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文档简介
第三章导数3.3.2导数的恒能成立问题、零点问题、不等式证明问题(针对练习)针对练习针对练习一利用导数处理恒成立问题1.已知函数.(1)讨论的单调性;(2)若在上恒成立,求实数a的取值范围.2.已知函数.(1)求函数的极值;(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.3.已知函数.(1)当时,恒成立,求实数的取值范围;(2)求函数的极值点.4.已知函数.(1)若在上仅有一个零点,求实数a的取值范围;(2)若对任意的,恒成立,求实数a的取值范围.5.已知函数.(1)若曲线在点处的切线与轴平行,求该切线的方程;(2)若,恒成立,求的取值范围.针对练习二利用导数处理能成立问题6.已知函数.(1)求函数的极值;(2)在内存在x,使不等式成立,求实数a的取值范围;7.已知函数f(x)=ax-2lnx.(1)讨论f(x)的单调性;(2)设函数g(x)=x-2,若存在,使得f(x)≤g(x),求a的取值范围.8.已知函数(1)当时,求曲线在点(0,f(0))处的切线方程;(2)若存在,使得不等式成立,求m的取值范围.9.已知函数.(1)证明:曲线在点处的切线l恒过定点;(2)若存在使得,求k的取值范围.10.已知,在上是单调递增函数.(1)求a的最小值;(2)当实数a取最小值时,若存在实数x使不等式成立,求实数k的取值范围.针对练习三利用导数处理恒、能成立结合问题11.已知,函数,.(1)求在上的最小值;(2)若对于任意,总存在,使得成立,求a的取值范围.(已知当时,函数在上单调递减,在上单调递增)12.已知函数.(注:是自然对数的底数)(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)若只有一个极值点,求实数a的取值范围;(3)若存在,对与任意的,使得恒成立,求的最小值.13.设函数,函数.(1)求证:方程仅有一个实根;(2)若对于任意的,总存在,使得,求实数的取值范围.14.已知函数.(1)求函数的单调区间;(2)若对任意,存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.15.设为实数,函数,.(1)若函数轴有三个不同交点,求的范围(2)对于,,都有,试求实数的取值范围.针对练习四利用导数讨论零点的个数16.已知函数.(1)讨论的单调性;(2)讨论在上的零点个数.17.已知,函数.(1)证明:在上有唯一的极值点;(2)当时,求在上的零点个数.18.已知函数.(1)当时,求的单调性及零点的个数;(2)当时,求的零点的个数.19.已知函数[1,.(1)若,求的最大值;(2)讨论y=f(x)零点的个数.20.已知函数(1)判断函数的单调性,并求出的极值;(2)设,讨论函数的零点个数.针对练习五根据零点个数求参数21.已知函数.(1)当时,求f(x)的极值;(2)若函数f(x)至少有两个不同的零点,求a的最大值.22.已知函数.(1)若在处取得极值,求在区间上的值域;(2)若函数有1个零点,求a的取值范围.23.已知函数.(1)求的极值;(2)若有两个零点,求实数m的取值范围.24.函数.(1)若函数有2个零点,求实数a的取值范围;(2)若在上的值域为,求实数a的值.25.已知函数.(1)若,求曲线在点(0,f(0))处的切线方程;(2)若方程有三个不同的根,求a的取值范围.针对练习六利用导数证明一般不等式26.已知函数,.(1)若在定义域上单调递减,求的取值范围;(2)若,,证明:当时,.27.已知.(1)当时,判断函数零点的个数;(2)求证:.28.已知函数.(1)求的最大值;(2)证明:.29.已知函数.(1)讨论函数的单调性;(2)当时,证明:.30.已知函数.(1)求的最小值;(2)若,证明:.针对练习七利用导数证明含n的不等式31.已知函数.(1)当时,求函数的最大值;(2)证明:对任意正整数n,32.已知函数,其中(1)若有两个极值点,记为①求的取值范围;②求证:;(2)求证:对任意恒有33.已知函数.(1)若曲线在处的切线与y轴垂直,求零点的个数;(2)若,且,求证:.34.已知函数.(1)求曲线在点处的切线方程;(2)证明:;(3)若且,证明:.35.已知函数.(1)求函数的单调区间;(2)证明:.第三章导数3.3.2导数的恒能成立问题、零点问题、不等式证明问题(针对练习)针对练习针对练习一利用导数处理恒成立问题1.已知函数.(1)讨论的单调性;(2)若在上恒成立,求实数a的取值范围.【答案】(1)答案见解析(2)【解析】【分析】(1)求导得,然后分情况讨论即可通过导函数的正负确定的单调性.(2)将问题先转化为在上恒成立.,构造函数,,对进行分情况讨论,求的最小值,即可求解.(1)的定义域是,.①当时,恒成立,所以在上单调递增;②当时,令,解得或(舍),令,解得,令,解得,所以在上单调递增,在上单调递减.(2)若在上恒成立,即在上恒成立.令,,则.当时,,,不符合题意;当时,在上恒成立,所以在上单调递减,又,所以,不符合题意;当时,若,即,在上恒成立,所以在上单调递增,又,所以在上恒成立,符合题意.若,即,令,解得,令,解得,所以在上单调递减,在上单调递增,所以,不符合题意;若,即,在上恒成立,所以在上单调递减,又,所以,不符合题意.综上所述,实数a的取值范围是.2.已知函数.(1)求函数的极值;(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.【答案】(1)极大值为;极小值为.(2).【解析】【分析】(1)由可得极值点为或,代入即可求得极值;(2)参变分离变形可得,令,只要即可.(1)根据题意,由,令可得或,或时,,时,,所以的递增区间为,递减区间为,所以极大值为,极小值为,(2),可得,由可得,令,由可得,当时,,为增函数,当,,为减函数,,所以,所以实数的取值范围为.3.已知函数.(1)当时,恒成立,求实数的取值范围;(2)求函数的极值点.【答案】(1)(2)答案见解析【解析】【分析】(1)由题意可得,令,将问题转化为,求出在上的最小值即可;(2)求导可得,分,,,讨论的正负,从而得到的单调性,进一步得到的极值点.(1)由可得:,即,令,则问题转化为,因为,所以当时,,单调递减;当时,,单调递增.所以,所以,故的范围为:.(2)因为,所以,当时,,当,,单调递减;当时,,单调递增,此时的极值点为;当时,令,得,,当时,,当和时,,单调递增;当时,,单调递减;所以此时的极值点为和;当时,,此时,单调递增,无极值点;当时,,当和时,,单调递增;当时,,单调递减;所以此时的极值点为和;综上所述:当时,极值点为;当时,无极值点;当或时,极值点为和.4.已知函数.(1)若在上仅有一个零点,求实数a的取值范围;(2)若对任意的,恒成立,求实数a的取值范围.【答案】(1)或(2)【解析】【分析】(1)求导,,分和讨论求解;(2)对任意的,恒成立,转化为在上恒成立求解.(1)解:,,当时,恒成立,所以在上单调递增.又,,所以此时在上仅有一个零点,符合题意;当时,令,解得;令,解得,所以在上单调递增,所以在上单调递减.要使在上仅有一个零点,则必有,解得.综上,当或时,在上仅有一个零点.(2)因为,所以对任意的,恒成立,等价于在上恒成立.令,则只需即可,则,再令,则,所以在上单调递增.因为,,所以有唯一的零点,且,所以当时,,当时,,所以在上单调递减,在上单调递增.因为,所以,设,则,所以函数在上单调递增.因为,所以,即.所以,则有.所以实数a的取值范围为.5.已知函数.(1)若曲线在点处的切线与轴平行,求该切线的方程;(2)若,恒成立,求的取值范围.【答案】(1);(2).【解析】【分析】(1)根据导数的几何意义,结合平行线的性质进行求解即可;(2)对已知不等式进行变形,构造函数,利用导数的性质分类讨论进行求解即可.(1)由题意得,则,得.又,所以该切线的方程为;(2)由,可得.令,,则,即,当时,令,得,令,得,所以在上单调递增,在上单调递减,当时,,即当时,在不恒成立;当时,,在上单调递减,恒有,所以,符合题意.综上,的取值范围为.【点睛】关键点睛:构造新函数,利用导数的性质分类讨论是解题的关键.针对练习二利用导数处理能成立问题6.已知函数.(1)求函数的极值;(2)在内存在x,使不等式成立,求实数a的取值范围;【答案】(1)极小值为,无极大值(2)【解析】【分析】(1)求导,利用导数讨论函数的单调性,由单调性判断极值情况,然后可得;(2)将问题转化为,结合(1)可知.(1)∵,定义域为∴设,可得或(舍),由,得;由,得,所以的单调增区间为,单调减区间为;当x变化时,,的变化情况如下表:1-0+单调递减单调递增当时,有极小值,并且极小值为,无极大值.(2)在内存在x,使不等式成立等价于,由(1)知所以,即a的取值范围为7.已知函数f(x)=ax-2lnx.(1)讨论f(x)的单调性;(2)设函数g(x)=x-2,若存在,使得f(x)≤g(x),求a的取值范围.【答案】(1)答案见解析;(2).【解析】【分析】(1)根据实数a的正负性,结合导数的性质分类讨论求解即可;(2)利用常变量分离法,通过构造函数,利用导数的性质进行求解即可.(1)当a≤0时,在(0,+∞)上恒成立;当a>0时,令得;令得;综上:a≤0时f(x)在(0,+∞)上单调递减;a>0时,f(x)在上单调递减,在上单调递增;(2)由题意知ax-2lnx≤x-2在(0,+∞)上有解则ax≤x-2+2lnx,.令,xg'(x)+0-g(x)↗极大值↘所以,因此有所以a的取值范围为:【点睛】关键点睛:运用常变量分离法利用导数的性质是解题的关键.8.已知函数(1)当时,求曲线在点(0,f(0))处的切线方程;(2)若存在,使得不等式成立,求m的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)利用导数求出切线的斜率,即可求出切线方程;(2)把题意转化为:存在,使得不等式成立,构造新函数,对m进行分类讨论,利用导数求,解不等式,即可求出m的范围.(1)当时,,定义域为R,.所以,.所以曲线在点(0,f(0))处的切线方程为:,即.(2)不等式可化为:,即存在,使得不等式成立.构造函数,则.①当时,恒成立,故在上单调递增,故,解得:,故;②当时,令,解得:令,解得:故在上单调递减,在上单调递增,又,故,解得:,这与相矛盾,舍去;③当时,恒成立,故在上单调递减,故,不符合题意,应舍去.综上所述:m的取值范围为:.9.已知函数.(1)证明:曲线在点处的切线l恒过定点;(2)若存在使得,求k的取值范围.【答案】(1)证明见解析(2)【解析】【分析】(1)利用的导数求出在点,的斜率,再求出其切线方程,最后证明过定点;(2)构造函数,讨论的范围,结合切线放缩及三角放缩得到的取值.(1)证明:由得,则,故切线l为,即,恒过定点.(2)即,设,令,则时,时,,所以,即,故当时,不成立;当时,对于,,,单调递增,,故存在唯一.使得,时,,符合题意;当时,对于有,则对任意的,都有成立.综上,k的取值范围是.10.已知,在上是单调递增函数.(1)求a的最小值;(2)当实数a取最小值时,若存在实数x使不等式成立,求实数k的取值范围.【答案】(1)2;(2).【解析】【分析】(1)结合已知条件,利用在恒成立问题即可求解;(2)根据已知条件对不等式分离参数,然后构造新函数,利用导函数求最值的方法即可求解.【详解】(1)由题意可知,在恒成立,故在恒成立,即,解得,故的最小值为2;(2)当时,存在实数x使不等式成立,由可知,存在实数x使不等式成立,即成立,不妨令,即,由,;;故在上单调递增,在单调递减,从而的最大值为,即,故实数k的取值范围为.针对练习三利用导数处理恒、能成立结合问题11.已知,函数,.(1)求在上的最小值;(2)若对于任意,总存在,使得成立,求a的取值范围.(已知当时,函数在上单调递减,在上单调递增)【答案】(1);(2).【解析】【分析】(1)根据二次函数对称轴是否在区间内,分为,,三种情况讨论即得解;(2)转化为,根据的单调性分,,三种情况求解,再分类讨论求解即可【详解】(1)因为,所以函数图象的对称轴方程.若,即,则在上单调递增,;若,即,则在上单调递减,在上单调递增,;若,即,则在上单调递减,.综上,(2)由题意知,原不等式等价于在内,成立,若,则在上单调递增,.若,则在上单调递减,在上单调递增,.若,则在上单调递减,.故当时,则,解得;当时,则,解得;当时,则,不等式无解;当时,则,因为,,所以不等式无解;当时,则,因为,所以不等式无解.综上,a的取值范围为.12.已知函数.(注:是自然对数的底数)(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)若只有一个极值点,求实数a的取值范围;(3)若存在,对与任意的,使得恒成立,求的最小值.【答案】(1)(2)(3)【解析】【分析】(1)根据导数的几何意义,结合点斜式求切线方程;(2)讨论的符号,判断的单调性,进而确定的零点;(3)要使取到最小值,则,分析可得结合零点代换处理.(1)当时,,故,故在点处的切线方程为,化简得.(2)由题意知有且只有一个根且有正有负.构建,则①当时,当时恒成立,在上单调递增,因为,所以有一个零点,即为的一个极值点;②当时,当时恒成立,即无极值点;③当时,当;当,所以在单调递减,在上单调递增,故,若,则即.当时,,当时,,设,故,故在上为增函数,故,故,故当时,有两个零点,此时有两个极值点.当时,当时恒成立,即无极值点;综上所述:.(3)由题意知,对与任意的,使得恒成立,则,又要使取到最小值,则.当时,,故,所以的最小值为e;当时,当时,,所以无最小值,即无最小值;当时,由(2)得只有一个零点,即且当时,,当时,,所以在上单调递减,在上单调递增,,此时,因,所以代入得,令,当时,,当时,,所以在上单调递减,在上单调递增,,此时,所以的最小值为.13.设函数,函数.(1)求证:方程仅有一个实根;(2)若对于任意的,总存在,使得,求实数的取值范围.【答案】(1)证明见解析;(2).【解析】【分析】(1)结合函数的单调性即可判断函数零点个数.(2)在上的最小值大于在上的最小值,计算函数的最小值并讨论函数的最大值即可.【详解】(1),所以当时,单调递减,当时,单调递增,故,又时时,,所以方程仅有一个实根;(2)由题意可知,在上的最小值大于在上的最小值.因为,当时,,此时函数单调递减;当时,,此时函数单调递增.,即函数在上的最小值为.函数为直线,当时,,显然不符合题意;当时,在上单调递增,的最小值为,则,与矛盾;当时,在上单调递减,的最小值为,则,即,符合题意.故实数的取值范围是.【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系.(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)考查数形结合思想的应用.14.已知函数.(1)求函数的单调区间;(2)若对任意,存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.【答案】(1)答案不唯一,具体见解析(2)【解析】【分析】(1)求出函数的定义域与导函数,令,求出所对应的两根,再对两根的大小关系分类讨论,分别求出函数的单调区间;(2))先求得,转化为,对任意恒成立,再构造函数,求其最小值得解.(1)解:因为,,所以,令,解得,,当时,,由得或,由得,所以在区间和上函数单调递增,在区间上函数单调递减.当时,,所以函数在单调递增,没有减区间.当时,,由得或,由得,所以在区间和上函数单调递增,在区间上函数单调递减.(2)解:由(1)知,当时,函数在上单调递增,故当时,,因为对任意,存在,使得不等式成立,所以,得,对任意恒成立.记,则,当时,,若,则,从而,所以函数在上单调递增,所以当时,,符合题意,若,则存在,使得,则在上单调递减,在上单调递增,从而当时,,说明当时,不恒成立,不符合题意,若,则,在上单调递减,所以当时,,不符合题意.综上,实数的取值范围是.15.设为实数,函数,.(1)若函数轴有三个不同交点,求的范围(2)对于,,都有,试求实数的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)利用导数分析函数的单调性,由此可求得函数的极大值和极小值;由条件,从而可得答案.(2)分析可知,利用导数求得函数在上的最小值,求出函数在上的最大值,可得出关于实数的不等式,由此可解得实数的取值范围.(1)由,解得或;由解得所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.又时,;时,函数轴有三个不同交点,则解得所以函数轴有三个不同交点,实数的取值范围(2)对于,,都有,则.由(1)可知,函数在上单调递减,在上单调递增,故当时,,因为,且,则且不恒为零,故函数在上单调递增,故,由题意可得,故.所以实数a的取值范围为针对练习四利用导数讨论零点的个数16.已知函数.(1)讨论的单调性;(2)讨论在上的零点个数.【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析.【解析】【分析】(1)求得,对参数进行分类讨论,根据不同情况下导数的正负即可判断对应的单调性;(2)根据(1)中所求函数的单调性,结合零点存在定理,逐一分析每种情况下函数零点的个数即可.(1)因为,则,当时,,此时在上单调递减;当时,令,可得,则当时,,单调递增,当时,,单调递减.综上所述:当时,在上单调递减;当时,在单调递增,在上单调递减.(2)当时,在上单调递减,又,故当时,,故此时在无零点;当时,,故在单调递减,同时,此时在无零点;当时,,故在单调递增,在单调递减,,若,即时,,故在无零点;若,即时,,此时在有一个零点;若,即时,,又因为,故在上一定存在一个零点;又因为,且,故在上也一定存在一个零点;下证:,令,则,即在单调递减,故,即故.故当时,有两个零点.综上所述:当时,在无零点;时,在有一个零点;时,有两个零点.【点睛】本题考察利用导数研究含参函数的单调性,以及函数的零点个数,涉及零点存在定理,属综合中档题.17.已知,函数.(1)证明:在上有唯一的极值点;(2)当时,求在上的零点个数.【答案】(1)证明见解析(2)2个【解析】【分析】(1)对函数求导,记,,利用导数讨论的单调性,进而得到的单调性,结合零点的存在性定理即可得出结论;(2)利用导数讨论函数的单调性,结合零点的存在性定理对区间分类讨论即可.(1)证明:,记,,则.由得在上恒成立,从而在上为增函数,并且,.根据零点存在性定理可知,存在唯一的使得,并且当时,,当时,.由于,因此当时,,当时,,当时,,所以是在上唯一的极值点.(2)当时,,并且根据(1)知存在使得在上为减函数,在上为增函数.由于,从而.由于,,根据零点存在性定理可知,在上存在唯一的零点,在上无零点;当时,,因此函数在上无零点;当时,记,则,所以在上为减函数,所以,即对恒成立.因此当时有,因此,结合知函数在上存在唯一的零点,在上无零点.综上所述,函数在上共有2个零点.18.已知函数.(1)当时,求的单调性及零点的个数;(2)当时,求的零点的个数.【答案】(1)单调递减;一个零点;(2)有且仅有一个零点.【解析】【分析】(1)利用二次求导讨论函数的单调性,进而得出零点的个数;(2)利用三次求导讨论函数的单调性,进而得出函数零点的个数.【详解】解:(1),,当时,,所以单调递减.又因为,,所以,有,所以存在一个零点(2)当时,,,所以单调递增,又,,所以,有,且有时,,单调递减;时,,单调递增,又因为,,所以,有.又当时,,,所以.所以当时,,单调递减;时,,单调递增,又,,所以存在,有,当时,,,所以有,当,有.所以,当时,函数有且仅有一个零点19.已知函数[1,.(1)若,求的最大值;(2)讨论y=f(x)零点的个数.【答案】(1);(2)答案见解析.【解析】【分析】(1)利用导数定义得到,然后利用导数求导公式求出a,再根据导数求最值;(2)通过变量分离,问题转化为根的情况,令,根据导数研究函数的单调性,即可求解..【详解】(1),,则,,,,在上为增函数,.(2),即,设,则,时,,在上递增,当时,,在上递减,当时,,且或时,无零点,当或时一个零点,当时有两个零点.20.已知函数(1)判断函数的单调性,并求出的极值;(2)设,讨论函数的零点个数.【答案】(1)答案见解析;(2)答案不唯一,具体见解析【解析】【分析】(1)根据导数研究函数单调性,求解极值即可;(2)将问题转化为直线与函数的图像公共点问题,进而数形结合求解即可;(1)解:函数的定义域为.,解得所以,当时,单调递减;当时,单调递增.所以,当时,取得极小值,没有极大值.(2)解:根据题意,函数的零点问题转化为直线与函数的图像公共点问题.由(1)知,时,单调递减;时,单调递增.当趋近于时,趋近于,趋近于时,趋近于,所以,的大致图像如图,情形1.或时,直线与函数的图象有一个公共点,函数的零点个数为1.情形2:时,直线与函数的图象有两个公共点,函数的零点个数为2.情形3:时,直线与函数的图象没有公共点,函数的零点个数为0.针对练习五根据零点个数求参数21.已知函数.(1)当时,求f(x)的极值;(2)若函数f(x)至少有两个不同的零点,求a的最大值.【答案】(1)极大值,极小值(2)-3【解析】【分析】(1)先求出单调区间再分别求出极值;(2)通过参变分离转化为研究的单调性和图像,进而求出参数范围.(1)解:f(x)的定义域是(0,+∞),当时,.或.或,故f(x)在区间(0,)与(1,+∞)单调递增,,故f(x)在区间单调递减所以当时,f(x)有极大值当时,f(x)有极小值(2)f(x)至少有两个不同的零点,则等价于方程至少有两个相异实数根,由,得设,则,令,则,令,可得或(舍).所以在(0,)上,,h(x)单调递减,在(,+∞)上,,h(x)单调递增,所以函数h(x)的最小值为,又,所以当时,又,因此必存在唯一,使得.当x变化时,h(x),,F(x)的变化情况如下表x1h(x)+0-0++0-0+F(x)单调递增极大值单调递减极小值单调递增当时,F(x)有极大值,当时,F(x)有极小值F(1)又,,且时,所以可得时,直线与函数的图象至少有两个公共点,所以a的最大值为-3.22.已知函数.(1)若在处取得极值,求在区间上的值域;(2)若函数有1个零点,求a的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)求导,利用导数判断在区间上的单调性,然后由单调性可得值域;(2)当时,将问题转化为两个函数的交点问题可得;当时,直接判断可知;当时,利用导数求极值,通过极值结合问题分析可解.(1)因为在处取得极值所以,得则时,,在区间上单调递增,所以所以在区间上的值域为(2)的定义域为函数有一个零点有一个实数根与有一个交点.当时,由图可知满足题意;当时,在上无零点;当时,令,得令,得所以,当时,有最大值因为函数有一个零点,所以,解得综上,a的取值范围为.23.已知函数.(1)求的极值;(2)若有两个零点,求实数m的取值范围.【答案】(1)答案见解析;(2)【解析】【分析】(1)由题知,进而分和两种情况讨论求解;(2)结合(1)得当时,不可能有两个零点;当时,只需的极小值,进而令函数,,再根据单调性和解不等式即可.(1)解:,所以,当时,恒成立,函数在上单调递增,无极值;当时,令得,令得,此时函数在上单调递增,在上单调递减;所以当时,取得极小值,无极大值.综上,当时,无极值;当时,时取得极小值,无极大值.(2)解:由,所以,当时,由(1)知,函数在上单调递增,不可能有两个零点;当时,由(1)知在上递减,上递增,的极小值为,又,趋向正无穷时趋于正无穷大,所以只需,即可保证有两个零点.故令且,则,所以递减,又,所以,所以时,有两个零点.即m的取值范围是.24.函数.(1)若函数有2个零点,求实数a的取值范围;(2)若在上的值域为,求实数a的值.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)利用导数求出函数的单调性和最小值,由最小值小于即可解得结果;(2)根据得到,得到函数在上为减函数,进而求出最小值和最大值,结合已知的值域列式可求出的值.(1)的定义域为,,当时,,当时,,所以在上为减函数,在上为增函数,所以当时,取得最小值,为,因为当趋近于时,趋近于,当趋近于正无穷时,也趋近于正无穷,所以若函数有2个零点,则,解得.(2)由(1)可知,函数在上为减函数,在上为增函数,且的最小值,为,若在上的值域为,则,即,所以,所以函数在上为减函数,所以,,解得符合题意;综上所述:【点睛】关键点点睛:第二问中,利用函数在上的最小值小于等于在上的最小值,求出的范围,这样避免分类讨论是解题关键.25.已知函数.(1)若,求曲线在点(0,f(0))处的切线方程;(2)若方程有三个不同的根,求a的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)当时,求出函数的导数,再利用导数的几何意义直接求出切线方程作答;(2)求出函数的导数,构造函数,再探讨其性质,利用直线与曲线有三个公共点求解作答.(1)当时,函数定义域为,求导得:,则,而,则有,即,所以所求切线方程为:.(2)函数定义域为,求导得:,而方程,则有三个不同的根,即直线与曲线有三个公共点,令,则,当时,,当或时,,即函数在上单调递增,在和上单调递减,因为,,,在同一坐标系内作出直线及函数的图象,观察图象得,直线与曲线有三个公共点时,,所以a的取值范围是.针对练习六利用导数证明一般不等式26.已知函数,.(1)若在定义域上单调递减,求的取值范围;(2)若,,证明:当时,.【答案】(1)(2)证明见解析【解析】【分析】(1)分析可知对任意的,恒成立,可得出关于的不等式组,由此可解得实数的取值范围;(2)将所证不等式变形为,令,其中,利用导数求得,即可证得结论成立.(1)解:函数的定义域为,,由题意可知,对任意的,恒成立,则,解得.因此,实数的取值范围是.(2)证明:当时,,要证,即证,令,其中,则,当时,,此时函数单调递减,当时,,此时函数单调递增,则,因此,当时,,对任意的,.27.已知.(1)当时,判断函数零点的个数;(2)求证:.【答案】(1)1;(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)把代入,求导得函数的单调性,再由作答.(2)构造函数,利用导数借助单调性证明作答.(1)当时,,,当且仅当时取“=”,所以在R上单调递增,而,即0是的唯一零点,所以函数零点的个数是1.(2),令,则,因,则,因此,函数在上单调递增,,,所以当时,成立.28.已知函数.(1)求的最大值;(2)证明:.【答案】(1)-1(2)证明见解析【解析】【分析】(1)设,利用导数判断单调性,求出的最大值为;(2)先由(1)可得,证明出;再设,利用导数证明出得到,即证.(1)设,∴,令,解得当,函数单调递增,当时,函数单调递减,∴当时,函数有最大值,最大值为,(2)由(1)可得,所以.再设,∴,∵,在上恒成立,所以在上单调递增,∴,∴,综上可得.29.已知函数.(1)讨论函数的单调性;(2)当时,证明:.【答案】(1)答案见解析(2)证明见解析【解析】【分析】(1)求导可得,再分和两种情况讨论即可;(2)当根据函数的正负证明,当时,转证,构造函数求导分析单调性与最值即可(1)依题意知,,令得,当时,在上,单调递减,在单调递增;当时,在上,单调递增,在单调递减.(2)依题意,要证,①当时,,,故原不等式成立,②当时,要证:,即证:,令,则,,∴在单调递减,∴,∴在单调递减,∴,即,故原不等式成立.30.已知函数.(1)求的最小值;(2)若,证明:.【答案】(1)0;(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)利用导数求出函数的单调区间即得解;(2)即证,设,求出函数的最小值即得证.(1)解:由题意可得.由,得;由,得.则在上单调递减,在上单调递增,故.(2)证明:要证,即证,即证.设,则.由(1)可知当时,.由,得,由,得,则,当且仅当时,等号成立.即.针对练习七利用导数证明含n的不等式31.已知函数.(1)当时,求函数的最大值;(2)证明:对任意正整数n,【答案】(1)0(2)证明见解析【解析】【分析】(1)对函数求导,然后通过导数的正负求出函数的单调区间,从而可求出函数的最值,(2)当时,可判断出函数在上递减,从而可得,则,,累加可得答案(1)由,得,()令,则或,因为,所以,所以舍去,所以当时,,当时,,所以在上递增,在上递减,所以当时,取得最大值,(2)当时,,则,所以当时,,所以在上递减,所以,所以,因为,所以,,所以,,,……,,所以,所以【点睛】关键点点睛:此题考查导数的综合应用,考查利用
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