易错04导数及其应用 (2个易错点错因分析与分类讲解+8个易错核心题型强化训练)-2025年高考数学大一轮复习核心题型讲与练+易错重难点专项突破(新高考版)
2024-07-09
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 导数及其应用 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.03 MB |
| 发布时间 | 2024-07-09 |
| 更新时间 | 2024-07-09 |
| 作者 | 宋老师数学图文制作室 |
| 品牌系列 | 其它·其它 |
| 审核时间 | 2024-07-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46230308.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
易错04导数及其应用 (2个易错点错因分析与分类讲解+8个易错核心题型强化训练)
易错点错因分析与分类讲解
易错点1 混淆曲线在某点处的切线方程与过某点的切线方程
【例1】.[陕西安康2022调研]曲线过点的切线方程是( )
【变式】.[江苏南通2023期末]已知函数,则曲线经过点的切线方程是 .
易错点2 对极值点的含义理解不清
【例2】. [山西长治八中2022测评]已知函数在处取得极值0,则( )
【变式】. [河南洛阳 2023 月考]若是函数的极值点,则的值为( )
【易错核心题型强化训练】
一.利用导数研究函数的单调性(共9小题)
1.(2024•新乡三模)设,其中e是自然对数的底数,则( )
A.b<a<c B.a<c<b C.b<c<a D.c<b<a
2.(2024•安徽模拟)丹麦数学家琴生是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别在函数的凹凸性与不等式方面留下了很多宝贵的成果.若x1,x2,⋯,xn为(a,b)上任意n个实数,满足,则称函数f(x)在(a,b)上为“凹函数”.也可设可导函数f(x)在(a,b)上的导函数为f′(x),f′(x)在(a,b)上的导函数为f″(x),当f″(x)>0时,函数f(x)在(a,b)上为“凹函数”.已知x1,x2,⋯,xn>0,n⩾2,且x1+x2+…+xn=1,令的最小值为an,则a2024为( )
A. B. C. D.
3.(2024•邵阳模拟)已知函数f(x)的定义域为R,f'(x)为f(x)的导函数.若f(1)=e,且f'(x)+ex<f(x)在R上恒成立,则不等式f(x)<(2﹣x)ex的解集为( )
A.(﹣∞,2) B.(2,+∞) C.(﹣∞,1) D.(1,+∞)
(多选)4.(2024•朝阳区校级模拟)已知正数a,b,c满足为自然对数的底数,则下列不等式一定成立的是( )
A.ac>b2 B.b>1 C.a+c>2b D.c>a
5.(2024•新县校级模拟)已知正数a,b满足,则a+b= .
6.(2024•山东模拟)法国数学家弗朗索瓦•韦达发现了一元二次方程的根与系数之间的关系,将其推广到高次方程,并在其著作《论方程的识别与订正》中正式发表,后来人们把这个关系称为韦达定理,即如果x1,x2,x3,…,xn(n≥2)是关于x的实系数一元n次方程在复数集C内的n个根,则
试运用韦达定理解决下列问题:
(1)已知a,b,c∈R,a+b+c=1,ab+bc+ca=0,求a3+b3+c3的最小值;
(2)已知a,b∈R,关于x的方程x3+(2﹣a)x2+bx﹣a=0(a>0)有三个实数根,其中至少有一个实数根在区间(0,a)内,求2a﹣b的最大值.
7.(2024•武昌区模拟)已知函数f(x)=ax2+(a﹣2)x﹣lnx.
(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.
8.(2023•北京)设函数f(x)=x﹣x3eax+b,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=﹣x+1.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)设g(x)=f′(x),求g(x)的单调区间;
(Ⅲ)求f(x)的极值点的个数.
9.(2024•海淀区校级三模)已知函数f(x)=ln(x+1)+k(x+1).
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若f(x)≤﹣1恒成立,求实数k的取值范围;
(Ⅲ)求证:.(n∈N且n≥2)
二.利用导数求解函数的单调性和单调区间(共3小题)
10.(2024•安徽三模)已知函数f(x)=x2﹣ax+2lnx,a∈R.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)的两个极值点分别为x1,x2,证明:.
11.(2024•重庆模拟)已知函数f(x)=lnx﹣ax(a为实数).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若存在两个不相等的正数x1,x2满足f(x1)=f(x2),求证.
(3)若f(x)有两个零点x1,x2,证明:.
12.(2024•海淀区校级模拟)已知函数f(x)=alnx(a≠0)
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若存在两条直线y=ax+b1,y=ax+b2(b1≠b2)都是曲线y=f(x)的切线.求实数a的取值范围;
(Ⅲ)若|x|f(x)≤0}⊆(0,1),求实数a的取值范围.
三.利用导数研究函数的极值(共3小题)
13.(2024•顺义区模拟)已知函数f(x)(kx+b),给出下列四个结论:
①当k=0时,对任意b∈R,f(x)有1个极值点;
②当k时,存在b∈R,使得f(x)存在极值点;
③当b=0时,对任意k∈R,f(x)有一个零点;
④当0<b时,存在k∈R,使得f(x)有3个零点.
其中所有正确结论的序号是 .
14.(2024•日照模拟)已知函数f(x)=sinx,g(x)=xcosx﹣sinx.
(1)判断函数g(x)在区间(0,3π)上的零点个数,并说明理由;
(2)函数在区间(0,(n+1)π)(n∈N+)上的所有极值之和为M(n),证明:对于∀n∈N+,M(n)<0.
15.(2024•广东模拟)已知函数f(x)=x3+3bx2+3x有极值点
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间及b的取值范围;
(Ⅱ)若函数f(x)有两个极值点x1、x2,且f(x1)+f(x2)=0,求b的值.
四.函数在某点取得极值的条件(共3小题)
16.(2024春•新会区校级月考)已知函数f(x)=x3﹣ax2﹣bx+a2在x=1处有极值10,则a、b的值为( )
A.a=﹣4,b=11
B.a=3,b=﹣3或a=﹣4,b=11
C.a=﹣1,b=5
D.以上都不正确
17.(2024春•菏泽期中)已知函数f(x)x3x2+cx+d有极值,则c的取值范围为( )
A.c B.c C.c D.c
18.(2024春•江阴市校级月考)若函数f(x)=x3+mx2+x+1在R上没有极值点,则实数m的取值范围是 .
五.利用导数求解函数的极值(共4小题)
19.(2024春•常州月考)已知函数.
(1)若x=1是函数f(x)的极值点,求a的值,并求函数f(x)的极值;
(2)若函数f(x)在x=0处取得极大值,求a的取值范围.
20.(2024春•承德月考)已知函数f(x)=ax2﹣blnx在点A(1,f(1))处的切线方程为y=1;
(1)求实数a,b的值;
(2)求函数f(x)的极值.
21.(2024春•晋江市校级期中)已知函数f(x)=x2﹣(a+2)x+alnx,常数a>0.
(1)当x=1时,函数f(x)取得极小值﹣2,求函数f(x)的极大值.
(2)设定义在D上的函数y=h(x)在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),当x≠x0时,若在D内恒成立,则称点P为h(x)的“类优点”,若点(1,f(1))是函数f(x)的“类优点”,
①求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
②求实数a的取值范围.
22.(2024春•东城区校级月考)已知函数f(x)=x﹣1(a∈R,e为自然对数的底数).
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值;
(Ⅲ)当a=1的值时,若直线l:y=kx﹣1与曲线y=f(x)没有公共点,求k的最大值.
六.利用导数研究函数的最值(共12小题)
23.(2024•七星区校级模拟)数学中,悬链线指的是一种曲线,是两端固定的一条(粗细与质量分布)均匀、柔软(不能伸长)的链条,在重力的作用下所具有的曲线形状,它被广泛应用到现实生活中,比如计算山脉的形状、婲述星系的形态、研究植物的生长等等.在合适的坐标系中,这类曲线可用函数f(x)=aex+be﹣x(其中a,b为非零常数,e=2.71828⋯)来表示,当f(x)取到最小值为2时,下列说法正确的是( )
A.此时x=lna
B.此时a+b的最小值为2
C.此时2a+2b的最小值为2
D.此时lnalnb的最小值为0
24.(2024•贵阳模拟)若关于x的不等式(4k﹣1﹣lnx)x<lnx﹣x+3对于任意x∈(1,+∞)恒成立,则整数k的最大值为( )
A.1 B.0 C.﹣1 D.﹣2
25.(2024•秦都区校级四模)已知函数f(x)=aex,g(x)=2x+b,若f(x)≥g(x)恒成立,则的最大值是( )
A.﹣1 B.1 C.2 D.
26.(2024•龙岗区校级模拟)已知函数h(x)=mex﹣x+1.
(1)若h(x)在(0,4)上有唯一零点,求m的取值范围;
(2)若h(x)≥h(x0)对任意实数x恒成立,证明:.
27.(2024•吉林模拟)在平面直角坐标系xOy中,Rt△OAB的直角顶点A在x轴上,另一个顶点B在函数图象上.
(1)当顶点B在x轴上方时,求Rt△OAB以x轴为旋转轴,边AB和边OB旋转一周形成的面所围成的几何体的体积的最大值;
(2)已知函数,关于x的方程f(x)=g(x)有两个不等实根x1,x2(x1<x2).
(i)求实数a的取值范围;
(ii)证明:.
28.(2024•南昌三模)定义:若变量x,y>0,且满足:,其中a,b>0,m∈Z.称y是关于x的“m型函数”.
(1)当a=2,b=1时,求y关于x的“2型函数”在点处的切线方程;
(2)若y是关于x的“﹣1型函数”,
(ⅰ)求x+y的最小值;
(ⅱ)求证:,(n∈N+).
29.(2024•赤峰模拟)已知.
(1)将sinx,cosx,x,按由小到大排列,并证明;
(2)令f(x)=xex+xcosx﹣2sinx﹣sin2x,求证:f(x)在内无零点.
30.(2024•呼和浩特模拟)对于函数f(x),若实数x0满足f(x0)=x0,则x0称为f(x)的不动点.已知函数f(x)=ex﹣2x+ae﹣x(x≥0).
(1)当a=﹣1时,求证:f(x)≥0;
(2)当a=0时,求函数f(x)的不动点的个数;
(3)设n∈N*,证明:ln(n+1).
31.(2024•3月份模拟)已知函数f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx(a∈R).
(1)当a=e时,求曲线y=f(x)过原点的切线方程;
(2)若f(x)的最小值与g(x)的最小值相等,求实数a.
32.(2024•运城二模)已知函数f(x)=(x﹣a)ex+x+a(a∈R).
(1)若a=4,求f(x)的图象在x=0处的切线方程;
(2)若f(x)⩾0对于任意的x∈[0,+∞)恒成立,求a的取值范围;
(3)若数列{an}满足a1=1且(n∈N*),记数列{an}的前n项和为Sn,求证:.
33.(2024•天津模拟),,已知f(x)的图象在(0,f(0))处的切线与x轴平行或重合.
(1)求φ的值;
(2)若对∀x≥0,f(x)≤0恒成立,求a的取值范围;
(3)利用如表数据证明:.
1.010
0.990
2.182
0.458
2.204
0.454
34.(2024•济宁一模)已知函数.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若0<x1<x2,证明:对任意a∈(0,+∞),存在唯一的实数ξ∈(x1,x2),使得成立;
(3)设,数列{an}的前n项和为Sn.证明:Sn>2ln(n+1).
七.利用导数研究曲线上某点切线方程(共7小题)
35.(2024•河北模拟)已知曲线与曲线在第一象限交于点A,在A处两条曲线的切线倾斜角分别为α,β,则( )
A. B. C. D.|α﹣β|
36.(2024•沙坪坝区校级模拟)设曲线f(x)=xsinx在点(π,f(π))处的切线为l,则l与两坐标轴围成的三角形的面积为 .
37.(2024•思明区校级模拟)已知曲线f(x)=xlnx﹣1在x=1处的切线l与圆C:(x﹣1)2+y2=9相交于A、B两点,则|AB|= .
38.(2024•宜春模拟)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(2x+2)为奇函数,记f'(x)为f(x)的导函数,若f′(﹣2)=1,则y=f(x)在点(﹣6,f(﹣6))处的切线方程为 .
39.(2024•长沙模拟)已知函数若函数f(x)的图象在点A(x1,f(x1))(x1<0)和点B(x2,f(x2))(x2>0)处的两条切线相互平行且分别交y轴于M,N两点,则的取值范围为 .
40.(2024•莲湖区校级模拟)已知函数f(x)=x2+3x+3,g(x)=2ex+1﹣x﹣2.
(1)判断g(x)的零点个数;
(2)求曲线y=f(x)与曲线y=g(x)公切线的条数.
41.(2024•姜堰区校级模拟)设P是坐标平面xOy上的一点,曲线Γ是函数y=f(x)的图像.若过点P恰能作曲线Γ的k条切线(k∈N),则称P是函数y=f(x)的“k度点”.
(1)判断点O(0,0)与点A(2,0)是否为函数y=lnx的1度点,不需要说明理由;
(2)已知0<m<π,g(x)=sinx.证明:点B(0,π)是y=g(x)(0<x<m)的0度点;
(3)求函数y=x3﹣x的全体2度点构成的集合.
八.利用导数求解曲线在某点上的切线方程(共6小题)
42.(2024春•连州市校级月考)过曲线S:y=3x﹣x3上一点A(2,﹣2)的切线方程为( )
A.y=﹣2 B.9x+y﹣16=0
C.9x+y﹣16=0或y=﹣2 D.9x﹣y﹣16=0
43.(2024春•未央区校级期末)曲线f(x)=3x2﹣ex在(0,﹣1)处的切线方程为( )
A.x+y+1=0 B.x﹣y+1=0 C.x﹣y﹣1=0 D.x+y﹣1=0
44.(2024•辽阳二模)设函数的图像与x轴相交于点P,则该曲线在点P处的切线方程为( )
A.y=﹣x B.y=﹣x﹣1 C.y=x﹣1 D.y=0
45.(2023•新城区校级模拟)已知函数,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为( )
A.3x+2y﹣3=0 B.3x﹣2y﹣3=0 C.2x﹣3y﹣2=0 D.2x﹣3y+2=0
46.(2023•鹰潭二模)已知函数f(x)=﹣xlnx+(2﹣f′(e))x﹣3,则f(x)在x=1处的切线方程为 .
47.(2024•重庆模拟)已知f(x)=ln(1+x)﹣ln(a﹣bx)是奇函数,则f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为( )
A.y=2x B.y=x C.y=0 D.y=﹣2x
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易错04导数及其应用 (2个易错点错因分析与分类讲解+8个易错核心题型强化训练)
易错点错因分析与分类讲解
易错点1 混淆曲线在某点处的切线方程与过某点的切线方程
【例1】.[陕西安康2022调研]曲线过点的切线方程是( )
特别提醒:曲线在某点处的切线方程明确了“某点”是切点,此时切线只有唯一一条,而过某点的切线是指切线经过“某点”,此时“某点”可能是切点,也可能不是切点,这样的切线可能是多条,所以涉及过某点的切线的问题时,需要判断"某点”是否为切点.
【解析】由题意可得点不在曲线上,设切点为,因为,所以所求切线的斜率所以.因为点是切点,所以,所以,即.设,明显在上单调递增,且,所以有唯一解,则所求切线的斜率,故所求切线方程为,即故选.
【变式】.[江苏南通2023期末]已知函数,则曲线经过点的切线方程是 .
特别提醒:求曲线的切线方程时要注意“过某点的切线”与“在某点处的切线”的差异,在某点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条;过某点的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.
【解析】设切点为,由题知,所以切线的斜率,所以切线方程为.因为切线过点,(注:点不一定是切点),所以,即,解得或,所以斜率或,又切线过点,得切线方程为或.
易错点2 对极值点的含义理解不清
【例2】. [山西长治八中2022测评]已知函数在处取得极值0,则( )
特别提醒:利用导函数分析函数的极值时,要注意的是使导函数值为0的的值不一定是极值点,极值点是使导函数值为0,且左、右导函数值异号的的值,本题的易错点在于令时,方程组有两组解,一定要注意检验和的值是否能使在处取得极值.
【解析】根据题意,,解得或,当,时,在上单调递增,无极值点,故舍去.当时,当和时,,单调递增;当时,,单调递减,故在处有极小值,满足条件.综上,故选
【答案】
【变式】. [河南洛阳 2023 月考]若是函数的极值点,则的值为( )
特别提醒:定义域上的可导函数在处取得极值的充要条件是,并且在附近两侧异号,若“左负右正",则为极小值点,若“左正右负”,则为极大值点.
本题易错的地方是求出的值后,没有通过单调性来验证是否为函数的极值点,也就是说使得导函数为零的自变量的值,不一定是极值点.
【解析】,则,由题意可知,即,解得或.
当时,,当或时,,函数单调递增;当时,,函数单调递减,显然是函数的极值点;当时,,函数在上单调递增,没有极值点,故选.
【答案】
【易错核心题型强化训练】
一.利用导数研究函数的单调性(共9小题)
1.(2024•新乡三模)设,其中e是自然对数的底数,则( )
A.b<a<c B.a<c<b C.b<c<a D.c<b<a
【分析】构造函数f(x),研究该函数的单调性判断大小,再将a,b,c转化为f(x)的函数值比较大小.
【解答】解:令f(x),由0得x>e,所以f(x)在(e,+∞)上单调递减,
而cf(),bf(3),af(4),
显然,所以f(3)>f()>f(4),
即a<c<b.
故选:B.
【点评】本题考查导数的应用,构造函数比较大小的方法,属于中档题.
2.(2024•安徽模拟)丹麦数学家琴生是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别在函数的凹凸性与不等式方面留下了很多宝贵的成果.若x1,x2,⋯,xn为(a,b)上任意n个实数,满足,则称函数f(x)在(a,b)上为“凹函数”.也可设可导函数f(x)在(a,b)上的导函数为f′(x),f′(x)在(a,b)上的导函数为f″(x),当f″(x)>0时,函数f(x)在(a,b)上为“凹函数”.已知x1,x2,⋯,xn>0,n⩾2,且x1+x2+…+xn=1,令的最小值为an,则a2024为( )
A. B. C. D.
【分析】利用导数的运算,结合琴声不等式判断即可.
【解答】解:记函数,
先证明其凹凸性:
因为,所以0,
∴在(0,1)上为“凹函数”,
由琴生不等式,得,
即,
所以,
当时,W取最小值,
所以.
故选:B.
【点评】本题考查新定义问题,同时考查了导数的运算、琴声不等式的应用,属于中档题.
3.(2024•邵阳模拟)已知函数f(x)的定义域为R,f'(x)为f(x)的导函数.若f(1)=e,且f'(x)+ex<f(x)在R上恒成立,则不等式f(x)<(2﹣x)ex的解集为( )
A.(﹣∞,2) B.(2,+∞) C.(﹣∞,1) D.(1,+∞)
【分析】根据f'(x)+ex<f(x),构造函数,可得g(x)是减函数,然后再将f(x)<(2﹣x)ex化为,则问题可解.
【解答】解:令,
∵,
∴g(x)在R上单调递减,由f(x)<(2﹣x)ex得:
,
即g(x)<g(1).∴x>1.
故选:D.
【点评】本题考查利用函数的单调性解不等式的问题,根据已知条件合理构造函数是解题的关键,属于中档题.
(多选)4.(2024•朝阳区校级模拟)已知正数a,b,c满足为自然对数的底数,则下列不等式一定成立的是( )
A.ac>b2 B.b>1 C.a+c>2b D.c>a
【分析】将a,b都用b表示,然后通过构造函数,利用函数的单调性比较大小.
【解答】解:由已知得a=2lnb,c=eb,又a,b,c>0,
所以b>1,B正确;
a+c﹣2b=2lnb+eb﹣2b,令f(x)=2lnx+ex﹣2x,(x>1),
ex﹣2,显然x>1时,f′(x)>0,所以f(x)在(1,+∞)上递增,且f(1)=e﹣2>0,
所以f(b)>0,即a+c>2b,C正确;
c﹣a=eb﹣2lnb,令g(x)=ex﹣2lnx,(x>1),
g′(x)=ex,易知g′(1)=e﹣2>0,且g′(x)在(1,+∞)上是增函数,
所以x>1时,g′(x)>0,g(x)在(1,+∞)上递增,而g(1)=e>0,所以g(b)>0,
即c>a,D正确;
而ac=(lnb2)•eb,当b→1时,(lnb2)eb→0,b2→1,此时ac<b2,即A错误.
故选:BCD.
【点评】本题考查通过构造函数来比较大小的解题思路,属于较难的题目.
5.(2024•新县校级模拟)已知正数a,b满足,则a+b= .
【分析】将原式化为a4lna﹣lnb,再利用基本不等式,该式可化为lnln2,然后构造函数f(x)=2x2﹣lnx,研究其最大值,发现恰好为ln2,结合基本不等式取等号条件,函数取最大值的条件解出a,b的值即可.
【解答】解:由已知得a4lna﹣lnb,因为,当且仅当ab=1时取等号,
所以原式可化为lnln2,令x,则不等式左边即为f(x)=2x2﹣lnx,(x>0),
,由f′(x)=0得,
当时,f′(x)<0,f(x)递减,时,f′(x)>0,f(x)递增,
所以f(x)min=f(),所以f()=ln2,
所以,解得,b,
所以.
故答案为:.
【点评】本题考查利用函数的单调性、基本不等式解决不等式问题,属于中档题.
6.(2024•山东模拟)法国数学家弗朗索瓦•韦达发现了一元二次方程的根与系数之间的关系,将其推广到高次方程,并在其著作《论方程的识别与订正》中正式发表,后来人们把这个关系称为韦达定理,即如果x1,x2,x3,…,xn(n≥2)是关于x的实系数一元n次方程在复数集C内的n个根,则
试运用韦达定理解决下列问题:
(1)已知a,b,c∈R,a+b+c=1,ab+bc+ca=0,求a3+b3+c3的最小值;
(2)已知a,b∈R,关于x的方程x3+(2﹣a)x2+bx﹣a=0(a>0)有三个实数根,其中至少有一个实数根在区间(0,a)内,求2a﹣b的最大值.
【分析】(1)构造函数f(x)=x3﹣x2﹣abc,求导f′(x)=3x2﹣2x,根据函数的单调性求解极值,即可得,进而可求解;
(2)根据韦达定理可得,即可表达出,进而化简可得,即可根据,利用不等式求解.
【解答】解:(1)根据韦达定理可设a,b,c是x3﹣x2﹣abc=0的三个实数根,
令f(x)=x3﹣x2﹣abc,f′(x)=3x2﹣2x,
当时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增,
当时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减,
故f(x)的极大值为f(0)=﹣abc,极小值为,
由于a,b,c不可能相等,否则,与ab+bc+ca=0矛盾,
故f(x)=x3﹣x2﹣abc有两个或者三个零点,则,f(0)=﹣abc≥0,故,
由(a+b+c)2﹣2(ab+bc+ca)=a2+b2+c2,结合a+b+c=1,ab+bc+ca=0,
所以1=a2+b2+c2,由(a+b+c)[a2+b2+c2﹣(ab+bc+ca)]=a3+b3+c3﹣3abc,
所以a3+b3+c3﹣3abc=1,
则,
故a3+b3+c3的最小值为,
(2)设方程的三个实数根分别为m,n,k,其中0<k<a,
由韦达定理可得,
由(m+n)2≥4mn和k>0,得k(m+n)2﹣4mnk≥0,当且仅当m=n时等号成立,
又m+n+k=a﹣2=mnk﹣2,故k(m+n)2﹣4(m+n+k+2)≥0,
k(m+n)2﹣4(m+n)﹣(4k+8)≥0,即(m+n+2)(mk+nk﹣2k﹣4)≥0⇒(a﹣k)(mk+nk﹣2k﹣4)≥0,
由0<k<a,得mk+nk﹣2k﹣4≥0,
因此,当且仅当m=n时等号成立,
由mn+mk+nk=b和nmk=a可得,
结合n+m+k=a﹣2可得,
由于以及,
故,
当k=2时,且时等号成立,此时a=8,b=12,符合0<k<a,
综上可知2a﹣b的最大值为4.
【点评】本题考查通过构造函数,研究函数的单调性探究式子最小值的方法,同时考查了学生的逻辑推理与运算能力,属于难题.
7.(2024•武昌区模拟)已知函数f(x)=ax2+(a﹣2)x﹣lnx.
(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.
【分析】(1)对函数f(x)求导数,讨论a的取值,利用导数判断f(x)的单调性;
(2)由(1)知f(x)的单调性,得出a>0时f(x)min1+lna,
且x→0+时f(x)>0,x→+∞时f(x)>0;
令f(x)min<0求得a的取值范围.
【解答】解:(1)函数f(x)=ax2+(a﹣2)x﹣lnx,(a∈R);
∴f′(x)=2ax+(a﹣2)(x>0),…(2分)
当a≤0时,f′(x)<0,则f(x)在(0,+∞)内单调递减;……(3分)
当a>0时,则f(x)在(0,)内单调递减,在(,+∞)内单调递增;……(5分)
备注:求导正确给1分,因式分解正确得2分;
(2)由(1)知,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)内单调递减,最多只有一个零点,舍去;…(5分)
a>0时,f(x)min=f()=a•(a﹣2)•ln1+lna;……(7分)
当x→0+时,f(x)>0;
当x→+∞时,f(x)>0;
∴当f()=1+lna0,令g(a)=1+lna,
则g′(a),
∴g′(a)>0;…(10分)
则g(a)在(0,+∞)上单调递增;
又g(1)=0,解得a<1;
∴当0<a<1时,函数f(x)有两个不同的零点.…(12分)
备注:其他解法也可以酌情相应给分.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性与最值问题,也考查了函数零点的判断问题,是难题.
8.(2023•北京)设函数f(x)=x﹣x3eax+b,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=﹣x+1.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)设g(x)=f′(x),求g(x)的单调区间;
(Ⅲ)求f(x)的极值点的个数.
【分析】(Ⅰ)求函数f(x)的导数,根据导数的几何意义列方程组求出a、b的值.
(Ⅱ)求f(x)的导数,利用g(x)=f′(x),求g(x)的导数,令g′(x)=0,根据g′(x)与g(x)的关系求出g(x)的单调区间;
(Ⅲ)根据题意,判断f′(x)的单调递增,利用根的存在性定理,判断f′(x)的零点个数,即可得出f(x)极值点的个数.
【解答】解:(Ⅰ)因为函数f(x)=x﹣x3eax+b,
所以f′(x)=1﹣(3x2eax+b+ax3eax+b)=1﹣(3+ax)x2eax+b,
因为f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=﹣x+1,
所以,即,
解得a=﹣1,b=1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=x﹣x3e﹣x+1,所以f′(x)=1﹣(3x2﹣x3)e﹣x+1,
所以g(x)=f′(x)=1﹣(3x2﹣x3)e﹣x+1,
所以g′(x)=﹣(6x﹣3x2)e﹣x+1+(3x2﹣x3)e﹣x+1=﹣x(x2﹣6x+6)e﹣x+1,
令g′(x)=0,解得x=0或x=3±,
所以g′(x)与g(x)的关系列表如下:
x
(﹣∞,0)
0
(0,3)
3
(3,3)
3
(3,+∞)
g′(x)
+
0
﹣
0
+
0
﹣
g(x)
单调递增
单调递减
单调递增
单调递减
所以g(x)在区间(﹣∞,0)和(3,3)上单调递增,在区间(0,3)和(3,+∞)上单调递减;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当x∈(﹣∞,0)时,f′(x)单调递增,
当x<﹣1时,f′(x)<f′(﹣1)=1﹣4e2<0,f′(0)=1>0,
所以存在x1∈(﹣∞,0),使得f′(x1)=0,
又因为f(x)在(﹣∞,x1)上单调递减,在(x1,0)上单调递增,
所以x1是f(x)的一个极小值点;
当x∈(0,3)时,f′(x)单调递减,且f′(3)<f′(1)=1﹣2<0,
所以存在x2∈(0,3),使得f′(x2)=0,所以f(x)在(0,x2)上单调递增,在(x2,3)上单调递减,
所以x2是f(x)的一个极大值点;
当x∈(3,3)时,f′(x)单调递增,
又因为f′(3)=1>0,所以存在x3∈(3,3),使得f′(x3)=0,
所以f(x)在(3,x3)上单调递减,(x3,3)上单调递增,
所以x3是f(x)的一个极小值点,
又因为当x>3时,f′(x)>0,所以f(x)在(3,+∞)上单调递增,无极值点;
综上,f(x)在定义域R上有3个极值点.
【点评】本题考查了导数的几何意义与应用问题,也考查了导数的综合应用问题,是难题.
9.(2024•海淀区校级三模)已知函数f(x)=ln(x+1)+k(x+1).
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若f(x)≤﹣1恒成立,求实数k的取值范围;
(Ⅲ)求证:.(n∈N且n≥2)
【分析】(I)由题意可得:f′(x)k,当k≥0时f′(x)>0;当k<0时,解关于导函数的不等式,进而得到函数的单调区间.
(Ⅱ)由(I)知k≤0时,f(2)=1﹣k>0,f(x)≤0不恒成立,所以k>0.只要使ymax=f(1)=﹣lnk≤0恒成立即可,进而求出答案.
(Ⅲ)由题可得:k=﹣1时,有x∈[0,+∞)时,f(x)≤0恒成立,即ln(x﹣1)<x﹣2在(2,+∞)上恒成立,令x﹣1=n2,则2lnn<(n﹣1)(n+1),所以可得 ,进而证明原不等式成立.
【解答】解:(I)函数f(x)的定义域为(﹣1,+∞),并且f′(x)k,
①当k≥0时f′(x)>0,则f(x)在(1,+∞)上是增函数;
②当k<0时,若x∈(﹣1,﹣1)时有f′(x)>0,
若x∈(﹣1,+∞)时有f′(x)<0.
所以f(x)在(﹣1,﹣1)上是增函数,在(﹣1,+∞)上是减函数.
(Ⅱ)由(I)知k≥0时,f(x)在(﹣1,+∞)上递增,
而f(0)=k≥0,f(x)≤﹣1不恒成立,所以k<0.
又由(I)知ymax=f(﹣1)=﹣ln(﹣k)﹣1,要使f(x)≤﹣1恒成立,
则ymax=f(﹣1)=﹣ln(﹣k)﹣1≤﹣1即可.
所以解得k≤﹣1.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当k=﹣1时有f(x)≤﹣1在(﹣1,+∞)上恒成立,
且f(x)在[0,+∞)上是减函数,f(0)=﹣1,
所以x∈[0,+∞)时,f(x)≤﹣1恒成立,
即ln(x﹣1)<x﹣2在(2,+∞)上恒成立
令x﹣1=n2,则lnn2<n2﹣1,即2lnn<(n﹣1)(n+1),
从而 ,成立.
故(n∈N,n≥2)成立.
【点评】本题考查利用导数求函数的极值,函数的恒成立问题,不等式的证明,体现了分类讨论的数学思想,不等式的放缩,是解题的难点.
二.利用导数求解函数的单调性和单调区间(共3小题)
10.(2024•安徽三模)已知函数f(x)=x2﹣ax+2lnx,a∈R.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)的两个极值点分别为x1,x2,证明:.
【分析】(1)求导得,分类讨论2x2﹣ax+2=0的根的情况,可得f(x)的单调区间;
(2)由(1)得a>4,,要证,需证,进而换元可证结论.
【解答】解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),,
令方程2x2﹣ax+2=0,则Δ=a2﹣16,
当Δ≤0,即﹣4≤a≤4时,f′(x)≥0,此时函数f(x)的单调增区间为(0,+∞),无单调减区间;
当a<﹣4时,f′(x)>0,故当a<﹣4时函数f(x)的单调增区间为(0,+∞),无单调减区间;
当a>4时,令f′(x)=0,得,,
当x∈(0,x1)∪(x2,+∞)时,f′(x)>0,
当x∈(x1,x2)时,f′(x)<0,
故当a>4时,函数f(x)的单调增区间为和,单调减区间为;
综上所述,当a≤4时,函数f(x)的单调增区间为(0,+∞),无单调减区间;
当a>4时,函数f(x)的单调增区间为和,单调减区间为.
(2)证明:因为函数f(x)的两个极值点分别为x1,x2,由(1)得a>4,,
所以,
要证,即证,
不妨设x1>x2>0,则只需要证,
设只需证,
令,其中t>1,则,
所以g(t)在(1,+∞)上单调递增,所以g(t)>g(1)=0,得证.
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性、极值与最值,进而证明不等式恒成立问题的解题思路,属于难题.
11.(2024•重庆模拟)已知函数f(x)=lnx﹣ax(a为实数).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若存在两个不相等的正数x1,x2满足f(x1)=f(x2),求证.
(3)若f(x)有两个零点x1,x2,证明:.
【分析】(1)求出导数,然后通过讨论a的取值确定导数的符号,确定原函数的单调性;
(2)根据正数x1,x2满足f(x1)=f(x2),构造函数F(x)=f(x)﹣f(x),然后利用导数研究该函数的单调性解决问题;
(3)根据f(x)的两个零点满足的关系,取,构造函数g(t),研究g(t)的单调性和最值求解.
【解答】解:(1),
当a≤0时,f'(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
当a>0时令,;
所以f(x)在(0,)上单调递增,在[)上单调递减;
(2)证明:令F(x)=f(x)﹣f()=lnx﹣ln()﹣2ax+2,
F′(x)2a0,故F(x)在上递增,
又因为,
所以当时,F(x)<0;时,F(x)>0,
当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上递增,f(x1)=f(x2)⇒x1=x2与已知矛盾;
当a>0时,f(x)在上递增,上递减,则x1,x2必有一个在上,一个在上,
不妨设,若,则显然成立,
若,则时F(x)>0,知,
即,结合f(x1)=f(x2)得,
又因为,且f(x)在上递增,
则即证毕;
(3)证明:不妨设0<x1<x2,由,可得lnx2﹣lnx1=a(x2﹣x1),
即,则2()﹣2,
设,则,,
令,则,即函数g(t)在(1,+∞)上单调递增,
所以g(t)>g(1)=0,即2.
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性、极值与最值,解决与函数零点有关的问题,综合考查了学生的逻辑推理能力和运算能力等,属于较难的题目.
12.(2024•海淀区校级模拟)已知函数f(x)=alnx(a≠0)
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若存在两条直线y=ax+b1,y=ax+b2(b1≠b2)都是曲线y=f(x)的切线.求实数a的取值范围;
(Ⅲ)若|x|f(x)≤0}⊆(0,1),求实数a的取值范围.
【分析】(Ⅰ)先求出函数的导数,通过讨论a的符号,从而求出函数的单调区间;
(Ⅱ)问题转化为f′(x)=a至少有两个不等的正实根,根据二次函数的性质结合函数的单调性从而得到a的范围;
(Ⅲ)a<0时,不合题意,a>0时,通过讨论f()的符号,结合函数的单调性,从而求出a的范围.
【解答】解:(Ⅰ)f′(x)(x>0),
当a<0时,f′(x)<0,则函数f(x)的单调递减区间是(0,+∞),
当a>0时,令f′(x)=0,得x,
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下:
x
(0,)
(,+∞)
f′(x)
﹣
0
+
f(x)
↓
极小值
↑
∴f(x)在(0,)单调递减,在(,+∞)单调递增;
(Ⅱ)若存在两条直线y=ax+b1,y=ax+b2(b1≠b2)都是曲线y=f(x)的切线,
∴f′(x)=a至少有两个不等的正实根,
令a得ax2﹣ax+1=0,记其两个实根分别为x1,x2,
则,解得:a>4,
当a>4时,曲线y=f(x)在点(x1,f(x1)),(x2,f(x2))处的切线分别为:
y=ax+f(x1)﹣ax1,y=ax+f(x2)﹣ax2,
令F(x)=f(x)﹣ax(x>0),
由F′(x)=f′(x)﹣a=0得x=x1,x=x2(不防设x1<x2),
且当x1<x<x2时,F′(x)>0,即F(x)在[x1,x2]上是单调函数,
∴F(x1)≠F(x2);
∴y=ax+f(x1)﹣ax1,y=ax+f(x2)﹣ax2是曲线y=f(x)的两条不同的切线,
∴实数a的范围是(4,+∞);
(Ⅲ)当a<0时,函数f(x)是(0,+∞)内的减函数,
∵f()=aln()11<0,而∉(0,1),不符合题意,
当a>0时,由(Ⅰ)知:f(x)的最小值是f()=﹣alna+a=a(1﹣lna),
①若f()>0,即0<a<e时,{x|f(x)≤0}=∅⊆(0,1),
∴0<a<e符合题意,
②若f()=0,即a=e时,{x|f(x)≤0}={}⊆(0,1),
∴a=e符合题意,
③若f()<0,即a>e时,有01,
∵f(1)=1>0,函数f(x)在(,+∞)内是增函数,
∴当x≥1时,f(x)>0,
又∵函数f(x)的定义域是(0,+∞),
∴{x|f(x)≤0}⊆(0,1),
∴a>e符合题意,
综上,实数a的范围是{a|a>0}.
【点评】本题考查了函数的单调性的应用问题,考察导数的应用,考察分类讨论思想,第三问中通过讨论f()的符号,再结合函数的单调性来求a的范围是解题的关键,本题是一道难题.
三.利用导数研究函数的极值(共3小题)
13.(2024•顺义区模拟)已知函数f(x)(kx+b),给出下列四个结论:
①当k=0时,对任意b∈R,f(x)有1个极值点;
②当k时,存在b∈R,使得f(x)存在极值点;
③当b=0时,对任意k∈R,f(x)有一个零点;
④当0<b时,存在k∈R,使得f(x)有3个零点.
其中所有正确结论的序号是 ①④ .
【分析】命题①,根据导数研究函数的单调性,即可得出极值点的个数;
命题②,根据导函数的导数判断导数的单调性,得出导数无零点,原函数不存在极值点;
命题③,举反例说明即可;
命题④,将零点个数转化为直线y=kx+b与曲线y交点的个数,通过研究过(0,b)的曲线y的切线,结合零点的存在性定理判断即可.
【解答】解:对于①,当k=0时,f(x)b,f′(x),
则x∈(﹣∞,0)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;x∈(0,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
所以对任意b∈R,f(x)有1个极大值点x=0,命题①正确;
对于②,当k时,f′(x)k,若f(x)有极值点,则f′(x)有变号零点,所以k有实数解,
设g(x),则g′(x),
当x∈(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞)时,g′(x)>0,当x∈(﹣1,1)时,g′(x)<0,
所以g(x)在(﹣∞、﹣1),(1.+∞)上单调递增,在(﹣1,1)上单调递减,
又x≥0时,g(x)≤0,g(﹣1),所以g(x)恒成立,所以当k时,k无实数解,命题②错误;
对于③,当b=0时,f(x)kx,若k=0,则f(x)0恒成立,此时函数f(x)无零点,命题③错误;
对于④,当0<b时,y是偶函数,且在(0,+∞)上单调递减,
所以当k<0时,直线y=kx+b与曲线y在第二象限必有一交点,
同理,当k>0时,直线y=kx+b与曲线y在第一象限必有一交点,
过点(0,b)作曲线y的切线,设切点为(x0,),则切线方程为y(x﹣x0),
即b(﹣x0),所以b;
由0<b,得,即5(1)+4>0,即(1﹣4)(1﹣1)>0,
即(3)>0,解得3,即x0或x0;
所以当0<b时,存在x0∈(﹣∞,)∪(,+∞),使曲线y有过点(0,b)的切线,且切点为(x0,);
当x0时,切线斜率为0,则当k∈(,0)时,有f(x0)<0,又f(0)b>0,
则存在x1∈(0,x0),使f(x1)=0,此时函数y=kx+b单调递减,y0恒成立,
所以存在x2∈(x0,+∞),使f(x2)=0,即当x0时,存在k∈(,0),使得f(x)有3个零点.
同理,当x0时,存在k∈(0,),使得f(x)有3个零点,命题④正确.
故答案为:①④.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性与极值和零点的应用问题,是难题.
14.(2024•日照模拟)已知函数f(x)=sinx,g(x)=xcosx﹣sinx.
(1)判断函数g(x)在区间(0,3π)上的零点个数,并说明理由;
(2)函数在区间(0,(n+1)π)(n∈N+)上的所有极值之和为M(n),证明:对于∀n∈N+,M(n)<0.
【分析】(1)求函数g(x)的导数,利用导数判断g(x)的单调性,求出单调区间,从而判断函数g(x)在区间(0,3π)上零点个数;
(2)求出F(x)的导数,判断F(x)的单调性与单调区间,求极值点,判断极值点的大小,求极值点的和,再构造函数,判断函数值小于0即可.
【解答】(1)解:因为函数g(x)=xcosx﹣sin x,所以g'(x)=cosx+x(﹣sinx)﹣cosx=﹣xsin x,
当x∈(0,π]时,sinx>0,所以g'(x)=﹣xsinx<0,g(x)在(0,π)上单调递减,
且g(x)<g(0)=0,所以g(x)在(0,π)上无零点;
当x∈(π,2π]时,sinx<0,所以g'(x)=﹣xsinx>0,g(x)在(π,2π) 上单调递增,
且g(π)=﹣π<0,g(2π)=2π>0,所以g(x)在(π,2π)上有唯一零点;
当x∈(2π,3π]时,sinx>0,g'(x)=﹣xsinx<0,g(x)在(2π,3π)上单调递减,
且g(2π)>0,g(3π)<0,所以g(x)在(2π,3π]上有唯一零点;
综上,函数g(x)在区间(0,3π)上有两个零点.
(2)证明:因为F(x),所以F′(x),
由(1)知,F(x)在 x∈(0,π]无极值点,在x∈(π,2 π]有极小值点,记为x1,
在x∈(2 π,3 π]有极大值点,记为 x2,
同理可得,在(3π,4π]有极小值点x3,…,在(nπ,(n+1)π]有极值点xn(n∈N+),
由xncosxn﹣sinxn=0,得xn=tanxn,
因为g(π)=﹣π<0,g()=1>0,所以x1∈(π,),
所以M(1)=F(x1)<0,因为g(2π)=2π>0,g()=﹣1<0,所以x2∈(2π,),
所以x2,x1+π∈(2π,),
因为x2>x1,所以tanx2>tanx1=tan(x1+π),
由函数y=tanx在上单调递增,得x2>x1+π.
所以F(x1)+F(x2)cosx1+cosx2,
因为y=cosx在(2π,)内单调递减,所以cosx2<cos(x1+π)=﹣cosx1,所以F(x1)+F(x2)<0,
同理,x2n﹣1∈((2n﹣1)π,2nπ),x2n∈(2nπ,2n),2nπx2n>x2n﹣1+π>2nπ,
因为y=cosx在(2nπ,2nπ)(n∈N+)上单调递减,所以cosx2n<﹣cosx2n﹣1,
所以F(x2n)+F(x2n﹣1)=cosx2n+cosx2n﹣1<0,且F(x2n)>0,F(x2n﹣1)<0;
当n为偶数时,M(n)=[F(x1)+F(x2)]+[F(x3)+F(x4)]+...+[F(xn﹣1)+F(xn)]<0,
当n为奇数时,M(n)=[F(x1)+F(x2)]+[F(x3)+F(x4)]+...+[F(xn﹣2)+F(xn﹣1)]+F(xn)]<0,
综上知,对∀n∈N+,M(n)<0.
【点评】本题考查了函数的导数综合应用问题,也考查了数学运算与逻辑推理核心素养,是难题.
15.(2024•广东模拟)已知函数f(x)=x3+3bx2+3x有极值点
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间及b的取值范围;
(Ⅱ)若函数f(x)有两个极值点x1、x2,且f(x1)+f(x2)=0,求b的值.
【分析】(Ⅰ)先求函数的导数,利用函数f(x)有极值点,则f′(x)=0有解,继而可得函数单调区间及b的取值范围;
(Ⅱ)由于函数f(x)有两个极值点x1、x2,则x1+x2=﹣2b,x1x2=1,又由f(x1)+f(x2)=0,则得到关于b的关系式,即得b的值.
【解答】解:(Ⅰ)f′(x)=3(x2+2bx+1),
由于函数f(x)=x3+3bx2+3x有极值点
则Δ>0,解得,b<﹣1或b>1
∴,
减区间为;
(Ⅱ)由(I)知x1+x2=﹣2b,x1x2=1,
又由函数f(x)=x3+3bx2+3x,
则
=﹣2b(4b2﹣3)+3b(4b2﹣2)﹣6b
=4b3﹣6b=0
解得,
则b的值为±.
【点评】本题的考点是利用导数研究函数的单调性,极值问题.属于中档题.
四.函数在某点取得极值的条件(共3小题)
16.(2024春•新会区校级月考)已知函数f(x)=x3﹣ax2﹣bx+a2在x=1处有极值10,则a、b的值为( )
A.a=﹣4,b=11
B.a=3,b=﹣3或a=﹣4,b=11
C.a=﹣1,b=5
D.以上都不正确
【分析】求导数,利用函数在x=1处有极值10,得到两个条件f(1)=10和f'(1)=0,然后利用方程组求解a,b.
【解答】解:函数的导数为f'(x)=3x2﹣2ax﹣b,
因为函数f(x)=x3﹣ax2﹣bx+a2在x=1处有极值10,
所以f(1)=10且f'(1)=0.
即,解得.
当a=3,b=﹣3时,f'(x)=3x2﹣6x+3=3(x﹣1)2≥0,
此时函数单调递增,所以此时函数没有极值,所以不满足条件.
所以经检验值当a=﹣4,b=11时,满足条件.
故选:A.
【点评】本题主要考查利用导数研究函数的极值问题,要求掌握可导函数取得极值的条件,f'(x)=0是函数取得极值的必要不充分条件,求解之后要注意进行检验.
17.(2024春•菏泽期中)已知函数f(x)x3x2+cx+d有极值,则c的取值范围为( )
A.c B.c C.c D.c
【分析】由已知中函数解析式f(x)x3x2+cx+d,我们易求出导函数f′(x)的解析式,然后根据函数f(x)有极值,方程f′(x)=x2﹣x+c=0有两个实数解,构造关于c的不等式,解不等式即可得到c的取值范围;
【解答】解:∵f(x)x3x2+cx+d,
∴f′(x)=x2﹣x+c,要使f(x)有极值,则方程f′(x)=x2﹣x+c=0有两个实数解,
从而Δ=1﹣4c>0,
∴c.
故选:A.
【点评】本题考查的知识点是函数在某点取得极值的条件,导数在最大值,最小值问题中的应用,其中根据已知中函数的解析式,求出函数的导函数的解析式,是解答本题的关键.
18.(2024春•江阴市校级月考)若函数f(x)=x3+mx2+x+1在R上没有极值点,则实数m的取值范围是 .
【分析】函数f(x)=x3+mx2+x+1在R上没有极值点,即函数的导数等于0无解或有唯一解(但导数在点的两侧符号相同),
又导数为 f′(x)=3x2+2mx+1,故判别式△≤0,解不等式求得实数m的取值范围.
【解答】解:函数f(x)=x3+mx2+x+1在R上没有极值点,
即函数的导数等于0无解或有唯一解(但导数在点的两侧符号相同).
函数f(x)=x3+mx2+x+1 的导数为 f′(x)=3x2+2mx+1,
∴Δ=4m2﹣12≤0,∴m,
故答案为:[,].
【点评】本题考查函数在某点取得极值的条件,以及一元二次方程无解或只有唯一解的条件.
五.利用导数求解函数的极值(共4小题)
19.(2024春•常州月考)已知函数.
(1)若x=1是函数f(x)的极值点,求a的值,并求函数f(x)的极值;
(2)若函数f(x)在x=0处取得极大值,求a的取值范围.
【分析】(1)由f′(1)=0求得a,进而求得f(x)的极值.
(2)先求得f′(x),然后对a进行分类讨论,根据f(x)在x=0处取得极大值进行分类讨论,由此求得a的取值范围.
【解答】解:(1)定义域为R,f′(x)=2x(ax+a﹣1)e2x,
因为x=1是函数y=f(x)的极值点,所以f′(1)=0.故有2a﹣1=0,所以,
当时,,所以f′(x)=x(x﹣1)e2x,
若f′(x)=0,则x=1或x=0,
x
(﹣∞,0)
0
(0,1)
1
(1,+∞)
f′(x)
+
0
﹣
0
+
f(x)
递增
极大值
递减
极小值
递增
所以函数f(x)的极大值为,极小值为f(1)=0;
(2)定义域为R,f′(x)=2x(ax+a﹣1)e2x,
①当a=0时,f′(x)=﹣2xe2x,令f′(x)>0得x<0,
所以:f(x)单调递增区间为(﹣∞,0);
令f′(x)<0得x>0,所以f(x)单调递减区间为(0,+∞);
所以f(x)在x=0取极大值,符合题意,
②当a<0时,由f′(x)=2x(ax+a﹣1)e2x=0,得:x1=0,,
x
0
(0,+∞)
f′(x)
﹣
0
+
0
﹣
f(x)
减
极小值
增
极大值
减
所以:f(x)在x=0处取得极大值,所以:a<0符合题意;
③当a>0时,由f′(x)=2x(ax+a﹣1)e2x=0,得:x1=0,,
(i)当即a>1时,f′(x),f(x)变化情况如下表:
x
0
(0,+∞)
f′(x)
+
0
﹣
0
+
f(x)
增
极大值
减
极小值
增
所以:f(x)在x=0处取得极小值,不合题意.
(ⅱ)当即a=1时,f′(x)≥0在R上恒成立,
所以:f(x)在R上单调递增,无极值点;
(iii)当,即0<a<1时,f′(x),f(x)变化情况如下表:
x
(﹣∞,0)
0
(0,)
(,+∞)
f′(x)
+
0
﹣
0
+
f(x)
增
极大值
减
极小值
增
所以:f(x)在x=0处取得极大值,所以:0<a<1合题意.
综上可得:a的取值范围是(﹣∞,1).
【点评】本题考查极值的求法与性质,考查了学生的逻辑推理与运算能力,属于中档题.
20.(2024春•承德月考)已知函数f(x)=ax2﹣blnx在点A(1,f(1))处的切线方程为y=1;
(1)求实数a,b的值;
(2)求函数f(x)的极值.
【分析】(1)求出f(x)的导数,得到f(1)=a=1,f′(1)=2a﹣b=0,解出a,b的值即可;
(2)求出f(x)的解析式,得到函数的导数,解关于导函数的不等式,求出单调区间,从而求出函数的极值即可.
【解答】解:(1)f(x)的定义域是(0,+∞),
f′(x)=2ax,
f(1)=a=1,f′(1)=2a﹣b=0①,
将a=1代入2a﹣b=0,解得:b=2;
(2)由(1)得:f(x)=x2﹣2lnx,
∴f′(x)=2x,
令f′(x)>0,解得:x>1,
令f′(x)<0,解得:x<1,
∴f(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
∴f(x)极小值=f(1)=1.
【点评】本题考查了曲线的切线方程问题,考查导数的应用,求函数的单调区间、极值问题,是一道基础题.
21.(2024春•晋江市校级期中)已知函数f(x)=x2﹣(a+2)x+alnx,常数a>0.
(1)当x=1时,函数f(x)取得极小值﹣2,求函数f(x)的极大值.
(2)设定义在D上的函数y=h(x)在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),当x≠x0时,若在D内恒成立,则称点P为h(x)的“类优点”,若点(1,f(1))是函数f(x)的“类优点”,
①求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
②求实数a的取值范围.
【分析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,从而求出函数的极大值即可;
(2)①求出函数的导数,计算f(1),f′(1)的值,求出切线方程即可;
②结合题意得到F(x)=f(x)﹣g(x)=x2﹣(a+2)x+alnx+a+1,通过讨论a的范围得到函数的单调性,进而确定a的范围即可.
【解答】解:(1)由题意,f(1)=1﹣(a+2)=﹣2,得a=1,
此时,(x>0)
令f'(x)=0,得x=1或,
当时,f'(x)>0;当时,f'(x)<0,
所以f(x)在与(1,+∞)上单调递增,在上递减,
所以当时,f(x)有极大值.
(2)①∵,(x>0)
∴f(1)=1﹣(a+2)=﹣a﹣1,f'(1)=0,
所以函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为g(x)=﹣a﹣1,
②若点(1,f(1))是函数f(x)的“类优点”,
令F(x)=f(x)﹣g(x)=x2﹣(a+2)x+alnx+a+1常数a>0,
又F(1)=0,且∵,(x>0)
令F'(x)=0,得x=1或,a>0
则当a=2时,∵F'(x)≥0,F(x)在(0,+∞)上递增.
∴当x∈(0,1)时,F(x)<F(1)=0;
当x∈(1,+∞)时,F(x)>F(1)=0.
故当x≠1时,恒有成立.
当a>2时,由F'(x)<0,得,
∴F(x)在上递减,F(x)<F(1)=0.
所以在,,不成立.
当0<a<2时,由F'(x)<0,得,
∴F(x)在上递减,F(x)>F(1)=0.
所以在,,不成立.
综上可知,若点(1,f(1))是函数f(x)的“类优点”,则实数a=2.
【点评】本题考查了函数的单调性、极值问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,考查新定义的理解,是一道中档题.
22.(2024春•东城区校级月考)已知函数f(x)=x﹣1(a∈R,e为自然对数的底数).
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值;
(Ⅲ)当a=1的值时,若直线l:y=kx﹣1与曲线y=f(x)没有公共点,求k的最大值.
【分析】(Ⅰ)依题意,f′(1)=0,从而可求得a的值;
(Ⅱ)f′(x)=1,分①a≤0时②a>0讨论,可知f(x)在∈(﹣∞,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,从而可求其极值;
(Ⅲ)令g(x)=f(x)﹣(kx﹣1)=(1﹣k)x,则直线l:y=kx﹣1与曲线y=f(x)没有公共点⇔方程g(x)=0在R上没有实数解,分k>1与k≤1讨论即可得答案.
【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=x﹣1,得f′(x)=1,
又曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,
∴f′(1)=0,即10,解得a=e.
(Ⅱ)f′(x)=1,
①当a≤0时,f′(x)>0,f(x)为(﹣∞,+∞)上的增函数,所以f(x)无极值;
②当a>0时,令f′(x)=0,得ex=a,x=lna,
x∈(﹣∞,lna),f′(x)<0;x∈(lna,+∞),f′(x)>0;
∴f(x)在∈(﹣∞,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,
故f(x)在x=lna处取到极小值,且极小值为f(lna)=lna,无极大值.
综上,当a≤0时,f(x)无极值;当a>0时,f(x)在x=lna处取到极小值lna,无极大值.
(Ⅲ)当a=1时,f(x)=x﹣1,令g(x)=f(x)﹣(kx﹣1)=(1﹣k)x,
则直线l:y=kx﹣1与曲线y=f(x)没有公共点,
等价于方程g(x)=0在R上没有实数解.
假设k>1,此时g(0)=1>0,g()=﹣10,
又函数g(x)的图象连续不断,由零点存在定理可知g(x)=0在R上至少有一解,
与“方程g(x)=0在R上没有实数解”矛盾,故k≤1.
又k=1时,g(x)0,知方程g(x)=0在R上没有实数解,
所以k的最大值为1.
【点评】本题考查利用导数研究函数的极值,考查利用导数研究曲线上某点切线方程,突出分类讨论思想与等价转化思想的综合运用,属于中档题.
六.利用导数研究函数的最值(共12小题)
23.(2024•七星区校级模拟)数学中,悬链线指的是一种曲线,是两端固定的一条(粗细与质量分布)均匀、柔软(不能伸长)的链条,在重力的作用下所具有的曲线形状,它被广泛应用到现实生活中,比如计算山脉的形状、婲述星系的形态、研究植物的生长等等.在合适的坐标系中,这类曲线可用函数f(x)=aex+be﹣x(其中a,b为非零常数,e=2.71828⋯)来表示,当f(x)取到最小值为2时,下列说法正确的是( )
A.此时x=lna
B.此时a+b的最小值为2
C.此时2a+2b的最小值为2
D.此时lnalnb的最小值为0
【分析】根据函数f(x)=aex,a、b为非零常数,当f(x)取到最小值为2时,有a>0,b>0,利用基本不等式,判断选项中的命题是否正确即可.
【解答】解:因为函数f(x)=aex+be﹣x=aex,a、b为非零常数,
所以,当f(x)取到最小值为2时,a>0,b>0,且aex222,此时ab=1,
当且仅当aex,即e2xb2,解得ex=b,所以x=lnb=lnlna,选项A错误;
因为a>0,b>0,且ab=1,所以a+b≥22,当且仅当a=b=1时取“=”,所以a+b的最小值为2,选项B正确;
因为2a+2b≥2224,当且仅当a=b=1时取“=”,所以2a+2b的最小值为4,选项C错误;
因为lnalnb0,当且仅当a=b=1时取“=”,所以lnalnb的最大值为0,选项D错误.
故选:B.
【点评】本题考查了基本不等式的应用问题,也考查了推理与判断能力,是中档题.
24.(2024•贵阳模拟)若关于x的不等式(4k﹣1﹣lnx)x<lnx﹣x+3对于任意x∈(1,+∞)恒成立,则整数k的最大值为( )
A.1 B.0 C.﹣1 D.﹣2
【分析】原式化为(x>1)恒成立,然后利用导数研究函数f(x)(x>1)的最小值即可,需要用到用到二次求导研究一阶导数的隐零点,进而求原函数的最值.
【解答】解:由已知x>1,故原式化为:(x>1)恒成立,
令f(x)(x>1),则f′(x),x>1,
令g(x)=x﹣lnx﹣2,g′(x)0,故g(x)在(1,+∞)上单调递增,
而g(3)=1﹣ln3<0,g(4)=2﹣ln4>0,
故存在唯一的x0∈(3,4),使得g(x0)=x0﹣lnx0﹣2=0①,
当x∈(1,x0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;x∈(x0,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
故f(x)min=f(x0)=lnx0,结合①式得f(x)min1,x0∈(3,4),
结合对勾函数的性质在(3,4)上单调递增,故f(x)min∈(,),
结合故4k<f(x)min恒成立,k∈Z时,
只能k≤0.
故k的最大整数值为0.
故选:B.
【点评】本题考查先分离参数,构造函数,然后利用导数研究函数的单调性、最值情况,解决不等式恒成立问题的基本思路,属于较难的题目.
25.(2024•秦都区校级四模)已知函数f(x)=aex,g(x)=2x+b,若f(x)≥g(x)恒成立,则的最大值是( )
A.﹣1 B.1 C.2 D.
【分析】讨论a<0时,f(x)是单调减函数,g(x)是单调增函数,不满足题意;a>0且b>0时,由f(x)≥g(x)求得的最大值.
【解答】解:因为函数f(x)=aex,g(x)=2x+b,且f(x)≥g(x)恒成立,
所以当a<0时,f(x)是单调减函数,且f(x)<0,g(x)是单调增函数,g(x)的值域是R,显然不满足题意;
当a>0且b>0时,不妨令a=b>0,由f(x)≥g(x)得,aex≥2x+a,
设h(x)=ex﹣(x+1),则h′(x)=ex﹣1,
当x>0时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
当x<0时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
所以h(x)的最小值为h(0)=0,即ex≥x+1;
又因为a>0,所以aex≥a(x+1),
由aex≥2x+a,所以b=a=2,即的最大值是1.
故选:B.
【点评】本题考查了函数与不等式的应用问题,也考查了转化思想,是难题.
26.(2024•龙岗区校级模拟)已知函数h(x)=mex﹣x+1.
(1)若h(x)在(0,4)上有唯一零点,求m的取值范围;
(2)若h(x)≥h(x0)对任意实数x恒成立,证明:.
【分析】(1)令h(x)=mex﹣x+1=0,得,构造函数,利用导数求出函数的单调区间及极值,作出其大致图像,结合图象即可得解;
(2)根据h(x)≥h(x0)对任意实数x恒成立,可得h(x0)是函数h(x)的最小值,由m分类讨论求出h(x)的最小值,再构造新的函数证明即可.
【解答】解:(1)令h(x)=mex﹣x+1=0,得,
令,则,
当0<x<2时,g′(x)>0,当2<x<4时,g′(x)<0,
所以函数g(x)在(0,2)上单调递增,在(2,4)上单调递减,
所以,
又,
如图,作出函数的图象,
由图可知,m的取值范围为或;
(2)证明:因为h(x)≥h(x0)对任意实数x恒成立,
所以h(x0)是函数h(x)的最小值,
h′(x)=mex﹣1,
当m≤0时,h′(x)<0,所以函数h(x)在R上为减函数,
所以函数h(x)没有最小值,不符合题意,
当m>0时,时,h′(x)<0,时,h′(x)>0,
所以函数h(x)在上单调递减,在上单调递增,
所以,
综上所述,,
则,即m2(lnm+2)>﹣m2+3m﹣1,
即m2lnm>﹣3m2+3m﹣1,即,
令,
,
当且仅当,即时取等号,
所以,
f′(m)=lnm+1,
当时,f′(m)<0,当时,f′(m)>0,
所以函数f(m)在上单调递减,在上单调递增,
所以,
因为,
所以f(m)>φ(m),即,
所以.
【点评】本题考查利用导数解决函数零点问题的方法:
(1)直接法:先对函数求导,根据导数的方法求出函数的单调区间与极值,根据函数的基本性质作出图象,然后将问题转化为函数图象与x轴的交点问题,突出导数的工具作用,体现了转化与化归思想、数形结合思想和分类讨论思想的应用;
(2)构造新函数法:将问题转化为研究两函数图象的交点问题;
(3)参变量分离法:由f(x)=0分离变量得出a=g(x),将问题等价转化为直线y=a与函数y=g(x)的图象的交点问题.
本题属于难题.
27.(2024•吉林模拟)在平面直角坐标系xOy中,Rt△OAB的直角顶点A在x轴上,另一个顶点B在函数图象上.
(1)当顶点B在x轴上方时,求Rt△OAB以x轴为旋转轴,边AB和边OB旋转一周形成的面所围成的几何体的体积的最大值;
(2)已知函数,关于x的方程f(x)=g(x)有两个不等实根x1,x2(x1<x2).
(i)求实数a的取值范围;
(ii)证明:.
【分析】(1)先确定所求几何体何时能取到最大值,写出函数关系,利用导数分析函数单调性,求最大值;
(2)(i)根据题意知,,进行同构,将问题转化为方程ax2=lnex有两个不等的实数根,再进行分离参数,研究的单调性和极值,即可求出a的取值范围;
(ii)由知,先证,即极值点偏移问题,构造函数,求F′(x),F(x)在单调递增,,得,从而可得即,再由h(x)的单调性,即可得到.
【解答】解:(1)因为B在x轴上方,所以:x>1,
△OAB为直角三角形,所以当AB⊥x轴时,所得圆锥的体积才可能最大,
设A(x,0),则,(x>1),
设(x>1),则,由h′(x)>0⇒2lnx﹣ln2x>0⇒lnx(2﹣lnx)>0,
因为x>1,所以2﹣lnx>0⇒x<e2,
所以h(x)在(1,e2)上单调递增,在(e2,+∞)上单调递减,所以,
从而;
(2)(i)因为f(x)=g(x),即,即,
令u(t)=et+t,所以u(ax2)=u(lnex),
因为u(t)=et+t为增函数,所以ax2=lnex即ax2=lnx+1,
所以方程f(x)=g(x)有两个不等实根x1,x2等价于有两个不等实根x1,x2,
令,所以,
当时,h′(x)>0,h(x)单调递增;当时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
所以;
当x→0时,h(x)→﹣∞;当x→+∞时,由洛必达法则知0,所以,
(ii)由(i)知,,,
令,,
因为,所以,
因为,,所以F′(x)>0,即F(x)在单调递增,,所以.
因为,所以,
又因为h(x1)=h(x2),所以,
因为,,且h(x)在上单调递减,
所以,即,所以,
所以.
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性与极值、进而解决函数零点、不等式的证明问题的解题思路,属于难题.
28.(2024•南昌三模)定义:若变量x,y>0,且满足:,其中a,b>0,m∈Z.称y是关于x的“m型函数”.
(1)当a=2,b=1时,求y关于x的“2型函数”在点处的切线方程;
(2)若y是关于x的“﹣1型函数”,
(ⅰ)求x+y的最小值;
(ⅱ)求证:,(n∈N+).
【分析】(1)由题意求出y,利用导数求斜率,利用点斜式写出切线方程;
(2)(i)由题意得,利用基本不等式求出x+y的最小值.
(ii)由题意得出(x﹣a)(y﹣b)=ab,可设x﹣a=at,,t∈(0,+∞),求出xn+yn,构造函数,利用导数研究函数的单调性,求出函数的最小值,从而证明结论成立.
【解答】解:(1)由题意知,y,则y′••(x),
所以y′|x=1(),
故所求的切线方程为,即;
(2)(i)由题意得,,即,
所以x+y=(x+y)()=a+ba+b+2,
当且仅当,即时取得最小值.
(ii)由,即,则(x﹣a)(y﹣b)=ab,且x>a,y>b.
可设x﹣a=at,,其中t∈(0,+∞),
所以xn+yn=[a(1+t)]nan(1+t)n+bn,
设,则h′(t)=nan(1+t)n﹣1+nbn•()[tn+1].
由h'(t)=0,得,记,当0<t<t0时,h'(t)<0,当t>t0时,h'(t)>0,
则
,
所以.
【点评】本题考查了导数与不等式的综合应用问题,也考查了推理与运算能力,是难题.
29.(2024•赤峰模拟)已知.
(1)将sinx,cosx,x,按由小到大排列,并证明;
(2)令f(x)=xex+xcosx﹣2sinx﹣sin2x,求证:f(x)在内无零点.
【分析】(1)设,求函数的导数,利用导数判断函数的单调性,求出g(x)在 上的最小值,利用最小值大于0,判断,再判断sinx>cosx,即可得出结论.
(2)要证f(x)在 内无零点,只需证f(x)>0,由(1)知,只需证,由此构造函数求解即可.
【解答】(1)解:设,则g'(x)=﹣sinx+x,设h(x)=g′(x)=﹣sinx+x,则h′(x)=﹣cosx+1,
因为x∈ 时,h′(x)>0 恒成立.
所以h(x)在 上单调递增,即g′(x)在(,π)上单调递增;
所以g′(x)>g′()0,
所以g(x)在 上单调递增,
从而,
即 时,恒有成立.
又,由,知,
所以,即sinx>cosx,
综上,.
(2)证明:要证f(x)在 内无零点,只需证f(x)=xex+xcosx﹣2sinx﹣sin2x>0.
由(1)知,,
只需证,
即证,即证,
令s(x)=exx2﹣x﹣1,则s'(x)=ex﹣x﹣1,设t(x)=s′(x),则t′(x)=ex﹣1,
当x∈(0,+∞)时,有t′(x)>0,所以t(x)在 上单调递增,
即s′(x)在x∈(,π)上单调递增,所以s′(x)>s′()>s′(0)=0,
从而s(x)在 上单调递增,所以s(x)>s()>s(0)=0,
所以f(x)在 内无零点.
【点评】本题考查了导数的综合应用问题,也考查了函数与不等式的应用问题,是难题.
30.(2024•呼和浩特模拟)对于函数f(x),若实数x0满足f(x0)=x0,则x0称为f(x)的不动点.已知函数f(x)=ex﹣2x+ae﹣x(x≥0).
(1)当a=﹣1时,求证:f(x)≥0;
(2)当a=0时,求函数f(x)的不动点的个数;
(3)设n∈N*,证明:ln(n+1).
【分析】(1)a=﹣1时f(x)=ex﹣2x﹣e﹣x,求函数的导数,利用导数大于0判断f(x)单调递增,计算f(x)min=0即可.
(2)a=0时f(x)=ex﹣2x,由f(x)=ex﹣2x=x,方程正实数解的个数就是函数f(x)的不动点的个数,构造函数,求函数零点个数即可.
(3)由a=﹣1时,f(x)≥0,即∀x∈(0,+∞)时,ex﹣2x﹣e﹣x≥0,设x=lns,s≥1,不等式化为s2lns,s>1;设s,n∈N*,得出ln(),n∈N*;由此求和即可得出结论.
【解答】(1)证明:a=﹣1时,f(x)=ex﹣2x﹣e﹣x(x≥0),
所以f′(x)=ex+e﹣x﹣2≥22=0,当且仅当x=0时取等号,
所以f(x)在[0,+∞)上单调递增,
所以f(x)≥f(0)=0.
(2)解:当a=0时,f(x)=ex﹣2x(x≥0),
令f(x)=ex﹣2x=x,则方程ex﹣3x=0的正实数解的个数就是函数f(x)的不动点的个数.
令g(x)=ex﹣3x,x≥0,则g'(x)=ex﹣3,x≥0,
当x>ln3时,g'(x)>0,所以g(x)在(ln3,+∞)上是单调递增的;
当0<x<ln3时,g'(x)<0,所以g(x)在(0,ln3)上是单调递减的;
所以,当x=ln3时,g(x)取得最小值g(ln3)=3﹣3ln3<0;
因为g(0)=1>0,g(10)=10﹣3ln10>0,所以方程ex﹣3x=0有2个正实数解,
所以当a=0时,函数f(x)有2个不动点.
(3)证明:由(1)知,当a=﹣1时,f(x)≥0,即∀x∈(0,+∞)时,ex﹣2x﹣e﹣x≥0.
设x=lns,s≥1,则s﹣2lns﹣s﹣1≥0,即s2lns,s>1;
设s,n∈N*,则s>1,所以,
即ln(1),所以ln(),n∈N*;
所以,
即.
【点评】本题考查了导数的综合应用问题,也考查了推理与运算能力,属于难题.
31.(2024•3月份模拟)已知函数f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx(a∈R).
(1)当a=e时,求曲线y=f(x)过原点的切线方程;
(2)若f(x)的最小值与g(x)的最小值相等,求实数a.
【分析】(1)a=e时f(x)=ex﹣ex,求函数的导数,设切点为A(x0,y0),求出曲线在A处的切线斜率,利用点斜式写出切线方程,由切线过原点求出x0,再求切线方程.
(2)求函数的导数,利用导数判断函数的单调性,求出函数f(x)、g(x)的最小值,利用最小值相等,列方程求出a的值.
【解答】解:(1)当a=e时,f(x)=ex﹣ex,f′(x)=ex﹣e,
设切点为A(x0,y0),则曲线y=f(x)在A处的切线斜率为k=f′(x0)e,
y0ex0,
所求的切线方程为y﹣(ex0)=(e)(x﹣x0),
又切线过原点,所以﹣(ex0)=﹣x0(e),
解得x0=1,所以k=f′(1)=0,y=0,
即所求的切线方程为y=0.
(2)由题意得,f′(x)=ex﹣a,g(x)=a,
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在R上是增函数,无最小值,不合题意,
所以a>0,令f′(x)=0,得x=lna,
当x<lna时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
当x>lna时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
所以f(x)有唯一的极小值也是最小值,是f(lna)=a﹣alna.
令g'(x)=0,得x,当时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
当x时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
所以g(x)有唯一的极小值也是最小值为.
由题意得,a﹣alna=1+lna,即a﹣alna﹣lna﹣1=0,
设s(x)=x﹣xlnx﹣lnx﹣1,则s′(x)=1﹣(lnx+1)lnx,
设t(x)=﹣lnx,则t′(x).
令t'(x)=0,得x=1,
所以0<x<1时,t′(x)>0,t(x)单调递增,x>1时,t′(x)<0,t(x)单调递减,
所以t(x)的最大值为t(1)=﹣1<0,所以s'(x)=t(x)<0,
所以s(x)在(0,+∞)上单调递减,
又s(1)=0,所以x=1为s(x)的唯一零点,
所以由a﹣alna﹣lna﹣1=0,解得a=1.
即当f(x)的最小值与g(x)的最小值相等时,实数a的值为1.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性,求函数的最值问题,也考查了推理与运算能力,是难题.
32.(2024•运城二模)已知函数f(x)=(x﹣a)ex+x+a(a∈R).
(1)若a=4,求f(x)的图象在x=0处的切线方程;
(2)若f(x)⩾0对于任意的x∈[0,+∞)恒成立,求a的取值范围;
(3)若数列{an}满足a1=1且(n∈N*),记数列{an}的前n项和为Sn,求证:.
【分析】(1)a=4时,利用导数求f(x)在x=0处的导数,计算f(0),利用点斜式写出切线方程即可.
(2)求函数的导数,利用导数判断函数的单调性,求函数f(x)在x∈[0,+∞)满足f(x)≥0恒成立,从而求出a的取值范围.
(3)由数列的递推公式得出数列是等差数列,由此求出通项公式,再利用(2)的结论,求解即可证明结论成立.
【解答】(1)解:若a=4,则f(x)=(x﹣4)ex+x+4,所以f′(x)=(x﹣4)ex+ex+1=(x﹣3)ex+1,
所以f′(0)=(0﹣3)e0+1=﹣2,f(0)=(0﹣4)e0+4=0,
所以f(x)的图象在x=0处的切线方程为y﹣0=﹣2(x﹣0),即2x+y=0.
(2)解:f′(x)=(x﹣a)ex+ex+1=(x﹣a+1)ex+1,
令g(x)=f′(x),所以g′(x)=(x﹣a+1)ex+ex=(x﹣a+2)ex,
当a﹣2≤0,即a≤2时,g′(x)≥0在x∈[0,+∞)上恒成立,
所以g(x)在[0,+∞)上单调递增,即f′(x)在[0,+∞)上单调递增,
所以f′(x)≥f′(0)=2﹣a≥0,所以f(x)在[0,+∞)上单调递增,f(x)≥f(0)=0,符合题意;
当a﹣2>0,即a>2时,当x>a﹣2时,g'(x)>0,当0<x<a﹣2时,g'(x)<0,
所以g(x)在(0,a﹣2)上单调递减,在(a﹣2,+∞)上单调递增,
即f′(x)在(0,a﹣2)上单调递减,在(a﹣2,+∞)上单调递增,
又f′(0)=2﹣a<0,f′(a)=(a﹣a+1)ea+1=ea+1>0,
所以存在x0∈(0,a),使得f'(x0)=0,
当0<x<x0时,f'(x)<0,f(x)在(0,x0)上单调递减,
所以f(x0)<f(0)=0,不符合题意.
综上,a的取值范围是 (﹣∞,2].
(3)证明:因为,所以,即,
所以数列是公差为的等差数列,
又,所以,所以.
由(2)知当x>0时,(x﹣2)ex+x+2>0,所以当n≥1,n∈N*时,,
所以[ln(1)﹣2](1)+ln(1)+2>0,即[(1)+1]ln(1)﹣2(1)+2>0,所以.
所以Snln(1)+ln(1)+ln(1)+…+ln(1)+ln(1)
=ln(3)=lnln[(n+1)(n+2)]﹣ln2,
所以,
又,所以.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性与求最值问题,也考查了不等式与数列的应用问题,是难题.
33.(2024•天津模拟),,已知f(x)的图象在(0,f(0))处的切线与x轴平行或重合.
(1)求φ的值;
(2)若对∀x≥0,f(x)≤0恒成立,求a的取值范围;
(3)利用如表数据证明:.
1.010
0.990
2.182
0.458
2.204
0.454
【分析】(1)求出函数的导数,根据f′(0)=0,求出φ的值即可;
(2)求出函数的导数,根据函数的单调性求出a的范围即可;
(3)根据三角函数的性质累加即可.
【解答】解:(1),则;
(2),即恒成立,
g(0)=﹣a+2≤0,则a≥2,
,
则g(x)递减.
所以a≥2时,;
(3)证明:
.
【点评】本题考查了三角函数的性质,考查函数的单调性问题,考查不等式的证明,是一道综合题.
34.(2024•济宁一模)已知函数.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若0<x1<x2,证明:对任意a∈(0,+∞),存在唯一的实数ξ∈(x1,x2),使得成立;
(3)设,数列{an}的前n项和为Sn.证明:Sn>2ln(n+1).
【分析】(1)求出函数f(x)的定义域,计算f′(x),讨论a的取值,利用导数判断函数的单调性即可.
(2)设F(x)=f′(x),(x>0),判断F(x)在区间(x1,x2)上单调递减,计算F(x1),判断F(x1)>0,计算F(x2),判断F(x2)<0,即可得出区间(x1,x2)上存在唯一实数ξ,使得F(ξ)=0,即可得出结论成立.
(3)由a=1时,f(x)在(1,+∞)上单调递减,得出x>1时,lnxx20,设x,n∈N*,得出2ln(n+1)﹣2lnn,令bn=2ln(n+1)﹣2lnn,n∈N*,得出an>bn,即可得出Sn>2ln(n+1).
【解答】(1)解:函数f(x)的定义域为(0,+∞),且f′(x)ax;
①若a≤0,则f′(x)>0 恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②若a>0,则x∈(0,)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;x∈(,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
综上,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
α>0时,f(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减.
(2)证明:设F(x)=f′(x),(x>0),
则F(x)axaxa(x2+x1),
因为a>0,所以F(x)axa(x2+x1)在区间(x1,x2)上单调递减;
F(x1)ax1a(x2+x1)a(x2﹣x1)(1﹣ln)a(x2﹣x1),
设g(t)=t﹣1﹣lnt,t>0,则g′(t)=1,所以t∈(0,1)时,g′(t)<0,g(t)单调递减;
t∈(1,+∞)时,g′(t)>0,g(t)单调递增;所以g(t)的最小值为g(t)min=g(1)=0.
又0<x1<x2,所以1,所以1﹣ln0恒成立;又因为a>0,x2﹣x1>0,所以F(x1)>0.
同理可得:F(x2)(1ln)a(x1﹣x2),由t﹣1﹣lnt≥0(t=1时等号成立),
又因为0<x1<x2,所以01,所以1ln0恒成立;
又因为a>0,x1﹣x2<0,x2﹣x1>0,所以F(x2)<0.
所以,区间(x1,x2)上存在唯一实数ξ,使得F(ξ)=0,
所以对任意a∈(0,+∞),存在唯一的实数ξ∈(x1,x2),使得f′(ξ)成立.
(3)证明:当a=1时,由(1)可得,f(x)=lnxx2在(1,+∞)上单调递减,
所以x>1时,f(x)<f(1)=0,即lnxx20.
令x,n∈N*,则ln0,
即1>2ln(n+1)﹣2lnn,所以2ln(n+1)﹣2lnn,
令bn=2ln(n+1)﹣2lnn,n∈N*,则an>bn,
所以a1+a2+...+an>b1+b2+...+bn,即Sn>2ln(n+1).
【点评】本题考查了导数的综合应用问题,也考查了利用函数不等式证明的应用问题,是难题.
七.利用导数研究曲线上某点切线方程(共7小题)
35.(2024•河北模拟)已知曲线与曲线在第一象限交于点A,在A处两条曲线的切线倾斜角分别为α,β,则( )
A. B. C. D.|α﹣β|
【分析】分别利用圆的切线性质、导数求切线斜率的方法,求出tanα,tanβ的值,然后求出tan(α+β)的值,即可求出结论.
【解答】解:由,
解得x=y=0,或x=y=1,又A在第一象限,所以A(1,1),
由曲线C1的圆心为C1(2,﹣1),所以2,所以tanα,
由f′(x)=2x得tanβ=f′(1)=2,所以α,β∈(0,),即α+β∈(0,π),
tan(α+β),不存在,所以α+β.
故选:A.
【点评】本题考查圆的切线性质,导数的几何意义及应用等,属于中档题.
36.(2024•沙坪坝区校级模拟)设曲线f(x)=xsinx在点(π,f(π))处的切线为l,则l与两坐标轴围成的三角形的面积为 .
【分析】求出切点的坐标与导数,求出切线方程,进而求出切线与坐标轴的交点坐标,表示出所求三角形的面积.
【解答】解:由已知得f'(x)=sinx+xcosx,f(π)=0,f'(π)=﹣π,
所以l的方程为y=﹣π(x﹣π),令x=0得y=π2;令y=0得x=π,
l与两坐标轴围成的三角形面积:.
故答案为:.
【点评】本题考查导数的几何意义与切线方程的求法,属于基础题.
37.(2024•思明区校级模拟)已知曲线f(x)=xlnx﹣1在x=1处的切线l与圆C:(x﹣1)2+y2=9相交于A、B两点,则|AB|= .
【分析】先利用导数求出切线方程,然后利用弦长公式求弦长.
【解答】解:由题意f(1)=﹣1,切点为(1,﹣1),
f′(x)=lnx+1,k=f′(1)=1,
切线方程为:y=x﹣2,
代入(x﹣1)2+y2=9整理后得x2﹣3x﹣2=0,
显然Δ=17>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=3,x1x2=﹣2,
所以|AB|•.
故答案为:.
【点评】本题考查利用导数求切线的方法,直线与圆相交时的弦长公式,属于中档题.
38.(2024•宜春模拟)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(2x+2)为奇函数,记f'(x)为f(x)的导函数,若f′(﹣2)=1,则y=f(x)在点(﹣6,f(﹣6))处的切线方程为 x+y+6=0 .
【分析】利用f(x)的奇偶性与对称性,得到f(x)的周期,结合f(2)=0,求出f(﹣6)的值,再利用导数的奇偶性与周期性,结合f′(﹣2)=1,求出f′(﹣6)的值,则切线可求.
【解答】解:因为f(x)是定义在R上的偶函数,且f(2x+2)为奇函数,
所以f(﹣x)=f(x),f(﹣x+2)=﹣f(x+2)=f(x﹣2),
可得f(x﹣8)=f(x),即周期为8,且f(2)=0,
又﹣f′(﹣x)=f′(x),f′(x﹣8)=f′(x),
所以f(﹣6)=f(2)=0,得f′(﹣6)=f′(2﹣8)=f′(2)=﹣f′(﹣2)=﹣1,
所以y=f(x)在点(﹣6,f(﹣6))处的切线方程为:y﹣0=﹣(x+6),
即x+y+6=0.
故答案为:x+y+6=0.
【点评】本题考查函数的奇偶性、周期性性质及应用,导数的几何意义等,属于中档题.
39.(2024•长沙模拟)已知函数若函数f(x)的图象在点A(x1,f(x1))(x1<0)和点B(x2,f(x2))(x2>0)处的两条切线相互平行且分别交y轴于M,N两点,则的取值范围为 [,+∞) .
【分析】设切线的倾斜角为α,则|AM|,|BN|,再结合切线相互平行,则导数相等,得到x1,x2之间的关系,将化成关于x2的函数,再研究函数的值域即可.
【解答】解:不妨设两条切线的倾斜角为α,显然α为锐角,
则|AM|,|BN|,所以,
由(ex)′=ex,(﹣x2)′=﹣2x,
所以2x1,即x1,
所以(x2>0),
令g(x),x>0,,g′(x)>0⇒x>1,g′(x)<0⇒0<x<1,
所以g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
且x→0时,g(x)→+∞;x→+∞时,g(x)→+∞,g(x)min=g(1),
所以g(x),即的取值范围是[,+∞).
故答案为:[,+∞).
【点评】本题考查导数的几何意义以及利用导数研究函数的单调性、最值的方法,属于中档题.
40.(2024•莲湖区校级模拟)已知函数f(x)=x2+3x+3,g(x)=2ex+1﹣x﹣2.
(1)判断g(x)的零点个数;
(2)求曲线y=f(x)与曲线y=g(x)公切线的条数.
【分析】(1)判断函数的单调性,再利用零点存在性定理判断;
(2)分别设出切点,然后写出切线方程,根据为公切线列出方程组,研究方程组解的个数,消元后,转化为函数零点个数的判断问题.
【解答】解:(1)g(x)的定义域为(﹣∞,+∞),g′(x)=2ex+1﹣1,
令g′(x)>0,得x>﹣1﹣ln2,令g′(x)<0,得x<﹣1﹣ln2,可知g(x)在(﹣∞,﹣1﹣ln2)上单调递减,在(﹣1﹣ln2,+∞)上单调递增,
所以g(x)min=g(﹣1﹣ln2)=ln2>0,故g(x)的零点个数为0;
(2)因为f(x)=x2+3x+3,g(x)=2ex+1﹣x﹣2,所以f′(x)=2x+3,g′(x)=2ex+1﹣1,
所以曲线y=f(x)在点处的切线方程为x1),即,
曲线y=g(x)在点处的切线方程为1)(x﹣x2),
即;
令得
消去x2,整理得[4﹣2ln(x1+2)](x1+2)=0,
设x1+2=t(t>0),得t2﹣2tlnt﹣1=0,等价于0,
令,因为,
所以h(t)在(0,+∞)上单调递增,且h(1)=0,则h(t)在(0,+∞)上有唯一的零点t=1,
由x1+2=1,得x1=﹣1,所以曲线y=f(x)与曲线y=g(x)有且仅有一条公切线.
【点评】本题考查利用导数判断函数零点的个数问题,以及公切线的求法与性质的应用,属于中档题.
41.(2024•姜堰区校级模拟)设P是坐标平面xOy上的一点,曲线Γ是函数y=f(x)的图像.若过点P恰能作曲线Γ的k条切线(k∈N),则称P是函数y=f(x)的“k度点”.
(1)判断点O(0,0)与点A(2,0)是否为函数y=lnx的1度点,不需要说明理由;
(2)已知0<m<π,g(x)=sinx.证明:点B(0,π)是y=g(x)(0<x<m)的0度点;
(3)求函数y=x3﹣x的全体2度点构成的集合.
【分析】(1)O(0,0)是y=lnx的1度点,A(2,0)不是y=lnx的1度点;
(2)求导得g′(x)=cosx,设t>0,可得出曲线在点(t,sint)处的切线方程为y﹣sint=cost(x﹣t),该切线过点(0,π)时,π﹣sint=﹣tcost,然后设G(t)=sint﹣tcost﹣π,然后根据导数符号可判断G(t)在(0,π)上单调递增,从而得出方程π﹣sint=﹣tcost无解,这样即可得出要证明的结论;
(3)求导得出y′=3x2﹣1,设t∈R,可得出曲线在(t,t3﹣t)处的切线方程为y﹣(t3﹣t)=(3t2﹣1)(x﹣t),设点(a,b)为函数y=x3﹣x的2度点,从而得出关于t的方程b﹣(t3﹣t)=(3t2﹣1)(a﹣t)恰有两个不同的实数解,设h(t)=2t3﹣3at2+(a+b),则h(t)有两个不同的零点,讨论a:a=0时,可得出不合要求;a>0时,h′(t),根据h′(t)=0可求出h(t)的极大值和极小值,并可得出,,然后讨论极大值和极小值和0的关系即可得出函数y=x3﹣x的2度点构成的集合.
【解答】解:(1)由题意,设t>0,则曲线y=lnx在点(t,lnt)处的切线方程为y﹣lnt(x﹣t),
该切线过原点O时,﹣lnt=﹣1,解得t=e,故原点O是函数y=lnx的一个1度点;
又因为该切线过点A(2,0),所以﹣lnt(2﹣t),
设s(t)=tlnt﹣t+2,则s′(t)=1+lnt﹣1=lnt,令s′(t)=0,得t=1,
所以t∈(0,1)时,s′(t)<0,s(t)单调递减;t∈(1,+∞)时,s′(t)>0,s(t)单调递增,
所以s(t)=tlnt﹣t+2在x=1处取得极小值,也是最小值,且s(1)=0﹣1+2=1>0,
所以﹣lnt(2﹣t)无解,点A(2,0)不是函数y=lnx的1度点;
(2)证明:设t>0,y′=cost,则曲线y=sinx在点(t,sint)处的切线方程为y﹣sint=cost(x﹣t),
则该切线过点(0,π),当且仅当π﹣sint=﹣tcost(*),
设G(t)=sint﹣tcost﹣π,G′(t)=tsint,∴0<t<π时,G′(t)>0,
故y=G(t)在区间(0,π)上单调递增,
∴当0<t<m<π时,G(t)<G(π)=0,(*)恒不成立,即点B(0,π)是y=g(x)的一个0度点;
(3)y′=3x2﹣1,
对任意t∈R,曲线y=x3﹣x在点(t,t3﹣t)处的切线方程为y﹣(t3﹣t)=(3t2﹣1)(x﹣t),
故点(a,b)为函数y=x3﹣x的一个2度点当且仅当关于t的方程b﹣(t3﹣t)=(3t2﹣1)(a﹣t)恰有两个不同的实数解,
设h(t)=2t3﹣3at2+(a+b),则点(a,b)为函数y=x3﹣x的一个2度点,当且仅当y=h(t)有两个不同的零点,
若a=0,则h(t)=2t3+b在R上严格增,只有一个零点,不合要求;
若a>0,h′(t)=6t2﹣6at,令h′(t)=0得t=0或t=a,
由t<0或t>a时,h′(t)>0,得y=h(t)严格增;当0<t<a时,h′(t)<0,得y=h(t)严格减,
故y=h(t)在t=0时取得极大值h(0)=a+b,在t=a时取得极小值h(a)=b+a﹣a3,
又,a>0,
∴当h(0)>0>h(a)时,由零点存在定理,y=h(t)在(﹣∞,0),(0,a),(a,+∞)上各有一个零点,不合要求;
当0>h(0)>h(a)时,y=h(t)仅(a,+∞)上有一个零点,不合要求;
当h(0)>h(a)>0时,y=h(t)仅(﹣∞,0)上有一个零点,也不合要求;
故y=h(t)有两个不同零点当且仅当h(0)=0或h(a)=0,
若a<0,同理可得y=h(t)有两个不同零点当且仅当h(0)=0或h(a)=0,
综上,函数y=x3﹣x的全体2度点构成的集合为{(a,b)|b=﹣a或b=a3﹣a,a≠0}.
【点评】本题考查了基本初等函数和积的导数的求导公式,根据导数符号判断函数单调性的方法,根据导数求函数极大值和极小值的方法,函数零点个数的判断方法,考查了计算能力,属于难题.
八.利用导数求解曲线在某点上的切线方程(共6小题)
42.(2024春•连州市校级月考)过曲线S:y=3x﹣x3上一点A(2,﹣2)的切线方程为( )
A.y=﹣2 B.9x+y﹣16=0
C.9x+y﹣16=0或y=﹣2 D.9x﹣y﹣16=0
【分析】先求出函数的导数,得到函数的大致图象,通过讨论A是切点和A不是切点,从而求出切线的方程.
【解答】解:∵y′=3﹣3x2,
令y′>0,解得:﹣1<x<1,令y′<0,解得:x>1或x<﹣1,
∴函数在(﹣∞,﹣1)递减,在(﹣1,1)递增,在(1,+∞)递减,
∴y极小值=﹣2,y极大值=2,
函数的图象如图所示:
,
①若A不是切点,
∴y=﹣2是过A(2,﹣2)的一条切线方程,
②若A是切点,
∵在A点处的切线的斜率是:3﹣3×4=﹣9,
∴切线方程是:y+2=﹣9(x﹣2),
即:9x+y﹣16=0,
综上,切线方程是:y=﹣2或9x+y﹣16=0,
故选:C.
【点评】本题考查了曲线的切线方程,考查导数的应用,本题是一道中档题.
43.(2024春•未央区校级期末)曲线f(x)=3x2﹣ex在(0,﹣1)处的切线方程为( )
A.x+y+1=0 B.x﹣y+1=0 C.x﹣y﹣1=0 D.x+y﹣1=0
【分析】求出切线处的导数值,利用点斜式求出切线方程即可.
【解答】解:由已知得f′(x)=6x﹣ex,
所以f′(0)=﹣1,所以切线方程为y﹣(﹣1)=﹣(x﹣0),
即x+y+1=0.
故选:A.
【点评】本题考查导数的几何意义和切线方程的求法,属于基础题.
44.(2024•辽阳二模)设函数的图像与x轴相交于点P,则该曲线在点P处的切线方程为( )
A.y=﹣x B.y=﹣x﹣1 C.y=x﹣1 D.y=0
【分析】求出点P的坐标,然后求出该点处的导数值,则切线方程可求.
【解答】解:因为,
令f(x)=0得x=﹣1,所以切点P(﹣1,0),
又,所以k=f′(﹣1)=0,
故切线方程为y=0.
故选:D.
【点评】本题考查导数的运算,导数的几何意义与切线方程的求法,属于基础题.
45.(2023•新城区校级模拟)已知函数,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为( )
A.3x+2y﹣3=0 B.3x﹣2y﹣3=0 C.2x﹣3y﹣2=0 D.2x﹣3y+2=0
【分析】求出切点坐标,切点处的导数值,然后写出点斜式切线方程.
【解答】解:f(1)=0,切点为(1,0),
f′(x),k=f′(1),
所以切线方程为y,即3x﹣2y﹣3=0.
故选:B.
【点评】本题考查导数的几何意义、切线方程的求法,属于基础题.
46.(2023•鹰潭二模)已知函数f(x)=﹣xlnx+(2﹣f′(e))x﹣3,则f(x)在x=1处的切线方程为 x﹣y﹣2=0 .
【分析】先解方程求出f′(e),然后求出导数,再求出切点处的函数值、导数值,利用点斜式写出切线方程.
【解答】解:f′(x)=﹣lnx+1﹣f′(e),
∴f′(e)=﹣lne+1﹣f′(e),∴f′(e)=0.
∴f(x)=﹣xlnx+2x﹣3,f′(x)=﹣lnx+1,
故切点为(1,﹣1),k=f′(1)=1,
故切线为:y+1=x﹣1,
即x﹣y﹣2=0.
故答案为:x﹣y﹣2=0.
【点评】本题考查导数的几何意义与切线方程的求法,以及学生的运算能力.属于中档题.
47.(2024•重庆模拟)已知f(x)=ln(1+x)﹣ln(a﹣bx)是奇函数,则f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为( )
A.y=2x B.y=x C.y=0 D.y=﹣2x
【分析】根据定义域关于原点对称、奇函数则f(﹣x)+f(x)=0恒成立,求出a,b的值,再利用导数的几何意义求出切线方程.
【解答】解:显然x>﹣1,根据奇函数定义域关于原点对称,所以x≠1,
所以a﹣b×1=0,即a=b,
又f(0)=lna=0,所以a=1,
所以f(x)=ln(1+x)﹣ln(1﹣x),
f′(x),f′(0)=2,
所以切线方程为y=2x.
故选:A.
【点评】本题考查函数奇偶性的判断、导数的几何意义与切线方程的求法,属于中档题.
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