2023高考数学《导数》微专题复习.pdf
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1、试卷第 1 页,共 2 页 2023 高考数学导数微专题复习 1函数1()ln(1)xf xeaxxax有两个极值点,则实数a的取值范围是_ 2 已知函数 1xf xxaeb,若存在bR,对于任意 1,2x,都有 2ef x,则实数 a 的取值范围是_.3设函数1()ln()f xxax aRx的两个极值点分别为12,x x,若 12212221f xf xeaxxe恒成立,则实数a的取值范围是_ 4已知函数 eln2xf xx,22xg xxm,若函数 h xg f xm有 3 个不同的零点x1,x2,x3(x1x2x3),则 1232f xf xf x的取值范围是_ 5已知函数2()(2)
2、e2xkf xxxkx(k 是常数,e 是自然对数的底数,e2.71828)在区间(0 2),内存在两个极值点,则实数 k 的取值范围是_ 6已知0,0,kb且ln(2)kxbx对任意的2x 恒成立,则bk的最小值为_ 7函数 fx的定义域和值域均为(0,),fx的导数为 fx,且 23f xfxf x,则(2018)(2019)ff的范围是_ 8已知函数(e1)()exxxf x.(1)讨论()f x的单调性;(2)已知a,bR,且0ab,若eeeea bba baaabb,求证:0ab.9已知函数 lnf xxa.(1)当0a,证明:e2xf x;(2)设1a,若 g xf xax,且 1
3、20g xg x(12xx),求证:120 xx.10已知函数()ln2()f xxaxx aR(1)当2a 时,求函数()f x的单调区间;(2)若函数()f x有两个不同零点1x,212()xxx,求实数 a 的取值范围;求证:22124axx 11已知函数 1eln,eexf xxx g xx.(1)求函数 fx在,10t tt上的最小值;(2)证明:当0 x 时,xf xg x.12设函数 lnafxxx(aR).试卷第 2 页,共 2 页(1)求函数()f x的单调区间;(2)若 fx有两个零点1x,2x,求a的取值范围,并证明:1221axx.13设函数2()exf xaxxa,其
4、中Ra.(1)当1a,2x 时,求证:()0f x;(2)若xm为()f x的极值点,且0m,()1f ma ,求a的值.14已知函数 lnetxxfx,Rt,其中e=2.71828 是自然对数的底数(1)若 fx有两个极值点,求实数t的取值范围;(2)若存在正数0 x,使得对任意0 x 均有 0f xf x成立 证明:()00e1 log 2txx;()022000e123txf xt xtx 15 已知 lnxf xx,直线l为曲线 yf x在,t f t处的切线,直线l与曲线 yf x相交于点,s f s且st.(1)求t的取值范围;(2)(i)证明:2323111ln1e(e)(e)e
5、2e3exxxx;(ii)证明:113 ln2stt t.16已知函数 lnf xxax(1)设函数 21g xfxx,若 0g x 在其定义域内恒成立,求实数 a 的最小值:(2)若方程 2f xx恰有两个相异的实根1x,2x,试求实数 a 的取值范围,并证明121x x 17已知:函数 h xax0a,lnk xx.(1)设 g xh xk x,210 xx时,满足 21g xg x,求证:120g xg x;(2)设 f xh xk x.对于正数1,2满足121.求证:当210 xx时,11221 1220f xf xfxx成立.答案第 1 页,共 26 页 参考答案 1(0,1)(1,
6、)【分析】将函数 1ln1xf xeaxxax在0,上有两个极值点,转化为 fx在0,上有两个零点,讨论参数a,根据导数方法判断出函数 fx的单调性,求出最值,判断其符号,可得a的范围.【详解】1ln1xf xeaxxax,1ln1xfxeax,fx在0,上有两个极值点,转化为 fx在0,上有两个零点,设 1ln1xg xfxeax,10g,所以只要找到 g x在0,上的另一个零点,1xagxex,当0a 时,0gx,g x在0,上单调增,g x至多一个零点,不符题意.当1a 时,1210 xgxex,10g;0,1x,0gx,g x单调减;1,x,0gx,g x单调增,min10g xg,g
7、 x在0,上有唯一的零点.当01a时,120 xagxex,110ag ae,110ga,0,1xa,使 00gx,当00,xx时,g x单调减,当0,xx时,g x单调增;所以 0min10g xg xg,又1110aeag ee,10,axex,使 0g x 此时 g x在0,上有两个零点1,x,即 fx在0,上有两个极值点 当1a 时,由 120 xagxex 答案第 2 页,共 26 页 110ga,110ag ae;01,xa,使 00gx,所以 当01,xx时,g x单调减,当0,xx时,g x单调增;所以 0min10g xg xg,又当x时,g x 0,xx,使 0g x 此时
8、 g x在0,上有两个零点1,x,fx在0,上有两个极值点.综上:(0,1)(1,)a【点睛】本题主要考查导数的应用,根据函数极值点的个数求参数范围,需对函数多次求导,讨论参数范围,确定单调性,寻找零点,属于常考题型.211,1ee【分析】设()(1)xg xxae,问题转化为对于任意 1,2x,都有maxmin()()g xg xe,利用导数研究()g x的最值,建立关于a的不等式即可求解.【详解】设()(1)xg xxae,由 b 的任意性,结合题意可知,对于任意1,2,()22eexf x,即maxmin()()g xg xe,又()()xg xxa e,易知函数()g x在(,)a单调
9、递减,在(,)a 上单调递增,当1a时,()g x在1,2上单调递增,则2maxmin()(2)(1),()(1)g xga eg xgae 故2maxmin()()(1)g xg xa eaee,解得1a,此时无解.当2a 时,()g x在1,2上单调递减,则2maxmin()(1),()(2)(1)g xgaeg xga e 故2min()max(1)g xaea ee,解得121eae 当12a时,()g x在上单调递减,在(,2a上单调递增,答案第 3 页,共 26 页 则minmax()(),()max(1),(2)ag xg aeg xgg,故只需(1)()agg aeaee且2(
10、2)()(1)agg aea ee 记函数()am aeaee,则()0am aee,函数()m a在(1,2)上递增,则2()(2)3(3)0m ameee e,记函数2()(1)an aea ee则2()0an aee,函数()n a在(1,2)上递减,则1()(1)00n anee 故当12 a时,(1)()gg ae且(2)()gg ae恒成立,满足题意,综上所述,实数 a 的取值范围为11,1ee,故答案为:11,1ee【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性极值最值,查了不等式的恒成立问题,考查分类讨论思想,考查了推理能力与计算能力,属于难题.31aee【分析】由函数1()ln(
11、)f xxax aRx有两个极值点分别为12,x x,可知 fx不单调,利用导数求得a的范围,运用韦达定理可得122212axxxx,作差 12f xf x,再由条件,结合恒成立思想,运用函数的单调性,构造函数211()ln(1,)eF xxx xxe,通过求导,判断单调性可得2xe,即可得到a的范围.【详解】解:函数1()ln()f xxax aRx有两个极值点分别为12,x x,fx的定义域为(0,),22211()1axaxfxxxx ,令2()1g xxax,其判别式24a.当22a 时,0,()0,()fxf x在(0,)上单调递减,不合题意.当2a 时,0,()0g x 的两根都小
12、于零,在(0,)上,()0fx,则 fx在(0,)上答案第 4 页,共 26 页 单调递减,不合题意.当2a 时,0,设()0g x 的两个根12,x x都大于零,令22121244,122aaaaxxx x,当10 xx时,()0fx,当12xxx时,()0fx,当2xx时,()0fx,故 fx分别在120,xx 上单调递减,在12,x x上单调递增,a的取值范围是(2,).则122212axxxx,1211221211lnlnf xf xxaxxaxxx 21211212lnlnxxxxaxxx x,12121212121212lnlnlnln112f xf xxxxxaaxxx xxxx
13、x .若 12212221f xf xeaxxe恒成立,则12212lnln2221xxeaaxxe,12212lnln21xxexxe,不妨设12xx,则212121lnln2exxxxe.又212222111,2ln2exxxxxe,2222211ln01exxxxe恒成立.记2221111 1()ln(1),()1eeF xxxxF xxexex ,记222222121111114,422eeeexeeeex,()F x在21,x上单调递增,在2,x上单调递减,且易知1201xxe.又(1)0,()0FF e,当(1,)xe时,()0F x;当,)xe时,()0F x.答案第 5 页,共
14、 26 页 故由式可得,2xe,代入方程 222210g xxax,得2211axexe,(221axx在2,)ex 上递增).又2a,a的取值范围是1aee.故答案为:1aee.【点睛】本题考查利用导数求单调区间、极值,主要考查极值的运用,运用分类讨论的思想方法是解题的关键,同时考查函数的单调性的运用和基本不等式的运用,考查运算能力,属于难题.411 002,【分析】先根据题意,求出 h xg f xm的解得,2mf x 或 f xm,然后求出 f(x)的导函数,求其单调性以及最值,在根据题意求出函数 h xg f xm有 3 个不同的零点 x1,x2,x3(x1x2x3),分情况讨论求出
15、1232f xf xf x的取值范围.【详解】解:令 t=f(x),函数 h xg f xm有 3 个不同的零点,即 22tg ttm+m=0 有两个不同的解,解之得12,2mttm 即,2mf x 或 f xm 因为 eln2xf xx的导函数 21 ln(0)2exfxxx,令 0fx,解得 xe,0fx,解得 0 xe,可得 f(x)在(0,e)递增,在,e 递减;f(x)的最大值为 12f e ,且 0,;,0 xf xxf x 且 f(1)=0;要使函数 h xg f xm有 3 个不同的零点,(1),2mf x 有两个不同的解,此时 f xm有一个解;答案第 6 页,共 26 页(
16、2)f xm有两个不同的解,此时,2mf x 有一个解 当,2mf x 有两个不同的解,此时 f xm有一个解,此时11,24mm ,不符合题意;或是0,0mm不符合题意;所以只能是01022mm 解得01m 1f xm,23,2mfxfx 此时 1232f xf xf x=-m,此时10m f xm有两个不同的解,此时,2mf x 有一个解 此时1,122mm,不符合题意;或是0,02mm不符合题意;所以只能是02102mm 解得102m 12mfx,23f xf xm 此时 1232f xf xf x=m,102m 综上:1232f xf xf x的取值范围是11 002,故答案为11 0
17、02,【点睛】本题主要考查了函数与导函数的综合,考查到了函数的零点,导函数的应用,以及数形结合的思想、分类讨论的思想,属于综合性极强的题目,属于难题.52(1e)(ee),【详解】答案第 7 页,共 26 页 解:由函数的解析式可知:11xfxexkx,函数的极值点满足:110,11xxfxexkxexkx,很明显1x 是函数的一个极值点,函数的另外一个极值点满足:,0,11,2xkex,函数存在两个极值点,则函数yk 的图象与函数xye 的图象在区间 0,11,2 有一个交点,故:21,kee e.61【解析】设()ln(2)f xkxbx,则由1()02fxkx得:12xk,当当1(2,2
18、)xk 时,()0fx,当1(2,)xk时,()0fx,所以当12xk时,()f x有唯一极值,也是最小值1(2)12lnfkbkk,所以由ln2kxbx对任意的2x 恒成立,得1(2)12ln0fkbkk,可得21 lnbkk,因为 0k,故1ln2bkkkk成立,令1ln()2kh kkk(0k),22211 lnln()kkh kkkk,当1()0,k 时,()0h k,当(1,)k 时,()0h k,所以当1k 时,min()(1)1h kh,所以1bk,故填1 72311,ee【解析】【分析】构造函数2()(),(0,)xf xg xxe,利用 g x的导数判断出 g x在(0,)上
19、为增函数,由20192018gg得2(2018)1(2019)ffe.构造函数3()(),(0,)xf xh xxe,利用 h x的导数判断出 h x在(0,)上为减函数,由20192018hh得3(2018)1(2019)ffe.综上所述可得(2018)(2019)ff的取值范围.【详解】解:根据题意,设2()(),(0,)xf xg xxe 答案第 8 页,共 26 页 则2242()2()()2()()xxxxfxeef xfxf xg xee,又由 2f xfx,则 0g x,则函数 g x在(0,)上为增函数,则20192018gg,即2 20192 2018(2019)(2018)
20、ffee,变形可得2 20182 20192(2018)1(2019)fefee,设3()(),(0,)xf xh xxe 则3363()3()()3()()xxxxfxeef xfxf xh xee,又由 3fxf x,则 0h x,则函数 h x在(0,)上为减函数,则20192018hh,即3 20193 2018(2019)(2018)ffee,变形可得3 20183 20193(2018)1(2019)fefee,综合可得:321(2018)1(2019)fefe,即(2018)(2019)ff的范围是2311,ee;故答案为:2311,ee【点睛】本小题主要考查构造函数法求表达式的
21、取值范围,考查利用导数研究函数的单调性,属于难题.8(1)()f x在,0单调递减,在0,单调递增(2)证明过程见解析【分析】(1)对()f x求导,注意到(0)0f,研究()fx的分子,最终求出()f x的单调性;(2)先对eeeea bba baaabb同除以ea b,变形为()()f af b,再构造差函数解决极值点偏移问题(1)e(e1)xxfxx,令 e1xg xx,则 e10 xg x,e1xg xx在R单调递增,注意到 00g 当,0 x 时,0g x,此时()0fx,()f x单调递减,当0,x时,0g x,此时()0fx,()f x单调递增 答案第 9 页,共 26 页()f
22、 x在,0单调递减,在0,单调递增(2)eeeea bba baaabb,等式两边同除以ea b得:ee1e1eababab,即()()f af b 由(1)知:()f x在,0单调递减,在0,单调递增 a,b一正一负,不妨设0ab 构造新函数()h xf xfx,则(0)0h 1111 e1(eeeeee)xxxxxxxxxxh xfxfxx 令 1 e1xxxx,则 2 e1xxx 当0 x 时,显然 0 x恒成立,所以 00 x 又1e0 x对0,x恒成立,所以在0,x时,()0h x,即()h x单调递减()(0)0h xh 0b ()0h b,即 f bfb()()f af b f
23、afb 其中0a,0b,且()f x在,0单调递减 ab,即0ab【点睛】构造差函数是解决极值点偏移的一种有效方法,函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡答案第 10 页,共 26 页 的功效 9
24、(1)证明见解析(2)证明见解析【分析】(1)作差法,构造函数 lne2xh xx,研究其单调性和极值,得到 max0h x,从而得到结论;(2)先对函数两边变形为指数形式,然后构造新函数,解决极值点偏移问题(1)当0a 时,lnf xx,令 lne2xh xx,定义域为0,则 1exhxx,令 e1xxx 则 201exxx 在0,x上恒成立 所以 e1xxx在0,x单调递减 因为122e0,11 e0 所以存在唯一的01,12x,使得 00 x,即001=exx 且当00,xx时,0 x即 0h x;当0,xx时,0 x即 0h x 故 lne2xh xx在00,xx单调递增,在0,xx单
25、调递减,0000max0011lnlnee222xxh xxxxx,因为01,12x,由对勾函数性质可知:0012xx在01,12x单调递增 所以 0max01210h xxhx 故 e20lnxh xx恒成立,所以lne20 xx,即 e2xf x (2),xa,不妨设12axx 由题意得:1122lnlnxaaxxaax,即1212axaxexaexa 答案第 11 页,共 26 页 令 axu xex,则 yu x与ya的图象的两交点的横坐标为1x,2x 1axuxae,令 0u x得:ln0axa 其中2lnlnlnaaaaaaaaa 因为1a 时,2lnaa,所以ln0aaa,即ln
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