{}n a 满足12a =，当2n ≥时，()()1122n n n n BD a BA a BC --=++- ，记2nn n a b =．(1)求数列{}n b 的通项公式；(2)求证：2221211154n b b b +++< ．27．（2022秋·湖北·高三校联考开学考试）已知数列{}n a 满足11a =，1n a +=中*N n ∈）(1)判断并证明数列{}n a 的单调性；(2)记数列{}n a 的前n 项和为n S ，证明：20213522S <<．28．（2022秋·山东潍坊·高三统考阶段练习）定义：对于任意一个有穷数列，在其每相邻的两项间都插入这两项的和，得到的新数列称为一阶和数列，如果在一阶和数列的基础上再在其相邻的两项间插入这两项的和，得到二阶和数列，以此类推可以得到n 阶和数列，如{}2,4的一阶和数列是{}2,6,4，设n 阶和数列各项和为n S ．(1)试求数列{}2,4的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ，并猜想{}n S 的通项公式（无需证明）；(2)设()()()()331321log 3log 3n n n n S n b S S +-+=-⋅-，{}n b 的前m 项和m T ，若20252m T >，求m 的最小值29．（2022秋·湖北黄冈·高三统考阶段练习）已知数列{}1,1,n n a a S =为数列{}n a 的前n 项和，且1(2)3n n S n a =+．(1)求数列{}n a 的通项公式；(2)求证：sin 0n n a a -<；(3)证明：212311111sin 1sin 1sin 1sin e n a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ．30．（2023·浙江温州·统考二模）设n S 为正项数列{}n a 的前n 项和，满足222n n n S a a =+-.（1）求{}n a 的通项公式；（2）若不等式214na n a t ⎛⎫+ ⎪+⎝≥⎭对任意正整数n 都成立，求实数t 的取值范围；（3）设3ln(1)4n a n n b e +=（其中e 是自然对数的底数），求证：123426n n b b b b b b ++++<….数列大题压轴练-新高考数学复习分层训练（新高考通用）1．（2023·云南曲靖·宣威市第七中学校考模拟预测）记n S为数列{}n a的前n项和，n T为S T+=．数列{}n S的前n项和，已知2n n(1)求证：数列{}n S是等比数列；(2)求数列{}n na的前n项和n A．2．（2023·辽宁铁岭·校联考模拟预测）已知数列{}n a 中，11a =，24a =，且1(1)(2,3,4,)nn na n n a n a +=-=⋅⋅⋅-．(1)设*111()n n b n N a +=-∈，试用n b 表示1n b +，并求{}n b 的通项公式；(2)设*sin 3()cos cos n n c N b b =∈，求数列{}n c 的前n 项和n S ．3．（2023·湖南株洲·统考一模）数列{}n a 满足13a =，212n n n a a a +-=.(1)若21n bn a =+，求证：{}n b 是等比数列.(2)若1nnc b =+，{}n c 的前n 项和为n T ，求满足100n T <的最大整数n .4．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）已知数列{}n a 满足21n n n a xa ya ++=+()N n +∈，11a =，22a =，n S 为数列{}n a 前n 项和.(1)若2x =，1y =-，求n S 的通项公式；(2)若1x y ==，设n T 为n a 前n 项平方和，证明：214n n n T S S -<恒成立.5．（2023·山西朔州·怀仁市第一中学校校考二模）已知数列{}n a 满足13a =，且12,1,n n na n a a n +⎧=⎨-⎩是偶数是奇数．(1)设221n n n b a a -=+，证明：{}3n b -是等比数列；S>成立的n的最小值．(2)设数列{}n a的前n项和为n S，求使得不等式2022n6．（2022春·河北衡水·高三校联考阶段练习）已知正项数列{}n a 的前n 项和为n S ，且满足11a =，23a =，2132n n n a a a ++=-，数列{}n c 满足()22221232341n c c c n c n +++++= ．(1)求出{}n a ，{}n c 的通项公式；(2)设数列()()1221log 1n n c n a +⎧⎫⋅+⎪⎪⎨⎬+⎡⎤⎪⎪⎣⎦⎩⎭的前n 项和为n T ，求证：516<n T ．7．（2022秋·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习）已知数列{}n a 的前n 项和n S 满足36S =，2n n S n na =+，*n ∈N ．(1)求{}n a 的通项公式；(2)数列{}n b ，{}n c ，{}n d 满足()21211n n n a b a +=+-，12121n n n n n c b b b b --= ，且2nn nc d n =⋅，求数列{}n d 的前n 项和n T ．8．（2023·广东·校联考模拟预测）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且312323n S S S nS n +++⋅⋅⋅+=．(1)求数列{}n a 的通项公式；(2)若n n b na =，且数列{}n b 的前n 项和为n T ，求证：当3n ≥时，()311421n n n T n +≤+-．9．（2022秋·山东青岛·高三山东省莱西市第一中学校考阶段练习）对于项数为m 的数列{}n a ，若满足：121m a a a ≤<<< ，且对任意1i j m ≤≤≤，i j a a ⋅与j ia a 中至少有一个是{}n a 中的项，则称{}n a 具有性质P ．(1)如果数列1a ，2a ，3a ，4a 具有性质P ，求证：11a =，423a a a =⋅；(2)如果数列{}n a 具有性质P ，且项数为大于等于5的奇数，试判断{}n a 是否为等比数列？并说明理由．【答案】(1)证明见解析(2){}n a 为等比数列，理由见解析10．（2022秋·山东青岛·高三统考期末）记数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，______.给出下列两个条件：条件①：数列{}n a 和数列{}1n S a +均为等比数列；条件②：1121222n n n n a a a na -+++⋅⋅⋅+=.试在上面的两个条件中任选一个，补充在上面的横线上，完成下列两问的解答：（注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分.）(1)求数列{}n a 的通项公式；(2)记正项数列{}n b 的前n 项和为n T ，12b a =，23b a =，14n n n T b b +=⋅，求211(1)nii i i b b +=⎡⎤-⎣⎦∑.【答案】(1)12n n a -=(2)288n n+【分析】（1）选择条件①：先由{}1n S a +为等比数列结合等比中项列出式子，再设出等比数列{}n a 的公比，通过等比数列公式化简求值即可得出答案；选择条件②：先由1121222n n n n a a a na -+++⋅⋅⋅+=得出()()12121222212n n n n a a a n a n --++⋅⋅⋅+=-≥，两式做减即可得出()122n n a a n +=≥，再验证1n =时即可利用等比数列通项公式得出答案；（2）通过14n n n T b b +=⋅得出()1142n n n T b b n --⋅≥=，两式相减结合已知即可得出()1142n n b b n +--=≥，即数列{}n b 的奇数项、偶数项分别都成公差为4的等差数列，将211(1)nii i i b b+=⎡⎤-⎣⎦∑转化即可得出答案.【详解】（1）选条件①：数列{}1n S a +为等比数列，()()()2211131S a S a S a ∴+=++，即()()2121123222a a a a a a +=++，11a = ，且设等比数列{}n a 的公比为q ，()()22222q q q ∴+=++，解得2q =或0q =（舍），1112n n n a a q --∴==，选条件②：1121222n n n n a a a na -+++⋅⋅⋅+= ①，()()1212122212n n n n a a a n a n ---++⋅⋅⋅+=-≥∴，即()()12121222212n n n n a a a n a n --++⋅⋅⋅+=-≥ ②，由①②两式相减得：()()12221n n n n a na n a +=-≥-，即()122n n a a n +=≥，令1121222n n n n a a a na -+++⋅⋅⋅+=中1n=得出212a a =也符合上式，故数列{}n a 为首项11a =，公比2q =的等比数列，则1112n n n a a q --==，（2）由第一问可知，不论条件为①还是②，都有数列{}n a 为首项11a =，公比2q =的等比数列，即12n n a -=，11．（2022·湖北·黄冈中学校联考模拟预测）已知数列{}n a 满足0n a ≠，*N n ∈.(1)若2210n n n a a ka ++=>且0n a >.（ⅰ）当{}lg n a 成等差数列时，求k 的值；（ⅱ）当2k =且11a =，4a =2a 及n a 的通项公式.(2)若21312n n n n a a a a +++=-，11a =-，20a <，[]34,8a ∈.设n S 是{}n a 的前n 项之和，求2020S 的最大值.12．（2022秋·湖南长沙·高三校考阶段练习）已知数列{}n a 的前n 项和1122n n n S a -⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭（n *∈N ），数列{}n b 满足2nn n b a =．(1)求证：数列{}n b 是等差数列，并求数列{}n a 的通项公式；(2)设数列{}n c 满足()()131n nn n a c n λ--=-（λ为非零整数，n *∈N ），问是否存在整数λ，使得对任意n *∈N ，都有1n n c c +>．13．（2022秋·湖南衡阳·高三衡阳市一中校考期中）已知n S 为数列{}n a 的前n 项和，25a =，14n n n S S a +=++;{}n b 是等比数列，29b =，1330bb +=，公比1q >．(1)求数列{}n a ，{}n b 的通项公式；(2)数列{}n a 和{}n b 的所有项分别构成集合A ，B ，将A B ⋃的元素按从小到大依次排列构成一个新数列{}n c ，求2012320T c c c c =++++ ．【答案】(1)43n a n =-，3nn b =(2)660【分析】（1）将14n n n S S a +=++移项作差可得{}n a 是等差数列，结合25a =可求出数列{}n a 的通项公式，将1,b q 代入等式计算，即可求出数列{}n b 的通项公式；（2）由2077a =可判断前20项中最多含有123,,b b b 三项，排除23b a =可确定前20项中14．（2022·浙江·模拟预测）已知正项数列{}n a 满足11a =，当2n ≥时，22121n n a a n --=-，{}n a 的前n 项和为n S .(1)求数列{}n a 的通项公式及n S ；(2)数列{}n b 是等比数列，q 为数列{}n b 的公比，且13b q a ==，记21n n n nS a c b -+=，证明：122733n c c c ≤++⋅⋅⋅+<15．（2022秋·广东广州·高三校联考阶段练习）已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，且12a =，132n n S S +=+，数列{}n b 满足()1122,n n n b b b n++==，其中*n ∈N .(1)分别求数列{}n a 和{}n b 的通项公式；(2)在n a 与1n a +之间插入n 个数，使这2n +个数组成一个公差为n c 的等差数列，求数列{}n n b c 的前n 项和nT【答案】(1)1*(2)3n n a n -=⋅∈N ，()*)1(n b n n n =+∈N (2)()*)121(3n n T n n =+-∈N 【分析】（1）由132n n S S +=+可得12)3(2n n S S n -=+≥，两式作差即可得数列{}n a 的递推关系，即可求通项，最后验证1a 是否符合即可；数列{}n b 利用累乘法即可求，最后验证1b 是否符合即可；（2）由题，由等差数列的性质得()11n n n a a n c +-=+，即可求出n c 的通项公式，最后利用错位相减法求n T 即可【详解】（1）由132n n S S +=+可得12)3(2n n S S n -=+≥，两式相减可得13(2)n n a a n +=≥，故数列{}n a 从第3项开始是以首项为2a ，公比3q =的等比数列.又由已知132n n S S +=+，令1n =，得213+2S S =，即12132a a a +=+，得21226a a =+=，故123)2(n n a n -=⋅≥；又12a =也满足上式，则数列{}n a 的通项公式为1*(2)3n n a n -=⋅∈N ；16．（2023·辽宁朝阳·校联考一模）已知数列{}n a 的前n 项和为()+N 1=∈+n nS n n ，数列{}n b 满足11b =，且()1+N 2+=∈+nn n b b n b (1)求数列{}n a 的通项公式；(2)求数列{}n b 的通项公式；(3)对于N n +∈，试比较1n b +与n a 的大小.17．（2022秋·广东深圳·高三校考阶段练习）记n S 为数列{}n a 的前n 项和，已知{}12,32n n a a S =-是公差为2的等差数列.(1)求{}n a 的通项公式；(2)若{}1,n n n a b b a a +=的前n 项和为n T ，求证：14n T <.18．（2022秋·江苏常州·高三常州市第一中学校考阶段练习）已知正项数列{}n a 满足)1,2n n a a n n -+-∈≥N ，11a =.数列{}n b 满足各项均不为0，14b =，其前n项的乘积112n n n T b -+=⋅.(1)求数列{}n a 通项公式；(2)设2log n n c b =，求数列{}n c 的通项公式；(3)记数列(){}1nn a -的前2m 项的和2m S ，求使得不等式21210m S c c c ≥+++L 成立的正整数m 的最小值.19．（2022秋·江苏宿迁·高三沭阳县建陵高级中学校考期中）已知数列{}n a满足2123n n n a a a ++=+，112a =，232a =．(1)证明：数列{}1n n a a ++为等比数列，求{}n a 的通项公式．(2)若数列{}n a 的前n 项和为n S ，且()*127N 4n S n n λ⎛⎫+≥-∈ ⎪⎝⎭恒成立，求实数λ的取值范围．20．（2022秋·江苏南通·高三江苏省如东高级中学校考阶段练习）等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，且4224,21n n S S a a ==+.数列{}n b 的前n 项和为n T ，且112n n na T ++=(1)求数列{}{},n n ab 的通项公式；(2)数列{}n c 满足cos ,,n n na n n cb n π⎧=⎨⎩为奇数为偶数，求21ni i c =∑.21．（2023秋·广东·高三校联考期末）已知数列1:A a ，2a ，…，n a ，…满足10a =，11i i a a +=+（1,2,,,i n = ），数列A 的前n 项和记为n S ．(1)写出3S 的最大值和最小值；(2)是否存在数列A ，使得20221011S =如果存在，写出此时2023a 的值；如果不存在，说明理由．22．（2023秋·山东日照·高三校联考期末）已知数列{}n a 的各项均为非零实数，其前n 项和为(0)n n S S ≠，且21n n n n S a S a ++⋅=⋅.(1)若32S =，求3a 的值；(2)若1a a =，20232023a a =，求证：数列{}n a 是等差数列，并求其前n 项和.23．（2023秋·江苏南京·高三南京市第一中学校考期末）已知数列{}{},n n a b 满足222,1n n n n n a b a b +=-=.(1)求{}{},n n a b 的通项公式；(2)记数列n n a b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ，证明：11121n n S n +≤-+-.24．（2023春·湖南长沙·高三湖南师大附中校考阶段练习）已知数列{}n a 各项都不为0，12a =，24a =，{}n a 的前n 项和为n S ，且满足14n n n a a S +=.(1)求{}n a 的通项公式；(2)若12311231C C CC C n nn nnnn nn nb a a a a a --=+++⋅⋅⋅++，求数列112n n n n b b b ++⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .25．（2023春·江苏南京·高三校联考阶段练习）已知数列{}n a 中11a =，其前n 项和记为n S ，且满足()()1232n n S S S n S ++⋅⋅⋅+=+．(1)求数列()1n S n n ⎧⎫⎪⎪⎨⎬+⎪⎪⎩⎭的通项公式；(2)设无穷数列1b ，2b ，…n b ，…对任意自然数m 和n ，不等式1m n m n nb b b m a +--<+均成立，证明：数列{}n b 是等差数列．26．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）在如图所示的平面四边形ABCD 中，ABD △的面积是CBD △面积的两倍，又数列{}n a 满足12a =，当2n ≥时，()()1122n n n n BD a BA a BC--=++- ，记2nn n a b =．(1)求数列{}n b 的通项公式；(2)求证：22211154b b b +++< ．（2）由（1）可得：当1n =时，则1b 当2n ≥时，可得()(2211212n b n n=<-则222121111111114223nb b b ⎛+++=+-+- ⎝L 27．（2022秋·湖北·高三校联考开学考试）已知数列{}n a 满足11a =，1n a +=中*N n ∈）(1)判断并证明数列{}n a 的单调性；(2)记数列{}n a 的前n 项和为n S ，证明：20213522S <<．⎫⎪⎪⎪28．（2022秋·山东潍坊·高三统考阶段练习）定义：对于任意一个有穷数列，在其每相邻的两项间都插入这两项的和，得到的新数列称为一阶和数列，如果在一阶和数列的基础上再在其相邻的两项间插入这两项的和，得到二阶和数列，以此类推可以得到n 阶和数列，如{}2,4的一阶和数列是{}2,6,4，设n 阶和数列各项和为n S ．(1)试求数列{}2,4的二阶和数列各项和2S 与三阶和数列各项和3S ，并猜想{}n S 的通项公式（无需证明）；(2)设()()()()331321log 3log 3n n n n S n b S S +-+=-⋅-，{}n b 的前m 项和m T ，若20252m T >，求m 的最小值【答案】(1)230S =，384S =，133n n S +=+(2)7【分析】（1）根据123,,S S S 进行猜想，结合等比数列的知识进而求解，并进行推导.（2）利用裂项求和法求得m T ，由此列不等式，从而求得m 的最小值.【详解】（1）一阶和数列：{}2,6,4，对应112S =；二阶和数列：{}2,8,6,10,4，对应230S =；三阶和数列：{}2,10,8,14,6,16,10,14,4，对应384S =；故猜想136n n S S -=-，()1333n n S S --=-，所以数列{}3n S -是首项为139S -=，公比为3的等比数列，所以11393,33n n n n S S -+-=⋅=+.下面证明136n n S S -=-：设112124n m m S a a a a --=++++++ ，则()()()()1112112244n m m m m m S a a a a a a a a a --=+++++++++++++29．（2022秋·湖北黄冈·高三统考阶段练习）已知数列{}1,1,n n a a S =为数列{}n a 的前n 项和，且1(2)3n n S n a =+．(1)求数列{}n a 的通项公式；(2)求证：sin 0n n a a -<；(3)证明：212311111sin 1sin 1sin 1sin e n a a a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ．30．（2023·浙江温州·统考二模）设n S 为正项数列{}n a 的前n 项和，满足222n n n S a a =+-.（1）求{}n a 的通项公式；（2）若不等式214na n a t ⎛⎫+ ⎪+⎝≥⎭对任意正整数n 都成立，求实数t 的取值范围；（3）设3ln(1)4n a n nb e+=（其中e 是自然对数的底数），求证：123426n n b b b b b b ++++<….。

同构、二次求导、虚设零点在导数中的应用1.（2022·新高考Ⅰ卷T22）已知函数()x f x e ax =-和()ln g x ax x =-有相同的最小值．（1）求a ；（2）证明：存在直线y b =，其与两条曲线()y f x =和()y g x =共有三个不同的交点，并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列．2.（2022·全国乙（理）T21）已知函数()()ln 1exf x x ax -=++（1）当1a =时，求曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程；（2）若()f x 在区间()()1,0,0,-+∞各恰有一个零点，求a 的取值范围．3.（2022·新高考Ⅱ卷T22）已知函数()e e ax x f x x =-．（1）当1a =时，讨论()f x 的单调性；（2）当0x >时，()1f x <-，求a 的取值范围；（3）设n *∈Nln(1)n ++>+ ．4、【2020年高考全国Ⅱ卷理数】若2x −2y <3−x −3−y ，则A ．ln(y −x +1)>0B ．ln(y −x +1)<0C ．ln|x −y |>0D ．ln|x −y |<05．(2020年高考数学课标Ⅰ卷理科)已知函数2()e x f x ax x =+-．(1)当a =1时，讨论f (x )的单调性；(2)当x ≥0时，f (x )≥12x 3+1，求a 的取值范围．6．(2020年高考数学课标Ⅲ卷理科)设函数3()f x x bx c =++，曲线()y f x =在点(12，f (12))处的切线与y 轴垂直．(1)求b ．(2)若()f x 有一个绝对值不大于1的零点，证明：()f x 所有零点的绝对值都不大于1．7．(2018年高考数学课标Ⅲ卷（理）)已知函数()()()22ln 12f x x ax x x =+++-．(1)若0a =，证明：当10x -<<时，()0f x <，当0x >时，()0f x >；(2)若0x =是()f x 的极大值点，求a ．8．(2017年高考数学课标Ⅱ卷理科)已知函数3()ln ,f x ax ax x x =--且()0f x ≥．(1)求a ；(2)证明：()f x 存在唯一的极大值点0x ，且220()2e f x --<<．9．(2016高考数学课标Ⅱ卷理科)(I )讨论函数2()2xx f x e x -=+的单调性，并证明当0x >时，(2)20x x e x -++>；(II )证明：当[0,1)a ∈时，函数2x =(0)x e ax ag x x -->（）有最小值．设()g x 的最小值为()h a ，求函数()h a 的值域．10．(2013高考数学新课标2理科)已知函数()ln()x f x e x m =-+．(1)设0x =是()f x 的极值点，求m ，并讨论()f x 的单调性；(2)当2m ≤时，证明()0f x >．类型一、虚设零点基础知识：在求解函数问题时，很多时候都需要求函数f (x )在区间I 上的零点，但所述情形都难以求出其准确值，导致解题过程无法继续进行时，可这样尝试求解：先证明函数f (x )在区间I 上存在唯一的零点(例如，函数f (x )在区间I 上是单调函数且在区间I 的两个端点的函数值异号时就可证明存在唯一的零点)，这时可设出其零点是x 0.因为x 0不易求出(当然，有时是可以求出但无需求出)，所以把零点x 0叫做隐零点；若x 0容易求出，就叫做显零点，而后解答就可继续进行．实际上，此解法类似于解析几何中“设而不求”的方法．基本题型：1．（虚设零点研究函数最值）已知函数op =ln −x +B(∈p .（1）若函数op 在[1,+∞)上单调递减，求实数的取值范围；（2）若=1，求op 的最大值.2.（虚设零点研究双变量问题）设函数()ln xf x x ae =+，1()(0)xg x axe a e=<<.（1）设函数()()()h x f x g x =-，判断()y h x =的零点的个数；（2）设1x 是()h x 的极值点，2x 是()h x 的一个零点，且12x x <，求证：1232x x ->.3.（虚设零点研究不等式恒成立）已知函数()ln 11x f x x x=++.（1）求函数()f x 的单调区间；（2）若对任意()0,x ∈+∞都有()e xa f x ≥，求实数a 的取值范围.类型二、二次构造二次求导基础题型：1、（二次构造二次求导研究函数单调性）讨论函数f (x )＝(x ＋1)ln x －x ＋1的单调性．2.（二次构造二次求导研究不等式恒成立）设函数1()e ,()ln x f x m g x x n -==+,m n 、为实数,若()()g x F x x=有最大值为21e （1）求n 的值；（2）若2()()e f x xg x >,求实数m 的最小整数值.3．（二次构造二次求导求最值）已知函数()()ln 1xf x ae x a R -=+-∈.（1）当a e ≤时，讨论函数()f x 的单调性：（2）若函数()f x 恰有两个极值点()1212,x x x x <，且122ln 3x x +≤，求21x x 的最大值.4.（二次构造二次求导证明不等式）若关于x 的方程x ln x ＝m 有两个不相等的实数解x 1，x 2，求证：x 1·x 2<1e 2(e是自然对数的底数)．5.（二次构造二次求导解决不等式恒成立）已知函数12()ln x f x e x ax a -=++-，且1,x a R >∈.（1）若0a =，证明：()f x 单调递增；（2）若1()f x x<，求a 的取值范围.类型三、同构基础知识：1、同构式指除了变量不同，其余地方均相同的表达式．2、同构式的应用(1)在方程中的应用：如果方程f(a)＝0和f(b)＝0呈现同构特征，则a ，b 可视为方程f(x)＝0的两个根．(2)在不等式中的应用：如果不等式的两侧呈现同构特征，则可将相同的结构构造为一个函数，进而和函数的单调性找到联系．可比较大小或解不等式3、常见的同构变形有：(1)ax e ax ≥x ln x ⇒ax e ax ≥ln x ·e ln x ，可构造函数f (x )＝x e x 来进行研究．(2)x 2ln x ＝a ln a －a ln x ⇒x 2ln x ＝a ln a x ⇒x ln x ＝a x ln ax，可构造函数f (x )＝x ln x 来进行研究．(3)e x a ＋1>ln(ax －a )(a >0)⇒e x a ＋1>ln a ＋ln(x －1)⇒e x a －ln a ＋x >ln(x －1)＋x －1⇒e x a ＋ln e xa>ln(x －1)＋(x －1)，可构造函数f (x )＝x ＋ln x 来进行研究．(4)x ＋1e x ≥x α－ln x α(x >0)⇒1e x －ln 1ex ≥x α－ln x α(x >0)，可构造函数f (x )＝x －ln x 来进行研究．(5)x α＋1e x ≥－αln x ⇒x e x ≥－αln x x α⇒x e x≥－αln x ·e －αln x ，可构造函数f (x )＝x e x 来进行研究．基本题型：1．已知函数()21ln 2f x a x x =+，在其图象上任取两个不同的点()11,P x y 、()()2212,Q x y x x >，总能使得()()12122f x f x x x ->-，则实数a 的取值范围为（）A ．()1,+∞B ．[)1,+∞C ．()1,2D ．[]1,22．（多选）若1201x x <<<，则下列不等式成立的是（）A ．1221xx x e x e >B ．1221xx x e x e <C ．2121ln ln x x ee x x ->-D ．1221ln ln xx e ex x -<-3、已知函数()()1ln f x kx x =-，其中k 为非零实数.（1）求()f x 的极值；（2）当4k =时，在函数()()22g x f x x x =++的图象上任取两个不同的点()11,M x y 、()22,N x y .若当120x x t <<<时，总有不等式()()()12124g x g x x x -≥-成立，求正实数t 的取值范围：4．已知函数f (x )＝(a －1)ln x ＋ax 2＋1.(1)讨论函数f (x )的单调性；(2)如果对任意的x 1>x 2>0，总有f (x 1)－f (x 2)1－x 2≥2，求a 的取值范围．基本方法：1、同构法构造函数的策略(1)指对各一边，参数是关键；(2)常用“母函数”：f(x)＝xe x ，f(x)＝e x ±x ；寻找“亲戚函数”是关键；(3)信手拈来凑同构，凑常数、x 、参数；(4)复合函数(亲戚函数)比大小，利用单调性求参数范围2、（1）函数()f x 在区间D 上单调递增()0f x '⇔≥在区间D 上恒成立；（2）函数()f x 在区间D 上单调递减()0f x '⇔≤在区间D 上恒成立；（3）函数()f x 在区间D 上不单调()f x '⇔在区间D 上存在极值点；（4）函数()f x 在区间D 上存在单调递增区间x D ⇔∃∈，使得()0f x '>成立；（5）函数()f x 在区间D 上存在单调递减区间x D ⇔∃∈，使得()0f x '<成立.新预测1．（多选题）已知函数()xf x xe =，若120x x <<，则下列选项中正确的是（）A ．()()()12120x x f x f x -->⎡⎤⎣⎦B ．()()1221x f x x f x >C ．()()121f x f x e-<D ．()()1221f x f x x x -<-2．若对任意a ，b 满足0<a <b <t ，都有b ln a <a ln b ，则t 的最大值为________．3．已知曲线f (x )＝b e x ＋x 在x ＝0处的切线方程为ax －y ＋1＝0.(1)求a ，b 的值；(2)当x 2>x 1>0时，f (x 1)－f (x 2)<(x 1－x 2)(mx 2＋1)恒成立，求实数m 的取值范围．4．设函数f (x )＝(x －1)e x －kx 2(k ∈R )．当k 1时，求函数f (x )在[0，k ]上的最大值M .5、设函数()ln ,k R kf x x x=+∈．（1）若曲线()y f x =在点()(),e f e 处的切线与直线20x -=垂直，求()f x 的单调递减区间和极小值（其中e 为自然对数的底数）；（2）若对任何()()1212120,x x f x f x x x >>-<-恒成立，求k的取值范围．6．已知函数()()222ln f x x mx x m m R =+++∈.（1）求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程；（2）函数()f x 有两个不同的极值点()1212,x x x x <，求()211f x x x +的取值范围.7.已知22()5ln f x ax bx x =++-.（1）若()f x 在定义域内单调递增，求a b +的最小值.（2）当0a =时，若()f x 有两个极值点1x ，2x ，求证：122x x e +>.8.已知函数()211ln )f x x x x a a=+-,()0a ≠．（1）求函数()f x 的单调区间；（2）令()()2Fx af x x =-,若()12F x ax <-在()1,∈+∞x 恒成立,求整数a 的最大值．(参考数据：4ln33<,5ln44>9.已知函数()xf x xe =，()ln (0)g x ax a x a =+>.（1）求函数()f x 的极值.（2）若关于x 的不等式()()f x g x <的解集不是空集，求实数a 的取值范围.10．设函数()cos ,()x f x e x ax a R =+∈.（1）当0a =时，求函数()f x 在区间[0,]π上的最小值；（2）若5[0,4x π，()1f x ≤恒成立，求a 的取值范围.11．已知函数()()221ln 2a f x x a x x-+=+⋅-，其中a 为常数.（1）若0a =，求函数()f x 的极值；（2）若1a =-，证明：函数()f x 在(0,1)上有唯一的极值点0x ，且()02f x <-.12．已知函数()tan 2f x x x =-，0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，()3g x ax x =-.（1）求函数()y f x =的极值；（2）当13a ≤时，证明：()()g x f x <在0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭上恒成立.13．已知函数()()()211ln 02f x ax a x x a =+--≠.（1）当1a =时，求函数()f x 在点()()1,1f 处的切线；（2）讨论函数()f x 的单调性；（3）当1a <-时，判断函数()()()1ln 1g x x x x f x =--+-的零点个数.14.已知函数()22ln f x mx x x =-+，其中m 为正实数.（1）当1m =时，求曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线与两坐标轴围成的三角形面积；（2）当1[,1]2x ∈时，()2f x mx ≥-，求m 的取值范围.15.形如()()k x y h x =的函数称为幂指函数，幂指函数在求导时，可以利用对数法：在函数解析式两边取对数得()ln ln ()()ln ()k x y h x k x h x ==，两边对x 求导数，得()()ln ()()()y h x k x h x k x y h x '''=+，于是()()()[()ln ()()]()k x h x y h x k x h x k x h x '''=+.已知()x f x x =（(0,)x ∈+∞），21()()22a g x x a R =+∈.（1）求曲线()y f x =在1x =处的切线方程；（2）若(0,)x ∀∈+∞，()()f x g x ≥恒成立，求a 的取值范围.16.已知函数()(ln )(ln )(0)x f x e a a x x a =-⋅>，其中 2.71828e =⋅⋅⋅是自然对数的底数（1）当a e =时，求函数()f x 的导函数()f x '的单调区间；（2）若函数()f x 有两个不同极值点12,x x 且12x x <；①求实数a 的取值范围；②证明：21x x -≤.17．已知函数()ln ()xx mf x m R e +=∈.（1）若()f x 在[]1,e 上单调递增，求实数m 的取值范围；（2）若2m =，证明：()f x <18．已知函数f (x )＝ax e x (a ∈R )，g (x )＝ln x ＋x ＋1.若f (x )≥g (x )恒成立，求实数a 的取值范围．。

2022年全国统一高考数学试卷（理科）（甲卷）压轴真题解读11．设函数()sin()3f x x πω=+在区间(0,)π恰有三个极值点、两个零点，则ω的取值范围是()A ．5[3，13)6B ．5[3，19)6C ．13(6，8]3D ．13(6，196【答案】C【解析】当0ω<时，不能满足在区间(0,)π极值点比零点多，所以0ω>；函数()sin()3f x x πω=+在区间(0,)π恰有三个极值点、两个零点，(33x ππω+∈，3πωπ+，∴5323ππωππ<+，求得13863ω<，故选：C ．【解后反思】1.研究y ＝A sin(ωx ＋φ)的性质时可将ωx ＋φ视为一个整体，利用换元法和数形结合思想进行解题.2.方程根的个数可转化为两个函数图象的交点个数.12．已知3111,cos ,4sin 3244a b c ===，则（）A ．c b a >>B ．b a c>>C ．a b c>>D ．a c b>>【答案】A【解析】因为14tan 4c b =,因为当π0,,sin tan 2x x x x ⎛⎫∈<< ⎪⎝⎭，所以11tan 44>,即1cb >,所以c b >；设21()cos 1,(0,)2f x x x x =+-∈+∞，()sin 0f x x x '=-+>，所以()f x 在(0,)+∞单调递增，则1(0)=04f f ⎛⎫> ⎪⎝⎭，所以131cos 0432->，所以b a >,所以c b a >>，故选：A【规律总结】1.利用导数比较大小，其关键在于利用题目条件构造辅助函数，把比较大小的问题转化为先利用导数研究函数的单调性，进而根据单调性比较大小.2.与抽象函数有关的不等式，要充分挖掘条件关系，恰当构造函数；题目中若存在f (x )与f ′(x )的不等关系时，常构造含f (x )与另一函数的积(或商)的函数，与题设形成解题链条，利用导数研究新函数的单调性，从而求解不等式.16．已知ABC ∆中，点D 在边BC 上，120ADB ∠=︒，2AD =，2CD BD =．当ACAB取得最小值时，BD =．1【解析】设BD x =，2CD x =，在三角形ACD 中，2244222cos60b x x =+-⋅⋅⋅︒，可得：22444b x x =-+，在三角形ABD 中，22422cos120c x x =+-⋅⋅⋅︒，可得：2224c x x =++，要使得ACAB 最小，即22b c 最小，222244412432411b x x c x x x x -+==-+++++，其中311x x +++，此时224b c-，当且仅当1x +=时，即1x =-时取等号，【易错】忽视基本不等式成立的条件20．设抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ，点(,0)D p ，过F 的直线交C 于M ，N 两点．当直线MD 垂直于x 轴时，||3MF =．（1）求C 的方程；（2）设直线MD ，ND 与C 的另一个交点分别为A ，B ，记直线MN ，AB 的倾斜角分别为α，β．当αβ-取得最大值时，求直线AB 的方程．【命题意图】考查抛物线方程的求法、直线与抛物线位置关系的应用、运算求解能力，属难题．【解析】（1）当x p =时，222y p =，得M y =，可知||MD =，||2p FD =．则在Rt MFD ∆中，222||||||FD DM FM +=，得22()92p +=，解得2p =．则C ：24y x =；（2）要使αβ-取得最大值，则tan()αβ-最大，且知当直线MN 的斜率为负时，αβ-为正才能达到最大，又tan tan tan()1tan tan αβαβαβ--=+，设1(M x ，1)y ，2(N x ，2)y ，3(A x ，3)y ，4(B x ，4)y ，由（1）可知(1,0)F ，(2,0)D ，则1212221212124tan 44MN y y y y k y y x x y y β--====-+-，又N 、D 、B 三点共线，则ND BD k k =，即24240022y y x x --=--，∴242224002244y y y y --=--，得248y y =-，即428y y =-；同理由M 、D 、A 三点共线，得318y y =-．则1234124tan 2()y y y y y y α==+-+．由题意可知，直线MN 0，不妨设:1(0)MN l x my m =+<，由241y xx my ⎧=⎨=+⎩，得2440y my --=，124y y m +=，124y y =-，则41tan 4m m β==，41tan 242m m α-==-⨯，则1112tan()111122m m m m m mαβ---==+⋅+，可得当2m =时，tan()αβ-最大，αβ-最大，此时AB 的直线方程为33344()y y x x y y -=-+，即34344()0x y y y y y -++=，又123412128()888y y y y m y y y y -++=--===-，34128816y y y y --=⋅=-，AB ∴的方程为4160x +-=，即40x +-=．21．已知函数()xe f x lnx x a x=-+-．（1）若()0f x ，求a 的取值范围；（2）证明：若()f x 有两个零点1x ，2x ，则121x x <．【命题意图】考查利用导函数研究函数单调性，即构造函数证明不等式恒成立问题，属较难题．【解析】（1）()f x 的定义域为(0,)+∞，(1)1()(1)()1x x e x e x x f x x x x-+-'=-+=，令()0f x '>，解得1x >，故函数()f x 在(0,1)单调递减，(1,)+∞单调递增，故()min f x f =（1）1e a =+-，要使得()0f x 恒成立，仅需10e a +-，故1a e +，故a 的取值范围是(-∞，1]e +；（2）证明：由已知有函数()f x 要有两个零点，故f （1）10e a =+-<，即1a e >+，不妨设1201x x <<<，要证明121x x <，即证明211x x <，101x << ，∴111x >，即证明：2111x x <<，又因为()f x 在(1,)+∞单调递增，即证明：211()()f x f x <⇔111()()f x f x <，构造函数1()()()h x f x f x=-，01x <<，12221(1)()11()()()xx x xe x e x h x f x f x x x-+--'='+'=，令121()xxk x xe x e x =+--，01x <<，12211()(1)20x x k x x e x e x x'=++++>，()k x k <（1）0=，所以()k x 在(0,1)上递增，又因为10x -<，20x >，故()0h x '>在(0,1)恒成立，故()h x 在(0,1)单调递增，又因为h （1）0=，故()h x h <（1）0=，故111()()f x f x <，即121x x <．得证．【方法总结】利用导数求函数的零点常用方法(1)构造函数g (x )，利用导数研究g (x )的性质，结合g (x )的图象，判断函数零点的个数.(2)利用零点存在定理，先判断函数在某区间有零点，再结合图象与性质确定函数有几个零点.压轴模拟专练1．已知0x 是函数()12sin cos 3f x x x x =-的一个极值点，则20tan x 的值是（）A ．1B ．12C ．37D ．57【答案】D【解析】()2001112cos2,cos22cos 1366f x x x x =-∴=∴-='，∴207cos 12x =，∴22005sin 1cos 12x x =-=，∴220020sin 5tan cos 7x x x ==。