1.(新课标1)已知函数有两个零点.
(I)求a的取值范围;(II)设x1,x2是的两个零点,证明:+x2<2.
解:(Ⅰ).(i)设,则,只有一个零点.(ii)设,则当时,;当时,.所以在上单调递减,在上单调递增.又,,取满足且,则,故存在两个零点.
(iii)设,由得或.若,则,故当时,,因此在上单调递增.又当时,,所以不存在两个零点.
若,则,故当时,;当时,.因此在单调递减,在单调递增.又当时,,所以不存在两个零点.综上,的取值范围为.
(Ⅱ)不妨设,由(Ⅰ)知,,在上单调递减,所以等价于,即.
由于,而,所以
.设,则.所以当时,,而,故当时,.从而,故.
2(新课标2)(I)讨论函数的单调性,并证明当>0时,
(II)证明:当时,函数有最小值.设g(x)的最小值为,求函数的值域.
解:(Ⅰ)的定义域为.且仅当时,,所以在单调递增,因此当时,所以
(II)由(I)知,单调递增,对任意因此,存在唯一使得即,当时,单调递减;当时,单调递增.因此在处取得最小值,最小值为于是,由单调递增所以,由得因为单调递增,对任意存在唯一的使得所以的值域是
综上,当时,有,的值域是
3. (新课标3)设函数f(x)=acos2x+(a-1)(cosx+1),其中a>0,记的最大值为A.
(Ⅰ)求f'(x);(Ⅱ)求A;(Ⅲ)证明≤2A.
解:(Ⅰ).(Ⅱ)当时,
因此,.当时,将变形为.
令,则是在上的最大值,,,且当时,取得极小值,极小值为.令,解得(舍去),.(ⅰ)当时,在内无极值点,,,,所以.(ⅱ)当时,由,知.
又,所以.
综上,. (Ⅲ)由(Ⅰ)得.当时,.当时,,所以.当时,,所以.
4(山东 )已知. ()讨论的单调性;
()当时,证明对于任意的成立
解(Ⅰ)的定义域为;.
当,时,,单调递增;,单调递减.当时,.(1),,当或时,,单调递增;当时,,单调递减;
(2)时,,在内,,单调递增;
(3)时,,当或时,,单调递增;
当时,,单调递减. 综上所述,
当时,函数在内单调递增,在内单调递减;
当时,在内单调递增,在内单调递减,在 内单调递增;当时,在内单调递增;当,在内单调递增,在内单调递减,在内单调递增.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,时,
,,令,.则,由可得,当且仅当时取得等号.又,设,则在单调递减,因为,所以在上存在使得时,时,,所以函数在上单调递增;在上单调递减,由于,因此,当且仅当取得等号,所以,即对于任意的恒成立。
5.(天津)设函数, R,其中, R.(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)若存在极值点,且,其中,求证:;
(Ⅲ)设,函数,求证:在区间上的最大值不小于
解:(Ⅰ)解:由,可得.下面分两种情况讨论:(1)当时,有恒成立,所以的单调递增区间为.
(2)当时,令,解得,或.当变化时,,的变化情况如下表:
+ | 0 | - | 0 | + | |
单调递增 | 极大值 | 单调递减 | 极小值 | 单调递增 | |
所以的单调递减区间为,单调递增区间为,.
(Ⅱ)证明:因为存在极值点,所以由(Ⅰ)知,且,由题意,得,即,进而.又,且,由题意及(Ⅰ)知,存在唯一实数满足,且,因此,所以;
(Ⅲ)证明:设在区间上的最大值为,表示两数的最大值.下面分三种情况同理:
(1)当时,,由(Ⅰ)知,在区间上单调递减,所以在区间上的取值范围为,因此
,所以.
(2)当时,,由(Ⅰ)和(Ⅱ)知,,,所以在区间上的取值范围为,因此
.
(3)当时,,由(Ⅰ)和(Ⅱ)知,,,所以在区间上的取值范围为,因此.综上所述,当时,在区间上的最大值不小于.
6(江苏) 已知函数f(x)=.
(1) 设a=2,b=.①求方程=2的根;
②若对任意,不等式恒成立,求实数m的最大值;
(2)若,函数有且只有1个零点,求ab的值.
解(1)因为,所以.①方程,即,亦即,所以,于是,解得.
②由条件知.因为对于恒成立,且,所以对于恒成立.而,且,所以,故实数的最大值为4.
(2)因为函数只有1个零点,而,
所以0是函数的唯一零点.因为,又由知,所以有唯一解.令,则,从而对任意,,所以是上的单调增函数,于是当,;当时,.因而函数在上是单调减函数,在上是单调增函数.下证.若,则,于是,又,且函数在以和为端点的闭区间上的图象不间断,所以在和之间存在的零点,记为. 因为,所以,又,所以与“0是函数的唯一零点”矛盾.若,同理可得,在和之间存在的非0的零点,矛盾.因此,.于是,故,所以.
7. (四川)设函数f(x)=ax2-a-lnx,其中a ∈R. (I)讨论f(x)的单调性;
(II)确定a的所有可能取值,使得f(x)>-e1-x+在区间(1,+∞)内恒成立(e=2.718…为自然对数的底数)。
解(I) <0,在内单调递减.,由=0,有.此时,当时, <0,单调递减;
当时, >0,单调递增.(II)令=, =.
则=.而当时, >0,所以在区间内单调递增.
又由=0,有>0,从而当时, >0.当,时, =.
故当>在区间内恒成立时,必有.当时, >1.
由(I)有,从而,所以此时>在区间内不恒成立.当时,令,当时,,因此,在区间单调递增.又因为,所以当时, ,即恒成立.综上,
8(浙江)设,函数,其中
(Ⅰ)求使得等式成立的x的取值范围
(Ⅱ)(i)求的最小值 (ii)求在上的最大值
解(I)由于,故当时,,
当时,.所以,使得等式成立的的取值范围为.(II)(i)设函数,,则
,,所以,由的定义知,即.(ii)当时,,当时,.所以,
.
9(北京)设函数f(x)=xe +bx,曲线y=f(x)d hko (2,f(2))处的切线方程为y=(e-1)x+4,
(I)求a,b的值; (I I) 求f(x)的单调区间。
解:(Ⅰ)因为,所以.依题设,即解得.(Ⅱ)由(Ⅰ)知.由即知,与同号.令,则.所以,当时,,在区间上单调递减;当时,,在区间上单调递增.故是在区间上的最小值,从而.综上可知,,,故的单调递增区间为.
10(上海)已知,函数.(1)当时,解不等式;
(2)若关于的方程的解集中恰好有一个元素,求的取值范围;(3)设,若对任意,函数在区间上的最大值与最小值的差不超过1,求的取值范围.
解:(1)由,得,解得.
(2),,当时,,经检验,满足题意.当时,,经检验,满足题意.当且时,,,.是原方程的解当且仅当,即;是原方程的解当且仅当,即.于是满足题意的.综上,的取值范围为.(3)当时,,,所以在上单调递减.函数在区间上的最大值与最小值分别为,.即,对任意成立.因为,所以函数在区间上单调递增,时,有最小值,由,得.故的取值范围为.
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