内容正文:
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专题十:函数与导数
例 题
已知函数f(x)=aex+x2,g(x)=sin+bx,直线l与曲线y=f(x)切于点(0,f(0)),且与曲线y=g(x)切于点(1,g(1)).
(1)求a,b的值和直线l的方程;
(2)证明:f(x)>g(x).
【解析】(1)解:f′(x)=aex+2x,g′(x)=cos+b,
f(0)=a,f′(0)=a,g(1)=1+b,g′(1)=b,
曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=ax+a,
曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线方程为y=b(x-1)+1+b,即y=bx+1.
依题意,有a=b=1,直线l的方程为y=x+1.
(2)证明:由(1)知f(x)=ex+x2,g(x)=sin+x.
设F(x)=f(x)-(x+1)=ex+x2-x-1,[来源:Zxxk.Com]
则F′(x)=ex+2x-1,
当x∈(-∞,0)时,F′(x)<F′(0)=0;
当x∈(0,+∞)时,F′(x)>F′(0)=0.
所以F(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,故F(x)≥F(0)=0.
设G(x)=x+1-g(x)=1-sin,[来源:学科网]
则G(x)≥0,当且仅当x=4k+1(k∈Z)时等号成立.
由上可知,f(x)≥x+1≥g(x),且两个等号不同时成立,因此f(x)>g(x).
【答案】(1)a=b=1,直线l的方程为y=x+1;(2)见解析.
基础回归
解析几何是高考中重要的题型之一,比重很大,灵活新颖,题型覆盖选择题,填空题,解答题.直接与函数导数有关的题型约占30分,间接与函数导数有关的题型约占80分.重要考查的知识点有指、对数函数,幂函数,二次函数,函数性质,导数的应用等.函数的教学贯穿整个高中,主要位于必修1,选修1-1.
规范训练
综合题(48分/60min)
1.(12分/15min)已知函数f(x)=bx-axln x(a>0)的图象在点(1,f(1))处的切线与直线y=(1-a)x平行.
(1)若函数y=f(x)在[e,2e]上是减函数,求实数a的最小值;
(2)设g(x)=,若存在x1∈[e,e2],使g(x1)≤成立,求实数a的取值范围.
【解析】∵f′(x)=b-a-aln x,[来源:学*科*网]
∴f′(1)=b-a,∴b-a=1-a,∴b=1.
则f(x)=x-axln x.
(1)∵y=f(x)在[e,2e]上为减函数,
∴f′(x)=1-a-aln x≤0在[e,2e]上恒成立,
即a≥在[e,2e]上恒成立.
∵函数h(x)=在[e,2e]上递减,
∴h(x)的最大值为,∴实数a的最小值为.
(2)∵g(x)==-ax,
∴g′(x)=-a=-2+-a=-2+-a,
故当=,即x=e2时,g′(x)max=-a.
若存在x1∈[e,e2],使g(x1)≤成立,
等价于当x∈[e,e2]时,有g(x)min≤.
当a≥时,g(x)在[e,e2]上为减函数,
∴g(x)min=g(e2)=-ae2≤,故a≥-.
当0<a<时,由于g′(x)=-2+-a在[e,e2]上为增函数,
故g′(x)的值域为.[来源:Zxxk.Com]
由g′(x)的单调性和值域知,
存在唯一x0∈(e,e2),使g′(x)=0,且满足:
当x∈[e,x0)时,g′(x)<0,g(x)为减函数;
当x∈(x0,e2]时,g′(x)>0,g(x)为增函数.
所以g(x)min=g(x0)=-ax0≤,x0∈(e,e2).
所以a≥-≥->-=,与0<a<矛盾,不合题意.
综上,实数a的取值范围为.
【答案】(1);(2).
满分规范
1.时间:你是否在限定时间内完成? □是 □否 2.步骤:答题步骤是否与标答一致? □是 □否
3.语言:答题学科用语是否精准规范?□是 □否 4.书写:字迹是否工整?卷面是否整洁?□是 □否
5.得分点:答题得分点是否全面无误?□是 □否 6.教材:教材知识是否全面掌握? □是 □否
2.(12分/15min)已知函数f(x)=(x+1)ln x-a(x-1).
(1)当a=4时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(2)若当x∈(1,+∞)时,f(x)>0,求a的取值范围.
【解析】(1)f(x)的定义域为(0,+∞).
当a=4时,f(x)=(x+1)ln x-4(x-1),f′(x)=ln x+-3,
f′(1)=-2,f(1)=0.
曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为2x+y-2=0.
(2)当x∈(1,+∞)时,f(x)>0等价于ln x->0.
设g(x)=ln x-,
则g′(x)=-=,g(1)=0.