内容正文:
第二章 导数及其应用
§6 用导数研究函数的性质
6.1 函数的单调性
基础过关练
题组一 利用导数研究函数的图象变化
1.(2025四川成都蓉城联盟期中)可导函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象如图所示,则下列判断正确的是( )
A.函数y=f(x)在区间(-3,1)上单调递增
B.函数y=f(x)在区间(1,3)上单调递减
C.函数y=f(x)在区间(4,5)上单调递增
D.函数y=f(x)在区间(3,5)上单调递减
2.(2023山西阳泉期末)已知函数y=f(x)的导函数y=f'(x)的图象如图所示,则原函数y=f(x)的图象是( )
A
B
C
D
3.(2024江苏盐城联考)已知函数y=f(x)在其定义域内可导,其图象如图所示,则其导函数y=f'(x)的图象可能是( )
A
B
C
D
4.(2025陕西西安临潼期中)函数f(x)的大致图象如图所示,设f(x)的导函数为f'(x),则f'(x)f(x)>0的解集为( )
A.(-∞,0)∪(1,3) B.(1,3)
C.(0,1)∪(3,+∞) D.(-∞,0)∪(3,+∞)
题组二 利用导数确定函数的单调性与单调区间
5.(2025江西宜春丰城中学期中)函数f(x)=x-ex的单调递减区间是( )
A.(-∞,ln 2) B.(ln 2,+∞)
C.(-∞,2) D.(2,+∞)
6.下列函数在其定义域内不是增函数的是( )
A.y=x3+x B.y=+log2x
C.y=xln x D.y=ln(x-1)+(x-1)2
7.(多选题)(2025河南驻马店联考)我们常用以下方法求形如y=f(x)g(x)的函数的导数:先两边同时取自然对数,得ln y=g(x)ln f(x),再两边同时求导,得·y'=g'(x)ln f(x)+g(x)· f'(x),即y'=f(x)g(x)g'(x)ln f(x)+g(x)· f'(x),运用此方法可求得函数y=xx(x>0)在下列哪些区间单调递增( )
A. B. C.(0,1) D.(e,e2)
8.(多选题)(2024陕西渭南韩城新城一中月考)下列函数中,在区间(0,+∞)上先减后增的是( )
A.y=xln x B.y=
C.y=xex D.y=
9.求下列函数的单调区间.
(1)f(x)=3x2-2ln x;
(2)f(x)=x2e-x;
(3)f(x)=x+.
10.(2025安徽安庆怀宁联考)已知函数f(x)=ln x+ax2,曲线y=f(x)在点(1, f(1))处的切线斜率为-3.
(1)求实数a的值;
(2)判断函数f(x)的单调性.
题组三 利用导数解决含参函数的单调性问题
11.(2025安徽马鞍山联考)已知函数f(x)=ln(ax+3)在区间(1,3)上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A.-1≤a<0 B.-1<a<0
C.a<0 D.a≥-1
12.(2024四川绵阳中学月考)已知函数f(x)=++ax+1存在三个单调区间,则实数a的取值范围是( )
A.(0,4)
B.[0,4]
C.(-∞,0)∪(4,+∞)
D.(-∞,0]∪[4,+∞)
13.(2025河南驻马店汝南一高月考)已知函数f(x)=kx3-3(k+1)x2-2k2+4,若f(x)的单调递减区间为(0,4),则实数k= .
14.(2023湘豫名校联考二诊)已知函数f(x)满足下列条件:①f(x)的导函数f'(x)为偶函数;②f(x)在区间(-∞,-2),(2,+∞)上单调递增,则函数f(x)的一个解析式为f(x)= .
15.(2025安徽A10联盟联考)已知函数f(x)=x3-ax2-a2x+1.
(1)当a=2时,求曲线y=f(x)在点(1, f(1))处的切线方程;
(2)讨论f(x)的单调性.
能力提升练
题组一 利用导数研究函数的图象变化
1.(2025河南驻马店新蔡一高月考)下图是函数f(x)及其导函数f'(x)在同一坐标系中的图象,则图象正确的为( )
2.(2024河北部分重点高中模拟)已知函数f(x)的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式可以为( )
A. f(x)= B. f(x)=
C. f(x)= D. f(x)=
3.(2025上海朱家角中学期中)已知定义在(-3,3)上的奇函数y=f(x)的导函数是f'(x),当0≤x<3时,y=f(x)的图象如图所示,则关于x的不等式>0的解集为 .
题组二 利用导数研究函数的单调性问题
4.(2024江西部分学校联考)已知函数f(x)=lg(|x|-1)+2x+2-x,则满足不等式f(x+1)<f(2x)的x的取值范围为( )
A.(-2,-1)
B.(1,2)
C.∪(1,+∞)
D.(-∞,-2)∪(1,+∞)
5.(2024江苏盐城期中)已知a=-,b=ln 2,c=1-,则( )
A.b>c>a B.b>a>c
C.a>b>c D.c>b>a
6.(多选题)(2024上海徐汇月考)若函数y=exf(x)在f(x)的定义域上单调递增,则称函数f(x)具有M性质.下列函数中具有M性质的是( )
A.f(x)=x2 B.f(x)=sin x
C.f(x)=2-x D.f(x)=ln x
7.(2025北京顺义二中期中)已知x1,x2∈R,则“x1>x2>1”是“x1-ln x1>x2-ln x2”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
8.(2025福建三明六校期中)已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(-3)=0,当x>0时,xf'(x)-f(x)<0,则f(x)>0的解集为( )
A.(-∞,-3)∪(3,+∞) B.(-∞,-3)∪(0,3)
C.(-3,0)∪(0,3) D.(-3,0)∪(3,+∞)
9.(多选题)素数分布问题是研究素数性质的重要课题,德国数学家高斯提出了一个猜想:φ(x)≈,其中φ(x)表示不大于x的素数的个数,即随着x的增大,φ(x)的值近似等于的值.从猜想出发,下列推断正确的是( )
A.当x很大时,随着x的增大,φ(x)的增长速度变慢
B.当x很大时,随着x的增大,φ(x)的值减小
C.当x很大时,在区间(x,x+n)(n是一个较大常数)内,素数的个数随x的增大而减少
D.因为φ(4)=2,所以φ(4)>
10.(2025河南洛阳强基联盟联考)已知定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足f'(x)+>0,且f(e)=-1,则不等式f(ex)+x>0的解集为 .
题组三 利用导数解决含参函数的单调性问题
11.(2024福建五校协作体联考)已知函数f(x)=ax2-4ax-ln x,则f(x)在(1,3)上不单调的一个充分不必要条件是( )
A.a∈ B.a∈
C.a∈ D.a∈
12.(2025广东东莞联考)函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.(1,3]
C.[1,3] D.(1,3)
13.(2023江苏扬州曹甸高级中学月考)已知函数f(x)=ln x,g(x)=ax2+2x,a≠0.
(1)若函数h(x)=f(x)-g(x)在[1,4]上单调递减,求实数a的取值范围;
(2)若函数h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求实数a的取值范围.
14.(2024江苏南京东山高级中学期中)已知函数f(x)=.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若≤f(x)+2x,求a的取值范围.
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C
2.B
3.C
4.C
5.B
6.C
7.BD
8.AD
11.A
12.C
1.C 由题图可知,当x∈∪(2,4)时, f'(x)<0,所以f(x)在,(2,4)上单调递减,当x∈∪(4,5)时, f'(x)>0,所以f(x)在,(4,5)上单调递增,故A,B,D错误,C正确.
2.B 由题图可知,当-1<x<1时,f'(x)>0,则f(x)在(-1,1)上单调递增,
当-1<x<0时,f'(x)单调递增,故f(x)在(-1,0)上的增长速度越来越快,
当0<x<1时,f'(x)单调递减,故f(x)在(0,1)上的增长速度越来越慢.
只有选项B中的图象满足题意.
3.C 由题中函数y=f(x)的图象可知,当x<0时,f(x)单调递增,其导数值始终为正;当x>0时,f(x)先增后减再增,其导数值先正后负再正,结合选项知选C.
4.C 由题中函数f(x)的图象可知,当x∈(-∞,0)∪(3,+∞)时, f(x)<0,当x∈(0,3)时, f(x)>0,
当x∈(-∞,1)时,函数f(x)单调递增,则f'(x)>0,
当x∈(1,+∞)时,函数f(x)单调递减,则f'(x)<0.
所以f'(x)f(x)>0的解集为(0,1)∪(3,+∞).
5.B 函数f(x)=x-ex的定义域为R, f'(x)=1-ex,令f'(x)<0,即1-ex<0,解得x>ln 2,
所以函数f(x)=x-ex的单调递减区间是(ln 2,+∞).
6.C 对于A,y=x3+x的定义域为R,且y'=3x2+1≥1,故该函数在其定义域内是增函数,故A不符合;
对于B,y=+log2x的定义域为(0,+∞),且y'=+>0,故该函数在其定义域内是增函数,故B不符合;
对于C,y=xln x的定义域为(0,+∞),且y'=ln x+1,当0<x<时,y'<0,当x>时,y'>0,所以函数在上单调递减,在上单调递增,故该函数在其定义域内不是增函数,故C符合;
对于D,y=ln(x-1)+(x-1)2的定义域为(1,+∞),且y'=+2(x-1)>0,所以该函数在其定义域内是增函数,故D不符合.
一题多解 本题还可由增函数+增函数=增函数得A,B,D中函数为增函数,从而排除A,B,D.
7.BD 两边同时取自然对数,得ln y=xln x,两边同时求导,得y'=ln x+1,即y'=xx(ln x+1)(x>0),
令y'>0,即ln x+1>0,解得x>,
所以函数y=xx(x>0)的单调递增区间为,故B,D满足题意.
8.AD 对于A,y'=1+ln x,当0<x<时,y'<0,当x>时,y'>0,因此函数y=xln x在上单调递减,在上单调递增,A符合;
对于B,y'=,当0<x<e时,y'>0,
当x>e时,y'<0,因此函数y=在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,B不符合;
对于C,y'=(x+1)ex,当x>0时,y'>0,
因此函数y=xex在(0,+∞)上单调递增,C不符合;
对于D,y'=,当0<x<1时,y'<0,当x>1时,y'>0,
因此函数y=在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,D符合.
9.解析 (1)易知函数的定义域为(0,+∞),f'(x)=6x-.令f'(x)=0,解得x=或x=-(舍去).
当0<x<时,f'(x)<0,则f(x)在上单调递减;当x>时,f'(x)>0,则f(x)在上单调递增.故函数f(x)的单调递减区间为,单调递增区间为.
(2)易知函数的定义域为(-∞,+∞),
f'(x)=(x2)'e-x+x2(e-x)'=2xe-x-x2e-x=e-x(2x-x2),令f'(x)=0,得x=0或x=2.
当x<0时,f'(x)<0,则f(x)在(-∞,0)上单调递减;当0<x<2时,f'(x)>0,则f(x)在(0,2)上单调递增;当x>2时,f'(x)<0,则f(x)在(2,+∞)上单调递减.故f(x)的单调递减区间为(-∞,0)和(2,+∞),单调递增区间为(0,2).
(3)易知函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
f'(x)=1-,令f'(x)=0,得x=-1或x=1.
当x<-1时, f'(x)>0,则f(x)在(-∞,-1)上单调递增;当-1<x<0时, f'(x)<0,则f(x)在(-1,0)上单调递减;当0<x<1时, f'(x)<0,则f(x)在(0,1)上单调递减;当x>1时, f'(x)>0,则f(x)在(1,+∞)上单调递增.故函数f(x)的单调递减区间为(-1,0)和(0,1),单调递增区间为(-∞,-1)和(1,+∞).
易错警示 要注意函数的单调区间是其定义域的子集,故利用导数求函数的单调区间时,要先确定其定义域.
10.解析 (1)f'(x)=+2ax,
由题意得f'(1)=-3,即1+2a=-3,解得a=-2.
(2)由(1)可知f(x)=ln x-2x2,
则f'(x)=-4x=,x>0,
令f'(x)>0,即>0,得0<x<;令f'(x)<0,即<0,得x>.
所以函数f(x)在上单调递增,在上单调递减.
11.A 解法一:令t(x)=ax+3,则t(x)在(1,3)上单调递减,且t(x)=ax+3>0在(1,3)上恒成立,
所以解得-1≤a<0.
解法二:f'(x)=,
由题意得f'(x)=≤0(仅在个别点处等于0)在区间(1,3)上恒成立,
则或解得-1≤a<0.
12.C 由f(x)=++ax+1,可得f '(x)=x2+ax+a,
因为函数f(x)存在三个单调区间,所以f '(x)=0有两个不相等的实数根,
则Δ=a2-4a>0,解得a<0或a>4,
即实数a的取值范围是(-∞,0)∪(4,+∞).
13.答案 1
解析 f'(x)=3kx2-6(k+1)x.
若f(x)的单调递减区间为(0,4),则3kx2-6(k+1)x<0的解集为(0,4),
所以0+4=,解得k=1,经检验,符合题意.
14.答案 x3-4x(答案不唯一)
解析 因为f(x)在区间(-∞,-2),(2,+∞)上单调递增,所以当x∈(-∞,-2)∪(2,+∞)时,f'(x)>0,
又f(x)的导函数f'(x)为偶函数,
所以可令f'(x)=x2-4,
则f(x)的解析式可以为f(x)=x3-4x.
15.解析 (1)当a=2时, f(x)=x3-2x2-4x+1,
则f'(x)=3x2-4x-4,
从而f(1)=-4, f'(1)=-5,
故所求切线方程为y+4=-5(x-1),即5x+y-1=0.
(2)易知函数f(x)的定义域为R, f'(x)=3x2-2ax-a2=(3x+a)(x-a),令f'(x)=0,解得x=-或x=a.
当->a,即a<0时,由f'(x)>0,得x<a或x>-,由f'(x)<0,得a<x<-,则f(x)在(-∞,a)和上单调递增,
在上单调递减;
当-=a,即a=0时, f'(x)≥0恒成立,且只在有限个点处为0,故f(x)在R上单调递增;
当-<a,即a>0时,由f'(x)>0,得x<-或x>a,由f'(x)<0,得-<x<a,则f(x)在和(a,+∞)上单调递增,在上单调递减.
综上,当a<0时, f(x)在(-∞,a)和上单调递增,在上单调递减;
当a=0时, f(x)在R上单调递增;
当a>0时, f(x)在和(a,+∞)上单调递增,在上单调递减.
能力提升练
1.C
2.D
4.D
5.C
6.CD
7.A
8.B
9.AC
11.B
12.C
1.C 对于A,由题图得,若函数f(x)单调递减,则其导函数f'(x)应恒为负值,且从左往右呈现先增后减的趋势,导函数图象不符合;
若导函数f'(x)单调递减,则函数f(x)应先增后减,原函数图象不符合,故A错误.
对于B,由题图得,若函数f(x)先增后减,则其导函数f'(x)的值应先正后负,导函数图象不符合;
若导函数f'(x)先增后减,则函数f(x)应先增后减,原函数图象不符合,故B错误.
对于C,由题图得,当过原点的曲线为导函数f'(x)的图象时,另一条曲线符合f(x)的图象,故C正确.
对于D,由题图得,若导函数f'(x)先减后增,则函数f(x)应先增后减再增,原函数图象不符合;
若函数f(x)先减后增,则其导函数f'(x)的值应先负后正,导函数图象不符合,故D错误.
2.D 对于A,要使函数f(x)有意义,则
即得x<-3或-3<x<-2或-2<x<-1或x>-1,所以函数f(x)的定义域为(-∞,-3)∪(-3,-2)∪(-2,-1)∪(-1,+∞),故A不正确;
对于B,由题图知函数f(x)的图象过原点,而f(0)=≠0,故B不正确;
对于C, f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞),且f(0)=0, f'(x)=,当x∈(0,+∞)时, f'(x)>0, f(x)单调递增,与题图不符,故C不正确;
对于D, f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞),且f(0)=0,f'(x)=,当x<-1时, f'(x)<0,当-1<x<1时, f'(x)>0,当x>1时, f'(x)<0,所以f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递减,在(-1,1)上单调递增,与题图相符,故D正确.
3.答案 (-3,-1)∪(0,1)
解析 因为f(x)是奇函数,所以f(x)的图象关于原点对称,
结合题图可知,f(x)在区间(-3,-1),(1,3)上单调递减,此时f'(x)<0;
f(x)在区间(-1,1)上单调递增,此时f'(x)>0.
所以>0的解集为(-3,-1)∪(0,1).
4.D 由|x|-1>0,得x<-1或x>1,故f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞),
因为f(-x)=lg(|x|-1)+2-x+2x=f(x),所以f(x)为偶函数.
当x>1时,易知y=lg(|x|-1)=lg(x-1)单调递增,
y=2x+2-x的导数为y'=2xln 2+2-xln=(2x-2-x)·ln 2,易知2x-2-x>2-2-1=>0,故y'>0在(1,+∞)上恒成立,所以y=2x+2-x在(1,+∞)上单调递增,
故f(x)在(1,+∞)上单调递增,
则由f(x+1)<f(2x),得解得x>1或x<-2.
5.C 易知a,b,c>0,a2=-2+=-2+=-2=,c2=1-+=-<a2,∴c<a.
令g(x)=ln x-+(x>1),则g'(x)=--=,
令f(x)=2-x-1(x>1),则f'(x)=-1<0在(1,+∞)上恒成立,∴f(x)在(1,+∞)上单调递减,
∴f(x)<f(1)=0,故g'(x)<0,
∴g(x)在(1,+∞)上单调递减,即g(x)<g(1)=0,
∴当x>1时,ln x<-,则ln <-,即b<a,结合选项知选C.
6.CD 对于A,令g(x)=ex·x2,则g'(x)=ex·x2+2xex=ex(x2+2x),令g'(x)>0,得x<-2或x>0,所以g(x)=ex·x2在(-∞,-2)和(0,+∞)上单调递增,而函数f(x)的定义域为R,所以f(x)=x2不具有M性质,所以A不满足题意;
对于B,令g(x)=exsin x,则g'(x)=exsin x+excos x=ex(sin x+cos x)=exsin,显然g(x)不单调,所以B不满足题意;
对于C,令g(x)=ex·2-x,则g'(x)=ex·2-x+2-xln=ex·2-x,显然g'(x)>0恒成立,所以g(x)在R上单调递增,又f(x)的定义域为R,所以f(x)=2-x具有M性质,所以C满足题意;
对于D,令g(x)=ex·ln x(x>0),则g'(x)=exln x+(x>0),令y=ln x+(x>0),则y'=-=(x>0),当0<x<1时,y'<0,当x>1时,y'>0,所以y=ln x+在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,所以y=ln x+≥1,所以g'(x)>0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,又f(x)的定义域为(0,+∞),所以f(x)=ln x具有M性质,所以D满足题意.
7.A 设f(x)=x-ln x(x>0),则f'(x)=1-=,
当x∈(0,1)时, f'(x)<0,当x∈(1,+∞)时, f'(x)>0,所以f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.
若x1>x2>1,则f(x1)>f(x2),即x1-ln x1>x2-ln x2,故充分性成立;
若x1-ln x1>x2-ln x2,即f(x1)>f(x2),则x1>x2>1或0<x1<x2<1,故必要性不成立.
所以“x1>x2>1”是“x1-ln x1>x2-ln x2”的充分不必要条件.
8.B 构造函数g(x)=(x>0),则g'(x)=,
当x>0时,xf'(x)-f(x)<0,所以g'(x)<0,则g(x)在(0,+∞)上单调递减,
又f(-3)=0, f(x)为定义在R上的奇函数,
所以f(3)=-f(-3)=0,则g(3)==0,
所以当x∈(0,3)时,g(x)>0,当x∈(3,+∞)时,g(x)<0,
则当x∈(0,3)时, f(x)>0,当x∈(3,+∞)时, f(x)<0,
又f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,
且当x∈(-∞,-3)时, f(x)>0,当x∈(-3,0)时, f(x)<0.
综上可得,不等式f(x)>0的解集为(-∞,-3)∪(0,3).
9.AC 设函数f(x)=,x>0且x≠1,
则f'(x)==-,x>0且x≠1,
令g(x)=f'(x),则g'(x)=,x>0且x≠1,
当x很大时,g'(x)<0,此时f'(x)单调递减,且f'(x)>0,故当x很大时,随着x的增大,φ(x)的值增大,且增长速度变慢,故A正确,B错误;
当x很大时,在区间(x,x+n)(n是一个较大常数)内,函数φ(x)的值增长得慢,素数的个数随x的增大而减少,故C正确;≈2.89>2,故D错误.
10.答案 (1,+∞)
解析 设g(x)=f(x)+ln x(x>0),则g'(x)=f'(x)+>0,所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
不等式f(ex)+x>0可化为f(ex)+ln ex>f(e)+ln e,即g(ex)>g(e),所以ex>e,解得x>1.
11.B 由已知得f '(x)=(x>0),
令g(x)=2ax2-4ax-1,
因为f(x)在(1,3)上不单调,所以f '(x)在(1,3)上有变号零点,即g(x)在(1,3)上有变号零点.
当a=0时,g(x)=-1,不成立;
当a≠0时,只需g(1)·g(3)<0,即(-2a-1)(6a-1)<0,解得a<-或a>,
所以f(x)在(1,3)上不单调的充要条件是a<-或a>,结合选项知f(x)在(1,3)上不单调的一个充分不必要条件可以是a>.
12.C 当x≤0时, f(x)=ax+cos x,则f'(x)=a-sin x,
因为f(x)在R上单调递增,所以a-sin x≥0恒成立,即a≥sin x恒成立,所以a≥1;
当x>0时, f(x)=x3+ax2-a+4,则f'(x)=x2+2ax=x(x+2a)>0,
故f(x)=x3+ax2-a+4在x∈(0,+∞)上单调递增.
要想f(x)在R上单调递增,需满足a×0+cos 0≤×03+a×02-a+4,解得a≤3.
综上,a的取值范围是[1,3].
13.解析 (1)易得h(x)=ln x-ax2-2x,则h'(x)=-ax-2(x>0).因为h(x)在[1,4]上单调递减,所以当x∈[1,4]时,h'(x)=-ax-2≤0恒成立,即a≥-恒成立,
令G(x)=-,x∈[1,4],则a≥G(x)max,
而G(x)=-1,因为x∈[1,4],所以∈,所以G(x)max=-,所以a≥-.
又a≠0,所以实数a的取值范围是∪(0,+∞).
(2)易知h(x)的定义域为(0,+∞),h'(x)=-ax-2.
因为h(x)在(0,+∞)上存在单调递减区间,所以当x∈(0,+∞)时,-ax-2<0有解,即a>-有解.
设φ(x)=-,x>0,则a>φ(x)min,
而φ(x)=-1≥-1,
所以φ(x)min=-1,所以a>-1.
又a≠0,所以实数a的取值范围为(-1,0)∪(0,+∞).
易错警示 若f(x)在区间I上存在单调递减区间,则f'(x)<0在区间I上有解,此处注意不能错写成f'(x)≤0在区间I上有解,理由如下:若仅仅是x的有限个取值使得f'(x)=0成立,而其他取值使得f'(x)>0,则显然f'(x)≤0在区间I上有解,但f(x)在区间I上单调递增,不符合题意.
14.解析 (1)f'(x)==,a≠0,
若a<0,则当x∈(-∞,1-a)时, f'(x)<0, f(x)单调递减,当x∈(1-a,+∞)时, f'(x)>0, f(x)单调递增;
若a>0,则当x∈(1-a,+∞)时, f'(x)<0, f(x)单调递减,当x∈(-∞,1-a)时, f'(x)>0, f(x)单调递增.
综上,当a<0时, f(x)的单调递减区间为(-∞,1-a),单调递增区间为(1-a,+∞);当a>0时,f(x)的单调递减区间为(1-a,+∞),单调递增区间为(-∞,1-a).
(2)原不等式为≤+2x,即x≥2+2ln x-2xex.
因为x>0,所以≥==.
令t=x+ln x,则其在区间(0,+∞)上单调递增,
令x=,则t=<0;令x=1,则t=1>0,
所以存在唯一的x0∈,使得t=x0+ln x0=0,
令g(t)=et-t-1(t∈R),则g'(t)=et-1.
当t<0时,g'(t)<0,g(t)单调递减;当t>0时,g'(t)>0,g(t)单调递增,
所以g(t)≥g(0)=0,即et-t-1≥0,即et≥t+1.故ex+ln x≥x+ln x+1.
故x+ln x-ex+ln x≤x+ln x-(x+ln x+1)=-1,
所以≤=-2,当且仅当x+ln x=0,即x=x0时,等号成立,
故≥-2,解得a≤-或a>0,
即a的取值范围为∪(0,+∞).
1
学科网(北京)股份有限公司
$