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(word完整版)4高三导数综合复习题经典习题

来源:用户分享 时间:2025/6/6 11:44:12 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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类讨论方法、等价转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于难题. 35.已知a∈R,函数f(x)=(﹣x2+ax)ex(x∈R). (1)当a=2时,求函数f(x)在[0,2]上的最值;

(2)若函数f(x)在(﹣1,1)上单调递增,求a的取值范围.

【分析】(1)利用导数研究函数在[0.2]上的单调性,求出极大极小值后,与端点值比较可得最大最小值;

(2)函数f(x)在(﹣1,1)上单调递增转化为f′(x)≥0在[﹣1,1]上恒成立,转化为﹣x2+(a﹣2)x+a≥0在(﹣1,1)上恒成立,再分离参数后,构造函数转化为最值可解决.

【解答】解(1)当a=2时,f(x)=(﹣x2+2x)ex, f′(x)=(﹣x2+2)ex.令f′(x)=0,则x=﹣当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:

x f′(x) f(x)

0 f(0)=0

(0,

+ ↗

0 极大值f()e

,2) ﹣ ↘

2 f(2)=0

或x=

所以,f(x)max=f()=(﹣2+2,f(x)min=f(0)=0.

(2)因为函数f(x)在(﹣1,1)上单调递增, 所以f′(x)≥0在(﹣1,1)上恒成立.

又f′(x)=[﹣x2+(a﹣2)x+a]ex,即[﹣x2+(a﹣2)x+a]ex≥0,注意到ex>0, 因此﹣x2+(a﹣2)x+a≥0在(﹣1,1)上恒成立,也就是a≥1,1)上恒成立. 设y=x+1﹣即y=x+1﹣则y<1+1﹣故a≥.

【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性,属难题. 36.已知函数f(x)=(x+1)lnx﹣a(x﹣1).

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=x+1﹣在(﹣

,则y′=1+>0,

在(﹣1,1)上单调递增, =,

(I)当a=4时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程; (II)若当x∈(1,+∞)时,f(x)>0,求a的取值范围.

【分析】(I)当a=4时,求出曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线的斜率,即可求出切线方程;

(II)先求出f′(x)>f′(1)=2﹣a,再结合条件,分类讨论,即可求a的取值范围. 【解答】解:(I)当a=4时,f(x)=(x+1)lnx﹣4(x﹣1). f(1)=0,即点为(1,0),

函数的导数f′(x)=lnx+(x+1)?﹣4, 则f′(1)=ln1+2﹣4=2﹣4=﹣2, 即函数的切线斜率k=f′(1)=﹣2,

则曲线y=f(x)在(1,0)处的切线方程为y=﹣2(x﹣1)=﹣2x+2; (II)∵f(x)=(x+1)lnx﹣a(x﹣1), ∴f′(x)=1++lnx﹣a, ∴f″(x)=

∵x>1,∴f″(x)>0,

∴f′(x)在(1,+∞)上单调递增, ∴f′(x)>f′(1)=2﹣a. ①a≤2,f′(x)>f′(1)≥0, ∴f(x)在(1,+∞)上单调递增, ∴f(x)>f(1)=0,满足题意;

②a>2,存在x0∈(1,+∞),f′(x0)=0,函数f(x)在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,

由f(1)=0,可得存在x0∈(1,+∞),f(x0)<0,不合题意. 综上所述,a≤2.

另解:若当x∈(1,+∞)时,f(x)>0, 可得(x+1)lnx﹣a(x﹣1)>0, 即为a<

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由y=的导数为y′=,

由y=x﹣﹣2lnx的导数为y′=1+﹣=>0,

函数y在x>1递增,可得则函数y=

在x>1递增,

>0,

则可得即有a≤2.

=>2恒成立,

=2,

【点评】本题主要考查了导数的应用,函数的导数与函数的单调性的关系的应用,导数的几何意义,考查参数范围的求解,考查学生分析解决问题的能力,有难度. 37.已知函数f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣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.

【分析】(1)求导,根据导数与函数单调性的关系,分类讨论,即可求得f(x)单调性; (2)由(1)可知:当a>0时才有两个零点,根据函数的单调性求得f(x)最小值,由f(x)min<0,g(a)=alna+a﹣1,a>0,求导,由g(a)min=g(e2)=e2lne2+e

﹣2

﹣1=﹣﹣1,g(1)=0,即可求得a的取值范围.

(1)求导,根据导数与函数单调性的关系,分类讨论,即可求得f(x)单调性; (2)分类讨论,根据函数的单调性及函数零点的判断,分别求得函数的零点,即可求得a的取值范围.

【解答】解:(1)由f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x,求导f′(x)=2ae2x+(a﹣2)ex﹣1, 当a=0时,f′(x)=﹣2ex﹣1<0, ∴当x∈R,f(x)单调递减,

当a>0时,f′(x)=(2ex+1)(aex﹣1)=2a(ex+)(ex﹣), 令f′(x)=0,解得:x=ln,

第35页(共41页)

当f′(x)>0,解得:x>ln, 当f′(x)<0,解得:x<ln,

∴x∈(﹣∞,ln)时,f(x)单调递减,x∈(ln,+∞)单调递增; 当a<0时,f′(x)=2a(ex+)(ex﹣)<0,恒成立, ∴当x∈R,f(x)单调递减,

综上可知:当a≤0时,f(x)在R单调减函数,

当a>0时,f(x)在(﹣∞,ln)是减函数,在(ln,+∞)是增函数; (2)①若a≤0时,由(1)可知:f(x)最多有一个零点, 当a>0时,f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x, 当x→﹣∞时,e2x→0,ex→0, ∴当x→﹣∞时,f(x)→+∞,

当x→∞,e2x→+∞,且远远大于ex和x, ∴当x→∞,f(x)→+∞,

∴函数有两个零点,f(x)的最小值小于0即可,

由f(x)在(﹣∞,ln)是减函数,在(ln,+∞)是增函数, ∴f(x)min=f(ln)=a×(

)+(a﹣2)×﹣ln<0,

∴1﹣﹣ln<0,即ln+﹣1>0, 设t=,则g(t)=lnt+t﹣1,(t>0), 求导g′(t)=+1,由g(1)=0, ∴t=>1,解得:0<a<1, ∴a的取值范围(0,1).

方法二:(1)由f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x,求导f′(x)=2ae2x+(a﹣2)ex﹣1, 当a=0时,f′(x)=﹣2ex﹣1<0, ∴当x∈R,f(x)单调递减,

当a>0时,f′(x)=(2ex+1)(aex﹣1)=2a(ex+)(ex﹣), 令f′(x)=0,解得:x=﹣lna,

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