内容正文:
数学9—2
第八单元 导数在不等式、函数零点的综合应用
周测训练卷
考试时间45分钟
测试内容:利用导数解决证明不等式、判断函数零点的个数
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四
个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且当x>0时,f′(x)>f(x),则
( )
A.f(4)>ef(3) B.f(4)<e2f(2)
C.f(-4)>e2f(-3) D.f(-4)<ef(-2)
2.(2024安徽省亳州市亳州一中质检)已知正数x,y,z满足xlny=
yez=zx,则x,y,z的大小关系为 ( )
A.x>y>z B.y>x>z C.x>z>y D.y>z>x
3.(2024河南部分学校摸底测试)若函数f(x)=(2-m)x-lnx-m
有两个零点,则实数m 的取值范围是 ( )
A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(-∞,3)
4.(2024贵州省贵阳第一中学适应性月考(三))已知函数f(x)是定
义在R上的奇函数,且当x>0时,f(x)=xlnx+1e
,若关于x的函
数F(x)=[f(x)]2+af(x)恰有4个零点,则实数a的取值范围为
( )
A.-∞,-1e
æ
è
ç
ù
û
úú∪
1
e
,+∞é
ë
êê
ö
ø
÷ B.-1e
,1
e
é
ë
êê
ù
û
úú
C.-1e
,1
e
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.-∞,-1e
æ
è
ç
ö
ø
÷∪ 1e
,+∞
æ
è
ç
ö
ø
÷
5.(2024河南省开封市第一次模拟)在数学中,布劳威尔不动点定理
是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间,
并且是构成一般不动点定理的基石.简单地讲就是对于满足一定条
件的连续函数f(x),存在点x0,使得f(x0)=x0,那么我们称该函
数为“不动点”函数.若函数f(x)=x(aex-lnx)为“不动点”函数,
则实数a的取值范围是 ( )
A.(-∞,0] B.-∞,1e
æ
è
ç
ù
û
úú C.(-∞,1] D.(-∞,e]
6.(2024山东德州一中月考)方程x
y
yx
=2
x
xy
(x,y∈N+,x≠2y)解的组
数为 ( )
A.0 B.1 C.2 D.无数组
7.(2024河北沧州市联考)已知函数f(x)=lnx-ax2-x,定义域为
[1e,e],在其定义域中任取x1,x2(其中x1>x2)都满足x1f(x2)-
x2f(x1)<x1x2(x1-x2),则实数a的取值范围为 ( )
A.(-∞,1] B.[1,+∞)
C.(-∞,e] D.[e,+∞)
8.已知函数f(x)=
x2-2x+4,x<2,
3
2x+
1
x
,x≥2,
ì
î
í
ï
ï
ïï
设a∈R,若关于x 的不等式
f(x)≥|x-a|在R上恒成立,则a的取值范围是 ( )
A.[-32,
15
4 ] B.[-
7
4
,15
4 ]
C.[-74,
11
2 ] D.[-
3
2
,11
2 ]
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选
项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分
分,有选错的得0分.
9.已知实数a>0,则下列条件中,是“aa> 22
”的充分不必要条件的是
( )
A.a>12 B.0<a<
1
2
C.14<a<
1
2 D.0<a<
1
4
10.(2024广东省中山市大联考)若函数f(x)=x3e|x|,则 ( )
A.f(x)是奇函数
B.f(x)有2个极值点
C.f(x)有1个零点
D.f(x)的一条切线方程为y=4ex-3e
11.(2024云南师大附中适应性月考)已知f(x)=x3-(3a+2)x2+
b+6a,若函数f(x)有三个零点p,2,q,且p<2<q,则下列结论正
确的是 ( )
A.b=6a B.a≤14
C.p>-1 D.q-p>3
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.(2024安徽省示范高中培优联盟联考)已知a>1,b>1时,不等
式bea-nalnb≥0恒成立,则n的最大值是 .
13.(2024江西丰城中学开学考试)在数学中,我们把仅有变量不同,
而结构、形式相同的两个式子称为同构式,相应的方程称为同构方
程,相应的不等式称为同构不等式.若关于a的方程aea-2=e4和
关于b的方程b(lnb-2)=e3λ-1(a,b∈R+)可化为同构方程,则ab
的值为 .
14.(2024 广 东 深 圳 福 田 红 岭 中 学 模 拟)已 知 函 数 f(x)=
xex-x2-2x,x<1,
x+9x-8
,x≥1,
ì
î
í
ï
ï
ïï
则方程f[f(x)]+1e=1
有 个不相
等的实数解.
四、解答题:本题共1小题,共15分.解答应写出文字说明.证明过程
或演算步骤.
15.(2024湖湘名校教育联合体第二次大联考)已知函数f(x)=2lnx
-ax2+bx(a,b∈R).
(1)当b=0时,讨论f(x)的单调性;
(2)设x1,x2为f(x)的两个不同零点,证明:当x∈(0,+∞)时,
f(x1+x2)<4sin(x1+x2)+2ex1+x2-2.
数学9—1
复盘4提高综合练
产r(0,十o∞),即直线y=a与画数h()的围象在y轴
=-e
1.B[解题思路]:f)-2r一去-2(>0),所以0
右倒有2个不同的交点.'(x)=卫.由6(x>0.得0<
<号时了x)<0,x)通减>时f)>0.u)递
x<1,f(.x)单调递增:由h'(x)<0,得x>1,f(x)单调逼减,故
h(x)=h(1)=-e,又x→0,h(x)→-∞x→+e,h(x)→
增=号是极位点,周为画数八x)=子-号r+1在共
一o©,故a<一e,即实数a的取值范国为(一∞,一e).
[参考答案](一∞,一e)
定义城内的一个子区间(k一1,k十1)内不是单调函数,所以
5.[解](1)函数f(x)的定义域为(0,+),
0<-1K号<+1,即1<k<多.故选B
且f(x)=2r2-x-@
2.C[解题思路]由f(x)=xe一mx可得其定义城为R,易知
因为函数f(x)存在两个极值点x1工,且x<x,
广(x)=e十xe一m,因为西教/(x)=xe-mr在区间(0,
所以方程2.x一x一a-0在区间(0,+∞)上有两个不等实根
1)内有颜值点,所以方程了(x)=e'十xe'一m=0在区间
(4=1+8a>0,
(0.1)内有实根,即m=e+xe在(0,1)内有实根:令g(x)
1
=e+xe',x∈(0,1),到g'(x)=(x+2)e显然g'(x)在
所以有+6=>0解得-<a<0,
(0,1)上满足g'(x)>0值成立,所以函数g(x)在(0,1)上单
调递增,因此g(0)<g(,x)<g(1),可得1<g(x)<2e,周为
台>0
m=e十re在(0,1)内有实根,所以1<m<2e,即实数m
的取值范国为(1,2e).故选C.
所以u的取值范国为(一名0
3.[解题思路]因为(x)=兰
(2)由(1)知x1x2=一
>0,pa=-21
e
+1nr(x>0.所以了r)==3e
所以)-f)<m可化为m>)-x2
因为十x程=20<<4:
因为f(x)只有一个极值点.所以若
所以0<,<<名
3是位点为(侣)子,片以当0<<2时(侣)
所以)-fx2)_-t-aln,-z++alnr
IIT2
TLT2
<0,当x>2时
()广>0则y-号在(02上单,在
(x-x)(x+1-1)-2xlh
(2,十∞)上单调递增,故y=
。≥。一。·则x子4
(仔)=号:喜x趋向于0时吧楚的于1r楚向于0,则
(x:-x)X
-1
-2raln
士1x2
二趋向于正无穷,当工趋的正无穷时,心楚向正无穷的造率远
(x-)-2m1xln
1
2
远大于:趋向正无穷的瑰率,则号趋向于正无穷,若3不是极
值点,期3是
号-0=0脚a=号的一个根,且存在另一个根0
=x1-x+-2n4=4--2n
tIZ2
2 T:TI
1
<m<2,此时u=号:当a-号时f)-副(侣-号)
t?
令1=4=
=1-1e01
2
令广(x)<0,解得0<x<m:令了(x)>0,解得x>m:所以
f(x)在(0,m)上单调递减,在(m,十o)上单调递增,满是题意,
设0-1--m0<1<.
综上a<号a-号,即a∈(号]U{号}
则0=1+是>0
2
[参考答案(-∞,号]U{号}
所以函数g()在(0,1)上单调递增
因为g(1)=0,所以g(t)<0,
4.[解题思路]根据题意得,了(x)=e十ax,x∈(0,十∞).由函数
所以若m>)二)恒成立,则m≥0,即实数m的最小值
f(x)在(0,十e)上既有极大位也有极小值,可得了(x)在(0,
TIT:
七∞)上有2个不网的零点.令广x)=0,得a=-号,令h(x)
为0.
第八单元
导数在不等式、函数零点的综合应用
周测训练卷
由以上站论得g(4)>g(2),即型>2,即f(4)>
1.A[解题思路]当r>0时,令g(x)=D,所以g'(x)
ef(2),故B错误:对于C.因为f(-4)=f(4),f(-3)=
e
f(3),故只用判断f(4)>e°f(3),由A选项知f(4)
c=fx(e)'-()二fm>0.所以g(x)=f
ef(3),但f(4)>e2f(3)无法判断是否成立,故C错误:对
(e)2
e
e
于D,只用判断(4)<ef(2)是否成立,根据题设条件,无法
在(0,十∞)上单调递增,对于A,由以上结论得g(4)>
判断f(4)<ef(2)是否成立,故D错误,故进A,
g3.即/②>得,车>e3.故A正确:时十B
2.A[解题思路]由xlny=ye=x,得rlny=r,则g=lny,得y
新高考数学答案一28
e则由e=r得e·e心=x,故r=g,令fe)=
一(>0),则f(:)=e-1>0,所以函数f()在(0,十∞)
上单调递增,则f(:)>f(0)=e°-0=1,所以e>,即y>
文,-y=一e=e=2>0所以
综上,x>y>.故选A.
要想a-n十成立,剥y-u与g()有交点,所以u≤
3.B[解题思路]f(x)=(2-m)x一lnx-m有两个零点,即lnx
e'o
=(2一m)x一m有两个正实根,即函数y=lnx与y=(2
1,故选B
m)x一m的图象有2个交点,直线y=(2一m)x一n过定点
g(x)a=
P(一l,一2),当该直线与曲线y=lnx相切时,设切点为
6,C[解题思路]由题意得x=(2y),即2ylnr=xn2y.即l
又产期-,#,。1
-号夺a)-g别了0严,◆f>0,解
、0,令g)=nr-+120,别g()=+子>0.所
得0<x<e,令f(x)<0,解得x>e,
以g(x)在(0,十∞)上单调递增,又g(1)=0,故g(x)有唯
所以f(x)在(0,e)上单调递增,(e,十o)上单调递减,图象
一零点r=1,故=1,所以当直线y=(2-m)x一m与曲
如下所示:
4
线y=lnr相切时,切点为(1,0),则切线斜率为1.要使函数
y=nr与y=(2一m)x一m的图象有2个交点,则需满足0
<2一m<1,所以1<m<2.故选B.
=2-8x-m
周为x≠2y,f(x)=f(2y),所以当f(x)=f(2y)∈0:
日)时成立又y∈N12)-竖-g-4).将以
4.A[解题思路]知图,当x>0时,f(x)=xnx十是f(x)
{1所以方坚-贸
2y
r+1)在(0.是)上单调适减,在(什+)上单
的解的组致为2组.故选C.
调递增,且当>00时x)→一+∞时
7.A[解题思路]由rf(x)-xf(r1)<xx(x1一x),可得
十<八+1,由于1为画数定义城内任取
→+∞:又f(x)是R上的奇函数,(0)=0,其函数图象如
下所示:
的高个数,且>:所以画款()-但+在[片
e]上单调递增.令通数h(r)=f四+x=卫-ar-1十x
则)-1严-+1≥0在x∈[上成立
n+1≥a,设通数g()=1二+1,则g(x)
F(x)的零,点,即f八x)[f(x)+]=0的根:数形结合可知,
二3+2nL<0,所以g(x)n=g(e)=1,故a≤1,即实数a
f(x)=0有3个根,故只需y=一a与y=f(x)的图象有一
的取值花国为(一∞,1].故选入.
个文点脚可,即满足条件-a≤一。或->。,解得a∈
e
x-2x+4.x<2.
(,-][日+)数选
8.A[解题思路]已知函数f(x)=
3
5.B[解题思路]由题意得若函数f(x)=x(ae一lnx)为“不动
若关于x的不等式f(x)≥|x-a在R上链成立,当x<2
点”函数,则满足f(xo)=ro(ae形一ln)=rn·即ae'o=
时,一x十2x一4≤x一≤x2一2x十4,
e。,设g(x)=血r十1
n,+L,即a-h+
e g'(t)-
a≥-x2+3x-4,
{,=-+3x=4=-(-)
+'台ar+D.是一ar-
7
,设h(x)
(e)
e
-lr-1,ha)=-子-士<0,所以6)在(0,十e)
4
<a<只.当>2
单调递减,且h(1)=0,x∈(0,1),h(x)>0,g'()>0,所以
上,则
g(x)在(0,1)上单调递增,x∈(1,+∞),h(x)<0,g'(x)<
1.1
0.所以g)在1,十o)上单调递减,所以g()nl十
2
e
x+1,
为一一
2
2
=,当x∈((0,)lhr+1K0.e>0.则gx)K0,当x
a2
2,当≥2时,<0,画数为单调追减,则y
2-x
∈(合+)r+1>0.e>0.则gm>0.
3
所以g(x)的图象为:
新高考数学答案一29
y>0,函丝单调递增,则一=艺,所以-昌
情形一:当x<1时,f(x)=xe'一x2-2x,求导得f(x)=e(x
+1)-2x-2=(x+1)(c-2).令f(x)=0→x=-1或ln2,
艺维上.-号<a≤只故选
由此可以列出以下表格:
4
(-09,-1)
(-1,ln2)
(1n2,1)
gAD[解题思路]由>0及r>号得em>n子,为逢国
x+1
数y=dnr,则y/=lr+1,令l十>0,解得x>。,因
e-2
+
此西数y=xlnx
在(仁十)上单调造增,同双可得高
(x)
+
1
f(r)
子n所以alnm>h"的充要条件是0<a<号
1
所以f(x)在(一oo.一1)上单调递增,在(一1,1n2)上单调递
减,在(1n2,1)上单调递增,且有极大值f(一1)=一e1
或u>名,故0<a<是心>竖的充分不必要条
2
(-12-2X(-D-1-合,极小值rn2)-hn2×e
(1n2)2-21n2=-n2.
件,0>是口>号的充分不必要条件,故选AD
10.ACD[解题思路]由题意,f(-x)-(-x)el--x2e
特形二:当x≥1时)=+是-8,求导释/x)=1一号
=一f(x),故f(x)是奇数,故A正骑:当x≥0时,
二,令广m)=0四x=3或-3(≥1舍去曲地可以列
f(x)=3.x2e十xe=ex(3十x)≥0,故此时f(x)单
调递增,又f(x)是奇函数,所以当x<0时,f(x)单调
出以下表格
递增,「(x)在x=0处图象不间断,因此「(x)在R上单
(1,3)
(3,十∞)
调递增,且「(0)■0,故(x)有1个家点,无极值点,故
B错误,C正确:由题意设f八,x)在(o·f(xo)处的切线
(x)
+
针率k=子(xo)=xe'(x十3)=4e,解得xo=1,因此
f(x)
4
f(x)在这点处的切线方程为y-4ex一3e,故D正确.
故选ACD.
所以f(x)在(1.3)上单调递减,在(3,十∞)上单调递增,且有
11.AD
[解题思路]据题意,f(2)=8一
板小值3)=3+号-8=一2.综合以上两种特况,且注意到
4(3a+2)+b+6a=0.解得b=6a,故
A正确:f(.x)=3x2-2(3a+2)x=x
fix
当x趋于负无穷时,f(x)也趋于负无穷,当x在1的左边趋于
(3x一6a一4),这是一个二次函数,若
1时x)趋于1×e-1-2X1=6-3<0,且f1)=1+号
6u十4=0,则了(.x)≥0,此时f(.x)单
调递增不可能有三个零点,6十4≠0:
一8=2>1-1,当x趋于正无穷时,x)也趋于正无穷,由此
e
不妨设了(x)的两个零点为x1<,
则r∈(-∞,n)U(x,+∞)时,f
即可在同一直角坐标系中画出斯=fx)与为=1一。的图象
(x)>0,x∈(,)时,f(x)<0.则
如下图:
f(x)在(一o,x1)上单调递增,在(x1·x2)上单调递减,
在(·十∞)上单调递增,如下示意图,已知p<2<g,则
x=2是函数f(x)在单调道减区间上的零,点.所以(2》
=1
<0,解得>子故B错提:国为八-)--1-(3十
2)+12a=9a-3>0,f(-2)=-8-4(3a+2)+12a=
一16<0,所以一2<p<一1<2,故C错濮:因为q>2,p
-,=号
<一1,所以q一p>3,故D正确,故选AD.
其中=11=一1=x2x=为方程f(x)=1-1的三个
12.[解题思路]由超盒,可得号≥m光极成立,令fx)=号
gx)=,fx)=-卫,当x∈(1,+eo)时,f(x>0,
报x==4-厅=6=4十7为方程x十》-8=0的两
个根,由图可知1<x2<4一√7,x1>4十√7:所以由以上分析可
fx)单调谥增,所以fr)>f1)=e,gx)=1-ln,当x∈
知方程0=1-。有三个根1=4=-1,1<4<4-厅4>
(1,e)时,g(x)>0,g(x)单调递增,当x∈(e,十∞)时,g'(x)
4十√7,现在只需把113回代到方程f(x)=1中即可,且注
<0)单调遂减.又8)=ge)=。,要使不等式号≥
a
含到/3)-24=-1<n2)--n2.-D-1-日
成立,必有e≥是即巴
<1<t<4一√7<f(1)=2,1,>4+7>f(1)=2.所以方程
[参考答案]e2
f八x)=1f(x)=t、f(x)=3分别有3,2、1个根.综上所递方
l3.[解题思路]对ae2=e两边取自然对数,得lna十a=6①:
程儿(x)门+上-1,一共有3+2+1=6个不同的实数根
对b(lnb-2)=e-1两边取自然对敦,得lnb+n(lnb-2)=3
-1,即1nb-2+1n(1nb-2)=3A-3②.因为方程①②为两个
[参考答案]6
同构方程.所以3以一3=6,解得A=3,设F(.x)=lnr十x且x>
15.[解](1)当b=0时,f(x)=2lnx一a.x,
0,则F)=上+1>0,所以F()在0,十∞)上单调通增,故
则八x)定义城为(0,十o∞)f(x)=一2(ar2-1),
F(.x)=6的解只有一个,所以a=lnb一2,则ah=b(lnb一2)=
①当a≤0时,a.x-1<0,
e3x3-1=e
了(x)>0恒成立,f(x)在(0,十∞)上单调递增:
[参考答案]e
14.[解题思路]首先分以下两种情形来研究函数f(x)的性质:
@当。>0时,令了()=0,解得:=-石(会)政r=
新高考数学答案一30
任则当(√日)时f>0
∴.(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
∴g(x)≤g(1)=0,
当e(店+)时fm<o:
∴lnx≤x一1(当且仅当x-1时取等号):
∴lnx<e2,即ln(.x1+x)<e1+-2:
)在(o√日)上单调递增,在(√石+)上单调递设。
L+1
又-n,
x9<-2
综上所述:当a≤0时,f(x)在(0,+)上单调递增:当a>0时
n-1
r2
在(0√日)上单调通在(√任+))上单调
红+1
(2)证明:不妨设x>x1>0,则0<<1,
.In(+r)-In.f
<e1+±2-2.
-1
且/2lnr1ari+ba=0,
.f(x1十r)<1sin(x1十xz)十2e1+2-2成立.
2Inr:-ari+br2=0.
两式作差整理得:21n=a(x-x)-b(x1一x
周测复盘卷
Tz
2In
复盘1
嵌套函数问题
∴.u(.x1十x)-b=
姓
[变式1一1]A[解题思路]作函数f(x)的图象如下:
y
2In()
·fi
=3
.a(1十x2)-(x1十x2)=
2
x1一xg
o
十1
2456789
-21n.
4-1
由函数图象可知:要使关于x的方程2(x)一(a十3)f(x)一a一
0有6个不同的实数根,设f(x)=t,则关于1的方程t一(a+
f(r1+x2)=2ln(x1十x2)-a(.1+x2)2+(x1十x)=2ln(x
3)1一a=0在(1.3]内有两个不同的实数根,因此
[-(a+3)]-4×1×(-4)>0,
十1
+)-2n互.
1<4+3<3.
2
解得aE⑦,所以实数a的取
xg
1-1
1-(a+3)-a>0.
要证f(x1十x2)<4sin(m十x)+2e1+42,
9-3(a+3)-a≥0.
值范围为②,故远A
+1
[变式1一2][解题思路]由题意,f(x)的图象如图所示,因为
只需证21n(1十)-2n车·<4sin(x1+)+
[f(x)]了-(2m+1)f(x)+m2+m=0有7个不同实数解,设
1一1
(x)=1,则方程2一(2m十1)1十m2十m=0有2个不等实根
2e1+-,4sin(.x1+x:)≥-4.则只需证2ln(x1+x2)
=m,1:=m十1且0<h<1≤,<2或1≤11<2,1=2.当1≤1
<2,t=2时,m=1,满足题意:当0<11<1≤t红<2时,0<m<1
+1
≤m十1<2,解得m∈(0,1).综上,m(0,1].
-1
<2e1+2-2-4:
)+1
即证ln(x+)-n.<e1+:-2-2:
-101
x4L-1
[参考答案](0,1门
令g0=lnx-2=卫(0<<1.
复盘2由零点求参数问题
x+1
则g(x)=⊥
4
(x-1)2
[变式2-1门[解题思路]由于f(1)=0,即f(x)在区间(1,e]上没
(+1)xx+1>0,
有零点.因为f(x)=1+lnx-(a+l)lnx-a,当x∈(1,e]
∴g(x)在(0,1)上单调递增,∴g(x)<g(1)=0,
时,lnr∈(0,1门,①当a≤0时,f(x)在区间(1,e]上单调递增,x
六当0<r<1时,lnr<2(r-D
∈(1e]时,f(x)>f(1)=0,符合题意:②当a≥1时,f(x)在区
+1
间(1,e]上单调递减,x∈(1,e]时,f(x)<f(1)=0,符合题意:
xL十1
③当0<a<1时.令了(r)>0,解得>e“,令了(x)<0,解得x
即1r…>2.n,>2:
<e,故f(x)在(1,e)上单调递减,在(e,e)上单调递增,只需
fe)=a十1-ac<0即可,所以<a<1,等上,a的取植范国
令h(x)=e一(x十1).则h'(x)=e一1,
∴.当x∈(-o∞,0)时,'(r)<0:
是(-.0U(点+)
当x∈(0,十o∞)时,h'(x)>0:
∴.h(x)在(一o∞,0)上单调递减,在(0,十∞)上单调递增,
[参考答案]-∞,0U(+)
,.h(x)≥h(0)=0,则e≥x十1,
ef-I
∴.e≥x-1(当且仅当x=2时取等号):
[变式2-2][解题思路]依题意,一r+ln(x)一一x十
令g(x)=nx-x+1,则p(x)=1-1=1,
ln(x)=ela-1-[.x-ln(x)]=0,令t=t-ln(Ax),因此
x
.当x∈(0,1)时,9(x)>0:
关于x的方程气-江+r)=0存在正家点,平方程。
当x∈(1,十∞)时,g'(x)<0:
-t=0有解,设h(t)=c1一t,则h'()=1一1,故当t∈
新高考数学答案一31