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专题特alvs4al(1
导数的综合应用
1,导数与不等式(见学生用书P325)
基本问题全面落实
1,已知函数x)=nx,证明:x)x
证明:要证x),即证当x∈(0,+o)时,不等式lnx-x0恒成立.
合Fx)=lnx-x,则Fx)=1x-12r)=x2x,
故当0x<4时,F(x)>0,Fx)单调递增:
当x4时,F(x)0,Fx)单调递减.
则Fxmm=F(4=ln4-2<0,故x)x
2.已知函数x)=e-ar2-x-1
(1)当a=1时,求曲线y=x)在点(1,1)处的切线的方程.
(2)若x≥0,求实数a的取值范围。
解:(1)因为x)=e-x2-x-1,当x=1时,切点为(1,e-3),求导得f6)=e-2x-1
,故切线斜率k=f(1)=e-3,所以所求切线方程为y=(e-3x.
(2)x≥0等价于e2a2+x+1恒成立,
当心0时,上式不恒成立,证明如下:
当x0时,e<1,当x<-1a时,ar2+x+1=x(a+1)+1>1,
从而e之2+x+1不恒成立,
当a≤0时,ax2+x+1sx+1,下面先证明e2x+1,
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合hx)=c-x-1,则hr)=e-1,
当x<0时,(x)0,hx)单调递减;当x>0时,h'(x)>0,x)单调递增,
所以hx)m=hO)=0,即hx)20,
所以e22x+1,而m2+x+1x+1,故e2a2+x+1.
综上,则实数a的取值范围为(-m,01
3.2023无锡模拟]已知函数x)=-x3+2-4
(1)若x)在x=2处取得极值,且关于x的方程fx)=m在[~1,1]上恰有两个不同的实
数根,求实数m的取值范围.
(2)若存在x0∈(0,+o),使得不等式x0)P0成立,求实数a的取值范围,
解:(1)f6x)=-3x2+2ar,由题意得f(2)=0,即-12+4a=0,解得a=3,经检验a=3
满足条件,
则fx)=-x3+3x2.4,
fx)=-3x2+6
合fx)=0,得x=0或x=2,
当x在[-1,1]内变化时,fx),x)的变化情况如下表:
-1
(-1,0)
0
(0,1)
f(x)
0
+
fx)
0
-4
-2
:关于x的方程x)=m在[-1,1]上恰有两个不同的实数根,.-4m≤-2
(2)由题意得,当xe(0,+o)时,x)mr0即可,f(x)=-32+2ax=·3x
alvs4 alicol(x -(23)a).
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①若a0,则当x>0时,fx)0,
式x)在(0,+o)上单调递减.
0)=-40,当x0时,fx)-40,
当a0时,不存在xe(0,+o),使)>0;
②当a>0时,x),fx)随x的变化情况如下表:
aws4 alcol(0,
23a
(23,+o)
f(23)a)
f)
+
0
)
4a327-4
∴当xe(0,,+oo)时,fx)m=faws4 alcol0f23)a)=4a327-4,由4a327-4>0,得a>3
综上,a>3
能力素养强化培优
4.2023·淄博模拟]已知函数x)=lnc+1)-am+1(aeR)
(1)当a>0时,设函数x)的最大值为a),证明:ha21
(2)若函数g(=x)+122有两个极值点x1,x2(x2),求a的取值范围,并证明:g
)+g2)2
解:(1)函数x)的定义域为(-1,+0),
当a0时,fx)=1x+1-a=0,得x=1a-1.
当-1x<1a-1时,fx>0;当1a·1x时,fx)0;
所以fx)在alws4 alcol(-1,f1a)-1)上单调递增,在avs4 alco10f1a-1,+o上单
调递减,
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则x)的最大值为
h(a)=falvs4 allcolofla)-1)=a-In a
由h(a=1-la,当0a<1时h(a0,当a>1时h'(a>0,
故h(a在(0,1)上单调递减,在(1,+o)上单调递增,
所以h(a)mn=h(I)=1,故h(aj21,
(2)g9=fx)+12x2=nc+1)-+1+12x2,
则g'x)=1x+1-a+x=x2+(1-a)x+1-am+1.
因为gx)=fx)+122有两个极值点x1,2(2),
所以x2+(1-ax+1-a=0有两个根,(-1x2),
则满足4=(1-a)2-4(1-a)>0