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已知函数f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若对一切x∈R,f(x) 1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函数f(x)的图像上去定点A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),记直线AB的斜率为k,证明:存在x0∈(x1,x2),使恒成立.
【解析】解:令
.
当时
单调递减;当
时
单调递增,故当
时,
取最小值
于是对一切恒成立,当且仅当
. ①
令则
当时,
单调递增;当
时,
单调递减.
故当时,
取最大值
.因此,当且仅当
时,①式成立.
综上所述,的取值集合为
.
(Ⅱ)由题意知,令
则
令,则
.当
时,
单调递减;当
时,
单调递增.故当
,
即
从而,
又
所以因为函数
在区间
上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在
使
即
成立.
【点评】本题考查利用导函数研究函数单调性、最值、不等式恒成立问题等,考查运算能力,考查分类讨论思想、函数与方程思想等数学方法.第一问利用导函数法求出取最小值
对一切x∈R,f(x)
1恒成立转化为
从而得出求a的取值集合;第二问在假设存在的情况下进行推理,然后把问题归结为一个方程是否存在解的问题,通过构造函数,研究这个函数的性质进行分析判断.
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已知函数.(
)
(1)若在区间
上单调递增,求实数
的取值范围;
(2)若在区间上,函数
的图象恒在曲线
下方,求
的取值范围.
【解析】第一问中,首先利用在区间
上单调递增,则
在区间
上恒成立,然后分离参数法得到
,进而得到范围;第二问中,在区间
上,函数
的图象恒在曲线
下方等价于
在区间
上恒成立.然后求解得到。
解:(1)在区间
上单调递增,
则在区间
上恒成立. …………3分
即,而当
时,
,故
.
…………5分
所以.
…………6分
(2)令,定义域为
.
在区间上,函数
的图象恒在曲线
下方等价于
在区间
上恒成立.
∵ …………9分
① 若,令
,得极值点
,
,
当,即
时,在(
,+∞)上有
,此时
在区间
上是增函数,并且在该区间上有
,不合题意;
当,即
时,同理可知,
在区间
上递增,
有,也不合题意;
…………11分
② 若,则有
,此时在区间
上恒有
,从而
在区间
上是减函数;
要使在此区间上恒成立,只须满足
,
由此求得的范围是
. …………13分
综合①②可知,当时,函数
的图象恒在直线
下方.
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已知函数,
.
(Ⅰ)若函数依次在
处取到极值.求
的取值范围;
(Ⅱ)若存在实数,使对任意的
,不等式
恒成立.求正整数
的最大值.
【解析】第一问中利用导数在在处取到极值点可知导数为零可以解得方程有三个不同的实数根来分析求解。
第二问中,利用存在实数,使对任意的
,不等式
恒成立转化为
,恒成立,分离参数法求解得到范围。
解:(1)
①
(2)不等式 ,即
,即
.
转化为存在实数,使对任意的
,不等式
恒成立.
即不等式在
上恒成立.
即不等式在
上恒成立.
设,则.
设,则
,因为
,有
.
故在区间
上是减函数。又
故存在,使得
.
当时,有
,当
时,有
.
从而在区间
上递增,在区间
上递减.
又[来源:]
所以当时,恒有
;当
时,恒有
;
故使命题成立的正整数m的最大值为5
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已知,函数
(1)当时,求函数
在点(1,
)的切线方程;
(2)求函数在[-1,1]的极值;
(3)若在上至少存在一个实数x0,使
>g(xo)成立,求正实数
的取值范围。
【解析】本试题中导数在研究函数中的运用。(1)中,那么当
时,
又
所以函数
在点(1,
)的切线方程为
;(2)中令
有
对a分类讨论,和
得到极值。(3)中,设
,
,依题意,只需
那么可以解得。
解:(Ⅰ)∵ ∴
∴ 当时,
又
∴ 函数在点(1,
)的切线方程为
--------4分
(Ⅱ)令 有
①
当即
时
|
(-1,0) |
0 |
(0, |
|
( |
|
+ |
0 |
- |
0 |
+ |
|
|
极大值 |
|
极小值 |
|
故的极大值是
,极小值是
②
当即
时,
在(-1,0)上递增,在(0,1)上递减,则
的极大值为
,无极小值。
综上所述 时,极大值为
,无极小值
时 极大值是
,极小值是
----------8分
(Ⅲ)设,
对求导,得
∵,
∴ 在区间
上为增函数,则
依题意,只需,即
解得 或
(舍去)
则正实数的取值范围是(
,
)
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已知函数.
(Ⅰ)求函数的单调区间;
(Ⅱ)设,若对任意
,
,不等式
恒成立,求实数
的取值范围.
【解析】第一问利用的定义域是
由x>0及 得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函数的单调递增区间是(1,3);单调递减区间是
第二问中,若对任意不等式
恒成立,问题等价于
只需研究最值即可。
解: (I)的定义域是
......1分
............. 2分
由x>0及 得1<x<3;由x>0及
得0<x<1或x>3,
故函数的单调递增区间是(1,3);单调递减区间是
........4分
(II)若对任意不等式
恒成立,
问题等价于,
.........5分
由(I)可知,在上,x=1是函数极小值点,这个极小值是唯一的极值点,
故也是最小值点,所以; ............6分
当b<1时,;
当时,
;
当b>2时,;
............8分
问题等价于 ........11分
解得b<1 或 或
即
,所以实数b的取值范围是
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