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专题检测(二十一)利用导数研究不等式
A组基础强化练
1.(2022山东威海期末)已知函数fx)=e-r一A.
(1)当a=1时,求过点(0,一1)且与曲线y=x)相切的直线方程:
(2)若x)≥0,求实数a的取值范围
解:(1)当a=1时,点(0,一1)不在函数图象上,(x)=e
一1,设切点为(x0,en一xo-1),
则切线方程为y-(e。一xo一1)=f(xo)(,x-x0),
因为过点(0,一1),所以-1-e十r0十1=-(e一1).0
即-e=一xoe】
解得xo=1,因此所求的直线方程为(e一1)x一y一1=0.
(2)f(x)=e-a,
当a≤0时,f(x)>0,所以x)在R上单调递增,其中当a=0时,x)=e>0,符合题
意,
当0时,取=1-au<0,0e-1<0,不特合题意:
当a>0时,对x∈(-o,lna),(x)<0,所以x)在(-o,na)上单调递减,对寸
x∈na,+o),fr)>0,
所以x)在(na,十o)上单调递增,
所以fx)≥na),
要使fr)≥0,只需fIn a)≥0,fna)=ea-alna-a≥0,解得0<a≤l:
综上所述,实数a的取值范围为[0,1小
2.(2022安徽淮南一模)已知函数x)=mx一1
(1)讨论函数x)的单调性:
(2)己知入>0,若存在x∈(1,十∞)时,不等式x2一x≥(ex一1)nx成立,求的取值范
围。
解:(1)函数x)的定义域为(0,1)U(1,十∞)
因为fx)=1m-1,所以fx)=1x(x-1)2
令g)=1-Ix-hxx>0且x≠1),
则g'(x)=1一xx2,令g'(x)=0得x=1,
当x∈(0,1)时,g'(x)>0,gx)单调递增:
当x∈(1,十∞)时,g‘x)<0,gx)单调递减.
又因为g(1)=0,
所以当x∈(0,1)U(1,+∞)时,gx)<0,f(x0,
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所以函数y=)在区间(01),(1,十o)上单调递减.
(2).x2-≥(ex-1)nx,
(c-1)ne≥(e-l)lnx,
当>0,x>1时,x-10,ex-1>0
所求不等式可化为1 n elxekx-I≥lmrx一I,
即e)≥x),
:A>0易知ex∈(1,十∞),
由(1)知,y=x)在(1,+∞)单调递减,
故只需ex≤x在(I,十∞)上能成立.
两边同取自然对数,得x≤lnx,
即1≤m在(1,十∞)上能成立.
令ox)=mxx>1),则o'x)=1-lmx2,
今o'x)>0,得1<x<e:令o'(x)<0,得x>e,
所以当x∈(1,e)时,中')>0,(x)单调递增,
当x∈(e,十)时,中'(x)0,(x)单调递减,
..(x)m=o(e)=le,
所以i≤le,又0,
故的取值范围是(O,Ie]
3.(2022陕西西安中学模拟)已知函数fx)=(x+1)nx一x+1.
(1)若fx)≤x2+a+1,求a的取值范围
(2)证明:(x-1)x)≥0.
(1)解:由函数x)=x十1)nx一x+1,定义域为(0,+∞),
f(x)=x+Ix+Inx-1=Inx+Ix,
f()=xnx+1,
题设yf(x)≤x2+a十1等价于lnx-x≤a.
令gx)=nx-x,则g'()=1x-1=1一
当0<x<1,g'(x)>0:当x>1时,g'c)<0,
·gx)在(0,1)上单调递增,在(1,十∞)上单调递减.
所以x=1是gx)的最大值点,
gx)≤g(1)=-1,所以a≥-1
综上,a的取值范围是[一1,十∞)
(2)证明:由(1)知,gx)≤g(1)=-1,即1nx一x+1≤0
当0<x<1时,
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x)=+1)nx-x+1=xlnx+nx-x+1)≤0:
当x≥1时,x)=nx+(xlnx-x+1)
=Inx+x(Inx+/x-1)
=lhnx-xn1x-1x+1)≥0,
所以(-1x≥0,
4.(2022山东滨州模拟)1)设b>a>0,证明:ab<
b-aln b-in a;
(2)函数x)=lnx+12sinx一x一1,3xx2>0,使)=x2),证明:xx2<4
证明:(1):b>a>0,所以nb-na>0,
要证明ab<b-amb-na,只需证lnb-lna<b-aMab),
即证明In ba-baf(ba,
设ba=t,则Pl,f0=nt-t-Ir0,
f (()=It-tt)t=lt-t+12tr(t)
=t)-