2020版高考数学二轮复习 专题二 函数与导数 专题对点练9 2.1~2.4组合练 文
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高考数学二轮复习导数及其应用多选题知识点及练习题及答案一、导数及其应用多选题1.已知函数()f x 对于任意x ∈R ,均满足()()2f x f x =-.当1x ≤时()ln ,01,0x x x f x e x <≤⎧=⎨≤⎩,若函数()()2g x m x f x =--,下列结论正确的为( )A .若0m <,则()g x 恰有两个零点B .若32m e <<,则()g x 有三个零点 C .若302m <≤,则()g x 恰有四个零点 D .不存在m 使得()g x 恰有四个零点 【答案】ABC 【分析】设()2h x m x =-,作出函数()g x 的图象,求出直线2y mx =-与曲线()ln 01y x x =<<相切以及直线2y mx =-过点()2,1A 时对应的实数m 的值,数形结合可判断各选项的正误. 【详解】由()()2f x f x =-可知函数()f x 的图象关于直线1x =对称. 令()0g x =,即()2m x f x -=,作出函数()f x 的图象如下图所示:令()2h x m x =-,则函数()g x 的零点个数为函数()f x 、()h x 的图象的交点个数,()h x 的定义域为R ,且()()22h x m x m x h x -=--=-=,则函数()h x 为偶函数,且函数()h x 的图象恒过定点()0,2-,当函数()h x 的图象过点()2,1A 时,有()2221h m =-=,解得32m =. 过点()0,2-作函数()ln 01y x x =<<的图象的切线, 设切点为()00,ln x x ,对函数ln y x =求导得1y x'=, 所以,函数ln y x =的图象在点()00,ln x x 处的切线方程为()0001ln y x x x x -=-, 切线过点()0,2-,所以,02ln 1x --=-,解得01x e=,则切线斜率为e , 即当m e =时,函数()y h x =的图象与函数()ln 01y x x =<<的图象相切. 若函数()g x 恰有两个零点,由图可得0m ≤或m e =,A 选项正确; 若函数()g x 恰有三个零点,由图可得32m e <<,B 选项正确; 若函数()g x 恰有四个零点,由图可得302m <≤,C 选项正确,D 选项错误. 故选:ABC. 【点睛】方法点睛:利用导数解决函数零点问题的方法:(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与x 轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用; (2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;(3)参变量分离法:由()0f x =分离变量得出()a g x =,将问题等价转化为直线y a =与函数()y g x =的图象的交点问题.2.下列不等式正确的有( ) A2ln 3< B.ln π<C.15< D.3ln 2e <【答案】CD 【分析】 构造函数()ln xf x x=,利用导数分析其单调性,然后由()2f f >、ff >、(4)f f >、()f f e <得出每个选项的正误.【详解】 令()ln x f x x =,则()21ln xf x x-'=,令()0f x '=得x e =易得()f x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减 所以①()2f f>,即ln 22>22ln ln 3>=,故A 错误;②ff >>,所以可得ln π>B 错误;③(4)f f >ln 4ln 242>=,即ln152ln 2=>所以ln15ln >15<,故C 正确;④()f f e <ln e e <3ln 21e<,即3ln 22e <所以3eln 2<,故D 正确; 故选:CD 【点睛】关键点点睛:本题考查的是构造函数,利用导数判断函数的单调性,解题的关键是函数的构造和自变量的选择.3.已知函数()1ln f x x x x=-+,()()1ln x x x x g --=,则下列结论正确的是( ) A .()g x 存在唯一极值点0x ,且()01,2x ∈ B .()f x 恰有3个零点C .当1k <时,函数()g x 与()h x kx =的图象有两个交点D .若120x x >且()()120f x f x +=,则121=x x 【答案】ACD 【分析】根据导数求得函数()g x '在(0,)+∞上为单调递减函数,结合零点的存在性定,可判定A 正确;利用导数求得函数 ()f x 在(,0)-∞,(0,)+∞单调递减,进而得到函数 ()f x 只有2个零点,可判定B 不正确;由()g x kx =,转化为函数()()1ln x x x ϕ-=和 ()(1)m x k x =-的图象的交点个数,可判定C 正确;由()()120f x f x +=,化简得到 ()121()f x f x =,结合单调性,可判定D 正确. 【详解】由函数()()1ln x x x x g --=,可得 ()1ln ,0g x x x x '=-+>,则()2110g x x x''=--<,所以()g x '在(0,)+∞上为单调递减函数,又由 ()()110,12ln 202g g '=>=-+<,所以函数()g x 在区间(1,2)内只有一个极值点,所以A 正确; 由函数()1ln f x x x x=-+, 当0x >时,()1ln f x x x x=-+,可得 ()221x x f x x -+-'=,因为22131()024x x x -+-=---<,所以 ()0f x '<,函数()f x 在(0,)+∞单调递减;又由()10f =,所以函数在(0,)+∞上只有一个零点, 当0x <时,()1ln()f x x x x =--+,可得 ()221x x f x x -+-'=,因为22131()024x x x -+-=---<,所以 ()0f x '<,函数()f x 在(,0)-∞单调递减; 又由()10f -=,所以函数在(,0)-∞上只有一个零点, 综上可得函数()1ln f x x x x=-+在定义域内只有2个零点,所以B 不正确; 令()g x kx =,即()1ln x x x kx --=,即 ()1ln (1)x x k x -=-, 设()()1ln x x x ϕ-=, ()(1)m x k x =-, 可得()1ln 1x x x ϕ'=+-,则 ()2110x x xϕ''=+>,所以函数()x ϕ'(0,)+∞单调递增, 又由()01ϕ'=,可得当(0,1)x ∈时, ()0x ϕ'<,函数()x ϕ单调递减, 当(1,)x ∈+∞时,()0x ϕ'>,函数 ()x ϕ单调递增, 当1x =时,函数()x ϕ取得最小值,最小值为()10ϕ=, 又由()(1)m x k x =-,因为1k <,则 10k ->,且过原点的直线,结合图象,即可得到函数()()1ln x x x ϕ-=和 ()(1)m x k x =-的图象有两个交点,所以C 正确;由120x x >,若120,0x x >>时,因为 ()()120f x f x +=,可得()()12222222211111ln ln 1f x f x x x f x x x x x ⎛⎫⎛⎫=-=--+=+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()121()f x f x =,因为()f x 在(0,)+∞单调递减,所以 121x x =,即121=x x , 同理可知,若120,0x x <<时,可得121=x x ,所以D 正确. 故选:ACD.【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从()f x 中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.4.若直线l 与曲线C 满足下列两个条件: (i )直线l 在点()00,P x y 处与曲线C 相切;(ii )曲线C 在P 附近位于直线l 的两侧,则称直线l 在点P 处“切过”曲线C . 下列命题正确的是( )A .直线:0l y =在点()0,0P 处“切过”曲线3:C y x =B .直线:1l x =-在点()1,0P -处“切过”曲线()2:1C y x =+C .直线:l y x =在点()0,0P 处“切过”曲线:sin C y x =D .直线:l y x =在点()0,0P 处“切过”曲线:tan C y x = 【答案】ACD 【分析】分别求出每个选项中命题中曲线C 对应函数的导数,求出曲线C 在点P 处的切线方程,再由曲线C 在点P 处两侧的函数值对应直线上的点的值的大小关系是否满足(ii ),由此可得出合适的选项. 【详解】对于A 选项,由3y x =,可得23y x '=,则00x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为0y =,当0x >时,0y >;当0x <时,0y <,满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线0y =两侧, A 选项正确;对于B 选项,由()21y x =+,可得()21y x '=+,则10x y =-'=,而直线:1l x =-的斜率不存在,所以,直线l 在点()1,0P -处不与曲线C 相切,B 选项错误;对于C 选项,由sin y x =,可得cos y x '=,则01x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为y x =,设()sin x x x f -=,则()1cos 0f x x '=-≥,所以,函数()f x 为R 上的增函数, 当0x <时,()()00f x f <=,即sin x x <; 当0x >时,()()00f x f >=,即sin x x >.满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线y x =两侧,C 选项正确; 对于D 选项,由sin tan cos xy x x ==,可得21cos y x'=,01x y ='=,所以,曲线C 在点()0,0P 处的切线方程为y x =,当,22x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,设()tan g x x x =-,则()2221sin 10cos cos xg x x x=-=-≤',所以,函数()g x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递减.当02x π-<<时,()()00g x g >=,即tan x x >;当02x π<<时,()()00g x g <=,即tan x x <.满足曲线C 在点()0,0P 附近位于直线y x =两侧,D 选项正确. 故选:ACD. 【点睛】关键点点睛:本题考查导数新定义,解题的关键就是理解新定义,并把新定义进行转化,一是求切线方程,二是判断在切点两侧函数值与切线对应的函数值的大小关系,从而得出结论.5.经研究发现:任意一个三次多项式函数32()(0)f x ax bx cx d a =+++≠的图象都只有一个对称中心点()()00,x f x ,其中0x 是()0f x ''=的根,()'f x 是()f x 的导数,()f x ''是()'f x 的导数.若函数32()f x x ax x b =+++图象的对称点为(1,2)-,且不等式(ln 1)x e e mx x -+32()3ef x x x e x ⎡⎤≥--+⎣⎦对任意(1,)x ∈+∞恒成立,则( )A .3a =B .1b =C .m 的值可能是e -D .m 的值可能是1e-【答案】ABC【分析】求导得()62f x x a ''=+,故由题意得()1620f a ''=-+=-,()1112f a b -=-+-+=,即3,1a b ==,故()3231f x x x x =+++.进而将问题转化为()1ln 1e x x e x e m x --++<+,由于1x e x >+,故ln ln 1ee x x x x e e x e x --+=≥-+,进而得()1ln ln 1ln 1e x x e x e e x ee x x --++--≥=-++,即m e ≤-,进而得ABC 满足条件.【详解】由题意可得()1112f a b -=-+-+=,因为()2321x ax f x =++',所以()62f x x a ''=+,所以()1620f a ''=-+=-,解得3,1a b ==,故()3231f x x x x =+++.因为1x >,所以()()32ln []13xeee mx xf x x x e x -+≥--+等价于()1ln 1e x x e x e m x --++≤+. 设()()10xg x e x x =-->,则()10xg x e '=->,从而()g x 在()0,∞+上单调递增.因为()00g =,所以()0g x >,即1x e x >+, 则ln ln 1ee x xxx e e x e x --+=≥-+(当且仅当x e =时,等号成立),从而()1ln ln 1ln 1e x x e x e e x e e x x --++--≥=-++,故m e ≤-.故选:ABC. 【点睛】本题解题的关键在于根据题意得()3231f x x x x =+++,进而将不等式恒成立问题转化为()1ln 1e x x e x e m x --++≤+恒成立问题,再结合1x e x >+得ln ln 1ee x xxx e e x e x --+=≥-+,进而得m e ≤-.考查运算求解能力与化归转化思想,是难题.6.对于定义域为R 的函数()f x ,()'f x 为()f x 的导函数,若同时满足:①()00f =;②当x ∈R 且0x ≠时,都有()0xf x '>;③当120x x <<且12x x =时,都有()()12f x f x <,则称()f x 为“偏对称函数”.下列函数是“偏对称函数”的是( )A .21()xx f x ee x =--B .2()1xf x e x =+-C .31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩D .42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩【答案】ACD 【分析】结合“偏对称函数”的性质,利用导数的方法,分别讨论四个函数是否满足三个条件,即可得到所求结论. 【详解】条件①()00f =;由选项可得:001(0)00f e e =--=,02(0)010f e =+-=,03(0)10f e =-=,4()ln(10)0f x =-=,即ABCD 都符合;条件②0()0()0x xf x f x >⎧'>⇔⎨'>⎩,或0()0x f x <⎧⎨'<⎩;即条件②等价于函数()f x 在区间(,0)-∞上单调递减,在区间(0,)+∞上单调递增; 对于21()xx f x ee x =--,则()()21()11212x x x xf x e e e e =-+-=-',由0x >可得,()()120(1)1x xf x e e '-=+>,即函数1()f x 单调递增;由0x <可得,()()120(1)1xxf x ee '-=+<,即函数1()f x 单调递减;满足条件②;对于2()1xf x e x =+-,则2()10x f x e =+>'显然恒成立,所以2()1xf x e x =+-在定义域上单调递增,不满足条件②;对于31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩,当0x <时,3()f x x =-显然单调递减;当0x ≥时,3()1x f x e =-显然单调递增;满足条件②;对于42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩,当0x ≤时,4()ln(1)f x x =-显然单调递减;当0x >时,4()2f x x =显然单调递增,满足条件②; 因此ACD 满足条件②;条件③当120x x <<且12x x =时,12x x -=,都有()()12f x f x <,即()()()()21220f x f x f x f x -=-->,对于21()xx f x ee x =--,()()212122211211x x x x f x f x e e e e x x -=-+--+()()()()22222222222222x x x x x x x x x e e e e e e e x e ----=----=-+-,因为222x x e e -+≥=,当且仅当22x x e e -=,即20x =时,等号成立,又20x >,所以222x x e e -+>, 则()()()()2222122211222xx x x f x f x e ee e xx ----=--->令()xxg x e ex -=--,0x >,所以()1110x x e e g x -'=+->=>在0x >上显然恒成立, 因此()xxg x e ex -=--在0x >上单调递增,所以()()00g x g >=,即()()()222121120xx f x f x e ex -->-->,所以()()1211f x f x >满足条件③;对于31,0(),0x e x f x x x ⎧-≥=⎨-<⎩,()()2232311211x xf x f x e x x e -=--=-+,令()1xh x e x =--,0x >,则()10xh x e '=->在0x >上显然恒成立,所以()()00h x h >=,则()()23231210xf x f x e x --=>-,即()()3231f x f x >满足条件③;对于42,0()ln(1),0x x f x x x >⎧=⎨-≤⎩,()()()()212122442ln 12ln 1f x f x x x x x -=--=-+,令()()2ln 1u x x x =-+,0x >, 则()1221101u x x'=->-=>+在0x >上显然恒成立,所以()()00u x u >=, 则()()()1422422ln 10f x f x x x -=-+>,即()()1442f x f x >满足条件③; 综上,ACD 选项是“偏对称函数”, 故选:ACD. 【点睛】 思路点睛:求解此类函数新定义问题时,需要结合函数新定义的概念及性质,结合函数基本性质,利用导数的方法,通过研究函数单调性,值域等,逐项判断,即可求解.(有时也需要构造新的函数,进行求解.)7.已知函数()1ln f x x x x=-+,给出下列四个结论,其中正确的是( ) A .曲线()y f x =在1x =-处的切线方程为10x y ++= B .()f x 恰有2个零点C .()f x 既有最大值,又有最小值D .若120x x >且()()120f x f x +=,则121=x x 【答案】BD 【分析】本题首先可根据()10f -=以及13f判断出A 错误,然后根据当0x >时的函数单调性、当0x <时的函数单调性、()10f -=以及()10f =判断出B 正确和C 错误,最后根据()()120f x f x +=得出()121f x f x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,根据函数单调性即可证得121=x x ,D 正确.【详解】函数()1ln f x x x x=-+的定义域为()(),00,-∞⋃+∞, 当0x >时,()1ln f x x x x=-+,()2221111x x f x x x x -+-'=--=; 当0x <时,1ln f x x x x,()2221111x x f x x x x -+-'=--=,A 项:1ln 1110f,22111131f,则曲线()y f x =在1x =-处的切线方程为031y x ,即33y x =--,A 错误;B 项:当0x >时,222215124x x x f xx x ,函数()f x 是减函数,当0x <时,222215124x x x f xx x ,函数()f x 是减函数,因为()10f -=,()10f =,所以函数()f x 恰有2个零点,B 正确; C 项:由函数()f x 的单调性易知,C 错误; D 项:当1>0x 、20x >时, 因为()()120f x f x +=, 所以1222222221111ln lnf x f x x x x fx x x x , 因为()f x 在()0,∞+上为减函数,所以121x x =,120x x >, 同理可证得当10x <、20x <时命题也成立,D 正确, 故选:BD. 【点睛】本题考查函数在某点处的切线求法以及函数单调性的应用,考查根据导函数求函数在某点处的切线以及函数单调性,导函数值即切线斜率,若导函数值大于0,则函数是增函数,若导函数值小于0,则函数是减函数,考查函数方程思想,考查运算能力,是难题.8.已知()2sin x f x x x π=--.( )A .()f x 的零点个数为4B .()f x 的极值点个数为3C .x 轴为曲线()y f x =的切线D .若()12()f x f x =,则12x x π+= 【答案】BC 【分析】首先根据()0f x '=得到21cos xx π-=,分别画出21xy π=-和cos y x =的图像,从而得到函数的单调性和极值,再依次判断选项即可得到答案.【详解】()21cos xf x x π'=--,令()0f x '=,得到21cos x x π-=. 分别画出21x y π=-和cos y x =的图像,如图所示:由图知:21cos xx π-=有三个解,即()0f x '=有三个解,分别为0,2π,π. 所以(),0x ∈-∞,()21cos 0x f x x π'=-->,()f x 为增函数,0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()21cos 0x f x x π'=--<,()f x 为减函数, ,2x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()21cos 0x f x x π'=-->,()f x 为增函数, (),x π∈+∞,()21cos 0xf x x π'=--<,()f x 为减函数.所以当0x =时,()f x 取得极大值为0,当2x π=时,()f x 取得极小值为14π-,当x π=时,()f x 取得极大值为0, 所以函数()f x 有两个零点,三个极值点,A 错误,B 正确.因为函数()f x 的极大值为0,所以x 轴为曲线()y f x =的切线,故C 正确.因为()f x 在(),0-∞为增函数,0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭为减函数, 所以存在1x ,2x 满足1202x x π<<<,且()()12f x f x =, 显然122x x π+<,故D 错误.故选:BC【点睛】 本题主要考查导数的综合应用,考查利用导数研究函数的零点,极值点和切线,属于难题.。
2020年高考数学 大题专项练习导数与函数 二1.已知函数f(x)=e x-12x 2-ax 有两个极值点x 1,x 2(e 为自然对数的底数).(1)求实数a 的取值范围; (2)求证:f(x 1)+f(x 2)>2.2.设函数f(x)=lnx-0.5ax 2-bx.(1)当a=b=0.5时,求f(x)的最大值; (2)令,其图像上任意一点P(x 0,y 0)处切线的斜率k ≤0.5恒成立,求实数a 的取值范围.3.已知函数f(x)=e x-(x+a)ln(x+a)+x,(x ∈R).(1)当a=1时,求函数f(x)的图像在x=0处的切线方程; (2)若函数f(x)在定义域上为单调递增函数, ①求a 的最大整数;②证明:4.已知函数f(x)=kx3+3(k﹣1)x2﹣k2+1在x=0,x=4处取得极值.(1)求常数k的值;(2)求函数f(x)的单调区间与极值;(3)设g(x)=f(x)+c,且∀x∈[﹣1,2],g(x)≥2c+1恒成立,求c的取值范围.5. (1)已知函数f(x)=x3+bx2+cx+d的单调减区间为[-1,2],求b,c的值.(2)设f(x)=ax3+x恰好有三个单调区间,求实数a的取值范围.6.已知函数f (x )=+x 在x=1处的切线方程为2x ﹣y+b=0.(Ⅰ)求实数a ,b 的值;(Ⅱ)设函数g (x )=f (x )+x 2﹣kx ,且g (x )在其定义域上存在单调递减区间(即g /(x )<0在其定义域上有解),求实数k 的取值范围.7.已知f(x)=12x 2-a 2ln x ,a>0.(1)若f(x)≥0,求a 的取值范围;(2)若f(x 1)=f(x 2),且x 1≠x 2,证明:x 1+x 2>2a.8.若函数f(x)+g(x)和f(x)·g(x)同时在x=t 处取得极小值,则称f(x)和g(x)为一对“P(t)函数”.(1)试判断f(x)=x 与g(x)=x 2+ax+b 是否是一对“P(1)函数”; (2)若f(x)=e x 与g(x)=x 2+ax+1是一对“P(t)函数”. ①求a 和t 的值;②若a <0,若对于任意x ∈ [1,+∞),恒有f(x)+g(x)<m ·f(x)g(x),求实数m 的取值范围.9.已知函数f(x)=ae x-ln x -1.(1)设x=2是f(x)的极值点,求a ,并求f(x)的单调区间;(2)证明:当a≥1e时,f (x)≥0.10.已知函数f(x)=x-1-alnx(其中a 为参数).(1) 求函数f(x)的单调区间;(2) 若对任意x ∈(0,+∞)都有f(x)≥0成立,求实数a 的取值集合;(3) 证明:⎝⎛⎭⎫1+1n n <e<⎝⎛⎭⎫1+1n n +1(其中n ∈N *,e 为自然对数的底数).11.已知函数.(1)若a=e ,求函数f(x)的极值;(2)若函数f(x)有两个零点,求实数a 的取值范围.12.设函数f(x)=e 2x-aln x.(1)讨论f(x)的导函数f′(x)零点的个数;(2)证明:当a>0时,f (x)≥2a+aln 2a.13.已知函数在处的切线与轴平行,()(1)试讨论在上的单调性;(2)①设,求的最小值;②证明:.14.已知函数①若函数f(x)在定义域内单调递增,求的取值范围; ②若且关于x 的方程在[1,4]上恰有两个不相等的实数根,求实数b取值范围;③设各项为正的数列满足:求证:.15.设函数f(x)=x2e x-1+ax3+bx2,已知x=-2和x=1为f(x)的极值点.(1)求a和b的值.(2)设试比较f(x)与g(x)的大小.答案解析1.解:(1)∵f(x)=e x -12x 2-ax ,∴f′(x)=e x-x -a .设g(x)=e x -x -a ,则g′(x)=e x-1.令g′(x)=e x-1=0,解得x=0.∴当x ∈(-∞,0)时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减; 当x ∈(0,+∞)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增. ∴g(x)min =g(0)=1-a .当a≤1时,f′(x)=g(x)≥0,函数f(x)单调递增,无极值点; 当a>1时,g(0)=1-a<0,且当x→+∞时,g(x)→+∞; 当x→-∞时,g(x)→+∞.∴当a>1时,f′(x)=g(x)=e x-x -a 有两个零点x 1,x 2. 不妨设x 1<x 2,则x 1<0<x 2.∴函数f(x)有两个极值点时,实数a 的取值范围是(1,+∞). (2)证明:由(1)知,x 1,x 2为g(x)=0的两个实数根, x 1<0<x 2,且g(x)在(-∞,0)上单调递减. 下面先证x 1<-x 2<0,只需证g(-x 2)<0. ∵g(x 2)=ex2-x 2-a=0,得a=ex2-x 2,∴g(-x 2)=e -x2+x 2-a=e -x2-ex2+2x 2.设h(x)=e -x -e x +2x(x>0),则h′(x)=-1ex -e x+2<0,∴h(x)在(0,+∞)上单调递减,∴h(x)<h(0)=0,∴g(-x 2)<0,即x 1<-x 2<0.∵函数f(x)在(x 1,0)上单调递减,∴f(x 1)>f(-x 2),∴要证f(x 1)+f(x 2)>2,只需证f(-x 2)+f(x 2)>2,即证ex2+e -x2-x 22-2>0.设函数k(x)=e x +e -x -x 2-2(x>0),则k′(x)=e x -e -x-2x .设φ(x)=k′(x)=e x -e -x -2x ,φ′(x)=e x +e -x-2>0,∴φ(x)在(0,+∞)上单调递增,∴φ(x)>φ(0)=0,即k′(x)>0, ∴k(x)在(0,+∞)上单调递增,k(x)>k(0)=0,∴当x ∈(0,+∞)时,e x +e -x -x 2-2>0,则ex2+e -x 2-x 22-2>0,∴f(-x 2)+f(x 2)>2,∴f(x 1)+f(x 2)>2.2.解:3.解:4.解:5.解:(1)∵函数f(x)的导函数f′(x)=3x2+2bx+c,由题设知-1<x<2是不等式3x2+2bx+c<0的解集.∴-1,2是方程3x2+2bx+c=0的两个实根,∴-1+2=-23b,(-1)×2=c3,即b=-1.5,c=-6.(2)∵f′(x)=3ax2+1,且f(x)有三个单调区间,∴方程f′(x)=3ax2+1=0有两个不等的实根,∴Δ=02-4×1×3a>0,∴a<0.∴a的取值范围为(-∞,0).6.7.解:(1)f′(x)=x-a 2x =x +a x -ax(x>0).当x ∈(0,a)时,f′(x)<0,f(x)单调递减; 当x ∈(a ,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.当x=a 时,f(x)取最小值f(a)=12a 2-a 2ln a.令12a 2-a 2ln a≥0,解得0<a< e. 故a 的取值范围是(0,e].(2)证明:由(1)知,f(x)在(0,a)上单调递减,在(a ,+∞)上单调递增, 不失一般性,设0<x 1<a<x 2<2a ,则2a-x 2<a.要证x 1+x 2>2a ,即x 1>2a-x 2,则只需证f(x 1)<f(2a-x 2). 因为f(x 1)=f(x 2),则只需证f(x 2)<f(2a-x 2). 设g(x)=f(x)-f(2a-x),a≤x≤2a.则g′(x)=x-a 2x +2a-x-a 22a -x =-2a a -x2x 2a -x≤0,所以g(x)在[a,2a)上单调递减,从而g(x)≤g(a)=0. 又a<x 2<2a ,于是g(x 2)=f(x 2)-f(2a-x 2)<0, 即f(x 2)<f(2a-x 2). 因此x 1+x 2>2a.8.解:9.解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)=ae x-1x.由题设知,f ′(2)=0,所以a=12e2.从而f(x)=12e 2e x -ln x -1,f ′(x)=12e 2e x -1x.当0<x <2时,f ′(x)<0;当x >2时,f ′(x)>0. 所以f(x)在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增.(2)证明:当a≥1e 时,f (x)≥exe -ln x -1.设g(x)=e x e -ln x -1,则g′(x)=e x e -1x.当0<x <1时,g ′(x)<0;当x >1时,g ′(x)>0.所以x=1是g(x)的最小值点. 故当x >0时,g (x)≥g(1)=0.因此,当a≥1e时,f (x)≥0.10.解:(1) f ′(x)=1-a x =x -ax(x>0),当a ≤0时,f ′(x)=1-a x =x -ax>0,所以f(x)在(0,+∞)上是增函数;当a>0时,所以f(x)的增区间是(a ,+∞),减区间是(0,a).综上所述, 当a ≤0时,f(x)的单调递增区间是(0,+∞);当a>0时,f(x)的单调递增区间是(a ,+∞),单调递减区间是(0,a). (2) 由题意得f(x)min ≥0.当a ≤0时,由(1)知f(x)在(0,+∞)上是增函数, 当x →0时,f(x)→-∞,故不合题意;(6分)当a>0时,由(1)知f(x)min =f(a)=a-1-alna ≥0.令g(a)=a-1-alna , 则由g ′(a)=-lna=0,得a=1,所以g(a)=a-1-alna ≤0,又f(x)min =f(a)=a-1-alna ≥0,所以a-1-alna=0, 所以a=1,即实数a 的取值集合是{1}.(10分)(3) 要证不等式1+1n n <e<1+1nn +1,两边取对数后,只要证nln1+1n <1<(n +1)ln1+1n ,即只要证1n +1<ln1+1n <1n,令x=1+1n ,则只要证1-1x<lnx<x-1(1<x ≤2).由(1)知当a=1时,f(x)=x-1-lnx 在(1,2]上递增, 因此f(x)>f(1),即x-1-lnx>0,所以lnx<x-1(1<x ≤2)令φ(x)=lnx +1x -1(1<x ≤2),则φ′(x)=x -1x2>0,所以φ(x)在(1,2]上递增,故φ(x)>φ(1),即lnx +1x -1>0,所以1-1x<lnx(1<x ≤2).综上,原命题得证.11.解:12.解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=2e 2x-a x(x >0).当a≤0时,f ′(x)>0,f ′(x)没有零点;当a >0时,设u(x)=e 2x,v(x)=-a x,因为u(x)=e 2x在(0,+∞)上单调递增,v(x)=-a x在(0,+∞)上单调递增,所以f′(x)在(0,+∞)上单调递增.又f′(a)>0,当b 满足0<b <a 4且b <14时,f ′(b)<0,故当a >0时,f ′(x)存在唯一零点.(2)证明:由(1)可设f′(x)在(0,+∞)上的唯一零点为x 0, 当x∈(0,x 0)时,f ′(x)<0;当x∈(x 0,+∞)时,f ′(x)>0. 故f(x)在(0,x 0)上单调递减,在(x 0,+∞)上单调递增, 所以当x=x 0时,f(x)取得最小值,最小值为f(x 0).由于2e2x 0-a x 0=0,所以f(x 0)=a 2x 0+2ax 0+aln 2a ≥2a +aln 2a.故当a >0时,f (x)≥2a+aln 2a.13.14.解:15.解:。
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专题对点练9 2.1~2。
4组合练(限时90分钟,满分100分)一、选择题(共9小题,满分45分)1。
设函数f(x)=则f(f(e))=()A.0B.1 C。
2 D。
ln(e2+1)2。
设a=60。
4,b=log0.40.5,c=log80.4,则a,b,c的大小关系是()A.a<b<c B。
c<b<a C.c〈a〈b D。
b〈c<a3.已知函数y=log a(x+c)(a,c为常数,其中a>0,a≠1)的图象如图所示,则下列结论成立的是()A。
a>1,c>1B.a〉1,0〈c<1C.0<a<1,c>1D.0〈a<1,0<c<14。
(2018全国Ⅲ,文9)函数y=-x4+x2+2的图象大致为()5.函数y=1+log0.5(x-1)的图象一定经过点()A.(1,1)B。
(1,0) C.(2,1)D.(2,0)6.若函数f(x)=的值域为[—1,1],则实数a的取值范围是()A。
[1,+∞)B.(-∞,—1]C。
(0,1]D。
(—1,0)7.已知函数f(x)=,则()A。
∃x0∈R,使得f (x)〈0B.∀x∈(0,+∞),f(x)≥0C.∃x1,x2∈[0,+∞),使得〈0D.∀x1∈[0,+∞),∃x2∈[0,+∞),使得f(x1)〉f(x2)8。
限时规范训练四 函数的图象与性质 限时40分钟,实际用时分值80分,实际得分一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分) 1.函数y =x +x -2的定义域是( )A .(-1,+∞)B .[-1,+∞)C .(-1,2)∪(2,+∞)D .[-1,2)∪(2,+∞)解析:选C.由题意知,要使函数有意义,需⎩⎪⎨⎪⎧x -2≠0x +1>0,即-1<x <2或x >2,所以函数的定义域为(-1,2)∪(2,+∞).故选C.2.设函数f :R →R 满足f (0)=1,且对任意,x ,y ∈R 都有f (xy +1)=f (x )f (y )-f (y )-x +2,则f (2 017)=( )A .0B .1C .2 016D .2 018解析:选D.令x =y =0,则f (1)=f (0)f (0)-f (0)+2=1×1-1+2=2,令y =0,则f (1)=f (x )f (0)-f (0)-x +2,将f (0)=1,f (1)=2代入,可得f (x )=1+x ,所以f (2 017)=2 018.故选D.3.若函数f (x )满足“对任意x 1,x 2∈(0,+∞),当x 1<x 2时,都有f (x 1)>f (x 2)”,则f (x )的解析式可以是( )A .f (x )=(x -1)2B .f (x )=e xC .f (x )=1xD .f (x )=ln(x +1)解析:选C.根据条件知,f (x )在(0,+∞)上单调递减. 对于A ,f (x )=(x -1)2在(1,+∞)上单调递增,排除A ; 对于B ,f (x )=e x在(0,+∞)上单调递增,排除B ; 对于C ,f (x )=1x在(0,+∞)上单调递减,C 正确;对于D ,f (x )=ln(x +1)在(0,+∞)上单调递增,排除D. 4.已知函数f (x )=2x +1(1≤x ≤3),则( ) A .f (x -1)=2x +2(0≤x ≤2)B .f (x -1)=2x -1(2≤x ≤4)C .f (x -1)=2x -2(0≤x ≤2)D .f (x -1)=-2x +1(2≤x ≤4)解析:选B.因为f (x )=2x +1,所以f (x -1)=2x -1.因为函数f (x )的定义域为[1,3],所以1≤x -1≤3,即2≤x ≤4,故f (x -1)=2x -1(2≤x ≤4).5.若函数y =f (x )的定义域是[0,2 018],则函数g (x )=f x +x -1的定义域是( ) A .[-1,2 017]B .[-1,1)∪(1,2 017]C .[0,2 019]D .[-1,1)∪(1,2 018]解析:选B.要使函数f (x +1)有意义,则0≤x +1≤2 018,解得-1≤x ≤2 017,故函数f (x+1)的定义域为[-1,2 017],所以函数g (x )有意义的条件是⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x ≤2 017x -1≠0,解得-1≤x<1或1<x ≤2 017.故函数g (x )的定义域为[-1,1)∪(1,2 017]. 6.下列函数为奇函数的是( ) A .y =x 3+3x 2B .y =e x +e -x2C .y =x sin xD .y =log 23-x3+x解析:选D.依题意,对于选项A ,注意到当x =-1时,y =2;当x =1时,y =4,因此函数y =x 3+3x 2不是奇函数.对于选项B ,注意到当x =0时,y =1≠0,因此函数y =e x +e-x2不是奇函数.对于选项C ,注意到当x =-π2时,y =π2;当x =π2时,y =π2,因此函数y =x sin x 不是奇函数.对于选项D ,由3-x3+x>0得-3<x <3,即函数y =log 23-x3+x 的定义域是(-3,3),该数集是关于原点对称的集合,且log 23--x3+-x +log 23-x 3+x =log 21=0,即log 23--x 3+-x =-log 23-x3+x,因此函数y =log 23-x 3+x是奇函数.综上所述,选D.7.设函数f (x )=ln(1+x )+m ln(1-x )是偶函数,则( ) A .m =1,且f (x )在(0,1)上是增函数 B .m =1,且f (x )在(0,1)上是减函数 C .m =-1,且f (x )在(0,1)上是增函数 D .m =-1,且f (x )在(0,1)上是减函数解析:选B.因为函数f (x )=ln(1+x )+m ln(1-x )是偶函数,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,则(m -1)ln3=0,即m =1,则f (x )=ln(1+x )+ln(1-x )=ln(1-x 2),在(0,1)上,当x 增大时,1-x 2减小,ln(1-x 2)减小,即f (x )在(0,1)上是减函数,故选B.8.若关于x 的不等式4a x -1<3x -4(a >0,且a ≠1)对于任意的x >2恒成立,则a 的取值范围为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12 C .[2,+∞) D .(2,+∞)解析:选B.不等式4a x -1<3x -4等价于ax -1<34x -1. 令f (x )=ax -1,g (x )=34x -1,当a >1时,在同一坐标系中作出两个函数的图象,如图1所示,由图知不满足条件;当0<a <1时,在同一坐标系中作出两个函数的图象,如图2所示,则f (2)≤g (2),即a 2-1≤34×2-1,即a ≤12,所以a 的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤0,12,故选B.9.已知函数y =a +sin bx (b >0且b ≠1)的图象如图所示,那么函数y =log b (x -a )的图象可能是( )解析:选C.由三角函数的图象可得a >1,且最小正周期T =2πb<π,所以b >2,则y =log b (x-a )是增函数,排除A 和B ;当x =2时,y =log b (2-a )<0,排除D ,故选C.10.已知函数y =f (x )是定义在R 上的偶函数,当x ∈(-∞,0]时,f (x )为减函数,若a =f (20.3),b =f (log 124),c =f (log 25),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .c >b >aC .c >a >bD .a >c >b解析:选B.函数y =f (x )是定义在R 上的偶函数,当x ∈(-∞,0]时,f (x )为减函数,∴f (x )在[0,+∞)为增函数, ∵b =f (log 124)=f (-2)=f (2),1<20.3<2<log 25,∴c >b >a ,故选B. 11.已知函数f (x )=x -4+9x +1,x ∈(0,4),当x =a 时,f (x )取得最小值b ,则函数g (x )=a|x +b |的图象为( )解析:选A.∵x ∈(0,4),∴x +1>1, ∴f (x )=x -4+9x +1=x +1+9x +1-5≥ 29x +1x +-5=1,当且仅当x =2时取等号,此时函数f (x )有最小值1. ∴a =2,b =1,∴g (x )=2|x +1|=⎩⎪⎨⎪⎧2x +1,x ≥-1,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1,x <-1,此函数可以看成由函数y =⎩⎪⎨⎪⎧2x,x ≥0,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,x <0的图象向左平移1个单位得到,结合指数函数的图象及选项可知A 正确.故选A.12.若函数f (x )=1+2x +12x +1+sin x 在区间[-k ,k ](k >0)上的值域为[m ,n ],则m +n 的值是( )A .0B .1C .2D .4解析:选D.∵f (x )=1+2·2x2x +1+sin x=1+2·2x+1-12x +1+sin x=2+1-22x +1+sin x=2+2x-12x +1+sin x .记g (x )=2x-12x +1+sin x ,则f (x )=g (x )+2,易知g (x )为奇函数,g (x )在[-k ,k ]上的最大值a 与最小值b 互为相反数, ∴a +b =0,故m +n =4.(a +2)+(b +2)=a +b +4=4. 二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=log 2x -1,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22=________. 解析:因为f (x )是定义在R 上的奇函数,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫22=-⎝ ⎛⎭⎪⎫log 222-1=32. 答案:3214.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log a x , x >2,-x 2+2x -2, x ≤2(a >0,且a ≠1)的值域是(-∞,-1],则实数a 的取值范围是________.解析:当x ≤2时,f (x )=-x 2+2x -2=-(x -1)2-1,f (x )在(-∞,1)上递增,在(1,2]上递减,∴f (x )在(-∞,2]上的最大值是-1, 又f (x )的值域是(-∞,-1],∴当x >2时, log a x ≤-1,故0<a <1,且log a 2≤-1, ∴12≤a <1,故答案为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,1. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,115.已知函数f (x )在实数集R 上具有下列性质:①直线x =1是函数f (x )图象的一条对称轴;②f (x +2)=-f (x );③当1≤x 1<x 2≤3时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0,则f (2 015)、f (2 016)、f (2 017)从大到小的顺序为______________.解析:由f (x +2)=-f (x )得f (x +4)=f (x ),所以f (x )的周期是4,所以f (2 015)=f (3),f (2 016)=f (0),f (2 017)=f (1).因为直线x =1是函数f (x )图象的一条对称轴,所以f (0)=f (2).由1≤x 1<x 2≤3时,[f (x 2)-f (x 1)]·(x 2-x 1)<0,可知当1≤x ≤3时,函数f (x )单调递减,所以f (1)>f (2)>f (3),即f (2 017)>f (2 016)>f (2 015).答案:f (2 017)>f (2 016)>f (2 015)16.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|2x +1|,x <1,log 2x -m ,x >1,若f (x 1)=f (x 2)=f (x 3)(x 1,x 2,x 3互不相等),且x 1+x 2+x 3的取值范围为(1,8),则实数m 的值为________.解析:作出f (x )的图象,如图所示,可令x 1<x 2<x 3,则由图知点(x 1,0),(x 2,0)关于直线x =-12对称,所以x 1+x 2=-1.又1<x 1+x 2+x 3<8,所以2<x 3<9.结合图象可知点A 的坐标为(9,3),代入函数解析式,得3=log 2(9-m ),解得m =1.答案:1。
解:(1)∵f (x )=ln x +ax ,∴f ′(x )= +a .ax +∴函数 f (x )在 0,- 上单调递增,在- ,+∞上单调递减,∴实数 a 的取值范围是- ,0.解:(1)∵F (x )=ln x + ,x ∈(0,3],0∴F ′(x )= -2=,∴k =F ′(x 0)= 2 , (2)由(1)知 f ′(x )= +a =(x >0).当 a ≥0 时,∵f ′(x )=>0,∴函数 f (x )=ln x +ax 在(0,+∞)上单调递增,当 a <0 时,∵f ′(x )=(x >0),xx x x 0y 函数与导数[课时跟踪检测]1.已知函数 f (x )=ln x +ax ,(1)若函数 f (x )在 x =1 处的切线方程为 y =2x +m ,求实数 a 和 m 的值;(2)若函数 f (x )在定义域内有两个不同的零点 x 1,x 2,求实数 a 的取值范围.1x∵函数 f (x )在 x =1 处的切线方程为 y =2x +m ,∴f ′(1)=1+a =2,得 a =1.又∵f (1)=ln 1+a =1,∴函数 f (x )在 x =1 处的切线方程为 y -1=2(x -1),即 y =2x -1,∴m =-1.1 1+axx x1+axx从而函数 f (x )至多有一个零点,不符合题意;1 ax1 1a a1 1 1 1∴函数 f (x )max =f -a =ln -a +a -a =ln -a -1,∴要满足函数 f (x )在定义域内有两个不同的零点 x 1,x 2,1 1必有 f (x )max =ln -a -1>0,得 a >-e ,1e2.设函数 f (x )=ln x +x .a 1(1)令 F (x )=f (x )+x -x (0<x ≤3),若 F (x )的图象上任意一点 P (x 0,0)处切线的斜率 k ≤2恒成立,求实数 a 的取值范围;(2)若方程 2mf (x )=x 2 有唯一实数解,求正数 m 的值.ax1 a x -a x -a 2x 20∴a ≥ ,即实数 a 的取值范围为⎢ ,+∞⎪.,解得 m = .23.(2019·学军中学检测)已知函数 f (x )= (x +a ) +b ln x ,a ,b∈R. ∴k =x 0-a 1 1⎡1 ⎫2则 g ′(x )= .令 g ′(x )=0,则 x -mx -m =0. 2 <0(舍去),x 2=m + m 2+4m ⎪⎩g (x 2)=0, 即 x 2-2m lnx 2-2mx 2=x 2-mx 2-m ,22∵h (1)=0,∴方程(*)的解为 x 2=1,即 1=m + m 2+4m 0 0 ⎧⎪1∵F (x )的图象上任意一点 P (x 0,y 0)处切线的斜率 k ≤2恒成立,≤2在 x 0∈(0,3]上恒成立,1∴a ≥-2x 2+x 0max ,x 0∈(0,3],1 1当 x 0=1 时,-2x 2+x 0 取得最大值2,2 ⎣2 ⎭(2)∵方程 2mf (x )=x 2 有唯一实数解,∴x 2-2m ln x -2mx =0 有唯一实数解.设 g (x )=x 2-2m ln x -2mx ,2x 2-2mx -2mx∵m >0,∴Δ=m 2+4m >0,∵x >0,m - m 2+4m∴x 1=2 ,当 x ∈(0,x 2)时,g ′(x )<0,g (x )在(0,x 2)上单调递减,当 x ∈(x 2,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )在(x 2,+∞)单调递增, 当 x =x 2 时,g ′(x 2)=0,g (x )取最小值 g (x 2). ∵g (x )=0 有唯一解,∴g (x 2)=0, 则⎨g ′(x 2)=0,∴2m ln x 2+mx 2-m =0,∵m >0,∴2ln x 2+x 2-1=0.(*) 设函数 h (x )=2ln x +x -1,∵当 x >0 时,h (x )是增函数,∴h (x )=0 至多有一解.1 2 212(1)若直线 y =ax 是曲线 y =f (x )的切线,求 a 2b 的最大值;(2)设 b =1,若函数 f (x )有两个极值点 x 1 与 x 2,且 x 1<x 2,求f (x 2)的取值范围.解:(1)因为 f ′(x )= ,x 20+ax 0+bx 0(2)因为 f ′(x )= ,⎧⎪x 1+x 2=-a , x 2f (x 2) 2 2 x 112x20 0 0 ⎩ 2x 2x 2 且 h ′(x )>h ′(1)= >0,x 1 x 2+ax +bx又因为 y =ax 是曲线 y =f (x )的切线,设切点为(x 0,y 0),则 =a , 故 b =-x 2.1因为 y 0=2(x 0+a )2+b ln x 0=ax 0,即 a 2=-(x 2+2b ln x 0)=x 2(2ln x 0-1)≥0,故 x 0≥e ,所以 a 2b =x 4(1-2ln x 0), 令 g (x )=x 4(1-2ln x ),x ≥ e ,则 g ′(x )=2x 3(1-4ln x )<0,所以函数 g (x )在[ e ,+∞)上单调递减,故 g (x )max =g ( e)=0, 综上,a 2b 的最大值是 0.x 2+ax +1x所以 x 1,x 2 是 x 2+ax +1=0 的两个根,则⎨⎪x 1·x 2=1,1 故 a =-x 2- ,1(x +a )2+ln x 21 所以 = = +x 2ln x 2. x 2-a + a 2-4 因为 x 2= 2>1,1令 h (x )= +x ln x ,x >1,-1则 h ′(x )= +ln x +1 单调递增,12所以 h (x )在(1,+∞)上单调递增,故 h (x )>h (1)= .的取值范围是 ,+∞⎪.所以 f (-1)=(-1+b ) -a ⎪=0,所以 a = 或 b =1.所以 f ′(-1)= -a =-1+ ,若 a = ,则 b =2-e<0,与 b >0 矛盾,故 a =1,b =1.则 h (x )= -1⎪(x +1),xx 令 F (x )=f (x )-h (x ),则 F (x )=(x +1)(e -1)- -1⎪(x +1),F ′(x )=(x +2)e - ,x当 x ≤-2 时,F ′(x )=(x +2)e - ≤- <0, x当 x >-2 时,设 G (x )=F ′(x )=(x +2)e - ,综上,f (x 2) ⎛1 ⎛1⎫⎛1⎫1⎛1 ⎫12⎫x 1 ⎝2 ⎭4.已知函数 f (x )=(x +b )(e x -a )(b >0)的图象在点(-1,f (-1))处的切线方程为(e -1)x +e y +e -1=0.(1)求 a ,b ;m (1-2e )(2)若方程 f (x )=m 有两个实数根 x 1,x 2,且 x 1<x 2,证明:x 2-x 1≤1+ 1-e .解:(1)由题意得 f (-1)=0,⎝e ⎭1e又 f ′(x )=(x +b +1)e x -a ,b 1e e1e(2)证明:由(1)可知 f (x )=(x +1)(e x -1),f (0)=0,f (-1)=0,设曲线 y =f (x )在点(-1,0)处的切线方程为 y =h (x ),⎝e ⎭⎝e ⎭ e1 1ee1e则 G ′(x )=(x +3)e x >0,故函数 F ′(x )在(-2,+∞)上单调递增,又 F ′(-1)=0,所以当 x ∈(-∞,-1)时,F ′(x )<0,当 x ∈(-1,+∞)时,F ′(x )>0,所以函数 F (x )在区间(-∞,-1)上单调递减,在区间(-1,+∞)上单调递增,故 F (x )≥F (-1)=0,所以 f (x )≥h (x ),所以 f (x 1)≥h (x 1).m e设 h (x )=m 的根为 x 1′,则 x 1′=-1+1-e,所以 x 2-x 1≤x 2′-x 1′=m - -1+m e ⎫⎛1-e ⎭⎝ x e x -(e x -a ) a (e x -a )(x -1)由题意得 f ′(2)= ,解得 a =0.(e -a )(x -1)x=1+m (1-2e )5.已知函数 f (x )= -a ln x ,其中 a ∈[0,e],e =2.718 28…是自然对数的底数.(3)设函数 g (x )= ,求证:0<g (x )<1.解:(1)f ′(x )= - = ,f ′(x )= .又函数 h (x )单调递减,且 h (x 1′)=f (x 1)≥h (x 1), 所以 x 1′≤x 1,设曲线 y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为 y =t (x ),易得 t (x )=x ,令 T (x )=f (x )-t (x )=(x +1)(e x -1)-x ,则 T ′(x )=(x +2)e x -2,当 x ≤-2 时,T ′(x )=(x +2)e x -2≤-2<0,当 x >-2 时,设 H (x )=T ′(x )=(x +2)e x -2,则 H ′(x )=(x +3)e x >0,故函数 T ′(x )在(-2,+∞)上单调递增,又 T ′(0)=0,所以当 x ∈(-∞,0)时,T ′(x )<0,当 x ∈(0,+∞)时,T ′(x )>0,所以函数 T (x )在区间(-∞,0)上单调递减,在区间(0,+∞)上单调递增,所以 T (x )≥T (0),所以 f (x )≥t (x ),所以 f (x 2)≥t (x 2). 设 t (x )=m 的根为 x 2′,则 x 2′=m ,又函数 t (x )单调递增,且 t (x 2′)=f (x 2)≥t (x 2), 所以 x 2′≥x 2.又 x 1′≤x 1,⎪1-e .e x -ax(1)若曲线 y =f (x )在点(2,f (2))处的切线为 e 2x -4y =0,求 a 的值;(2)求函数 y =f (x )的极大值;1+x ln xe xx 2 x x 2e 24(2)函数 f (x )的定义域为(0,+∞),x 2①当 0≤a ≤1 时,f (x )在 (0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,函数f (x )没有极大值;②当 1<a <e 时,令 f ′(x )=0,解得 x =ln a 或 x =1.则由 h ′(x )=ln x +1=0,解得 x = ,∴h (x )在 0, ⎪上单调递减,在 ,+∞⎪上单调递增,1⎛1⎫ ∴h (x )≥h ⎪=1- >0,⎛1⎫ ⎛1 ⎫ 即 -ln x >0.由(2)知,当 a =1 时,f (x )=-ln x ,于是 f (x )在(0,ln a ),(1,+∞)上单调递增,在(ln a,1)上单调递减,函数 f (x )的极大值为 f (ln a )=-a ln(ln a );③当 a =e 时,f ′(x )≥0,f (x )在(0,+∞)上单调递增,没有极大值.(3)证明:①要证 g (x )>0,只需证 1+x ln x >0.令 h (x )=1+x ln x ,1e⎝ e ⎭⎝e ⎭⎝e ⎭ e即 g (x )>0.②要证 g (x )<1,只要证 1+x ln x <e x ,e x -1xe x -1x此时 f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,∴f (x )≥f (1)=e -1>0,∴g (x )<1.综合①②可知,0<g (x )<1 成立.。
专题二 函数、导数及其应用1、设函数2()23f x x x =+-,则()()2(-3)-2f f f 、、的大小关系是( )A. (2)()(2)f f x f >>-B. (2)(2)(3)f f f >->-C. (2)(3)(2)f f f <-<-D. (2)(2)(3)f f f <-<- 2、函数y =13x -的定义域为( )A .3,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B .()(),33,-∞+∞C .()3,33,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .()3,+∞ 3、函数()20.4log 34y x x =-++的值域是( ) A. (]0,2- B.[)2,-+∞ C. (,2]-∞- D.[)2,+∞4、已知集合{}1,2,3A =,集合{}4,5B =映射:f A B →且满足1对应的元素是4,则这样的映射有( ) A. 2个 B. 4个 C. 8个 D.9个5、设函数()f x 在R 上可导,其导函数为'()f x ,且函数(1)'()y x f x =-的图象如图所示,则下列结论中一定成立的是( )A.函数()f x 有极大值()2f 和极小值()1fB.函数()f x 有极大值(2)f -和极小值()1fC.函数()f x 有极大值()2f 和极小值()2f -D.函数()f x 有极大值()2f -和极小值()2f6、函数23()ln 2f x x x =-的极值点为( ) A.0,1,1-C.7、曲线1e x y x -=在点()1,1处切线的斜率等于( ) A. 2e B. eC. 2D. 18、曲线ln 2()x xf x x-=在点(1,2)-处的切线方程为( ) A.240x y --= B.20x y += C.30x y --=D.10x y ++=9、若函数()ln f x x x a =+的图象在点(1,(1))f 处的切线过点(2,2),则a =__________. 10、函数22,0()26ln ,0x x f x x x x ⎧-≤=⎨-+>⎩的零点个数是____.11、计算:1lglg52--=_________. 12、函数2(33)x y a a a =-+是指数函数,则有( ) A.1a =或2a =B.1a =C.2a =D.1a >,且2a ≠13、若0.33131(),log 2,log 53a b c -===则,它们的大小关系正确的是 ( )A .a b c >>B .b a c >>C .c b a >>D .a c b >>14、e11d x x x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎰( ) A.2e B.2e 12+ C.2e 12- D.2e 32+15、已知某生产厂家的年利润y (单位:万元)与年产量x (单位:万件)的函数关系式为31812343y x x =-+-,则使该生产厂家获取最大年利润的年产量为( )A.13万件B.11万件C.9万件D.7万件答案以及解析1答案及解析: 答案:A 解析:2答案及解析: 答案:C 解析:3答案及解析: 答案:B解析: 由题意可知, 2340x x -++> 即()()410x x --< 解得-14x <<令223253424u x x x ⎛⎫=-++=--+ ⎪⎝⎭故2504u <≤所以()20.4log 34y x x =-++的值域为[)2,-+∞4答案及解析: 答案:B 解析:5答案及解析: 答案:D解析:由题图可知当2x <-时,()()1'0y x f x =->,所以此时()'0f x >,函数递增.当21x -<<时, ()()1'0y x f x =-<,所以此时()'0f x <,函数递减.当12x <<时, ()()1'0y x f x =->,所以此时()'0f x <,函数递减.当2x >时, ()()1'0y x f x =-<,所以此时()'0f x >,函数递增.所以函数()f x 有极大值()2f -和极小值()2f ,选D .6答案及解析: 答案:B解析:由已知,得()f x 的定义域为2131(0,),'()3x f x x x x-+∞=-=,令'()0f x =,得x (x =舍去).当x >时,'()0f x >;当0x <时,'()0f x <.所以当x时,()f x 取得极小值.从而()f x 的极小值点为x =,无极大值点,选B.7答案及解析: 答案:C解析:∵()()'''111e e 1e x x x y x x x ---=⋅+⋅=+,∴曲线在点()1,1处的切线斜率为'1|2x y ==.故选C.8答案及解析: 答案:C解析:因为21ln '()xf x x -=,所以'(1)1f =,故曲线()f x 在点(1,2)-处的切线方程为(2)1y x --=-,即30x y --=.9答案及解析: 答案:1解析:函数()ln f x x x a =+,可得()ln 1f x x '=+,所以(1)1f '=,又(1)f a =,所以切线方程为:1y x a =-+,切线经过(2,2),所以221a =-+,解得1a =.故答案为1.10答案及解析: 答案:2 解析:11答案及解析: 答案:32- 解析:12答案及解析: 答案:C解析:由指数函数的概念,得2331a a -+=,解得1a =或2a =.当1a =时,底数是1,不符合题意,舍去;当2a =时,符合题意,故选C.13答案及解析: 答案:A 解析:14答案及解析: 答案:B 解析:e2e222111111e 1()d ln e ln e 1ln12222x x x x x +⎛⎫+=+=+-⨯-= ⎪⎝⎭⎰,故选B.15答案及解析:答案:C解析:2'81y x x =-+,令0y '=得9x =或9x =-(舍去). 当()0,9x ∈时,0y '>, 当()9,x ∈+∞时,0y '<, 则当9x =时,y 有最大值.即使该生产厂家获取最大年利润的年产量为9万件,故选C.。
回顾2 函数与导数[必记知识]1.函数的定义域和值域(1)求函数定义域的类型和相应方法①若已知函数的解析式,则函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值范围.②若已知f (x )的定义域为[a ,b ],则f (g (x ))的定义域为不等式a ≤g (x )≤b 的解集;反之,已知f (g (x ))的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为函数y =g (x )(x ∈[a ,b ])的值域.(2)常见函数的值域①一次函数y =kx +b (k ≠0)的值域为R .②二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0):当a >0时,值域为⎣⎡⎭⎫4ac -b 24a ,+∞,当a <0时,值域为⎝⎛⎦⎤-∞,4ac -b 24a ; ③反比例函数y =k x(k ≠0)的值域为{y ∈R |y ≠0}.[提醒] (1)解决函数问题时要注意函数的定义域,要树立定义域优先原则.(2)解决分段函数问题时,要注意与解析式对应的自变量的取值范围.2.函数的奇偶性、周期性(1)奇偶性是函数在其定义域上的整体性质,对于定义域内的任意x (定义域关于原点对称),都有f (-x )=-f (x )成立,则f (x )为奇函数(都有f (-x )=f (x )成立,则f (x )为偶函数).(2)周期性是函数在其定义域上的整体性质,一般地,对于函数f (x ),如果对于定义域内的任意一个x 的值,若f (x +T )=f (x )(T ≠0),则f (x )是周期函数,T 是它的一个周期.[提醒] 判断函数的奇偶性,要注意定义域必须关于原点对称,有时还要对函数式化简整理,但必须注意使定义域不受影响.3.函数的单调性函数的单调性是函数在其定义域上的局部性质.①单调性的定义的等价形式:设x 1,x 2∈[a ,b ],那么(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0⇔f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0⇔f (x )在[a ,b ]上是增函数; (x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]<0⇔f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0⇔f (x )在[a ,b ]上是减函数. ②若函数f (x )和g (x )都是减函数,则在公共定义域内,f (x )+g (x )是减函数;若函数f (x )和g(x)都是增函数,则在公共定义域内,f(x)+g(x)是增函数;根据同增异减判断复合函数y=f(g(x))的单调性.[提醒]求函数单调区间时,多个单调区间之间不能用符号“∪”和“或”连接,可用“与”连接或用“,”隔开.单调区间必须是“区间”,而不能用集合或不等式代替.4.指数函数与对数函数的基本性质(1)定点:y=a x(a>0,且a≠1)恒过(0,1)点;y=log a x(a>0,且a≠1)恒过(1,0)点.(2)单调性:当a>1时,y=a x在R上单调递增;y=log a x在(0,+∞)上单调递增;当0<a<1时,y=a x在R上单调递减;y=log a x在(0,+∞)上单调递减.5.导数的几何意义(1)f′(x0)的几何意义:曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,该切线的方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).(2)切点的两大特征:①在曲线y=f(x)上;②在切线上.6.利用导数研究函数的单调性(1)求可导函数单调区间的一般步骤①求函数f(x)的定义域;②求导函数f′(x);③由f′(x)>0的解集确定函数f(x)的单调增区间,由f′(x)<0的解集确定函数f(x)的单调减区间.(2)由函数的单调性求参数的取值范围①若可导函数f(x)在区间M上单调递增,则f′(x)≥0(x∈M)恒成立;若可导函数f(x)在区间M上单调递减,则f′(x)≤0(x∈M)恒成立(注意:等号不恒成立);②若可导函数在某区间上存在单调递增(减)区间,f′(x)>0(或f′(x)<0)在该区间上存在解集;③若已知f(x)在区间I上的单调性,区间I中含有参数时,可先求出f(x)的单调区间,则I 是其单调区间的子集.[提醒]已知可导函数f(x)在(a,b)上单调递增(减),则f′(x)≥0(≤0)对∀x∈(a,b)恒成立,不能漏掉“=”,且需验证“=”不能恒成立;已知可导函数f(x)的单调递增(减)区间为(a,b),则f′(x)>0(<0)的解集为(a,b).7.利用导数研究函数的极值与最值(1)求函数的极值的一般步骤①确定函数的定义域;②解方程f ′(x )=0;③判断f ′(x )在方程f ′(x )=0的根x 0两侧的符号变化:若左正右负,则x 0为极大值点;若左负右正,则x 0为极小值点;若不变号,则x 0不是极值点.(2)求函数f (x )在区间[a ,b ]上的最值的一般步骤①求函数y =f (x )在[a ,b ]内的极值;②比较函数y =f (x )的各极值与端点处的函数值f (a ),f (b )的大小,最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.[提醒] f ′(x )=0的解不一定是函数f (x )的极值点.一定要检验在x =x 0的两侧f ′(x )的符号是否发生变化,若变化,则为极值点;若不变化,则不是极值点.[必会结论]1.函数周期性的常见结论(1)若f (x +a )=f (x -a )(a ≠0),则函数f (x )的周期为2|a |;若f (x +a )=-f (x )(a ≠0),则函数f (x )的周期为2|a |.(2)若f (x +a )=-1f (x )(a ≠0,f (x )≠0),则函数f (x )的周期为2|a |;若f (x +a )=1f (x )(a ≠0,f (x )≠0),则函数f (x )的周期为2|a |.(3)若f (x +a )=f (x +b )(a ≠b ),则函数f (x )的周期为|a -b |.(4)若函数f (x )的图象关于直线x =a 与x =b (a ≠b )对称,则函数f (x )的周期为2|b -a |.(5)若函数f (x )是偶函数,其图象关于直线x =a (a ≠0)对称,则函数f (x )的周期为2|a |.(6)若函数f (x )是奇函数,其图象关于直线x =a (a ≠0)对称,则函数f (x )的周期为4|a |.2.函数图象的对称性(1)若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (a -x ),即f (x )=f (2a -x ),则f (x )的图象关于直线x =a 对称;(2)若函数y =f (x )满足f (a +x )=-f (a -x ),即f (x )=-f (2a -x ),则f (x )的图象关于点(a ,0)对称;(3)若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (b -x ),则函数f (x )的图象关于直线x =a +b 2对称. 3.三次函数的相关结论给定三次函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d (a ≠0),求导得f ′(x )=3ax 2+2bx +c (a ≠0),则(1)当4(b 2-3ac )>0时,f ′(x )=0有两个实数解,即f (x )有两个极值点;当4(b 2-3ac )≤0时,f (x )无极值点.(2)若函数f (x )的图象存在水平切线,则f ′(x )=0有实数解,从而4(b 2-3ac )≥0.(3)若函数f (x )在R 上单调递增,则a >0且4(b 2-3ac )≤0.[必练习题]1.函数f (x )=-x 2+9x +10-2ln (x -1)的定义域为( ) A .[1,10]B .[1,2)∪(2,10]C .(1,10]D .(1,2)∪(2,10]解析:选D.要使原函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+9x +10≥0,x -1>0,x -1≠1,解得1<x ≤10且x ≠2,所以函数f (x )=-x 2+9x +10-2ln (x -1)的定义域为(1,2)∪(2,10],故选D. 2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x ≥1,f (2x ),0<x <1,则f ⎝⎛⎭⎫22的值是( ) A .0B .1C .12D .-12解析:选C.因为f (x )=⎩⎨⎧log 2x ,x ≥1,f (2x ),0<x <1,且0<22<1,2>1,所以f ⎝⎛⎭⎫22=f (2)=log 22=12,故选C. 3.已知定义在R 上的奇函数f (x )和偶函数g (x )满足f (x )+g (x )=a x -a -x +2(a >0,a ≠1),若g (2)=a ,则f (2)等于( )A .2B .154C .174D .a 2解析:选B.由题意知f (-x )+g (-x )=a -x -a x +2,又f (-x )=-f (x ),g (-x )=g (x ),所以g (x )-f (x )=a -x -a x +2. ①又g (x )+f (x )=a x -a -x +2. ②①+②得g (x )=2,②-①得f (x )=a x -a -x ,又g (2)=a ,所以a =2,所以f (x )=2x -2-x ,所以f (2)=4-14=154,故选B. 4.若a >b >0,0<c <1,则( )A .log a c <log b cB .log c a <log c bC .a c <b cD .c a >c b解析:选B.由y =x c 与y =c x 的单调性知,C 、D 不正确.因为y =log c x 是减函数,得log c a <log c b ,B 正确.log a c =lg c lg a ,log b c =lg c lg b,因为0<c <1,所以lg c <0.而a >b >0,所以lg a >lg b ,但不能确定lg a ,lg b 的正负,所以log a c 与log b c 的大小不能确定.5.函数f (x )=⎝⎛⎭⎫x -1x cos x (-π≤x ≤π且x ≠0)的图象可能为( )解析:选D.函数f (x )=⎝⎛⎭⎫x -1x cos x (-π≤x ≤π且x ≠0)为奇函数,排除选项A ,B ;当x =π时,f (π)=⎝⎛⎭⎫π-1πcos π=1π-π<0,排除选项C ,故选D. 6.已知定义在R 上的奇函数f (x )的导函数为f ′(x ),当x >0时,f ′(x )<f (x )x,且f (-1)=0,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是( )A .(-1,0)∪(1,+∞)B .(-∞,-1)∪(0,1)C .(0,1)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(-1,0) 解析:选B.设F (x )=f (x )x ,因为f (x )为奇函数,所以F (x )为偶函数.F ′(x )=1x 2[xf ′(x )-f (x )],x >0时,F ′(x )<0,所以F (x )在(0,+∞)上为减函数,在(-∞,0)上为增函数,F (1)=F (-1)=0,结合F (x )的图象得f (x )>0的解为(-∞,-1)∪(0,1).7.已知函数f (x )=2ax -a +3,若∃x 0∈(-1,1),使得f (x 0)=0,则实数a 的取值范围是________.解析:依题意可得f (-1)·f (1)<0,即(-2a -a +3)(2a -a +3)<0,解得a <-3或a >1. 答案:(-∞,-3)∪(1,+∞)8.函数y =e x -x 在区间[-1,1]上的最大值为________.解析:f ′(x )=e x -1,令f ′(x )=0,解得x =0,又f (-1)=1e+1,f (1)=e -1,f (0)=e 0-0=1,而e -1>1e+1>1,所以函数f (x )=e x -x 在区间[-1,1]上的最大值为e -1. 答案:e -19.设函数f (x )=g ⎝⎛⎭⎫x 2+x 2,曲线y =g (x )在点(1,g (1))处的切线方程为9x +y -1=0,则曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为________.解析:由已知得g ′(1)=-9,g (1)=-8,又f ′(x )=12g ′⎝⎛⎭⎫x 2+2x ,所以f ′(2)=12g ′(1)+4=-92+4=-12,f (2)=g (1)+4=-4,所以所求切线方程为y +4=-12(x -2),即x +2y +6=0. 答案:x +2y +6=010.已知定义在R 上的函数y =f (x )满足条件f ⎝⎛⎭⎫x +32=-f (x ),且函数y =f ⎝⎛⎭⎫x -34为奇函数,给出以下四个结论:①函数f (x )是周期函数;②函数f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫-34,0对称; ③函数f (x )为R 上的偶函数;④函数f (x )为R 上的单调函数.其中正确结论的序号为________(写出所有正确结论的序号).解析:f (x +3)=f ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x +32+32=-f ⎝⎛⎭⎫x +32=f (x ),所以f (x )是周期为3的周期函数,①正确;函数f ⎝⎛⎭⎫x -34是奇函数,其图象关于点(0,0)对称,则f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫-34,0对称,②正确;因为f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫-34,0对称,-34=-x +⎝⎛⎭⎫-32+x 2,所以f (-x )=-f ⎝⎛⎭⎫-32+x ,又f ⎝⎛⎭⎫-32+x = -f ⎝⎛⎭⎫-32+x +32=-f (x ),所以f (-x )=f (x ),③正确;f (x )是周期函数,在R 上不可能是单调函数,④错误.故正确结论的序号为①②③.答案:①②③。
专题对点练9 2.1~2.4组合练(限时90分钟,满分100分)一、选择题(共9小题,满分45分)1.设函数f(x)=则f(f(e))=()A.0B.1C.2D.ln(e2+1)2.设a=60.4,b=log0.40.5,c=log80.4,则a,b,c的大小关系是()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.b<c<a3.已知函数y=log a(x+c)(a,c为常数,其中a>0,a≠1)的图象如图所示,则下列结论成立的是()A.a>1,c>1B.a>1,0<c<1C.0<a<1,c>1D.0<a<1,0<c<14.(2018全国Ⅲ,文9)函数y=-x4+x2+2的图象大致为()5.函数y=1+log0.5(x-1)的图象一定经过点()A.(1,1)B.(1,0)C.(2,1)D.(2,0)6.若函数f(x)=的值域为[-1,1],则实数a的取值范围是()A.[1,+∞)B.(-∞,-1]C.(0,1]D.(-1,0)7.已知函数f(x)=,则()A.∃x0∈R,使得f (x)<0B.∀x∈(0,+∞),f(x)≥0C.∃x1,x2∈[0,+∞),使得<0D.∀x1∈[0,+∞),∃x2∈[0,+∞),使得f(x1)>f(x2)8.已知函数f(x)为偶函数,当x≤0时,f(x)为增函数,则“<x<2”是“f[log2(2x-2)]>f”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件9.已知f(x)=若不等式f(x-1)≥f(x)对一切x∈R恒成立,则实数a的最大值为()A.B.-1 C.-D.1二、填空题(共3小题,满分15分)10.已知x≥0,y≥0,且x+y=1,则x2+y2的取值范围是.11.已知二次函数f(x)=ax2-2x+c的值域为[0,+∞),则的最小值为.12.(2018天津,文14)已知a∈R,函数f(x)=若对任意x∈[-3,+∞),f(x)≤|x|恒成立,则a的取值范围是.三、解答题(共3个题,满分分别为13分,13分,14分)13.(2018全国Ⅰ,文21)已知函数f(x)=a e x-ln x-1.(1)设x=2是f(x)的极值点,求a,并求f(x)的单调区间;(2)证明:当a≥时,f(x)≥0.14.已知函数f(x)=e x-ax2-2x(a∈R).(1)当a=0时,求f(x)的最小值;(2)当a<-1时,证明不等式f(x)> -1在(0,+∞)上恒成立.15.(2018浙江,22)已知函数f(x)=-ln x.(1)若f(x)在x=x1,x2(x1≠x2)处导数相等,证明:f(x1)+f(x2)>8-8ln 2;(2)若a≤3-4ln 2,证明:对于任意k>0,直线y=kx+a与曲线y=f(x)有唯一公共点.专题对点练9答案1.C解析f(e)=ln e=1,所以f(f(e))=f(1)=12+1=2.故选C.2.B解析∵a=60.4>1,b=log0.40.5∈(0,1),c=log80.4<0,∴a>b>c.3.D解析∵函数单调递减,∴0<a<1,当x=1时,y=log a(1+c)<0,即1+c>1,即c>0,当x=0时,log a(x+c)=log a c>0,即c<1,即0<c<1,故选D.4.D解析当x=0时,y=2>0,排除A,B;当x=时,y=-+2>2.排除C.故选D.5.C解析∵函数y=log0.5x恒过定点(1,0),而y=1+log0.5(x-1)的图象是由y=log0.5x的图象向右平移一个单位,向上平移一个单位得到,∴定点(1,0)平移以后即为定点(2,1),故选C.6.A解析函数f(x)=的值域为[-1,1],当x≤a时,f(x)=cos x∈[-1,1],满足题意;当x>a时,f(x)=∈[-1,1],应满足0<≤1,解得x≥1.∴a的取值范围是[1,+∞).7.B解析由函数f(x)=,知在A中f(x)≥0恒成立,故A错误,B正确;又f(x)=在[0,+∞)上是递增函数,故C错误;在D中,当x1=0时,不存在x2∈[0,+∞)使得f(x1)>f(x2),故D不成立.故选B.8.D解析由f(x)是偶函数且当x≤0时,f(x)为增函数,则x>0时,f(x)是减函数,故由f[log2(2x-2)]>f,得|log2(2x-2)|<=log2,故0<2x-2<,解得1<x<,故“<x<2”是“1<x<”的既不充分也不必要条件,故选D.9.B解析作出函数f(x)和f(x-1)的图象,当a≥0时,f(x-1)≥f(x)对一切x∈R不恒成立(如图1).图1图2当a<0时,f(x-1)过定点(1,0)(如图2),当x>0时,f(x)=ax2+x的两个零点为x=0和x=-,要使不等式f(x-1)≥f(x)对一切x∈R恒成立,则只需要-≤1,得a≤-1,即a的最大值为-1.10.解析x2+y2=x2+(1-x)2=2x2-2x+1,x∈[0,1],所以当x=0或1时,x2+y2取最大值1;当x=时,x2+y2取最小值.因此x2+y2的取值范围为.11.6解析二次函数f(x)=ax2-2x+c的值域为[0,+∞),可得判别式Δ=4-4ac=0,即有ac=1,且a>0,c>0,可得≥2=2×3=6,当且仅当,即有c=,a=3时,取得最小值6.12.解析当x>0时,f(x)≤|x|可化为-x2+2x-2a≤x,即+2a-≥0,所以a≥;当-3≤x≤0时,f(x)≤|x|可化为x2+2x+a-2≤-x,即x2+3x+a-2≤0.对于函数y=x2+3x+a-2,其图象的对称轴方程为x=-.因为当-3≤x≤0时,y≤0,所以当x=0时,y≤0,即a-2≤0,所以a≤2.综上所述,a的取值范围为.13.解 (1)f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=a e x-.由题设知,f'(2)=0,所以a=.从而f(x)=e x-ln x-1,f'(x)=e x-.当0<x<2时,f'(x)<0;当x>2时,f'(x)>0.所以f(x)在(0,2)单调递减,在(2,+∞)单调递增.(2)当a≥时,f(x)≥-ln x-1.设g(x)=-ln x-1,则g'(x)=.当0<x<1时,g'(x)<0;当x>1时,g'(x)>0.所以x=1是g(x)的最小值点.故当x>0时,g(x)≥g(1)=0.因此,当a≥时,f(x)≥0.14.(1)解a=0时,f(x)=e x-2x,f'(x)=e x-2,令f'(x)>0,解得x>ln 2,令f'(x)<0,解得x<ln 2,故f(x)在(-∞,ln 2)递减,在(ln 2,+∞)递增,故f(x)min=f(ln 2)=2-2ln 2.(2)证明∵f'(x)=e x-2ax-2,∴f'(1)=e-2-2a>e-2-2=0,f'(0)=-1<0,故存在x0∈(0,1),使得f'(x0)=0,令h(x)=e x-2ax-2,则x∈(0,+∞)时,h'(x)=e x-2a>e x+2-e>0,故h(x)在(0,+∞)递增且h(x0)=0,故x=x0是h(x)的唯一零点,且在x=x0处f(x)取最小值f(x0)=-x0(ax0+2),又h(x0)=0,即-2ax0-2=0,得ax0+1=,故f(x0)=-x0,构造函数g(t)=e t-t,则g'(t)=e t-1,[g'(t)]'=e t,故t∈(0,1)时,[g'(t)]'<0,g'(t)在(0,1)递减,故t∈(0,1)时,g'(t)<g'(0)<0,故g(t)在(0,1)递减,故f(x0)在(0,1)递减,故f(x)min=f(x0)>e1-1=-1,原结论成立.15.证明 (1)函数f(x)的导函数f'(x)=,由f'(x1)=f'(x2),得,因为x1≠x2,所以.由基本不等式,得≥2,因为x1≠x2,所以x1x2>256.由题意得f(x1)+f(x2)=-ln x1+-ln x2=-ln(x1x2).设g(x)=-ln x,则g'(x)=-4),所以x(0,16) 16 (16,+∞)g'(x) -0 +g(x) ↘2-4ln 2 ↗所以g(x)在[256,+∞)上单调递增,故g(x1x2)>g(256)=8-8ln 2,即f(x1)+f(x2)>8-8ln 2.(2)令m=e-(|a|+k),n=+1,则f(m)-km-a>|a|+k-k-a≥0,f(n)-kn-a<n≤n<0,所以,存在x0∈(m,n),使f(x0)=kx0+a.所以,对于任意的a∈R及k∈(0,+∞),直线y=kx+a与曲线y=f(x)有公共点.由f(x)=kx+a,得k=.设h(x)=,则h'(x)=.其中g(x)=-ln x.由(1)可知g(x)≥g(16).又a≤3-4ln 2,故-g(x)-1+a≤-g(16)-1+a=-3+4ln 2+a≤0,所以h'(x)≤0,即函数h(x)在(0,+∞)上单调递减.因此方程f(x)-kx-a=0至多1个实根.综上,当a≤3-4ln 2时,对于任意k>0,直线y=kx+a与曲线y=f(x)有唯一公共点.。