新高考數(shù)學一輪復習考點精講講練學案 二次求導函數(shù)處理問題(含解析)_第1頁
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文檔簡介

試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁第第頁參考答案1.(1)p(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減.(2)答案見解析【解析】【分析】(1)求導得到的解析式,分別求一階導數(shù)和二階導數(shù),令二階導數(shù)為零,當變化時、的變化如列表所示,從而得到的單調(diào)性.(2)分,,三種情況討論,分別列出表格,寫出單調(diào)性及極值.(1)(,則令得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,當a≤時,,則在(0,+∞)上恒小于等于0,所以在(0,+∞)上單調(diào)遞減.(2)①若,則,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,又因為當時,;當時,,所以有唯一零點,記為,極小值所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以有1個極小值點,無極大值點.②若a<0,則令得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,,(Ⅰ)若,即,則在(0,+∞)上恒小于等于0,所以p(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,無極值點.(Ⅱ)若,即<a<0,則因為當時,;當時,,所以在和內(nèi)各有一個零點,分別記為和,p(x)極小值極大值所以P(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,p(x)有1個極小值點,1個極大值點.綜上,若,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,有1個極小值點,無極大值點;若a≤,則p(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,無極值點;若<a<0,則P(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,p(x)有1個極小值點,1個極大值點.2.(1)(2)證明見解析【解析】【分析】(1)同構(gòu)函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性即可求解;(2)轉(zhuǎn)化為導函數(shù)的零點,再構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性可以求解.(1)因為恒成立,所以,即.令函數(shù),則恒成立.令函數(shù),則,當時,,當時,,時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,,因為,所以在上單調(diào)遞增,所以等價于,即恒成立,令函數(shù),則,當時,;當時,,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,故的取值范圍是;(2)因為是的兩個極值點,所以是方程的兩個根,令,則,有(1)的討論可知,若存在兩個零點,,且,由,即,因為,所以,即需證恒成立,由可得,令,則,,所以等價于,即,令函數(shù),,則,所以在上單調(diào)遞減,所以,即,故;【點睛】同構(gòu)函數(shù)是解決第一問的關(guān)鍵,第二問中構(gòu)造函數(shù)解決雙變量的問題是技巧,對于雙變量問題必須轉(zhuǎn)化為單變量才好解決.3.(1)當a≤0時,f(x)在上單調(diào)遞減;當a>0時,f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)證明見解析【解析】【分析】(1)求出函數(shù)的導數(shù),分a≤0,a>0討論導函數(shù)的正負,進而得到單調(diào)性;(2)構(gòu)造g(x)=eax-2ax+ln(x+1)-1,求出其導函數(shù)及二階導函數(shù)依次判斷導函數(shù)的正負情況,得到函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合隱零點知識得到原函數(shù)的最小值,得證不等式恒成立.(1)f(x)的定義域為(﹣1,+∞),f′(x)=2a﹣,①當a≤0時,f′(x)<0,即f(x)在(﹣1,+∞)上單調(diào)遞減;②當a>0時,f′(x)=,由f′(x)>0,解得x>,由f′(x)<0,解得﹣1<x<,即f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.綜上所述,當a≤0時,f(x)在上單調(diào)遞減;當a>0時,f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)證明:eax>f(x),即eax-2ax+ln(x+1)-1>0,令g(x)=eax-2ax+ln(x+1)-1,x>0,則g′(x)=aeax-2a+,令h(x)=aeax-2a+,則h′(x)=a2eax-,令φ(x)=a2eax-,則φ′(x)=a3eax+>0,所以φ(x)即h′(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,又h′(0)=a2-1,①當a=1時,h′(0)=0,則h′(x)>0恒成立,即h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,則有h(x)>h(0)=2-2=0;②當0<a<1時,h′(0)=a2-1<0,h′(x)=a2eax->a2eax-1,則h′()>1-1=0,即存在x0>0使得h′(x0)=0,即,且h(x)≥h(x0)=+-2a=-2a=>0,即h(x)≥0,綜上所述,h(x)≥0恒成立,即g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(x)>g(0)=0,即eax>f(x).4.(1)(2)【解析】【分析】(1)由已知可得有且只有兩個可用二分法求解的根,由此列不等式求實數(shù)a的取值范圍;(2)設(shè),由條件可得方程在上有兩個根,由此可求的取值范圍.(1),令,,,單調(diào)遞增,即單調(diào)遞增,,,單調(diào)遞減,即單調(diào)遞減,因為有兩個不同的極值點,,所以有且只有兩個可用二分法求解的根,所以,所以,所以,又當時,,所以方程在上存在一個根,設(shè),則,所以當時,,函數(shù)單調(diào)遞增,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,所以,即,當且僅當時取等號;所以當時,,當且僅當時取等號;所以當時,,所以方程在上存在一個根,所以時,有兩個不同的極值點.(2)因為,,所以令,與,解得:,,則令,則,令,則,所以當,,單調(diào)遞增,,所以,單調(diào)遞增,而,所以令,,令,,當,,單調(diào)遞增,,,單調(diào)遞增,令,,令,,當,,單調(diào)遞增,,,單調(diào)遞增,所以數(shù)對與t一一對應(yīng)存在兩組不同的數(shù)對使得方程成立,等價于存在兩組不同的數(shù)對使得成立,等價于存在兩個不同的使得成立,令,,單調(diào)遞減,,單調(diào)遞增,,,,,所以【點睛】(1)可導函數(shù)y=f(x)在點x0處取得極值的充要條件是f′(x0)=0,且在x0左側(cè)與右側(cè)f′(x)的符號不同.(2)若f(x)在(a,b)內(nèi)有極值,那么f(x)在(a,b)內(nèi)絕不是單調(diào)函數(shù),即在某區(qū)間上單調(diào)增或減的函數(shù)沒有極值.5.(1)(2)證明見解析【解析】【分析】(1)利用導數(shù)法求函數(shù)的最值的步驟即可求解;(2)根據(jù)導數(shù)正負與函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系及函數(shù)零點的存在性定理,利用已知條件結(jié)合函數(shù)極值及函數(shù)值,得出的范圍,進而得出,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性即可求解.(1)的定義域為.,令,即,解得,當時,;當時,,所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,故是在的唯一最小值點.所以.(2),定義域為,因為.所以在單調(diào)遞增,又,,故存在,使得.所以當時,,在上單調(diào)遞減;當時,,在上單調(diào)遞增.因為有且僅有兩個實根,所以,又,,且所以,故.又又在單調(diào)遞減,故是在的唯一根,故.所以.【點睛】解決此題的關(guān)鍵第一問利用導數(shù)法求函數(shù)的最值的步驟即可求解,第二問利用求二階導數(shù)及函數(shù)零點的存在性定理得出函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)函數(shù)的極值及函數(shù)值,得出的范圍,進而得出,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性即可.6.(1)當時,的單調(diào)遞增區(qū)間是,無遞減區(qū)間;當時,的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是.(2)(i)證明見解析;(ii)【解析】【分析】(1)求導,分類討論參數(shù)和時,函數(shù)的單調(diào)性即可;(2)(?。├脜?shù)分離可得,令,利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,極值,數(shù)形結(jié)合即可證得結(jié)論;(ⅱ)由已知,設(shè),可得,設(shè),利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,可求額,再利用的單調(diào)性可求得,進而求得結(jié)果.(1)(1)求導,,當時,恒成立,的單調(diào)遞增區(qū)間是,無遞減區(qū)間.當時,由,得,由,得,所以的單調(diào)遞增區(qū)間是,單調(diào)遞減區(qū)間是.(2)(?。┝睿?,設(shè),求導,令,解得,則x+0-極大值當時,取得極大值,且且當時,,當時,,如圖,數(shù)形結(jié)合可知,即.(ⅱ)因為,即,且,不妨設(shè),將代入中,得,即.設(shè),則,令,則,∴在上單調(diào)遞減,即,從而有,得在上單調(diào)遞減,由已知條件得,即,∴在上單調(diào)遞減,即,得,,即.又因為,設(shè),由(?。┲?,在上單調(diào)遞增,而,所以在上也單調(diào)遞增,得,得,即.綜上,a的最大值是.【點睛】方法點睛:本題考查導數(shù)的幾何意義,利用導數(shù)求函數(shù)的極值,利用導數(shù)研究含參函數(shù)的零點有兩種方法:(1)利用導數(shù)研究函數(shù)的極(最)值,轉(zhuǎn)換為函數(shù)的圖像與x軸的交點問題,應(yīng)用分類討論思想,在含參函數(shù)含參函數(shù)單調(diào)性的基礎(chǔ)上再判斷函數(shù)零點個數(shù)問題;(2)參數(shù)分離,即由分離參變量,得到,轉(zhuǎn)化為研究與直線的圖像的交點問題.7.(1)證明見解析(2)證明見解析【解析】【分析】(1)對函數(shù)求導,利用導數(shù)的正負研究函數(shù)的單調(diào)性即可得證;(2)分析要使得在區(qū)間上總存在極值點,則需滿足,進而構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,可得實數(shù)的取值范圍,由此得證.(1)∵,則,設(shè),則,令,解得當時,,函數(shù)單調(diào)遞減;當時,,函數(shù)單調(diào)遞增;故當時,函數(shù)取得極小值,且,即所以,所以函數(shù)在定義域上單調(diào)遞增.(2)由(其中),易知,由(1)可知在上單調(diào)遞增,.由,求導,其中,求導,即在上單調(diào)遞增,故.令,由上可知在單調(diào)遞增.要使得在區(qū)間上總存在極值點,則需滿足,而恒成立恒成立,于是,∴,而,又,∴單調(diào)遞減,且,故,∴,∴單調(diào)遞增,且,故,即,∴函數(shù)在上單調(diào)遞增;∵在上單調(diào)遞增,故······①又,故要使得恒成立,則只需,同理可得······②且,由①②可知,存在當時,函數(shù)在區(qū)間上總存在極值點.【點睛】方法點睛:本題考查利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,極值,最值問題,判斷函數(shù)的單調(diào)性,對函數(shù)求導,若,則函數(shù)單調(diào)遞增;若,則函數(shù)單調(diào)遞減,考查學生的計算能力與邏輯思維能力,屬于難題.8.(1)函數(shù)的遞增區(qū)間有,遞減區(qū)間有;(2)的取值范圍為.【解析】【分析】(1)根據(jù)極值點的性質(zhì)列方程求,再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的關(guān)系求單調(diào)區(qū)間;(2)化簡不等式,由條件可得,構(gòu)造函數(shù),討論求其最值,由此可得結(jié)果.(1)函數(shù)的定義域為,因為0是的一個極值點,所以,所以,解得,所以,且,令,則,當時,,函數(shù)單調(diào)遞減,又當時,,,函數(shù)單調(diào)遞減,當時,,,函數(shù)單調(diào)遞增,所以為函數(shù)的極大值點,所以,且函數(shù)的遞增區(qū)間有,遞減區(qū)間有;(2)由(1),所以可化為,當時,不等式可化為,可得,當時,不等式可化為,設(shè)或,則,設(shè),則所以單調(diào)遞增,又,所以當時,,,當,,,所以函數(shù)在和上都為增函數(shù),取,,設(shè),則當時,,所以單調(diào)遞增,而,所以當時,,所以當時,,所以或的最小值為h(-1),即,所以當時,沒有最小值,但其取值能無限趨近,又恒成立,所以,所以,綜上.【點睛】不等式恒成立問題的解決的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題,是否分離參數(shù)取決于分離參數(shù)是否有利于問題的解決.9.(1)減區(qū)間為,無增區(qū)間.(2)當,函數(shù)在上沒有零點;當,函數(shù)在上有1個零點;當,函數(shù)在上有2個零點.【解析】【分析】(1)利用二次求導研究函數(shù)的單調(diào)性,進而得出結(jié)果;(2)利用分類討論的思想,根據(jù)函數(shù)與具有相同的零點,結(jié)合導數(shù)分別研究當、、時的單調(diào)性,利用零點的存在性定理即可判斷函數(shù)的零點個數(shù),進而得出結(jié)果.(1)函數(shù)的定義域為,當時,,則,且,有,令,所以當時,則單調(diào)遞增,當時,則單調(diào)遞減,所以,即,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,即函數(shù)的減區(qū)間為,無增區(qū)間;(2)由(1)知當時函數(shù)在上單調(diào)遞減,又,此時函數(shù)只有1個零點;因為函數(shù)的定義域為,所以與具有相同的零點,令,則,當時,,令,則函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,此時函數(shù)無零點,即函數(shù)無零點;當時,令或,若,則,列表如下:1-0+0-極小值極大值當時,,當即時,,,又,此時函數(shù)有1個零點,則函數(shù)有1個零點;若,則,列表如下:1-0+0-極小值極大值所以,又,,則此時函數(shù)有2個零點,即函數(shù)有2個零點;綜上,當時,函數(shù)在上沒有零點,當時,函數(shù)在上有1個零點,當時,函數(shù)在上有2個零點.【點睛】與函數(shù)零點有關(guān)的參數(shù)范圍問題,往往利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值點,并結(jié)合特殊點,從而判斷函數(shù)的大致圖像,討論其圖像與x軸的位置關(guān)系,進而確定參數(shù)的取值范圍;或通過對方程等價變形轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)圖像的交點問題.10.(1)(2)【解析】【分析】(1)根據(jù)導數(shù)的幾何意義列方程求a的值;(2)化簡,利用導數(shù)求出,分類討論,分別求出,令求解即可.(1)∵,∴,,又,所以切線方程為因為切線過點,所以,故.(2),,設(shè),則∵,∴,在上單調(diào)遞增,,①當,即時,,在上單調(diào)遞增,則,∴,故.②當,即時,,,,即,時,,在上單調(diào)遞減,時,,在上單調(diào)遞增,則,∴,∴.由,令函數(shù),且,,在上單調(diào)遞增,,∵,∴.綜上,實數(shù)a的取值范圍是.【點睛】對于恒成立問題,常用到以下兩個結(jié)論:(1)a≥f(x)恒成立?a≥f(x)max;(2)a≤f(x)恒成立?a≤f(x)min.11.(1)函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增(2)證明見解析【解析】【分析】(1)求出函數(shù)的導數(shù),分別討論和,利用函數(shù)導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性即可;(2)由(1)知,在處取得最小值,要證,即證時,,構(gòu)造函數(shù),證明在上大于等于即可.(1)由題意得,函數(shù)的定義域為,則,,,當時,,所以在上單調(diào)遞減;當時,,所以在上單調(diào)遞增;綜上所述:函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.(2)由(1)知,在處取得唯一極小值,即最小值,所以,欲證當時,,即證當時,,令,,則,又令,,則恒成立,所以在上單調(diào)遞減,又,,即,存在唯一使得恒成立,當時,,即,所以在上單調(diào)遞增;當時,,即,所以在上單調(diào)遞減;所以的最小值在或處取得,又因為,所以,即當時,,故當時,.【點睛】結(jié)論點睛:本題考查不等式的恒成立問題,常用到以下兩個結(jié)論:(1)恒成立;(2)恒成立;12.(1)答案見解析(2)證明見解析【解析】【分析】(1)求導得,對導函數(shù)進行分情況討論其正負,即可得的單調(diào)性.(2)通過函數(shù)有兩個零點,轉(zhuǎn)化成,然后根據(jù)比例,構(gòu)造出,得到,進而構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)處理單調(diào)性,進而可求.(1))令,則,且對稱軸而易知當時在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增當時在單調(diào)遞減.(2)有兩個零點且,則,設(shè),

,,,所以,,設(shè),,則,設(shè),則,當時,,所以函數(shù)在上遞增,,則,在遞增,又,,故.【點睛】本題考查了含參函數(shù)的單調(diào)性,最值問題,方程與函數(shù)零點的綜合問題,利用導數(shù)解決單調(diào)性的問題,分情況討論,轉(zhuǎn)化,構(gòu)造函數(shù)證明不等式,二階求導等綜合性的函數(shù)知識,在做題時要理清思路,是一道導數(shù)的綜合題.13.(1)證明見解析;(2)【解析】【分析】(1)方法1:證,即證,利用導數(shù)求得單調(diào)性,分別得到,即證;方法2:令,易得在上單調(diào)遞增,由零點的存在性定理可得存在唯一的,使得,則結(jié)合基本不等式即可證明;(2)構(gòu)造,;則,時,在上為單調(diào)增函數(shù),分別討論,,即可.(1)的定義域為.方法1:要證,即證.記,,由于,當時,,則在上為單調(diào)減函數(shù),當時,,則在上為單調(diào)增函數(shù),所以.又,令,得,當時,,則在上為增函數(shù),當時,,則在上為減函數(shù),所以,得證.方法2:,令,因為,所以在區(qū)間上為單調(diào)增函數(shù),又,,所以存在唯一的,使得.因為在區(qū)間上為單調(diào)減函數(shù),在區(qū)間上為單調(diào)增函數(shù),且滿足,,所以,得證.(2)令,則,;則,時,在上為單調(diào)增函數(shù)①當時,,且,所以函數(shù)在區(qū)間上為單調(diào)減函數(shù),在區(qū)間上為單調(diào)增函數(shù),即,符合題意.②當時,,所以,當時,,所以,且,所以存在唯一的,使得,且在區(qū)間上為單調(diào)減函數(shù),在區(qū)間上為單調(diào)增函數(shù),所以當時,,即不恒成立,不合題意.③當時,,所以,當時,,所以,所以存在唯一的,使得,且在區(qū)間上為單調(diào)減函數(shù),在區(qū)間上為單調(diào)增函數(shù),所以當時,,即不恒成立,不合題意.綜上,.【點睛】(1)證明單變量不等式時,構(gòu)造兩個函數(shù),證明其中一個函數(shù)最小值大于另一個函數(shù)的最大值為重要的方法之一;也可以通過“隱零點”達到證明的目的.(2)“切點型零點”問題往往通過先猜后證的方式簡化思維量、運算量.14.(1)在上遞增.(2)【解析】【分析】(1)結(jié)合二次求導的方程求得的單調(diào)性;(2)由,結(jié)合二次求導的方法,對進行分類討論,利用構(gòu)造函數(shù)法,求得的最小值.(1)且,,令所以在區(qū)間遞減;在區(qū)間遞增.所以,所以在上遞增.(2),依題意可知:在上單調(diào),則在上遞增,所以①在上恒成立.,當時,,當時,,在上遞增,,與①矛盾.當時,在區(qū)間遞減;在區(qū)間遞增,所以時,的最小值,,構(gòu)造函數(shù),所以在區(qū)間遞減;在區(qū)間遞增.所以當時,也即取得最小值為.【點睛】在利用導數(shù)研究函數(shù)的過程中,若一次求導無法解決問題,可考慮利用二次求導的方法來進行求解.求解過程中要注意導函數(shù)和原函數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系.15.(1)(2)【解析】【分析】(1)根據(jù)函數(shù)的導數(shù),分別討論時,函數(shù)的單調(diào)性,即可確定函數(shù)在區(qū)間上的最值點,列式即可解出;(2)根據(jù)分離參數(shù)可知,不等式在上恒成立,等價于在上恒成立,利用導數(shù)求出函數(shù)在上的最小值,即可得到實數(shù)的取值范圍.(1)因為,,,所以當時,則在上單調(diào)遞增,的最小值為不符合,舍去;當時,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在的最小值為,則不符合,舍去;當時,在上單調(diào)遞減,的最小值為,則.(2)在上恒成立,即在上恒成立,設(shè),,,設(shè),在上恒為正,則在上單調(diào)遞增,,則在上單調(diào)遞增,.所以,即實數(shù)的取值范圍為.16.(1);(2).【解析】【分析】(1)求出導函數(shù),然后設(shè)切點的坐標為,然后得到斜率并寫出切線方程,再將點(0,0)代入切線方程解出,最后得到切線方程;(2)先求出導函數(shù),且發(fā)現(xiàn),然后設(shè)并求出導函數(shù),進而分,,和四種情況進行討論得到的單調(diào)性,進一步得到的單調(diào)性,討論出函數(shù)在處的極值,最后得到答案.(1)時,.設(shè)切點,則,故切線l的方程為,由于切線l過點,則,即,解得,故切線方程為.(2),,令,則,①當時,可知,在上單調(diào)遞增,又,則時,即,單調(diào)遞減,時,即,單調(diào)遞增故在時取得極小值,故滿足條件.②當時,則在上為增函數(shù),又,若,,當時,即單調(diào)遞減,當時,即單調(diào)遞增,而,于是,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,不合題意;若,,而,則存在使得,且時,則即單調(diào)遞減,又,故時,單調(diào)遞增,時,單調(diào)遞減,此時為的極大值點,不合題意.若,則,限定,故,于是當且時,,那么存在,使得.所以時,,在上單調(diào)遞增,而,于是,時,即,單調(diào)遞減,時,即,單調(diào)遞增,此時為的極小值點,符合題意.綜上所述:函數(shù)在處取極小值時a的取值范圍是.【點睛】本題難度較大,首先需要對函數(shù)進行二次求導,緊緊抓住“導函數(shù)的正負確定原函數(shù)的增減”;其次,“時”這一步函數(shù)的放縮有一定的技巧性,平常注意歸納總結(jié).17.(1)單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為(2)2【解析】【分析】(1)求導,分別解不等式,可得;(2)分離參數(shù),將恒成立問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題,通過二次求導可得導函數(shù)單調(diào)性,結(jié)合導函數(shù)的零點可得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而可得最值,然后可得.(1),由解得,由解得,所以的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為(2)當時,所以記,則記因為當時,,所以在上單調(diào)遞增,,所以存在,記,則…①所以當時,,即,此時單調(diào)遞減,當時,,即,此時單調(diào)遞增所以當時,由最小值…②將①代入②可得所以,因為a為整數(shù),所以a的最大值為2.18.(1)證明見解析(2)【解析】【分析】(1)利用導數(shù)討論的最值情況,證明的最小值大于0即可;(2)對t分類討論,利用導數(shù)討論的單調(diào)性,結(jié)合零點存在定理,討論的變號零點個數(shù)情況即可(1)由題,,故,令,則,當時,可知,易得在,在,故,又,又,故,即,得證;(2)由(1)得,原問題等價于在上有且僅有兩個變號零點,i.當時,,遞增,不符合情況;ii.當時,由,當時,,遞減,當時,,遞增,所以,故在上有且僅有兩個變號零點的充要條件為,解得,iii.當時,,遞減,不符合情況;綜上所述,當時,在上有且僅有兩個變號零點,即函數(shù)在上有且僅有兩個極值點19.(1)(2)【解析】【分析】(1)根據(jù)導數(shù)的幾何意義求出切線斜率,點斜式即可得切線方程;(2)由題意可構(gòu)造函數(shù)令,利用導數(shù),結(jié)合分類討論的思想,確定函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)單調(diào)性由求解可得.(1),,又,故在點處的切線方程為.(2)當,令,得,,令,則.①若時,得,則在上單調(diào)遞增,故,所以在上單調(diào)遞增,所以,從而,不符合題意;②若,令,得.(?。┤簦瑒t,當時,,在上單調(diào)遞增,從而,所以在上單調(diào)遞增,此時,不符合題意;(ⅱ)若,則,在上恒成立,所在上單調(diào)遞減,,從而在上單調(diào)遞減,所以,所以恒成立.綜上所述,a的取值范圍是.【點睛】關(guān)鍵點點睛:由原不等式在時恒成立,轉(zhuǎn)化為在時恒成立,是解決問題的第一步,再利用導數(shù),分析的單調(diào)性,即函數(shù)值的正負,由于含有參數(shù),分類討論是解題的關(guān)鍵和難點.20.(1)當時,無極值;當時,有極大值.(2)【解析】【分析】(1)分,,利用導數(shù)討論其單調(diào)性可得;(2)分離參數(shù),將恒成立問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值問題,通過二次求導可判斷導函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合導函數(shù)的零點可得所構(gòu)造函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,然后可解.(1)的定義域為當時,恒成立,在定義域上單調(diào)遞增,無極值;當時,由解得,在上單調(diào)遞增,由解得,在上單調(diào)遞減,所以當時,有極大值綜上,當時,無極值;當時,有極大值,無極小值.(2)因為恒成立,所以恒成立,記則記因為,所以所以在上單調(diào)遞減,又因為所以,當時,,即,單調(diào)遞增當時,,即,單調(diào)遞減所以,當時,有最大值.所以,即實數(shù)a的取值范圍為21.(1)證明見解析(2)【解析】【分析】(1)求導函數(shù)得時,,由此得證;(2)將問題等價于對于任意恒成立,令,求導函數(shù),令,分,兩種情況,運用導函數(shù)討論函數(shù)的單調(diào)性和最值,從而得函數(shù)的單調(diào)性和最值,由此可求得正實數(shù)a的取值范圍.(1)證明:因為,則,又,所以,所以,故在上單調(diào)遞減.(2)解:不等式等價于對于任意恒成立,即對于任意恒成立,當時,則有對于任意恒成立,即,令,則,令,所以,若,則在上恒成立,故在上為減函數(shù),故,故在上為減函數(shù),所以.若,則,因為為不間斷函數(shù),故存在,使得時,,故當時,,這與題設(shè)矛盾.所以,又,故正實數(shù)a的取值范圍為.22.(1)(2)證明見解析【解析】【分析】(1)根據(jù)導數(shù)的幾何意義得出切線方程,再結(jié)合點在切線上即可求解;(2)根據(jù)已知條件及函數(shù)導數(shù)極值的定義,再利用導數(shù)研究函數(shù)極值即可證明.(1)因為,所以,又,所以曲線在點處的切線方程為,令,得,因為切線與x軸正半軸交于點,所以,所以;(2)因為,設(shè),因為,所以時,,故在上是減函數(shù),因為,若,則時,,當時,,若,則,故當時,,所以有唯一零點,當時,即,故為增函數(shù),當時,即,故為減函數(shù).所以存在唯一極大值點,又因,即,所以等價于所以,因為是增函數(shù),故【點睛】解決此類型題第一問直接利用導數(shù)的幾何意義寫出切線方程結(jié)合點在切線上即可;第二問利用函數(shù)極值的定義及導數(shù)法求函數(shù)的極值即可,但由于此題求函數(shù)的一階導數(shù)后函數(shù)是超越函數(shù)無法求函數(shù)的零點,因此需要在一階導數(shù)的基礎(chǔ)上繼續(xù)求導,進而研究函數(shù)的問題就很容易.23.(1)證明過程見解析;(2)證明過程見解析.【解析】【分析】(1)根據(jù)函數(shù)的定義域?qū)λC明的不等式進行變形,通過構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)的性質(zhì),結(jié)合二次求導法進行證明即可;(2)對函數(shù)g(x)進行求導,根據(jù)導數(shù)的性質(zhì)和極值點的定義,結(jié)合一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系,通過構(gòu)造新函數(shù),結(jié)合導數(shù)的性質(zhì)進行證明即可.(1)因為,所以要證明成立,只需要證明成立,即證明成立.設(shè),,設(shè),,因為,所以單調(diào)遞增,所以有,即單調(diào)遞增,所以有,即,所以有;(2),,令,因為為函數(shù)g(x)的兩個不等于1的極值點,所以為是方程不相等的兩個正實根,所以有:,不妨設(shè),則,,由直線斜率公式可得:,,所以,設(shè),,設(shè),設(shè),,函數(shù)對稱軸為:,當時,函數(shù)單調(diào)遞減,故有,所以函數(shù)單調(diào)遞減,有,所以函數(shù)是減函數(shù),故,而所以,所以.【點睛】關(guān)鍵點睛:利用換元法,通過構(gòu)造新函數(shù),結(jié)合導數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.24.(1)x-y+1=0(2)證明見解析【解析】【分析】(1)求導得在x=0處的導數(shù)值,進而得切線的斜率,根據(jù)點斜式即可求切線方程.(2)求導,通過導函數(shù)的正負,確定原函數(shù)的單調(diào)性,然后確定極值.根據(jù)不等式,即可求解.(1)由已知得=ex+a(sinx+xcosx),而,f(0)=1,故在x=0處的切線方程為y-1=x,即x-y+1=0.(2)當a=-2時,由題意得,,則,令φ(x)=g′(x),則,當時,∴g′(x)在(0,π)上單調(diào)遞增,∵g′(1)=-2cos1<0,∴,使g′(x0)=0,∴當時,g′(x)<0,即在上單調(diào)遞減,當時,g′(x)>0,即在上單調(diào)遞增,∴在(0,π)上有唯一極小值點x0且,∴g(x0)<g(1)=e-2sin1<.設(shè),時,,則在上單調(diào)遞增,∴h(x0)=>h(1)=e,又∵-2sinx0∈(-2,-2sin1),∴g(x0)=-2sinx0>e-2,綜上,e-2<g(x0)<.25.(1);(2).【解析】【分析】(1)求出函數(shù)的導數(shù),由題意轉(zhuǎn)化為不等式恒成立,分離參數(shù),構(gòu)造函數(shù)利用導數(shù)求最小值即可;(2)根據(jù)所給極值點得出,換元后可得構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性,由單調(diào)性求范圍即可.(1),,函數(shù)在單調(diào)遞增,在上恒成立,即在上恒成立,令,則時,,所以在時,單調(diào)遞增,所以,所以,即.(2)因為函數(shù)存在兩個極值點(),所以,可得,令,則,所以取對數(shù)可得,令,則,令,則,所以在上單調(diào)遞增,因為,所以在恒成立,所以在恒成立,所以在上單調(diào)遞增,所以,即,即【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題第二問解題的關(guān)鍵在于先根據(jù)極值點的定義得出,進而換元,求出構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,由單調(diào)性求出的范圍.26.(1)見解析,(2)見解析【解析】【分析】(1)由導數(shù)分析單調(diào)性(2)由導數(shù)與二階導數(shù),結(jié)合零點存在性定理分析單調(diào)性后求最小值證明【詳解】(1),時,①當時,,在上單調(diào)遞增,②當時,令,得,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,③當時,,在上單調(diào)遞減.(2)當時,令,,,,則在上單調(diào)遞增.,取,由零點存在性定理,存在使得,有,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,,故,故時,.27.(1)或(2)【解析】【分析】(1)利用導數(shù)研究函數(shù)當、、、時的單調(diào)性,分別求出函數(shù)的最大值,令,解出對應(yīng)的a即可;(2)將原問題轉(zhuǎn)化為在上恒成立,令,利用二次求導研究函數(shù)的單調(diào)性,求出即可.(1)函數(shù)的定義域為R,,①當時,,故函數(shù)單調(diào)遞增,有,解得;②當時,令,解得或,令,解得,所以函數(shù)的增區(qū)間為,,減區(qū)間為.當即時,函數(shù)在,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,得或.解得(舍去)或舍去);當即時,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單

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