内容正文:
微专题6 恒成立问题与能成立问题
[考情分析] 恒成立问题(能成立问题)多与参数的取值范围问题联系在一起,是近几年高考的热门题型,可以出现在选择、填空或解答题中,也经常以压轴解答题形式出现,难度较大.
考点一 利用导数研究恒成立问题
例1 (2024·浙江省宁波市镇海中学模拟)已知函数f(x)=ex-ax-1.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若对任意的x≥0,f(x)≥0恒成立,求a的范围.
解 (1)f'(x)=ex-a,
当a≤0时,f'(x)>0恒成立,故f(x)在R上单调递增;
当a>0时,令f'(x)=0,解得x=ln a,
所以当x∈(ln a,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(-∞,ln a)时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
综上,当a≤0时,f(x)在R上单调递增;当a>0时,f(x)在(ln a,+∞)上单调递增,在(-∞,ln a)上单调递减.
(2)方法一 (分类讨论求最值)
f'(x)=ex-a,
∵x≥0,∴ex≥1,
①当a≤1时,f'(x)≥0,
∴f(x)在[0,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(0)=0,∴f(x)≥0,
故a≤1满足题意.
②当a>1时,令f'(x)=0⇒x=ln a,
∴当x∈[0,ln a)时,f'(x)<0,
当x∈(ln a,+∞)时,f'(x)>0,
∴f(x)在[0,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(ln a)<f(0)=0与f(x)≥0矛盾,故a>1不符合题意,
综上,a≤1.
方法二 (分离参数,利用洛必达法则求最值)
当x=0时,f(0)=e0-0-1=0,符合题意,
此时a∈R;
当x>0时,∵f(x)≥0恒成立,即a≤恒成立,令g(x)=,x>0,
则g'(x)=,
再令h(x)=(x-1)ex+1,x>0,
则h'(x)=xex>0在(0,+∞)上恒成立,
则h(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴h(x)>h(0)=0,即g'(x)>0在(0,+∞)上恒成立,
∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵===1,∴a≤1.
综上,a≤1.
[规律方法] 由不等式恒成立求参数的取值范围问题的策略
(1)求最值法.将恒成立问题转化为利用导数求函数的最值问题.
(2)分离参数法.将参数分离出来,进而转化为a>f(x)max或a<f(x)min的形式,通过导数的应用求出f(x)的最值,即得参数的范围.
跟踪演练1 (2024·安庆模拟)已知函数f(x)=2ln x-x+(m∈R).
(1)当m=-3时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若不等式f(x)≤0对任意的x∈[1,+∞)恒成立,求实数m的取值范围.
解 (1)当m=-3时,f(x)=2ln x-x-,其定义域为(0,+∞),
f'(x)=-1+==,
令f'(x)=0,得x=3(x=-1舍去),
当0<x<3时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;
当x>3时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减.
所以函数f(x)的单调递增区间为(0,3),单调递减区间为(3,+∞).
(2)方法一 由条件可知f(1)≤0,于是m-1≤0,解得m≤1.
当m≤1时,f(x)=2ln x-x+≤2ln x-x+,
构造函数g(x)=2ln x-x+,x≥1,
g'(x)=-1-=-≤0,
所以函数g(x)在[1,+∞)上单调递减,于是g(x)≤g(1)=0,即f(x)≤0,
因此实数m的取值范围是(-∞,1].
方法二 由条件可知m≤x2-2xln x对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
令h(x)=x2-2xln x,x≥1,只需m≤h(x)min即可.
h'(x)=2x-2(ln x+1)=2(x-ln x-1),
令μ(x)=x-ln x-1,x≥1,
则μ'(x)=≥0,
所以函数h'(x)在[1,+∞)上单调递增,
于是h'(x)≥h'(1)=0,所以函数h(x)在[1,+∞)上单调递增,
所以h(x)min=h(1)=1,于是m≤1,因此实数m的取值范围是(-∞,1].
考点二 利用导数研究能成立问题
例2 已知函数f(x)=4ln x-ax+(a≥0).
(1)当a=时,求f(x)的极值;
(2)当a≥1时,设g(x)=2ex-4x+2a,若存在x1,x2∈,f(x1)>g(x2),求实数a的取值范围.
解 (1)f(x)的定义域为(0,+∞),
当a=时,f(x)=4ln x-+,
∴f'(x)=--=-,
令f'(x)>0 ,可得1<x<7,
令f'(x)<0,可得0<x<1或x>7,
∴函数的单调递减区间为(0,1),(7,+∞),单调递增区间为(1,7),
∴当x=1时,f(x)取得极小值3;
当x=7时,f(x)取得极大值4ln 7-3.
(2)f'(x)=,
令h(x)=-ax2+4x-(a+3),x>0,
若a≥1,则Δ=16-4a2-12a=-4(a-1)(a+4)≤0,故h(x)≤0,即f'(x)≤0,
∴当a≥1时,f(x)在上单调递减,
∴f(x)在上的最大值为f=-4ln 2+a+6,
g'(x)=2ex-4,令g'(x)=0,得x=ln 2,
当x∈时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(ln 2,2]时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
∴g(x)在上的最小值为g(ln 2)=4-4ln 2+2a,
由题意可知-4ln 2+a+6>4-4ln 2+2a,解得a<4,
又∵a≥1,∴1≤a<4,即实数a的取值范围为[1,4).
[规律方法] 不等式有解问题可类比恒成立问题进行转化,要理解清楚两类问题的差别.
含参数的不等式能成立(存在性)问题的转化方法
若a>f(x)在x∈D上能成立,则a>f(x)min;
若a<f(x)在x∈D上能成立,则a<f(x)max.
跟踪演练2 (2024·河南名校模拟)已知函数f(x)=ln x+2ax(a∈R).
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若g(x)=f(x)-2x2,不等式g(x)≥-1在[1,+∞)上存在实数解,求实数a的取值范围.
解 (1)当a=-1时,f(x)=ln x-2x(x>0),
∴f'(x)=-2,
由f'(x)>0,得0<x<,
由f'(x)<0,得x>,
∴函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)原条件等价于g(x)=ln x-2x2+2ax≥-1在[1,+∞)上存在实数解.
可化为a≥在[1,+∞)上存在实数解,
令h(x)=,x∈[1,+∞),
则h'(x)==,
∴当x∈[1,+∞)时,2x2+ln x>0,
得h'(x)=>0,
故h(x)在[1,+∞)上单调递增,
∴h(x)的最小值为h(1)=,
∴当a≥时,不等式g(x)≥-1在[1,+∞)上存在实数解,故a的取值范围是.
专题强化练
(分值:50分)
1.(16分)已知函数f(x)=ln x,g(x)=-1,其中a为常数.
(1)过原点作f(x)图象的切线l,求直线l的方程;(7分)
(2)若∃x∈(0,+∞),使f(x)≤g(x)成立,求a的最小值.(9分)
解 (1)f'(x)=,
设切点坐标为(t,ln t),t>0,
则切线方程为y-ln t=(x-t),
因为切线经过原点O,所以-ln t=(-t),
解得t=e,
所以切线的斜率为,
所以l的方程为x-ey=0.
(2)∃x∈(0,+∞),f(x)≤g(x),
即ln x≤-1成立,
则a≥x(ln x+1)在(0,+∞)上有解,
故当x∈(0,+∞)时,a≥[x(ln x+1)]min.
令h(x)=x(ln x+1),x>0,h'(x)=ln x+2,
令h'(x)>0得x∈;
令h'(x)<0得x∈,
故h(x)在上单调递减,
在上单调递增,
所以h(x)min=h=-,
则a≥-,故a的最小值为-.
2.(17分)(2024·保定模拟)已知函数f(x)=ax+ln(x+1).
(1)若a=-2,求f(x)的单调区间;(8分)
(2)若f(x)≤0恒成立,求a的取值集合.(9分)
解 (1)由a=-2,得f(x)=-2x+ln(x+1),定义域为(-1,+∞),
则f'(x)=-2+=,
当x∈时,f'(x)>0,
当x∈时,f'(x)<0,
故f(x)的单调递增区间为,
单调递减区间为.
(2)由f(x)=ax+ln(x+1),x∈(-1,+∞),
得f'(x)=a+,
若a≥0,则显然f(2)=2a+ln 3>0,不符合题意,
则a<0,令f'(x)=0,解得x=->-1,
则当x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减,f(x)max=f=-a-1-ln(-a),
则-a-1-ln(-a)≤0,即a+1+ln(-a)≥0,
令g(a)=a+1+ln(-a),a<0,
则g'(a)=1+=,
当a∈(-∞,-1)时,g'(a)>0,g(a)单调递增,
当a∈(-1,0)时,g'(a)<0,g(a)单调递减,
所以g(a)max=g(-1)=0,
当满足g(a)≥0时,a=-1,
所以a的取值集合为{-1}.
3.(17分)(2024·绵阳模拟)已知函数f(x)=2sin x+ln(x+1)-ax.
(1)当a=2时,求函数f(x)在区间上零点的个数;(8分)
(2)当x≥0时,不等式f(x)≤0恒成立,求实数a的取值范围.(9分)
解 (1)当a=2时,f(x)=2sin x+ln(x+1)-2x,
令g(x)=f'(x)=2cos x+-2,
则g'(x)=-2sin x-,
当x∈时,g'(x)<0,
g(x)在上单调递减,
即f'(x)在上单调递减,
且f'(0)=1>0,f'=-2<0,
∴∃x0∈,使f'(x0)=0,
∴f(x)在(0,x0)上单调递增,在上单调递减,
∵f(0)=0,f=2-π+ln<0,
∴f(x)在上有1个零点.
(2)f'(x)=2cos x+-a,注意到f(0)=0,要使f(x)≤0,则须满足f'(0)≤0,即2+1-a≤0,得a≥3.
下证:当a≥3时,∀x∈[0,+∞),均有f(x)≤0.
当a≥3时,f'(x)=2cos x+-a≤2cos x+-3≤-1=≤0,
∴此时f(x)在[0,+∞)上单调递减,∴此时f(x)≤f(0)=0.
当a<3时,f'(0)=3-a>0,必存在x1∈(0,+∞),
使f(x)在(0,x1)上单调递增,那么∀x∈(0,x1)均有f(x)>f(0)=0,与f(x)≤0在x∈[0,+∞)上恒成立矛盾.
综上所述,a的取值范围为[3,+∞).
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恒成立问题与能成立问题
微专题6
恒成立问题(能成立问题)多与参数的取值范围问题联系在一起,是近几年高考的热门题型,可以出现在选择、填空或解答题中,也经常以压轴解答题形式出现,难度较大.
考情分析
考点一
考点二
利用导数研究恒成立问题
利用导数研究能成立问题
专题强化练
内容索引
考点一
利用导数研究恒成立问题
(2024·浙江省宁波市镇海中学模拟)已知函数f(x)=ex-ax-1.
(1)讨论f(x)的单调性;
例1
f'(x)=ex-a,
当a≤0时,f'(x)>0恒成立,故f(x)在R上单调递增;
当a>0时,令f'(x)=0,解得x=ln a,
所以当x∈(ln a,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(-∞,ln a)时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
综上,当a≤0时,f(x)在R上单调递增;当a>0时,f(x)在(ln a,+∞)上单调递增,在(-∞,ln a)上单调递减.
(2)若对任意的x≥0,f(x)≥0恒成立,求a的范围.
方法一 (分类讨论求最值)
f'(x)=ex-a,
∵x≥0,∴ex≥1,
①当a≤1时,f'(x)≥0,
∴f(x)在[0,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(0)=0,∴f(x)≥0,
故a≤1满足题意.
②当a>1时,令f'(x)=0⇒x=ln a,
∴当x∈[0,ln a)时,f'(x)<0,
当x∈(ln a,+∞)时,f'(x)>0,
∴f(x)在[0,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,
∴f(x)min=f(ln a)<f(0)=0与f(x)≥0矛盾,故a>1不符合题意,
综上,a≤1.
方法二 (分离参数,利用洛必达法则求最值)
当x=0时,f(0)=e0-0-1=0,符合题意,
此时a∈R;
当x>0时,∵f(x)≥0恒成立,即a≤恒成立,令g(x)=,x>0,
则g'(x)=,
再令h(x)=(x-1)ex+1,x>0,
则h'(x)=xex>0在(0,+∞)上恒成立,
则h(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴h(x)>h(0)=0,即g'(x)>0在(0,+∞)上恒成立,
∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵===1,∴a≤1.
综上,a≤1.
规律方法
由不等式恒成立求参数的取值范围问题的策略
(1)求最值法.将恒成立问题转化为利用导数求函数的最值问题.
(2)分离参数法.将参数分离出来,进而转化为a>f(x)max或a<f(x)min的形式,通过导数的应用求出f(x)的最值,即得参数的范围.
(2024·安庆模拟)已知函数f(x)=2ln x-x+(m∈R).
(1)当m=-3时,求函数f(x)的单调区间;
跟踪演练1
当m=-3时,f(x)=2ln x-x-,其定义域为(0,+∞),
f'(x)=-1+==,
令f'(x)=0,得x=3(x=-1舍去),
当0<x<3时,f'(x)>0,函数f(x)单调递增;
当x>3时,f'(x)<0,函数f(x)单调递减.
所以函数f(x)的单调递增区间为(0,3),单调递减区间为(3,+∞).
(2)若不等式f(x)≤0对任意的x∈[1,+∞)恒成立,求实数m的取值范围.
方法一 由条件可知f(1)≤0,于是m-1≤0,解得m≤1.
当m≤1时,f(x)=2ln x-x+≤2ln x-x+,
构造函数g(x)=2ln x-x+,x≥1,
g'(x)=-1-=-≤0,
所以函数g(x)在[1,+∞)上单调递减,于是g(x)≤g(1)=0,即f(x)≤0,
因此实数m的取值范围是(-∞,1].
方法二 由条件可知m≤x2-2xln x对任意的x∈[1,+∞)恒成立,
令h(x)=x2-2xln x,x≥1,只需m≤h(x)min即可.
h'(x)=2x-2(ln x+1)=2(x-ln x-1),
令μ(x)=x-ln x-1,x≥1,
则μ'(x)=≥0,
所以函数h'(x)在[1,+∞)上单调递增,
于是h'(x)≥h'(1)=0,所以函数h(x)在[1,+∞)上单调递增,
所以h(x)min=h(1)=1,于是m≤1,因此实数m的取值范围是(-∞,1].
利用导数研究能成立问题
考点二
已知函数f(x)=4ln x-ax+(a≥0).
(1)当a=时,求f(x)的极值;
例2
f(x)的定义域为(0,+∞),
当a=时,f(x)=4ln x-+,
∴f'(x)=--=-,
令f'(x)>0 ,可得1<x<7,
令f'(x)<0,可得0<x<1或x>7,
∴函数的单调递减区间为(0,1),(7,+∞),单调递增区间为(1,7),
∴当x=1时,f(x)取得极小值3;
当x=7时,f(x)取得极大值4ln 7-3.
(2)当a≥1时,设g(x)=2ex-4x+2a,若存在x1,x2∈,f(x1)>g(x2),求实数a的取值范围.
f'(x)=,
令h(x)=-ax2+4x-(a+3),x>0,
若a≥1,则Δ=16-4a2-12a=-4(a-1)(a+4)≤0,故h(x)≤0,即f'(x)≤0,
∴当a≥1时,f(x)在上单调递减,
∴f(x)在上的最大值为f=-4ln 2+a+6,
g'(x)=2ex-4,令g'(x)=0,得x=ln 2,
当x∈时,g'(x)<0,g(x)单调递减,
当x∈(ln 2,2]时,g'(x)>0,g(x)单调递增,
∴g(x)在上的最小值为g(ln 2)=4-4ln 2+2a,
由题意可知-4ln 2+a+6>4-4ln 2+2a,解得a<4,
又∵a≥1,∴1≤a<4,即实数a的取值范围为[1,4).
不等式有解问题可类比恒成立问题进行转化,要理解清楚两类问题的差别.
含参数的不等式能成立(存在性)问题的转化方法
若a>f(x)在x∈D上能成立,则a>f(x)min;
若a<f(x)在x∈D上能成立,则a<f(x)max.
规律方法
(2024·河南名校模拟)已知函数f(x)=ln x+2ax(a∈R).
(1)当a=-1时,求函数f(x)的单调区间;
跟踪演练2
当a=-1时,f(x)=ln x-2x(x>0),
∴f'(x)=-2,
由f'(x)>0,得0<x<,
由f'(x)<0,得x>,
∴函数f(x)的单调递增区间为.
(2)若g(x)=f(x)-2x2,不等式g(x)≥-1在[1,+∞)上存在实数解,求实数a的取值范围.
原条件等价于g(x)=ln x-2x2+2ax≥-1在[1,+∞)上存在实数解.
可化为a≥在[1,+∞)上存在实数解,
令h(x)=,x∈[1,+∞),
则h'(x)==,
∴当x∈[1,+∞)时,2x2+ln x>0,
得h'(x)=>0,
故h(x)在[1,+∞)上单调递增,
∴h(x)的最小值为h(1)=,
∴当a≥时,不等式g(x)≥-1在[1,+∞)上存在实数解,故a的取值范围是
专题强化练
1.
(1)f'(x)=,设切点坐标为(t,ln t),t>0,
则切线方程为y-ln t=(x-t),
因为切线经过原点O,
所以-ln t=(-t),解得t=e,
所以切线的斜率为,
所以l的方程为x-ey=0.
1
2
3
答案
(2)∃x∈(0,+∞),f(x)≤g(x),
即ln x≤-1成立,
则a≥x(ln x+1)在(0,+∞)上有解,
故当x∈(0,+∞)时,a≥[x(ln x+1)]min.
令h(x)=x(ln x+1),x>0,h'(x)=ln x+2,
令h'(x)>0得x∈;
令h'(x)<0得x∈,
1
2
3
答案
1.
故h(x)在上单调递减,
在上单调递增,
所以h(x)min=h=-,
则a≥-,故a的最小值为-.
1
2
3
答案
1.
(1)由a=-2,
得f(x)=-2x+ln(x+1),
定义域为(-1,+∞),
则f'(x)=-2+=,
当x∈时,f'(x)>0,
当x∈时,f'(x)<0,
1
2
3
答案
2.
故f(x)的单调递增区间为,
单调递减区间为.
1
2
3
答案
2.
(2)由f(x)=ax+ln(x+1),x∈(-1,+∞),
得f'(x)=a+,
若a≥0,则显然f(2)=2a+ln 3>0,不符合题意,
则a<0,令f'(x)=0,
解得x=->-1,
则当x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
1
2
3
答案
2.
f(x)max=f=-a-1-ln(-a),
则-a-1-ln(-a)≤0,
即a+1+ln(-a)≥0,
令g(a)=a+1+ln(-a),a<0,
则g'(a)=1+=,
当a∈(-∞,-1)时,g'(a)>0,g(a)单调递增,
当a∈(-1,0)时,g'(a)<0,g(a)单调递减,
1
2
3
答案
2.
所以g(a)max=g(-1)=0,
当满足g(a)≥0时,a=-1,
所以a的取值集合为{-1}.
1
2
3
答案
2.
(1)当a=2时,f(x)=2sin x+ln(x+1)-2x,
令g(x)=f'(x)=2cos x+-2,
则g'(x)=-2sin x-,
当x∈时,g'(x)<0,
g(x)在上单调递减,
即f'(x)在上单调递减,
1
2
3
答案
3.
且f'(0)=1>0,f'=-2<0,
∴∃x0∈,使f'(x0)=0,
∴f(x)在(0,x0)上单调递增,
在上单调递减,
∵f(0)=0,f=2-π+ln<0,
∴f(x)在上有1个零点.
1
2
3
答案
3.
(2)f'(x)=2cos x+-a,注意到f(0)=0,要使f(x)≤0,则须满足f'(0)≤0,即2+1-a≤0,得a≥3.
下证:当a≥3时,∀x∈[0,+∞),均有f(x)≤0.
当a≥3时,f'(x)=2cos x+-a≤2cos x+-3≤-1=≤0,
∴此时f(x)在[0,+∞)上单调递减,∴此时f(x)≤f(0)=0.
当a<3时,f'(0)=3-a>0,必存在x1∈(0,+∞),
1
2
3
答案
3.
使f(x)在(0,x1)上单调递增,那么∀x∈(0,x1)均有f(x)>f(0)=0,与f(x)≤0在x∈[0,+∞)上恒成立矛盾.
综上所述,a的取值范围为[3,+∞).
1
2
3
答案
3.
1
2
3
1.已知函数f(x)=ln x,g(x)=-1,其中a为常数.
(1)过原点作f(x)图象的切线l,求直线l的方程;
素养提升
答案
1
2
3
答案
f'(x)=,
设切点坐标为(t,ln t),t>0,
则切线方程为y-ln t=(x-t),
因为切线经过原点O,所以-ln t=(-t),
解得t=e,
所以切线的斜率为,
所以l的方程为x-ey=0.
1
2
3
答案
(2)若∃x∈(0,+∞),使f(x)≤g(x)成立,求a的最小值.
1
2
3
答案
∃x∈(0,+∞),f(x)≤g(x),
即ln x≤-1成立,
则a≥x(ln x+1)在(0,+∞)上有解,
故当x∈(0,+∞)时,a≥[x(ln x+1)]min.
令h(x)=x(ln x+1),x>0,h'(x)=ln x+2,
令h'(x)>0得x∈;
令h'(x)<0得x∈,
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答案
故h(x)在上单调递减,
在上单调递增,
所以h(x)min=h=-,
则a≥-,故a的最小值为-.
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2.(2024·保定模拟)已知函数f(x)=ax+ln(x+1).
(1)若a=-2,求f(x)的单调区间;
答案
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答案
由a=-2,得f(x)=-2x+ln(x+1),定义域为(-1,+∞),
则f'(x)=-2+=,
当x∈时,f'(x)>0,
当x∈时,f'(x)<0,
故f(x)的单调递增区间为,
单调递减区间为.
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答案
(2)若f(x)≤0恒成立,求a的取值集合.
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答案
由f(x)=ax+ln(x+1),x∈(-1,+∞),
得f'(x)=a+,
若a≥0,则显然f(2)=2a+ln 3>0,不符合题意,
则a<0,令f'(x)=0,解得x=->-1,
则当x∈时,f'(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈时,f'(x)<0,f(x)单调递减,f(x)max=f=
-a-1-ln(-a),
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答案
则-a-1-ln(-a)≤0,即a+1+ln(-a)≥0,
令g(a)=a+1+ln(-a),a<0,
则g'(a)=1+=,
当a∈(-∞,-1)时,g'(a)>0,g(a)单调递增,
当a∈(-1,0)时,g'(a)<0,g(a)单调递减,
所以g(a)max=g(-1)=0,
当满足g(a)≥0时,a=-1,
所以a的取值集合为{-1}.
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3.(2024·绵阳模拟)已知函数f(x)=2sin x+ln(x+1)-ax.
(1)当a=2时,求函数f(x)在区间上零点的个数;
答案
思维创新
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答案
当a=2时,f(x)=2sin x+ln(x+1)-2x,
令g(x)=f'(x)=2cos x+-2,
则g'(x)=-2sin x-,
当x∈时,g'(x)<0,
g(x)在上单调递减,
即f'(x)在上单调递减,
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答案
且f'(0)=1>0,f'=-2<0,
∴∃x0∈,使f'(x0)=0,
∴f(x)在(0,x0)上单调递增,在上单调递减,
∵f(0)=0,f=2-π+ln<0,
∴f(x)在上有1个零点.
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答案
(2)当x≥0时,不等式f(x)≤0恒成立,求实数a的取值范围.
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答案
f'(x)=2cos x+-a,注意到f(0)=0,要使f(x)≤0,则须满足f'(0)≤0,即2+1-a≤0,得a≥3.
下证:当a≥3时,∀x∈[0,+∞),均有f(x)≤0.
当a≥3时,f'(x)=2cos x+-a≤2cos x+-3≤-1=≤0,
∴此时f(x)在[0,+∞)上单调递减,∴此时f(x)≤f(0)=0.
当a<3时,f'(0)=3-a>0,必存在x1∈(0,+∞),
使f(x)在(0,x1)上单调递增,那么∀x∈(0,x1)均有f(x)>f(0)=0,与f(x)≤0在x∈[0,+∞)上恒成立矛盾.
综上所述,a的取值范围为[3,+∞).
本课结束
THANKS
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