①当a≥1时,设函数h(x)=(1﹣x)ex,则h′(x)=﹣xex<0(x>0), 因此h(x)在[0,+∞)上单调递减, 又因为h(0)=1,所以h(x)≤1, 所以f(x)=(1﹣x)h(x)≤x+1≤ax+1;
②当0<a<1时,设函数g(x)=ex﹣x﹣1,则g′(x)=ex﹣1>0(x>0), 所以g(x)在[0,+∞)上单调递增, 又g(0)=1﹣0﹣1=0, 所以ex≥x+1.
因为当0<x<1时f(x)>(1﹣x)(1+x)2, 所以(1﹣x)(1+x)2﹣ax﹣1=x(1﹣a﹣x﹣x2), 取x0=
∈(0,1),则(1﹣x0)(1+x0)2﹣ax0﹣1=0,
所以f(x0)>ax0+1,矛盾; ③当a≤0时,取x0=矛盾;
综上所述,a的取值范围是[1,+∞).
6.(2017?浙江)已知函数f(x)=(x﹣(1)求f(x)的导函数;
(2)求f(x)在区间[,+∞)上的取值范围. 【解答】解:(1)函数f(x)=(x﹣导数f′(x)=(1﹣?=(1﹣x+
﹣
∈(0,1),则f(x0)>(1﹣x0)(1+x0)2=1≥ax0+1,
)e﹣x(x≥).
)e﹣x(x≥),
)e﹣x
﹣
?2)e﹣x﹣(x﹣
)ex=(1﹣x)(1﹣)ex;
)e﹣x,
(2)由f(x)的导数f′(x)=(1﹣x)(1﹣可得f′(x)=0时,x=1或,
当<x<1时,f′(x)<0,f(x)递减; 当1<x<时,f′(x)>0,f(x)递增;
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当x>时,f′(x)<0,f(x)递减, 且x≥
?x2≥2x﹣1?(x﹣1)2≥0,
则f(x)≥0. 由f()=e
,f(1)=0,f()=e
,
即有f(x)的最大值为e,最小值为f(1)=0.
则f(x)在区间[,+∞)上的取值范围是[0,e
].
7.(2017?山东)已知函数f(x)=x2+2cosx,g(x)=ex(cosx﹣sinx+2x﹣2),其中e≈2.17828…是自然对数的底数.
(Ⅰ)求曲线y=f(x)在点(π,f(π))处的切线方程;
(Ⅱ)令h(x)=g (x)﹣a f(x)(a∈R),讨论h(x)的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.
【解答】解:(I)f(π)=π2﹣2.f′(x)=2x﹣2sinx,∴f′(π)=2π.
∴曲线y=f(x)在点(π,f(π))处的切线方程为:y﹣(π2﹣2)=2π(x﹣π). 化为:2πx﹣y﹣π2﹣2=0.
(II)h(x)=g (x)﹣a f(x)=ex(cosx﹣sinx+2x﹣2)﹣a(x2+2cosx) h′(x)=ex(cosx﹣sinx+2x﹣2)+ex(﹣sinx﹣cosx+2)﹣a(2x﹣2sinx) =2(x﹣sinx)(ex﹣a)=2(x﹣sinx)(ex﹣elna).
令u(x)=x﹣sinx,则u′(x)=1﹣cosx≥0,∴函数u(x)在R上单调递增. ∵u(0)=0,∴x>0时,u(x)>0;x<0时,u(x)<0.
(1)a≤0时,ex﹣a>0,∴x>0时,h′(x)>0,函数h(x)在(0,+∞)单调递增;
x<0时,h′(x)<0,函数h(x)在(﹣∞,0)单调递减. ∴x=0时,函数h(x)取得极小值,h(0)=﹣1﹣2a. (2)a>0时,令h′(x)=2(x﹣sinx)(ex﹣elna)=0. 解得x1=lna,x2=0.
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①0<a<1时,x∈(﹣∞,lna)时,ex﹣elna<0,h′(x)>0,函数h(x)单调递增;
x∈(lna,0)时,ex﹣elna>0,h′(x)<0,函数h(x)单调递减; x∈(0,+∞)时,ex﹣elna>0,h′(x)>0,函数h(x)单调递增. ∴当x=0时,函数h(x)取得极小值,h(0)=﹣2a﹣1.
当x=lna时,函数h(x)取得极大值,h(lna)=﹣a[ln2a﹣2lna+sin(lna)+cos(lna)+2].
②当a=1时,lna=0,x∈R时,h′(x)≥0,∴函数h(x)在R上单调递增. ③1<a时,lna>0,x∈(﹣∞,0)时,ex﹣elna<0,h′(x)>0,函数h(x)单调递增;
x∈(0,lna)时,ex﹣elna<0,h′(x)<0,函数h(x)单调递减; x∈(lna,+∞)时,ex﹣elna>0,h′(x)>0,函数h(x)单调递增. ∴当x=0时,函数h(x)取得极大值,h(0)=﹣2a﹣1.
当x=lna时,函数h(x)取得极小值,h(lna)=﹣a[ln2a﹣2lna+sin(lna)+cos(lna)+2].
综上所述:a≤0时,函数h(x)在(0,+∞)单调递增;x<0时,函数h(x)在(﹣∞,0)单调递减.
x=0时,函数h(x)取得极小值,h(0)=﹣1﹣2a.
0<a<1时,函数h(x)在x∈(﹣∞,lna)是单调递增;函数h(x)在x∈(lna,0)上单调递减.当x=0时,函数h(x)取得极小值,h(0)=﹣2a﹣1.当x=lna时,函数h(x)取得极大值,h(lna)=﹣a[ln2a﹣2lna+sin(lna)+cos(lna)+2]. 当a=1时,lna=0,函数h(x)在R上单调递增.
a>1时,函数h(x)在(﹣∞,0),(lna,+∞)上单调递增;函数h(x)在(0,lna)上单调递减.当x=0时,函数h(x)取得极大值,h(0)=﹣2a﹣1.当x=lna时,函数h(x)取得极小值,h(lna)=﹣a[ln2a﹣2lna+sin(lna)+cos(lna)+2].
8.(2017?北京)已知函数f(x)=excosx﹣x.
(1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程; (2)求函数f(x)在区间[0,
]上的最大值和最小值.
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【解答】解:(1)函数f(x)=excosx﹣x的导数为f′(x)=ex(cosx﹣sinx)﹣1, 可得曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线斜率为k=e0(cos0﹣sin0)﹣1=0, 切点为(0,e0cos0﹣0),即为(0,1),
曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=1;
(2)函数f(x)=excosx﹣x的导数为f′(x)=ex(cosx﹣sinx)﹣1, 令g(x)=ex(cosx﹣sinx)﹣1,
则g(x)的导数为g′(x)=ex(cosx﹣sinx﹣sinx﹣cosx)=﹣2ex?sinx, 当x∈[0,
],可得g′(x)=﹣2ex?sinx≤0,
]递减,可得g(x)≤g(0)=0, ]递减,
]上的最大值为f(0)=e0cos0﹣0=1; ﹣
=﹣
.
即有g(x)在[0,则f(x)在[0,
即有函数f(x)在区间[0,
最小值为f(
)=ecos
9.(2017?天津)设a∈Z,已知定义在R上的函数f(x)=2x4+3x3﹣3x2﹣6x+a在区间(1,2)内有一个零点x0,g(x)为f(x)的导函数. (Ⅰ)求g(x)的单调区间;
(Ⅱ)设m∈[1,x0)∪(x0,2],函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),求证:h(m)h(x0)<0;
(Ⅲ)求证:存在大于0的常数A,使得对于任意的正整数p,q,且∈[1,x0)∪(x0,2],满足|﹣x0|≥
.
【解答】(Ⅰ)解:由f(x)=2x4+3x3﹣3x2﹣6x+a,可得g(x)=f′(x)=8x3+9x2﹣6x﹣6,
进而可得g′(x)=24x2+18x﹣6.令g′(x)=0,解得x=﹣1,或x=. 当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表:
x (﹣∞,﹣1) (﹣1,) (,+∞) 第12页(共17页)
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