2022年-高考数学压轴题集锦——导数及其应用 5.pdf
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1、1 2019-2020年高考数学压轴题集锦导数及其应用(五)46.已知函数4)(2axxxf(a)的两个零点为12,xx设12xx . ()当0a时,证明:120 x()若函数|)(|)(2xfxxg在区间)2,(和),2(上均单调递增,求a的取值范围 . 47.设函数2( )lnf xxaxx(Ra)()若1a时,求函数( )f x的单调区间;()设函数( )f x在,1ee有两个零点,求实数a 的取值范围48.已知函数( )ln()f xaxbx,2( )lng xxaxx()若1b, ( )( )( )F xfxg x,问:是否存在这样的负实数a,使得( )F x在1x处存在切线且该切线
2、与直线1123yx平行,若存在,求a的值;若不存在,请说明理由 ()已知0a,若在定义域内恒有( )ln()0f xaxbx,求()a ab的最大值 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 29 页 - - - - - - - - - 2 49.设函数2)21(ln)(xbxxxf)(Rb,曲线yfx在1,0处的切线与直线3yx平行证明:()函数)(xf在), 1上单调递增;()当01x时,1fx. 50.已知 f(x)=a(x-ln x)+ 212xx,aR.
3、(I)讨论 f(x)的单调性;(II )当 a=1 时,证明 f(x) f (x)+23对于任意的x1,2恒成立。51.已知函数f(x)=x2+axlnx,aR(1)若函数f(x)在 1,2上是减函数,求实数a 的取值范围;(2)令 g(x)=f(x) x2,是否存在实数a,当 x( 0,e(e是自然常数)时,函数g(x)的最小值是3,若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由;(3)当x(0,e时,证明:e2x225x(x+1)ln x名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
4、2 页,共 29 页 - - - - - - - - - 3 52.已知函数f(x)=31x3ax+1(1)若 x=1 时,f(x)取得极值,求a的值;(2)求 f(x)在0,1上的最小值;(3)若对任意mR,直线 y=x+m 都不是曲线y=f(x)的切线,求a的取值范围53.已知函数xfxaxe(0a)(1)讨论fx的单调性;(2)若关于x的不等式ln4fxxx的解集中有且只有两个整数,求实数a的取值范围 . 54.已知函数11,1nxnmxfxgxmmxx(其中, ,me n me为正整数,e为自然对数的底)(1)证明:当1x时,0mgx恒成立;(2)当3nm时,试比较nfm与mfn的大小
5、,并证明. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 29 页 - - - - - - - - - 4 55.已知函数f(x)=ex和函数 g(x)=kx+m(k、m 为实数, e为自然对数的底数,e 2.71828 )(1)求函数h(x)=f(x)g(x)的单调区间;(2)当 k=2,m=1 时,判断方程f(x)=g(x)的实数根的个数并证明;(3)已知 m1 ,不等式( m1)f(x) g(x) 0 对任意实数x 恒成立,求km的最大值56.已知函数(1)( )
6、ln()a xf xxaRx()若1a,求( )yf x在点1,(1)f处的切线方程;()求( )f x的单调区间;()求证:不等式111ln12xx对一切的(1,2)x恒成立57.已知函数2( )(1)lnf xxax(aR). ()求函数( )f x的单调区间;()若函数( )f x存在两个极值点1212xxxx、,求21()f xx的取值范围名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 29 页 - - - - - - - - - 5 58.设函数Rmxmxxf,
7、ln)(()当em(e为自然对数的底数)时,求)(xf的极小值;()若对任意正实数a、b(ab),不等式( )( )2f af bab恒成立,求m的取值范围59.已知函数bxaaxxxf2233231, ),(Rba(1)当3a时, 若xf有3个零点 , 求b的取值范围;(2)对任意1 ,54a, 当maax, 1时恒有axfa, 求m的最大值 , 并求此时xf的最大值。60.已知函数2xfxxaxa e(1)讨论fx的单调性;(2)若0,2a,对于任意12,4,0 x x,都有2124afxfxeme恒成立,求m的取值范围名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
8、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 29 页 - - - - - - - - - 6 61.已知函数f(x)=xxb,g(x)=xaln2(1)若0b,函数)(xf的图像与函数)(xg的图像相切,求a的值;(2)若0a,1b,函数)()()(xgxxfxF满足对任意12,(0,1x x(x1x2),都有2121113)()(xxxFxF恒成立,求a的取值范围;(3)若1b,函数)(xG=f(x)+ g(x),且 G(x)有两个极值点x1,x2,其中 x1310,求)()(21xGxG的最小值62.已知函数2( )ln()(0)f
9、 xxaa. (1)若3a,求( )f x 在点 (1, (1)f处的切线方程;(2)令32( )( )3g xf xx ,判断( )g x在(0,)上极值点的个数,并加以证明; (3) 令( )( )2fxh xx,定义数列11:0,()nnnxxxh x. 当3a且1(0,(2,3,4,)2kxkL时,求证 :对于任意的*mN,恒有11|8 9m kkkxx. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 29 页 - - - - - - - - - 7 63.已知
10、二次函数2( )1f xxaxm,关于x的不等式2( )(21)1fxmxm的解集为(,1)m m,(0)m,设( )( )1f xg xx(1)求 a的值( 2)()k kR 如何取值时,函数( )( )ln(1)xg xkx存在极值点,并求出极值点( 3)若1m,且0 x,求证: (1)(1)22(*)nnng xg xxN64.已知函数lnfxx,2g xae xb(其中e为自然对数的底数,fx). (1)若函数fx的图象与函数g x的图象相切于1xe处,求,a b的值;(2)当2bea时,若不等式fxg x恒成立,求a的最小值 . 65.已知函数2( )1( )ln()f xxaxg
11、xxa aR,当1a时,求函数( )( )( )h xf xg x的极值;若存在与函数( )f x,( )g x的图象都相切的直线,求实数a的取值范围名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 29 页 - - - - - - - - - 8 66.设函数( )(1)ln(1)f xmxx. (1)若当01x时, 函数( )f x的图象恒在直线yx的上方 , 求实数m的取值范围 ; (2)求证 : 1000.41001()1000e. 67.已知函数ln( )()ax
12、f xaRx. (1)若4a,求曲线( )f x在点(1,4)处的切线方程;(2)若函数( )f x的图象与函数( )1g x的图象在区间2(0,e上有公共点,求实数a的取值范围 . 68.已知函数Raaxaxnxxf112. ()若0a,证明:函数xf在,e上单调递减;()是否存在实数a,使得函数xf在80,内存在两个极值点?若存在,求实数a的取值范围;若不存在,请说明理由. (参考数据:693.021n,5.423e)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 2
13、9 页 - - - - - - - - - 9 参考答案46.解: ()证法1:由求根公式得:21162aax因为0a,所以,一方面:22116022aaaax,4分另一方面,由2221(4)16168162022aaaaax,得12.x于是,120.x7分证法 2:因为( )f x在区间(,)2a上单调递减,在(,)2a上单调递增,所以,当0a时,( )f x在区间( -2,0)上单调递减 . 4分又因为:( 2)(0)2( 4)0ffa,所以:120 x7分() .,4;,42;,4)(22121xxaxxxxaxxxxaxxg分若,0a则)-)(1xxg,在(上单调递减,从而)(xg在区
14、间)2,(上不可能单调递增,于是只有0a. 11分当0a时,由( 1)知:021x,于是,由)(xg在),(1x上单调递增可知,)(xg在)2,(也是单调递增的13 分又因为)(xg在),4(2xa和),(2x均单调递增,结合函数图象可知,),4()(axg在上单调递增,于是,欲使)(xg在( 2,+)上单调递增,只需42a,亦即8a综上所述,8,0(aa的范围是. 15分47.()定义域),0(x2121( )210 xxfxxxx即2210 xx即01x)(xf的增区间为(0,1),减区间为(1,)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
15、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 29 页 - - - - - - - - - 1 0()0ln)(2xaxxxf即xxxaln令xxxxgln)(,其中,1eex01lnln11)(222xxxxxxxxg即1x)(xg的减区间为)1 ,1e,增区间为, 1(e1)1()(mingxg又eeeg1)1(,eeeg1)(函数)(xf在,1ee有两个零点,则a的取值范围是1(1,ee48.(I)由题意,( )F x定义域1(0,)a.2 分不妨假设存在,则21( )ln(1)ln,(0,)F xaxxxaxx xa当1(0,)xa时,22xaxxax
16、22( )ln(1)lnln(1)ln,F xaxxxaxxaxxaxxx.3分1( )121aFxaxaxx11(1)121,1122aaaaa令F则或(舍)5分当12a时,1(0,)(0, 2),1(0, 2)xa存在,12a.6 分(II )(方法一)( )ln()0f xaxbx 当0a时,定义域()ba,则当x时,( )f x,不符; .7分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 29 页 - - - - - - - - - 1 1 当0a时,()(
17、)1aba xaafxaxbaxb(0axb)当babxaa时,( )0fx;当abxa时,( )0fx( )f x在区间()babaa,上为增函数,在区间()aba,上为减函数( )f x在其定义域()ba,上有最大值,最大值为()abfa由( )0f x,得()ln0ababfaaalnbaaa22()2lna abaaa. .12分设22( )2lnh aaaa,则( )4(2ln)(32ln)h aaaaaaa。320ae时,( )0h a;32ae时,( )0h a( )h a在区间32(0)e,上为增函数,在区间32()e ,上为减函 .14分( )h a的最大值为333323()
18、222eh eee,此时3322,2eaeb. .15分(方法二)( )ln()0f xaxbx,则xaxbe. 由yaxb和xye的图像易得0a. .7分且直线斜率a小于等于如图中xye的切线斜率(切线过点(,0)ba)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 29 页 - - - - - - - - - 1 2设切点00(,)xxe()xxee,令xe图像在0 xx处切线斜率为a,则00,lnxea xa,即切点(ln, )a a代入直线,只要lnaaba即可
19、lnbaaa. .12分22()2lna abaaa设22( )2lnh aaaa,则( )4(2ln)(32ln)h aaaaaaa320ae时,( )0h a;32ae时,( )0h a( )h a在区间32(0)e,上为增函数,在区间32()e ,上为减函数 .14分( )h a的最大值为333323()222eh eee,此时3322,2eaeb. . .15分49.()1ln122fxxbxQ (2分) 113fbQ又,2b14ln)(xxxf (4分) 03141ln)(, 1xfx (6分) 函数)(xf在), 1上单调递增 (7分) ()22)21(2ln)21(2ln)(xx
20、xxxxxf (9分) ln1lng xxxgxx令,则. 10gxxe令可得:. 110+g xee在,上递减,上递增 (11分) 111010,2xeg xg xeQ (12分) 22111012=2222xxxQ又时, (14分) 1fx (15分) 50.(I)解:函数的定义域为(0,+00), f (x)=a-32x2x2xaF (x)=32x1-x2ax)(名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 29 页 - - - - - - - - - 1 3若
21、 a0 时, x( 0,1)时, f (x) 0,则 f(x)单调递增x( 1,+00)时, f (x) 0,则 f(x)单调递减。当 a0 时, f (x)=3x1)-xa(a2x)( x-a2)(1)若 0a2 时,a21,当 x( 0,1)或 x(a2,+00)时, f (x) 0,f(x)单调递增当 x( 1,a2)时, f (x) 0,f(x)单调递减。(2)若 a=2 时,a2=1,早 x(0,+00)内, f (x)0 ,f(x)单调递增;(3)若 a2 时, 0a21,当 x( 0,a2)或 x( 1,+00)时, f (x) 0,f(x)单调递增当 x(a2,1)时, f (
22、x) 0,f(x)单调递减。综上所述;当a0 时, f(x)在( 0,1)单调递增, f(x)在 (1,+00)单调递减。当 0a2 时,f(x)在( 0,1)上单调递增;f(x)在( 1,a2)单调递减当 a=2 时, f(x)在( 0,+00)单调递增;若 a2 时, f(x)在( 0,a2),( 1,+00)单调递增;f(x)在(a2,1)单调递减(II )由( I)知, a=1时, f(x)-f (x)=x-lnx+2x1-x2-(1-32x2x2x1)=x-lnx+32x2x2x3-1,x1,2 令 g(x)=x-lnx ,h(x)=32x2x2x3-1,x1,2,则 f(x)-f
23、(x)=g (x)+h(x),由 g (x) =x1-x0 ,可得 g(x)g( 1)=1,当且仅当x=1 时取得等号,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 29 页 - - - - - - - - - 1 4又 h (x) =42x6x2x3,设(x)=-3x2-2x+6,则(x)在 x1,2单调递减,因为(1)=1,(2)=-10,所以在 1,2上存在 x0,使得 x( 1,x0)时,(x) 0,x( x0,2)时,(x) 0. 所以 h(x)在( 1,x
24、0)上单调递增,在(x0,2)上单调递减;由于 h(1)=1,h(2)=21,因此 h(x)h( 2)=21,当且仅当x=2 时取得等号所以 f(x)-f (x)g(1)+h(2)=23,即 f(x) f (x)+23对于任意的x1,2恒成立。51. ( )在1,2上恒成立 .2 令 h(x)=2x2+ax1,有得,得 .4 ( )假设存在实数a,使 g(x)=axlnx(x(0,e)有最小值3,= .6 当 a0 时,g(x)在( 0,e上单调递减, g(x)min=g(e)=ae1=3,(舍) .7 当,即时, g(x)在上单调递减,在上单调递增,a=e2,满足条件 .8 当,即时, g(
25、x)在( 0,e上单调递减,g(x)min=g(e)=ae1=3,(舍) .9 综上,存在实数a=e2,使得当 x(0,e时 g(x)有最小值3.10 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页,共 29 页 - - - - - - - - - 1 5()因为 x(0,e,所以要证:,只需要证:令,由( )知, F(x)min=3令,当 0 xe 时, (x)在( 0,e上单调递增,即.12 52. (I)=x2a.2 当 x=1 时, f(x)取得极值, =1a=0,
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