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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.(2017·全国卷Ⅱ)设函数f(x)=(1-x2)ex.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当x≥0时,f(x)≤ax+1,求a的取值范围.
解析 (1)f′(x)=(1-2x-x2)ex.令f′(x)=0,得x=-1-)上单调递增.
,-1+,+∞)上单调递减,在(-1-),(-1+,+∞)时,f′(x)<0.所以f(x)在(-∞,-1-)时,f′(x)>0;当x∈(-1+,-1+)时,f′(x)<0;当x∈(-1-.当x∈(-∞,-1-或x=-1+
(2)f(x)=(1+x)(1-x)ex.当a≥1时,设函数h(x)=(1-x)ex,h′(x)=-xex<0(x>0),因此h(x)在[0,+∞)上单调递减,而h(0)=1,故h(x)≤1,所以f(x)=(x+1)h(x)≤x+1≤ax+1.当0<a<1时,设函数g(x)=ex-x-1,g′(x)=ex-1>0(x>0),所以g(x)在[0,+∞)上单调递增,而g(0)=0,故ex≥x+1.当0<x<1时,f(x)>(1-x)(1+x)2,(1-x)(1+x)2-ax-1=x(1-a-x-x2),取x0=,则x0∈(0,1),f(x0)>(1-x0)(1+x0)2=1≥ax0+1.综上,a的取值范围是[1,+∞).
,则x0∈(0,1),(1-x0)(1+x0)2-ax0-1=0,故f(x0)>ax0+1.当a≤0时,取x0=
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.
(x>0),则g′(x)=a
令g′(x)>0,即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.
(3)由题意可知e.
,则h′(x)=.令h(x)=<ln x.又x∈(1,e),所以a>x,化简得<e
由(2)知,当x∈(1,e)时,ln x-1+>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,+∞).
4.(2019·重庆一模)设函数f(x)=ln x,g(x)=ax+-c(a,b,c∈R).
(1)当c=0时,若函数f(x)与g(x)的图像在x=1处有相同的切线,求a,b的值;
(2)当b=3-a时,若对任意x0∈(1,+∞)和任意a∈(0,3),总存在不相等的正实数x1,x2,使得g(x1)=g(x2)=f(x0),求c的最小值.
解析 (1)由f(x)=ln x,得f(1)=0.又f′(x)=解得即,所以g′(1)=a-b.因为函数f(x)与g(x)的图像在x=1处有相同的切线,所以,所以g′(x)=a-,所以f′(1)=1.当c=0时,g(x)=ax+
(2)当x0>1时,则f(x0)>0,又b=3-a,设t=f(x0),则题意可转化为方程ax+-c=t(t>0)在(0,+∞)上有相异两实根x1,x2,即关于x的方程ax2-(c+t)x+(3-a)=0(t>0)在(0,+∞)上有相异两实根x1,x2.
所以即
所以c>2 -t对t∈(0,+∞),a∈(0,3)恒成立.
所以2 -t的取值范围是(-∞,3),所以c≥3.故c的最小值为3.
.又因为-t<0,所以2 =3 ≤2
5.已知函数f(x)=xln x-ax2,g(x)为f(x)的导数.
(