内容正文:
2024—2025学年度高二下期第一次月考
数学试题
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. 下列函数求导正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 已知曲线在点处的切线与直线垂直,则( )
A. B. C. 2 D.
3. 设函数的导函数为,若,则=( )
A. B. C. D.
4. 曲线在处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
5. 若函数在其定义域内的一子区间上不是单调函数,则实数k的取值范围为( )
A. B. C. D.
6. 已知是定义在上的奇函数,且当时,都有不等式成立,若,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B.
C. D.
7. 函数,,若对任意的,总存在,使得成立,则实数a的范围是( )
A. B.
C. D.
8. 若存在,使得成立,则实数的最小值为( )
A. B. 1 C. 2 D.
二、选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分.
9. 函数的导函数的图象如图所示,下列命题中正确的是( )
A. 是函数的极值点 B. 在区间上单调递增
C. 是函数的最小值点 D. 在处切线的斜率小于零
10. 已知函数是定义在R上的奇函数,当时,,则( )
A. 当时, B. ,都有
C. 的解集为 D. 的单调递增区间是,
11. 对于定义域为的函数,为的导函数,若同时满足:①;②当且时,都有;③当且时,都有,则称为“偏对称函数”.下列函数是“偏对称函数”的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12. 直线与曲线相切于点,则_______.
13. 曲线上的点到直线的距离的最小值为________.
14. 函数在上单调,则的取值范围是____________________.
四、解答题(本题共 5 小题,共 77 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
15. 已知函数,且满足
(1)求实数的值;
(2)求函数在区间上的最大值和最小值.
16. 已知函数.
(1)当时,求在点处的切线方程;
(2)若,试讨论的单调性.
17. 已知奇函数在处取得极大值2.
(1)求的解析式;
(2)若,使得有解,求实数的取值范围.
18. 已知关于x的函数,其图象与x轴相切.
(1)求的表达式;
(2)证明:;
(3)设数列,(),的前n项和为,证明:.
19. 已知函数,.
(1)求函数的极值;
(2)若,求函数的最小值;
(3)若有两个零点,,证明:.
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2024—2025学年度高二下期第一次月考
数学试题
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共0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.下列函数求导正确的是()
A.(log)=1
B.(2))=2*n2
C.(tane)'=_
1
os2x
D.((2x2-3x2+5)=6x2-6x+5
【答案】B
【解析】
【分析】根据基本初等函数的求导公式以及导数的四则运算求解即可.
【详解】(og2x'=
xn2,A错误;
(2))=2h2,B正确,
(tanx)'=
sinx
cos'x-sinx(-sinx)1
coSx
cos x
c0s2x,C错误:
(2x3-3x2+5)=6r2-6x,D错误
故选:B.
2.已知曲线y=e
在点0,处的切线与直
2x-y+1=0垂直,则a=()
1
A
B.
C.2
D.-2
【答案】B
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【解析】
【分析】先求出导函数得出切线斜率,再结合直线垂直得出斜率关系列式求参.
【详解】因为曲线y=e“,所以'=e×a
0,1)
处的切线斜率为
°×a=a
所以在点
直线2x-y+正0的斜家率为2,又因为两直线直,所以2a=-1,废以0=
故选:B.
3.资西数f的导丽数为f).苦国-写-f0t+.则f0=()
A.-1
B.0
c 3
D.2
【答案】C
【解析】
【分析】对函数求导后,令x=1即可求解
【详解1因为()-写-了0)-+x
所以f)=r-20x+1,令x=1,则f01-201
解得:
0号
故选:C
4曲线=x血x在=
处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为()
A.4
B.3
C.1
D.2
【答案】D
【解析】
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【分析】利用导数的几何意义求出切线方程,可得出切线与两坐标轴的交点坐标,再利用三角形的面积公
式即可得解。
【详解】对函数y=x血x求导得少=血x+l,故所求切线斜率为k=n1+1=L,切点坐标为(,0)
所以,曲线
=金一的期线方为=-
该切线交x轴于点(L,0),交y轴于点(0,-,
IxP-T
因此,曲线y=xnx在x=1处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为2一2
故选:D
5若西数f)=2x-血x在其定义域内的一子区间欣-k+D上不是单调函数,则实数女的取值范围
为()
B.
D.
12
【答案】D
【解析】
(k-1,k+1)
【分析】由题意转化为极值点在区间
,求解函数的极值点,并列不等式,即可求解,
')=4x-
1
【详解】函数f(x)定义域为(0,+o),求导得
x=
x,令f()=0,得=2,
当0兮)成.了g<0网*河减
当xeG+n:fa>
及-1<+1
单调递增,由题意得
k-1≥0
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故选:D
6已知(冈是定义在R上的奇函数,且当x∈(0,+切)时,都有不等式f()寸()>0成立,若
图)。-听问a数
a<b<c
A
B.asc<b
b>a>c
C.
D.a>b>c
【答案】A
【解析】
【分防]根指条样构选高数8)=回
,求函数的导数,判断函数的单调性,结合函数单调性的性质
进行比较即可.
【详解】“当x∈(0,+∞
时不等式)-f)>0
立,
:y=rf四<0,
x2
·8)=J)
x在(0,+o)上是减函数.
45
2
-g-r
1
又”函数y=四是定义在R上的奇函数,
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.g(x)=I(ar)
x是定义在R上的偶函数,
则8(=8,
g(四在0,+o
上是减函数,
则a<b<c,
故选:A.
7.函数f(x)=c,g()=2-2x+a,若对任意的
&]
总存在2∈[山,2],使得
f(x)≥8(:)成立,则实数a的范围是()
a-+
B(2
c [2-e)
【答案】D
【解析】
【分析】利用导数求)的取值范围,利用二次函数的性质求8()的取值范围,依腮意有
f(c)mm≥8()mm,解不等式得实数a的范围.
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【f1商数7因=,骑闪=r+1,e8r树20.
效了闪上单调.质)[。可
又8()=r-2r+a=(x-+a-l,所以8()在L,2]上也是单调递增,所以8()e[a-l,d
因对作发的]
总存在x2∈[l,2],使f(x)≥g(x)成立,等价于f(x)m≥g(x)mn,
所以一
故选:D
8若有在x∈(0+o),使每-1sa中n
x成立,则实数a的最小值为()
A.e
B.1
C.2
D.e
【答案】B
【解析】
e-1sa+lnx
【分析】
化简可得e-(x+nr)≤a,构适函数8(x)=e-x,然后利用导数求出函
数的最小值即可
【详解】不等式
、e-lsa+lnr
三x等价于e-(x+lnr)≤a,即er-(x+lnx)sa
令y=+a,盾xe(@+)可知y=1+中0
xx
y=x+lx在(0,+o)上为增函数,
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nr∈(o,+o),x∈(0,+o),则y=x+lnx∈(-o,+o)
令8()=e-x,re(-o,+o),则8'()=e-l
当xe(-,0)时,8'(<0,当x∈(0,+o)时,g()>0
所以函数8(冈在(-0,0)上单调递减,在(0,+切)上单调递增,所以8()≥80)-1,
所以结合题意可知a之1,即实数a的最小值为1.
故选:B
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多
项符合题目要求;全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
9,.函数y=f(:)的导函数y=∫'()的图象如图所示,下列命愿中正确的是()
-2-1013
A-3是函数y=∫(x)的极值点
B.y=f(x)在区间(3,1上单调递增
c-1是函数y=f()的最小值点
D.y=f(?)在x=0处切线的斜率小于零
【答案】AB
【解析】
【分析】根据导函数的正负确定函数的单调性,即可结合极值的定义,逐一求解。
【详解】根据导函数图象可知:当x∈(-0,-3)时,f'()<0,在x∈(3,)时,'(x)20函数y=
f(冈在(0,-3)上单调递减,在3,1)上单调递增,故B正确:
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则3是西数'=儿因)的极小值点,故A正确:
:在-3,)上单调递增,-1不是函数”=(四的最小值点,故C不正确
“函数'=(四在x=0处的导数大于0,切线的斜率大于零,故D不正确。
故选:AB
10.已知两数f()是定义在R上的奇函数,当x>0时,f()=c(x-),则(
A当x<0时,f(x)=e(x+)
Br∈R,都有f()e(l,)
cf()≥0的解集为Pl,0U[to)
D(~的单调道指区间是(-2,0),(0,2)
【答案】BD
【解析】
【分析】对于A,利用奇函数的定义,可得答案;对于B、D,利用导数以及奇函数的性质,可得答案:
对于C,根据对数函数的性质以及不等式的性质,可得答案
【详解】对于A,当x<0时,-x>0,则)=e(x-)」
函数f(四在其定义城上是奇函数,则(✉)=-f(-)=e(K+刊),故A钻误:
对于B,当x>0时,f()=e(-),f()=-e(x-)+e=c(2-x)
当x∈(0,2)时,(小>0,f(四单调速增,当x∈(2,w),()<0.f(冈单调道减。
故f(x)mx=f(2)=e2(2-1)=e2<1
当x=0时,f(0)=e(0-)=-1,
当∈(l,+o)时,e>0,x-1>0,则e(x-)>0,
综上,当x>0时,f()=e(x-)∈(1,e2]s(-1)】
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因为函数(是奇函数,所以f(0)=0,
当x<0时,f)=-((,),故B正确;
对于C,由B可知,当xe(0,时,e<e=1,x-1<0,
则0>e(x-)>x-1>-1
当xe(+o)时,e>0,x-1>0,则e(x-l>0,
因为函数f(四是奇函数,所以当x∈(0,时,f()0:当x∈(,0)时,f)>0,
因为函数f(四是奇函数,所以f(0)=0,
综上,不等式f()20,其解茱为一,0U+w),救C错误:
对于D,由B可知,当x∈(0,2)时,f(四单调递指:当x∈(2,o)时,f(四单调道减,
因为函数(四是奇函数,所以当x(0,2)时,(冈)单调递减:
当x(-2,0)时,(☒单调递增,故D正确
故选:BD,
1.对于定义域为R的函数f(),f(✉)为f(☒的导函数,若同时满足:@f(0)=0,②当x∈R且
x≠0时,都有(四)>0,®当<0<且=时,都有()Kf(),则称为偏对称
函数”.下列函数是“偏对称函数”的是()
A.i(x)=e2*-c*-x
B.()=e*+x-1
。-0
2x,x>0
D方()-{n-,xs0
【答案】ACD
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【解析】
【分析】按照定义依次判断4个选项即可:
【详解】条件0f(0)=0
由选项可得f(0)=e-e°-0=0,5(0)=e°+0-1=0,万(0)=e°-1=0,f(x)=h(1-0)=0
即ABCD都符合:
x>0
[x<0
条件@旷(>0U)>0或f()<0:
即条件②等价于函数(✉)在区间(0,0)上单调通减:在区同(Q,+切)上单调适增。
对于f()=e2-e-x,则(x)=2e2-e-1=(2e*+1)(e-),
由x>0,可得f(x)=(2e+(e-1)>0,即函数f(x)单调递增,
由x<0,可得f()=(2e+(e-)<0,即函数()单调递减,满足条件②:
对于方()=e+x-1,则()=e+1>0显然恒成立,所以方()=e+x-
在定义域上单调递增,
不满足条件②:
e*-1,x≥0
对厅5(四--<0,当x<0时,()=-湿袋单调选减:当x之0时,(()=c-1显然单
调递增;满足条件②:
2x,x>0
对于()=
h(1-x,x≤0,当x≤0时,f()=h(1-x)显然单调递减:当x>0时,f(x)=2x
显然单调递增,满足条件②:
因此ACD满足条件②:
条件®当<0<且=时,=5,都有()<f(3),
即f(x)-f(x)=f()-f(-x)>0
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对于f()=e2-e-x
f)-fx)=e2-e24-e5+e+x-x=e2-e2-e+e5-2x,
令m=c4-e-e+e-2x,x>0),则
m0=2e2+2e2x-e-e-2=2(e2+er)(e+e)2,令1=e+e>2,则
m-2-16=2-智>22-智-0,的在0上单时s
m()>m(O)=0,即f(:)-f(G)>0,所以f(:)>f()满足条件③:
r-066=-1*=6--
今h()=e-x-l,x>0,则N()=e-1>0在x>0上显然恒成立,
所以h()>h(0)=0,则5(3)方(6)=e-名-1>0,即(:)>方(:)满足条件③:
耐于4四n0-.x≤0,f6-)=2x,-h0-)=2五-n4
令()=2x-lh(1+x).x>0.
则()-2中文2-1=1>0在>0上是然缸皮立,所(小>(0)=0,
则方()厂f()=2x-血(1+x)>0,即(:)>f方(x)满足条件@:
综上,ACD选项是“偏对称函数”.
故选:ACD.
【点睛】本题关键点在于条件③的判断,需要先作差,然后再构造函数,求导确定函数单调性,进而说明
不等式是否成立,得到结论
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三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12直线”=c+l与曲线f(=r+b相切于点Pl,2),则b=
5
【答案】3
【解析】
P1,2
【分析】根据点
在直线少+1
+1上求出K的值,对函数求导,根据切点斜率可求出“值,代入点
P(1,2)
解方程,即得解
【详解】因为直线=c+1与曲线)=r+b相切于点P0,2)
将P,2》代入y=+可得k+1=2,解=1,
因为f闭=ar+b,所以f)=3ar
由0=3a=1,解得-方,可得写+b
1
Q=
3
因为点P,2)在酯线f)=
上,
,解得3
5
故答案为:
13.庙线y=e24-x+2上的点到直线3x+y-4=0
的距离的最小值为」
3W10
【答案】10
【解析】
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【分1倍助导数的几何底义找出查线=-。-+?与直骏3x+y-4=0平行的切发的切点,结合点
到直线的距离公式计算即可得,
【详解】假设P是曲线y=-©“-x+2上的一个动点,
当曲线在P处的切线与直线y=-3x+4平行时,所求的距离最小,设此时P(,%)
由题意得广=-2024-1,由22-1=-3,得。=0,则%=1
10+1-4_3W10
所以所求距离的最小值为√010·
3W10
故答案为:10·
14函数(x)=
ax2+e,x≥0,
r-x2+a,x<0在R上单调,则a的取值范国是
【答案】
[0,J]
【解析】
【分析】根据儿四在R上单调递增得到()≥0恒成立,然后分x<0和x之0分析得到a≥0,最后
再结合端点处的函数值列不等式求解即可:
【详解】由题意可知x之0时,∫()=2r+c,x<0时,f'()=3x-2m;
因为()在R上单调递增,
3x
a≥
所以x<0时,f()=3x-2ar≥0恒成立,即a≥2,可得a≥0,
当a≥0,x≥0时,f(y=2x+e>0.f(y在[0,+o)上单调递增,成立.
又ax02+e'≥0-ax0+a,可得a≤1,综上可得,a的取值范围是[0,
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故答案为:
[0,J]
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
15E是我)-m+兮aeR,县起ra)-0
(1)求实数a的值:
(2)求函数=(~在区间-3,3引上的最大值和最小值
【答案】(1)a=4
17
(2)函数f(x)在区间[-3,3]上的最大值为3,最小值为-5
【解析】
【分析】(4利用求导公式结合(2)=0求解即可;
(2)利用导数求出函数的单调区间,然后求解最值即可
【小问1详解】
因为f(四=-m
1
31
3,
所以f'()=x2-a
令'(2)=
,即方程22-a=0,
解得a=4
【小问2详解】
白)知.f倒-写-4
1
3,所以f"(x)=x2-4
令f'()=0,即x2-4=0,
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解得x=±2」
列表如下:
-3
(-3-
-2
(-2,
2
(2,3)3
'(
0
0
f(G10
17
y
3
5
当x(3,2)时,f(>0,f(单调递增
当x(-2,2)时,(<0,f(单调递减:
当xe(2,3)时,f>0,(单调遥增。
1有教大起(2)-号:树本台)-5
x3)-9)=8
17
所以函数f(x)在区间-3,3]上的最大值为3,最小值为-5.
16已知函数f(x)=al血r-(2a+1)x+x2
(山)当a=-l时,求(因)在点)处的切线方程,
(2)若a>0,试讨论f(x)的单调性」
【答案】(1)
2x-y=0
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(2)当0<a<
2时、两数f不的华调期区同为0小行树)
。1
1
单调递减区间为42):当=2
所图效的用区为@+:当>2,属酸树的车健3同为0》a四)】
1
单调递减区间为
【解析】
【分析】(1)根据在点(,)处的切线方程为'-%='(x(x-)即可求解:
2)由题意有f()-2x-x-a)
根据a的范围分类讨论即可·
【小问1详解】
当a=-1时,f(x)=-lnx+x+x2
f()=-1+1+2x
k=f(0=2.f0=2,所以切点为L2),
切线方程’-2=2(x-)2x-y=0」
【小问2详解】
f(✉的定义线为(0m.了)-2x-lx-四
当0<a<
1
2时,由f(>0可得x<a或>2:由(x)<0可得a<x<2,
所以或了因的运区同为Q行m.年m速装太一》.
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当a=2时,∫(y)≥0恒成立,÷函数f(y的单调递增区间为(0,+o):
当
2时,由f'(x)>0可得x<2或x>a:由f(x)<0可得2
<x<a
所收f刊为*oa四,尔园为行】
17.已知奇函数f(女)=m+h+在x=1处取得极大值2之.
1)求()的解折式:
(②若1x4,3),使得f(冈≥m-9m有解,求实数m的取值范国。
【答案】(1)f(x)=-x3+3x
2413]
【解析】
【分析】(1)根据函数
心四为奇面数求出力的值,由=1处f闲取行极大值2,求出“,C的位,即
(x)
可确定
的解析式;
(2②)判断f()在4,3到上的单调性,求出函数的最值,依题意m-9m≤52,解得即可。
【小问1详解】
因为f儿=+b+是奇厨数,所以f(-=-f),
即a(-x'+b(-x-cx=-x-hr2-x,所以2bx2=0,所以b=0.
由f)=r'+cx,得f'(=3x+c】
因为四在x=1上取得极大值2,
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[f'(0)=3a+c=0
a=-1
所以f)=a+c=2,解得c=3,
a=-1
经检验,当c=3时,∫=-r+3x在x=1处取得极大值2,
故f(x)=-x3+3x.
【小问2详解】
由1可知,f'()=-3x2+3=-3(x-10x+0
当r∈(-,D时,f'()>0,当xe(-4,-)和xe0,3)时,f'()0
即()在(,上单调递增,在(4,-),,3)上单调递减。
所以f()在x=-1取得极小值,在x=1处取得极大值,
又因为4)=52,f(-)=-2.f()=2f(3)=-18
所以(在4,3引上的最大值为52,最小值为-18,
要使得f≥m2-9m
有解,则m二9m≤52,解得4≤m≤1B
所以”的取值范围为4,1]
18已知关于x的函数(d=血-x+a,其图象与x轴相切。
4)求()的表达式
(2)证明:f(x)s0
设版别只,nN),a}前知天为双,正:又>eN)】
1
【答案】1)f(x)=nx-x+1
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(2)
明,=h-.闲=
则'()<0,得x>1,'()>0得0<x<1
所以f()在(0,1)上单调递增,在(山,+0)上单调递减,
f(x)=f)=0,f()0得证
(3)
1>1
11
证明:由(2)知,当x>1时,0<nx<x-1,nx>x-1,即当n≥1时,n(n+)n,又当
aao0‘可.gd
可04.>2g
8>2g》+日4】.起
【解析】
【分析】)由函数()的图象与x轴相切,可计算'()=0求出切点,代入函数(四即可求出a
的值
(2)计算'()>0及()<0的解,求出函数(的单调区间,从而计算f(x)的最大值,可证明
结果
(3)借助(2)可知ln(n+1)n,构造当n≥1时,有2n≥n+1>0,取倒数结合放缩法可得
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两边求和即可得证
【小问1详解】
保数f内=加-+0的图象与销相.则了-士1=0得=l代入河可网
f()=-1+a=0,.a=l,∴f(x)=lnx-x+1
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
【点睛】易错点睛:本题主要考查函数与数列的综合问题,解答时应该注意:
数列是特殊的函数,它的图像是一群孤立的点,
转化以函数为背景的条件时,应该注意题中的限制条件,如函数的定义域,往往被忽略
利用函数的方法研究数列中的相关问题,应准确构造相应的函数,注意数列中相关条件的转化
e
19已知函数f(因)=,g()=hx-x
(4)求函数8(?)的极值:
(2若()=f()8(女,求函数h(的最小值:
(3)若)=0有两个零点5,,证明:<1
【答案】(1)极大值为-1,无极小值
(2)e+1
0<1<1
(3)证明:不妨设x<x2,则由(2)知0<x<1<x2,
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设S(x)=h(x)-a,由S(x)=S()=0,得x
eInx+=-Inx2+x2
c4+名-血写=e+书-n5
因为函数y=心+x在R上单调递增,所以-血=,-血无成立
构造函数M(x)=x-lhx,则
M'(y=1-1-x-1
xX,
M'(x)>0→x>1M'(x)<0→0<x<1
M(=x-血x在0,D上单调递减,在
所以
,+0)上单调递馏,
=M-M=x士2h,=1+-
构造函数
x2x x2
-≥0
所以函数
(x)(0,+o)
在
上单调递增,
所以当x>1时T>70=0,即当x>1时,
M()>M
所以M(:)=M(3)>M
M(x)(0,1
在
上单调递减,
所以
0<x<
1
x2,即xx2<1.
【解析】
'(x)>0g'(x)<0」
【分析】(1)求导后解不等式
即可求得极值
h(x)
(2)运用导数研究的单调性,进而可求得其最小值,
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《3)由已知可得e+-血,=c5+名-血6,构造函数y=C+x,根据其单调性可得
T(x)=M(x)-M
x-nx=x2-lnx2,构造函数M(x)=x-nx并研究其单调性,构造函数
x并研
究其单调性,当x>1时,依次结合函数y=7(四、y=M()
的单调性即可证得结果
【小问1详解】
由题意知函数8)的定文续为0,四.8)=1=1二士
x,
g'(x)>0→0<x<1g'(x)<0→x>1
所以8田东0,
(1,+0)
在
上单调递增,在
上单调递减,
所以8(田在x=
处取得极大值,极大值为1,无极小值
【小问2详解】
白证高改()--hx+的定义说为0m
h()-o(-D_1+1-e'(x-D-x+x_(e+x)(x-D
x2 x
x2
'(x)>0→x>1h'(x)<0→0<x<1
则
所以(在0,》上单调递减,在L+o
上单调递增
所以h(on=hA0=e+1
【小问3详解】
略。
【点睛】极值点偏移问题的方法指导:
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(①)附称化构造法)构造辅助函数:对结论X+名>(20型,构造函
F)=f)-f2x-为,对
结论>(<)xG型,构造函数F田=f)-f(西)
通过研究F(x)的单调性获得不等式.
ts
(2)(比值代换法)通过代数变形将所证的双变量不等式通过代换x,化为单变量的函数不等式,利用函
数单调性证明.
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