内容正文:
拓展培优5 导数中的同构问题
层级二 精准突破保分点
内容索引
地位同等同构型
类型一
指对跨阶同构型
类型二
专 题 集 训
类型一 地位同等同构型
01
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例1
√
(2)若0<x1<x2<a,都有x2ln x1-x1ln x2≤x1-x2成立,则a的最大值为
√
感悟提升
针对练1.若2a+log2a=4b+2log4b,则
A.a>2b B.a<2b
C.a>b2 D.a<b2
由指数和对数的运算性质可得2a+log2a=4b+2log4b=22b+log2b.令f(x)=2x+log2x,则f(x)在(0,+∞)上单调递增.又因为22b+log2b<22b+log2b+1=22b+log2(2b),所以2a+log2a<22b+log2(2b),即f(a)<f(2b),所以a<2b.故选B.
√
√
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02
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类型二 指对跨阶同构型
例2
√
(2)设a,b都是正数,若aea+1+b<bln b(其中e是自然对数的底数),则
A.ab>e B.b>ea+1
C.ab<e D.b<ea+1
√
√
考向2 x+ln x与x+ex型
(1)已知f(x)=ex-aln x,若对任意x∈(0,+∞),不等式f(x)>aln a恒成立,则正实数a的取值范围为________.
例3
由题意ex-aln x>aln a恒成立,即ex-ln a-ln x>ln a恒成立,所以ex-ln a+x-ln a>x+ln x=eln x+ln x恒成立.构造函数g(x)=ex+x,易知g(x)在R上单调递增,所以x-ln a>ln x恒成立,即ln a<(x-ln x)min,令h(x)=x-ln x,h′(x)=1- (x>0),当x∈(0,1)时,h′(x)<0,所以h(x)在(0,1)上单调递减,当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,所以h(x)在(1,+∞)上单调递增,所以h(x)min=h(1)=1,所以ln a<1,解得0<a<e,所以正实数a的取值范围为(0,e).
(0,e)
(2)若不等式ln(mx+1)-x-1>mx-ex在x∈(0,+∞)时恒成立,则正实数m的最大值为_____ .
1
1.跨阶同构的几个关键环节
(1)指对各一边,参数是关键,凑形是难点.
(2)凑形的常用方法:为了实现不等式两边“结构”相同的目的,需对指对式进行“改头换面”,常用的方法有:x=eln x,xex=eln x+x,x2ex=e2ln x+x,
感悟提升
2.常见同构式
(1)xln x与xex型:xln x=ln xeln x,xex=eln xex.
(2)x+ln x与x+ex型:x+ln x=ln x+eln x,x+ex=eln x+ex.
感悟提升
针对练3.已知函数f(x)=aex-1-ln x+ln a,若f(x)≥1,则正实数a的取值范围是____________.
[1,+∞)
由f(x)=aex-1-ln x+ln a≥1,移项得aex-1+ln a≥ln x+1,即eln a+x-1+ln a≥ln x+1,两边同时加(x-1),得eln a+x-1+(ln a+x-1)≥ln x+
eln x.设g(x)=x+ex,则g′(x)=1+ex>0,所以g(x)在R上单调递增,所以ln a+x-1≥ln x,即x-ln x+ln a-1≥0,设h(x)=x-ln x+ln a-1,则h′(x)=1- ,x>0,所以h(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以h(x)min=h(1)=ln a≥0,所以a≥1.
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专题集训
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03
√
2
3
4
5
1
2.已知函数f(x)=xex-2a(ln x+x)有两个零点,则a的最小整数值为
A.0 B.1
C.2 D.3
√
2
3
4
5
1
(e,+∞)
2
3
4
5
1
(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=2x+e-3,求a,b的值;
2
3
4
5
1
(2)在(1)的条件下,若f(m)=g(n),比较m与n的大小并证明.
2
3
4
5
1
(1)若a=2,求函数f(x)的极值;
2
3
4
5
1
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2
3
4
5
1
谢谢观看
(1)若0<x1<x2<1,则
A.e-e>ln x2-ln x1
B.e-e>ln x2-ln x1
C.x2e>x1e
D.x2e<x1e
A选项,e-e>ln x2-ln x1⇔e-ln x2>e-ln x1,设f(x)=ex-ln x.所以f′(x)=ex-=,设g(x)=xex-1,则有g′(x)=(x+1)ex>0恒成立,所以g(x)在(0,1)上单调递增,因为g(0)=-1<0,g(