例题1[2011浙江理]
设函数。ⅰ)若=为的极值点,求实数;
ⅱ)求实数的取值范围,使得对任意的∈(0,3],恒有≤4成立。(为自然对数的底数)
解法1:(评卷参***解法)
ⅰ)求导得。
因为是的极值点,所以,解得,经经检验,符合题意,所以。
当时,对于任意的实数,恒有成立。
当时,由题意,首先有。
解得。由(ⅰ)知,则,且。
又在(0,+∞内单调递增,所以函数在(0,+∞内有唯一零点,记此零点为,则,。
从而,当时,;当时,;当时,,即在内单调递增,在内单调递减,在内单调递增。所以要使对恒成立,只要。成立。知。
将(3)代入(1)得,又,注意到函数在[1,+∞内单调递增,故。
再由(3)以及函数2xlnx+x在(1.+ 内单调递增,可得。
由(2)解得,。
所以。综上,a的取值范围为。
解法2:(临汾研讨会解法)
ⅰ)略。ⅱ)①当时,,与题不符。
当时,,与题不符。
当时,由(ⅰ)知,设易知在上单调增,且,根据零点定理方程在区间内有且仅有一个根。
这样方程有两个根,,根据的符号情况,容易知函数在,上单调增;在上单调减。
所以函数在上的最大值而。
由得 所以。
综合以及()(得。
综上知的取值范围为。
解法3:(分离参数)
1)同解法1
2)当∈(0,1] 时,易知,恒有≤4成立,当∈(1,3]时,
易知函数在(1,3]单调递增。
记, 时,,为减函数;
时,,为增函数;
综上,当时,对任意的∈(0,3],恒有≤4成立。
即的取值范围为。
例题2[2011新课标]
已知函数,曲线在点处的切线方程为。
1) 求的值;
2) 如果当时,,求的取值范围。
例题3[2010宁夏]
设函数f(x)=ex-1-x-ax2.
1)若a=0,求f(x)的单调区间;
2)若当x≥0时f(x)≥0,求a的取值范围.
解:(1) f(x)在(-∞0)单调减少,在(0,+∞单调增加.(2) (
例题4[2010辽宁]
已知函数。)讨论函数的单调性;
)设。如果对任意,,求的取值范围。
例题5[2008全国理1]
已知函数,.
ⅰ)讨论函数的单调区间;
ⅱ)设函数在区间内是减函数,求的取值范围.
例题6[2007全国1]
设函数 ⅰ)证明:的导数;
ⅱ)若对所有都有,求的取值范围
解:ⅰ)的导数
由于,故 当且仅当时,等号成立)
ⅱ)令,则。
ⅰ)若,当时,故在上为增函数,所以,时,,即
ⅱ)若,方程的正根为,此时,若,则,故在该区间为减函数
所以,时,,即,与题设相矛盾
综上,满足条件的的取值范围是
例题7[2006全国2]
设函数f(x)=(x+1)ln(x+1),若对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立,求实数a的取值范围
解法一:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a
令g′(x)=0,解得x=ea-1-15分。
i)当a≤1时,对所有x>0,g′(x)>0,所以g(x)在[0,+∞上是增函数,又g(0)=0,所以对x≥0,都有g(x)≥g(0),即当a≤1时,对于所有x≥0,都有 f(x)≥ax ……9分。
ii)当a>1时,对于0<x<ea-1-1,g′(x)<0,所以g(x)在(0,ea-1-1)是减函数,又g(0)=0,所以对0<x<ea-1-1,都有g(x)<g(0),即当a>1时,不是对所有的x≥0,都有f(x)≥ax成立
综上,a的取值范围是(-∞1] …12分。
解法二:令g(x)=(x+1)ln(x+1)-ax,于是不等式f(x)≥ax成立即为g(x)≥g(0)成立 ……3分。
对函数g(x)求导数:g′(x)=ln(x+1)+1-a
令g′(x)=0,解得x=ea-1-16分。
当x> ea-1-1时,g′(x)>0,g(x)为增函数,当-1<x<ea-1-1,g′(x)<0,g(x)为减函数, …9分。
所以要对所有x≥0都有g(x)≥g(0)充要条件为ea-1-1≤0
由此得a≤1,即a的取值范围是(-∞1] …12分。
例题8[2011北京理数18]
已知函数。ⅰ)求的单调区间;
(ⅱ)若对于任意的,都有≤,求的取值范围。
解:(ⅰ令,得。
当k>0时,的情况如下。
所以,的单调递减区间是()和;单高层区间是当k<0时,的情况如下。
所以,的单调递减区间是()和;单高层区间是。
ⅱ)当k>0时,因为,所以不会有。
当k<0时,由(ⅰ)知在(0,+)上的最大值是。
所以等价于。
解得。故当时,k的取值范围是。
例题9[2004全国理1]
已知求函数的单调区间。
解:函数f(x)的导数:
i)当a=0时,若x<0,则<0,若x>0,则》0.
所以当a=0时,函数f(x)在区间(-∞0)内为减函数,在区间(0,+∞内为增函数。
ii)当。由。
所以,当a>0时,函数f(x)在区间(-∞内为增函数,在区间(-,0)内为减函数,在区间(0,+∞内为增函数;
iii)当a<0时,由2x+ax2>0,解得0由2x+ax2<0,解得x<0或x>-.
所以当a<0时,函数f(x)在区间(-∞0)内为减函数,在区间(0,-)内为增函数,在区间(-,内为减函数。
例题10[2011辽宁]
已知函数.(i)讨论的单调性;
(ii)设,证明:当时,;
(iii)若函数的图像与x轴交于a,b两点,线段ab中点的横坐标为x0,证明:(x0)<0.
i)(i)若单调增加。
(ii)若。
且当。所以单调增加,在单调减少。 …4分。
(ii)设函数则。
当。故当8分。
(iii)由(i)可得,当的图像与x轴至多有一个交点,故,从而的最大值为。
不妨设。由(ii)得。
从而。由(i)知12分。
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