内容正文:
热点强化课2 函数中的构造问题
[基础巩固练]
1.(2023·鹰潭二模)设a= ,b=(4-ln 2),c=,则a,b,c的大小关系是( )
A.b<c<a B.c<b<a
C.b<a<c D.a<b<c
解析:A [①先比较a,c:a==,c=,设函数f(x)=,则f′(x)=<0,得函数f(x)在(0,2)上单调递减,f′(x)=>0得函数f(x)在(2,+∞)上单调递增,所以f()<f,即c<a;
②再比较b,c:由①知fmin(x)=f(2)=<f()=c,
而b==-,设h(x)=,h′(x)=,
当0<x<,h′(x)>0,h(x)单调递增,当x>,h′(x)<0,h(x)单调递减,
所以b=h<hmax(x)=h=e,而e<·e=<f()=c,所以b<c,故选A.]
[点睛] 根据实数的特征构造函数,利用导数的性质是解题的关键.
2.(2023·南昌三模)已知a,x是不为1的正数,若不等式恒成立,则a的取值范围是( )
A. B.
C.∪(1,e) D.
解析:D [∵>0,∴ln x≥ln a,即aln a≤xln x恒成立;
令f(x)=xln x,则f′(x)=ln x+1,∴当x∈时,f′(x)<0;当x∈时,
f′(x)>0;
∴f(x)在上单调递减,在上单调递增,∴f(x)≥f=-,
∴aln a≤-;令g(a)=aln a,
则g′(a)=ln a+1,
∴当a∈时,g′(a)<0;当a∈时,g′(a)>0;
∴g(a)在上单调递减,在上单调递增,∴g(a)≥g=-,即aln a≥-;综上所述:aln a=-,∴a=,即a的取值范围为.故选D.]
[点睛] 本题考查利用导数研究恒成立问题,解题关键是能够通过左右同时取对数的方式,将问题转化为aln a≤xln x恒成立问题,进而将问题转化为函数最值的求解问题.
3.(2023·湘潭一模)已知定义域为R的函数f(x)的导函数为f′(x),且f′(x)>f(x),若实数a>0,则下列不等式恒成立的是( )
A.af(ln a)≥ea-1f(a-1)
B.af(ln a)≤ea-1f(a-1)
C.ea-1f(ln a)≥af(a-1)
D.ea-1f(ln a)≤af(a-1)
解析:D [令g(x)=,则g′(x)=>0,所以g(x)为增函数,令h(a)=ln a-a+1,h′(a)=-1=
令h′(a)>0,∴0<a<1;h′(a)<0,∴a>1
因此h(a)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减
因此h(a)max=h(1)=0
又当a>0时,ln a≤a-1,
所以g(ln a)≤g(a-1),即≤,
所以ea-1f(ln a)≤af(a-1).故选D.]
4.(2023·苏州八校三模)若x,y∈(0,+∞),x+ln x=ey+sin y,则( )
A.ln(x-y)<0 B.ln(y-x)>0
C.x<ey D.y<ln x
解析:C [设f(x)=x-sin x,x>0,则f′(x)=1-cos x≥0(不恒为零),故f(x)在(0,+∞)上为增函数,故f(x)>f(0)=0,所以x>sin x,故y>sin y在(0,+∞)上恒成立,所以x+ln x<ey+y=ey+ln ey,但g(x)=x+ln x在(0,+∞)上为增函数,故x<ey即ln x<y,所以C成立,D错误.
取x=e,考虑1+e=ey+sin y的解,若y≥e+1,则ey≥ee+1>5>e+2≥1+e-sin y,矛盾,故y<e+1即y-x<1,此时ln(y-x)<0,故B错误.取y=1,考虑x+ln x=e+sin 1,若x≤2,则x+ln x≤2+ln 2<3<e+<e+sin 1,矛盾,故x>2,此时x-y>1,此时ln(x-y)>0,故A错误,故选C.]
[点睛] 多元方程隐含的不等式关系,往往需要把方程放缩为不等式,再根据函数的单调性来判断,注意利用同构来构建新函数.
5.(2023·广州三模)对于任意x>0都有xx-axln x≥0,则a的取值范围为( )
A.[0,e]
B.
C. ∪[e,+∞)
D.(-∞,e]
解析:B [xx-axln x≥0⇒exln x-axln x≥0,令t=f(x)=xln x,
则f′(x)=ln x+1,所以f(x)在上单调递减,在上单调递增,
所以f(x)≥f=ln=-,
所以t=f(x)≥-,
所以xx-axln x≥0转化为:et-at≥0,令g(t)=et-at,g′(t)=et-a,
①当a≤0时,g′(t)≥0,所以g(t)在上单调递增,所以
g(t)min=g=-a≥0⇒a≥-,所以-≤a≤0.
②当a>0时,g′(t)=0,所以t=ln a,
(ⅰ)当