1?lnx?kx解:(I)f?(x)?, ex由已知,f?(1)?1?k?0,∴k?1. e1?lnx?1x(II)由(I)知,f?(x)?. ex设k(x)??lnx?1,则k?(x)??1x11??0,即k(x)在(0,??)上是减函数, x2x由k(1)?0知,当0?x?1时k(x)?0,从而f?(x)?0, 当x?1时k(x)?0,从而f?(x)?0.
综上可知,f(x)的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,??).
(III)由(II)可知,当x?1时,g(x)?xf?(x)≤0<1+e?2,故只需证明g(x)?1?e?2在0?x?1时成立.
当0?x?1时,ex>1,且g(x)?0,∴g(x)?1?xlnx?x?1?xlnx?x. ex设F(x)?1?xlnx?x,x?(0,1),则F?(x)??(lnx?2), 当x?(0,e?2)时,F?(x)?0,当x?(e?2,1)时,F?(x)?0, 所以当x?e?2时,F(x)取得最大值F(e?2)?1?e?2. 所以g(x)?F(x)?1?e?2.
综上,对任意x?0,g(x)?1?e?2.
23.(2012上海理)已知函数f(x)?lg(x?1).
(1)若0?f(1?2x)?f(x)?1,求x的取值范围;(6分)
(2)若g(x)是以2为周期的偶函数,且当0?x?1时,有g(x)?f(x),求函数
y?g(x)(x?[1,2])的反函数.(8分)
?2?2x?0解:(1)由?,得?1?x?1.
x?1?0? 由0?lg(2?2x)?lg(x?1)?lg2x??21x?1得1?2?2xx?1?10. ……3分
因为x?1?0,所以x?1?2?2x?10x?10,?2. ?x?133??1?x?1 由?2得?2. ……6?x?1331??3?x?3分
(2)当x?[1,2]时,2-x?[0,1],因此
y?g(x)?g(x?2)?g(2?x)?f(2?x)?lg(3?x). ……10分
由单调性可得y?[0,lg2].
因为x?3?10y,所以所求反函数是y?3?10x,x?[0,lg2]. ……14分
24. (2012上海文)已知函数f(x)?lg(x?1).
①若0?f(1?2x)?f(x)?1,求x的取值范围;
②如果g(x)是以2为周期的偶函数,且当0?x?1时,有g(x)?f(x),求函数y?g(x)
(1?x?2)的反函数.
?21?答案:①??,?
?33?②y?3?10x(0?x?lg2)
25.(2012四川理)(本小题满分14分)
an已知a为正实数,n为自然数,抛物线y??x?与x轴正半轴相交于点A,
22设f(n)为该抛物线在点A处的切线在y轴上的截距. (Ⅰ)用a和n表示f(n);
f(n)?1n3(Ⅱ)求对所有n都有成立的a的最小值; ?f(n)?1n3?1(Ⅲ)当0?a?1时,比较?k?1n27f(1)?f(n)1与?的大小,并说明理由. 4f(0)?f(1)f(k)?f(2k)
?
解:(1)由已知得,交点A的坐标为???
?
a?1n2,0?y???求导得,对xa22???
n
y??2x程
为
'则抛
n物线在点
nA
n处的
n切线方
y??2a(x?an2),即y??2ax?a.则f(n)?a
n(2)由(1)知f(n)=a即知,
f(n)?1n3n3,则?3成立的充要条件是?2n?1 af(n)?1n?1an?2n3?1对于所有的n成立,特别地,取n=2时,得到a≥17
当a?17,n?3时,
an?4?(1?3)?1?Cn?3?Cn?3?Cn?3??n12233n
?1?Cn?3?Cn?3?Cn?312233
?1?2n?321?n5(n?2)?(2n?5)? ???2?>2n3+1
当n=0,1,2时,显然(故当a=17时,
17)3n?2n?1
3f(n)?1?f(n)?1n对所有自然数都成立 n?13所以满足条件的a的最小值是
n17.
nk?1(3)由(1)知f(k)?a,则?下面证明:?k?1n1??f(k)?f(2k)k?1anf(1)?f(n)a?a1, ?k2kf(0)?f(1)1?a?na127f(1)?f(n)
??.f(k)?f(2k)4f(0)?f(1)首先证明:当0 3则g'(x)?所以,当0 *1x?x12?27x 427k,从而 4a由0 a?ak2k??k?1nn11 ??k2kf(k)?f(2k)k?1a?a27nk??4k?1a27a?a?? 41?an?1 27a?a??41?a27f(1)?f(n)??4f(0)?f(1)n 26.(2012四川文)(本小题满分14分) an已知a为正实数,n为自然数,抛物线y??x?与x轴正半轴相交于点A, 22设f(n)为该抛物线在点A处的切线在y轴上的截距. (Ⅰ)用a和n表示f(n); (Ⅱ)求对所有n都有 f(n)?1n?成立的a的最小值; f(n)?1n?1111??????与 f(1)?f(2)f(2)?f(4)f(n)?f(2n)(Ⅲ)当0?a?1时,比较 6?f(1)?f(n?1)的大小,并说明理由. f(0)?f(1) anananan或x??,0).由y'??2x知,解:(Ⅰ)令?x??0,得x?,则A(22222anan(x?).令x?0,得y?an,∴f(n)?an. 点A处的切线方程为y??222(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(n)?an,则 f(n)?1n?成立的充要条件是an?2n?1, f(n)?1n?1即知,an?2n?1对于所有的n成立,特别地,取n=1得到a?3. 1当a?3,n≥1时,an?3n?(1?2)n?1?Cn当n=0时,an?2n?1. ?2???2n?1. 故a?3时, f(n)?1n?对所有n都成立. f(n)?1n?1所以满足条件的a的最小值为3. (Ⅲ)由(Ⅰ)知f(k)?ak. 下面证明: 111f(1)?f(n?1)???????6?. f(1)?f(2)f(2)?f(4)f(n)?f(2n)f(0)?f(1)首先证明:当0?x?1时, 1?6x, x?x223设函数g(x)?6x(x2?x)?1,0?x?1,则g?(x)?18x(x?). 当0?x?时,g?(x)?0;当?x?1时,g?(x)?0. 故g(x)在(0,1)上的最小值g(x)min?g()??0, 所以当0?x?1时,g(x)?0,即得 1?6x. x?x21?6ak,从而 k2ka?a23192323由0?a?1知0?ak?1(k?N*),因此 111???? f(1)?f(2)f(2)?f(4)f(n)?f(2n)111 ????a?a2a2?a4an?a2na?an?1f(1)?f(n?1)2n?6(a?a???a)?6??6?. 1?af(0)?f(1)? 27.(2012天津理)(本小题满分14分)已知函数f(x)=x?ln(x+a)的最小值为0,其中a>0. (Ⅰ)求a的值; (Ⅱ)若对任意的x?[0,+?),有f(x)?kx2成立,求实数k的最小值;