导数大题训练解析(3)

2019-03-22 09:03

(0,e); 由上表可知,函数f(x)的单调递减区间是 单调递增区间是(e,??). 极小值是f(e)?0.

…………6分

g(x)?x2?alnx? (II)由

2a2,得g?(x)?2x??2.xxx 2x为[1,4]上单调减函数,

2x?…………7分

g(x)?x2?alnx? 又函数

? 则g(x)?0在[1,4]上恒成立,所以不等式

2a??02xx在[1,4]上恒成立.

a? 即

2?2x2x在[1,4]上恒成立.

…………10分

?(x)? 又

2?2x2x在[1,4]为减函数,

63.2

?(x)的最小值为?(4)?? 所以

a?? 所以

63.2

…………12分

f(x)?11.已知函数

12ax?(2a?1)x?2lnx(a?R)2.

(Ⅰ)若曲线y?f(x)在x?1和x?3处的切线互相平行,求a的值; (Ⅱ)求f(x)的单调区间;

2g(x)?x?2x,若对任意x1?(0,2],均存在x2?(0,2],使得f(x1)?g(x2),求a(Ⅲ)设

的取值范围.

f?(x)?ax?(2a?1)?解:

2x(x?0). ………………2分 a?23. ………………3分

??(Ⅰ)f(1)?f(3),解得

11

f?(x)?(Ⅱ)

(ax?1)(x?2)(x?0). ………………5分 x①当a?0时,x?0,ax?1?0,

在区间(0,2)上,f?(x)?0;在区间(2,??)上f?(x)?0,

故f(x)的单调递增区间是(0,2),单调递减区间是(2,??). ………………6分

0?a?11②当

2?2时,a,

(1,??)在区间(0,2)和a上,f?(x)?0(2,1;在区间

a)

上f?(x)?0, (1,??)(2,1故f(x)的单调递增区间是(0,2)和a,单调递减区间是a). …………7分?1f?((x?2)2a③当

2x)?时,2x, 故f(x)的单调递增区间是(0,??). ………8分 a?120?1?2④当

时,a,

(0,11在区间a)(2,??)(,2)和上,f?(x)?0;在区间a上f?(x)?0,

(0,1故f(x)的单调递增区间是a)(1a,2)和(2,??),单调递减区间是. ………9分

(Ⅲ)由已知,在(0,2]上有f(x)max?g(x)max. ………………10分

由已知,

g(x)max?0,由(Ⅱ)可知,

a?1①当2时,f(x)在(0,2]上单调递增,

f(x)max?f(2)?2a?2(2a?1)?2ln2??2a?2?2ln2,

ln2?1?a?1所以,?2a?2?2ln2?0,解得a?ln2?1,故

2. ……………11分

a?12f(x)(0,1][1,2]②当

时,在a上单调递增,在a上单调递减,

12

11f(x)max?f()??2??2lnaa2a故. a?由

111lna?ln?ln??12可知2e,2lna??2,?2lna?2,

所以,?2?2lna?0,

f(x)max?0, ………………13分

综上所述,a?ln2?1.

1f(x)?lnx?ax2?bx.212.设函数

a?b?(1)当

12时,求f(x)的最大值;

1aF(x)?f(x)?ax2?bx?P(x0,y0)处切线2x,(2)令(0?x?3),其图象上任意一点1的斜率k≤2恒成立,求实数a的取值范围;

(3)当a?0,b??1,方程2mf(x)?x有唯一实数解,求正数m的值. 【解析】(1)依题意,知f(x)的定义域为(0,+∞),

2a?b?

111f(x)?lnx?x2?x2时,42,

f'(x)?

111?(x?2)(x?1)?x??x222x(2′)令f'(x)=0,

解得x?1.(∵x?0)

因为g(x)?0有唯一解,所以g(x2)?0,当0?x?1时,

f'(x)?0,此时f(x)单调递增;

当x?1时,f'(x)?0,此时f(x)单调递减。

所以f(x)的极大值为

f(1)??34,此即为最大值………4分

13

F(x)?lnx?a(2)

x,x?(0,3],

k?F'(xx0?a0)?1x2则有

0≤2,在x0?(0,3]上恒成立, (?1x2所以a≥20?x0)max,x0?(0,3](8′)

?1当x0?1x2x1时,20?0取得最大值2,

1所以a≥2………8分

(3)因为方程2mf(x)?x2有唯一实数解,

所以x2?2mlnx?2mx?0有唯一实数解,

g(x)?x2?2mlnx?2mx, g'(x)?2x2?2mx?2m则x.令g'(x)?0,x2?mx?m?0.

m?m2?4因为m?0x?m,x?0,所以12?0(舍去), xm?m2?4m2?2,

当x?(0,x2)时,g'(x)?0,g(x)在(0,x2)上单调递减, 当x?(x2,??)时,g'(x)?0,g(x)在(x2,+∞)单调递增 当x?x2时,g'(x2)=0,g(x)取最小值g(x2).(12′)

??g(x?x22)?0,?2?2mlnx2?2mx则?g'(x2)?0,?2?0,2既??x2?mx2?m?0.

所以2mlnx2?mx2?m?0,因为m?0,所以2lnx2?x2?1?0(*)设函数h(x)?2lnx?x?1,因为当x?0时,

h(x)是增函数,所以h(x)?0至多有一解.

14

m?m2?4m?1x?1h(1)?022因为,所以方程(*)的解为,即,

m?12.…12分

解得

13.已知函数f(x)?ax?lnx(a?R).

(Ⅰ)若a?2,求曲线y?f(x)在x?1处切线的斜率; (Ⅱ)求f(x)的单调区间;

2gx()x??2x?2(Ⅲ)设

,若对任意

x??0,1?x1?(0,??),f(x1)?g(x2),

均存在2,使得

求a的取值范围. 解:(Ⅰ)由已知

f?(x)?2?1(x?0)x, ………………2分

f?(1)?2?1?3.

故曲线y?f(x)在x?1处切线的斜率为3. ………………4分 (Ⅱ)

f'(x)?a?1ax?1?(x?0)xx. ………………5分

①当a?0时,由于x?0,故ax?1?0,f'(x)?0

所以,f(x)的单调递增区间为(0,??). ………………6分 ②当a?0时,由f'(x)?0,得11(0,?)(?,??)??f(x)?0aa在区间上,,在区间上f(x)?0,

x??1a.

11(0,?)(?,??)a,单调递减区间为a所以,函数f(x)的单调递增区间为.

………………8分 (Ⅲ)由已知,转化为

f(x)max?g(x)max. ………………9分

g(x)max?2 ………………10分

由(Ⅱ)知,当a?0时,f(x)在(0,??)上单调递增,值域为R,故不符合题意.

33f(e)?ae?3?2,故不符合题意.) ………………11分 (或者举出反例:存在

11(0,?)(?,??)a上单调递增,在a当a?0时,f(x)在上单调递减,

15


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