导数大题训练解析(4)

2019-03-22 09:03

11f(?)??1?ln()??1?ln(?a)a?a故f(x)的极大值即为最大值,, ………13分

所以2??1?ln(?a),

a??解得

1e3.

14.已知函数(II)求

f?x???x?k?ex在区间

,(I)求

f?x?的单调区间;

f?x??0,1?上的最小值。

/x/f?x?(??,k?1)f(x)?(x?k?1)ef解:(I),令(x)?0?x?k?1;所以在上递减,

在(k?1,??)上递增;

(II)当k?1?0,即k?1时,函数

f?x?在区间

?0,1?上递增,所以f(x)min?f(0)??k;

f?x?在区间

当0?k?1?1即1?k?2时,由(I)知,函数

k?1f(x)?f(k?1)??emin递增,所以;

?0,k?1?上递减,(k?1,1]上

当k?1?1,即k?2时,函数

f?x?在区间

?0,1?上递减,所以f(x)min?f(1)?(1?k)e。

f(x)?x?15.设函数

1?alnx(a?R).x

(I)讨论f(x)的单调性;

x和x2,记过点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))的直线的斜率为k,

(II)若f(x)有两个极值点1问:是否存在a,使得k?2?a?若存在,求出a的值,若不存在,请说明理由. 解(I)f(x)的定义域为(0,??).

1ax2?ax?1f'(x)?1?2??xxx2

2令g(x)?x?ax?1,其判别式??a?4.

2当|a|?2时,??0,f'(x)?0,故f(x)在(0,??)上单调递增.

)上,f'(x)?0,故f(x)在(0,??)上?>0,g(x)=0的两根都小于0,在(0,??当a??2时, 16

单调递增.

a?a2?4a?a2?4x1?,x2?a?2时,?>0,g(x)=022当的两根为,

0?x?x1时, f'(x)?0;当x1?x?x2时, f'(x)?0;当x?x2时, f'(x)?0,

(0,x1),(x2,??)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减. 故f(x)分别在

(II)由(I)知,a?2.

f(x1)?f(x2)?(x1?x2)?因为

x1?x2?a(lnx1?lnx2)x1x2,所以

k?f(x1)?f(x2)lnx?lnx21?1??a?1x1?x2x1x2x1?x2

lnx?lnx2k?2?a?1xx?1.于是x1?x2

又由(I)知,12lnx1?lnx2?1lnx1?lnx2?x1?x2.亦即 x?x12若存在a,使得k?2?a.则.即

x2?1?2lnx2?0(x2?1)(*)x2

1h(t)?t??2lntx?1,所以t再由(I)知,函数在(0,??)上单调递增,而2x2?11?2lnx2?1??2ln1?0.x21这与(*)式矛盾.故不存在a,使得k?2?a.

22f(x)?alnx?x?ax,a?0 16.设函数

(Ⅰ)求f(x)的单调区间;

2e?1?f(x)?ea(Ⅱ)求所有实数,使对x?[1,e]恒成立.

注:e为自然对数的底数.

22 (Ⅰ)解:因为f(x)?alnx?x?ax.其中x?0,所以

a2(x?a)(2x?a)f?(x)??2x?a??xx

由于a?0,所以f(x)的增区间为(0,a),减区间为(a,??)

17

(Ⅱ)证明:由题意得,f(1)?a?1?c?1,即a?c,由(Ⅰ)知f(x)在[1,e]内单调递增,

?f(1)?a?1?e?1,?2f(e)?a2?e2?ae?e2e?1?f(x)?e对x?[1,e]?要使恒成立,只要,解得a?e.

2f(x)?(a?1)lnx?ax?1 17.已知函数

(I)讨论函数f(x)的单调性;

(II)设a??1.如果对任意x1,x2?(0,??),|f(x1)?f(x2)?4|x1?x2|,求a的取值范围。

a?12ax2?a?1f'(x)??2ax?f(x)xx解:(Ⅰ)的定义域为(0,+∞). .

当a?0时,f'(x)>0,故f(x)在(0,+∞)单调增加; 当a??1时,f'(x)<0,故f(x)在(0,+∞)单调减少;

当-1<a<0时,令f'(x)=0,解得

x??a?12a. x?(0,?则当

a?1a?1)x?(?,??)2a时,f'(x)>0;2a时,f'(x)<0. a?1a?1)(?,??)2a单调增加,在2a单调减少.

故f(x)在

(0,?(Ⅱ)不妨假设 等价于

x1?x2,而a<-1,由(Ⅰ)知在(0,+∞)单调减少,从而

?x1,x2?(0,??),f(x1)?f(x2)?4x1?x2

?x1,x2?(0,??),f(x2)?4x2?f(x1)?4x1 ①

令g(x)?f(x)?4x,则

g'(x)?a?1?2ax?4x

①等价于g(x)在(0,+∞)单调减少,即

a?1?2ax?4?0x .

18

?4x?1(2x?1)2?4x2?2(2x?1)2a?2???2222x?12x?12x?1 从而

故a的取值范围为(-∞,-2].

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