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高考必考题突破讲座 (一)
1.(2019·河北武邑中学月考)已知函数f(x)=2aln x-x2.
(1)若a=2,求函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若a>0,判断函数f(x)在定义域上是否存在最大值或最小值,若存在,求出函数f(x)的最大值或最小值.
解析 (1)当a=2时,f(x)=4ln x-x2.
f′(x)=-2x,f′(1)=2,f(1)=-1,所以函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为y+1=2(x-1),即2x-y-3=0.
(2)f′(x)=,x>0.-2x=
令f′(x)=0,由a>0,解得x1=(舍去).
,x2=-
当x在(0,+∞)上变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表.
x
(0,)
(,+∞)
f′(x)
+
0
-
f(x)
单调递增
aln a-a
单调递减
所以函数f(x)在区间(0,+∞)上有最大值,f()=aln a-a,无最小值.
2.已知函数f(x)=ln x-x2+f′.·
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)证明:f(x)<2ex(e为自然对数的底数).
解析 (1)由题意知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=,令f′(x)>0,解得0<x<1;令f′(x)<0,解得x>1,所以函数f(x)的单调递增区间为(0,1),单调递减区间为(1,+∞).
-2x+1==2,所以f(x)=ln x-x2+x+2,所以f′(x)=,解得f′f′=2-1+,则f′f′-2x+
(2)证明:由(1)知f(x)max=f(1)=2,f(x)<2ex.>0,所以(x>0),所以g′(x)=ex-x-1,令h(x)=ex-x-1,所以h′(x)=ex-1,当x>0时,h′(x)>0恒成立,所以g′(x)在(0,+∞)上单调递增,所以g′(x)>g′(0)=0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,则g(x)>g(0)=0,即ex-x2+x+1<ex,令g(x)=ex-f(x)<2ex等价于x2+x+1>0恒成立,所以不等式
3.已知函数f(x)=aln x(a>0),e为自然对数的底数.
(1)若过点A(2,f(2))的切线斜率为2,求实数a的值;
(2)当x>0时,求证:f(x)≥a;
(3)若在区间(1,e)上ex<0恒成立,求实数a的取值范围.
-e
解析 (1)由题意得f′(x)==2,所以a=4.,所以f′(2)=
(2)证明:令g(x)=a.>0,解得x>1,令g′(x)<0,解得0<x<1;所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.所以g(x)的最小值为g(1)=0,所以f(x)≥a.令g′(x)>0,即a(x>0),则g′(x)=a
(3)由题意可知e>0,所以h′(x)>0,即h(x)在(1,e)上单调递增,所以h(x)<h(e)=e-1.所以a≥e-1.故实数a的取值范围为[e-1,+∞)..由(2)知当x∈(1,e)时,ln x-1+,则h′(x)=.令h(x)=<ln x.又x∈(1,e),所以a>x,化简得<e
4.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,x∈[-1,2],且函数f(x)在x=1和x=-处都取得极值.
(1)求实数a与b的值;
(2)对任意x∈[-1,2],方程f(x)=2c存在三个实数根,求实数c的取值范围.
解析 (1)f′(x)=3x2+2ax+b.由题意可知
解得,b=-2.经检验,适合条件,所以a=-
(2)原题等价于函数y=f(x)与函数y=2c的图象存在三个交点.由(1)知f′(x)=3x2-x-2=(3x+2)(x-1),令(3x+2)·(x-1)=0,可得x=-.,故实数c的取值范围为≤c<,即≤2c<c++c.所以当x∈[-1,2]时,要使两函数图象有三个交点,则要有c++c>-,f(-1)=+c,而f(2)=2+c>c+,极小值为f(1)=-=c+时,函数f(x)是减函数,函数的极大值为f和x∈(1,2)时,f′(x)>0,函数f(x)是增函数,当x∈或x=1.因为x∈[-1,2],所以当x∈
5.已知函数f(x)=xln x-ax2,g(x)为f(x)的导数.
(1)讨论函数g(x)的零点个数;
(2)若函数f(x)在定义域内不单调且在(2,+∞)上单调递减,求实数a的取值范围.
解析 (1)g(x)=f′(x)=ln x-2ax+1,令g(x)=0,得ln x-2ax+1=0,即ln x=2ax-1,所以a=图象的交点个数.
,所以函数g(x)的零点个数等价于函数y=a与y=
令φ(x)=时,两函数图象无交点,g(x)无零点;,作出两函数的大致图象,如图所示,由图可知,当a>,所以x∈(0,1)时,φ′(x)>0,φ