内容正文:
导数的综合应用
1.[2020·全国卷Ⅰ·20]已知函数f(x)=ex-a(x+2).
(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
2.[2020·全国卷Ⅱ·21]已知函数f(x)=2ln x+1.
(1)若f(x)≤2x+c,求c的取值范围;
(2)设a>0,讨论函数g(x)=eq \f(f(x)-f(a),x-a)的单调性.
3.(2020·全国卷Ⅲ·20)已知函数f(x)=x3-kx+k2.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有三个零点,求k的取值范围.
4.[2020·新高考全国卷Ⅰ·21]已知函数f(x)=aex-1-ln x+ln a.
(1)当a=e时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积;
(2)若f(x)≥1,求a的取值范围.
5.[2019·全国卷Ⅰ·20]已知函数f(x)=2sin x-xcos x-x,f′(x)为f(x)的导数.
(1)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;
(2)若x∈[0,π]时,f(x)≥ax,求a的取值范围.
6.[2019·全国卷Ⅱ·21]已知函数f(x)=(x-1)ln x-x-1.证明:
(1)f(x)存在唯一的极值点;
(2)f(x)=0有且仅有两个实根,且两个实根互为倒数.
7.[2019·全国卷Ⅲ·20]已知函数f(x)=2x3-ax2+2.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当0<a<3时,记f(x)在区间[0,1]的最大值为M,最小值为m,求M-m的取值范围.
8.[2018·全国卷Ⅰ·21]已知函数f(x)=aex-ln x-1.
(1)设x=2是f(x)的极值点,求a,并求f(x)的单调区间;
(2)证明:当a≥eq \f(1,e)时,f(x)≥0.
9.[2018·全国卷Ⅱ·21]已知函数f(x)=eq \f(1,3)x3-a(x2+x+1).
(1)若a=3,求f(x)的单调区间;
(2)证明:f(x)只有一个零点.
10.[2018·全国卷Ⅲ·21]已知函数f(x)=eq \f(ax2+x-1,ex).
(1)求曲线y=f(x)在点(0,-1)处的切线方程;
(2)证明:当a≥1时,f(x)+e≥0.
11.[2017·全国卷Ⅰ·21]已知函数f(x)=ex(ex-a)-a2x.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)≥0,求a的取值范围.
12.[2017·全国卷Ⅱ·21]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.
13.[2017·全国卷Ⅲ·21]已知函数f(x)=ln x+ax2+(2a+1)x.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)当a<0时,证明f(x)≤-eq \f(3,4a)-2.
14.[2016·全国卷Ⅰ·21]已知函数f(x)=(x-2)ex+a(x-1)2.
(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.
15.[2016·全国卷Ⅱ·20]已知函数f(x)=(x+1)ln x-a(x-1).
(1)当a=4时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(2)若当x∈(1,+∞)时,f(x)>0,求a的取值范围.
16.[2016·全国卷Ⅲ·21]设函数f(x)=ln x-x+1.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)证明:当x∈(1,+∞)时,1<eq \f(x-1,ln x)<x;
(3)设c>1,证明:当x∈(0,1)时,1+(c-1)x>cx.
第三部分 解答题
专题1 导数的综合应用
1.【考查目标】 本题主要考查利用导数研究函数的单调性以及函数的零点问题,考查的核心素养是逻辑推理、直观想象和数学运算.
【解析】 (1)当a=1时,f(x)=ex-x-2,则f′(x)=ex-1.
当x<0时,f ′(x)<0;当x>0时,f ′(x)>0.
所以f(x)在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.
(2)f ′(x)=ex-a.
当a≤0时,f ′(x)>0,所以f(x)在(-∞,+∞)单调递增,故 f(x)至多存在1个零点,不合题意.
当a>0时,由f ′(x)=0可得x=ln a.当x∈(-∞,ln a)时,
f ′(x)<0;当x∈(ln a,+∞)时,f ′(x)>0.所以f(x)在(-∞,ln a)单调递减,在(ln a,+∞)单调递增,故当x=ln a时,f(x)取得最小值,最小值为
f(ln a)=-a(1+ln a).
(ⅰ)若0<a≤eq \f(1,e),则f(ln a)≥0,f(x)在(-∞,+∞)至多存在1个零点,不合题意.
(ⅱ)若a>eq \f(1,e),