内容正文:
色学科网书城■
品牌书店·知名教辅·正版资源
b.zxxk.com
您身边的互联网+教辅专家
课时训练(21)
利用导数研究恒(能)成立问题
A级
夯基固本练
1.已知函数x)=xlnx,若对于所有x≥1都有x)≥ax一l,求实数a的取值范围.
解:方法一(分离参数法)依题意,得x)≥一1在[1,+)上恒成立,
即不等式a≤lnx十lx在l,+oo)上恒成立,即a≤(nx十lx)mim,x∈[l,十∞)
设gx)=nx+1xe≥1),则g')=1x-1x2=x-lx2,
令g')=0,得x=1,
当x≥1时,因为g'(x)≥0,故g)在[1,十∞)上单调递增,
所以gx)在[1,+∞)上的最小值是g(1)=1,
故a的取值范围是(一∞,1]
方法二(构造函数法当x=1时,有1)≥a一1,即a-1≤0,得a≤1:
构造Fx)=fx)一(a一1)=xlnx一a+1,
原命题等价于Fx)≥0在x≥1上恒成立eFx)mm≥0,x∈[1,+o),
F'x)=nx十1-a,在[1,十∞)上F(x)≥0恒成立,
因此,函数Fx)在[1,十o∞)上单调递增,所以F(x)mm=F(I)=1一a≥0,得a≤1,
故a的取值范围是(一∞,1]
2.已知曲线x)=(c+1)nx一12x2-ax+b(a,b∈R)在x=1处的切线经过坐标原点,
(1)求b的值:
(2)若x)≤0,求a的取值范围。
解:(l)fx)=nx十x十lx-x-a
∴.f(1)=1-a,又f1)=-12-a+b,
∴x)在x=1处的切线为y+12十a一b=(1一a)c-1),又该切线过原点,.I2十a-b
=-1十a,解得b=32
(2)由(1)得fx)=(x+1)nx-12x2-+32,
x)的定义域为(0,+o)
若x)≤0恒成立,则a≥(1+1x)nx-12x+32x
令gx)=(1+1x)nx-12x+32x,
g(x)=-2In x-x2+2x-12x2
令hx)=-2nx-x2+2x-1,则h()=-2(x2-x+1)x
,x2-x+1>0恒成立,
.h(x)0,.hx)在(0,十o)上单谓递减,
又(1)=0,
∴.当x∈(0,1)时,x>0:当x∈(1,+∞)时,x0:
·独家授权侵权必究
色学科网书城■
品牌书店·知名教辅·正版资源
b.zxxk.com
您身边的互联网+教辅专家
·gx)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
…gx)m=g1)=-12+32=1,
∴.a≥1,即a的取值范围为[1,十o)
B级
能力进阶练
3.已知函数x)=e-x2-1
(I)求x)在x=1处的切线方程:
(2)若x)≤a在(0,十o)上有解,求实数a的取值范围.
解:(1)由已知得fx)=e-2x,则f(1)=e-2,
又f1)=e-2,
所以x)在x=1处的切线方程为
y-(e-2)=(e-2)-1),即y=(e-2x
(2)因为x)≤在(0,十∞)上有解,
所以e一x2-ar一1≤0在(0,十∞)上有解,
即a≥x一(x十1x)在(0,十∞)上有解,
令gr)=ea-(c+1x),
则g'(x)=e(x-1)x2-x2-1x2=(x-I)[ex-(x十1)]x2
令ox)=ex-c+1),则p'(x)=e-1,
当x0时,o'(x)>0,中(x)单调递增,故0x>0(O=0,则当0时,e>x十1,即e
-x+1)>0
所以当0<1时,g′(x)0:当x1时,g'x)>0,
所以gx)在(0,1)上单调递减,在(1,十∞)上单调递增,
所以当x=1时,g(x9mim=e-2,所以a≥e-2,
综上可知,实数a的取值范围是[e一2,十∞)
4.(2025聊城模拟)已知函数fx)=xlnx十a,gx)=2e-lnx一x-lh2
(I)若直线y=x是曲线y=x)的一条切线,求a的值:
(②)若对任意的:∈(0,+∞),都存在∈(0,+∞),使得.x)≥gx2)成立,求a的取
值范围
解:(I)由fx)=xnx+,得fx)=nx+1一a2,x>0,
设直线y=x与曲线y=x相切于点(o,yo),则oy0=x0,0a)十1=1,解得x0=
reee2),故a的值为e2
(2)g(x)=2xe*-In x-x-In 2,
g(x)=2ex+2xe-Ix-1=(x+1)(2ex-Ix)(x>0).
设h(x)=2e-1x,则h'(r)=2e+lx2,
·独家授权侵权必究
色学科网书城四
品牌书店·知名教辅·正版资源
b.zxxk.c0om○
您身边的互联网+教辅专家
当x0时,h'(x=2e+1x2>0,
所以x)在(0,十∞)上单调递增,
又10=23-40.h0=2e-1>0,
所以存在xo∈(14,1),使得x)=0,
当x∈(0,xo)时,h)0,当x∈(o,十o)时,hP0,
从而g'x)=0,且当x∈(0,xo)时,g′(x)0,当x∈(xa,+o∞)时,g'(x>0,
所以函数gx)在(0,x0)上单调递减,在(o,十∞)上单调递增,
所以g(x)m=g(xo)=2xc-lnx。-x。-ln2.
由h(x)=0,得2e-=0,则xnc-。.
故xu十lnxo=-ln2,所以g(x)m=1十ln2一
ln2=1.
因为对任意的∈0,十∞),都存在2∈(0,+),使得x)≥g()成立,所以对任
意的x∈(0,十∞),都有x)≥1成立,即不等式xlnx十≥1对任意的x∈(O,十∞)恒成
立,即不等式a≥x一x]nx对任意的x∈(0,+o)恒成立.
设ox)=x一x21nx,则0'(x)=1一x-2xnx,中'(1)=0,
当x∈(0,1)时,1-0,2xlnx<0,所以g'x)P0,当x∈(1,+o)时,1-x<0,2xnx
>0,所以o'(x0,
所以函数x)=x一x2lnx在(0,1)上单调递增,在(1,十o)上单调递减,所以x)m
=0(1)=1,
因此a≥1,故a的取值范围为[1,十∞)
·独家授权侵权必究·