2019高考数学大二轮复习专题2函数与导数第2讲综合大题部分真题押题精练文
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第二讲 基本初等函数、函数与方程及函数的应用考点一 指数函数、对数函数及幂函数1.指数与对数式的运算公式 (1)a m·a n=am +n,(2)(a m )n =a mn,(3)(ab )m =a m b m.其中,a >0,b >0. (4)log a (MN )=log a M +log a N , (5)log a M N=log a M -log a N , (6)log a M n=n log a M , (7)alog aN=N ,(8)log a N =log b Nlog b a .其中,a >0且a ≠1,b >0且b ≠1,M >0,N >0.2.指数函数、对数函数的图象和性质指数函数y =a x(a >0,a ≠1)与对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)的图象和性质,分0<a <1,a >1两种情况:当a >1时,两函数在定义域内都为增函数,当0<a <1时,两函数在定义域内都为减函数.[对点训练]1.(2018·河南洛阳二模)已知点⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,12在幂函数f (x )=(a -1)x b的图象上,则函数f (x )是( )A .奇函数B .偶函数C .定义域内的减函数D .定义域内的增函数[解析] ∵点⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,12在幂函数f (x )=(a -1)x b 的图象上,∴a -1=1,解得a =2,则2b=12,∴b =-1,∴f (x )=x -1,∴函数f (x )是定义域(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数,且在每一个区间内是减函数.故选A.[答案] A2.(2018·天津卷)已知a =log 2e ,b =ln2,c =log 12 13,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >b >aD .c >a >b[解析] 由已知得c =log 23,∵log 23>log 2e>1,b =ln2<1,∴c >a >b ,故选D. [答案] D3.(2018·山东潍坊一模)若函数f (x )=a x-a -x(a >0且a ≠1)在R 上为减函数,则函数y =log a (|x |-1)的图象可以是( )[解析] 因函数f (x )=a x -a -x(a >0且a ≠1)在R 上为减函数,故0<a <1.易知函数y =log a (|x |-1)是偶函数,定义域为{x |x >1或x <-1},x >1时函数y =log a (|x |-1)的图象可以通过函数y =log a x 的图象向右平移1个单位得到,故选D.[答案] D4.(2018·江西九江七校联考)若函数f (x )=log 2(x 2-ax -3a )在区间(-∞,-2]上是减函数,则实数a 的取值范围是________.[解析] 由题意得x 2-ax -3a >0在区间(-∞,-2]上恒成立且函数y =x 2-ax -3a 在(-∞,-2]上递减,则a2≥-2且(-2)2-(-2)a -3a >0,解得实数a 的取值范围是[-4,4).[答案] [-4,4)[快速审题] 看到指数式、对数式,想到指数、对数的运算性质;看到指数函数、对数函数、幂函数,想到它们的图象和性质.基本初等函数的图象与性质的应用技巧(1)对数函数与指数函数的单调性都取决于其底数的取值,当底数a的值不确定时,要注意分a>1和0<a<1两种情况讨论:当a>1时,两函数在定义域内都为增函数;当0<a<1时,两函数在定义域内都为减函数.(2)由指数函数、对数函数与其他函数复合而成的函数,其性质的研究往往通过换元法转化为两个基本初等函数的有关性质,然后根据复合函数的性质与相关函数的性质之间的关系进行判断.(3)对于幂函数y=xα的性质要注意α>0和α<0两种情况的不同.考点二函数的零点1.函数的零点及其与方程根的关系对于函数f(x),使f(x)=0的实数x叫做函数f(x)的零点.函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的根,即函数y=f(x)的图象与函数y=g(x)的图象交点的横坐标.2.零点存在性定理如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.角度1:确定函数的零点个数或其存在范围[解析]当x≤0时,由f(x)=0,即x2+2017x-2018=0,得(x-1)(x+2018)=0,解得x=1(舍去)或x=-2018;当x>0时,设g(x)=x-2,h(x)=ln x,如图,分别作出两个函数的图象,由图可知,两函数图象有两个交点,所以函数f (x )在x >0时有两个零点. 综上,函数f (x )有3个零点,故选C. [答案] C[快速审题] 看到函数的零点,想到求方程的根或转化为函数图象的交点. 角度2:应用零点求参数的值(范围)[解析] 在平面直角坐标系中作出函数y =f (x )的图象,如图,而函数y =mx -12恒过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,设过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12与函数y =ln x 的图象相切的直线为l 1,切点坐标为(x 0,ln x 0).因为y =ln x 的导函数y ′=1x ,所以图中y =ln x 的切线l 1的斜率为k =1x 0,则1x 0=ln x 0+12x 0-0,解得x 0=e ,所以k =1e.又图中l 2的斜率为12,故当方程f (x )=mx -12恰有四个不相等的实数根时,实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,e e .[答案] ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,e e[探究追问] 将例2中“方程f (x )=mx -12恰有四个不相等的实数根”改为“方程f (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -54恰有三个不相等的实数根”,结果如何? [解析] 在平面直角坐标系中作出函数y =f (x )的图象,如图.函数y =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -54恒过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0,设过点⎝ ⎛⎭⎪⎫54,0与函数y =1-x 2的图象相切的直线为l 1,设切点坐标为(x 0,1-x 20),因为y =1-x 2(x ≤1)的导函数y ′=-2x 0,所以切线l 1斜率k =-2x 0,则-2x 0=1-x 20x 0-54,解得x 0=12或x 0=2(舍).所以直线l 1的斜率为-1,结合图可知,当方程f (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -54恰有三个不相等的实根时,实数m 的取值范围是(-1,0).[答案] (-1,0)(1)判断函数零点个数的3种方法(2)利用函数零点的情况求参数值(或范围)的3种方法[对点训练]1.[角度1]已知函数f (x )=6x-log 2x .在下列区间中,包含f (x )零点的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,4)D .(4,+∞)[解析] 易知f (x )是单调递减函数.∵f (1)=6-log 21=6>0,f (2)=3-log 22=2>0,f (3)=2-log 23>0,f (4)=64-log 24=32-2<0,∴选项中包含f (x )零点的区间是(2,4).[答案] C2.[角度2]已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1,x <1,log 12x ,x ≥1.若关于x 的方程f (x )=k 有三个不同的实数根,则实数k 的取值范围是________.[解析]f(x)=k有三个不同的实数根,即函数y=f(x)的图象与函数y=k的图象有三个交点,如图所示.当-1<k<0时,y=f(x)与y=k有三个交点.故-1<k<0.[答案](-1,0)考点三函数的实际应用解决函数实际应用题的关键(1)认真读题,缜密地审题,确切地理解题意,明确问题的实际背景,然后进行科学地抽象概括,将实际问题归纳为相应的数学问题.(2)合理选取参变量,设定变量之后,就要寻找它们之间的内在联系,选用恰当的代数式表示问题中的关系,建立相应的函数模型,最终求解数学模型使实际问题获解.[对点训练]1.在某种新型材料的研制中,实验人员获得了下列一组实验数据,现准备用下列四个函数中的一个近似地表示这些数据的规律,其中最接近的一个是( )A.y=2x-2 B.y=(x2-1)2xC.y=log2x D.y=log12[解析]由题中表可知函数在(0,+∞)上是增函数,且y的变化随x的增大而增大的越来越快,分析选项可知B符合,故选B.[答案] B2.(2018·西安四校联考)某大型民企为激励创新,计划逐年加大研发资金投入.若该民企2018年全年投入研发资金130万元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一年增长12%,则该民企全年投入的研发资金开始超过200万元的年份是(参考数据:lg1.12≈0.05,lg1.3≈0.11,lg2≈0.30)()A.2019年 B.2020年C.2021年 D.2022年[解析] 设从2018年起,过了n (n ∈N *)年该民企全年投入的研发资金超过200万元,则130×(1+12%)n≥200,则n ≥lg 2013lg1.12≈0.30-0.110.05=3.8,由题意取n =4,则n +2018=2022.故选D.[答案] D3.如图,某小区有一边长为2的正方形地块OABC ,其中阴影部分是一个游泳池,计划在地块OABC 内修一条与池边AE 相切的直路l (宽度不计),切点为M ,并把该地块分为两部分.现以点O 为坐标原点,以线段OC 所在直线为x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,若池边AE 为函数y =-x 2+2(0≤x ≤2)的图象,且点M 到边OA 的距离为t ⎝ ⎛⎭⎪⎫23≤t ≤43,则地块OABC 在直路l 不含泳池那侧的面积的最大值为________.[解析] M (t ,-t 2+2),过切点M 的切线l :y -(-t 2+2)=-2t (x -t ),即y =-2tx +t 2+2,令y =2得x =t 2,故切线l 与AB 交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫t2,2;令y =0,得x =t 2+1t,故切线l 与OC 交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2+1t ,0,又x =t 2+1t 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,43上单调递减,所以x =t 2+1t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1712,116,所以地块OABC 在切线l 右上部分区域为直角梯形,面积S =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2-t 2-1t +2-t 2×2=4-t -1t=4-⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t ≤2,当且仅当t =1时等号成立,故地块OABC 在直路l 不含泳池那侧的面积的最大值为2.[答案] 2[快速审题] 看到实际应用题,想到函数模型.应用函数模型解决实际问题的一般程序[解析][答案] A2.(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≤0,ln x ,x >0,g (x )=f (x )+x +a .若g (x )存在2个零点,则a 的取值范围是( )A .[-1,0)B .[0,+∞)C .[-1,+∞)D .[1,+∞)[解析] g (x )=f (x )+x +a 存在2个零点等价于函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≤0,ln x ,x >0与h (x )=-x -a 的图象存在2个交点,如图,当x =0时,h (0)=-a ,由图可知要满足y =f (x )与y =h (x )的图象存在2个交点,需要-a ≤1,即a ≥-1.故选C.[答案] C3.(2017·北京卷)根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M 约为3361,而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为1080,则下列各数中与M N最接近的是( )(参考数据:lg3≈0.48)A .1033B .1053C .1073D .1093 [解析] 因为lg3≈0.48,所以3≈100.48,所以M N =33611080≈(100.48)3611080=100.48×3611080=10173.281080=1093.28≈1093.故选D. [答案] D4.(2018·全国卷Ⅲ)函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6在[0,π]的零点个数为________.[解析] 令f (x )=0,得cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6=0,解得x =k π3+π9(k ∈Z ).当k =0时,x =π9;当k =1时,x =4π9;当k =2时,x =7π9,又x ∈[0,π],所以满足要求的零点有3个.[答案] 35.(2018·天津卷)已知a >0,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2ax +a ,x ≤0,-x 2+2ax -2a ,x >0.若关于x 的方程f (x )=ax 恰有2个互异的实数解,则a 的取值范围是________.[解析] 设g (x )=f (x )-ax =⎩⎪⎨⎪⎧x 2+ax +a ,x ≤0,-x 2+ax -2a ,x >0,方程f (x )=ax 恰有2个互异的实数解即函数y =g (x )有两个零点,即y =g (x )的图象与x 轴有2个交点,满足条件的y =g (x )的图象有以下两种情况:情况一:则⎩⎪⎨⎪⎧Δ1=a 2-4a >0,Δ2=a 2-8a <0,∴4<a <8.情况二:则⎩⎪⎨⎪⎧Δ1=a 2-4a <0,Δ2=a 2-8a >0,不等式组无解.综上,满足条件的a 的取值范围是(4,8). [答案] (4,8)1.基本初等函数作为高考的命题热点,多考查利用函数的性质比较大小,一般出现在第5~11题的位置,有时难度较大.2.函数的应用问题多体现在函数零点与方程根的综合问题上,近几年全国课标卷考查较少,但也要引起重视,题目可能较难.热点课题5 复合函数的零点[感悟体验]1.(2018·山西质量检测)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +1,x ≤0,|ln x |,x >0,则方程f [f (x )]=3的根的个数是( )A .3B .4C .5D .6[解析] 对于f [f (x )]=3,令f (x )=t ,则f (t )=3, 若t ≤0,则2t +1=3,解得t =1,不符合题意; 若t >0,则|ln t |=3,解得t =e 3或t =e -3, 若x ≤0,则2x +1=e 3或2x +1=e -3, 解得x =e 3-12(舍)或x =e -3-12;若x >0,则|ln x |=e 3或|ln x |=e -3,解得x =ee 3或e -e 3或ee -3或e -e -3,故一共有5个根,选C. [答案] C2.(2018·安徽马鞍山一模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3|x -1|,x >0,-x 2-2x +1,x ≤0,若关于x 的方程[f (x )]2+(a -1)f (x )-a =0有7个不等的实数根,则实数a 的取值范围是( )A .[1,2]B .(1,2)C .(-2,-1)D .[-2,-1][解析] 函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3|x -1|,x >0,-x 2-2x +1,x ≤0的图象如图:关于x的方程[f(x)]2+(a-1)f(x)-a=0有7个不等的实数根,即[f(x)+a][f(x)-1]=0有7个不等的实数根,易知f(x)=1有3个不等的实数根,∴f(x)=-a必须有4个不相等的实数根,由函数f(x)的图象可知-a∈(1,2),∴a∈(-2,-1).故选C.[答案] C专题跟踪训练(十一)一、选择题[解析][答案] C[解析]根据零点存在性定理可得函数零点所在区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫13,12, 即所求交点横坐标所在区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫13,12,故选B. [答案] B3.(2018·孝感一模)若函数f (x )=(m -2)x 2+mx +(2m +1)的两个零点分别在区间(-1,0)和区间(1,2)内,则实数m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,14B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,12 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,12 [解析] 依题意并结合函数f (x )的图象可知,⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2,f (-1)·f (0)<0,f (1)·f (2)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2,[m -2-m +(2m +1)](2m +1)<0,[m -2+m +(2m +1)][4(m -2)+2m +(2m +1)]<0,解得14<m <12.[答案] C4.(2018·河南焦作二模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≤0,x 2+ax +1,x >0,F (x )=f (x )-x -1,且函数F (x )有2个零点,则实数a 的取值范围为( )A .(-∞,0]B .[1,+∞)C .(-∞,1)D .(0,+∞)[解析] 当x ≤0时,F (x )=e x-x -1,此时有一个零点0,当x >0时,F (x )=x [x +(a -1)],∵函数F (x )有2个零点,∴1-a >0,∴a <1.故选C. [答案] C5.(2018·湖南十三校二模)函数f (x )=ln x +e x(e 为自然对数的底数)的零点所在的区间是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1eB.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,1 C .(1,e)D .(e ,+∞)[解析] 函数f (x )=ln x +e x在(0,+∞)上单调递增,因此函数f (x )最多只有一个零点.当x →0+时,f (x )→-∞.∴函数f (x )=ln x +e x(e 为自然对数的底数)的零点所在的区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e .故选A.[答案] A6.(2018·河南郑州模拟)已知函数f (x )=x 2+m 与函数g (x )=-ln 1x -3x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2的图象上至少存在一对关于x 轴对称的点,则实数m 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤54+ln2,2B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2-ln2,54+ln2C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤54+ln2,2+ln2 D .[2-ln2,2][解析] 由已知,得方程x 2+m =ln 1x +3x ,∴m =-ln x +3x -x 2在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上有解.设f (x )=-ln x +3x -x 2,求导,得f ′(x )=-1x +3-2x =-2x 2-3x +1x=-(2x -1)(x -1)x∵12≤x ≤2, 令f ′(x )=0,解得x =12或x =1.当f ′(x )>0时,12<x <1,函数单调递增,当f ′(x )<0时,1<x <2,函数单调递减, ∴f (x )在x =1处有唯一的极值点, ∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=ln2+54,f (2)=-ln2+2, 且知f (2)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12, ∴f (x )极大值=f (1)=2,故方程m =-ln x +3x -x 2在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上有解等价于2-ln2≤m ≤2.所以m 的取值范围是[2-ln2,2],故选D. [答案] D 二、填空题7.(2018·河北石家庄模拟)若函数f (x )=m +⎝ ⎛⎭⎪⎫13x的零点是-2,则实数m =________.[解析] 由m +⎝ ⎛⎭⎪⎫13-2=0,得m =-9.[答案] -98.设二次函数f (x )=ax 2+2ax +1在[-3,2]上有最大值4,则实数a 的值为________. [解析] f (x )的对称轴为x =-1.当a >0时,f (2)=4a +4a +1=8a +1,f (-3)=3a +1.∴f (2)>f (-3),即f (x )max =f (2)=8a +1=4,∴a =38;当a <0时,f (x )max =f (-1)=a-2a +1=-a +1=4,∴a =-3.综上所述,a =38或a =-3[答案] 38或-39.某租赁公司拥有汽车100辆.当每辆车的月租金为3000元时,可全部租出.当每辆车的月租金每增加50元时,未出租的车将会增加一辆.租出的车每辆每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元,要使租赁公司的月收益最大,则每辆车的月租金应定为________元.[解析] 设每辆车的月租金为x (x >3000)元,则租赁公司月收益为y =⎝ ⎛⎭⎪⎫100-x -300050·(x -150)-x -300050×50,整理得y =-x 250+162x -21000=-150(x -4050)2+307050.所以当x =4050时,y 取最大值为307050,即当每辆车的月租金定为4050元时,租赁公司的月收益最大为307050元.[答案] 4050 三、解答题10.(2018·唐山一中期末)已知函数f (x )=e x -e -x(x ∈R ,且e 为自然对数的底数). (1)判断函数f (x )的单调性与奇偶性;(2)是否存在实数t ,使不等式f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x ∈R 都成立?若存在,求出t ;若不存在,请说明理由.[解] (1)∵f (x )=e x-⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ,∴f ′(x )=e x+⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ,∴f ′(x )>0对任意x ∈R 都成立, ∴f (x )在R 上是增函数.又∵f (x )的定义域为R ,且f (-x )=e -x-e x=-f (x ), ∴f (x )是奇函数.(2)存在.由(1)知f (x )在R 上是增函数和奇函数,则f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x ∈R 都成立,⇔f (x 2-t 2)≥f (t -x )对一切x ∈R 都成立,⇔x 2-t 2≥t -x 对一切x ∈R 都成立,⇔t 2+t ≤x 2+x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122-14对一切x ∈R 都成立,⇔t 2+t ≤(x 2+x )min =-14⇔t 2+t +14=⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122≤0, 又⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122≥0,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122=0, ∴t =-12.∴存在t =-12,使不等式f (x -t )+f (x 2-t 2)≥0对一切x ∈R 都成立.11.(2018·江西三校联考)食品安全问题越来越引起人们的重视,农药、化肥的滥用给人民群众的健康带来一定的危害,为了给消费者带来放心的蔬菜,某农村合作社每年投入200万元,搭建甲、乙两个无公害蔬菜大棚,每个大棚至少要投入20万元,其中甲大棚种西红柿,乙大棚种黄瓜,根据以往的种菜经验,发现种西红柿的年收入P (单位:万元)、种黄瓜的年收入Q (单位:万元)与投入a (单位:万元)满足P =80+42a ,Q =14a +120,设甲大棚的投入为x (单位:万元),每年两个大棚的总收益为f (x )(单位:万元).(1)求f (50)的值;(2)试问如何安排甲、乙两个大棚的投入,才能使总收益f (x )最大?[解] (1)依题意f (x )=80+42x +14(200-x )+120=-14x +42x +250,其中⎩⎪⎨⎪⎧x ≥20,200-x ≥20,所以20≤x ≤180.故f (50)=-14×50+42×50+250=277.5.(2)由(1)知f (x )=-14x +42x +250(20≤x ≤180),令x =t ,则25≤t ≤65,y =-14t 2+42t +250=-14(t -82)2+282,因此当t =82时,函数取得最大值282,此时x =128,故投入甲大棚128万元,乙大棚72万元时,总收益最大,最大总收益是282万元.12.(2018·江西吉安一中摸底)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≥0,lg (-x ),x <0,若关于x 的方程[f (x )]2+f (x )+t =0有三个不同的实数根,求实数t 的取值范围.[解] 原问题等价于[f (x )]2+f (x )=-t 有三个不同的实数根, 即直线y =-t 与y =[f (x )]2+f (x )的图象有三个不同的交点.当x ≥0时,y =[f (x )]2+f (x )=e 2x+e x为增函数,在x =0处取得最小值2,其图象与直线y =-t 最多只有一个交点.当x <0时,y =[f (x )]2+f (x )=[lg(-x )]2+lg(-x ),根据复合函数的单调性,其在(-∞,0)上先减后增,最小值为-14.所以要使函数的图象有三个不同的交点,只需-t ≥2,解得t ≤-2.。
(全国卷Ⅱ)2019年高考数学压轴卷 文(含解析)一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知复数z 满足11i 12z z -=+,则复数z 在复平面内对应点在( ) A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限2.已知集合{}06M x x =≤≤, {}232x N x =≤,则M N ⋃=( ) A. (],6-∞ B. (],5-∞ C. []0,6 D. []0,53.已知向量2=a ,1=b ,()22⋅-=a a b ,则a 与b 的夹角为( )A .30︒B .60︒C .90︒D .150︒4.《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一,书中有这样一道题目:把100个面包分给5个人,使每个人所得面包成等差数列,且较大的三份之和的等于较小的两份之和,问最小的一份为( )A.65 B.611 C. 35 D. 310 5.若n 是2和8的等比中项,则圆锥曲线221y x n+=的离心率是( )A .32 B .5 C .32或52 D .32或5 【答案】D6. 《九章算术》中,将底面是直角三角形的直三棱柱称之为“堑堵”,已知某“堑堵”的三视图如图所示,则该“堑堵”的表面积为( )A .4B .642+C .442+D .27.在ABC ∆中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若sin 1sin 2B C =,()2213cos2a b B BA BC-=⋅u u u v u u u v,则角C=()A.6πB.3πC.2πD.3π或2π8. 如图为函数()y f x=的图象,则该函数可能为()A.sin xyx=B.cos xyx=C.sin||xyx=D.|sin|xyx=9.执行如图所示程序框图,若输出的S值为20-,在条件框内应填写()A.3?i>B.4?i<C.4?i>D.5?i< 10.已知抛物线()220y px p=>的焦点为F,准线l与x轴交于点A,点P在抛物线上,点P到准线l的距离为d,点O关于准线l的对称点为点B,BP交y轴于点M,若BP a BM=,23OM d=,则实数a的值是()A.34B.12C.23D.3211.已知不等式组2024x yx yyx y m-≥+≤≥⎧⎪+⎨≤⎪⎪⎪⎩表示的平面区域为M,若m是整数,且平面区域M内的整点(),x y恰有3个(其中整点是指横、纵坐标都是整数的点),则m的值是()A. 1B. 2C. 3D. 412.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()32123f x x ax bx =+++, ()()24f x f x +='-',若函数()6ln 2f x x x ≥+恒成立,则实数b 的取值范围为( )A. [)64ln3,++∞B. [)5ln5,++∞C. [)66ln6,++∞D. [)4ln2,++∞ 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.13.某学校选修网球课程的学生中,高一、高二、高三年级分别有50名、40名、40名.现用分层抽样的方法在这130名学生中抽取一个样本,已知在高二年级学生中抽取了8名,则在高一年级学生中应抽取的人数为_______.14.设P 为曲线2:23C y x x =++上的点,且曲线C 在点P 处切线倾斜角的取值范围为0,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦π,则点P 横坐标的取值范围为 . 15.已知正四棱锥P ABCD -内接于半径为94的球O 中(且球心O 在该棱锥内部),底面ABCD 的边长为2,则点A 到平面PBC 的距离是__________.16.若双曲线()222210,0x y a b a b-=>>上存在一点P 满足以OP 为边长的正三角形的内切圆的面积等于236c π(其中O 为坐标原点, c 为双曲线的半焦距),则双曲线的离心率的取值范围是 .三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.(本小满分题12分)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,1110,910n n a a S +==+. (1)求证:{lg }n a 是等差数列; (2)设n T 是数列13{}(lg )(lg )n n a a +的前n 项和,求使21(5)4n T m m >-对所有的*n N ∈都成立的最大正整数m 的值.18.(本小题满分12分)进入11月份,香港大学自主招生开始报名,“五校联盟”统一对五校高三学生进行综合素质测试,在所有参加测试的学生中随机抽取了部分学生的成绩,得到如图所示的成绩频率分布直方图:(1)估计五校学生综合素质成绩的平均值;(2)某校决定从本校综合素质成绩排名前6名同学中,推荐3人参加自主招生考试,若已知6名同学中有4名理科生,2名文科生,试求这2人中含文科生的概率.19.(本题满分12分)如图,在三棱锥P ADE -中, 4AD =, 22AP =, AP ⊥底面ADE ,以AD 为直径的圆经过点E .(1)求证: DE ⊥平面PAE ;(2)若60DAE ∠=︒,过直线AD 作三棱锥P ADE -的截面ADF 交PE 于点F ,且45FAE ∠=︒,求截面ADF 分三棱锥P ADE -所成的两部分的体积之比.20. (本小题满分12分)已知椭圆C 的两个焦点分别为F 1(-10,0),F 2(10,0),且椭圆C 过点P (3,2). (1)求椭圆C 的标准方程;(2)与直线OP 平行的直线交椭圆C 于A ,B 两点,求△PAB 面积的最大值.21. (本小题满分12分)已知函数()e x f x ax =-(a 为常数)的图象与y 轴交于点A ,曲线()y f x =在点A 处的切线斜率为2-.(1)求a 的值及函数()f x 的单调区间;(2)设()231g x x x =-+,证明:当0x >时,()()f x g x >恒成立. 22.(本小题满分10分)【选修4-4:坐标系与参数方程】在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知曲线M 的参数方程为1cos 1sin x y ϕϕ=+=+⎧⎨⎩(ϕ为参数),过原点O 且倾斜角为α的直线l 交M 于A 、B 两点.(1)求l 和M 的极坐标方程;(2)当4π0,α⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时,求OA OB +的取值范围.23.(本小题满分10分)【选修4-5:不等式选讲】 已知函数()121f x x x =++-. (1)解不等式()2f x x ≤+;(2)若()3231g x x m x =-+-,对1x ∀∈R ,2x ∃∈R ,使()()12f x g x =成立,求实数m 的取值范围.2019全国卷Ⅱ高考压轴卷数学文科答案一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.【答案】D【解析】设复数i z a b =+,(),a b ∈R ,则i z a b =-,因为11i 12z z -=+,所以()()211i z z -=-,所以2(1)2i a b --()1i a b =+-,所以可得2221a bb a -=-⎧⎨-=+⎩,解得5343a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,所以54i 33z =-,所以复数z 在复平面内对应点54,33⎛⎫-⎪⎝⎭在第四象限上.故选D .2【答案】A【解析】 因为{}06M x x =≤≤, {}232{|5}x N x x x =≤=≤, 所以{|6}M N x x ⋃=≤,故选A. 3.【答案】B【解析】∵()222422⋅-=-⋅=-⋅=a a b a a b a b ,∴1⋅=a b .设a 与b 的夹角为θ,则1cos 2θ⋅==a b a b ,又0180θ︒≤≤︒,∴60θ=︒,即a 与b 的夹角为60︒.4.【答案】C【解析】分析:根据已知条件,设等差数列的公差为,将已知条件转化为等式,求出等差数列的首项和公差,再得出答案。
第2讲 综合大题部分1. (2017·高考全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=a e 2x +(a -2)e x-x . (1)讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )有两个零点,求a 的取值范围. 解析:(1)f (x )的定义域为(-∞,+∞),f ′(x )=2a e 2x +(a -2)e x -1=(a e x -1)(2e x +1).①若a ≤0,则f ′(x )<0,所以f (x )在(-∞,+∞)上单调递减. ②若a >0,则由f ′(x )=0得x =-ln a . 当x ∈(-∞,-ln a )时,f ′(x )<0; 当x ∈(-ln a ,+∞)时,f ′(x )>0. 所以f (x )在(-∞,-ln a )上单调递减, 在(-ln a ,+∞)上单调递增.(2)①若a ≤0,由(1)知,f (x )至多有一个零点.②若a >0,由(1)知,当x =-ln a 时,f (x )取得最小值,最小值为f (-ln a )=1-1a+ln a .a .当a =1时,由于f (-ln a )=0,故f (x )只有一个零点;b .当a ∈(1,+∞)时,由于1-1a+ln a >0,即f (-ln a )>0,故f (x )没有零点;c .当a ∈(0,1)时,1-1a+ln a <0,即f (-ln a )<0.又f (-2)=a e -4+(a -2)e -2+2>-2e -2+2>0, 故f (x )在(-∞,-ln a )有一个零点.设正整数n 0满足n 0>ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫3a-1,则f (n 0)=e n 0(a e n 0+a -2)-n 0>e n 0-n 0>2n 0-n 0>0.由于ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫3a-1>-ln a ,因此f (x )在(-ln a ,+∞)有一个零点. 综上,a 的取值范围为(0,1).2.(2017·高考全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=x -1-a ln x . (1)若f (x )≥0,求a 的值;(2)设m 为整数,且对于任意正整数n ,⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+122…⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12n <m ,求m 的最小值. 解析:(1)f (x )的定义域为(0,+∞).①若a ≤0,因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-12+a ln 2<0,所以不满足题意; ②若a >0,由f ′(x )=1-a x =x -ax知,当x ∈(0,a )时,f ′(x )<0;当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在(0,a )单调递减,在(a ,+∞)单调递增. 故x =a 是f (x )在(0,+∞)的唯一最小值点. 由于f (1)=0,所以当且仅当a =1时,f (x )≥0. 故a =1.(2)由(1)知当x ∈(1,+∞)时,x -1-ln x >0.令x =1+12n 得ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12n <12n .从而ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+122+…+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12n <12+122+…+12n =1-12n <1. 故⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+122…⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12n <e. 而⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+122⎝ ⎛⎭⎪⎫1+123>2, 所以m 的最小值为3.3.(2018·高考全国卷Ⅱ)已知函数f (x )=e x -ax 2. (1)若a =1,证明:当x ≥0时,f (x )≥1; (2)若f (x )在(0,+∞)只有一个零点,求a .解析:(1)证明:当a =1时,f (x )≥1等价于(x 2+1)e -x-1≤0.设函数g (x )=(x 2+1)e -x-1,则g ′(x )=-(x 2-2x +1)·e -x=-(x -1)2e -x. 当x ≠1时,g ′(x )<0,所以g (x )在(0,+∞)单调递减. 而g (0)=0,故当x ≥0时,g (x )≤0,即f (x )≥1. (2)设函数h (x )=1-ax 2e -x.f (x )在(0,+∞)只有一个零点等价于h (x )在(0,+∞)只有一个零点.(ⅰ)当a ≤0时,h (x )>0,h (x )没有零点; (ⅱ)当a >0时,h ′(x )=ax (x -2)e -x.当x ∈(0,2)时,h ′(x )<0;当x ∈(2,+∞)时,h ′(x )>0. 所以h (x )在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增.故h (2)=1-4ae 2是h (x )在(0,+∞)的最小值.①若h (2)>0,即a <e24,h (x )在(0,+∞)没有零点.②若h (2)=0,即a =e24,h (x )在(0,+∞)只有一个零点.③若h (2)<0,即a >e24,因为h (0)=1,所以h (x )在(0,2)有一个零点;由(1)知,当x >0时,e x>x 2,所以h (4a )=1-16a 3e 4a =1-16a3e2a2>1-16a 32a 4=1-1a>0,故h (x )在(2,4a )有一个零点.因此h (x )在(0,+∞)有两个零点. 综上,当f (x )在(0,+∞)只有一个零点时,a =e24.1. 已知函数f (x )=ln(x +1)+ax 2,a >0. (1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若函数f (x )在区间(-1,0)上有唯一零点x 0,证明:e -2<x 0+1<e -1. 解析:(1)f ′(x )=1x +1+2ax =2ax 2+2ax +1x +1,x >-1,令g (x )=2ax 2+2ax +1, 则Δ=4a 2-8a =4a (a -2), 若Δ<0,即0<a <2,则g (x )>0,故当x ∈(-1,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增. 若Δ=0,即a =2,则g (x )≥0, 仅当x =-12时,等号成立,故当x ∈(-1,+∞)时,f ′(x )≥0,f (x )单调递增. 若Δ>0,即a >2,则g (x )有两个零点,x 1=-a -a a -22a ,x 2=-a +a a -22a,由g (-1)=g (0)=1>0,g (-12)<0得,-1<x 1<-12<x 2<0,故当x ∈(-1,x 1)时,g (x )>0,f ′(x )>0,f (x )单调递增, 当x ∈(x 1,x 2)时,g (x )<0,f ′(x )<0,f (x )单调递减,当x ∈(x 2,+∞)时,g (x )>0,f ′(x )>0,f (x )单调递增. 综上所述,当0<a ≤2时,f (x )在(-1,+∞)上单调递增, 当a >2时,f (x )在(-1,-a -a a -22a )和(-a +a a -22a ,+∞)上单调递增,在(-a -a a -22a,-a +a a -22a)上单调递减.(2)由(1)及f (0)=0可知:仅当极大值等于零,即f (x 1)=0时,符合要求. 此时,x 1就是函数f (x )在区间(-1,0)上的唯一零点x 0. 所以2ax 20+2ax 0+1=0, 从而有a =-12x 0x 0+1,又f (x 0)=ln(x 0+1)+ax 20=0, 所以ln(x 0+1)-x 02x 0+1=0,令x 0+1=t 0,则ln t 0-t 0-12t 0=0, 即ln t 0+12t 0-12=0,且0<t 0<12,设h (t )=ln t +12t -12,则h ′(t )=2t -12t 2,当0<t <12时,h ′(t )<0,h (t )单调递减,又h (e -2)=e 2-52>0,h (e -1)=e -32<0,所以e -2<t 0<e -1,即e -2<x 0+1<e -1.2.已知函数f (x )=12ln x -mx ,g (x )=x -ax (a >0).(1)求函数f (x )的单调区间;(2)若m =12e 2,对∀x 1,x 2∈[2,2e 2]都有g (x 1)≥f (x 2)成立,求实数a 的取值范围.解析:(1)f (x )=12ln x -mx ,x >0,所以f ′(x )=12x-m ,当m ≤0时,f ′(x )>0,f (x )在(0,+∞)上单调递增, 当m >0时,由f ′(x )=0得x =12m;由⎩⎪⎨⎪⎧f ′x >0,x >0得0<x <12m ;由⎩⎪⎨⎪⎧f ′x <0,x >0得x >12m.综上所述,当m ≤0时,f (x )的单调递增区间为(0,+∞); 当m >0时,f (x )的单调递增区间为(0,12m ),单调递减区间为(12m ,+∞).(2)若m =12e 2,则f (x )=12ln x -12e 2x .对∀x 1,x 2∈[2,2e 2]都有g (x 1)≥f (x 2)成立, 等价于对∀x ∈[2,2e 2]都有g (x )min ≥f (x )max , 由(1)知在[2,2e 2]上f (x )的最大值为f (e 2)=12,g ′(x )=1+ax2>0(a >0),x ∈[2,2e 2],函数g (x )在[2,2e 2]上是增函数,g (x )min =g (2)=2-a2,由2-a 2≥12,得a ≤3,又a >0,所以a ∈(0,3],所以实数a 的取值范围为(0,3].3.已知函数f (x )=ln xx +a (a ∈R ),曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与直线x +y +1=0垂直.(1)试比较:2 0182 019与2 0192 018的大小并说明理由;(2)若函数g (x )=f (x )-k 有两个不同的零点x 1,x 2,证明:x 1x 2>e 2.解析:(1)依题意得f ′(x )=x +ax-ln x x +a 2,所以f ′(1)=1+a 1+a2=11+a, 又曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线与直线x +y +1=0垂直,所以f ′(1)=1, 即11+a=1,解得a =0. 故f (x )=ln x x ,f ′(x )=1-ln xx2.令f ′(x )>0,则1-ln x >0,解得0<x <e ; 令f ′(x )<0,则1-ln x <0,解得x >e , 所以f (x )的单调递增区间为(0,e), 单调递减区间为(e ,+∞).∴f (2 018)>f (2 019),即ln 2 0182 018>ln 2 0192 019,即ln 2 0182 019>ln 2 0192 018,∴2 0182 019>2 0192 018.(2)不妨设x 1>x 2>0,因为g (x 1)=g (x 2)=0, 所以ln x 1-kx 1=0,ln x 2-kx 2=0, 可得ln x 1+ln x 2=k (x 1+x 2), ln x 1-ln x 2=k (x 1-x 2). 要证x 1x 2>e 2,即证ln x 1x 2>2, 只需证ln x 1+ln x 2>2, 也就是证k (x 1+x 2)>2,即证k >2x 1+x 2. 因为k =ln x 1-ln x 2x 1-x 2,所以只需证ln x 1-ln x 2x 1-x 2>2x 1+x 2,即证ln x 1x 2>2x 1-x 2x 1+x 2.令x 1x 2=t (t >1),则只需证ln t >2t -1t +1(t >1).令h (t )=ln t -2t -1t +1(t >1),则h ′(t )=1t-4t +12=t -12t t +12>0,故函数h (t )在(1,+∞)上是单调递增的, 所以h (t )>h (1)=0,即ln t >2t -1t +1.所以x 1x 2>e 2. 4.已知函数f (x )=exx.(1)求曲线y =f (x )在点P (2,e22)处的切线方程;(2)证明:f (x )>2(x -ln x ).解析:(1)因为f (x )=exx,所以f ′(x )=e x ·x -e xx2=exx -1x 2,f ′(2)=e24, 又切点为(2,e22),所以切线方程为y -e 22=e24(x -2),即e 2x -4y =0.(2)设函数g (x )=f (x )-2(x -ln x )=exx-2x +2ln x ,x ∈(0,+∞),则g ′(x )=exx -1x 2-2+2x =e x-2x x -1x2,x ∈(0,+∞). 设h (x )=e x-2x ,x ∈(0,+∞),则h ′(x )=e x-2,令h ′(x )=0,则x =ln 2. 当x ∈(0,ln 2)时,h ′(x )<0; 当x ∈(ln 2,+∞)时,h ′(x )>0. 所以h (x )min =h (ln 2)=2-2ln 2>0, 故h (x )=e x-2x >0. 令g ′(x )=e x-2xx -1x2=0,则x =1.当x ∈(0,1)时,g ′(x )<0; 当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )>0. 所以g (x )min =g (1)=e -2>0, 故g (x )=f (x )-2(x -ln x )>0, 从而有f (x )>2(x -ln x ).。
1.(2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax .若f (x )为奇函数,则曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为( )A .y =-2xB .y =-xC .y =2xD .y =x[解析] ∵f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax 为奇函数,∴a -1=0,解得a =1,∴f (x )=x 3+x ,∴f ′(x )=3x 2+1,∴f ′(0)=1,故曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y =x ,故选D.[答案] D2.(2018·天津卷)已知函数f (x )=e x ln x ,f ′(x )为f (x )的导函数,则f ′(1)的值为________.[解析] ∵f (x )=e x ln x ,∴f ′(x )=e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +1x , ∴f ′(1)=e 1×(ln1+1)=e.[答案] e3.(2018·全国卷Ⅲ)曲线y =(ax +1)e x 在点(0,1)处的切线的斜率为-2,则a =________.[解析] 设f (x )=(ax +1)e x ,则f ′(x )=(ax +a +1)e x ,所以曲线在点(0,1)处的切线的斜率k =f ′(0)=a +1=-2,解得a =-3.[答案] -34.(2018·北京卷)设函数f (x )=[ax 2-(3a +1)x +3a +2]e x .(1)若曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线斜率为0,求a ;(2)若f (x )在x =1处取得极小值,求a 的取值范围.[解] (1)因为f (x )=[ax 2-(3a +1)x +3a +2]e x ,所以f ′(x )=[ax 2-(a +1)x +1]e x .f ′(2)=(2a -1)e 2.由题设知f ′(2)=0,即(2a -1)e 2=0,解得a =12. (2)由(1)得f ′(x )=[ax 2-(a +1)x +1]e x =(ax -1)(x -1)e x .若a >1,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,1时,f ′(x )<0; 当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在x =1处取得极小值.若a ≤1,则当x ∈(0,1)时,ax -1≤x -1<0,所以f ′(x )>0.所以1不是f (x )的极小值点.综上可知,a 的取值范围是(1,+∞).1.高考对导数的几何意义的考查,多在选择、填空题中出现,难度较小,有时出现在解答题第一问.2.高考重点考查导数的应用,即利用导数研究函数的单调性、极值、最值问题,多在选择、填空的后几题中出现,难度中等.有时出现在解答题第一问.。
第讲综合大题部分.(·高考全国卷Ⅲ)已知函数()=++(+).()讨论()的单调性;()当<时,证明()≤--.解析:()()的定义域为(,+∞),′()=+++=.若≥,则当∈(,+∞)时,′()>,故()在(,+∞)上单调递增.若<,则当∈(,-)时,′()>;当∈(-,+∞)时,′()<.故()在(,-)上单调递增,在(-,+∞)上单调递减.()证明:由()知,当<时,()在=-处取得最大值,最大值为(-)=(-)--.所以()≤--等价于(-)--≤--,即(-)++≤.设()=-+,则′()=-.当∈()时,′()>;当∈(,+∞)时,′()<.所以()在()上单调递增,在(,+∞)上单调递减.故当=时,()取得最大值,最大值为()=.所以当>时,()≤.从而当<时,(-)++≤,即()≤--..(·高考全国卷Ⅱ)设函数()=(-).()讨论()的单调性;()当≥时,()≤+,求的取值范围.解析:()′()=(--).令′()=得=--或=-+.当∈(-∞,--)时,′()<;当∈(--,-+)时,′()>;当∈(-+,+∞)时,′()<.所以()在(-∞,--),(-+,+∞)单调递减,在(--,-+)单调递增.()()=(+)(-).当≥时,设函数()=(-),则′()=-<(>).因此()在[,+∞)单调递减.而()=,故()≤,所以()=(+)()≤+≤+.当<<时,设函数()=--,则′()=->(>),所以()在[,+∞)单调递增.而()=,故≥+.当<<时,()>(-)(+),(-)(+)--=(---)=-(++-),取=,则∈(),(-)(+)--=,故()-->,即()>+.当≤时,取=,则∈(),()>(-)(+)=≥+.综上,的取值范围是[,+∞)..(·高考全国卷Ⅲ)已知函数()=.()求曲线=()在点(,-)处的切线方程;()证明:当≥时,()+≥.解析:()′()=,′()=.因此曲线=()在(,-)处的切线方程是--=.()证明:当≥时,()+≥(+-++)-.令()=+-++,则′()=+++.当<-时,′()<,()单调递减;当>-时,′()>,()单调递增.所以()≥(-)=.因此()+≥..已知函数()=++(∈).()当=时,求曲线=()在点(,())处的切线方程;()当≤时,讨论函数()的单调性.解析:()当=时,()=+,∈(,+∞),所以′()=+,′()=+=,()=+=,故曲线=()在点(,())处的切线斜率为,切线方程为-=(-),即=-.()因为()=++,所以′()=+-=(∈(,+∞)).(不可忽视函数的定义域)。
第2讲 综合大题部分1.(2017·高考全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=ln x +ax 2+(2a +1)x .(1)讨论f (x )的单调性;(2)当a <0时,证明f (x )≤-34a-2. 解析:(1)f (x )的定义域为(0,+∞), f ′(x )=1x +2ax +2a +1=++x .若a ≥0,则当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0,故f (x )在(0,+∞)上单调递增.若a <0,则当x ∈(0,-12a)时,f ′(x )>0; 当x ∈(-12a,+∞)时,f ′(x )<0. 故f (x )在(0,-12a )上单调递增,在(-12a,+∞)上单调递减. (2)证明:由(1)知,当a <0时,f (x )在x =-12a 处取得最大值,最大值为f (-12a )=ln(-12a )-1-14a. 所以f (x )≤-34a -2等价于ln(-12a )-1-14a ≤-34a -2,即ln(-12a )+12a+1≤0. 设g (x )=ln x -x +1,则g ′(x )=1x-1. 当x ∈(0,1)时,g ′(x )>0;当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )<0.所以g (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.故当x =1时,g (x )取得最大值,最大值为g (1)=0.所以当x >0时,g (x )≤0.从而当a <0时,ln(-12a )+12a+1≤0, 即f (x )≤-34a-2. 2.(2017·高考全国卷Ⅱ)设函数f (x )=(1-x 2)e x .(1)讨论f (x )的单调性;(2)当x ≥0时,f (x )≤ax +1,求a 的取值范围.解析:(1)f ′(x )=(1-2x -x 2)e x.令f ′(x )=0得x =-1-2或x =-1+ 2.当x ∈(-∞,-1-2)时,f ′(x )<0;当x ∈(-1-2,-1+2)时,f ′(x )>0;当x ∈(-1+2,+∞)时,f ′(x )<0.所以f (x )在(-∞,-1-2),(-1+2,+∞)单调递减,在(-1-2,-1+2)单调递增.(2)f (x )=(1+x )(1-x )e x .当a ≥1时,设函数h (x )=(1-x )e x ,则h ′(x )=-x e x <0(x >0).因此h (x )在[0,+∞)单调递减.而h (0)=1,故h (x )≤1,所以f (x )=(x +1)h (x )≤x +1≤ax +1.当0<a <1时,设函数g (x )=e x -x -1,则g ′(x )=e x -1>0(x >0),所以g (x )在[0,+∞)单调递增. 而g (0)=0,故e x≥x +1.当0<x <1时,f (x )>(1-x )(1+x )2,(1-x )(1+x )2-ax -1=x (1-a -x -x 2)=-x (x 2+x +a -1),取x 0=5-4a -12,则x 0∈(0,1),(1-x 0)(1+x 0)2-ax 0-1=0,故f (x 0)-ax 0-1>0, 即f (x 0)>ax 0+1.当a ≤0时,取x 0=5-12,则x 0∈(0,1), f (x 0)>(1-x 0)(1+x 0)2=1≥ax 0+1.综上,a 的取值范围是[1,+∞).3.(2018·高考全国卷Ⅲ)已知函数f (x )=ax2+x -1ex. (1)求曲线y =f (x )在点(0,-1)处的切线方程;(2)证明:当a ≥1时,f (x )+e≥0.解析:(1)f ′(x )=-ax2+-+2ex ,f ′(0)=2.因此曲线y =f (x )在(0,-1)处的切线方程是2x -y -1=0.(2)证明:当a ≥1时,f (x )+e≥(x 2+x -1+ex +1)e -x . 令g (x )=x 2+x -1+e x +1,则g ′(x )=2x +1+e x +1. 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)=0. 因此f (x )+e≥0.1.已知函数f (x )=ln x +ax +a -1x(a ∈R ). (1)当a =1时,求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程;(2)当a ≤12时,讨论函数f (x )的单调性. 解析:(1)当a =1时,f (x )=ln x +x ,x ∈(0,+∞),所以f ′(x )=1x +1,f ′(1)=11+1=2, f (1)=ln 1+1=1,故曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为2,切线方程为y -1=2(x -1), 即y =2x -1.(2)因为f (x )=ln x +ax +a -1x, 所以f ′(x )=1x +a -a -1x2=ax2+x -a +1x2(x ∈(0,+∞)).(不可忽视函数的定义域) 令g (x )=ax 2+x -a +1(x ∈(0,+∞)),①当a =0时,g (x )=x +1,而x >0,所以g (x )>0,f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增.②当a ≠0时,g (x )=(ax +1-a )(x +1)=a (x -a -1a)(x +1). (i)当a <0时,a -1a>0, 当x ∈(0,a -1a)时,g (x )>0,f ′(x )>0, 故函数f (x )在(0,a -1a)上单调递增, 当x ∈(a -1a,+∞)时,g (x )<0,f ′(x )<0, 故函数f (x )在(a -1a,+∞)上单调递减. (ii)当0<a <1时,a -1a<0, 当x ∈(0,+∞)时,g (x )>0,所以f ′(x )>0,即f (x )在(0,+∞)上单调递增.(iii)当a =1时,a -1a=0, 故当x ∈(0,+∞)时,g (x )>0,所以f ′(x )>0,即f (x )在(0,+∞)上单调递增.(iv)当a >1时,a -1a>0, 当x ∈(0,a -1a )时,g (x )<0,f ′(x )<0,故函数f (x )在(0,a -1a)上单调递减, 当x ∈(a -1a,+∞)时,g (x )>0,f ′(x )>0, 故函数f (x )在(a -1a,+∞)上单调递增. 综上,当a <0时,函数f (x )在(0,a -1a)上单调递增, 在(a -1a,+∞)上单调递减; 当0≤a ≤1时,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增;当a >1时,函数f (x )在(0,a -1a)上单调递减, 在(a -1a,+∞)上单调递增. 2.设函数f (x )=ax 3-2x 2+x +c .(1)当a =1,且函数图象过(0,1)时,求函数的极小值;(2)若f (x )在(-∞,+∞)上无极值点,求a 的取值范围.解析:f ′(x )=3ax 2-4x +1.(1)函数图象过(0,1)时,有f (0)=c =1.又a =1,则f (x )=x 3-2x 2+x +1, f ′(x )=3x 2-4x +1,令f ′(x )>0,则x <13或x >1. 令f ′(x )<0,则13<x <1. 所以函数在(-∞,13)和(1,+∞)上单调递增, 在(13,1)上单调递减,极小值是 f (1)=13-2×12+1+1=1.(2)若f (x )在(-∞,+∞)上无极值点,则f (x )在(-∞,+∞)上是单调函数,即f ′(x )≥0或f ′(x )≤0恒成立.①当a =0时,f ′(x )=-4x +1,显然不满足题意.②当a ≠0时,f ′(x )≥0或f ′(x )≤0恒成立的充要条件是Δ=(-4)2-4×3a ×1≤0,即16-12a ≤0,解得a ≥43.综上,a 的取值范围为[43,+∞).3.函数f (x )=x 3-x 2-x +m (m ∈R ).(1)求f (x )的极值;(2)当m 在什么范围内取值时,曲线y =f (x )与直线y =1有三个不同的交点. 解析:(1)f ′(x )=3x 2-2x -1,令f ′(x )>0,则x >1或x <-13,令f ′(x )<0,则-13<x <1.所以当x ∈(-∞,-13)时,f ′(x )>0,当x ∈(-13,1)时,f ′(x )<0,当x ∈(1,+∞)时,f ′(x )>0,所以当x =-13时,f (x )取得极大值,为527+m ,当x =1时,f (x )取得极小值,为m -1.(2)画出f (x )和y =1的大致图象如图.由图象可以看出,要使曲线y =f (x )与直线y=1有三个不同的交点,则527+m >1,m -1<1,所以2227<m <2,所以满足条件的m 的范围为(2227,2).4.已知函数f (x )=ex x .(1)求曲线y =f (x )在点P (2,e22)处的切线方程;(2)证明:f (x )>2(x -ln x ).解析:(1)因为f (x )=ex x ,所以f ′(x )=ex·x-ex x2=-x2,f ′(2)=e24,又切点为(2,e22),所以切线方程为y -e22=e24(x -2),即e 2x -4y =0.(2)设函数g (x )=f (x )-2(x -ln x )=ex x-2x +2ln x ,x ∈(0,+∞), 则g ′(x )=-x2-2+2x =--x2,x ∈(0,+∞). 设h (x )=e x -2x ,x ∈(0,+∞),则h ′(x )=e x-2,令h ′(x )=0,则x =ln 2.当x ∈(0,ln 2)时,h ′(x )<0;当x ∈(ln 2,+∞)时,h ′(x )>0.所以h (x )min =h (ln 2)=2-2ln 2>0,故h (x )=e x -2x >0.令g ′(x )=--x2=0,则x =1. 当x ∈(0,1)时,g ′(x )<0;当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )>0.所以g (x )min =g (1)=e -2>0,故g (x )=f (x )-2(x -ln x )>0,从而有f (x )>2(x -ln x ).。