【答案】(Ⅰ)单调增区间为(0,1),减区间为(1,??);(Ⅱ)a??e;(Ⅲ)没有实数根 【解析】
(Ⅰ)由已知知道函数f(x)的定义域为{x|x?0} ········· ··· 1分
/当a??1时,f(x)??x?lnx,所以f(x)??1?211?x? ··· ··· 2分 xx当0?x?1时,f/(x)?0;当x?1时,f/(x)?0
所以,f(x)的单调增区间为(0,1),减区间为(1,??). ······ ··· 4分
11,令f/(x)?0解得x?? ····· ··· 5分 xa11由f/(x)?0解得0?x??,由f/(x)?0解得??x?e
aa11从而f(x)的单调增区间为(0,?),减区间为(?,e) ······ ··· 6分
aa11所以,f(x)max?f(?)??1?ln(?)??3
aa(Ⅱ)因为,f(x)?a?/解得,a??e. ······················ ··· 8分 (Ⅲ)由(Ⅰ)知当a??1时,f(x)max?f(1)??1,
所以,|f(x)|≥1 ······················ ··· 9分 令g(x)?2lnx11?lnx?,则g/(x)? 2x2x//当0?x?e时,g(x)?0;当x?e时,g(x)?0
从而g(x)在(0,e)上单调递增,在(e,??)上单调递减
11??1 ··············· ··· 11分 e2lnx1? 所以,|f(x)|?g(x),即|f(x)|?x2lnx1?没有实数根. ··········· 所以,方程|f(x)|=··· 13分 x2所以,g(x)max?g(e)?29. (福建省莆田一中、泉州五中、漳州一中2015届高三上学期三校联考数学文22)对于函数f(x)(x?D),若x?D时,恒有f?(x)?f(x)成立,则称函数f(x)是D上 的“J函数”.
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(Ⅰ)当函数f(x)?mexlnx是定义域上的“J函数”时,求实数m的取值范围; (Ⅱ)若函数g(x)为?0,???上的“J函数”.
(ⅰ)试比较g(a)与ea?1g(1)的大小(其中a?0);
(ⅱ)求证:对于任意大于1的实数x1,x2,x3,…,xn均有
g(ln(x1?x2?????xn))?g(lnx1)?g(lnx2)??g(lnxn).
【答案】(Ⅰ) ?0,???;(Ⅱ)见解析 【解析】
ex (Ⅰ)由f(x)?melnx,可得f?(x)?m(elnx?),因为函数f(x)是J函数,
xxxexmexexx?0, )?melnx,即?0,因为所以m(elnx?xxxx所以m?0,即m的取值范围为?0,???. ……………………………………………………………4分 (Ⅱ)①构造函数h(x)?g(x)g?(x)?g(x)?h(x)??0, ,x??0,???,则xxee可得h(x)为?0,???上的增函数, ……………………………………………………………6分
g(a)g(1)a?1?,得g(a)?eg(1) aeeg(a)g(1)当a?1时,h(a)?h(1),即a?,得g(a)?ea?1g(1)
eeg(a)g(1)当0?a?1时,h(a)?h(1),即a?,得g(a)?ea?1g(1) .……………9分
ee当a?1时,h(a)?h(1),即
②因为x1?x2?????xn?x1,所以ln(x1?x2???xn)?lnx1, ……………10分 由①可知h(ln(x1?x2???xn))?h(lnx1),所以
g(ln(x1?x2???xn))g(lnx1)?, ln(x1?x2??xn)lnx1ee整理得
x1g(ln(x1?x2???xn))?g(lnx1),
x1?x2??xnx2g(ln(x1?x2???xn))xg(ln(x1?x2???xn))?g(lnx2), …, n?g(lnxn).
x1?x2??xnx1?x2??xn同理可得
把上面n个不等式同向累加可得
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g(ln(x1?x2?????xn))?g(lnx1)?g(lnx2)??g(lnxn) ……………………………14分
30. (全国百强校吉林省实验中学2015届高三上学期第三次模拟考试数学21).(本小题满分12分) 已知函数f?x??ex?cosx,g?x??x?sinx,其中e为自然对数的底数. (Ⅰ)求曲线y?f?x?在点(0,f(0))处的切线方程;
?π?(Ⅱ)若对任意x???,0?,不等式f?x?≥g?x??m恒成立,求实数m的取值范围;
?2?(Ⅲ)试探究当x?????π2,π?2??时,方程f(x)?g(x)?0解的个数,并说明理由.
【答案】(Ⅰ)y?x?1;(Ⅱ)?????,?π?2??;(Ⅲ)见解析
【解析】
(Ⅰ)依题意得,f?0??e0cos0?1, ···················f??x??excosx?exsinx, ·························f?(0)?1 ·······························所以曲线y?f?x?在点(0,f(0))处的切线方程为y?x?1. ··········(Ⅱ)等价于对任意x?????π2,0???,m≤[f(x)?g(x)]min. ···········设h(x)?f(x)?g(x),x???π???2,0??.
则h??x??excosx?exsinx?sinx?xcosx??ex?x?cosx??ex?1?sinx 因为x?????π2,0???,所以?ex?x?cosx≥0,?ex?1?sinx≤0,
所以h??x?…0,故h(x)在???π,0??单调递增, ················?2?因此当x??π?2时,函数h(x)取得最小值h??????2????2; ···········所以m≤??2,即实数m的取值范围是??π????,?2??. ·············(Ⅲ)设H(x)?f(x)?g(x),x?[?π2,π2].
①当x?????π2,0???时,由(Ⅱ)知,函数H(x)在???π,0??单调递增,
?2?故函数H(x)在??π???2,0?至多只有一个零点,
?
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4分 5分
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?????π?又H?0??1?0,H??????0,而且函数H(x)在??,0?上是连续不断的,
2?2??2??π?因此,函数H(x)在??,0?上有且只有一个零点. ············· 9分
?2??π?②当x??0,?时,f(x)?g(x)恒成立.证明如下:
?4?π?π?设?(x)?ex?x,x?[0,],则??(x)?ex?1≥0,所以?(x)在?0,?上单调递增,
4?4??π?所以x??0,?时,?(x)??(0)?1,所以ex?x?0,
?4??π?又x??0,?时,cosx≥sinx?0,所以ex?cosx?xsinx,即f(x)?g(x).
?4??π?故函数H(x)在?0,?上没有零点. ···················· 10分
?4??ππ??ππ?③当x??,?时,H?(x)?ex(cosx?sinx)?sinx?xcosx?0,所以函数H(x)在?,?上单调递减,故函
?42??42??ππ?数H(x)在?,?至多只有一个零点,
?42?π2ππππ?ππ?(e4?)?0,H()???0,而且函数H(x)在?,?上是连续不断的, 又H()?42422?42??ππ?因此,函数H(x)在?,?上有且只有一个零点. ·············· 11分
42???ππ?综上所述,x???,?时,方程f(x)?g(x)?0有两个解. ·········· 12分
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