第3章 第5节 导数与不等式恒(能)成立问题(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考数学大一轮复习学案(创新版)
2026-08-10
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摘要:
**基本信息**
聚焦导数应用核心题型,通过切线、单调性、恒成立等问题构建“导数工具—函数性质—参数求解”的逻辑链条,强化数学思维与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|导数几何意义|1题|切线方程求解|导数与切线斜率的对应,方程思想的应用|
|单调性与极值|2题|含参函数单调性讨论|导数符号与函数增减性的关系,分类讨论思想|
|恒成立与存在性|4题|参数范围求解|函数最值与不等式恒成立的转化,化归思想|
内容正文:
限时规范训练(二十六)
(建议用时:45分钟 分值:64分)
单项选择题、填空题5分;多项选择题6分.
1.(15分)(2025·广东佛山二模)已知函数f(x)=ln x,g(x)=1-(x>0,a∈R).
(1)若曲线y=f(x)在点P(1,0)处的切线与曲线y=g(x)也相切,求a;
(2)若f(x)的图象恒在g(x)图象的上方,求a的取值范围.
解:(1)由题设f′(x)=,则f′(1)=1,则切线为y=x-1,由g′(x)=(x>0,a∈R),令g′(x)=1,可得x=且a>0,则g=1-,所以切线为y-=x-,则y=x+1-2,曲线y=f(x)在点P(1,0)处的切线与曲线y=g(x)也相切,则1-2=-1,即a=1.
(2)由f(x)的图象恒在g(x)图象的上方,则ln x-1+>0恒成立,所以a>x-x ln x在(0,+∞)上恒成立,对应y=x-x ln x,则y′=-ln x,当0<x<1时,y′>0,y=x-x ln x在(0,1)上单调递增,当x>1时,y′<0,y=x-x ln x在(1,+∞)上单调递减,所以ymax=1-1×ln 1=1,故a>1.所以a的取值范围为(1,+∞).
2.(15分)已知函数f(x)=ax+ln x-ax2.
(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性;
(2)若存在x0∈(1,+∞),使得f(x0)>0,求a的取值范围.
解:(1)当a=1时,f(x)=x+ln x-x2,x>0,则f′(x)=1+.令f′(x)=0,解得x=1或x=-(舍去).当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x>1时,f′(x)<0,f(x)单调递减.综上,f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
(2)由题可知f′(x)=,令h(x)=1+ax-2ax2=ax(1-2x)+1.当a≤0时,由x>1可知h(x)>0,即f′(x)>0,所以f(x)在(1,+∞)上单调递增.所以对任意x∈(1,+∞)都有f(x)>f(1)=0,符合题意.当a>0时,由2ax2-ax-1=0,解得x1=或x2=.因为x1<0,所以下面讨论x2与1的大小.当0<a<1时,x2>1,则f(x)在(1,x2)上单调递增.所以存在x0∈(1,x2),使得f(x0)>f(1)=0.当a≥1时,x1<x2≤1,对任意x∈(1,+∞)都有h(x)<0,即f′(x)<0,所以f(x)在(1,+∞)上单调递减,f(x)<f(1)=0恒成立,不符合题意.综上,当a∈(-∞,1)时,存在x0∈(1,+∞),使得f(x0)>0.
3.(17分)已知函数f(x)=x3+x2+ax.
(1)若f(x)在[1,+∞)上单调递增,求实数a的最小值;
(2)若函数g(x)=,对∀x1∈,∃x2∈,使f′(x1)≤g(x2)成立,求实数a的取值范围.
解:(1)由题设知,f′(x)=x2+2x+a≥0在[1,+∞)上恒成立,即a≥-(x+1)2+1在[1,+∞)上恒成立,而y=-(x+1)2+1在[1,+∞)上单调递减,则ymax=-3,所以a≥-3,所以a的最小值为-3.
(2)“对∀x1∈,∃x2∈≤g(x2)成立”等价于“当x∈时≤g(x)max”.因为f′(x)=x2+2x+a=(x+1)2+a-1在上单调递增,所以=f′(2)=8+a.而g′(x)=,由g′(x)>0,得x<1;由g′(x)<0,得x>1,所以g(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.所以当x∈时,g(x)max=g(1)=.由8+a≤,得a≤-8,所以实数a的取值范围为.
4.(17分)(2025·湖北武汉四调)已知函数f(x)=ex--1.
(1)若在(1,f(1))处的切线斜率为-1,求a;
(2)若f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
解:(1)因为f(x)=ex--1,
所以f′(x)=ex-,依题意f′(1)=e1-=-1,解得a=e.
(2)因为f(x)=ex--1的定义域为(0,+∞),又f(x)=ex-≥0,所以xex-ln x+a-x≥0恒成立,令g(x)=xex-ln x+a-x,x∈(0,+∞),则g′(x)=(x+1),令h(x)=ex-,x∈(0,+∞),则h′(x)=ex+>0,所以h(x)在(0,+∞)上单调递增,又=-2<0,h(1)=e-1>0,所以∃x0∈,使得h(x0)=0,即g′(x0)==0,则ln x0=-x0,所以当x∈(0,x0)时g′(x)<0,当x∈(x0,+∞)时g′(x)>0,所以g(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(x0)=-ln x0-x0+a=1+x0-x0+a≥0,所以a≥-1,即实数a的取值范围为[-1,+∞).
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