高中数学同步题库含详解76利用导数研究函数的图像与性质(4)

2018-12-17 16:15

令 ??=1 可得等号左式的值为 3,右侧为 0;

令 ??=2 可得等号左式的值为 5,右侧为 7ln2≈4.85<5; 令 ??=3 可得等号左式的值为 9+,右侧为 18? ln3>10.

33综上得 ??∈ 2,3 ,即 2

18. B 【解析】因为 ?? ??? =?? ?? , 所以函数 ?? ?? 为偶函数, 因为当 ??=0,?? ?? =0 时, 所以要求函数 ?? ?? 有 5 个零点,

只要求出当 ??>0 时,?? ?? 有 2 个零点即可, 分别 ??=e?? 与 ??=????? 的图象,如图所示,

2

2

设直线 ??=????? 与 ??=e?? 相切, 切点为 ??0,??0 , 所以 ???=e??, 所以 ??=e??0=所以 ??0=1. 所以 ???=e,

因为当 ??>0 时,?? ?? 有 2 个零点即可. 所以 ???>e, 所以 ??

19. C 【解析】因为当 ??>0 时,函数 ?? ?? =ln?????+1 有 ??? ?? =???1=根据奇函数的对称性,作出其函数图象如图所示:

1

1?????

e??0??0

所以函数 ?? ?? 在 0,1 上单调递增,在 1,+∞ 上单调递减,当 ??=1 时函数有极大值为 ?? 1 =0,

由函数图象可知 ??=e?? 和 ??=?? ?? 有两个不同交点. 20. B

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【解析】函数 ?? ?? =ln???2??+6 的定义域为 0,+∞ , ??? ?? =?2=

??

11

1?2????

.令 ??? ?? =0,解得 ??=.

2

1

当 00,函数 ?? ?? 单调递增; 当 ??> 时,??? ?? <0,函数 ?? ?? 单调递减.

21

1

所以当 ??=2 时,函数 ?? ?? 取得极大值即最大值. ?? 2 =ln2?1+6=5?ln2>0.

当 ??>0 且 ??→0 时,?? ?? →?∞;当 ??→+∞ 时,?? ?? →?∞. 故函数 ?? ?? 有且只有两个零点.

21. A 【解析】由 ??? ?? =3??2+2????+??,??1,??2 是方程 3??2+2????+??=0 的两根,又 ??2>??1,由 3 ?? ?? 2+2???? ?? +??=0,则有两个 ?? ?? 使等式成立,即 ?? ?? =??1,?? ?? =??2,又因为 ??1=?? ??1 ,??2>??1=?? ??1 ,由图象可知有三个交点.

1

1

22. C 【解析】由题意,??? ?? =

4

?? 2??? e??,

所以 ??<0 或 ??>2 时,??? ?? <0,函数单调递减,00,函数单调递增, 所以 ??=2 时,函数取得极大值 2,

e

2 ?? ?? 关于 ?? 的方程 ?? ?? +

2

???=0 有四个相异实根,

2

2

则 ??+???=0 的一根在 0, ,另一根在 ,+∞ 之间,

??ee所以 ?e+??<0,

e2

2

所以 ??>e+e.

23. A 24. D 【解析】因为 ?? ?? =??3?3????, 所以 ??? ?? =3??2?3??=3 ??2??? , 因为 ?? ?? 存在唯一零点, 所以 ?? ?? 在 ?? 上单调,

即 ??? ?? ≥0 恒成立,或 ??? ?? ≤0 恒成立, 所以 3 ??2??? ≥0 恒成立,??2≥?? 恒成立, 所以 ??≤0,3 ??2??? ≤0 不能恒成立, 所以 ?? 的取值范围为 ?∞,0 . 25. D

【解析】??? ?? =6????2?6????=6?? ??????? ,由 ??? ?? =0 得 ??=0 或 ??=??.

??

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因为函数 ?? ?? 有两个不同零点,又 ?? 0 =10,则 ?? ?? =0,即 2??? ?? ?3??? ?? +10=0,整理得 ??3=10??2, 所以 3lg??=1+2lg??,

所以 5lg2??+9lg2??=5lg2??+9 3+3lg?? =9 lg??+9 +9. 所以当 lg??=? 时,5lg2??+9lg2?? 的最小值是 .

9

9

2

5

2????

2??2?2?????2??

??

2

1

2

2

22

5

??

??3??2

26. A 【解析】令 ?? ?? =??2?2??ln???2????,??? ?? =2???令 ??? ?? =0,所以 ??2????????=0, 因为 ??>0,??>0,所以 ??0=

??+ ??2+4??2

?2??=

=?? ??2???????? ,

当 ??∈ 0,??0 时,??? ?? <0,所以 ?? ?? 在 0,??0 上单调递减, 当 ??∈ ??0,+∞ 时,??? ?? >0,所以 ?? ?? 在 ??0,+∞ 上单调递增,

2??0?2??ln??0?2????0=0,?? ??0 =0,又 ?? ?? =0 有唯一解,所以 即 2

??? ??0 =0,??0?????0???=0,

两式相减得:2??ln??0+????0???=0?2ln??0+??0?1=0???0=1, 所以 ??=.

21

27. D 【解析】若 ??>0,则 ?? ??? =e??+????=?? ?? ,同理,当 ??<0 时,?? ??? =?? ?? , 所以 ?? ?? 是偶函数, 又 ?? 0 =0,

所以 ??=0 是 ?? ?? 的一个零点, 因为 ?? ?? 有三个零点,

所以 ?? ?? 在 0,+∞ 上只有一个零点. 当 ??>0 时,令 ?? ?? =0 得 e??=?????,

e??0=???,所以直线 ??=????? 与 ??=e?? 相切.设切点坐标为 ??0,??0 .则

?????0=e??0,解得 ??0=1,??=?e.

28. D 【解析】因为曲线 ??=?? ?? 上存在不同的两点,使得曲线在这两点处的切线都与 ?? 轴垂直, 所以 ??? ?? =??+ ???1 e???=0 有两个不同的解,即得 ??= 1??? e??? 有两个不同的解, 设 ??= 1??? e???,则 ???= ???2 e???, 所以 ??<2,???<0,??>2,???>0, 所以 ??=2 时,函数取得极小值 ?e?2, 所以 0>??>?e?2.

29. C 【解析】设 ?? ?? =e?? 3???1 ,?? ?? =???????, 则 ??? ?? =e?? 3??+2 ,

所以 ??∈ ?∞,?3 时,??? ?? <0,?? ?? 单调递减, ??∈ ?3,+∞ 时,??? ?? >0,?? ?? 单调递增, 所以 ??=?3 时,取最小值 ?3e?3, 所以 ?? 0 =?1

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2

2

2

2

?? 1 ??? 1 =2e>0,

直线 ?? ?? =??????? 恒过定点 1,0 且斜率为 ??, 所以 ?? ?1 ??? ?1 =?4e?1+2??>0, 所以 ??>e,??<1, 所以 ?? 的取值范围 e,1 . 30. B

2??2?3??,

31. C 32. D 【解析】函数 ?? ?? = ??

,e??则函数 ??=

??e??2

2

??>0

的图象上存在两点关于 ?? 轴对称, ??<0

,??<0 的图象关于 ?? 轴对称变换后,与 ??=2??2?3??,??>0 的图象有交点,即

2??2?3??e??e??

??e??=2??2?3?? 有正根,即 ??=令 ?? ?? =

2??2?3??e??

有正根, ,

,则 ??? ?? =

12

?2??2+7???3

令 ??? ?? =0,则 ??=,或 ??=3,

由 03 时,??? ?? <0,由 23 时,??? ?? >0, 可知当 ??=2 时,?? ?? 取极小值 ?e?2,当 ??=3 时,?? ?? 取极大值 9e?3, 又由当 ??→0 或 ??→+∞ 时,?? ?? →0,

故当 ??= 时,?? ?? 取最小值 ?e,当 ??=3 时,?? ?? 取最大值 9e?3,

21

?

1211

1

1

即实数 ?? 的取值范围是 ?e,9e?3 . 33. D 34. C 【解析】令 ?? ??1 =?????1,

则 ?? ??1 =?????1 在 ??1∈ 0,1 上单调递减,且 ?? 0 =??,?? 1 =???1.

2??2

令 ?? ??2 =??2e,

2??2则 ??? ??2 =2??2e??2+??2e=??2e??2 ??2+2 ,且 ?? 0 =0,?? ?1 =e,?? 1 =e. 2??2若对任意的 ??1∈ 0,1 ,总存在唯一的 ??2∈ ?1,1 ,使得 ??1+??2e???=0 成立,

1

?

1

2即 ?? ??1 =?? ??2 ,

则 ?? ??1 =?????1 的最大值不能大于 ?? ??2 的最大值, 即 ?? 0 =??≤e,

因为 ?? ??2 在 ?1,0 上单调递减,在 0,1 上单调递增, 所以当 ?? ??2 ∈ 0, 时,有两个 ??2 使得 ?? ??1 =?? ??2 .

e1

若只有唯一的 ??2∈ ?1,1 ,使得 ?? ??1 =?? ??2 , 则 ?? ??1 的最小值要比 e 大, 所以 ?? 1 =???1>e, 所以 ??>1+e,

故实数 ?? 的取值范围是 1+e,e . 35. B

【解析】由条件可知函数 ?? ?? 的值域为 0,1 ,方程 ?? ?? =0 的根为 0,?π,π,

1

1

11

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所以方程 ?? ?? ?? =0 的根为方程 ?? ?? =0 或 ?? ?? =?π 或 ?? ?? =π 的根,

显然方程 ?? ?? =0 有 3 个实根,?? ?? =?π 与 ?? ?? =π 均无实根, 所以方程 ?? ?? ?? =0 的实根个数为 3,即 ??=3;

由 ?? ?? =???2sin?? 是奇函数,先考虑 ??∈ 0,π 的图象,因 ??? ?? =1?2cos??, 由 ??? ?? >0 得 ??∈ 3,π ,可知 ?? ?? 在 3,π 上递增,

由 ??? ?? ≤0,得 ??∈ 0,3 ,可知 ?? ?? 在 0,3 上递减, 又 ?? 0 =0,?? π =π,

由图象关于原点对称得 ?? ?? 的示意图,

π

π

π

π

极小值为 ?? =? 3≈?0.7,极大值为 ?? ? ≈0.7.

333

方程 ?? ?? ?? =0 的实根为方程 ?? ?? =0 或 ?? ?? =?π 或 ?? ?? =π 的根, 显然方程 ?? ?? =0 有 3 个根,方程 ?? ?? =?π 与 ?? ?? =π 各有 1 个根, 从而方程 ?? ?? ?? =0 实根的个数为 5,即 ??=5; 记方程 ?? ?? =0 除 0 外的另外两个实根分别为 ??0,???0,

可知 ??0>1,方程 ?? ?? ?? =0 的实根为方程 ?? ?? =0 或 ?? ?? =??0 或 ?? ?? =???0 的根,显然方程 ?? ?? =0 有 3 个根,

方程 ?? ?? =??0 与 ?? ?? =???0 各有 1 个根, 从而方程 ?? ?? ?? =0 根的个数为 5,即 ??=5, 故 ??+??+??=13.

36. A 【解析】因为函数 ?? 2??? =?? ?? 可得图象关于直线 ??=1 对称,且函数为偶函数则其周期为 ??=2,

又因为 ??? ?? =???1=象如图所示:

1

1?????

πππ

,当 ??∈ 1,2 时有 ??? ?? ≤0,则函数在 ??∈ 1,2 为减函数,作出其函数图

第20页(共48页)


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